HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Werkstücken.The present invention relates to an apparatus and a method for machining workpieces.
2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik2. Description of the relevant prior art
Als ein Verfahren zum Zuführen von Kühlmittel zu einer Schneidkante eines Maschinenwerkzeugs sind ein externes Kühlmittelzuführverfahren und ein internes Kühlmittelzuführverfahren bekannt.As a method of supplying coolant to a cutting edge of a machine tool, an external coolant supply method and an internal coolant supply method are known.
Das externe Kühlmittelzuführverfahren wird so ausgeführt, dass ein Kühlmittel, welches von einer Kühlmittelquelle entnommen wird, durch eine Leitung eines Maschinenwerkzeugs fließt und auf die Schneidkante des vorderen Endes des Maschinenwerkzeugs gespritzt wird.The external coolant supply process is carried out so that a coolant discharged from a coolant source flows through a duct of a machine tool and is injected onto the cutting edge of the front end of the machine tool.
Das interne Kühlmittelzuführverfahren wird so ausgeführt, dass das Kühlmittel, welches durch einen Kühlmittelkanal innerhalb des Maschinenwerkzeugs fließt, bei hohem Druck in Richtung auf die Schneidkanten des Maschinenwerkzeugs gespritzt wird. Zum Beispiel wird auf die japanische Offenlegungsschrift JP 2006-7394 A verwiesen.The internal coolant supply process is performed so that the coolant flowing through a coolant channel within the machine tool is injected at high pressure toward the cutting edges of the machine tool. For example, Japanese Patent Laid-Open Publication JP 2006-7394 A directed.
Das Zuführen von Kühlmittel (Schneidflüssigkeit) mit hohem Druck zu einem Schneidpunkt der Schneidkante des Maschinenwerkzeugs macht es möglich, die Schneidwärme und Reibung zwischen dem Maschinenwerkzeug und dem Werkstück oder der Späne des Werkstücks zu reduzieren und dadurch die Lebensdauer des Maschinenwerkzeugs zu erhöhen.Supplying coolant (cutting fluid) with high pressure to a cutting point of the cutting edge of the machine tool makes it possible to reduce the cutting heat and friction between the machine tool and the workpiece or chips of the workpiece and thereby increase the life of the machine tool.
Jedoch ist es in dem konventionellen externen Kühlmittelzuführverfahren nicht möglich, Kühlmittel direkt an eine Schneidkanten des Maschinenwerkzeugs zuzuführen, da das Kühlmittel von außerhalb eines zu bohrenden Lochs zugeführt wird. Deshalb ist es nicht möglich, das Kühlmittel der Schneidkante mit einem ausreichend hohen Druck zuzuführen.However, in the conventional external coolant supply method, it is not possible to supply coolant directly to a cutting edge of the machine tool because the coolant is supplied from outside a hole to be drilled. Therefore, it is not possible to supply the coolant to the cutting edge at a sufficiently high pressure.
Auf der anderen Seite fällt der Druck des Kühlmittels in dem konventionellen internen Kühlmittelzuführverfahren stark ab, bevor das Kühlmittel den Schneidpunkt der Schneidkante erreicht, obwohl das Kühlmittel bei hohem Druck in der Nähe der Schneidkante des Maschinenwerkzeugs gespritzt wird.On the other hand, in the conventional internal coolant supply method, the pressure of the coolant sharply drops before the coolant reaches the cutting point of the cutting edge even though the coolant is injected at high pressure near the cutting edge of the machine tool.
Deshalb ist eine spezielle Hochdruckpumpe in der Kühlmittelquelle vorzusehen, da der Kühlmittelquelle das Kühlmittel mit einem sehr hohen Druck entnommen werden muss.Therefore, a special high-pressure pump must be provided in the coolant source, since the coolant source must be removed from the coolant at a very high pressure.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben in der japanischen Patentanmeldung JP 2012-97252 A vorgeschlagen, eine Schneidflüssigkeitsspeicherkammer oberhalb des Werkstücks vorzusehen und die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer gespeichert ist, auf einen hohen Druck zu komprimieren.The inventors of the present application have in the Japanese patent application JP 2012-97252 A proposed to provide a cutting fluid storage chamber above the workpiece and to compress the cutting fluid stored in the cutting fluid storage chamber to a high pressure.
Nach diesem Vorschlag dringt ein Flansch des Maschinenwerkzeugs in die Schneidflüssigkeit ein und komprimiert die Schneidflüssigkeit auf einen hohen Druck, wenn das Maschinenwerkzeug in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben wird. Deshalb ist es möglich, den Schneidpunkt der Schneidkante zuverlässig mit Schneidflüssigkeit zu versorgen und Reibung zwischen dem Maschinenwerkzeug und dem Werkstück oder der Späne zu reduzieren und dadurch die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen, da die die Schneidkante umgebende Kammer mit der Schneidflüssigkeit unter hohem Druck gefüllt ist.According to this proposal, a flange of the machine tool penetrates the cutting fluid and compresses the cutting fluid to a high pressure as the machine tool is advanced toward the workpiece. Therefore, it is possible to reliably supply the cutting point of the cutting edge with cutting fluid and to reduce friction between the machine tool and the workpiece or the chips and thereby increase the life of the tool because the chamber surrounding the cutting edge is filled with the cutting fluid under high pressure ,
Jedoch kann, da der Druck der Schneidflüssigkeit sich mit der Vorschubgeschwindigkeiten des Maschinenwerkzeugs erhöht, ein Fall eintreten, dass die Druckdichtigkeit des Maschinenwerkzeugs erhöht werden muss, wenn die Vorschubgeschwindigkeit abhängig vom Material des Werkstücks erhöht wird. Wenn das Werkstück beispielsweise aus einem duktilen Material hergestellt ist, kann der Druck der Schneidflüssigkeit sich übermäßig erhöhen, da die Vorschubgeschwindigkeit im Vergleich zu einem sehr harten Material höher gesetzt werden muss.However, since the pressure of the cutting fluid increases with the feed speeds of the machine tool, there may be a case that the pressure tightness of the machine tool must be increased when the feed speed is increased depending on the material of the workpiece. For example, if the workpiece is made of a ductile material, the pressure of the cutting fluid may increase excessively as the feed rate must be increased compared to a very hard material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.The invention has for its object to overcome these disadvantages of the prior art.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 6 vorgeschlagen.To solve this problem, a device for machining with the features according to claim 1 and a method for machining with the features according to claim 6 is proposed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung umfasst:
ein Schneidwerkzeug (11) mit einer Schneidkante (11a);
einen Drehantrieb (13a) zum Drehen des Schneidwerkzeugs (11);
einen Vorschubantrieb (13b) zum Vorschieben des Schneidwerkzeugs (11) in Richtung auf ein Werkstück (1);
ein Kammerbildungsmittel (18, 30) zum Bilden einer Schneidflüssigkeitsspeicherkammer (24) zum Speichern von Schneidflüssigkeit darin oberhalb des Werkstücks (1);
ein Druckstück (17), welches dafür ausgebildet ist, in Richtung auf das Werkstück (1) vorgeschoben zu werden, um die Schneidflüssigkeit, welche in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer (24) gespeichert ist, zu komprimieren, wenn der Vorschubantrieb (13b) das Schneidwerkzeug (11) in Richtung auf das Werkstück (1) vorschiebt;
ein Kommunikationsmittel (18a, 25a), welches im geöffneten Zustand die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer (24) in Kommunikation mit der Umgebungsluft bringt; und
ein Öffnungs-/Schließmittel (27) zum Schließen des Kommunikationsmittels (18a, 25a), falls der Druck der Schneidflüssigkeit, die durch das Druckstück (17) komprimiert wird, niedriger ist als ein vorbestimmter Druck, und Öffnen des Kommunikationsteils (18a, 25a), falls der Druck der Schneidflüssigkeit, die durch das Druckstück (17) komprimiert wird, größer als der vorbestimmte Druck ist.An embodiment of an apparatus for machining includes:
a cutting tool ( 11 ) with a cutting edge ( 11a );
a rotary drive ( 13a ) for rotating the cutting tool ( 11 );
a feed drive ( 13b ) for advancing the cutting tool ( 11 ) in the direction of a workpiece ( 1 );
a chamber-forming agent ( 18 . 30 ) for forming a cutting fluid storage chamber ( 24 ) for storing cutting fluid therein above the workpiece ( 1 );
a pressure piece ( 17 ), which is designed, in the direction of the workpiece ( 1 ) are advanced to the cutting fluid, which in the cutting fluid storage chamber ( 24 ) is compressed when the feed drive ( 13b ) the cutting tool ( 11 ) in the direction of the workpiece ( 1 ) advances;
a means of communication ( 18a . 25a ), which in the opened state, the cutting fluid storage chamber ( 24 ) brings into communication with the ambient air; and
an opening / closing means ( 27 ) for closing the communication means ( 18a . 25a ), if the pressure of the cutting fluid caused by the pressure piece ( 17 ) is lower than a predetermined pressure, and opening the communication part ( 18a . 25a ), if the pressure of the cutting fluid caused by the pressure piece ( 17 ) is greater than the predetermined pressure.
Das Ausführungsbeispiel liefert auch ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken (1) unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung, mit:
einem Kammerbildungsschritt zum Bilden einer Flüssigkeitsspeicherkammer (24) durch Anordnen des Kammerbildungsmittels (18, 30) oberhalb des Werkstücks (1);
einem Schneidflüssigkeitsspeicherschritt zum Speichern der Schneidflüssigkeit in der Flüssigkeitsspeicherkammer (24); und
einem Schneidschritt zum Schneiden des Werkstücks (1) durch die Schneidkante (11a), während das Schneidwerkzeug (11) von oben in Richtung auf das Werkstück (1) vorgeschoben wird,
wobei im Schneidschritt die Schneidflüssigkeit, welche in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer (24) gespeichert ist, durch das Druckstück (17) komprimiert wird und das Kommunikationsmittel (18a, 25a) durch das Öffnungs-/Schließmittel (27) geschlossen wird, falls der Druck der Schneidflüssigkeit, die in der Flüssigkeitsspeicherkammer (24) gespeichert ist, niedriger als der vorbestimmte Druck ist, und durch das Öffnungs-/Schließmittel (27) geöffnet wird, falls der Druck der Schneidflüssigkeit, die in der Flüssigkeitsspeicherkammer (24) gespeichert ist, größer als der vorbestimmte Druck ist.The exemplary embodiment also provides a method for machining workpieces ( 1 ) using the above-described machining apparatus, with:
a chamber forming step for forming a liquid storage chamber ( 24 ) by arranging the chamber-forming means ( 18 . 30 ) above the workpiece ( 1 );
a cutting liquid storage step for storing the cutting liquid in the liquid storage chamber (FIG. 24 ); and
a cutting step for cutting the workpiece ( 1 ) through the cutting edge ( 11a ), while the cutting tool ( 11 ) from above in the direction of the workpiece ( 1 ),
wherein in the cutting step the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber ( 24 ) is stored by the pressure piece ( 17 ) and the communication means ( 18a . 25a ) by the opening / closing means ( 27 ) is closed, if the pressure of the cutting fluid contained in the fluid storage chamber ( 24 ) is lower than the predetermined pressure, and by the opening / closing means ( 27 ) is opened, if the pressure of the cutting fluid contained in the fluid storage chamber ( 24 ) is greater than the predetermined pressure.
Nach dem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung bereitgestellt, welche in der Lage sind, den Druck der Schneidflüssigkeit, die in der oben beschriebenen Schneidflüssigkeitsspeicherkammer beschrieben gespeichert ist, daran zu hindern, während der Bearbeitungsoperation übermäßig zu steigen.According to the embodiment, there is provided a machining apparatus and method capable of preventing the pressure of the cutting fluid stored in the cutting fluid storage chamber described above from excessively rising during the machining operation.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einschließlich ihrer Zeichnungen ersichtlich.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description including its drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
In den beigefügten Zeichnungen:In the accompanying drawings:
1 ist eine Darstellung, welche einen Gesamtaufbau einer Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 10 is a diagram showing an overall construction of a machining apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1; 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG 1 ;
3 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Schneidflüssigkeitsspeicherschritt zeigt; 3 Fig. 10 is a diagram showing a machining state of the machining apparatus according to the first embodiment in a cutting fluid storing step;
4 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Schritt, in dem die Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, zeigt; 4 Fig. 10 is a diagram showing a machining state of the machining apparatus according to the first embodiment in a step of pressurizing the fluid;
5 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Schneidschritt zeigt; 5 Fig. 10 is a diagram showing a machining state of the machining apparatus according to the first embodiment in a cutting step;
6 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeiten nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Späneausspülschritt zeigt; 6 Fig. 12 is a diagram showing a machining state of the machining apparatus according to the first embodiment in a chip purging step;
7 ist eine Darstellung, welche vorteilhafter Effekte des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt; 7 Fig. 12 is a diagram showing advantageous effects of the first embodiment of the invention;
8 ist eine Darstellung, welche einen Gesamtaufbau einer Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; 8th Fig. 12 is a diagram showing an overall construction of a machining apparatus according to a second embodiment of the invention;
9 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels für ein Anbauteil, welches in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist; 9 Fig. 15 is a cross-sectional view of an example of an attachment provided in the second embodiment;
10 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einen Setzschritt zeigt; 10 Fig. 10 is a diagram showing a machining stage of the machining apparatus according to the second embodiment in a setting step;
11 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem zweiten Ausführungsbeispiele in einem Schneidschritt zeigt; und 11 FIG. 15 is a diagram showing a machining state of the machine apparatus. FIG Processing according to the second embodiment in a cutting step shows; and
12 ist eine Darstellung, welche ein Bearbeitungsstadium der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Späneausspülschritt zeigt. 12 Fig. 15 is a diagram showing a machining state of the machining apparatus according to the second embodiment in a chip purging step.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden gleiche oder vergleichbare Komponenten, Teile oder Bereiche durch die gleiche Bezugsziffer oder das gleiche Bezugszeichen repräsentiert.In the embodiments described below, identical or comparable components, parts or regions are represented by the same reference numeral or the same reference numerals.
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
Die Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben. Der vertikale bidirektionale Pfeil in 1 zeigt die Richtung nach oben und unten der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 an, wenn sie platziert ist.The device for machining 10 According to the first embodiment of the invention is with reference to the 1 to 7 described. The vertical bidirectional arrow in 1 shows the direction up and down of the machining device 10 when it is placed.
Die Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 umfasst einen Bohrer 11, eine Hauptwelle 12, ein Hauptwellenantriebselement 13 und eine Steuereinheit 14.The device for machining 10 includes a drill 11 , a main wave 12 , a main shaft drive element 13 and a control unit 14 ,
Der Bohrer 11, der zum Schneiden einer Bohrung in ein Werkstück 1 dient, hat eine im Wesentlichen zylindrische Form. Der Bohrer 11 ist oberhalb des Werkstücks 1 angeordnet, um das Werkstück 1 von oberhalb des Werkstücks 1 zu bohren. Der Bohrer 11 umfasst eine Schneidkante 11a an seinem einen Ende (seinem unteren Ende in 1). Der Bohrer 11 ist mit einem Ölkanal 11b ausgebildet, durch welchen Schneidflüssigkeit fließt.The drill 11 , which is used to cut a hole in a workpiece 1 serves, has a substantially cylindrical shape. The drill 11 is above the workpiece 1 arranged to the workpiece 1 from above the workpiece 1 to drill. The drill 11 includes a cutting edge 11a at its one end (its lower end in 1 ). The drill 11 is with an oil channel 11b formed, through which cutting fluid flows.
Die Hauptwelle 12 umfasst ein Futter 12a zum Halten des Bohrers 11 in konzentrischer Weise und überträgt Drehmoment auf den Bohrer 11, um den Bohrer 11 zu drehen. Das Futter 12a hält einen Schaft (das obere Ende in 1) des Bohrers 11.The main shaft 12 includes a feed 12a to hold the drill 11 in a concentric manner and transmits torque to the drill 11 to the drill 11 to turn. The food 12a holds a shaft (the upper end in 1 ) of the drill 11 ,
Die Hauptwelle 12 ist mit einem Ölzuführkanal 12b zum Zuführen von Schneidflüssigkeit, die von einer Ölpumpe 15 für den Ölkanal 11b entnommen wird. Ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) zum Verhindern von Rückfluss der Schneidflüssigkeit ist in dem Ölzuführkanal 12b vorgesehen.The main shaft 12 is with an oil supply channel 12b for feeding cutting fluid from an oil pump 15 for the oil channel 11b is removed. A check valve (not shown) for preventing backflow of the cutting fluid is in the oil supply passage 12b intended.
Das Hauptwellenantriebselement 13 schließt einen Drehantrieb 13a zum Drehen der Hauptwelle 12 um seine Längsachse und ein Vorschubantrieb 13b für den Vorschub der Hauptwelle 12 in Richtung auf das Werkstück 1 ein. Wenn die Hauptwelle 12 durch den Drehantrieb 13a gedreht wird, wird auch der Bohrer 11 um seiner Längsachse gedreht. Wenn die Hauptwelle 12 durch den Vorschubantrieb 13b in Richtung auf das Werkstück 1 vorgeschoben wird, wird auch der Bohrer 11 in Richtung auf das Werkstück 1 vorgeschoben.The main shaft drive element 13 closes a rotary drive 13a for turning the main shaft 12 about its longitudinal axis and a feed drive 13b for the advance of the main shaft 12 in the direction of the workpiece 1 one. If the main shaft 12 through the rotary drive 13a is turned, also the drill 11 turned around its longitudinal axis. If the main shaft 12 through the feed drive 13b in the direction of the workpiece 1 is advanced, is also the drill 11 in the direction of the workpiece 1 advanced.
Die Steuereinheit 14 dient zum Steuern des Betriebs des Drehantriebs 13a und des Vorschubantriebs 13b des Hauptwellenantriebselements 13. Die Steuereinheit 14 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und peripheren Schaltkreisen. Die CPU der Steuereinheit 14 führt verschiedene Berechnungen und Prozesse in Übereinstimmung mit einem Steuerprogramm, welches in dem RAM gespeichert ist, aus.The control unit 14 Used to control the operation of the rotary actuator 13a and the feed drive 13b the main shaft drive element 13 , The control unit 14 comprises a microcomputer with a CPU, a ROM, a RAM and peripheral circuits. The CPU of the control unit 14 performs various calculations and processes in accordance with a control program stored in the RAM.
Die Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 umfasst weiterhin ein nicht drehendes Element 16, einen Kolben 17 und einen Zylinder 18.The device for machining 10 further comprises a non-rotating element 16 , a piston 17 and a cylinder 18 ,
Das nicht drehende Element 16 ist außerhalb der Peripherie der Hauptwelle 12 angeordnet. Das nicht drehende Element 16 ist ausgebildete, nicht durch den Drehantrieb 13a gedreht zu werden. Dementsprechend rotiert das nicht drehende Element 16 auch dann nicht, wenn die Hauptwelle 12 gedreht wird. Das nicht drehende Element 16 ist ausgebildete, in Richtung auf das Werkstück 1 zusammen mit der Hauptwelle 12 durch den Vorschubantrieb 13b vorgeschoben zu werden.The non-rotating element 16 is outside the periphery of the main shaft 12 arranged. The non-rotating element 16 is trained, not by the rotary drive 13a to be turned. Accordingly, the non-rotating member rotates 16 not even if the main shaft 12 is turned. The non-rotating element 16 is trained, towards the workpiece 1 along with the main shaft 12 through the feed drive 13b to be advanced.
Der Kolben 17 weist eine zylindrische Form auf und ist mit dem nicht drehenden Element 16 durch ein Kolbenhalteelement 19 verbunden. Der Kolben 17 ist unterhalb des Futters 12a angeordnet. Der Bohrer 11 durchdringt den zylindrischen Kolben 17. Die Schneidkante 11a des Bohrers 11 ist unterhalb des Kolbens 17 angeordnet (nämlich dichter zum Werkstück 1 als der Kolben 17).The piston 17 has a cylindrical shape and is with the non-rotating element 16 by a piston holding element 19 connected. The piston 17 is below the feed 12a arranged. The drill 11 penetrates the cylindrical piston 17 , The cutting edge 11a of the drill 11 is below the piston 17 arranged (namely closer to the workpiece 1 as the piston 17 ).
Wie in 2 gezeigt, ist ein Innendurchmesser Di des Kolbens 17 geringfügig größer als der Außendurchmesser Do des Bohrers 11. Dementsprechend ist ein schmaler Spalt (lichte Abstand) 20 zwischen dem inneren Umfang des Kolbens 17 und dem äußeren Umfang des Bohrers 11 vorhanden.As in 2 shown is an inner diameter Di of the piston 17 slightly larger than the outer diameter Do of the drill 11 , Accordingly, a narrow gap (clear distance) 20 between the inner circumference of the piston 17 and the outer circumference of the drill 11 available.
Wie in 1 gezeigt, hat der Zylinder 18 eine rohrförmige Form und ist mit dem nicht drehenden Element 16 durch eine Feder 21 verbunden. Die Form des inneren Umfangs des Zylinders 18 korrespondiert zur Form des äußeren Umfangs des Kolbens 17. Während die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 am weitesten beabstandet zum Werkstück 1 angeordnet sind, ist der Zylinder 18 nahe der oberen Oberfläche des Werkstücks 1 angeordnet.As in 1 shown has the cylinder 18 a tubular shape and is connected to the non-rotating element 16 by a spring 21 connected. The shape of the inner circumference of the cylinder 18 corresponds to the shape of the outer circumference of the piston 17 , While the main shaft 12 and the non-rotating element 16 farthest from the workpiece 1 are arranged, is the cylinder 18 near the upper surface of the workpiece 1 arranged.
Wenn die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 in Richtung auf das Werkstück 1 vorgeschoben werden, kommt der Zylinder 18 in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Werkstücks 1. Wenn die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 weiter in Richtung auf das Werkstück 1 vorgeschoben werden, drückt der Zylinder 18 durch eine Reaktionskraft der Feder 21 auf die obere Oberfläche des Werkstücks 1. If the main shaft 12 and the non-rotating element 16 in the direction of the workpiece 1 be advanced, the cylinder comes 18 in contact with the upper surface of the workpiece 1 , If the main shaft 12 and the non-rotating element 16 continue towards the workpiece 1 to be advanced, the cylinder pushes 18 by a reaction force of the spring 21 on the upper surface of the workpiece 1 ,
Der Außendurchmesser des Kolbens 17 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 18. Dementsprechend ist ein schmaler Spalt (lichter Abstand) zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens 17 und dem inneren Umfang des Zylinders 18 vorhanden. Ein O-Ring 22 ist als Dichtmittel an dem äußeren Umfang des Kolbens 17 angebracht, um Leckage der Schneidflüssigkeit durch den Spalt (lichter Abstand) mit dem inneren Umfang des Zylinders 18 zu verhindern.The outer diameter of the piston 17 is slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 18 , Accordingly, there is a narrow gap (clearance) between the outer circumference of the piston 17 and the inner circumference of the cylinder 18 available. An O-ring 22 is as a sealant on the outer circumference of the piston 17 attached to leakage of the cutting fluid through the gap (clearance) with the inner circumference of the cylinder 18 to prevent.
Als Folge des an die obere Oberfläche des Werkstücks 1 anstoßenden Zylinders 18 wird eine Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zum Speichern von Schneidflüssigkeit oberhalb des Werkstücks 1 gebildet. Der Zylinder 18 bildet nämlich einen Teil der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24. Die Schneidflüssigkeit kann ölig oder wässrig sein.As a result of to the upper surface of the workpiece 1 adjoining cylinder 18 becomes a cutting fluid storage chamber 24 for storing cutting fluid above the workpiece 1 educated. The cylinder 18 namely forms part of the cutting fluid storage chamber 24 , The cutting fluid may be oily or aqueous.
Ein O-Ring 23 ist als Dichtmittel an der unteren Stirnfläche des Zylinders 18 zum Verhindern von Leckage der Schneidflüssigkeit aus einem schmalen Spalt (lichter Abstand) mit der oberen Oberfläche des Werkstücks 1 montiert.An O-ring 23 is used as a sealant on the lower end face of the cylinder 18 for preventing leakage of the cutting fluid from a narrow gap (clearance) with the upper surface of the workpiece 1 assembled.
Ein Spänesammelelement 25 ist an einem unteren Umfang des Zylinders 18 montiert. Innerhalb des Spänesammelelements 25 ist eine Spänesammelkammer 25a zum Sammeln von vom Werkstück 1 abgeschnittener Späne gebildet. Der Zylinder 18 ist mit einer Kommunikationsbohrung 18a versehen, um die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in Kommunikation mit der Spänesammelkammer 25a zu bringen. Die Kommunikationsbohrung 18a ist in Kommunikation mit einem unteren Teil der Spänesammelkammer 25a.A chip collecting element 25 is at a lower circumference of the cylinder 18 assembled. Inside the chip collecting element 25 is a chip collection chamber 25a for collecting from the workpiece 1 made of cut chips. The cylinder 18 is with a communication hole 18a provided to the cutting fluid storage chamber 24 in communication with the chip collection chamber 25a bring to. The communication hole 18a is in communication with a lower part of the chip collection chamber 25a ,
Ein O-Ring 26 ist als ein Dichtmittel zwischen dem Zylinder 18 und dem Spänesammelelement 25 angebracht, um Leckage von Schneidflüssigkeit zu verhindern.An O-ring 26 is as a sealant between the cylinder 18 and the chip collecting element 25 attached to prevent leakage of cutting fluid.
Das Spänesammelelement 25 ist mit einer Kommunikationsbohrung 25b versehen, um die Spänesammelkammer 25a in Kommunikation mit der Umgebungsluft zu bringen. Die Kommunikationsbohrung 25b ist in Kommunikation mit einem oberen Teil der Spänesammelkammer 25a. Die Kommunikationsbohrung 18a des Zylinders 18, die Spänesammelkammer 25a und die Kommunikationsbohrung 25b der Spänesammelelements 25 bilden ein Kommunikationsmittel, um die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in Kommunikation mit der Umgebungsluft zu bringen.The chip collecting element 25 is with a communication hole 25b provided to the chip collection chamber 25a in communication with the ambient air. The communication hole 25b is in communication with an upper part of the chip collecting chamber 25a , The communication hole 18a of the cylinder 18 , the chip collection chamber 25a and the communication hole 25b the chip collecting element 25 form a communication means to the cutting fluid storage chamber 24 in communication with the ambient air.
Die Kommunikationsbohrung 25b wird durch ein Drucksteuerventil 27 geöffnet und geschlossen. Das Drucksteuerventil 27 ist ein mechanisches Ventil, das dafür ausgebildet ist, zu schließen, wenn ein Überdruck der Schneidflüssigkeit in der Kommunikationsbohrung 25b kleiner oder gleich einem vorbestimmten Druck ist, und zu öffnen, falls er den vorbestimmten Druck überschreitet.The communication hole 25b is through a pressure control valve 27 opened and closed. The pressure control valve 27 is a mechanical valve that is designed to close when an overpressure of the cutting fluid in the communication bore 25b is less than or equal to a predetermined pressure, and to open if it exceeds the predetermined pressure.
Ein Filter 28 ist am Eingang des Drucksteuerventils 27 angeordnet, um zu verhindern, dass Späne in das Drucksteuerventil 27 gelangen.A filter 28 is at the inlet of the pressure control valve 27 arranged to prevent chips from entering the pressure control valve 27 reach.
Der Zylinder 18 ist an seiner Umfangsseite mit einem Ölzuführkanal 18b zum Zuführen von Schneidflüssigkeit, die von einer Ölpumpe 15 für die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 entnommen wird, ausgebildet. Ein Rückfluss-Verhinderungsventil (nicht gezeigt) ist in dem Ölzuführkanal 18a zum Verhindern von Rückfluss der Schneidflüssigkeit angeordnet.The cylinder 18 is on its peripheral side with an oil supply channel 18b for feeding cutting fluid from an oil pump 15 for the cutting fluid storage chamber 24 is removed, trained. A backflow prevention valve (not shown) is in the oil supply passage 18a arranged to prevent backflow of the cutting fluid.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken 1 unter Verwendung der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 beschrieben. Als erstes wird das Werkstück 1 auf einem Tisch (nicht gezeigt) fixiert und der Zylinder 18 auf dem Werkstück 1 platziert (ein Platzierschritt).The following is a method for machining workpieces 1 using the machining device 10 described. First, the workpiece 1 fixed on a table (not shown) and the cylinder 18 on the workpiece 1 placed (a placement step).
Genauer wird der Zylinder 18 auf die obere Oberfläche des Werkstücks 1 aufgrund einer Reaktionskraft der Feder 21 gedrückt, wenn der Vorschubantrieb 13b des Hauptwellenantriebselements 13 die Hauptwelle 12 und das nicht angetriebene Element 16 in Richtung auf das Werkstück 1 vorschieben. Dadurch wird eine Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch das Werkstück 1 und den Zylinder 18 gebildet. Deshalb kann der Platzierschritt auch als ein Kammerbildungsschritt bezeichnet werden.The cylinder becomes more precise 18 on the upper surface of the workpiece 1 due to a reaction force of the spring 21 pressed when the feed drive 13b the main shaft drive element 13 the main shaft 12 and the non-driven element 16 in the direction of the workpiece 1 advance. This will create a cutting fluid storage chamber 24 through the workpiece 1 and the cylinder 18 educated. Therefore, the placing step may also be referred to as a chamber forming step.
Anschließend, wie in 3 gezeigt, wird Schneidflüssigkeit in die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zugeführt, um darin gespeichert zu werden (ein Schneidflüssigkeitsspeicherschritt). Genauer wird die Ölpumpe 15 angeschaltet, um Schneidflüssigkeit in die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch den Ölzuführkanal 12b der Hauptwelle 12 und die Ölbohrung 11b des Bohrers 11 zuzuführen. Alternativ kann die Schneidflüssigkeit der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch den Ölzuführkanal 18b des Zylinders 18 zugeführt werden.Subsequently, as in 3 Cutting fluid is introduced into the cutting fluid storage chamber 24 supplied to be stored therein (a cutting fluid storage step). The oil pump is more accurate 15 turned on to cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 through the oil supply channel 12b the main shaft 12 and the oil hole 11b of the drill 11 supply. Alternatively, the cutting fluid of the cutting fluid storage chamber 24 through the oil supply channel 18b of the cylinder 18 be supplied.
Anschließend wird die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, unter Druck gesetzt (ein Schneidflüssigkeitskompressionsschritt). Genauer schiebt der Vorschubantrieb 13b des Hauptwellenantriebs 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 weiter in Richtung auf das Werkstück 1 vor, so dass der Kolben 17 in den Zylinder 18 eindringt.Subsequently, the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored, pressurized (a cutting fluid compression step). Specifically pushes the feed drive 13b of the main shaft drive 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 continue towards the workpiece 1 before, so that the piston 17 in the cylinder 18 penetrates.
Dadurch wird die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, durch den Kolben 17 komprimiert und unter Druck gesetzt. Der Kolben 17 bildet also ein Druckstück zum Komprimieren der Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist.This will cause the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored by the piston 17 compressed and pressurized. The piston 17 thus forms a pressure piece for compressing the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored.
Wenn der Kolben 17 in die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, eindringt, nimmt die Fließfähigkeit der Schneidflüssigkeit in dem Spalt 20 zwischen dem Kolben 17 und dem Bohrer 11 ab, da die Viskosität der Schneidflüssigkeit in dem Spalt 20 zunimmt.When the piston 17 into the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored, penetrates, decreases the fluidity of the cutting fluid in the gap 20 between the piston 17 and the drill 11 since the viscosity of the cutting fluid in the gap 20 increases.
Dementsprechend wird, da die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitssammelkammer 24 gespeichert ist, am Auslaufen durch den Spalt 20 gehindert wird, die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, komprimiert und ihr Druck erhöht.Accordingly, since the cutting fluid contained in the cutting fluid collection chamber 24 is stored, leaking through the gap 20 is prevented, the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored, compressed and increases its pressure.
Die Größe des Druckanstiegs der Schneidflüssigkeit hängt von der Breite (die Dimension in orthogonaler Richtung zur Vorschubrichtung des Kolbens 17), der Länge (der Dimension in Vorschubrichtung des Kolbens 17) des Spalts 20 und der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers 11 ab.The magnitude of the pressure increase of the cutting fluid depends on the width (the dimension in the orthogonal direction to the feed direction of the piston 17 ), the length (the dimension in the feed direction of the piston 17 ) of the gap 20 and the feed rate of the drill 11 from.
Genauer erhöht sich die Größe des Druckanstiegs mit der Abnahme der Breite des Spalts 20, mit vergrößerter Länge des Spalts 20 und mit erhöhter Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers 11. Zusätzlich erhöht sich die Größe des Druckanstiegs mit erhöhter Viskosität der Schneidflüssigkeit.More specifically, the magnitude of the pressure increase increases with the decrease in the width of the gap 20 , with increased length of the gap 20 and with increased feed rate of the drill 11 , In addition, the magnitude of the pressure increase increases with increased viscosity of the cutting fluid.
Als nächstes wird wie in 5 gezeigt eine Bohrung in das Werkstück 1 unter Verwendung des Bohrers 11 gebohrt (ein Schneidschritt). Genauer schiebt der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und den nicht rotierenden Teil 16 weiter in Richtung auf das Werkstück 1 vor, während der Drehantrieb 13a der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 dreht, um das Werkstück 1 mit dem Bohrer 11 zu bohren, so dass eine Bohrung in dem Werkstück gebildet wird.Next, as in 5 shown a hole in the workpiece 1 using the drill 11 drilled (a cutting step). Specifically pushes the feed drive 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating part 16 continue towards the workpiece 1 before, during the rotary drive 13a the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 turns to the workpiece 1 with the drill 11 to drill, so that a hole is formed in the workpiece.
Falls während dieses Schrittes der Druck der Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, (der Druck der durch den Kolben 17 komprimierten Schneidflüssigkeit) den vorbestimmten Druck überschreitet, öffnet das Drucksteuerventil 27. Dadurch wird Schneidflüssigkeit aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch die Kommunikationsbohrung 18a und das Spänesammelelement 25 abgelassen, da die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in Kommunikation mit der Umgebungsluft durch die Kommunikationsbohrung 18a und das Spänesammelelement 25 gebracht ist. Dadurch nimmt der Druck in der Schneidflüssigkeit im Spänesammelelement 25 ab.If, during this step, the pressure of the cutting fluid entering the cutting fluid storage chamber 24 is stored, (the pressure of the piston 17 compressed cutting fluid) exceeds the predetermined pressure, the pressure control valve opens 27 , Thereby, cutting fluid from the cutting fluid storage chamber 24 through the communication hole 18a and the chip collecting element 25 drained, because the cutting fluid storage chamber 24 in communication with the ambient air through the communication bore 18a and the chip collecting element 25 brought is. As a result, the pressure in the cutting fluid in the chip collecting element decreases 25 from.
Gleichzeitig werden Späne 2 des Werkstücks 1 aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in die Spänesammelkammer 25a des Spänesammelelements 25 durch die Strömung der Schneidflüssigkeit, die aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 abgelassen wird, ausgespült. Da die Späne 2, die aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in die Spänesammelkammer 25a ausgespült werden, in dem Filter 28 aufgefangen werden, werden die Späne 2 daran gehindert, in das Drucksteuerventil 27 einzudringen.At the same time chips are 2 of the workpiece 1 from the cutting fluid storage chamber 24 in the chip collection chamber 25a the chip collecting element 25 through the flow of cutting fluid coming out of the cutting fluid storage chamber 24 is drained, rinsed out. Because the chips 2 coming from the cutting fluid storage chamber 24 in the chip collection chamber 25a be rinsed out in the filter 28 The chips will be caught 2 prevented from entering the pressure control valve 27 penetrate.
Falls auf der anderen Seite der Druck unter den vorbestimmten Druck fällt, schließt das Drucksteuerventil 27. Durch den oben beschriebenen Betrieb des Drucksteuerventils 27 kann der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 daran gehindert werden, übermäßig zu steigen.If, on the other hand, the pressure falls below the predetermined pressure, the pressure control valve closes 27 , By the above-described operation of the pressure control valve 27 may be the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 be prevented from rising excessively.
Wenn der Bohrer 11 die Bohrung bis zu einer bestimmten Tiefe in das Werkstück 1 gebohrt hat, wird der Schneidschritt beendet und der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 reduziert (ein Schritt zum Reduzieren des Drucks der Schneidflüssigkeit). Genauer zieht der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 von dem Werkstück 1 zurück, um den Kolben 17 aus dem Inneren des Zylinders 18 zu ziehen. Dadurch entspannt sich die Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 und ihr Druck fällt ab.If the drill 11 the hole to a certain depth in the workpiece 1 has bored, the cutting step is stopped and the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 reduced (a step for reducing the pressure of the cutting fluid). More specifically, the feed drive pulls 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 from the workpiece 1 back to the piston 17 from the inside of the cylinder 18 to draw. This relaxes the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 and her pressure drops.
Falls jedoch zu dieser Zeit der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 negativ wird, kann der Kolben 17 nicht weiter aus dem Zylinder 18 herausgezogen werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft, die Schneidflüssigkeit zur Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zuzuführen oder das Drucksteuerventil 27 in ähnlicher Weise, wie es in dem Schneidflüssigkeitsspeicherschritt durchgeführt wird, zwangsweise zu schließen.However, if at this time the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 becomes negative, the piston can 17 not further out of the cylinder 18 be pulled out. Accordingly, it is advantageous to provide the cutting fluid to the cutting fluid storage chamber 24 supply or the pressure control valve 27 in a similar manner as performed in the cutting fluid storing step, forcibly closing.
Anschließend werden die Späne 2, die während des Bohrens aufgetreten sind, wie in 6 gezeigt ausgespült (ein Späneausspülschritt). Genauer zieht der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 zurück, um den Zylinder 18 von der oberen Oberfläche des Werkstücks 1 abzuheben. Dadurch wird die Schneidflüssigkeit und die Späne 2 aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 ausgespült.Then the chips are 2 that occurred during drilling, as in 6 rinsed out (a chip rinsing step). More specifically, the feed drive pulls 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 back to the cylinder 18 from the upper surface of the workpiece 1 withdraw. This will cause the cutting fluid and the chips 2 from the cutting fluid storage chamber 24 rinsed out.
Weiterhin können durch Abnehmen des Spänesammelelements 25 von dem Zylinder 18 die Späne aus der Spänesammelkammer 25a entnommen werden.Furthermore, by removing the chip collecting element 25 from the cylinder 18 the chips from the chip collection chamber 25a be removed.
Nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert wird, in dem Schneidschritt durch den Kolben 17 komprimiert und unter Druck gesetzt. Dementsprechend ist es möglich, da der umgebende Raum der Schneidkante 11a mit der Schneidflüssigkeit unter hohem Druck gefüllt werden kann, die Schneidflüssigkeit einem Schneidpunkt P1, der in 7 durch den Pfeil gezeigt ist, problemlos zuzuführen. Dieses trägt dazu bei, die Lebensdauer des Bohrers 11 zu erhöhen.According to the present embodiment, the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored in the cutting step by the piston 17 compressed and pressurized. Accordingly, it is possible because the surrounding space of the cutting edge 11a can be filled with the cutting fluid under high pressure, the cutting fluid a cutting point P1, the in 7 shown by the arrow to feed easily. This contributes to the life of the drill 11 to increase.
Zusätzlich ist es möglich, da der Druck der Schneidflüssigkeit erhöht werden kann, ohne eine teure Hochdruckpumpe zu verwenden, den Aufbau zu vereinfachen und die Herstellkosten für die Vorrichtung zu reduzieren.In addition, since the pressure of the cutting fluid can be increased without using an expensive high-pressure pump, it is possible to simplify the structure and reduce the manufacturing cost of the device.
Weiterhin ist es möglich, falls der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 den vorbestimmten Druck überschreitet, zu verhindern, dass der Druck der Schneidflüssigkeit übermäßig steigt, wenn die Vorschubgeschwindigkeit abhängig vom Material des Werkstücks hoch eingestellt wird, da das Drucksteuerventil 27 öffnet, um den Druck der Schneidflüssigkeit zu reduzieren.Furthermore, it is possible if the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 exceeds the predetermined pressure, to prevent the pressure of the cutting fluid from excessively increasing when the feed speed is set high depending on the material of the workpiece, since the pressure control valve 27 opens to reduce the pressure of the cutting fluid.
Ausführlicher, da das Drucksteuerventil 27 die Kommunikationsbohrung 25b des Spänesammelelements 25 öffnet, um die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in Kommunikation mit der Umgebungsluft zu bringen, falls der Druck der Schneidflüssigkeit, die durch den Kolben 17 komprimiert wird, den vorbestimmten Druck überschreitet, kann der Druck der Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert wird, daran gehindert werden, übermäßig zu steigen.In more detail, since the pressure control valve 27 the communication hole 25b the chip collecting element 25 opens to the cutting fluid storage chamber 24 in communication with the ambient air, if the pressure of the cutting fluid passing through the piston 17 is compressed, exceeds the predetermined pressure, the pressure of the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is prevented from rising excessively.
Da das Kommunikationsmittel zum Bringen der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in Kommunikation mit der Umgebungsluft mit der Spänesammelkammer 25a ausgebildet ist, ist es nach diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Späne 2 des Werkstücks 1 aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zur Spänesammelkammer 25a unter Verwendung der Strömung der Schneidflüssigkeit auszuspülen, die generiert wird, wenn das Drucksteuerventil 27 die Spänesammelkammer 24 in Kommunikation mit der Umgebungsluft bringt. Dadurch wird das Bohren nicht durch die Späne 2 gestört.Since the communication means for bringing the cutting fluid storage chamber 24 in communication with the ambient air with the chip collecting chamber 25a is formed, it is possible according to this embodiment, the chips 2 of the workpiece 1 from the cutting fluid storage chamber 24 to the chip collection chamber 25a using the flow of cutting fluid that is generated when the pressure control valve 27 the chip collecting chamber 24 in communication with the ambient air. This will not drill through the chips 2 disturbed.
Gleichzeitig können die Späne in dem Filter 28 leicht aufgefangen werden, da die Schneidflüssigkeit mit hohem Druck fließt. Die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 ist in Kommunikation mit dem unteren Teil der Spänesammelkammer 25a und das Drucksteuerventil 27 öffnet und schließt den oberen Teil der Spänesammelkammer 25a. Dadurch ist es möglich, die Späne 2 daran zu hindern, in das Drucksteuerventil 27 einzudringen und den Betrieb des Drucksteuerventils 27 zu stören.At the same time, the chips in the filter 28 be easily collected, since the cutting fluid flows at high pressure. The cutting fluid storage chamber 24 is in communication with the lower part of the chip collection chamber 25a and the pressure control valve 27 opens and closes the upper part of the chip collecting chamber 25a , This makes it possible to get the chips 2 to prevent it from entering the pressure control valve 27 penetrate and the operation of the pressure control valve 27 disturb.
Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel liegt der Zylinder 18 direkt an dem Werkstück 1 an. Demgegenüber liegt in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Zylinder 18 an dem Werkstück 1 über ein Anbauteil 30 wie in 8 bis 12 gezeigt an.Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS 8th to 12 described. In the first embodiment, the cylinder is located 18 directly on the workpiece 1 at. In contrast, in the second embodiment of the cylinder 18 on the workpiece 1 via an attachment 30 as in 8th to 12 shown on.
Das Anbauteil 30 ist unterhalb des Zylinders 18 angeordnet. Das Anbauteil 30 ist mit Stiften 30b versehen, die sich in einer Richtung von oben nach unten erstrecken. Der Zylinder 18 ist mit einem Flansch 18c versehen, der mit Bohrungen versehen ist, durch welche die Stifte 30b hindurchgeführt sind. Die Stifte 30b sind mit einem Kopf versehen, dessen Durchmesser größer als der der Bohrungen am Flansch 18c ist. Die Köpfe der Stifte 30b sind mit dem Flansch 18c in Eingriff, um zu verhindern, dass das Anbauteil 30 vom Zylinder 18 abfällt.The attachment 30 is below the cylinder 18 arranged. The attachment 30 is with pins 30b provided, which extend in a direction from top to bottom. The cylinder 18 is with a flange 18c provided with holes through which the pins 30b passed through. The pencils 30b are provided with a head whose diameter is greater than that of the holes on the flange 18c is. The heads of the pens 30b are with the flange 18c engaged to prevent the attachment 30 from the cylinder 18 drops.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Anbauteil 30 in einer Richtung von oben nach unten beweglich relativ zum Zylinder 18 gehalten, so dass das Anbauteil 30 von einer entfernten Position, an welcher das Anbauteil 30 mit einem Abstand zum Zylinder 18 angeordnet ist, und einer anliegenden Position, in welcher das Anbauteil 30 am Zylinder 18 anliegt, bewegt werden kann.In the present embodiment, the attachment is 30 in a direction from top to bottom movable relative to the cylinder 18 held, so the attachment 30 from a remote position where the attachment is 30 with a distance to the cylinder 18 is arranged, and an adjacent position, in which the attachment 30 on the cylinder 18 is applied, can be moved.
Demnach bilden die Stifte 30b und der Flansch 18c eine Halterung, um das Anbauteil 30 in einer Richtung von oben nach unten beweglich relativ zum Zylinder 18 zu halten.Accordingly, the pins form 30b and the flange 18c a bracket to the attachment 30 in a direction from top to bottom movable relative to the cylinder 18 to keep.
Wenn der rohrförmige Zylinder 18 an der oberen Oberfläche des Anbauteils 30 anliegt, ist die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 oberhalb des Anbauteils 30 gebildet. Der O-Ring 23, der an der unteren Stirnfläche des Zylinders 18 angebracht ist, dient dazu, Leckage von Schneidflüssigkeit durch den schmalen Spalt mit der oberen Oberfläche des Anbauteils 30 zu verhindern.When the tubular cylinder 18 on the upper surface of the attachment 30 is applied, the cutting fluid storage chamber 24 above the attachment 30 educated. The O-ring 23 attached to the lower face of the cylinder 18 is attached, serves to leakage of cutting fluid through the narrow gap with the upper surface of the attachment 30 to prevent.
Das Anbauteil 30 wird gegen die obere Oberfläche des Werkstücks 1 gepresst, wenn die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 in Richtung auf das Werkstück 1 vorgeschoben werden. Das Anbauteil 30 ist mit einer Einführbohrung 30a versehen, durch welche der Bohrer 11 eingeführt wird, um das Werkstück 1 zu bohren. The attachment 30 is against the upper surface of the workpiece 1 pressed when the main shaft 12 and the non-rotating element 16 in the direction of the workpiece 1 be advanced. The attachment 30 is with an insertion hole 30a provided by which the drill 11 is introduced to the workpiece 1 to drill.
Ein O-Ring 31 als Dichtmittel ist an der unteren Oberfläche des Anbauteils 30 angebracht, um die Schneidflüssigkeit am Auslaufen durch den schmalen Spalt mit der oberen Oberfläche des Werkstücks 1 zu hindern.An O-ring 31 as a sealant is on the lower surface of the attachment 30 attached to the cutting fluid from leaking through the narrow gap with the upper surface of the workpiece 1 to prevent.
8 zeigt ein Beispiel für ein Anbauteil 30 für einen Fall, in dem die obere Oberfläche des Werkstücks 1 flach ist. 9 zeigt ein Beispiel für ein Anbauteil 30 für einen Fall, in dem die obere Oberfläche des Werkstücks 1 gewölbt ist. Dieses Ausführungsbeispiel kann an verschiedene Formen des Werkstücks 1 durch die Verwendung des Anbauteils 30 mit einer zum Werkstück 1 korrespondierenden Form angepasst werden. 8th shows an example of an attachment 30 for a case where the upper surface of the workpiece 1 is flat. 9 shows an example of an attachment 30 for a case where the upper surface of the workpiece 1 is arched. This embodiment can be adapted to different shapes of the workpiece 1 through the use of the attachment 30 with one to the workpiece 1 corresponding form.
Im Übrigen sind das Spänesammelelement 25, der O-Ring 26, das Drucksteuerventil 27 und der Filter 28 von der Darstellung in den 9 bis 12 weggelassen.Incidentally, the chip collecting element 25 , the O-ring 26 , the pressure control valve 27 and the filter 28 from the representation in the 9 to 12 omitted.
Nun wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks 1, welches unter Verwendung der Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung 10 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, beschrieben. Zunächst wird das Werkstück 1 auf einem Tisch (nicht dargestellt) festgesetzt und das Anbauteil 30 sowie der Zylinder 18 auf das Werkstück 1 platziert (ein Platzierschritt).Now, a method for machining a workpiece 1 produced using the machining device 10 is performed according to the second embodiment of the present invention is described. First, the workpiece 1 fixed on a table (not shown) and the attachment 30 as well as the cylinder 18 on the workpiece 1 placed (a placement step).
Genauer werden das Anbauteil 30 und der Zylinder 18 auf die obere Oberfläche des Werkstücks 1 durch die Reaktionskraft der Feder 21 gedrückt, wenn der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 in Richtung auf das Werkstück 1 vorschiebt. Dadurch wird die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch das Werkstück 1, das Anbauteil 30 und den Zylinder 18 gebildet. Daher kann dieser Platzierschritt auch als ein Kammerbildungsschritt bezeichnet werden.Accurate are the attachment 30 and the cylinder 18 on the upper surface of the workpiece 1 by the reaction force of the spring 21 pressed when the feed drive 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 in the direction of the workpiece 1 advances. This will make the cutting fluid storage chamber 24 through the workpiece 1 , the attachment 30 and the cylinder 18 educated. Therefore, this placing step may also be referred to as a chamber forming step.
Anschließend wird Schneidflüssigkeit der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zugeführt, um dort gespeichert zu werden (ein Schneidflüssigkeitsspeicherschritt). Genauer wird eine Ölpumpe 15 angeschaltet, um die Schneidflüssigkeit zur Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch den Ölzuführkanal 12b der Hauptwelle 12 und die Ölbohrung 11b des Bohrers 11 zuzuführen. Alternativ kann die Schneidflüssigkeit der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch den Ölzuführkanal 18b des Zylinders 18 zugeführt werden.Subsequently, cutting fluid becomes the cutting fluid storage chamber 24 supplied to be stored there (a cutting fluid storage step). More precisely, an oil pump 15 turned on to the cutting fluid to the cutting fluid storage chamber 24 through the oil supply channel 12b the main shaft 12 and the oil hole 11b of the drill 11 supply. Alternatively, the cutting fluid of the cutting fluid storage chamber 24 through the oil supply channel 18b of the cylinder 18 be supplied.
Nun wird die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, unter Druck gesetzt (ein Schneidflüssigkeitskompressionsschritt). Genauer schiebt der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 weiter in Richtung auf das Werkstück 1 vor, um den Kolben 17 zum Eindringen in den Zylinder 18 zu veranlassen. Dadurch wird die Schneidflüssigkeit, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert ist, durch den Kolben 17 komprimiert und unter Druck gesetztNow, the cutting fluid entering the cutting fluid storage chamber 24 is stored, pressurized (a cutting fluid compression step). Specifically pushes the feed drive 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 continue towards the workpiece 1 in front of the piston 17 for penetration into the cylinder 18 to induce. This will cause the cutting fluid contained in the cutting fluid storage chamber 24 is stored by the piston 17 compressed and pressurized
Nun wird wie in 11 gezeigt, die Bohrung in das Werkstück 1 unter Verwendung des Bohrers 11 gebohrt (ein Schneidschritt). Genauer schiebt der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende element 16 weiter in Richtung auf das Werkstück 1 vor, während der Drehantrieb 13a der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 dreht, um das Werkstück 1 durch dem Bohrer 11 zu bohren, um die Bohrung in dem Werkstück 1 zu bilden.Now, as in 11 shown the hole in the workpiece 1 using the drill 11 drilled (a cutting step). Specifically pushes the feed drive 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 continue towards the workpiece 1 before, during the rotary drive 13a the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 turns to the workpiece 1 through the drill 11 to drill, to drill the hole in the workpiece 1 to build.
Falls während dieses Schrittes der Druck der Schneidflüssigkeit einen vorbestimmten Druck überschreitet, öffnet das Drucksteuerventil 27. Dadurch wird die Schneidflüssigkeit aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch die Kommunikationsbohrung 18a und das Spänesammelelement 25 abgelassen, da die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 durch die Kommunikationsbohrung 18a und das Spänesammelelement 25 in Kommunikation mit der Umgebungsluft gebracht wird. Dadurch wird der Druck von der Schneidflüssigkeit in der Spänesammelkammer 25 reduziert.If, during this step, the pressure of the cutting fluid exceeds a predetermined pressure, the pressure control valve opens 27 , Thereby, the cutting fluid from the cutting fluid storage chamber 24 through the communication hole 18a and the chip collecting element 25 drained, because the cutting fluid storage chamber 24 through the communication hole 18a and the chip collecting element 25 is brought into communication with the ambient air. Thereby, the pressure of the cutting fluid in the chip collecting chamber becomes 25 reduced.
Gleichzeitig werden Späne des Werkstücks 1 aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in die Spänesammelkammer 25a des Spänesammelelements 25 aufgrund der Strömung der Schneidflüssigkeit, die aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 abgelassen wird, ausgespült. Da die Späne, die aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 in die Spänesammelkammer 25a ausgespült werden, im Filter 28 aufgefangen werden, werden die Späne daran gehindert, in das Drucksteuerventil 27 einzudringen.At the same time chips of the workpiece 1 from the cutting fluid storage chamber 24 in the chip collection chamber 25a the chip collecting element 25 due to the flow of cutting fluid coming out of the cutting fluid storage chamber 24 is drained, rinsed out. Because the chips coming out of the cutting fluid storage chamber 24 in the chip collection chamber 25a be rinsed out, in the filter 28 The chips are prevented from getting caught in the pressure control valve 27 penetrate.
Wenn der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 unter den vorbestimmten Druck fällt, schließt das Drucksteuerventil 27. Durch den oben beschriebenen Betrieb des Drucksteuerventils 27 kann der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 daran gehindert werden, übermäßig zusteigen.When the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 falls below the predetermined pressure, the pressure control valve closes 27 , By the above-described operation of the pressure control valve 27 may be the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 be prevented from getting in excessively.
Wenn der Bohrer 11 die Bohrung bis auf eine vorbestimmte Tiefe in das Werkstück 1 gebohrt hat, wird der Schneidschritt beendet und der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 reduziert (ein Schritt zum Reduzieren des Drucks der Schneidflüssigkeit). Genauer zieht der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 von dem Werkstück 1 zurück, um den Kolben 17 aus dem Inneren des Zylinders 18 zu ziehen. Dadurch entspannt sich die Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 und wird im Druck reduziert.If the drill 11 the bore to a predetermined depth in the workpiece 1 has bored, the cutting step is stopped and the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 reduced (a step for reducing the pressure of the cutting fluid). More specifically, the feed drive pulls 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 from the workpiece 1 back to the piston 17 from the inside of the cylinder 18 to draw. This relaxes the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 and is reduced in pressure.
Falls jedoch zu dieser Zeit der Druck der Schneidflüssigkeit in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 negativ wird, kann der Kolben 17 nicht aus dem Zylinder 18 herausgezogen werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft, Schneidflüssigkeit in die Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 zuzuführen oder das Drucksteuerventil in ähnlicher Weise, wie es beim Schneidflüssigkeitsspeicherschritt ausgeführt wird, zwangsweise zu schließen.However, if at this time the pressure of the cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 becomes negative, the piston can 17 not from the cylinder 18 be pulled out. Accordingly, it is advantageous to include cutting fluid in the cutting fluid storage chamber 24 or forcibly close the pressure control valve in a similar manner as performed in the cutting fluid storing step.
Anschließend werden die Späne, die während des Schneidschritts aufgetreten sind, wie in 12 gezeigt, ausgespült (ein Späneausspülschritt). Genauer zieht der Vorschubantrieb 13b der Hauptwellenantriebseinheit 13 die Hauptwelle 12 und das nicht drehende Element 16 vom Werkstück 1 zurück, um das Anbauteil 30 von der oberen Oberfläche des Werkstücks 1 und den Zylinder 18 von dem Anbauteil 30 weg zu bewegen. Dadurch werden Späne, die in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 gespeichert sind, ausgespült.Subsequently, the chips that have occurred during the cutting step, as in 12 shown, rinsed out (a chip rinsing step). More specifically, the feed drive pulls 13b the main shaft drive unit 13 the main shaft 12 and the non-rotating element 16 from the workpiece 1 back to the attachment 30 from the upper surface of the workpiece 1 and the cylinder 18 from the attachment 30 to move away. This will create chips in the cutting fluid storage chamber 24 are stored, rinsed out.
Weiterhin kann durch Abnehmen des Spänesammelelements 25 vom Zylinder 18 die Späne 2 aus der Spänesammelkammer 25a entnommen werden.Furthermore, by removing the chip collecting element 25 from the cylinder 18 the chips 2 from the chip collection chamber 25a be removed.
Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel können ähnliche Vorteile zu den Vorteilen, die durch das erste Ausführungsbeispiel erzielt werden, erreicht werden. Da das Anbauteil zwischen den Zylinder 18 und das Werkstück 1 eingesetzt wird und der Zylinder 18 an dem Werkstück 1 durch das Anbauteil 30 anliegt, ist es weiterhin möglich, es an verschiedene Formen von Werkstücken 1 durch die Verwendung des Anbauteils 30, welches korrespondierend zum Werkstück 1 geformt ist, anzupassen.According to the second embodiment, similar advantages to the advantages achieved by the first embodiment can be achieved. Because the attachment between the cylinder 18 and the workpiece 1 is used and the cylinder 18 on the workpiece 1 through the attachment 30 it is still possible to apply it to different forms of workpieces 1 through the use of the attachment 30 , which corresponds to the workpiece 1 shaped, adapt.
Da die Halterung (die Stifte 30b und der Flansch 18c) zum beweglichen Halten des Anbauteils 30 in einer Richtung von oben nach unten relativ zum Zylinder 18 vorgesehen ist, können zusätzlich die Schneidflüssigkeit abgelassen und Späne 2 leicht aus der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 ausgespült werden, nachdem der Schneidschritt beendet ist.As the holder (the pins 30b and the flange 18c ) for movably holding the attachment 30 in a direction from top to bottom relative to the cylinder 18 is provided, can additionally drained the cutting fluid and chips 2 easily from the cutting fluid storage chamber 24 be rinsed after the cutting step is completed.
Weitere AusführungsbeispieleFurther embodiments
Die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, falls erforderlich. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Modifikationen an den obigen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, wie nachfolgend beschrieben.
- (1) In den obigen Ausführungsbeispielen wird ein Bohrer 11 als Schneidwerkzeug verwendet. Jedoch können verschiedene Schneidwerkzeuge, wie zum Beispiel eine Reibahle/Senker oder ein Gewindebohrer verwendet werden.
- (2) In den obigen Ausführungsbeispielen ist das Drucksteuerventil 27 ein mechanisches Ventil, welches in Abhängigkeit vom Druck der Schneidflüssigkeit öffnet oder schließt. Jedoch kann das Drucksteuerventil 27 auch ein elektromagnetisches Ventil sein, welches durch ein Steuersignal, welches von der Steuereinheit 14 ausgegeben wird, gesteuert wird.
The first and second embodiments may be combined with each other, if necessary. It goes without saying that various modifications can be made to the above embodiments, as described below. - (1) In the above embodiments, a drill 11 used as a cutting tool. However, various cutting tools, such as a reamer / sinker or a tap, may be used.
- (2) In the above embodiments, the pressure control valve is 27 a mechanical valve which opens or closes depending on the pressure of the cutting fluid. However, the pressure control valve 27 also be an electromagnetic valve, which by a control signal, which from the control unit 14 is output, is controlled.
In diesem Fall wird ein Drucksensor zum Beispiel in der Schneidflüssigkeitsspeicherkammer 24 vorgesehen und die Steuereinheit 14 generiert ein Steuersignal, welches an das Drucksteuerventil (elektromagnetisches Ventil) 27 in Übereinstimmung mit dem Messergebnis des Drucksensors auszugeben ist.In this case, a pressure sensor becomes, for example, in the cutting fluid storage chamber 24 provided and the control unit 14 generates a control signal which is sent to the pressure control valve (electromagnetic valve) 27 is to be output in accordance with the measurement result of the pressure sensor.
Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele sind exemplarisch für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, welche ausschließlich in den nachfolgend beigefügten Ansprüchen beschrieben wird. Es ist zu verstehen, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemacht werden können, wie sie Fachleuten geläufig sind.The preferred embodiments described above are exemplary of the invention of the present application, which is described solely in the claims appended hereafter. It is to be understood that modifications of the preferred embodiments may be made as those skilled in the art will appreciate.
