JPS63196309A - Ｈ型鋼の開先加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、Ｈ型鋼材の端部における両側フランジへの
開先加工と、この両側フランジとウェアとの接合部への
スカラップ加工を行うＨ型鋼の開先加工装置に関するも
ので、特に製作時におけるフランジの傾き、歪などがあ
っても、これに追従ないしは部分的に矯正して高精度の
加工を行えるようにしたものである。

（従来の技術） ト１型鋼の製作時におけるフランジの傾き（倒れ）に追
従して、カッターの走行ガイドを傾動し、フランジおよ
びウェブの所要箇所に正確な開先およびスカラップ加工
を施すＪ：うにした加工装置として、特公昭５８−２２
２８４＠（特願昭５４−５６０５２号）に提案される開
先加工装置が知られている。ところで１１型鋼材には、
溶接ト１型鋼と呼ばれるものが存在しており、このもの
は製作過程における特性として、両側フランジａ′、ｂ
−が第７図に誇張して。　　示すようにウェブＣ−に対
し、内側へ湾曲する傾向がある。

従って、これが前記したフランジの傾きに付加されてい
るため、前）ホした加工機ではこれに充分に対応するこ
とがでとして開先寸法を定めた場合、フランジの端部へ
及ぶに従って間先匿が大きくなって、正確な加工精度が
得られなかったものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記した従来技術に鑑みてなされたもので、フ
ランジに傾きがあるものはもとにす、溶接Ｈ型鋼にあっ
て湾曲を呈しているものは、これを真直ぐに矯正して保
持させ、正確な開先加工およびスカラップ加工を行うこ
とができる開先加工機を提供することを目的としたもの
である。

また、フランジの矯正に要する作動力を利用して強力に
加工材を固定して、切削加工時の撮動を抑え、高精度の
切削加工を行えるようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の開先加工装置は
下記のようにしたものである。づなわち、本発明は、ベ
ースと、このベースの上部に両側フランジを垂直状にし
て被加工材を載置する載置台と、前記ベースの一側に傾
倒可能に備えた一方の支持フレームと、同じくベースに
対して傾倒可能に備え、一方の支持フレームに対して接
離自在とした他方の支持フレームと、上記一方の支持フ
レームおよび他方の支持フレームにそれぞれ備えさせた
昇降方向の移動ガイドと、これら移動ガイドに係合させ
た昇降自在のカッター装置と、前記移動ガイドのガイド
方向に作動されて、被加工材のフランジを上下両側から
クランプするクランプ手段と、上記一方の支持フレーム
と他方の支持フレームを介して両側一対のクランプ手段
を互いに離反する方向に作動させるようにベース側に備
えさせた矯正手段を具順するようにしたものである。

（作用） 而して、載置台上に供給された被加工材の両側フランジ
を、これに対応した上下一対からなるクランプ手段によ
って挾持させることによって、一方の支持フレームおよ
び他方の支持フレームをフランジの傾きに追従して傾動
調整すると共に、これによってカッター装置の昇降をガ
イドする移動ガオドをフランジの傾きに合わせるように
し、続いて、クランプ状態の両側フランジを矯正手段に
よってｈいに離反する方向に作用することによって、フ
ランジの湾曲を真直ぐに矯正するようにしたものであり
、またこの部分的な矯正に当っては、その湾曲度、材料
強度に応じて適切な矯正力を作動させ正確な開先加工が
行えるようにしたものでおる。加えて上記の矯正手段に
よって被加工材を一方および他方の支持フレームざらに
はベースを連結構造体とじて剛性をもたせることにより
切削加工時の撮動を抑えることができるようにしたもの
である。

（実施例） 本発明に係るＨ型鋼の開先加工装置の一実施例を以下図
面について具体的に説明する。

第１図は本発明を適用した開先加工機の正面図　第２図
は同じく平面図　第３図は側面図であって、符号１はベ
ース　２はベッドであって、このベット２上には、被加
工材であるＨ型鋼材（以下単に被加工材Ｗという）を受
は入れて載置する載置台３を配設Ｊる。この載置台３は
前後方向に並列した水平のコロコンベヤからなり、両側
のフランジａ、ｂを垂直にした被加工材〜■の下縁部を
受けて同方向に搬送する。なお符号Ｃで示ずものは、両
フランジａ、ｂを連結してＨ型鋼を構成するウェブであ
る。

また、前記ベース１上には前記載置台３を跨ぐように門
型フレーム４が設けられる：しので、この門型フレーム
４はベース１の両側に立設した一対のコラム５．５とこ
のコラム５．５を上端において連結したビーム６によっ
て構成されている。７は上記コラム５の一側（第２図右
側）に設けたサイドフレームで、このナイトフレーム７
は図示しないフラ、／に爲楳左存ｌ、τ門県】７１ノー
７．４およγＦベー７１１姑後動調整可能に配設される
。そして調整後においては同じく図示しない固定手段に
よって、門型フレーム４、ベース１に一体的に固定され
る。

前記門型フレーム４のビーム６および１ナイドフレーム
７の上部前面側には、それぞれ水平方向のガイドレール
８および９が取付けられるもので、これらがイトレール
８．９には第１図右側の一方の支持フレーム１０および
同図左側の他方の支持フレーム１１が各別に配設される
。上記の一方の支持フレーム１０と他方の支持フレーム
１１は、それぞれ上部の転子１２．１２および１３．１
３をガイドレール８および９に係合し、下端の垂直スラ
イド面１４および１５をサイドフレーム７およびベッド
２の接合受は而１６および１７に当接しており、吊下状
に保持され°ている。従って、第６図の説明図のように
、クランプ状態でその水平方向の移動が機械的に阻止さ
れた状態で矢印方向に大きな力が作用した場合、フラン
ジａ、ｂに傾きがあると、これに応じて若干の範囲の傾
動が許容される。

而して、この傾動可能とした一方の支持フレーム１０と
他方の支持フレーム１１にそれぞれ、以下のクランプ手
段、カッター装置、陽正手段などの各機構が備えられる
。

まず、切削加工用のカッター装置ＡおよびＢは、一方の
支持フレーム１０側と他方の支持フレーム１１側におい
て対称的に配設されるもので、１８および１９はそれぞ
れ支持フレーム１０．１１における前面側の昇降方向に
設けた移動ガイド　２０および２１は上記移動ガイド１
８．１９に昇降自在に係合ざけた切削ヘッドで、これら
切削ヘッド２０．２１には上下方向において各々三本の
水平のスピンドル２２ａ、２３ａ１２４ａおよび２２ｂ
、２３ｂ、２４ｂをそれぞれ内方に向けて対向するよう
に支承させる。上記スピンドル２２ａ〜２４ｂには、上
方から追込み切削用カッター２５、スカラップ加工用カ
ッター２６、開先加工用カッター２７の順に各カッター
を取付ける。Ｍａおよび〜１ｂは図示省略のギｒ−Ｊ：
段を介して、各スピンドル２２ａ〜２４ｂを駆動するモ
ータである。Ｃは上記したカッター装置Ａ、Ｂを所要の
切削方向すなわち、昇降方向に駆動する切削送り手段で
、この切削送り手段Ｃは、移動ガイド１８．１９の上端
に下向きに取付けた減速機付のモータ〜１１、Ｍ２、同
モータＭＬＭ２の出力軸に取付けた上下方向の送りねじ
軸２８．２９および前記一方の支持フレーム１０および
他方の支持フレーム１１に固定したナツト３０．３１の
各部材によって構成される。而して、送りねじ軸２８．
２つを正逆回転させることによって、支持フレーム１０
゜１１を介しカッター装置Ａ、Ｂを昇降駆動する。

次にカッター装置Ａ、Ｂによる被加工材Ｗの切削位置に
接近して配設し、この被加工材Ｗをクランプ固定するク
ランプ手段り、Ｅについて第５図を参照しながら説明す
る。

これらクラン３手段り、Ｅは基本構成として、被加工材
Ｗのフランジａ、ｂをその上下両側から挾持する。上下
一対からなるもので、この一対のものを一方の支持フレ
ーム１０側と他方の支持フレーム１１側の両方に備えさ
せる。すなわら、符号３２１３よび３３は対向する支持
フレーム１０．１１のそれぞれ内方に設けた昇降ガイド
で、これら昇降ガイド３２．３３は前記した切削ヘッド
２０，２１の移動ガイド１８．１９と平行に配設する。

そしてこれら昇降ガイド３２．３３にそれぞれ上下一対
のクランプ爪３４ａ、３５ａおよび３４ｂ、３５ｂをス
ライド自在に係合ざＵるもので、これらクランプ爪３４
ａ〜３５ｂには、昇降作動用の油圧シリンダ８１〜Ｓ４
が各別に関連されている。Ｓ３、Ｓ４は昇降ガイド３２
．３３の下端部に上向きに取付けた油圧シリンダで、ピ
ストンロッド端に前記クランプ爪３４ａ、３４ｂを取付
けてあり、その伸長作動時においてクランプ爪３４ａ、
３４ｂをフランジａ、ｂの下端縁に作用させる。またＳ
ｌ、Ｓ２は昇降ガイド３２．３３の上端部に下向きに取
付けた油圧シリンダで、ピストンロッド端に前記クラン
プ爪３５ａ、３５ｂを取付けており、その伸長作動時に
おいてクランプ爪３５ａ、３５ｂをフランジａ、　ｂの
上端縁に作用さける。ここで、上記クランプ爪３４８〜
３５ｂは、フランジ端縁への当接部を、外方へ向く基準
当接面ｅと、内方へ向く勾配抑圧面ｆによって構成する
ものて、勾配押圧面、ｆをフランジａ、ｂの上下端外側
縁に作用させ、基準当接面ｅをフランジａ、ｂの内側面
に合わせて被加工材Ｗのクランプ固定を行わせるように
する。なお、上記において、下方のクランプ爪３４ａ、
３４ｂの基準当接面ｅだけは、当初から載置台３上に突
出するように配設さしる。

次に、被ＩＪロ工材Ｗの幅すなわちフランジ間隔に対応
さヒて、前記カッター装置Ａ、Ｂおよびクランプ手段り
、Ｅの間隔を設定する間隔設定手段Ｆについて第４図を
参照しながら説明する。この間隔設定手段Ｆは他方の支
持フレーム１１側を一方の支持フレーム１０に対し、そ
の接因【方向にスライド調整する駆動機構をもって構成
するもので、３６は他方の支持フレーム１１の裏面側に
してスライド方向、すなわち水平方向に架設したコラム
５側の油圧シリンダ間移動体で、この中間移動体３７に
は前記スライド方向に伸びる水平ガイド３９を設けであ
る。なお、この中間移動体３７と他方の支持フレーム１
１とは後で述べる矯正手段により連結されているもので
、両者は、この矯正手段のｒ「勅時以外は一体的に結合
されるようになっている。因みに、一方の支持フレーム
１０は後述する別の矯正手段によってサイドフレーム７
に連結されるもので、この矯正手段の作動時以外は、両
者は固定関係にあり、一方の支持フレーム１０のクラン
プ手段りおよびカッター装ａＡはスライド方向において
定位置に設定される。４０は被加工材〜■の載置台３の
一側上部に配設した材料の送り込みガイド板で、この送
り込みガイド板４０に７ランジａの外側部を添わせて供
給するようにしてあり、そのガイド面延長線上下に前記
クランプ手段りにおけるクランプ爪３４ａ、３５ａの勾
配押圧面ｆ、ｆを対応させるようにしている。ＬＳは中
間移動体３７の内側端に取付けた被加工材〜■の検出用
リミットスイッチで、このリミットスイッチＬＳの検出
信号によって油圧シリンダ３６を制御し、他方の支持フ
レーム１１の。

スライド調整を行うようにしたものである。また上記油
圧シリンダ３６には、手動調整の位置決め手段を備えさ
せるホ、ので　日用Ｉ　、　ｔ？ｈ＜ら山闇政勧イ素ｑ
７オｈｂ飢力・ソ々−話置Ｂを位置設定することができ
るようにする。

ここで、上記の間隔設定が行われると、被加工材Ｗのク
ランプ、続いて開先加工が行われるが、カッターの切込
み位置は第４図に示す如く、被１！ａ工材〜■における
両側フランジａ、ｂの内側面寸法を基準として定められ
る。すなわちこの内側面（フランジａ、ｂとウェブＣと
の接合部）にスカラップ加工カッター２６のストレート
部切削周面を合わせるもので、このストレート部切削周
面にクランプ３４８〜３５ｂの基準当接面ｅが一致する
ように設定されている。

次に前記した矯正手段について説明する。

この矯正手段Ｇ、ト１はフランジａ、ｂを挟圧した上下
一対のクランプ爪３４ａ、３５ａおよび３４ｂ、３５ｂ
を互に離反する方向に作動させる左右一対の油圧シリン
ダＳ５、Ｓ６によって構成される。一方の油圧シリンダ
Ｓ５はナイトフレーム７に、ピストンロッドを内方に向
けて取付けてあり、常時はピストンロッドを伸長端に固
定的に保持さぼるが、矯正時においてはピストンロッド
を収縮作動させ、一方の支持フレーム１０を介してクラ
ンプ手段りを外方へ向けて作動させる。他方の油圧シリ
ンダＳ６は中間作動体３７に、ピストンロッドを内方に
向けて取付けるもので、このシリンダＳ６も常時はビス
１〜ンロツドを伸長端に固定的に保持しているが、矯正
時においてピストンロッドを収縮方向に作動させ、他方
の支持フレーム１１を介してクランプ手段Ｅを外方へ向
けて作動させる。ここで、上記油圧シリンダＳ５、Ｓ６
には、その取イ」部に上下調整手段Ｊを備えさせるもの
で、矯正力の作用方向が正確にフランジａ、ｂの中点部
、すなわらウェブＣの延長線にあるよ°うに調整される
。両側の調整手段を一括して説明すると、４３は前面部
に垂直ガイド４４を設けた固定ベース　４５はこの垂直
ガイド４４にスライド可能に係合させた取付ベースで、
この取付ベース４５にそれぞれ油圧シリンダＳ５、Ｓ６
が固定される。　４６は固定ベース４３の上端に下向き
に支承さＵた調整ねじて、この調整ねじ４６のハンドル
４７により油圧シリンダＳ５、Ｓ６の上下調整がなされ
るものである。　次に、載置台３上に供給された被加工
ＩＪ　ｗの送り込み端を規正し、所定の加工位置にワー
クレットを行う位置決め手段Ｋについて説明する。この
位置決め手段には、送り込みガイド板４０側のフランジ
ａ、ｂに対応ざじて、その前端部に出没自在とした当接
部材によって構成されるもので、Ｓ７は切削ヘッド２０
．２１の上端部に、内方に向けて取イ」けた油圧シリン
ダ　４８はこの油圧シリンダＳ７におけるビス１〜ンロ
ツド端に取付部材４９を介して固定した当接部材で、こ
の当接部材４８はビス１−ンロツドの伸長作動時におい
て前記突出位置に臨むように配設される。

上記当接部材４８は取付部材４９に螺装され当接位置を
前後調整できるようになっている。

なお、前記した各溝造において、その作動部材（モータ
、油圧シリンダ）は、図示省略の電気制御回路の指令に
基づいて順序動作を行うようになっているもので、被加
工材Ｗの送り込み位置決め、カッター装置およびクラン
プ手段の幅決め、クランプ、矯正、切削加工など所要の
動作が一連的に行えるようになっている。

本発明に係る開先加工装置の一実施例は上記のように構
成されるもので、以下のように作用して所要の開先加工
、スカラップ加工が高精度に行われる。

まず、加工作業を時期している状態においては、他方の
支持フレーム１１は任意位置にあってクランプ間隔およ
び切削間隔を不測に保持しており、両側クランプ手段り
、　Ｅにおける上下のクランプ爪３４８〜３５ｂは、そ
れぞれ上端および下端の開放端にある。また矯正手段Ｇ
、１−１の油圧シリンダＳ５、Ｓ６はピストンロッドを
伸長端に作動させた状態において固定している。この中
で、下方のクランプ突出している状態におるが、一方の
基準当接面ｅと載置台上の送り込みガイド板４０との間
には、正面側から見てフランジａの送り込み間隙が形成
されている。

また、両力ツタ−装置Ａ、Ｂは下降端におる。かかる状
態にあって、位置決め手段にの油圧シリンダＳ７は当接
部材４８を突出させ、フランジａに対応させている。

進んで、被加工材Ｗを供給、固定ざらには切削加工する
には、まず間隔設定手段Ｆの油圧シリンダ３６を操作し
て他方の支持フレーム１１をスライド調整し、この支持
フレーム１１側のクランプ手段Ｅの位置を供給される被
加工材Ｗのフランジ幅に応じて大略設定する。この設定
調整は目視して直接か、または図示しない゛目盛板と指
標によって行うようにする。このようにして間隔設定が
行われたならば次に、載置台３上の被加工材Ｗを送り込
みガイド板４０に添って移送し、その前端を当接部材４
８に当接させて位置決めする。而して、この材料送り込
み後に、矯正手段Ｇ、Ｈにおける油圧シリンダＳ５、Ｓ
６の高さを調整するもので、上下調整手段Ｊのハンドル
４７により油圧シリンダＳ５、Ｓ６の作用方向をフラン
ジａ、ｂの中点位置すなわちウェブＣの高さに設定する
。

、−／７’ｌ　１−２１１−１　７／７　：：　”／−
プ恭小々普１中ムτコ文Ｌ　カｆ＝　＋ｍ　ＩＪ　　Ｅ
’７＋示省略の電気制御回路により、矯正手段Ｇ、Ｈの
油圧シリンダＳ５、Ｓ６を開成して、−担ピストンロッ
ドの自由な動きを許容さける。これにより一方の支持フ
レーム１０および他方の支持フレーム１１の各々のクラ
ンプ手段り、Ｅ、カッター装置Ａ、Ｂが限定された範囲
で自由な動きを可能とされる。而して次にクランプ爪３
４ａ〜３５ｂの油圧シリンダ８１〜Ｓ４を、ピストンロ
ッドの伸長方向に作動させるようにする。こうすると、
まずクランプ爪３４ａ〜３５ｂの勾配押圧面ｆ・・・が
フランジａ、ｂにおける上下外縁の四箇所に当接し、被
加工材〜■を上下方向から挟圧すると共にスライド方向
に分力を与える。このため、クランプ爪３４ａ〜３５ｂ
を介して一方の支持フレーム１０および他方の支持フレ
ーム１１が同スライド方向に追従して動作され、またフ
ランジａ、ｂの傾きがあった場合、これに応じて同支持
フレーム１０．１１が傾動するように作動して、クラン
プ爪３４８〜３５ｂの基準当接面ｅがフランジａ１ｂの
内側面に当接する。このようにして被加工材Ｗのクラ・
ンプ固定は、この加工材側を基準として行われるもので
、フランジａ、ｂの上下端縁に勾配押圧面ｆ・・・と基
準当接面ｅ・・・の両方が係合するとき、クランプ動作
は終了する。クランプ動作が終了すると、矯正手段Ｇ、
Ｈの油圧シリンダＳ５、Ｓ６がビス１ヘンロツドを収縮
方向に作動させ、両側フランジａ、ｂ＠互いに離反する
方向に作用する。この矯正力はフランジａ、ｂの中点部
に水平方向に加えられるもので、内側へ湾曲傾向を呈ム
レラランジａ、ｂは真直ぐに修正される。このときの矯
正力は湾曲の度合い、フランジ板厚、フランジの高さな
どを勘案して設定する。また上記の油圧シリンダＳ５、
Ｓ６を作動させることによって、被加工材〜■とクラン
プ手段り、Ｅこのクランプ手段り、Ｅを保持する一方の
支持フレーム１０とコラム５、および他方の支持フレー
ム１１と中間移動体３７が一体的に連結するもので、被
加工材〜■は強力に保持される。なお、前記のクランプ
動作に伴って一方および他方の支持フレームがスライド
、傾動覆るとき、これと一体の移動ガイド１８．１つに
支持されるカッター装置Ａ、Ｂも同方向に作動されるも
ので、このカッター装置Ａ、Ｂも被加工材Ｗを基準とし
て、そのフランジの内側面に合致して設定される。

以上のようにして、被加工材のクランプ固定、矯正、カ
ッターの切込み位置が設定されると、位置決め手段にの
当接部材４８が逃がされ、各カッター２５　．２６．２
７が回転されると共に切削送り手段Ｃにより移動ガイド
１８．１９に沿っての上方への切削送りが与えられる。

従って被加工材Ｗは、上部のカッターから順に切削加工
されるもので、追込み切削、スカラップハロエ、開先加
工が連続して行われるものである。ここにおいて、カッ
ターの走行軌跡は矯正後における真直ぐなフランジに沿
って一致して設定されているので高精度の開先、スカラ
ップ加工を行うことができる。また被加工材〜■のクラ
ンプが強力かつ確実に行われているので、加工中の撮動
が少なく高精度切削を行うことができる。

而して、カッター装置が上昇端に至り、切削加工が終了
すれば、クランプ手段、矯正手段を解除し、加工材を載
置台の後方へ戻し、処理するようにする。続いて、上昇
端のカッター装置を下降端に戻し、当接部材を突出させ
れば次の被加工材の加工に対応することができる。

ここで、上記の一実施例では、一方の支持フレーム１０
と他方の支持フレーム１１の両側に矯正手段を取付ける
ようにしたが、何か一方の支持フレームにのみ備えさけ
、何か他方のものは単なる結合手段をもって固定側、す
なわちベース側へ取付けるようにしてもよい。また一実
施例では、クランプ手段、カッター装置などを一方およ
び他方の支持フレームに備えざぜて、この支持フレーム
の傾倒により、同じく同調して傾動させたが、一方のフ
レームおよび他方のフレームをスライドのみ自在に支承
させて配設し、これら支持フレームに傾倒部材を枢軸支
し、この傾倒部材に前記したクランプ手段、カッター装
置などを作動自在に備えさせるようにすることもできる
。また、各機構の作動部材として用いた油圧シリンダは
、モータ駆動によるスライド機構に変換して採用できる
ことは勿論である。

（発明の効果） 以上、実施例の説明によって明らかなように、本発明に
よれば、載置台上に供給された被加工材の両側フランジ
を上下一対からなるクランプ手段によって挟持さけるこ
とによって、一方および他方の支持フレームをフランジ
の傾きに追従して傾動調整し、これに伴ってカッター装
置の昇降ガイドを適宜に設定することができ、またクラ
ンプ状態の両側フランジを互いに離反する方向に作動さ
けて、フランジの湾曲を真直ぐに矯正することができる
もので、製作時において傾いたり、内側へ湾曲した歪な
どがおってもこれに追従し、また部分的に矯正して高粘
度に開先加工、スカラップ加工を施すことができるもの
でおる。また、矯正力を利用して、被加工材とベースを
一体的に連結することができるもので、大きなりランプ
力かえられ、切削加工時の振動を抑えて高精度ｈロエを
達成することができるものてある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る開先加工装置の一実施例を示すもの
で、第１図は正面図　第２図は平面図　第３図は側面図
第４図は一部を横断した拡大平面図　第５図はクランプ
装置の構成を示す正面図　第６図は本発明の構成を概念
的に示す説明図　第７図は被加工材の正面図でおる。 Ａ、Ｂ：カッター装置　　Ｃ：切削送り手段　　Ｄ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ベースと、このベースの上部に両側フランジを垂直状
   にして被加工材を載置する載置台と、前記ベースの一側
   に傾倒可能に備えられた一方の支持フレームと、同じく
   ベースに対して傾倒可能に備えられ、一方の支持フレー
   ムに対して接離自在とした他方の支持フレームと、上記
   一方の支持フレームおよび他方の支持フレームにそれぞ
   れ備えさせた昇降方向の移動ガイドと、これら移動ガイ
   ドに係合させた昇降自在のカッター装置と、前記移動ガ
   イドのガイド方向に作動されて、被加工材のフランジを
   上下両側からクランプするクランプ手段と、上記一方の
   支持フレームと他方の支持フレームを介して両側一対の
   クランプ手段を互いに離反する方向に作動させるように
   ベース側に備えさせた矯正手段とを具備したことを特徴
   とするＨ型鋼の開先加工装置。