JP2000084789A

JP2000084789A - 工作加工方法

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Publication number: JP2000084789A
Application number: JP10254399A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Hara; 貢原
Original assignee: EKOREGU KK
Current assignee: EKOREGU KK
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: CN1096332C; KR20000022011A; EP0988926A2; TW533106B; EP0988926A3; US6179692B1; CN1247116A; JP3449929B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工工具の耐久性や工作物の被加工面の仕上げ
面精度に優れ、しかも、環境問題の生じない工作加工方
法を提供する。【解決手段】工作物を加工する際に、タレット５にミス
ト状冷却水を噴射する噴射ノズル２８ａと、ミスト状切
削油剤を噴射する噴射ノズル２９ａを設け、噴射ノズル
２８ａから外径バイト８のすくい面側にミスト状冷却水
を噴射し、噴射ノズル２９ａから外径バイト８の逃がし
面側にミスト状切削油剤を噴射するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作物に対し切削
加工や研磨加工等を施す工作加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、工作物に対し切削加工や研磨
加工を施す場合には、工作物と加工工具との接触部にク
ーラントを供給しながら加工している。このようなクー
ラント供給装置として、特開平８−１９７３１１号公報
に示すものがある。このクーラント供給装置は、多軸自
動旋盤に用いられる装置であり、図２１に示すように、
刃具５０を固定するクロススライド５１のｘ軸スライド
５２，刃物台５３にクーラント流路５２ａ，５３ａを連
通状に穿設している。また、上記ｘ軸スライド５２のク
ーラント流路５２ａの一端開口を分配通路５４（刃物台
５３の移動に追従可能なチューブ等で構成されている）
を介してクーラント供給源（図示せず）に連通し、上記
刃物台５３のクーラント流路５３ａの一端開口にクーラ
ント供給管５５を装着している。そして、工作物５６を
加工する際には、クーラントをクーラント供給源から分
配通路５４，両クーラント流路５２ａ，５３ａを介して
クーラント供給管５５に送給し、このクーラント供給管
５５の先端開口から刃具５０と工作物５６との接触部に
クーラントを噴出供給するようにしている。また、この
装置では、ツールスライド上の工具（図示せず）にも、
上記クーラント供給源からクーラントを供給するように
している。図において、５７はスピンドルキャリアであ
り、５８は主軸である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
クーラント供給装置では、刃具５０と工作物５６との接
触部に対し、一方向から１種類のクーラントを供給して
いるだけであり、充分な冷却効果と潤滑効果が得られて
いない。このため、刃具５０の耐久性や工作物５６の被
加工面の仕上げ面精度に劣るという問題がある。しか
も、クーラントとして冷却水や切削油剤等の液体を用い
る場合には、廃液処理が必要になり、環境問題が生じ
る。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、加工工具の耐久性や工作物の被加工面の仕上げ
面精度に優れ、しかも、環境問題の生じない工作加工方
法の提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の工作加工方法は、工作物を加工する際に、
加工装置に霧状液体を噴射する噴射部を２つ設け、各噴
射部から別種類の霧状液体を加工個所に向けて噴射する
ようにしたという構成をとる。

【０００６】すなわち、本発明の工作加工方法は、加工
装置に設けた２つの噴射部から別種類の霧状液体を加工
個所に向けて噴射するようにしている。このため、一方
の噴射部から冷却効果に優れた霧状液体を加工個所に向
けて噴射し、他方の噴射部から潤滑効果に優れた霧状液
体を加工個所に向けて噴射することにより、加工工具や
工作物に対して充分な冷却効果と潤滑効果を得ることが
でき、加工工具の耐久性や工作物の被加工面の仕上げ面
精度が向上する。しかも、噴射部から霧状液体を噴射し
ているため、廃水処理が不要になり、環境問題が生じな
い。なお、本発明において、「加工工具のすくい面側」
とは、加工工具のすくい面やその近傍部分を指す場合だ
けでなく、工作物の切粉を指す場合や、上記すくい面や
その近傍部分とともに工作物の切粉を指す場合を含む意
味である。また、「加工工具の逃がし面側」とは、加工
工具の逃がし面やその近傍部分を指す場合だけでなく、
工作物の被加工面を指す場合や、上記逃がし面やその近
傍部分とともに工作物の被加工面を指す場合を含む意味
である。

【０００７】本発明において、加工装置がタレットであ
る場合には、タレットを有効利用することができる。

【０００８】本発明において、一方の噴射部から霧状冷
却水を噴射させて加工工具のすくい面側に供給し、他方
の噴射部から霧状油性液体を噴射させて加工工具の逃が
し面側に供給するようにした場合には、一方の噴射部か
ら噴射する霧状冷却水により加工工具のすくい面側に対
して充分な冷却効果を得ることができるとともに、他方
の噴射部から噴射する霧状油性液体により加工工具の逃
がし面側に対して充分な潤滑効果を得ることができ、加
工工具の耐久性や工作物の被加工面の仕上げ面精度が向
上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施の形態の工作加工方
法を用いたＮＣ旋盤を示している。このＮＣ旋盤は、ケ
ース１内部の一側（図面では、左側）に配設された主軸
台２と、この主軸台２に対して対向する状態で上記ケー
ス１内部の他側（図面では、右側）に配設された刃物台
３と、上記主軸台２に回転可能に取り付けられたチャッ
ク４と、上記刃物台３に回転可能に取り付けられタレッ
ト５と、上記ケース１に設けられた制御パネル６等を備
えている。そして、加工時には、上記チャック４に工作
物１０を固定し（図１８および図１９参照）、上記タレ
ット５に加工工具（図２に示す外径バイト８，内径バイ
ト９等）を固定し、その状態で上記刃物台３に設けた回
転装置（図示せず）によりタレット５を回転させて、使
用する加工工具を所定位置に位置決めしたのち、上記主
軸台２に設けた主軸（図示せず）を回転させ、これに伴
い回転する工作物１０を加工工具で切削加工等するよう
にしている。また、このＮＣ旋盤には、ミスト処理が行
えるように、ミストコレクターが標準装備されている。
図において、１ａはケース１に取り付けたスライド式扉
である。

【００１１】上記タレット５は、図２および図３に示す
ように、略正直方体に形成された本体１１と、この本体
１１の４側面（上下両側面と前後両側面）に固定される
Ｉ字形棒状体からなる４個のＩ字体１２で構成されてい
る。上記本体１１には、図４〜図６に示すように、その
左側面（上記主軸台２に対向する側面）の中央に円形凹
部１３が形成されており、この円形凹部１３の外周面か
ら４本の溝１４が、上記円形凹部１３の中心から上下方
向および前後方向に一直線状に延びる状態で、等間隔を
あけて（すなわち、略９０°間隔で）形成されている。
そして、これら各溝１４に外径バイト８が収容され、固
定手段８ｂにより固定されている（図２では、１つの溝
１４にだけ外径バイト８が固定されている）。図２にお
いて、８ａは外径バイト８に取り付けられた超硬チップ
であり、９ａは内径バイト９に取り付けられた超硬チッ
プである。

【００１２】上記本体１１には、その４側面（上下両側
面と前後両側面）にＩ字溝２０が形成されており、これ
ら各Ｉ字溝２０に上記Ｉ字体１２が嵌め込まれ、その状
態でねじ（図示せず）止め固定されている。

【００１３】また、上記本体１１の四隅には、それぞれ
貫通孔１５が、上記円形凹部１３の中心を仮想中心とす
る円弧上に等間隔をあけて（すなわち、略９０°間隔
で）配設された状態で、上記円形凹部１３の中心線に沿
う方向に一直線状に穿設されている。そして、これら各
貫通孔１５に、内径バイト９を保持する円筒保持具３０
が挿入，固定されている（図２では、１つの貫通孔１５
にだけ円筒保持具３０が挿入，固定されている）。ま
た、これら各貫通孔１５の内側近傍には、それぞれ２個
一対の通路１６，１７（冷却水通路１６と切削油剤通路
１７）が、上記円形凹部１３の中心を仮想中心とする円
弧上に等間隔をあけて（すなわち、略９０°間隔で）配
設された状態で、上記円形凹部１３の中心線に沿う方向
に一直線状に穿設されている。そして、これら２個一対
の通路１６，１７のうち、冷却水通路１６に冷却水が圧
縮空気とともに流れ、切削油剤通路１７に切削油剤が圧
縮空気とともに流れるようにしている。

【００１４】また、上記本体１１には、隣り合う２個一
対の通路１６，１７同士間の中央部（上記本体１１の上
下両側および前後両側の中央部に相当する）に、上記本
体１１の右側面から延びて上記４側面（上下両側面と前
後両側面）のＩ字溝２０に開口する２個一対の通路２
１，２２（冷却水通路２１と切削油剤通路２２）が穿設
されている。すなわち、これら２個一対の通路２１，２
２は、上記本体１１の右側面から上記Ｉ字溝２０に対応
する位置まで、上記円形凹部１３の中心を仮想中心とす
る円弧上（２個一対の通路１６，１７が穿設されている
円弧と同一の円弧上）に等間隔をあけて（すなわち、略
９０°間隔で）配設された状態で、上記円形凹部１３の
中心線に沿う方向に一直線状に延びたのち、最寄りのＩ
字溝２０に向かって上記中心線に対し直交する方向に一
直線状に延びて上記Ｉ字溝２０のＩ字の縦線部分に開口
している。そして、これら２個一対の通路２１，２２の
うち、冷却水通路２１に冷却水が圧縮空気とともに流
れ、切削油剤通路２２に切削油剤が圧縮空気とともに流
れるようにしている。

【００１５】上記Ｉ字体１２には、図７および図８に示
すように、上記Ｉ字体１２の内側面（上記本体１１への
当接面）から延びて外側面に開口する２個一対の通路２
５，２６（図９および図１０に示すように、上記冷却水
通路２１に連通する冷却水通路２５と、上記切削油剤通
路２２に連通する切削油剤通路２６）が穿設されてい
る。すなわち、上記４側面のＩ字溝２０の両開口に対応
する上記Ｉ字体１２の部分（すなわち、Ｉ字体１２のＩ
字の縦線部分）から上記中心線に直交する方向に一直線
状に延び、つぎに、最寄りのＩ字の横線部分に向かって
一直線状に延び、つぎに、両横線部分で二股状に分岐し
て上記中心線に沿う方向に一直線状に延びたのち、上記
中心線に直交する方向に一直線状に延びて上記Ｉ字の横
線部分の外側面に開口している。そして、これら２個一
対の通路２５，２６のうち、冷却水通路２５に上記冷却
水通路２１から流入した冷却水，圧縮空気が流れ、切削
油剤通路２６に上記切削油剤通路２２から流入した切削
油剤，圧縮空気が流れるようにしている。

【００１６】また、上記Ｉ字体１２の外側面に穿設され
た各冷却水通路２５および各切削油剤通路２６の開口部
にはねじ部２５ａ，２６ａが形成されており、これら各
ねじ部２５ａ，２６ａにエルボ２７の一端ねじ部（図示
せず）がねじ止め固定されている。そして、上記冷却水
通路２５の開口部にねじ止めされたエルボ２７の他端ね
じ部（図示せず）に、フレキシブルタイプのチューブか
らなる冷却水供給管２８の一端ねじ部（図示せず）が連
結されており、上記切削油剤通路２６の開口部にねじ止
めされたエルボ２７の他端ねじ部（図示せず）に、フレ
キシブルタイプのチューブからなる切削油剤供給管２９
の一端ねじ部（図示せず）が連結されている（図２およ
び図３に戻る）。そして、上記冷却水供給管２８の先端
の噴射ノズル２８ａが外径バイト８のすくい面側に向け
て位置決めされており、これにより、上記冷却水供給管
２８の噴射ノズル２８ａから外径バイト８のすくい面側
に向かってミスト状冷却水（霧状液体）が噴射，供給さ
れるようにしている。また、上記切削油剤供給管２９の
先端の噴射ノズル２９ａが外径バイト８の逃がし面側に
向かって位置決めされており、これにより、上記切削油
剤供給管２９の噴射ノズル２９ａから外径バイト８の逃
がし面側に向かってミスト状切削油剤（霧状液体）が噴
射，供給されるようにしている。

【００１７】上記円筒保持具３０は、図１１〜図１３に
示すように、上記本体１１の各貫通孔１５内に挿入され
る略３／４円筒部３１（平坦面は位置決め面として利用
される）と、上記本体１１の左側面に突出する大径円筒
部３２とからなり、両円筒部３１，３２の中央孔３０ａ
に内径バイト９が保持，固定されている。また、上記大
径円筒部３２には、その右側面（上記本体１１の左側面
への当接面）から延びて左側面に開口する２個一対の通
路３３，３４（上記冷却水通路１６に連通する冷却水通
路３３と、上記切削油剤通路１７に連通する切削油剤通
路３４）が穿設されている。すなわち、上記２個一対の
通路１６，１７に対応する上記大径円筒部３２の右側面
の部分から上記中央孔３０ａの中心線に沿う方向に（す
なわち、上記円形凹部１３の中心線に沿う方向に）左側
に向かって一直線状に延び、つぎに、円筒状保持具３０
の径方向に沿う方向に（すなわち、上記各中心線に対し
直交する方向に）内側に向かって一直線状に延びたの
ち、上記各中心線に沿う方向て左側に向かって延びて大
径円筒部３２の左側面に開口している（図１３および図
１４参照）。

【００１８】そして、これら２個一対の通路３３，３４
のうち、冷却水通路３３に上記冷却水通路１６から流入
した冷却水，圧縮空気が流れ、切削油剤通路３４に上記
切削油剤通路１７から流入した切削油剤，圧縮空気が流
れるようにしている。また、各冷却水通路３３の開口部
が円筒保持具３０に保持される内径バイト９のすくい面
側に対面する位置に位置決めされており、これにより、
各冷却水通路３３から内径バイト９のすくい面側に向か
ってミスト状冷却水（霧状液体）が噴射，供給されるよ
うにしている。また、各切削油剤通路３４の開口部が上
記内径バイト９の逃がし面側に対面する位置に位置決め
されており、これにより、各切削油剤通路３４から内径
バイト９の逃がし面側に向かってミスト状切削油剤（霧
状液体）が噴射，供給されるようにしている。図１３に
おいて、３０ｂは内径バイト固定用ボルト（図示せず）
の挿通孔である。また、図１５において、３３ａ，３４
ａは盲ねじである。

【００１９】上記冷気水通路１６，２１，２５，３３お
よび冷気水供給管２８には、図１６および図１７に示す
装置により、冷却水と圧縮空気が供給され、切削油剤通
路１７，２２，２６，３４および切削油剤供給管２９に
は、上記装置により切削油剤と圧縮空気が供給される。
上記装置は、シリンダ装置（図示せず）と、このシリン
ダ装置のピストンロッド３６に一体的に連結される連結
部３７と、この連結部３７の先端に取り付けられる供給
部３８と、上記連結部３７をガイドするガイド部３９を
備えており、上記連結部３７と供給部３８に２個一対の
通路４０，４１（冷却水通路４０と切削油剤通路４１）
が連通状に穿設されている。また、上記連結部３７に穿
設された冷却水通路４０には２つの開口部４０ａ，４０
ｂが穿設されている。そして、両開口部４０ａ，４０ｂ
のうち、一方の開口部４０ａに、冷却水（水道水等）収
容タンク，ポンプ（ともに図示せず）等を備えた供給装
置からの冷却水を供給する冷却水用ホース（図示せず）
が連結されており、他方の開口部４０ｂに、コンプレッ
サー（図示せず）からの圧縮空気を供給する圧縮空気用
ホース（図示せず）が連結されている。また、上記連結
部３７に穿設された切削油剤通路４１にも２つの開口部
４１ａ，４１ｂが穿設されている。そして、両開口部４
１ａ，４１ｂのうち、一方の開口部４１ａに、切削油剤
（米国ＩＴＷ社製ブルーベ♯ＬＢ−１）収容タンク，
ポンプ（ともに図示せず）等を備えた供給装置からの切
削油剤を供給する切削油剤用ホース（図示せず）が連結
されており、他方の開口部４１ｂに、上記コンプレッサ
ーからの圧縮空気を供給する圧縮空気用ホース（図示せ
ず）が連結されている。

【００２０】上記の装置において、タレット５の位置決
めのためタレット５を回転させる際には、シリンダ装置
を駆動させてピストンロッド３６を収縮し、供給部３８
をタレット５の本体１１の右側面から離間させる。そし
て、タレット５の位置決め後に、ピストンロッド３６を
伸長し、供給部３８の前面を上記本体１１の右側面に密
着させる。これにより、供給部３８の冷却水通路４０，
切削油剤通路４１と上記本体１１の冷気水通路１６（２
１），切削油剤通路１７（２２）が連通する。このと
き、供給部３８の両通路４０，４１の出口に設けたゴム
製円形シール材４２が、上記本体１１の右側面に設けた
各通路１６，１７，２１，２２の開口部の円形凹部１６
ａ，１７ａ，２１ａ，２２ａ（図５参照）に液密状に嵌
合するようにしている。

【００２１】上記構成において、外径バイト８により加
工を行う場合には、供給部３８の冷却水通路４０，切削
油剤通路４１と上記本体１１の冷気水通路２１，切削油
剤通路２２とを連通する。また、内径バイト９により加
工を行う場合には、供給部３８の冷却水通路４０，切削
油剤通路４１と上記本体１１の冷気水通路１６，切削油
剤通路１７とを連通する。そして、加工に際し、冷却水
供給装置，切削油剤供給装置のポンプおよびコンプレッ
サーを駆動させる。これにより、外径バイト８もしくは
内径バイト９のすくい面側（図１８および図１９の矢印
Ａ参照）にミスト状冷却水を供給することができるとと
もに、逃がし面側（図１８および図１９の矢印Ｂ参照）
にミスト状切削油剤を微量供給することができる。そし
て、ミスト状冷却水が上記すくい面側に当り、ミスト状
冷却水の水粒子が加工熱を冷却するとともに、ミスト状
切削油剤が上記逃がし面側に当り、ミスト状切削油剤の
油粒子が外径バイト８，内径バイト９や工作物１０を適
度に湿潤させ、潤滑性を高める。図１８および図１９に
おいて、１０ａは工作物１０の切粉である。

【００２２】このように、上記実施の形態では、外径バ
イト８，内径バイト９のすくい面側にミスト状冷却水を
供給するとともに、逃がし面側にミスト状切削油剤を供
給しているため、外径バイト８，内径バイト９や工作物
１０に冷却効果と潤滑効果を同時に与えることができ、
加工性能が大幅に改善される。また、ミストコレクター
を標準装備しているため、切粉のドライ処理が可能にな
る。

【００２３】図２０は噴射ノズル２８ａ，２９ａの変形
例を示している。この例では、噴射ノズル２８ａ，２９
ａのノズル本体４５にガイドリング４６が外嵌されてお
り、両者の隙間４７から空気が噴射されて（矢印Ｓ）周
囲の空気を随伴し随伴流（矢印Ｕ）をつくるようにして
いる。また、上記ノズル本体４５の細径部の頂部に液体
吐出孔４５ａが穿設されており、この液体吐出孔４５ａ
にノズル内側から液体供給管４６を介して液体（冷却水
もしくは切削油剤）が供給されるようにしている。この
ものでも、ミスト状冷却水もしくはミスト状切削油剤を
液体吐出孔４５ａから噴射することができる。

【００２４】なお、上記実施例において、噴射ノズル２
８ａから噴射させる冷却水の平均水粒子径は、加工条件
にもよるが、通常、３〜１０μｍ程度となるよう設定す
ることが好適である。そして、その噴射量は、通常、
０．５〜５ｃｃ／ｍｉｎ程度に設定することが好適であ
る。一方、噴射ノズル２９ａから噴射させる切削油剤の
平均油粒子径は、加工条件にもよるが、通常、３〜１０
μｍ程度となるよう設定することが好適である。そし
て、その噴射量は、通常、０．１〜０．５ｃｃ／ｍｉｎ
程度に設定することが好適である。

【００２５】また、上記実施の形態では、冷却水として
水道水を用いているが、これに限定するものではなく、
純水，超純水を用いてもよい。また、上記実施の形態で
は、切削油剤としてブルーベ♯ＬＢ−１を用いている
が、これに限定するものではなく、通常の各種切削油剤
を用いてもよい。また、上記実施の形態では、２種類の
霧状液体として、冷却水と切削油剤を用いているが、こ
れに限定するものではなく、エマルジョン，薬液等、各
種のものを選択することができる。そして、液体の種類
も、２種類に限らず、３種類以上のものを使用すること
ができる。

【００２６】また、本発明の工作加工方法は、上記実施
の形態のようにＮＣ旋盤による工作加工に限らず、マシ
ニングセンタ，研削盤等、各種の工作加工に用いること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明の工作加工方法に
よれば、一方の噴射部から冷却効果に優れた霧状液体を
加工個所に向けて噴射し、他方の噴射部から潤滑効果に
優れた霧状液体を加工個所に向けて噴射することによ
り、加工工具や工作物に対して充分な冷却効果と潤滑効
果を得ることができ、加工工具の耐久性や工作物の被加
工面の仕上げ面精度が向上する。しかも、噴射部から霧
状液体を噴射しているため、廃水処理が不要になり、環
境問題が生じない。

【００２８】本発明において、加工装置がタレットであ
る場合には、タレットを有効利用することができる。

【００２９】本発明において、一方の噴射部から霧状冷
却水を噴射させて加工工具のすくい面側に供給し、他方
の噴射部から霧状油性液体を噴射させて加工工具の逃が
し面側に供給するようにした場合には、一方の噴射部か
ら噴射する霧状冷却水により加工工具のすくい面側に対
して充分な冷却効果を得ることができるとともに、他方
の噴射部から噴射する霧状油性液体により加工工具の逃
がし面側に対して充分な潤滑効果を得ることができ、加
工工具の耐久性や工作物の被加工面の仕上げ面精度が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を用いたＮＣ旋盤を示す
概略斜視図である。

【図２】上記ＮＣ旋盤に用いるタレットの正面図であ
る。

【図３】上記タレットの平面図である。

【図４】上記タレットを構成する本体の正面図である。

【図５】上記本体を後から見た図である。

【図６】上記本体の平面図である。

【図７】上記タレットを構成するＩ字体を後から見た図
である。

【図８】上記Ｉ字体の平面図である。

【図９】上記本体にＩ字体を取り付けた状態を示す平面
図である。

【図１０】上記本体にＩ字体を取り付けた状態を示す正
面図である。

【図１１】円筒保持具の正面図である。

【図１２】上記円筒保持具を後から見た図である。

【図１３】上記円筒保持具の側面図である。

【図１４】上記円筒保持具の拡大正面図である。

【図１５】上記円筒保持具の要部拡大断面図である。

【図１６】供給部の正面図である。

【図１７】供給部，連結部の構造を示す説明図である。

【図１８】外径バイトを用いて工作物を加工する状態を
示す説明図である。

【図１９】内径バイトを用いて工作物を加工する状態を
示す説明図である。

【図２０】噴射ノズルの変形例を示す要部断面図であ
る。

【図２１】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

５タレット８外径バイト２８ａ，２９ａ噴射ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作物を加工する際に、加工装置に霧状
液体を噴射する噴射部を２つ設け、各噴射部から別種類
の霧状液体を加工個所に向けて噴射するようにしたこと
を特徴とする工作加工方法。
【請求項２】加工装置がタレットである請求項１記載
の工作加工方法。
【請求項３】一方の噴射部から霧状冷却水を噴射させ
て加工工具のすくい面側に供給し、他方の噴射部から霧
状油性液体を噴射させて加工工具の逃がし面側に供給す
るようにした請求項１または２記載の工作加工方法。