JP2013091128A - Cutter for high-strength fiber reinforced plastic plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for cutting a high-strength fiber reinforced plastic plate in which high-strength fibers made of carbon fibers or Kepler fibers are embedded in a cured plastic into a predetermined shape.
高強度繊維であるカーボン繊維を硬化したプラスチックに埋設しているカーボン繊維強化プラスチック板は、極めて強靭なカーボン繊維で補強されるので、強度の要求される用途、例えば航空宇宙用や特殊車両などに使用される。この高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、レーザービームを照射する装置が開発されている。(特許文献1及び2参照)
Carbon fiber reinforced plastic plates with carbon fibers, which are high-strength fibers, embedded in cured plastics are reinforced with extremely tough carbon fibers, so they can be used in applications requiring strength such as aerospace and special vehicles. used. An apparatus for irradiating a laser beam has been developed as a cutting apparatus for the high-strength fiber-reinforced plastic plate. (See
これ等の公報に記載されるレーザービームの裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板の裁断に極めて大きなエネルギーを消費すると共に、能率良く短時間に裁断できない。また、高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、ウォータージェットで裁断する装置も開発されているが、この裁断装置も消費エネルギーが大きく、また能率よく速やかに裁断できない。また、レーザービームやウォータージェットの裁断装置は、設備コストとランニングコストの両方が相当に高くなる欠点もある。 The laser beam cutting apparatus described in these publications consumes a great deal of energy for cutting a high-strength fiber-reinforced plastic plate, and cannot efficiently cut in a short time. Also, as a cutting device for high-strength fiber reinforced plastic plates, a device for cutting with a water jet has been developed. However, this cutting device also consumes a large amount of energy and cannot be cut quickly and efficiently. Further, the laser beam or water jet cutting device has a drawback that both the equipment cost and the running cost are considerably increased.
ところで、航空宇宙材料として使用される高強度繊維材料等を切断する装置は開発されている(特許文献3参照)。この裁断装置は、特殊な切断用カッターを使用して高強度繊維材料を切断する。この切断用カッターは、シャンク本体の先端に刃先部を接合している。刃先部は、厚さを先端へ向かうに従って漸次小さくしている。また、刃先部を、切刃を構成する超高硬度部と、切刃とシャンク本体とをつなぐ超硬合金部とを接合して一体に焼結成形させた複合体で形成して、刃先部の先端を、超高硬度部で形成している。超高硬度部と超硬合金部とからなる複合体は、ダイヤモンド等の高硬度粒子と結合材料として使用されるTiN、TiC等の粒子とを混合し、これらを超高圧においてプレス成形し、また高温度において焼結することにより成形されたペレット状の超高硬度部と、タングステンカーバイト等により成形されたペレット状の超硬合金部とを、一体に焼結成形して所定形状に加工したものである。 By the way, an apparatus for cutting a high-strength fiber material used as an aerospace material has been developed (see Patent Document 3). This cutting apparatus cuts a high-strength fiber material using a special cutting cutter. This cutting cutter has a cutting edge joined to the tip of the shank body. The cutting edge portion gradually decreases in thickness toward the tip. Further, the cutting edge portion is formed of a composite obtained by joining a super-hard portion constituting the cutting edge and a cemented carbide portion connecting the cutting blade and the shank body and integrally sintering the cutting edge portion. The tip of is formed with an ultra-high hardness part. A composite composed of a super-hard part and a super-hard alloy part is a mixture of high-hardness particles such as diamond and particles such as TiN and TiC used as a binding material, and these are press-molded at ultra-high pressure. A pellet-shaped super-hard part formed by sintering at a high temperature and a pellet-type cemented carbide part formed of tungsten carbide or the like were integrally sintered and processed into a predetermined shape. Is.
特許文献3に記載される装置は、特殊な切断用カッターで高強度繊維材料を裁断するので、レーザービームやウォータージェットに比較して能率よく裁断できる。しかしながら、この裁断装置は、切断用カッターを往復運動させながら前進させて高強度繊維材料を切断するので、一回の往復運動で高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断できない。このため、能率よく高強度繊維強化プラスチック板を特定の外形に打ち抜き加工でいない。とくに、切断用カッターが、刃先の超高硬度部を超硬合金部でシャンク本体に接合して一体に焼結成形させた複合体とするので、切断用カッターを複雑に湾曲する形状には加工できず、また、切断用カッターが極めて高価になる欠点がある。
Since the apparatus described in
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜き加工することで、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving the above-mentioned drawbacks. An important object of the present invention is to cut a high-strength fiber reinforced plastic plate into a predetermined shape with a single reciprocating motion while using an extremely inexpensive cutting blade, so that it can be cut into an extremely accurate and accurate shape. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a cutting device for a high-strength fiber reinforced plastic plate that can be manufactured at a low cost while significantly reducing the cost of a cutting blade.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板10を裁断する裁断面2を上面に有する受け台1と、この受け台1の裁断面2に向かって移動して、裁断面2に配置している高強度繊維強化プラスチック板10を、被裁断物11の裁断縁11Aに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先4を有するトムソン刃3と、このトムソン刃3を往復運動させる刃物駆動機構5とを備えている。トムソン刃3は、炭素の含有量を0.5%〜0.7%とする板状の炭素鋼で、板状の炭素鋼を所定の形状に折曲又は湾曲加工して、刃先4のHRC硬度を64以上とする状態に焼き入れし、かつ、刃先4の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角(α)を25度よりも大きくして60度よりも小さくしている。両面裁断装置は、トムソン刃3を刃物駆動機構5で往復運動させて、受け台1の裁断面2に配置している高強度繊維強化プラスチック板10を受け台1とトムソン刃3で挟んで被裁断物11の裁断縁11Aに沿って打ち抜きして裁断する。
ただし、本明細書において、「刃面傾斜角(α)」は、刃先部の対向する両面がなす角度を意味するものとする。
The cutting device for a high-strength fiber reinforced plastic plate according to the present invention has a
However, in this specification, “blade surface inclination angle (α)” means an angle formed by both opposing surfaces of the blade edge portion.
以上の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜きして、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる特徴がある。それは、以上の裁断装置が、独特の構造のトムソン刃で高強度繊維強化プラスチック板を裁断するからである。以上のトムソン刃は、炭素の含有量を0.5%〜0.7%とする板状の炭素鋼を使用して、種々の外形の被裁断物の裁断縁に沿う形状に折曲又は湾曲すると共に、刃先4の長手方向に直交する横断面形状の刃先角度が25度よりも大きく60度よりも小さくなるように加工して、刃先4のHRC硬度を64以上とするように焼き入れして製作されるので、極めて安価な材料を使用して、種々の被裁断物の裁断縁に沿う形状に加工できる。
The above cutting device for high-strength fiber reinforced plastic plates uses a very inexpensive cutting blade to punch out high-strength fiber reinforced plastic plates into a predetermined shape with a single reciprocating motion, thereby providing an extremely efficient and accurate outer shape. Further, there is a feature that it can be cut at a low cost while significantly reducing the cost of the cutting blade. This is because the above-described cutting apparatus cuts a high-strength fiber-reinforced plastic plate with a Thomson blade having a unique structure. The above Thomson blade uses a plate-like carbon steel with a carbon content of 0.5% to 0.7%, and is bent or curved into a shape along the cutting edge of the workpiece having various outer shapes. In addition, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the
以上の独特のトムソン刃は、厚さを2mmとするカーボン繊維強化プラスチック板を200枚も打ち抜き加工しても、刃先の損傷がなく、さらに打ち抜き加工が可能な状態となる。 Even if 200 carbon fiber reinforced plastic plates having a thickness of 2 mm are punched, the above-mentioned unique Thomson blade is not damaged and the punching is possible.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3が、刃先4のHRC硬度を65以上とすることができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先のHRC硬度を65以上とするので、刃先の硬度がより高くて長寿命にできる。
In the cutting device for a high-strength fiber-reinforced plastic plate of the present invention, the Thomson
Since the cutting device described above has an HRC hardness of the blade tip of the Thomson blade of 65 or more, the blade tip has a higher hardness and can have a longer life.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3の刃先部を、刃先4に向かって刃面傾斜角(α)を次第に大きくする形状とすることができる。このトムソン刃3は、刃先4の刃面傾斜角(α)が小さくなって切れ込みが良く、刃先4が高強度繊維強化プラスチック板10に挿入されるにしたがって、刃面傾斜角(α)が次第に小さくなってスムーズに割れ目14に挿入される。このため、高強度繊維強化プラスチック板10をより効果的に裁断できる特徴が実現される。
In the cutting apparatus for a high-strength fiber-reinforced plastic plate of the present invention, the cutting edge portion of the Thomson
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3の刃面傾斜角(α)を30度よりも大きくすることができ、刃先4のHRC硬度を65以上とすることができる。
In the cutting device for a high-strength fiber-reinforced plastic plate of the present invention, the blade surface inclination angle (α) of the Thomson
さらに、本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3を片刃とすることができる。
以上の裁断装置は、一方の刃面を垂直面として他方を傾斜面とするので、垂直面側の切断縁を綺麗に打ち抜きして裁断できる。
Furthermore, the cutting apparatus for a high-strength fiber-reinforced plastic plate of the present invention can use the Thomson
Since the above cutting apparatus has one blade surface as a vertical surface and the other as an inclined surface, the cutting edge on the vertical surface side can be punched cleanly and cut.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3の刃先4と受け台1の裁断面2とを三次元に位置する立体曲面に沿う形状として、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板10を裁断することができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先と受け台の裁断面とを立体曲面としているので、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板を、裁断縁を立体曲面とする被裁断物として綺麗に能率よく打ち抜き加工できる。
The cutting device for a high-strength fiber-reinforced plastic plate according to the present invention is formed by forming a
In the above cutting apparatus, since the cutting edge of the Thomson blade and the cutting surface of the cradle have a three-dimensional curved surface, a high-strength fiber reinforced plastic plate molded into a three-dimensional curved surface is to be cut as a three-dimensional curved surface. It can be punched and processed cleanly and efficiently.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板10に埋設している高強度繊維をカーボン繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をカーボン繊維とするカーボン繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
In the cutting apparatus for a high-strength fiber reinforced plastic plate according to the present invention, the high-strength fiber embedded in the high-strength fiber-reinforced
The above-described cutting apparatus can efficiently cut a carbon fiber reinforced plastic plate using high-strength fibers as carbon fibers into a workpiece having a predetermined shape.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板10に埋設している高強度繊維をケプラー繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をケプラー繊維とするケプラー繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
The cutting device for a high-strength fiber reinforced plastic plate according to the present invention can use high-strength fibers embedded in the high-strength fiber-reinforced
The above cutting apparatus can efficiently cut a Kepler fiber reinforced plastic plate using Kepler fiber as a high-strength fiber and cut it into a workpiece having a predetermined shape.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板10のプラスチックをエポキシ樹脂とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維を埋設するプラスチックを硬化したエポキシ樹脂とする高強度繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
The cutting device for a high-strength fiber reinforced plastic plate of the present invention can use the plastic of the high-strength fiber reinforced
The above cutting apparatus can efficiently punch a high-strength fiber reinforced plastic plate made of a cured epoxy resin into a plastic in which high-strength fibers are embedded, and cut it into a workpiece having a predetermined shape.
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃3の厚さを、1mmよりも厚くて、10mmよりも薄い板状炭素鋼とすることができる。
The cutting apparatus for a high-strength fiber reinforced plastic plate of the present invention can be a plate-like carbon steel having a thickness of the Thomson
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を例示するものであって、本発明は裁断装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a cutting device for a high-strength fiber-reinforced plastic plate for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the cutting device as follows. Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
本発明の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維強化プラスチック板又はケプラー繊維強化プラスチック板の何れかをトムソン刃で打ち抜き加工して裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維やケプラー繊維を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、プラスチックが未硬化状態にあって、プラスチックを硬化して高強度繊維強化プラスチック板となる高強度繊維強化プラスチック板のプリプレグを裁断する装置ではなく、複数のプリプレグを積層して、プラスチックを硬化させてなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する装置である。 The cutting device of the present invention cuts a high-strength fiber reinforced plastic plate formed by embedding high-strength fibers made of carbon fibers or Kepler fibers in a hardened plastic. The cutting device of the present invention cuts and cuts either a carbon fiber reinforced plastic plate or a Kepler fiber reinforced plastic plate with a Thomson blade. The cutting device of the present invention cuts a high-strength fiber-reinforced plastic plate in which carbon fibers and Kepler fibers are embedded in a cured plastic such as an epoxy resin or a phenol resin. The cutting apparatus of the present invention is not an apparatus that cuts a prepreg of a high-strength fiber reinforced plastic plate that is in an uncured state of the plastic and becomes a high-strength fiber reinforced plastic plate by curing the plastic, but a plurality of prepregs are laminated. This is a device for cutting a high-strength fiber-reinforced plastic plate made by curing plastic.
図1の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板10を載せてトムソン刃3で裁断する裁断面2を上面に有する受け台1と、この受け台1の裁断面2に向かって移動して、裁断面2に配置している高強度繊維強化プラスチック板10を、被裁断物11の裁断縁11Aに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先4を有するトムソン刃3と、このトムソン刃3を往復運動させる刃物駆動機構5とを備える。
The cutting apparatus shown in FIG. 1 moves toward a cutting
受け台1は金属プレートで、裁断面2を平面状又は三次元の立体曲面としている。この受け台は、樹脂、ゴムプレートとすることもできる。裁断面2は、高強度繊維強化プラスチック板10を裁断して得られる被裁断物11の裁断縁11A、すなわち裁断縁11Aに沿う形状とされる。したがって、裁断される裁断縁11Aを平面状とする被裁断物11を打ち抜き加工する受け台1は、裁断面2を平面状とし、裁断される裁断縁を三次元の立体曲面とする被裁断物を打ち抜き加工する受け台は、裁断面を被裁断物の裁断縁に沿う立体曲面としている。
The
図1の受け台1は、裁断面2の上に弾性シート1Aを積層している。弾性シート1Aは厚さを1mm〜10mmとするゴム状弾性体をシート状である。上面に弾性シート1Aを積層している受け台1は、トムソン刃3で高強度繊維強化プラスチック板10を打ち抜き加工する状態で、トムソン刃3の刃先4を弾性シート1Aに密着させ、あるいはトムソン刃3の刃先4を弾性シート1Aに挿入させて、高強度繊維強化プラスチック板10から打ち抜き加工される被裁断物11の裁断縁11Aを確実に綺麗に裁断できる。弾性シート1Aを上面に積層している受け台1は、裁断縁11Aを立体曲面とする被裁断物を、その裁断縁11Aで綺麗に裁断できる。ただし、裁断縁11Aを平面状とする被裁断物11も、裁断面2を平面状としてその上に弾性シート1Aを積層して、綺麗に裁断縁11Aを裁断できる。ただし、受け台は、必ずしも上面に弾性シートを配置する必要はなく、受け台の裁断面にトムソン刃を接近ないし接触させて、高強度繊維強化プラスチック板を打ち抜き加工して裁断することもできる。
The
トムソン刃3は、炭素の含有量を0.5%〜0.7%とする板状の炭素鋼で製作される。トムソン刃は、好ましくは厚さを2mmないし5mmの板状炭素鋼で製作する。ただし、トムソン刃は、その厚さを1mmよりも厚くて10mmより薄い板状炭素鋼とすることもできる。トムソン刃は、薄すぎると打ち抜き加工の衝撃で破損しやすく、厚すぎると裁断されてトムソン刃の内側に挿入される裁断物をスムーズに抜き取りできなくなる。
The
トムソン刃は、板状炭素鋼を焼き入れする前工程で折曲し、あるいは湾曲して、裁断される被裁断物11の裁断縁11Aに沿う形状に加工している。トムソン刃3に最適な炭素鋼は炭素の含有量を0.6%とする。ただ、炭素の含有量を前述の範囲とするものも使用できる。トムソン刃3の炭素鋼は、炭素の含有量を多くして硬くできる。ただ、炭素の含有量が多くなると脆くなるので、硬さと脆さとを考慮して前述の範囲で最適な値とする。
The Thomson blade is bent or curved in the previous step of quenching the plate-like carbon steel and processed into a shape along the cutting edge 11A of the
刃先4を被裁断物11の裁断縁11Aに沿う形状に加工しているトムソン刃3は、刃先4を閉ループとして、閉ループの刃先4で高強度繊維強化プラスチック板10を打ち抜き加工して被裁断物11を分離する。板状炭素鋼を閉ループに加工している板状の炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先4を設ける。トムソン刃3は、板状炭素鋼の片面を傾斜するように研磨して刃先4を設けた後、焼き入れして硬化させる。図2と図3のトムソン刃3は、刃先4の長手方向に直交する横断面形状における先端の角度、すなわち刃面傾斜角(α)を約40度とするように板状炭素鋼を研磨している。板状炭素鋼はヤスリや砥石で研磨して刃先4を設けることができる。
The
トムソン刃3は、刃面傾斜角(α)が大きくても小さくても、高強度繊維強化プラスチック板の裁断能力は低下する。したがって、トムソン刃3の刃面傾斜角(α)は、25度よりも大きく、好ましくは30度よりも大きくする。さらに、トムソン刃の刃面傾斜角(α)は、60度よりも小さくする。
The cutting ability of the high-strength fiber-reinforced plastic plate is lowered regardless of whether the
本発明のトムソン刃が高強度繊維強化プラスチック板を裁断する状態を図8の断面図に示している。この図に示すように、トムソン刃3は、刃先4を高強度繊維強化プラスチック板10の表面に押し付けて、図8(1)で示すように、先端の刃先4で高強度繊維強化プラスチック板10の表面をわずかに切断して割れ目14を作る。さらに、トムソン刃3の刃先4が高強度繊維強化プラスチック板10を深く裁断すると、図8(2)で示すように、図において刃先4よりも上部に位置するくさび部3Aが割れ目14に挿入されて、割れ目14を拡開する。くさび部3Aが割れ目14を拡開する状態で、硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維15は、割れ目14の両側のプラスチックに強く引っ張られて切断されやすくなる。この状態でトムソン刃3の刃先4がさらに割れ目14に深く挿入されて、切れやすくなった高強度繊維15を切断する。トムソン刃3の刃先4はさらに、割れ目14に深く挿入されて、高強度繊維強化プラスチック板10を完全に裁断する。
The state in which the Thomson blade of the present invention cuts the high-strength fiber-reinforced plastic plate is shown in the sectional view of FIG. As shown in this figure, the
図8のトムソン刃3は、刃先4に向かって刃面傾斜角(α)が次第に大きくなる形状としている。このトムソン刃3は、刃先4の刃面傾斜角(α)を大きくして刃先の損傷を防止でき、また、くさび部3Aの刃面傾斜角(α)を小さくして、高強度繊維強化プラスチック板10の表面にできる割れ目14にくさび部3Aをスムーズに挿入して、高強度繊維強化プラスチック板10をより効率よく裁断できる。
The
本発明の裁断装置は、トムソン刃3の刃面傾斜角(α)を従来のトムソン刃3に比較して極めて大きくしている。図9の断面図は、従来のトムソン刃3の横断面図を示している。この図に示すように、従来のトムソン刃3は、刃面傾斜角(α)が相当に小さく、先鋭な刃先4で被裁断シートなどを確実に切断する形状としている。
In the cutting apparatus of the present invention, the blade surface inclination angle (α) of the
本発明の裁断装置のトムソン刃は、焼き入れした板状炭素鋼を独特の硬度に焼き入れして、刃面傾斜角(α)を従来のトムソン刃とに比較して著しく大きくしている。このトムソン刃は、従来のトムソン刃のように、被裁断物を先鋭な刃先のみで裁断するのではない。独特の硬度で特定の刃面傾斜角(α)のトムソン刃は、硬すぎて刃物による裁断が難しいとされている高強度繊維強化プラスチック板を効率よく裁断して刃先の損傷がない。くさび部を高強度繊維強化プラスチック板の割れ目に挿入して、高強度繊維を引っ張り状態の切れやすい状態で裁断するからである。 In the Thomson blade of the cutting apparatus of the present invention, the hardened plate carbon steel is quenched to a unique hardness, and the blade surface inclination angle (α) is remarkably increased as compared with the conventional Thomson blade. Unlike the conventional Thomson blade, this Thomson blade does not cut an object to be cut with only a sharp blade edge. A Thomson blade with a specific hardness and a specific blade surface inclination angle (α) efficiently cuts a high-strength fiber reinforced plastic plate that is considered to be too hard to cut with a blade, and does not damage the blade edge. This is because the wedge portion is inserted into the crack of the high-strength fiber reinforced plastic plate, and the high-strength fiber is cut in a state where it is easily cut.
図2と図3のトムソン刃3は、刃先4を片刃としている。片刃のトムソン刃3は、刃先4の片面を垂直面4Aとするので、垂直面4Aを被裁断物11の裁断縁11Aとして、被裁断物11の裁断縁11Aを綺麗な状態で裁断できる。高強度繊維強化プラスチック板10をトムソン刃3で打ち抜き加工すると、製品となる被裁断物11と、廃棄される廃棄部13とに分離される。図2のトムソン刃3は、高強度繊維強化プラスチック板10に貫通孔12を設けるように打ち抜き加工する。このトムソン刃3は、内面が傾斜面4Bの片刃で、貫通孔12として打ち抜かれる部分を廃棄部13、貫通孔12の外側を被裁断物11として、被裁断物11の裁断縁11Aを綺麗に裁断できる。裁断縁11Aがトムソン刃3の垂直面4Aで裁断されるからである。図3のトムソン刃3は、高強度繊維強化プラスチック板10を打ち抜き加工して、トムソン刃3の内側に被裁断物11を裁断する。このトムソン刃3は、外側を傾斜面4Bとする片刃で、トムソン刃3の内側に打ち抜かれる部分を被裁断物11、トムソン刃3の外側に分離される部分を廃棄部13として、被裁断物11外周の裁断縁11Aを綺麗に裁断できる。
The
さらに、トムソン刃3は、図4に示すように、刃先4を、両面を傾斜面4Bとする両刃とすることもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the
図2と図3のトムソン刃3は、高強度繊維強化プラスチック板10を平面状に裁断している。トムソン刃3は、図5に示すように、立体曲面状に成形している高強度繊維強化プラスチック板10を、刃先4を立体曲面に沿う三次元とする構造として、被裁断物11の裁断縁11Aを立体曲面に打ち抜き加工して裁断することもできる。このトムソン刃3は刃先4を立体曲面とし、受け台1の裁断面2もトムソン刃3の刃先4に沿う立体曲面としている。
The
さらに、トムソン刃3は、図6の拡大断面図に示すように、刃先4に向かって刃面傾斜角(α)を次第に大きくしている。刃先4に向かって刃面傾斜角(α)を大きくするのは、刃先4でもって硬くて強靭な高強度繊維強化プラスチック板10を効率よく裁断しながら、刃先4の損傷を防止するためである。このトムソン刃3は、刃面傾斜角(α)の大きい刃先4を高強度繊維強化プラスチック板10の表面に最初に接触させて裁断を開始し、裁断が開始された後は、刃面傾斜角(α)が次第に小さくなる部分で被裁断物11と廃棄部13とを切り離すようにして裁断する。図6の拡大断面図に示すトムソン刃3は、片刃の傾斜面4Bを湾曲するように研磨して、刃先4に向かって刃面傾斜角(α)を次第に大きくしている。トムソン刃3は、図7の拡大断面図に示すように、刃先4に向かって段階的に刃面傾斜角(α)が大きくなるように研磨することもできる。
Furthermore, the
板状炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先4を設けた状態で、刃先4のHRC硬度を約65とするように焼き入れする。刃先4の硬度は硬くして寿命を長くできるが、硬すぎると脆くなって打ち抜き加工時に損傷しやすくなる。したがって、トムソン刃3は、刃先4のHRC硬度が64よりも高くて、66よりも低くなるように焼き入れする。焼き入れ後の刃先4の硬度は、焼き入れ温度でコントロールする。焼き入れの温度を高くして刃先4の硬度を高くでき、温度を低くして硬度を低くできる。たとえば、炭素鋼は、焼き入れ温度を800℃〜900℃で焼き入れして、HRC硬度を前述の範囲とする。焼き入れ後のHRC硬度を65とするトムソン刃3は、焼き入れ温度を850℃として、この硬度とすることができる。
The plate-like carbon steel is quenched so that the HRC hardness of the
刃物駆動機構5は、トムソン刃3を上下に往復運動させて、受け台1の裁断面2に載せている高強度繊維強化プラスチック板10をトムソン刃3で打ち抜き加工して裁断する。刃物駆動機構5は、トムソン刃3を固定する上下台6と、この上下台6を上下に往復運動させるシリンダ7とを備えている。トムソン刃3は上下台6の下面に固定され、上下台6をシリンダ7で上下に往復運動されて、受け台1に載せている高強度繊維強化プラスチック板10を打ち抜き加工する。すなわち、トムソン刃3を刃物駆動機構5で往復運動させて、受け台1の裁断面2に配置している高強度繊維強化プラスチック板10を受け台1とトムソン刃3で挟んで、被裁断物11の裁断縁11Aに沿って打ち抜きして裁断する。
The
1…受け台 1A…弾性シート
2…裁断面
3…トムソン刃 3A…くさび部
4…刃先 4A…垂直面
4B…傾斜面
5…刃物駆動機構
6…上下台
7…シリンダ
10…高強度繊維強化プラスチック板
11…被裁断物 11A…裁断縁
12…貫通孔
13…廃棄部
14…割れ目
15…高強度繊維
DESCRIPTION OF
4B ...
Claims (10)
前記トムソン刃(3)が、炭素の含有量を0.5%〜0.7%とする板状の炭素鋼で、
板状の炭素鋼が所定の形状に折曲又は湾曲加工されて、
刃先(4)のHRC硬度を64以上とする状態に焼き入れされ、かつ、
刃先(4)の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角(α)が25度よりも大きくて60度よりも小さくしており、
前記トムソン刃(3)を刃物駆動機構(5)で往復運動させて、受け台(1)の裁断面(2)に配置している高強度繊維強化プラスチック板(10)を受け台(1)と前記トムソン刃(3)で挟んで被裁断物(11)の裁断縁(11A)に沿って打ち抜きして裁断する高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。 A cradle (1) having a cut surface (2) on the upper surface for cutting a high-strength fiber-reinforced plastic plate (10) formed by embedding high-strength fibers made of carbon fiber or Kepler fiber in a cured plastic, Move toward the cut surface (2) of the cradle (1) and place the high-strength fiber reinforced plastic plate (10) placed on the cut surface (2) with the cutting edge (11A) of the object to be cut (11). ) And a blade drive mechanism (5) for reciprocating the Thomson blade (3).
The Thomson blade (3) is a plate-like carbon steel having a carbon content of 0.5% to 0.7%,
The plate-shaped carbon steel is bent or curved into a predetermined shape,
The cutting edge (4) is quenched to a state where the HRC hardness is 64 or more, and
The blade surface inclination angle (α) of the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the blade edge (4) is larger than 25 degrees and smaller than 60 degrees,
The Thomson blade (3) is reciprocated by the blade drive mechanism (5), and the high strength fiber reinforced plastic plate (10) disposed on the cut surface (2) of the cradle (1) is the cradle (1). And a high-strength fiber-reinforced plastic sheet cutting device that is punched and cut along the cutting edge (11A) of the object to be cut (11) between the Thomson blade (3).
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