切断装置、加工装置及切断方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN00101661.X

申请日:

2000.01.21

公开号:

CN1261566A

公开日:

2000.08.02

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B23D 79/00申请日:20000121授权公告日:20050810终止日期:20130121|||授权|||实质审查的生效申请日:2000.1.21|||公开

IPC分类号:

B23D79/00

主分类号:

B23D79/00

申请人:

松下电器产业株式会社;

发明人:

松田裕

地址:

日本大阪府

优先权:

1999.01.21 JP 12805/1999

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

张天安;温大鹏

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内容摘要

一种切断装置,冲击体以与支轴之间设有规定的嵌合间隙、并且冲击体外周的一部分可位于旋转体的外周之外的方式可旋转地安装在竖直设置于旋转体的主平面上的支轴上。使旋转体高速旋转,冲击体以高于加工对象临界速度的速度撞击加工对象。从而仅使加工对象的撞击部表面瞬时断裂。只要使旋转体边旋转边移动,即可切断加工对象。利用这种切断装置,可用一种切断刀具连续切断玻璃、陶瓷、树脂、金属等单一部件或由复合部件构成的物体。

权利要求书

1.一种切断装置,具有旋转体,和至少一个以上可旋转地安装
在竖直设立于所述旋转体的主平面上的支轴上的冲击体,其特征为,
所述冲击体安装成与所述支轴之间设有规定的嵌合间隙,并且,
所述冲击体外周的一部分可位于所述旋转体外周之外,
高速旋转所述旋转体,使所述冲击体以高于临界冲击速度的速度
撞击加工对象。
2.一种切断装置,具有主平面相对向配置的一对旋转体,和至
少一个以上可旋转地安装在架设于所述一对旋转体之间的支轴上的
冲击体,其特征为,
所述冲击体安装成与所述支轴之间设有规定的嵌合间隙,并且,
所述冲击体外周的一部分可位于所述旋转体外周之外,
高速旋转所述旋转体,使所述冲击体以高于临界冲击速度的速度
撞击加工对象。
3.一种切断装置,具有多个由主平面相对向配置的一对旋转体
和至少一个以上可旋转地安装在架设于所述一对旋转体之间的支轴
上的冲击体构成的切断组件,所述切断组件按规定间隔安装在同一主
轴上,其特征为,
所述冲击体安装成与所述支轴之间具有规定的嵌合间隙,并且,
所述冲击体外周的一部分可位于所述旋转体的外周之外,
高速旋转所述主轴,使所述各冲击体以高于临界冲击速度的速度
撞击加工对象。
4.一种切断装置,具有多个由主平面相对向配置的一对旋转体
和至少一个以上可旋转地安装在架设于所述一对旋转体之间的支轴
上的冲击体构成的切断组件,所述切断组件分别安装在平行配置的两
根轴上,其特征为,
所述冲击体安装成与所述支轴之间设有规定的嵌合间隙,并且,
所述冲击体外周的一部分可位于所述旋转体的外周之外,
沿不同的方向高速旋转所述两根轴,使所述各冲击体以高于临界
冲击速度的速度撞击加工对象。
5.一种切断装置,具有多个由主平面相对向配置的一对旋转体
和至少一个以上可旋转地安装在架设于所述一对旋转体之间的支轴
上的冲击体构成的切断组件,所述切断组件按规定间隔分别数个数个
地安装在平行配置的两根轴上,其特征为,
所述冲击体安装成与所述支轴之间设有规定的嵌合间隙,并且,
所述冲击体外周的一部分可位于所述旋转体的外周之外,
沿不同方向高速旋转所述两根轴,使所述各冲击体以高于临界冲
击速度的速度撞击加工对象。
6.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,相对于所述旋转
体的旋转中心等角度间隔地配置多个所述冲击体。
7.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述支轴与所述
冲击体的嵌合间隙为2mm以上。
8.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述支轴与所述
冲击体的嵌合间隙为5~10mm左右。
9.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述冲击体的外
形为具有多个角部的多角形、具有多个角部的十字形、圆盘形及大致
的弓形中的任意一种。
10.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述冲击体以
大约139m/秒(约500km/小时)以上的速度撞击所述加工对象。
11.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述冲击体以
大约340m/秒(约1224km/小时)以上的速度撞击所述加工对象。
12.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,所述冲击体以
所述加工对象的临界冲击速度的两倍以上的速度撞击所述加工对
象。
13.如权利要求1~5中任一项所述的切断装置,利用所述冲击
体撞击后的所述加工对象的表面破碎而切断所述加工对象。
14.一种加工装置,其特征为,将权利要求1~3中任一项所述
的切断装置安装于具有多轴控制功能的机械手上。
15.如权利要求14所述的加工装置,配有可检测由于所述冲击
体撞击所述加工对象而产生的固有振动波形和振动数中至少一项,并
控制所述冲击体的撞击速度和撞击方向,及所述切断装置的移动速度
中至少一项的控制装置。
16.一种切断方法,采用权利要求1~5中任一项所述的切断装
置,使所述冲击体以高于加工对象的临界冲击速度的速度撞击加工对
象,将加工对象切断。

说明书

切断装置、加工装置及切断方法

本发明涉及一种切断装置,该装置可利用同一种切断刀具(切断
工具)连续切断由玻璃、陶瓷、树脂、金属等单一材料或它们的复合
材料构成的物体。更详细地说,涉及通过用硬质固体制成的冲击体以
高速、高频率地撞击物体,一面破碎物体的最表层的区域,一面进行
切断的切断装置及切断方法。

在以回收处理为目的,将布劳恩管(CRT/阴极射线管)的玻璃切
断、拆卸的情况下,一般采用通过将加热丝绕在CRT周围通电加热的
热冲击方法,或者通过金刚石砂轮刀具的高速旋转进行切断,或者采
取气体熔断等方法。

另外,形成汽车车身、各种家电制品的框架或其它组成部件的薄
钢板(冷轧板)等的切断,一般采用具有高硬度锯齿的带状刀具(带
锯)或圆盘状刀具(切缝铣刀)进行切断,或者采用由磨粒制成圆盘
状或圆筒状砂轮、刀具的砂轮机切断,或者采用乙炔等进行气体熔
断。

树脂成型品的切断一般采用带锯、切缝铣刀、立铣刀等进行切
断。

此外,尚没有使同一种刀具(带切削刃的工具)转动或高速移动,
从而顺序、连续切断上述布劳恩管等玻璃、薄钢板、树脂成型品等不
同材质部件的切断装置的方案。

但是,上述现有的切断方法分别存在以下问题。

(1)对于所述CTR玻璃的切断,由于CTR的形状、大小、制造
工艺的区别等,使得玻璃的残余应力不定。因而,如果采用利用热冲
击的加热丝通电的方式,则很难找出稳定的切断加热条件,形成稳定
的恒定切断面。

另外,如果用金刚石砂轮刀具进行切断,若切断速度过大,则摩
擦热使得金刚石砂轮刀具的磨损速度增大,因而限制了切断速度。并
且,金刚石砂轮刀具的价格很高,使得与切断量和金刚石砂轮刀具的
磨损量有密切关系的切断成本增大。

另外,用高温气体熔断,由于切断速度慢,并且若在被切断物或
切断部附近有可燃物的话是很危险的,因而限制了其可能使用的范
围。

(2)在用带锯、切缝铣刀等刀具切断所述薄钢板的情况下,所
述刀具的切削刃被牢牢地紧压在被切断物上,通过对被切断物的连续
剪切破坏进行切断加工。

由于切削刃被牢牢地紧压在被切断物上,使得切断部位的摩擦热
很大,由于热引起刃尖的脆化和软化,使得刃尖的磨损增大。

切削刃的磨损限制了切断速度,使其大幅度下降。并且由于切削
刃咬入被切断物,需要很高的刚性来保持刀具(切刀)和被切断物,
因而需要大规模的保持机构和很高的设备成本。

采用砂轮的砂轮机切断是通过带有磨粒的切削刃进行连续的微
小剪切实现的。若磨粒角部(切削刃)不够锋利且砂轮机的圆周速度
较大,会使得切断部位的摩擦热很大。为保证砂轮机的寿命,必须适
当控制切断部位的温度,从而限制了切断速度。

用乙炔等气体熔断,保证切断部附近没有可燃物在安全上是很重
要的,这就限制了切断的范围。

(3)在采用对树脂成型品等进行切断的带锯、切缝铣刀等的情
况下,当切断速度大时,由于刀具的摩擦而引起在被切断物的切断部
附近着火或熔融,造成物理性质的变化。

(4)当切断磁性金属部件时,在使用以铁合金为主体的切削刃
的情况下,切断时产生的被切断物碎片和粉末由于是磁性体而附着到
刃尖上,由于刃尖的摩擦阻力增大或刃尖损伤,造成切断能力大幅度
下降。

(5)对于由具有不同物理性质的多种部件(例如,金属、树脂
成型品、玻璃、铁氧体等)构成的被切断物,用同一刀具顺序、连续
地切断是极为困难的。

(6)在被切断物的切断加工信息(物理性质等)不明的情况下,
或者,在被切断物由多种部件构成、且隐藏在表面部件后面的部件的
形状或材质不明的情况下,除了被切断物的表面和外观形状的图象信
息外,找不出最适合的切断条件,不能进行最适当的切断自动控制。

本发明是为了解决上述课题,根据施加临界冲击速度(Critical
inpact velocity)以上的高速张力时,在受力端立即产生断裂的塑
性波理论,或者当施加临界冲击速度以上的高速压缩力时延展性急剧
下降,受力端由于小的畸变而破裂(类似变脆的现象)的理论,制成
切断装置,使之实用化。

详细的说,代替配有传统切削刃的刀具,用金属等硬质固体制成的
冲击体以超高速、高频率地撞击被切断物(以下称为“加工对象”或“工
件”),利用所述撞击能量产生塑性波,瞬时破坏并除去撞击部位。

即,本发明是根据下述原理制成的切断装置:作高速圆周运动的
冲击体以高于工件的临界冲击速度撞击工件,在反射(回跳)时,伴
随冲击产生的高速压缩或摩擦,借助由此产生的高速张力和高速剪切
等,在冲击体和工件的撞击部位及其附近极为有限的范围内,使工件
表面瞬时破碎(破坏)成微粒状或碎片。

一般地,在加工时利用工具的移动在工件上施加拉伸力、压缩力
或剪切力等外力,使工件产生应变或变形。这时,不断增加工具的速
度,即加工速度,当加工速度达到极限时,工件的可延展性急剧下降。
这一极限速度被称为临界冲击速度。当加工速度在临界冲击速度以上
时,工件受到工具施力的一端立即被破坏。利用这一现象,通过冲击
体以临界冲击速度以上的速度撞击工件,可仅破坏并除去工件撞击部
的最表层部分。而且,如果冲击体单位时间的撞击次数非常多,可使
这种现象反复发生。另外,若顺次移动冲击体的撞击位置,可仅对撞
击部顺次进行除去加工,而不破坏工件撞击部以外的部分。从宏观来
看,就实现了对工件的切断加工。采用这种切断方法可获得比较平滑
的切断面。

为了产生塑性波,冲击体必须以超过临界冲击速度的速度撞击工
件。具体地说,撞击速度一般在大约139m/秒(约500km/小时)以上
较为理想,在大约340m/秒(约1224km/小时)以上更好。

当上述撞击速度换算成圆板的圆周速度时,若用直径为100mm的
圆板,则顺次分别相当于转速为26,500rpm以上,及转速为65,130rpm
以上。

实际上,临界冲击速度随工件种类而不同。例如,铝、低碳钢、
不锈钢、钛的临界速度分别为49.7m/秒、30.0m/秒,152.3m/秒、
61.8m/秒左右。因而,冲击体的撞击速度可根据工件的种类而变换。
冲击体的撞击速度可在工件临界冲击速度的2倍以上,在3倍以上更
好,最好在4倍以上,以便可以稳定地切断。

在冲击体上形成有贯通孔,并与竖直设置在旋转体上的支轴之间
留有规定的嵌合间隙、可旋转地保持于该支轴上。由于留有嵌合间
隙,冲击体可在撞击之后立刻吸收冲击体的位移。支承所述冲击体的
支轴和所述冲击体的贯通孔的嵌合间隙在2mm以上为好,在5~10mm
左右更好。嵌合间隙必须对应于冲击体冲击速度增大而设定得更大。
并且在本发明中,规定嵌合间隙为一般的轴与轴承的配合状态比JIS
标准的间隙数值大2~3个数量级。

从而,本发明的加工原理与现有的冲击所产生的加工的原理不
同。现有的加工原理为使切削工具(刀具)的切削刃以低速(最大约
10m/sec左右以下)撞击工件,工件经过弹性变形顺次从塑性变形至
到断裂,工件表面上较宽范围内发生断裂。

另外,在本发明中,冲击体没有象现有的切削工具那样配备锐利
的切削刃。

按照上述结构,本发明进行的切断具有以下特征:

(1)利用通过冲击体和工件撞击时高于临界冲击速度的高速压
缩和高速拉伸进行破碎(切断)的原理,工件在切断部位产生的摩擦
热极少。另外,冲击体由于高速运动而实现急速的空冷,使冲击体本
身的温度上升极小。

(2)旋转、往复运动或直线运动的切削工具(刀具)存在剧烈
的磨损。然而,本发明的冲击体,通过与工件的撞击,冲击体被加工
硬化,随着使用不断硬化,使其耐磨性能提高。

(3)本发明的切断原理切断阻力和摩擦阻力小。从而,在切断
时不必牢固地保持或固定工件。并且,支承所述冲击体的支轴、高速
旋转的旋转体或主轴的刚性、轴承的刚性、夹持旋转体主轴的机械手
的刚性等不必构筑得非常坚固。

(4)在切断时,通过在多轴控制机械手等上安装检测旋转体对
应于工件产生的固有振动波形(或振动数)的振动检测装置,可对应
于工件控制加工条件(冲击体的撞击速度、移动速度等)。

(5)可用同一切断装置连续切断由多个不同部件(例如,金属、
树脂成形品、玻璃、铁氧体等)构成、且内部不可见的工件。

上述本发明的切断装置力图用简单的结构大幅度地提高使用寿
命和可靠性。并且,不必担心在切断过程中混合存在不同材质的工
件,作为回收设备一环的破碎或切断装置是极为有效的。

因此,本发明可使以废弃处理为目的的家电制品或汽车等的解体
切断处理的自动化,而不必根据加工对象或构成部件的种类或加工条
件而更换切断装置。并且,对提高切断装置的寿命和可靠性,提高回
收率,环境保护,有效利用资源作出了贡献。

本发明切断装置的具体结构如下。

本发明中的第1发明是具有下述特征的切断装置,冲击体可旋转
地安装在竖直设置在旋转体的主平面上的支轴上,高速旋转所述旋转
体,使所述冲击体以高于加工对象(工件)的临界冲击速度的速度撞
击加工对象,以实现通过利用离心力冲击切断,从而减少切削刃的的
磨损,提高切断装置的寿命和可靠性。并且,不论加工对象的种类如
何,均可进行高速破碎或高速切断。

第2发明是具有下述特征的切断装置,在主平面相对向的一对旋
转体之间架设支轴,在该支轴上可旋转地安装冲击体,高速旋转所述
一对旋转体,使所述冲击体以高于加工对象(工件)的临界冲击速度
的速度撞击加工对象,以实现通过利用离心力冲击切断,从而减少切
削刃的磨损,提高切断装置的寿命和可靠性。并且,不论加工对象的
种类如何,均可进行高速破碎或高速切断。

第3发明是具有下述特征的切断装置,在主平面相对向的一对旋
转体之间架设支轴,准备多个将冲击体可旋转地安装在该支轴上而构
成的切断组件,所述切断组件按规定间隔安装在同一主轴上,高速旋
转所述主轴,使所述各冲击体以高于加工对象(工件)的临界冲击速
度的速度撞击加工对象,可在一次中对一个宽面进行加工,以实现提
高切断加工效率。

第4发明是具有下述特征的切断装置,在主平面相对向的一对旋
转体之间架设支轴,准备多个将冲击体可旋转地安装在该支轴上而构
成的切断组件,所述切断组件分别安装在两根平行配置的轴上,所述
两根轴以将加工对象(工件)咬入的方式沿不同方向高速旋转,使所
述各冲击体以高于加工对象的临界冲击速度的速度撞击加工对象,不
论加工对象的材质、种类如何,均可进行高速破碎或切断。

第5发明为具有下述特征的切断装置,在主平面相对向的一对旋
转体之间架设支轴,准备多个将冲击体可旋转地安装在该支轴上而构
成的切断组件,所述切断组件按规定间隔分别数个数个地安装在两根
平行配置的轴上,所述两根轴以将加工对象(工件)咬入的方式沿不
同方向高速旋转,使所述各冲击体以高于加工对象的临界冲击速度撞
击加工对象,不论加工对象的材质、种类如何,均可高速破碎成微细
状或切断。

第6发明为具有下述特征的加工装置,该加工装置将第1~第3
发明中任一项所述的切断装置安装在设有多轴控制机能的机械手
上,从而可进行三维加工(曲面加工)。

第7发明的特征为,在第6发明的加工装置中,配有检测冲击体
撞击加工对象而产生的固有振动波形和振动数中至少一项,并控制所
述冲击体的撞击速度和撞击方向,及切断装置的移动速度中至少一项
的控制装置,从而能够以一定的加工速度或相应于工件的最适当的加
工速度进行加工。

第8发明的特征为,在第1~第5发明中,冲击体最好以大约139m/
秒(约500km/小时)以上的速度,以大约1 50次/秒以上的频率撞击
加工对象,从而不论加工对象的材质、种类如何,均可高速切断。

第9发明的特征为,在第1~第5发明中,冲击体最好以大约340m/
秒(约1224km/小时)以上的速度,以大约150次/秒以上的频率撞
击加工对象,从而不论加工对象的材质、种类如何,均可高速切断。

第10发明的特征为,在第1~第5发明中,冲击体以超过加工对
象临界冲击速度两倍以上的速度撞击加工对象,从而不论加工对象的
材质、种类如何,均可高速切断。

图1是本发明实施例1中切断装置的正向剖视图。

图2是沿图1中切断装置的剖面线S1-S1剖开的侧向剖视图。

图3是用图1的切断装置切断工件时的正向剖视图。

图4是构成图1中切断装置的冲击体的正视图。

图5是图4中冲击体沿剖面线S3-S3剖开的剖视图。

图6是表示图1中切断装置的冲击体的其它实例的视图,图6(A)
是正视图,图6(B)是图6(A)沿S4-S4的剖视图。

图7是表示图1中切断装置的冲击体的其它实例的视图,图7(A)
是正视图,图7(B)是图7(A)沿S5-S5的剖视图。

图8是表示图1中切断装置的冲击体的其它实例的视图,图8(A)
是正视图,图8(B)是侧视图。

图9是本发明实施例2中切断装置的正向剖视图。

图10是本发明实施例3中切断装置的正向剖视图。

图11是本发明实施例4中的加工装置的侧视图。

下面,根据图1~图11对本发明的切断装置的实施例进行说明。

(实施例1)

图1是本发明实施例1中切断装置的正向剖视图(沿图2的剖面
线S2-S2剖开的剖视图),图2是图1中切断装置沿剖面线S1-S1
剖开的侧向剖视图,图3是用图1中切断装置切断工件时的正向剖视
图,图4是构成图1中切断装置的冲击体的正视图,图5是图4中冲
击体沿剖面线S3-S3剖开的剖视图,图6、图7、图8表示构成切断
装置的冲击体的其它例子的视图。

实施例1中的切断装置100如图1~图3所示,在主平面相对向
的一对圆板(旋转体)101、101之间架设支轴103,冲击体1可旋转
地安装在该支轴103上,使所述一对圆板(旋转体)101、101以主轴
102为中心高速旋转,所述冲击体1(硬质固体)以高于工件临界冲
击速度的速度撞击在工件105上。并且,允许转速由于电源电压的变
动和其它原因存在±10%左右的偏差。

冲击体1相对于工件105的冲击速度自不必言,同时还要与所述
一对圆板(旋转体)101的转速相对应。在本实施例中,一对圆板(旋
转体)的转速在10,000~60,000rpm的高速旋转区域内。利用这一转
速区域是为了提高冲击体1的冲击力和空冷效果及加工硬化提高使用
寿命。

在图1所示的切断装置100中,在具有贯通孔3的圆筒体2的外
周面上配有4个四边形凸起4,在圆板101的主平面上等间距的4个
位置上配置平面形状为十字型的冲击体1(参照图4)。所述四边形凸
起4相当于传统工具中的切削刃,对工件进行冲击。从图1可以看出,
冲击体1外周的一部分(四边形凸起,即切削刃4)位于比所述圆板
101外周还靠外的位置上。

由于冲击体1等间隔地配置在圆板101主平面上的4个位置上,
所以工件的冲击频率在(1万转/分)×4(处)=4万次/分以上。

在支轴103和冲击体1的贯通孔3之间设有规定的嵌合间隙104
(在后面所述的具体实施例中嵌合间隙为7mm左右)。通过设置嵌合
间隙104,尽管旋转体101高速旋转,但却缓和了对冲击体1的切削
刃4及支轴103的冲击,防止支轴等的破损造成的切断装置100的破
损。

另外,所述冲击体的外形除前述十字型以外也可任意设定。例
如,可以设定为具有多个角部的多角形(正三角形,正四角形,长方
形,正五角形,正六角形等),或者圆盘形、大致成弓形。图6、图7、
图8中顺次表示出圆盘形、正六角形、大致成弓形的冲击体的例子。

图6表示圆盘形冲击体1A,图6(A)为正视图,图6(B)为剖
视图。圆盘形冲击体1A的形状为可使具有贯通孔3A的圆筒体2A贯
穿于规定厚度的环形切削刃4A的中央部分。

图7表示正六角形的冲击体1B,图7(A)为正视图,图7(B)
为剖视图。正六角形冲击体1B的形状为可使具有贯通孔3B的圆筒体
2B贯穿于外形为正六角形、具有规定厚度的切削刃部4B的中央部
分。

图8表示大致成弓形的冲击体1C,图8(A)为正视图,图8(B)
为侧视图。图8中所示的大致成弓形的冲击体1C具有由大致成圆弧
状的部分和连接该圆弧的大致两端的弦所围成的大致成弓形的浮动
部5C。浮动部5C的一侧端部上与在中央部具有贯通孔3C的圆筒体
2C一体化。在浮动部5C的另一端上形成切削刃4C。冲击体1C以切
削刃4C作为旋转方向的前方地安装在旋转体的支轴103上。冲击体
1C贯通孔3C的平面形状为长圆形,与平面形状为圆形,具有旋转对
称形状的图4~图5的冲击体1、图6的冲击体1A及图7的冲击体1B
的各个贯通孔3、3A、3B不同。更确切地说,贯通孔3C的平面形状
为由以冲击体1C的重心为中心、半径不同的两个圆弧和周向方向两
端的半圆围成的圆弧状长圆形。通过将贯通孔3C做成以冲击体1C的
重心为中心的圆弧状长孔,可以良好地吸收冲击体1C撞击工件后反
弹时的位移,提高切断性能。

另外,对于所述旋转体101的形状,除了圆板型外,也可以为正
多角形等任意形状。但是,当然必须保证旋转体的旋转平衡。

下面描述旋转体和冲击体的尺寸和材质的一个实例。在图1所示
实施例的装置的情况下,圆板101的直径为100mm,板厚为5mm,材
质为碳素结构钢,支轴103的直径为10mm,材质为碳素结构钢或碳素
工具(JIS标准钢号/SK2),冲击体1的切削刃顶部间的距离L约为
40mm,贯通孔3的直径为17mm,切削刃4的宽度w约为15mm,切削
刃4的厚度t约为5mm,材质为碳素结构钢(S45C)、碳素工具钢(SK2)、
高速工具钢(SKH2)、Ni-Cr钢(SNC631)、Ni-Cr-Mo钢(SNCM420)、
Cr-Mo钢(SCM430)、铬钢(SCr430)、结构锰钢(SMn433)等之一。

在图3的切断装置实例中,使圆板101以30,000rpm沿箭头107
的方向旋转,冲击体1撞击工件(0.8mm厚的冷轧钢板)105的撞击
速度为157m/秒(565km/小时)左右,切削移动速度为50mm/秒,切
削方向如108所示。并且,在该情况下的撞击频率为(3万转/分)×
4(处)=12万次/分。

由于主轴102以30,000rpm高速旋转,所以在冲击体1上作用有
很大的离心力。由于该离心力,在冲击体1切削刃4和工件105的撞
击面及其附近的有限范围内,随着撞击而产生高速压缩力,工件105
的撞击面表层被瞬时、高速地破碎。切屑呈微小粒状。通过实验证明,
不用锐利的切削刃即可进行切断。

另外,对于CRT,也可在上述加工条件下进行切断加工。并且,实
验证明,能够以圆板101的转速为10,000rpm、冲击体1的撞击次数为
4万次/分(旋转体上安装的冲击体的数目为4个)、切削移动速度为
50mm/秒对电路用树脂布线基板、树脂成型品等塑料制品进行加工。

如上所述,冲击体1的撞击速度不限于上述具体实例,只要高于
工件临界冲击速度,则可根据工件的种类和切削条件等任意设定。并
且,冲击体1单位时间的撞击次数可根据工件的种类或切削条件改
变。

在工件材质不明的情况下、工件由种类不同的多个部件构成的情
况下、在外部不可见的位置隐藏有材质不明的部件的情况下等,若将
冲击体的撞击速度设定得较高,则可进行良好的切断。

并且,冲击体的材质除了金属部件也可使用材质为硬质固体的任
意部件。

另外,冲击体的数目可以在两个以上,仅有一个也可以。在设置
多个冲击体的情况下,当相对于旋转体的旋转中心等角度间隔地设置
时,由于撞击间隔均等,可稳定地切断。在只有一个冲击体的情况下,
为了确保转动平衡应设置平衡装置(配重)。

也可以是不在主平面相对对配置的一对旋转体101上、而是在仅
有的一个旋转体的单侧上设置冲击体的结构。

所述旋转体的驱动一般可采用主轴电动机,使之高速旋转。

本发明中的冲击体1不象传统切断刀具那样配置锋利的切削刃。
由于本发明的切削原理超越了传统的常识,通过给与冲击体1比传统
切断刀具大的速度,即使没有锋利的切削刃,也可切断金属、树脂、
玻璃、陶瓷等,甚至是脆性部件。

(实施例2)

图9表示本发明实施例2中的切断装置600的剖面图。这种情况
下的切断装置是将实施例1的切断装置作为组件而在一根轴上安装多
个。因而,切断机理和切断加工条件等与实施例1相同。在图9中,
符号600为切断装置、601为圆板(旋转体)、602为主轴、603为支
轴、604为嵌合间隙、605和606为隔板、610为切断组件。

图9的切断装置600的特征为,通过隔板605在主平面相对向的
一对旋转体601、601之间架设支轴603,冲击体1可旋转地安装在该
支轴603上,形成切断610,准备多个切断组件610,通过隔板606
按规定间隔将所述切断组件610安装在同一主轴602上,高速旋转所
述主轴602,使所述各冲击体1以高于加工对象(工件)的临界冲击
速度的速度撞击工件。

配置切断组件610的数目或配置间距、配置在旋转体601上的冲
击体1的数目和冲击体1的撞击速度等可根据工件而任意设定。

主轴602可任意设定为悬臂轴承结构,两端支承的轴承结构等。

(实施例3)

图10表示本发明实施例3中的切断装置700的正向剖视图。这
种情况下的切断装置是将实施例1的切断装置使其旋转主轴平行地按
规定的间隔配置。因而,切断机理和切断加工条件等与实施例1相同。

图10表示其中一例,其特征为在主平面相对向的一对旋转体701
之间架设支轴703,冲击体1可旋转地安装在该支轴703上,形成切
断组件710,准备多个切断组件710,将所述切断组件710分别安装
在平行配置的两根主轴702上,所述两根主轴702以将加工对象(工
件)咬入的方式沿不同的方向707高速旋转,所述各冲击体1以高于
工件临界冲击速度的速度撞击工件。图中,704为冲击体1的贯通孔
和支轴703之间的嵌合间隙,708为工件的输送方向。

配置切断组件710的数目或配置间距、配置在旋转体701上的冲
击体1的数目和冲击体1的冲击速度等可根据工件而任意设定。

主轴702可任意设定为悬臂轴承结构,两端支承的轴承结构等。

另外,也可以和实施例2一样,在一个主轴上安装多个切断组件
710,按规定间隔配置切断组件(图中未示出)。

详细地说,其结构也可以为,在主平面相对向的一对旋转体之间
架设支轴,冲击体1可旋转地安装在该支轴上,形成切断组件,准备
多个切断组件,所述切断组件按规定间隔安装在两根平行配置的主轴
上,所述两根主轴以将加工对象(工件)咬入的方式沿不同方向高速
旋转,所述各冲击体以高于工件临界冲击速度的速度撞击工件。

(实施例4)

图11是表示本发明实施例4中切断加工装置的侧视图。在这种
情况下的切断加工装置是在5轴控制(X轴、Y轴、Z轴、角度Θ1、
角度Θ2)的机械手上安装实施例1的切断装置而构成的。

在图11中,符号800为切断加工装置,810为实施例1中说明的
切断装置,820为5轴控制的市售机械手,830为加工对象(工件,
例如电子装置的树脂成型机壳等),840为运送送料货架的辊道输送
机,850为装载工件的送料货架。

当装载在送料货架850上的工件830位于切断装置810前面时,
自动检测出这一状态,安装在机械手820的臂上的切断装置810被旋
转驱动,通过5轴控制功能对机壳830的外周进行规定的切断加工(图
中未示出)。

加工条件为冲击体的冲击速度在工件830的临界冲击速度以上。

另外,在上述装置中,可配置有检测由于冲击体撞击工件830产
生的固有振动波形和振动数中的至少一项,并控制冲击体的撞击速度
和撞击方向、及切断装置810的移动速度中至少一项的控制装置(图
中未示出)。这样,在工件830由物理性质不同的多种部件构成的情
况下、工件830的材质不明的情况下、在外部不可见的工件830内部
结构不明的情况下等,也可自动设定最佳切断条件,实现切断作业自
动化。

另外,毋庸置言,输送装置也可以为带式输送机或链式输送机。

除实施例1的切断装置外,实施例2的切断装置同样也可用机械
手驱动。

如上所述,本发明可使以废弃处理为目的的家电制品或汽车等的
拆卸切断处理自动化,而不必根据加工对象或构成部件的种类改变切
断工具的种类或加工条件、驱动装置等。

另外,本发明对提高切断装置的寿命和可靠性,提高回收率,环
境保护,有效利用资源作出了贡献。

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一种切断装置,冲击体以与支轴之间设有规定的嵌合间隙、并且冲击体外周的一部分可位于旋转体的外周之外的方式可旋转地安装在竖直设置于旋转体的主平面上的支轴上。使旋转体高速旋转,冲击体以高于加工对象临界速度的速度撞击加工对象。从而仅使加工对象的撞击部表面瞬时断裂。只要使旋转体边旋转边移动,即可切断加工对象。利用这种切断装置,可用一种切断刀具连续切断玻璃、陶瓷、树脂、金属等单一部件或由复合部件构成的物体。 。

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