Ｈ形鋼の切削加工刃物
【課題】 従来のＨ形鋼における開先加工およびルートフェイス加工に用いられる加工刃物は、切削加工時に大きな衝撃と振動を生じ、このために切刃チップの激しい消耗と欠損を招いていた。さらに騒音なども大きく作業環境の面でも改善が求められていた。
【解決手段】 薄い円盤状台金１２の外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップ１３を取りつけた多刃刃物１１を多数枚重ね合わせ、これによって円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物Ａを構成する。また薄い円盤状台金２２の外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップａ〜ｊを取りつけた多刃刃物２１を多数枚重ね合わせ、これによって截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物Ｂを構成する。そして、これら第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを同じ回転軸３０に取りつけてＨ形鋼の切削加工を行なう。
【解決手段】 薄い円盤状台金１２の外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップ１３を取りつけた多刃刃物１１を多数枚重ね合わせ、これによって円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物Ａを構成する。また薄い円盤状台金２２の外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップａ〜ｊを取りつけた多刃刃物２１を多数枚重ね合わせ、これによって截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物Ｂを構成する。そして、これら第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを同じ回転軸３０に取りつけてＨ形鋼の切削加工を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼におけるフランジ部に開先加工およびルートフェイス加工を行なう切削加工刃物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層ビル建築における鉄骨支口部の柱梁接合構造を、図１６によって説明する。図において、１００は柱材を構成する角鋼管 １０１、１０２は角鋼管１００の上下両端に設けたダイヤフラム １０３は梁材を構成するＨ形鋼 １０４、１０５はＨ形鋼１０３におけるフランジ １０６は両フランジ１０４、１０５を連結したウェブ １０７、１０８はフランジ１０４、１０５の端面部に形成した開先部 １０９、１１０はウェブ１０６を切り欠いて形成したスカラップ部 １１１、１１２はフランジ１０４、１０５とダイヤフラム１０１、１０２の突き合わせ部に配設した裏当金である。
【０００３】
上記の支口構成においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８とダイヤフラム１０１、１０２さらにはウェブ１０６と角鋼管１００の垂直平面の突き合わせ部とを全周溶接して柱梁の接合を完成するものであり、この溶接工法は、溶接線の集中をスカラップ部１０９、１１０によって逃がすことからスカラップ工法と呼ばれている。
【０００４】
なお上記の鉄骨支口部を工場で予め製作する場合のブラケット構造においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８が図のように、何れも外側に向く傾斜面となっているが、長尺のＨ形鋼を梁材として直接現場で溶接する場合においては、下向き姿勢の作業を確保する点から、一方の開先部が内側を向く傾斜面となっているものもある。
【０００５】
ところで、上記のＨ形鋼１０３におけるフランジ１０４、１０５に対して所要の開先加工を行ない、またウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なう加工装置として、本出願人の提案に係る発明が公知である。（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
この従来の加工装置においては、図１７に示すように、加工ヘッド２００に第１〜第３の回転軸２０１〜２０３を配設し、第１の回転軸２０１に円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物２１１を、第２の回転軸２０２にきのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２を、そして第３の回転軸２０３に截頭円錐形状の切削周面をもつ第３の加工刃物２１３をそれぞれ取りつけたものである。
【０００７】
そして、上記の加工ヘッド２００を所要の送り方向に移動することによって、図１８に示すように、Ｈ形鋼１０３のフランジ１０４に対して開先加工を、ウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なったものである。また上記の第１の加工刃物２１１は、他の加工刃物による切削加工に先立って、フランジ１０４を大きく削り込む、いわゆる追い込み加工を行なうものであり、同時にこの刃物は、フランジ１０４の切削端に一部の平坦面を残すルートフェイス加工を行なったものである。
【０００８】
上記の開先、スカラップおよびルートフェイスの諸加工を行なうものの先行技術として、上記の他に、例えば特許文献２に係る発明が公知である。この従来の加工装置は、図１９のように円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物２１１と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２とを一つの回転軸に集約して取りつけたものである。そして、この刃物構成によって加工ヘッドのコンパクト化と移動ストロークの短縮による加工能率の向上を図ったものである。
【０００９】
なお、前述の円筒形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献３に開示されるものが公知であり、また截頭円錐形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献４に開示されるものが公知であり、きのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献５に開示されるものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−２６７２１０号
【特許文献２】特開昭５９−３０６０８号
【特許文献３】特公平３−４３０１０号
【特許文献４】特開平６−２６２４２１号
【特許文献５】特開平１０−２９６５２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
Ｈ形鋼におけるフランジへの開先加工とルートフェイス加工に着目したとき、従来においては、特許文献１または特許文献２に記載した加工装置を使用し、これに特許文献３の円筒形状の加工刃物と特許文献４の截頭円錐形状の加工刃物を備えて対応したものである。
【００１２】
上記のフランジへの切削加工は、加工量（切削断面積と長さ）が大きい割りに高速送りが要求される。しかしながら少数個の切刃チップを植設した加工刃物がこれを賄うには余りにも負担が大きく、このため、大きな衝撃と振動を生じ、切刃チップの消耗が激しく、さらは欠損を招くことが問題点として指摘された。また騒音なども大きく作業環境の面でも改善が求められていた。
【００１３】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、衝撃や振動を軽減して刃先チップの激しい消耗や破損をなくし、また騒音の発生を抑えて作業環境を健全に維持することができ、さらには高速での切削加工作業を達成することができるＨ形鋼の切削加工刃物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物は、円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、上記した第１の加工刃物と第２の加工刃物とを、同じ回転軸線上に配設すると共に、少なくとも第２の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴としたものである。
【００１５】
また本発明の切削加工刃物は、請求項２において、第１の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物よって構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明の切削加工刃物は、請求項３において、切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したしたことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明の切削加工刃物は、請求項４において、切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明の切削加工刃物は、請求項５において、多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とするものである
【００１９】
また本発明の切削加工刃物は、請求項６において、台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の切削加工刃物は、請求項７において、第１の加工刃物と第２の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
このように構成した課題解決手段によれば、従来に比較して遥かに多くの切刃チップを切削周面上に配設することができる。このため、一刃当りの切削負荷を軽減し、衝撃や振動の少ない切削加工を行なうことができる。よって切刃チップの激しい消耗や欠損、さらには騒音などの問題点を合理的に解決することができる。また切削能力の向上によって高能率の切削加工を行なうことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】第１の加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図３】同じく、切刃チップの形状を示す説明図である。
【図４】交換式の切刃チップを用いた刃物構成を示す正面図である。
【図５】同じく、側面図である。
【図６】別の交換式切刃チップを用いた刃物構成を示す説明図である。
【図７】台金の厚さと切刃チップの幅を同等とした刃物構成の説明図である。
【図８】同じく、切刃チップの配列状態を示す説明図である。
【図９】交換式の切刃チップの取りつけ状態を示す正面図である。
【図１０】同じく、縦断側面図である。
【図１１】分割式の切刃稜をもつ切刃チップの説明図である。
【図１２】第２の切削加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図１３】第３の加工刃物の説明図である。
【図１４】一実施例に係る切削加工刃物による加工状態の説明図である。
【図１５】内開先に対応した切削加工刃物の説明図である。
【図１６】柱梁接合構造を示す説明図である。
【図１７】従来の開先加工装置の一部を示す縦断正面図である。
【図１８】同じく、従来の加工装置によるＨ形鋼の加工状態を示す説明図である。
【図１９】同じく、従来の加工装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る切削加工刃物の実施形態を図１〜図３および図１２を参照して説明する。図において、Ａは切削周面が円筒形状の第１の加工刃物 Ｂは切削周面が截頭円錐形状の第２の加工刃物である。 上記した第１の加工刃物Ａにおける切削周面の直径は、第２の切削刃物Ｂにおける切削周面の最小径と同じになっている。
【００２４】
第１の加工刃物Ａは、薄い円盤状の台金１２と、この台金１２の外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップ１３を構成要素とした多刃刃物１１を多数枚（実施例では７枚）重ね合わせて構成する。１４は台金１２の中心に設けた取付穴（図２参照）である。
【００２５】
上記の各多刃刃物１１〜１１の厚さ、幅、外形寸法および切刃チップ１３の配列数などは同一であり、全ての切刃チップ１３〜１３の切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続した円筒形状である。
【００２６】
なお前記の切刃チップ１３の切幅は、市販のチップソーと同様に台金１２の厚さより幅広（図３参照）としてあり、また各切刃チップ１３は、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット１５に対応して配置し、干渉を防止している。１４ａおよび１４ｂは、取付穴１４に回転位相差をもって設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００２７】
また第２の加工刃物Ｂは、薄い円盤状の台金２２〜２２と、この台金２２〜２２の外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップａ〜ｊを構成要素とした多刃刃物２１〜２１を多数枚（実施例では１０枚）重ね合わせて構成する。２４は台金２２の中心に設けた取付用穴（図１２参照）である。
【００２８】
上記の各多刃刃物２１〜２１の厚さ、刃幅は同じであるが外形寸法は順次に小さくしてあり、全ての切刃チップａ〜ｊの切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続した截頭円錐形状である。
【００２９】
なお前記の切刃チップａ〜ｊの切幅は、市販のチップソーと同様に台金２２の厚さより幅広としてあり、また各切刃チップａ〜ｊは、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット２５に対応して配置し、干渉を防止している。２４ａは、取付用穴２４に設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００３０】
次に１６は一端に固定鍔１７を、他端に締付鍔１８を備えた第１のアダプタ軸 このアダプタ軸１６には、取付用穴１４によって多数枚の多刃刃物１１〜１１を装着する。これら多刃刃物１１は、締付鍔１８に螺着した取付ネジ１９によって固定され、第１の加工刃物Ａを構成する。
【００３１】
２６は一端に固定フランジ２７を、他端に締付鍔２８を備えた中空状の第２のアダプタ軸 このアダプタ軸２６には、取付用穴２４によって多数枚の多刃刃物２１〜２１を装着する。これら多刃刃物２１は、締付鍔２８に螺着した取付ネジ２９によって固定され、第２の加工刃物Ｂを構成する。
【００３２】
３０は開先加工装置（図示省略）の回転軸 ３１は回転軸３０の先端に設けた取付軸である。この取付軸３１には、第２のアダプタ軸２６を介して第２の加工刃物Ｂを取りつける。またこの取付軸３１には、第２のアダプタ軸２６の中空穴２６ａを利用して第１のアダプタ軸１６を嵌装し、このアダプタ軸１６を介して第１の加工刃物Ａを取りつける。
【００３３】
３２はワッシャー部材３４を介して第１のアダプタ軸１６を取付軸３１に締め付け固定する固定ネジ この固定ネジ３２は、同時に第２のアダプタ軸２６を回転軸３０の端部に締め付け固定するものであり、第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけ固定する。なお、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６は同径である。
【００３４】
なお、上記の取付軸３１に対する第１のアダプタ軸１６および第２のアダプタ軸２６にはキー部材による回り止め措置がされており、また第１のアダプタ軸１６に対する第１の加工刃物Ａ、および第２のアダプタ軸２６に対する第２の加工刃Ｂには同様のキー部材（何れも図示省略）による回り止め措置がされている。
【００３５】
以上のように構成した加工刃物によってＨ形鋼の切削加工を行なうときには、第１の加工刃物Ａの切削周面と、第２の加工刃物Ｂの切削周面が図１４のようにフランジ１０４の全体とウェブ１０６の一部に及ぶものであり、フランジ１０４に対して所要の開先加工とルートフェイス加工を行なうことができる。
【００３６】
この切削加工時において、各加工刃物Ａ、Ｂは細かなピッチで配列した多数の切刃チップ１３〜１３、ａ〜ｊを作用することができる。このため、切刃チップの一刃当たりの切削負荷を著しく軽減することができ、大きな振動や衝撃を生ずることなく円滑かつ軽快な切削加工を行なうことができる。そしてこの結果、切削能力の大幅な向上を図ることができ、高速送りでの加工作業を行なうことができるようになった。さらに切刃チップの欠損がなく耐久的に使用することができ、また騒音レベルも著しく低減することができた。
【００３７】
なお、上記のフランジ１０４に対する切削加工は、大部分を第２の加工刃物Ｂが負担するものであって、第１の加工刃物Ａの切削量は小さいものである。また、第１の加工刃物Ａによるウェブ１０６の切削加工は、最小限に留めるべきでもある。従って、第１加工刃物Ａを構成する多刃刃物１１は、一枚で賄うこともできる。この場合において、第１の加工刃物Ａは、市販のサイドカッターなどを採用することもできる。
【００３８】
このようにして開先およびルートフェイス加工を行なわれたＨ形鋼は、きのこの笠形状の切削周面をもつ後続の第３の加工刃物によって、ウェブにスカラップ加工を施され、全ての切削加工を終了する。
【００３９】
図１３は、上記の第３の加工刃物の構成を示したものである。この加工刃物Ｃの場合においても、前述した第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂと同様に、薄い円盤状の台金４１の外周面に多数の切刃チップ４２を取りつけて多刃刃物４０を構成する。そして、これら多刃刃物４０を多数枚重ね合わせてきのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物を構成する。なお、この第３の加工刃物Ｃは、上記の構成のものに限られるものではない。
【００４０】
なお前記した一実施例の第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂは、切刃チップの切れ味が低下したとき、或いは欠けが生じたときは、定法に従って刃先研磨を行なうものであり、このことによって再使用に供することができる。しかしながら、これらの刃物は、構成枚数が多いことから研磨作業に長時間が掛かり、かつ形状の特殊性も加わって熟練者の手間を必要とする。また度々の研磨によっては切削周面が変化することになり、加工精度維持の点からも好ましくない。
【００４１】
上記のロウ付けチップの短所を解消するには、切刃チップを交換できるようにしたスローアウェイチップ方式の採用が好適である。
【００４２】
このスローアウェイチップ方式は、第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂにおいて同様に実施することができる。これらの刃物構成を一方の第１の加工刃物Ａに集約して説明する。（他方の第２の加工刃物Ｂについては、説明を省略する。）
【００４３】
図４および図５において、５３は台金５２に設けた下受座 ５４は同じく立受座 ５１は切刃チップであり、このものは複数（実施例では二つ）の切刃稜を有しており、換向することによって何れの切刃稜をも切削位置に設定することができる。５５は切刃チップ５１を取りつけ固定する締付ネジである。なお上記の切刃稜の長さすなわち刃幅が大きいときには、その中央部に切屑分断用の溝５６を設ける。
【００４４】
図６は台金６２の厚さが小さく、これに伴って切刃チップ６１の幅が小さい場合の刃物構造を示したものである。６３は台金６２に設けた下受座 ６４は同じく立受座 ６５は下受座６３と立受座６４に対応して設けた弾性挟圧片である。切刃チップ６１は、上記の受座６３、６４と挟圧片６５によって保持された自己拘束タイプのものである。
【００４５】
また以上に説明した各実施例においては、一般的な刃物がそうであるように台金の厚さに対して切刃チップの幅を大きく設定したものである。このため、隣り合う多刃刃物間において、一方の台金の切刃チップを隣接する他方の台金の切屑ポケット内に逃がさなければならないという制約があった。
【００４６】
図７の実施例は、上記の切刃チップの干渉の問題を無くして切刃チップを自由位置に配置することができるようにしたものである。７１は台金 ７２は切刃チップであり、両者の厚さと幅（ｗ１、ｗ２）は同等である。そして、このことによって、隣り合う切刃チップを同位置、或いは回転方向において若干ズラして配置することが可能となる。（図８参照）上記の構成によれば、切屑ポケット７３を側方に連通することができ、切屑の排出性を良好にすることができる。
【００４７】
上記した台金７１の厚さと切刃チップ７２の刃幅を同等に設定することは、ロウ付けチップとスローアウェイチップの別なく適用することができる。
【００４８】
また上記の台金厚と刃幅が同じ切刃チップを使用したときには、図９および図１０のように、この切刃チップ８２を重ね方向において隣りに位置する台金８１にネジ８３で固定することができる。なお台金厚より刃幅が大きい場合においては、隣りの台金８１に接する切刃チップ８２の側面を平にするか、または台金８１の側面に当接用の凹陥面を設けるようにすればよい。
【００４９】
また図３に示す一実施例のように、一枚の台金１２の周面方向に取りつけた多数の切刃チップ１３は、全て同じ形の切刃稜をもっていたが、図１１のように異なる切刃稜を持つものの組み合わせにすることもできる。このように、各切刃チップ１３ａ〜１３ｃを分割して当たらせることによって、さらに衝撃と振動を小さく抑えることができる。
【００５０】
また図１に示す一実施例においては、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６を各別に備えて、これらによって一つの回転軸３０に第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけたものである。しかし、アダプタ軸を一つとして、これに第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂの両方をまとめて取りつけることは設計上容易である。さらにアダプタ軸を用いずに、回転軸３０に直接的に第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけることもできる。
【００５１】
また一実施例における第２の加工刃物Ｂは、多刃刃物として対称形状のものを用いることで、図１５のように、第１および第２のアダプタ軸１６，２６に反転して取りつけることができる。このように構成したときは、Ｈ形鋼１０３におけるフランジ１０４に、切削面が内側に傾斜する内開先加工を行なうことができる。符号のＢａは、反転した第２の加工刃物を示したものである。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 第1の加工刃物
Ｂ 第2の加工刃物
１１ 多刃刃物
１２ 台金
１３ 切刃チップ
１４ 取付用穴
１５ 切屑ポケット
１６ 第１のアダプタ軸
２１ 多刃刃物
２２ 台金
ａ〜ｊ 切刃チップ
２５ 切屑ポケット
２６ 第２のアダプタ軸
３０ 回転軸
３１ 取付軸
３２ 固定ネジ
５１ 切刃チップ
５２ 台金
５３ 下受座
５４ 立受座
５５ 締付ネジ
６１ 切刃チップ
６２ 台金
６３ 下受座
６４ 立受座
６５ 弾性挟圧片
７１ 台金
７２ 切刃チップ
８１ 台金
８２ 切刃チップ
８３ ネジ
１０３ Ｈ形鋼
１０４ フランジ
１０６ ウェブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼におけるフランジ部に開先加工およびルートフェイス加工を行なう切削加工刃物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層ビル建築における鉄骨支口部の柱梁接合構造を、図１６によって説明する。図において、１００は柱材を構成する角鋼管 １０１、１０２は角鋼管１００の上下両端に設けたダイヤフラム １０３は梁材を構成するＨ形鋼 １０４、１０５はＨ形鋼１０３におけるフランジ １０６は両フランジ１０４、１０５を連結したウェブ １０７、１０８はフランジ１０４、１０５の端面部に形成した開先部 １０９、１１０はウェブ１０６を切り欠いて形成したスカラップ部 １１１、１１２はフランジ１０４、１０５とダイヤフラム１０１、１０２の突き合わせ部に配設した裏当金である。
【０００３】
上記の支口構成においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８とダイヤフラム１０１、１０２さらにはウェブ１０６と角鋼管１００の垂直平面の突き合わせ部とを全周溶接して柱梁の接合を完成するものであり、この溶接工法は、溶接線の集中をスカラップ部１０９、１１０によって逃がすことからスカラップ工法と呼ばれている。
【０００４】
なお上記の鉄骨支口部を工場で予め製作する場合のブラケット構造においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８が図のように、何れも外側に向く傾斜面となっているが、長尺のＨ形鋼を梁材として直接現場で溶接する場合においては、下向き姿勢の作業を確保する点から、一方の開先部が内側を向く傾斜面となっているものもある。
【０００５】
ところで、上記のＨ形鋼１０３におけるフランジ１０４、１０５に対して所要の開先加工を行ない、またウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なう加工装置として、本出願人の提案に係る発明が公知である。（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
この従来の加工装置においては、図１７に示すように、加工ヘッド２００に第１〜第３の回転軸２０１〜２０３を配設し、第１の回転軸２０１に円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物２１１を、第２の回転軸２０２にきのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２を、そして第３の回転軸２０３に截頭円錐形状の切削周面をもつ第３の加工刃物２１３をそれぞれ取りつけたものである。
【０００７】
そして、上記の加工ヘッド２００を所要の送り方向に移動することによって、図１８に示すように、Ｈ形鋼１０３のフランジ１０４に対して開先加工を、ウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なったものである。また上記の第１の加工刃物２１１は、他の加工刃物による切削加工に先立って、フランジ１０４を大きく削り込む、いわゆる追い込み加工を行なうものであり、同時にこの刃物は、フランジ１０４の切削端に一部の平坦面を残すルートフェイス加工を行なったものである。
【０００８】
上記の開先、スカラップおよびルートフェイスの諸加工を行なうものの先行技術として、上記の他に、例えば特許文献２に係る発明が公知である。この従来の加工装置は、図１９のように円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物２１１と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２とを一つの回転軸に集約して取りつけたものである。そして、この刃物構成によって加工ヘッドのコンパクト化と移動ストロークの短縮による加工能率の向上を図ったものである。
【０００９】
なお、前述の円筒形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献３に開示されるものが公知であり、また截頭円錐形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献４に開示されるものが公知であり、きのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献５に開示されるものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−２６７２１０号
【特許文献２】特開昭５９−３０６０８号
【特許文献３】特公平３−４３０１０号
【特許文献４】特開平６−２６２４２１号
【特許文献５】特開平１０−２９６５２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
Ｈ形鋼におけるフランジへの開先加工とルートフェイス加工に着目したとき、従来においては、特許文献１または特許文献２に記載した加工装置を使用し、これに特許文献３の円筒形状の加工刃物と特許文献４の截頭円錐形状の加工刃物を備えて対応したものである。
【００１２】
上記のフランジへの切削加工は、加工量（切削断面積と長さ）が大きい割りに高速送りが要求される。しかしながら少数個の切刃チップを植設した加工刃物がこれを賄うには余りにも負担が大きく、このため、大きな衝撃と振動を生じ、切刃チップの消耗が激しく、さらは欠損を招くことが問題点として指摘された。また騒音なども大きく作業環境の面でも改善が求められていた。
【００１３】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、衝撃や振動を軽減して刃先チップの激しい消耗や破損をなくし、また騒音の発生を抑えて作業環境を健全に維持することができ、さらには高速での切削加工作業を達成することができるＨ形鋼の切削加工刃物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物は、円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、上記した第１の加工刃物と第２の加工刃物とを、同じ回転軸線上に配設すると共に、少なくとも第２の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴としたものである。
【００１５】
また本発明の切削加工刃物は、請求項２において、第１の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物よって構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明の切削加工刃物は、請求項３において、切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したしたことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明の切削加工刃物は、請求項４において、切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明の切削加工刃物は、請求項５において、多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とするものである
【００１９】
また本発明の切削加工刃物は、請求項６において、台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の切削加工刃物は、請求項７において、第１の加工刃物と第２の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
このように構成した課題解決手段によれば、従来に比較して遥かに多くの切刃チップを切削周面上に配設することができる。このため、一刃当りの切削負荷を軽減し、衝撃や振動の少ない切削加工を行なうことができる。よって切刃チップの激しい消耗や欠損、さらには騒音などの問題点を合理的に解決することができる。また切削能力の向上によって高能率の切削加工を行なうことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】第１の加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図３】同じく、切刃チップの形状を示す説明図である。
【図４】交換式の切刃チップを用いた刃物構成を示す正面図である。
【図５】同じく、側面図である。
【図６】別の交換式切刃チップを用いた刃物構成を示す説明図である。
【図７】台金の厚さと切刃チップの幅を同等とした刃物構成の説明図である。
【図８】同じく、切刃チップの配列状態を示す説明図である。
【図９】交換式の切刃チップの取りつけ状態を示す正面図である。
【図１０】同じく、縦断側面図である。
【図１１】分割式の切刃稜をもつ切刃チップの説明図である。
【図１２】第２の切削加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図１３】第３の加工刃物の説明図である。
【図１４】一実施例に係る切削加工刃物による加工状態の説明図である。
【図１５】内開先に対応した切削加工刃物の説明図である。
【図１６】柱梁接合構造を示す説明図である。
【図１７】従来の開先加工装置の一部を示す縦断正面図である。
【図１８】同じく、従来の加工装置によるＨ形鋼の加工状態を示す説明図である。
【図１９】同じく、従来の加工装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る切削加工刃物の実施形態を図１〜図３および図１２を参照して説明する。図において、Ａは切削周面が円筒形状の第１の加工刃物 Ｂは切削周面が截頭円錐形状の第２の加工刃物である。 上記した第１の加工刃物Ａにおける切削周面の直径は、第２の切削刃物Ｂにおける切削周面の最小径と同じになっている。
【００２４】
第１の加工刃物Ａは、薄い円盤状の台金１２と、この台金１２の外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップ１３を構成要素とした多刃刃物１１を多数枚（実施例では７枚）重ね合わせて構成する。１４は台金１２の中心に設けた取付穴（図２参照）である。
【００２５】
上記の各多刃刃物１１〜１１の厚さ、幅、外形寸法および切刃チップ１３の配列数などは同一であり、全ての切刃チップ１３〜１３の切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続した円筒形状である。
【００２６】
なお前記の切刃チップ１３の切幅は、市販のチップソーと同様に台金１２の厚さより幅広（図３参照）としてあり、また各切刃チップ１３は、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット１５に対応して配置し、干渉を防止している。１４ａおよび１４ｂは、取付穴１４に回転位相差をもって設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００２７】
また第２の加工刃物Ｂは、薄い円盤状の台金２２〜２２と、この台金２２〜２２の外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップａ〜ｊを構成要素とした多刃刃物２１〜２１を多数枚（実施例では１０枚）重ね合わせて構成する。２４は台金２２の中心に設けた取付用穴（図１２参照）である。
【００２８】
上記の各多刃刃物２１〜２１の厚さ、刃幅は同じであるが外形寸法は順次に小さくしてあり、全ての切刃チップａ〜ｊの切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続した截頭円錐形状である。
【００２９】
なお前記の切刃チップａ〜ｊの切幅は、市販のチップソーと同様に台金２２の厚さより幅広としてあり、また各切刃チップａ〜ｊは、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット２５に対応して配置し、干渉を防止している。２４ａは、取付用穴２４に設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００３０】
次に１６は一端に固定鍔１７を、他端に締付鍔１８を備えた第１のアダプタ軸 このアダプタ軸１６には、取付用穴１４によって多数枚の多刃刃物１１〜１１を装着する。これら多刃刃物１１は、締付鍔１８に螺着した取付ネジ１９によって固定され、第１の加工刃物Ａを構成する。
【００３１】
２６は一端に固定フランジ２７を、他端に締付鍔２８を備えた中空状の第２のアダプタ軸 このアダプタ軸２６には、取付用穴２４によって多数枚の多刃刃物２１〜２１を装着する。これら多刃刃物２１は、締付鍔２８に螺着した取付ネジ２９によって固定され、第２の加工刃物Ｂを構成する。
【００３２】
３０は開先加工装置（図示省略）の回転軸 ３１は回転軸３０の先端に設けた取付軸である。この取付軸３１には、第２のアダプタ軸２６を介して第２の加工刃物Ｂを取りつける。またこの取付軸３１には、第２のアダプタ軸２６の中空穴２６ａを利用して第１のアダプタ軸１６を嵌装し、このアダプタ軸１６を介して第１の加工刃物Ａを取りつける。
【００３３】
３２はワッシャー部材３４を介して第１のアダプタ軸１６を取付軸３１に締め付け固定する固定ネジ この固定ネジ３２は、同時に第２のアダプタ軸２６を回転軸３０の端部に締め付け固定するものであり、第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけ固定する。なお、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６は同径である。
【００３４】
なお、上記の取付軸３１に対する第１のアダプタ軸１６および第２のアダプタ軸２６にはキー部材による回り止め措置がされており、また第１のアダプタ軸１６に対する第１の加工刃物Ａ、および第２のアダプタ軸２６に対する第２の加工刃Ｂには同様のキー部材（何れも図示省略）による回り止め措置がされている。
【００３５】
以上のように構成した加工刃物によってＨ形鋼の切削加工を行なうときには、第１の加工刃物Ａの切削周面と、第２の加工刃物Ｂの切削周面が図１４のようにフランジ１０４の全体とウェブ１０６の一部に及ぶものであり、フランジ１０４に対して所要の開先加工とルートフェイス加工を行なうことができる。
【００３６】
この切削加工時において、各加工刃物Ａ、Ｂは細かなピッチで配列した多数の切刃チップ１３〜１３、ａ〜ｊを作用することができる。このため、切刃チップの一刃当たりの切削負荷を著しく軽減することができ、大きな振動や衝撃を生ずることなく円滑かつ軽快な切削加工を行なうことができる。そしてこの結果、切削能力の大幅な向上を図ることができ、高速送りでの加工作業を行なうことができるようになった。さらに切刃チップの欠損がなく耐久的に使用することができ、また騒音レベルも著しく低減することができた。
【００３７】
なお、上記のフランジ１０４に対する切削加工は、大部分を第２の加工刃物Ｂが負担するものであって、第１の加工刃物Ａの切削量は小さいものである。また、第１の加工刃物Ａによるウェブ１０６の切削加工は、最小限に留めるべきでもある。従って、第１加工刃物Ａを構成する多刃刃物１１は、一枚で賄うこともできる。この場合において、第１の加工刃物Ａは、市販のサイドカッターなどを採用することもできる。
【００３８】
このようにして開先およびルートフェイス加工を行なわれたＨ形鋼は、きのこの笠形状の切削周面をもつ後続の第３の加工刃物によって、ウェブにスカラップ加工を施され、全ての切削加工を終了する。
【００３９】
図１３は、上記の第３の加工刃物の構成を示したものである。この加工刃物Ｃの場合においても、前述した第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂと同様に、薄い円盤状の台金４１の外周面に多数の切刃チップ４２を取りつけて多刃刃物４０を構成する。そして、これら多刃刃物４０を多数枚重ね合わせてきのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物を構成する。なお、この第３の加工刃物Ｃは、上記の構成のものに限られるものではない。
【００４０】
なお前記した一実施例の第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂは、切刃チップの切れ味が低下したとき、或いは欠けが生じたときは、定法に従って刃先研磨を行なうものであり、このことによって再使用に供することができる。しかしながら、これらの刃物は、構成枚数が多いことから研磨作業に長時間が掛かり、かつ形状の特殊性も加わって熟練者の手間を必要とする。また度々の研磨によっては切削周面が変化することになり、加工精度維持の点からも好ましくない。
【００４１】
上記のロウ付けチップの短所を解消するには、切刃チップを交換できるようにしたスローアウェイチップ方式の採用が好適である。
【００４２】
このスローアウェイチップ方式は、第１の加工刃物Ａおよび第２の加工刃物Ｂにおいて同様に実施することができる。これらの刃物構成を一方の第１の加工刃物Ａに集約して説明する。（他方の第２の加工刃物Ｂについては、説明を省略する。）
【００４３】
図４および図５において、５３は台金５２に設けた下受座 ５４は同じく立受座 ５１は切刃チップであり、このものは複数（実施例では二つ）の切刃稜を有しており、換向することによって何れの切刃稜をも切削位置に設定することができる。５５は切刃チップ５１を取りつけ固定する締付ネジである。なお上記の切刃稜の長さすなわち刃幅が大きいときには、その中央部に切屑分断用の溝５６を設ける。
【００４４】
図６は台金６２の厚さが小さく、これに伴って切刃チップ６１の幅が小さい場合の刃物構造を示したものである。６３は台金６２に設けた下受座 ６４は同じく立受座 ６５は下受座６３と立受座６４に対応して設けた弾性挟圧片である。切刃チップ６１は、上記の受座６３、６４と挟圧片６５によって保持された自己拘束タイプのものである。
【００４５】
また以上に説明した各実施例においては、一般的な刃物がそうであるように台金の厚さに対して切刃チップの幅を大きく設定したものである。このため、隣り合う多刃刃物間において、一方の台金の切刃チップを隣接する他方の台金の切屑ポケット内に逃がさなければならないという制約があった。
【００４６】
図７の実施例は、上記の切刃チップの干渉の問題を無くして切刃チップを自由位置に配置することができるようにしたものである。７１は台金 ７２は切刃チップであり、両者の厚さと幅（ｗ１、ｗ２）は同等である。そして、このことによって、隣り合う切刃チップを同位置、或いは回転方向において若干ズラして配置することが可能となる。（図８参照）上記の構成によれば、切屑ポケット７３を側方に連通することができ、切屑の排出性を良好にすることができる。
【００４７】
上記した台金７１の厚さと切刃チップ７２の刃幅を同等に設定することは、ロウ付けチップとスローアウェイチップの別なく適用することができる。
【００４８】
また上記の台金厚と刃幅が同じ切刃チップを使用したときには、図９および図１０のように、この切刃チップ８２を重ね方向において隣りに位置する台金８１にネジ８３で固定することができる。なお台金厚より刃幅が大きい場合においては、隣りの台金８１に接する切刃チップ８２の側面を平にするか、または台金８１の側面に当接用の凹陥面を設けるようにすればよい。
【００４９】
また図３に示す一実施例のように、一枚の台金１２の周面方向に取りつけた多数の切刃チップ１３は、全て同じ形の切刃稜をもっていたが、図１１のように異なる切刃稜を持つものの組み合わせにすることもできる。このように、各切刃チップ１３ａ〜１３ｃを分割して当たらせることによって、さらに衝撃と振動を小さく抑えることができる。
【００５０】
また図１に示す一実施例においては、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６を各別に備えて、これらによって一つの回転軸３０に第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけたものである。しかし、アダプタ軸を一つとして、これに第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂの両方をまとめて取りつけることは設計上容易である。さらにアダプタ軸を用いずに、回転軸３０に直接的に第１の加工刃物Ａと第２の加工刃物Ｂを取りつけることもできる。
【００５１】
また一実施例における第２の加工刃物Ｂは、多刃刃物として対称形状のものを用いることで、図１５のように、第１および第２のアダプタ軸１６，２６に反転して取りつけることができる。このように構成したときは、Ｈ形鋼１０３におけるフランジ１０４に、切削面が内側に傾斜する内開先加工を行なうことができる。符号のＢａは、反転した第２の加工刃物を示したものである。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 第1の加工刃物
Ｂ 第2の加工刃物
１１ 多刃刃物
１２ 台金
１３ 切刃チップ
１４ 取付用穴
１５ 切屑ポケット
１６ 第１のアダプタ軸
２１ 多刃刃物
２２ 台金
ａ〜ｊ 切刃チップ
２５ 切屑ポケット
２６ 第２のアダプタ軸
３０ 回転軸
３１ 取付軸
３２ 固定ネジ
５１ 切刃チップ
５２ 台金
５３ 下受座
５４ 立受座
５５ 締付ネジ
６１ 切刃チップ
６２ 台金
６３ 下受座
６４ 立受座
６５ 弾性挟圧片
７１ 台金
７２ 切刃チップ
８１ 台金
８２ 切刃チップ
８３ ネジ
１０３ Ｈ形鋼
１０４ フランジ
１０６ ウェブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、
上記した第１の加工刃物と第２の加工刃物とを、同じ回転軸線上に配設すると共に、少なくとも第２の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴とするＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項２】
第１の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物によって構成したことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項３】
切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項４】
切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項５】
多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項６】
台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項７】
第１の加工刃物と第２の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とする請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項１】
円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、
上記した第１の加工刃物と第２の加工刃物とを、同じ回転軸線上に配設すると共に、少なくとも第２の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴とするＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項２】
第１の加工刃物を、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物によって構成したことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項３】
切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項４】
切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項５】
多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項６】
台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とする請求項１または請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項７】
第１の加工刃物と第２の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とする請求項２のＨ形鋼の切削加工刃物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−５６０５８（Ｐ２０１２−５６０５８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３８４６（Ｐ２０１０−２０３８４６）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１９０７２５）シンクス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１９０７２５）シンクス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]