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メタルソーで肉厚パイプを長手方向に切断して分割
外径30ミリ、内径18ミリ、長さ40ミリ、低炭素鋼のパイプを厚み1.5ミリのメタルソーで長手方向に切断し分割したいです。 パイプの肉厚は6ミリです。 切断後は半丸が2つになります。 公差は溝が1.5±0.1、半丸の厚み公差が±0.4です。 数が大量にあるため、専用機製作による切断方法を模索しています。 メタルソーを両サイドに配置し、その間へパイプを送り込む方法を考えています。 左右１セット、都合２本のスピンドルの場合、削り代片側6ミリを一度に切断するのが普通だと思います。 しかしそれでは、条件的に多台数の機械が必要になるため、数セットのスピンドルを並べ、順番に1～2ミリずつ切り込んではどうかと考えます。 ①この方法は現実的でしょうか？ また、切断仕上げ代が1.5ミリ幅なので、その前段階のメタルソーの厚みを1.1～1.３ミリにして1.5ミリで仕上げてはどうかと考えます。 ②この方法は現実的でしょうか？
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＞メタルソーを両サイドに配置し、その間へパイプを送り込む方法を考えています。 ＞左右１セット、都合２本のスピンドルの場合、削り代片側6ミリを一度に切断するのが普通だと思います。 ＞しかしそれでは、条件的に多台数の機械が必要になるため、数セットのスピンドルを並べ、順番に1～2ミリずつ切り込んではどうかと考えます。 長さ40mmの切断に先立って、連続工程としてパイプの縦割り2分割を行うのであれば、ご提示のような方法が優位かもしれません。しかし、40mmに切断したワークピースに対して、切込みを段階的に増やしていく方法であれば、位置合わせを的確に行う必要があるので、品質維持と工数のバランスが難しそうに思います。
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- nowane4649
- ベストアンサー率54% (230/420)
被削材の内径・外径の精度によって難易度が変わりますね。 内外径が高精度ならガイドブッシュを用意してしまえば、グローバルソーとかが売っている高速回転対応チップソーで一気に唐竹割にできそうに思えます。 或いは、C型割→対面割の順送2工程に分割し、それぞれの切断線付近で固定を掛けることで、応力開放での変形・低剛性故のビビりを抑止し、高送り切断を求めることが良さそうに思えます。
お礼
ご回答ありがとうございます。 目からうろこの内容でした。
補足
チップソーは目からうろこでした。 懸念材料として ①1セットの刃物で、何個の製品が切断できるか。 ②既製品の刃厚が0.2ミリ飛びと、選択が難しい ③刃物の外径が大きくなればなるほど、刃物に振れがある場合に切断仕上げ幅が大きくなる？ （複数回の切断の場合、刃物は直径70ミリを想定していました。） C型割→対面割もなるほどです。 クランプし直す場合の機構が難しそうですが、切削条件の面ではおっしゃる通りかもしれません。 C型割の際には、切断終わりの瞬間にＣの隙間が閉じる方向に応力開放が起きるような気がします。 開く方向と、閉じる方向と、どちらなのかは、材料次第 それが公差部分にどう影響するかは、やってみないとわからない感じですね。 ありがとうございました。
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1141/2405)
＞長さ40mmの切断に先立って、連続工程としてパイプの縦割り2分割を行うのであれば、 長物を縦割りする方式（竹割式） https://zoen-uekiya.com/column/niwashi-recommenditem/takewari-9sen １、ニップローラで挟んでワークを送り込む ２、大径カッターで割る ３、出口チャックでクランプしてサーボモータ＋ボールネジ駆動で引き抜く 回答４さんの図で上下にカッターがあるけど 恐らく、２個のカッターの芯を合わせるのは困難では？ って理由だけで大径カッター１個にしてみました カッター２個の方にメリットが有ればそれに拘りません ミソは長物ワークを縦割りする方案であってカッターの個数ではないので
お礼
ご回答ありがとうございます。 構想図まで描いていただき恐縮です。 ビジネス上の内容の為、情報が小出しになってしまい、申し訳ございませんでした。 追加の詳細は、回答(1)～(2)辺りの補足をご参照願います。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
理解力が乏しくて済みません。 想定なさっている機構は、メタルソーを装着したスピンドルを2軸設けて、その間に、ワークピースであるパイプを挿入して分割するということなのですね。 平面的な絵を描くことは容易ですが、空間的にスピンドルとチャッキング機構の関係、ワークピースの装着・取り出しなどを整理して、実施設計を行うには悩みどころが沢山ありそうですね。 汎用性を切り捨てて、外径30ミリ、内径18ミリ、長さ40ミリのワークピース専用の単能機にすることがいいかもしれません。
お礼
何度もご回答ありがとうございます。 イメージは描いていただいた図の通りです。 こちらから図を描くべきところ、申し訳ございません。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
添付図は、素人が想像力だけで描いたメタルソーでパイプを縦割りにする状況です（横フライスのような機械を使うことを想定しました）。 このような工程では分断するには、パイプの片面を切断した後で、反転してもう片面を切断する必要があると思います。 ご質問者さんは、このような方法ではなく、もっと効率のよい工程を想定なさっているように思えますが、具体的にご教示頂けないでしょうか。 具体的な加工方法が明確になれば、その得失について、沢山のコメントが寄せられると思います。
お礼
ご回答ありがとうございます。 図まで描いていただき、感謝です。 イメージは描かれた通りですが、メタルソーで両サイドから同時に切断する構想を考えています。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
回答(1)再出 板材を曲げ加工するような方法を提示しましたが、パイプをメタルソーで分割する方法も実用的な方法の一つと思います。 その際に気になるのが、ワークピースをどのようにチャッキングするかです。加工順として、長さ40mmに切断したパイプを半割にすることを想定なさっているのでしょうか？その際、切断した長さ40mmの端面をチャッキングすることを想定なさっているのでしょうか？ 切断の効率と製品の精度を確保するには、十分な剛性を確保できるチャッキングが不可欠だと思います。 専用機を設計するとしたら、メタルソーのスピンドル構成やメタルソーの切込みや送りなどの切削条件以前に、チャッキングの方法を吟味なさったら如何でしょうか。
お礼
ご回答ありがとうございました。 詳細は補足の方に書かせていただきます。
補足
続いてのご回答ありがとうございます。 回答（1）の補足をご参照願います。 製品は、テーパーなので、長手方向にクランプします。 クランプの剛性が非常に重要ですが、スピンドル1本あたりの切削負荷を小さくすれば、その点もある程度軽減されるのではないかと考えます。 しかし、メタルソーを繰り返し突っ込むのが現実的かどうかが疑問です。 弊社に汎用フライス盤がありますので、本日実際に切断してみる予定です。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
専用機を準備するほどの数量が必要であれば、パイプをメタルソーで分割するような方法ではなく、板をプレスで曲げ（+仕上げ加工）するような方法の方がコストを抑えられそうに思います。 公差について、溝が1.5±0.1、半丸の厚み公差が±0.4と記載なさっていますが、加工に伴う公差なのか、材料に依存する公差なのか理解することが困難です。 また、削り代について、片側6ミリを一度に切断するのではなく、順番に1～2ミリずつ切り込むとはどのような加工を想定なさっているのでしょうか？ さらに、メタルソーで切断した面を、さらに仕上げ加工することを想定なさっているのでしょうか？ パイプを分割するのではなく、部品として必要な形状・寸法をスタート点として、総合的に加工法を検討なさったら如何でしょうか。
お礼
ご回答ありがとうございました。 詳細は補足の方に書かせていただきます。
補足
ご回答ありがとうございます。 実際のビジネスに関する事なので、内容をぼかしましたが、材料は鍛造品で、溝の無いコレットのような形状です。 つまり、内径はストレートですが、外径はテーパーです。 これを半割にします。 1時間に750個を切断する必要があります。 メタルソーで最初は深さ1ミリ、次に深さ2ミリ、次に深さ3ミリと、同じ製品に何度もメタルソーの加工を追加していくことが現実的かどうかが知りたいです。 2本のスピンドルを1対とし、最初のセットの間隔を例えば100ミリ、次のセットは98ミリ、次は96ミリと、徐々に間隔を狭めてセットし、そこへ品物を送り込めば、加工速度を上げられるのではないかと考えました。 通常は大径のメタルソー1枚で一気に切断するのが一番簡単化と思いますが、それで1時間に750個切断するには1個当たり5秒となり、到底不可能です。 なので、たくさんのメタルソーを並べ、メタルソー1本当たりの負荷を減らし、たくさんの品物を連続で送り込めば加工時間を短縮できないかと考えました。 また、装置を2台作れば、1台当たり1時間375個となります。 尚、用途がラフなので、精密部品ではなく、メタルソーの後に仕上げ加工は行いません。 後工程に、バレル研磨はあると思います。 以上、宜しくお願い致します。
お礼