JP2002210631A - タレットプレート上の切削工具に低温冷却剤を供給するための工作機械用供給器 - Google Patents

タレットプレート上の切削工具に低温冷却剤を供給するための工作機械用供給器

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 タレットプレートの回転式割出作用と簡単に
同期する、低温液体供給用供給器を提供する。 【解決手段】 タレット式工作機械（例えば旋盤）のた
めの低温液体用供給器が外部の圧縮低温液体源からの極
低温液体の流れを工作機械の作業位置まで向けて工作機
械が過熱するのを妨げる。複数の工具を備えたタレット
機械の容易にレトロフィットすると共に同期するよう形
成された供給器によって、「二重流体」の機械加工能力
が極低温液体と（通常の所定の工作機械に組み入れられ
た冷却剤システムを通って流れる）通常の切削液とを組
み合わせることができる。低熱部材から形成されていて
ポリマ製部品と金属製部品とを隔離させる供給器は、部
品の異なる熱膨張係数を利用して低温液体による封止連
結部を形成し、これにより望ましくないタレットプレー
トが冷却されることを排除すると共に低温液体流れによ
る迅速な始動を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工作機械、ならびに
切断および他の機械加工操作のための工具に冷却剤を供
給する供給装置に関する。さらに特に、本発明は回転可
能なタレットプレートに取り付けられた切削工具のため
に低温液体を供給するための供給器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術における機械加工操作において
切削工具に低温液体を供給するための供給装置および供
給方法の実施例は米国特許第５７６１９７４号明細書
（ワン等（Ｗａｎｇ、ｅｔ ａｌｌ．））および米国特
許第５９０１６２３号明細書（ホン（Ｈｏｎｇ））に開
示されている。これら特許明細書は、材料部分を除去す
る鋭角部分のために低温液体を工具に供給して冷却する
冷却作用が清潔であること通常の切削液の特徴である環
境影響が無いことおよび工具の摩耗速度が低減するため
に工具寿命が延びることのために有利であることを認識
している。
【０００３】しかしながら、コンピュータ数値制御部
（ＣＮＣ）を使用する機械、例えば旋盤およびマシニン
グセンタに一般的に使用される回転可能な割出用タレッ
トプレートに設けられた工具の場合には低温液体による
冷却作用は困難である。外部の圧縮源から流出する低温
液体をタレットを保持する機械のカートリッジに進入さ
せる必要がある。このカートリッジは典型的には二つの
横断方向（Ｘ−Ｚ）を移動し、次いで特定の工具まで移
動する。この特定の工具は或る瞬間に切削操作を行い、
複数工具用の回転可能な割出タレットプレート上に他の
工具と共に取り付けられている。
【０００４】米国特許第５２６５５０５号明細書に開示
されるタレット型旋盤冷却装置は工具の回転割出作用に
同期するために比較的単純であって、供給用弁と管系と
がタレットの頂部（前方部）に追加されているので、既
存のＣＮＣ装置の大部分にレトロフィットされうる。不
利なことには、前述した装置に使用される供給用弁と封
止取付機構部と管系とによって漏れが確実に生じて圧縮
低温液体の点検作業時に破損が均等に生じうる。さらに
タレットプレートは、機械加工された部品の寸法精度に
影響をおよぼす熱収縮を受ける。同一の構成要素を米国
特許第５８６２８３３号明細書（ペレス（Ｐｅｒｅ
ｚ））に適用する。この米国特許は或る程度改良した封
止用機構部を開示しているが、さらに複雑なレトロフィ
ット操作を必要とすると共にタレットプレートに対する
供給器の導電性接触部が広範囲であるために低温液体に
よる機械加工時に大幅な寸法誤差が生じるという結果に
なる。
【０００５】米国特許第４１６４８７９号明細書（マー
チン（Ｍａｒｔｉｎ））は回転可能なタレットを備えた
工作機械の冷却装置を開示している。この冷却装置は、
作業位置に割り出された工具に冷却剤を導くためにタレ
ット上に（タレットの回転軸線と同軸に）取り付けられ
た供給器を含んでいる。供給器は回転不能部材が配置さ
れている（タレットと共に回転する）回転可能部材を含
んでいる。回転可能部材は半径方向に配置された複数の
経路を有し、これら経路は冷却剤を回転不能部材からタ
レット上の工具受容用ソケットまで導く。各ソケットに
おけるチェック弁組立体と選択された工具上の駆動部材
とが作業位置における工具に向かう冷却剤の流れを選択
可能に調節する。低温液体を使用する場合には、冷却剤
装置は、結露および可動部品の凍結と、低粘度低温液体
が不適合な封止用構成要素を通る漏れと、冷却されたタ
レットプレートの寸法誤差とを含む多数の問題を包含し
ている。封止用構成要素内において弾性構成要素が破損
しつつ各材料部分は異なる程度だけ熱収縮する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】機械加工適用例におい
て低温液体を切削工具まで供給する弁を特徴とする寸法
精度および移送効率に関する問題は米国特許第５５０９
３３５号明細書（エマーソン（Ｅｍｅｒｓｏｎ））にお
いて認識されている。この特許明細書に教示されるタレ
ットプレート式供給装置は、高精度のプランジング弁を
特徴としており、このプランジング弁は、機械加工用Ｃ
ＮＣプログラムにより呼び出される回転式割出手順に基
づいてプランジャ用座部を介して特定の工具に連通する
管系を接続すると共に分離する。この供給装置は熱収縮
を最小限にするが、タレットを完全に再形成する必要が
あり、このことは製造環境下においては極めて実用的で
なく迅速なレトロフィットが不可能になる。さらに、プ
ランジング弁をタレットの割出操作に同期させることは
単純ではなくて、プランジャ用座部の信頼性および寿命
が制限される。
【０００７】液体または低温液体（例えば液体窒素）か
らなる二相流れを、複数工具用タレットに取り付けられ
ていて機械加工操作、例えば切削に携わる特定の工具ま
で供給する供給器を提供するのが望ましい。既存の装置
に迅速かつ単純に設置できる低温液体のための供給器を
提供することがさらに望ましい。
【０００８】通常の切削液による機械加工操作能力を排
除しないと共に通常の液体装置または低温液体の工具冷
却装置を使用することを排除しないようにした、工作機
械を冷却するための低温液体用供給器を提供することが
さらになお望ましい。（低マージン駆動式の）機械加工
産業において入手可能な工作機械を冷却するための低温
液体用供給器を提供することがさらになお望ましい。
【０００９】工具把持用タレットプレートを冷却する能
力を排除して機械加工された部品において熱による寸法
誤差を妨げると共に低温液体が自由に漏れるモードで操
作可能な低温液体供給用供給器を提供することがさらに
なお望ましい。
【００１０】断熱材料および断熱複合材料を使用するの
を最大限にする、低温液体供給用供給器を提供すること
がさらになお望ましく、この低温液体供給用供給器は、
迅速にクールダウンされうる熱部分を最小限にすること
を特徴としており、それにより、機械加工操作が中断さ
れる場合に要求されるわずかな横断蒸気のチョーク作用
が低温液体流れの暖機始動時に生じる。
【００１１】動作時に信頼性があって、急速な摩耗部分
がなくて、タレットプレートの回転式割出作用と簡単に
同期して、工作機械と構成部品と機械加工されるべき部
品とが損傷しうる破損現象または動作不能現象のない低
温液体供給用供給器を提供することがまた望ましい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転可能なタ
レットプレート上に取り付けられた少なくとも一つの工
作機械を冷却するための低温液体用供給器に関する。低
温液体用供給器は、この供給器が通常の切削液による機
械加工能力を排除しないように、通常の工作機械に対し
てレトロフィットさせることができる。
【００１３】本発明の第一の実施形態はポリマ製ロータ
と金属製ステータと自己封止手段とを含む。ポリマ製ロ
ータは第一の熱膨張係数とロータ内のキャビティとを有
している。金属製ステータは第一の端部と第二の端部と
第一の長手方向軸線と第二の熱膨張係数とを有する。前
記ステータの大部分はロータ内のキャビティ内に配置さ
れており、それにより、ステータと前記ロータとの間に
少なくとも一つ界面を形成する。自己封止手段に関して
は、前記低温液体が前記ステータの少なくとも一部分を
通って流れるときに、前記第一の熱膨張係数と前記第二
の熱膨張係数との間の差によって少なくとも一つの封止
部が前記ステータと前記ロータとの間の少なくとも一つ
の界面に形成される。第一の実施形態の変更例において
は、ロータは蒸気用外装部内に配置されており、それに
より、蒸気用外装部とロータとの間に環状部が形成され
る。
【００１４】複数の低温液体を供給器により使用でき
る。例えば低温液体を、摂氏マイナス８０℃に等しいか
またはこれより低い温度の低温窒素、低温アルゴン、低
温二酸化炭素、低温ヘリウムおよびこれらのうちのいず
れかの組み合わせまたは混合物から構成されるグループ
より選択することができる。供給器までの低温液体の流
れを流れ制御手段、例えば流量制御箱により調節するこ
とができる。
【００１５】好ましい第一の実施形態においては、供給
器は第一の金属製逆収縮プレートおよび第二の金属製逆
収縮プレートをさらに具備する。前記第一の金属製逆収
縮プレートは前記第一の長手方向軸線に対して平行な軸
線を有していて、前記キャビティ内における前記ステー
タの前記第二の端部に隣接して前記ステータに取り付け
られている。第二の金属製逆収縮プレートは、前記キャ
ビティ内において前記第一の金属製逆収縮プレートに対
して平行であって該第一の金属製逆収縮プレートの上方
に位置しているステータに取り付けられている。供給器
は、前記ステータと前記第一の金属製逆収縮プレートと
の間に第一の低摩擦界面手段を具備し、前記ステータと
前記第二の金属製逆収縮プレートとの間の第二の低摩擦
界面手段を具備している。
【００１６】他の実施形態においては、供給器は柱状管
および連結用アームを含んでいる。柱状管はタレットカ
ートリッジに取り付けられている。連結用アームはステ
ータに連結された第一の端部と柱状管に連結された第二
の端部とを有している。本実施形態の変更例において
は、連結用アームの長さを調節することができる。
【００１７】本発明の他の態様は、少なくとも一つの工
作機械と、前述した第一の実施形態に記載されるように
前記少なくとも一つの工作機械を冷却するための低温液
体用供給器とを含む機械加工装置である。
【００１８】本発明の第二の実施形態においては、供給
器は導管とポリマー製ロータと金属製ステータと第一お
よび第二の金属製逆収縮プレートとを含んでいる。導管
は第一および第二の端部を備え、前記第一の端部は前記
低温液体の源に連通している。ポリマー製ロータは第一
の端部と第二の端部と前記第一および第二の端部の間の
外方壁部と前記第一および第二の端部の間の内方壁部と
第一の長手方向軸線とを有する。前記外方壁部は前記第
一の長手方向軸線に対してほぼ対称であり、前記内方壁
部は前記第一の長手方向軸線に対してほぼ対称であって
前記内方壁部と前記第一の長手方向軸線との間において
ほぼ対称なキャビティを前記ロータ内に形成している。
ロータは前記ロータは前記第一の長手方向軸線回りに回
転可能であって前記ロータの前記内方壁部と前記外方壁
部との間において前記ロータの前記第二の端部に隣接す
る少なくとも一つの半径方向経路を有している。前記半
径方向経路のそれぞれは、隣接する半径方向経路からほ
ぼ均等に離間されていて前記ロータの前記第二の端部か
らほぼ等距離に在ると共に入口部と出口部と前記第一の
長手方向軸線に対して角度をなすよう配置された別の長
手方向軸線とを有している。前記ステータの大部分は前
記ロータ内の前記キャビティ内に配置されている。前記
ステータは前記ロータの第一の端部の上方に位置する第
一の端部と前記ロータの第二の端部の上方に位置する第
二の端部とを有している。前記ステータは前記第一の長
手方向軸線と同軸の第一の経路と前記第一の長手方向軸
線に対して角度をなすよう配置された第二の長手方向軸
線を有する第二の経路とを有している。前記経路のそれ
ぞれは入口部と出口部とを有する。前記第一の経路の前
記入口部は前記導管の前記第二の端部に連通しており、
前記第一の経路の前記出口部は前記第二の経路の前記入
口部に連通しており、前記第二の経路の前記出口部は前
記少なくとも一つの半径方向経路の前記入口部に連通す
るようになっている。前記第一の金属製逆収縮プレート
は前記第一の長手方向軸線に対して平行な軸線を有して
いてかつ前記キャビティ内の前記ステータの前記第二の
端部に隣接して前記ステータに取り付けられている。前
記ステータに取り付けられる第二の金属製逆収縮プレー
トを具備し、第二の金属製逆収縮プレートは前記キャビ
ティ内において前記第一の金属製逆収縮プレートに対し
て平行でかつ該第一の金属製逆収縮プレートの上方に在
る。本実施形態の変更例においては、各半径方向経路の
他の長手方向軸線は前記第一の長手方向軸線に対してほ
ぼ垂直であり、前記前記ステータの前記第二の長手方向
軸線は前記長手方向軸線に対してほぼ垂直である。
【００１９】好ましい第二の実施形態においては、供給
器は、前記ステータと前記第一の金属製逆収縮プレート
との間に第一の低摩擦界面手段をさらに具備し、前記ス
テータと前記第二の金属製逆収縮プレートとの間に第二
の低摩擦界面手段をさらに具備する。供給器はさらに、
前記半径方向経路に連通していて該半径方向通路から延
びるチューブをさらに具備する。さらに前記ロータの前
記第二の端部はタレットプレートに連結されている。前
記ステータの前記第二の端部は前記タレットプレートか
ら離間されているのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明の実施
例を説明する。本発明は、外部の圧縮低温液体源からの
低温液体または極低温流体の流れを工作機械の作業位置
に供給して工作機械が過熱するのを妨げる、タレット型
工作機械（例えば旋盤）のための低温液体用供給器であ
る。供給器は複数タレット型工作機械に容易にレトロフ
ィットすると共に同期するよう形成されていて、これら
供給器によって「二重流体（ｄｕａｌ−ｆｌｕｉｄ）」
機械加工能力が低温液体と通常の切削液（所定の工作機
械に組み入れられた通常の冷却剤装置を介して流れる）
とを組み合わせることができる。低熱の物質から形成さ
れていてポリマ製部材と金属製部材部材とを隔離させて
いる供給器は異なる部品の熱膨張係数を利用して低温液
体による封止用連結作用を形成し、これにより望ましく
ないタレットプレートの冷却を排除すると共に低温液体
を迅速に始動させられる。
【００２１】図１は、チャック３３により把持されたワ
ークピース２９を機械加工するための工作機械２１（例
えば旋盤）に設置された極低温冷却剤用供給装置１０を
示している。低温液体供給用ライン６０を通る供給装置
１０までの冷却剤（例えばＬＮ２）の流れは、プラント
壁部３１または他の固定部材に取り付けられた流量制御
箱３４により調節される。図１に示される実施形態はコ
ンピュータ数値制御部（ＣＮＣ）（図示しない）を利用
している。ＣＮＣのコントロールパネル３５の一部であ
るパネルスイッチ制御部２３は流量制御箱３４に接続さ
れている。流量制御箱３４は、認証番号が０６０３５Ｕ
ＳＡ（米国特許商標庁シリアル番号はこれから提供され
る）エアプロダクツアンドケミカルズ株式会社（Ａｉｒ
Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、
Ｉｎｃ．）に譲渡されたツビグニュツレキ（Ｚｂｉｇｎ
ｉｅｗ Ｚｕｒｅｃｋｉ）等による同時継続特許出願に
開示される形式であり、この同時継続出願を参照するこ
とによって本明細書の記載に代える。
【００２２】図２は割出用タレットプレート２２（図１
に示されているが図２には示されていない）のタレット
面に取り付けられるべき供給器２０を示している。図１
および図２を参照すると、供給装置１０は割出用タレッ
トプレート２２のタレット面において軸線方向位置にボ
ルト締めされた供給器２０と、タレットカートリッジ２
６の側部に取り付けられた柱状管２４と、一端において
ステータ３０に取り付けられていて他端において柱状管
２４に固定される連結用ロッド２８（または逆トルクの
ロッド）と、圧縮低温液体用管（図示しない）または他
の源から低温液体を低温液体用供給ライン６０および流
量制御箱３４に通して供給器まで供給する可撓性低温液
体用供給ライン３２とを含んでいる。能動ノズル２７に
よって供給器からの低温液体を工具４０にスプレーす
る。
【００２３】図３は連結用ロッド２８をステータ３０お
よび柱状管２４に取り付ける一つの方法を示している。
図示されるように、ステータへの取付作用はキー穴と取
付用ボルト３９とを使用している（当業者であればトル
クによる結合作用も達成できることを認識するであろ
う）。柱状管２４への取付作用は図３に示されるような
連結用ロッド２８のフォーク型端部を利用する。
【００２４】図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるよ
うに、複数のポート３６が供給器２０のロータ内に形成
されている。各ポートは低温液体を移送させるためにこ
れらポートから各工具まで延びるチューブ３８を有して
いる。工具が設置されているタレットプレート２２は
（図１における矢印２５により示されるように）Ｘ−Ｙ
方向に横断するが、この形状によって低温液体を各工具
４０の作業位置まで供給しつつ、タレットプレート２２
は工具を一つの作業位置から他の作業位置まで回転可能
に割り出すことができ、このことはコンピュータ数値制
御部（ＣＮＣ）を利用する近年のマシニングセンタの動
作の特徴である。
【００２５】供給装置１０は周囲条件下において不活性
であるあらゆる低温液体を用いる。低温液体はこれらに
限定されるものではないが、飽和されてかつ二相でかつ
過冷状況下において約３４．４Ｐａ（５ｐｓｉ）から１
７２３．６Ｐａ（２５０ｐｓｉ）の広範囲の圧力の低温
窒素、低温アルゴン、低温二酸化炭素および低温ヘリウ
ムを含む。しかしながら現在では液体窒素（ＬＮ２また
はＬＩＮ）のみが典型的な小マージンのマシニングセン
タにおいて経済的でかつ低費用の工具用冷却媒体として
使用可能であるので、本発明の以下の説明においてＬＮ
２を使用する。
【００２６】供給器２０は固定角度位置における一つの
半径方向穴４２を備えた金属製ステータ３０（またはプ
ランジャ）を含んでおり、この金属製ステータ３０は、
タレットプレート２２上の工具位置の数に対応する均等
に形成された多数の半径方向ポート３６を備えたポリマ
ー製ロータ４４により取り囲まれている。典型的なタレ
ットプレート２２は１０個または１２個の工具位置を有
しており、典型的なロータは３６°または３０°の角度
をなして互いに離間された１０個または１２個の対称的
な半径方向ポート３６を有している。
【００２７】製造に用いられる好ましい材料は、ステー
タ３０に対しては３００級数のステンレス鋼であって、
ロータ４４に対しては（５％から３５％の炭素またはグ
ラファイトを有する）テフロン（ポリテトラフルオロエ
チレン）−炭素複合材料である（テフロンはデュポン社
（Ｅ．Ｌ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏ
ｍｐａｎｙ）の登録商標である）。二つの「逆収縮（ｃ
ｏｕｎｔｅｒ−ｓｈｒｉｎｋ）」の金属製プレート４
６、４７はステータ３０と同一の合金から形成されてい
て、一方がマッシュルーム型の大直径ステータ部分の頂
部に配置されていて他方がこの大直径ステータ部分の底
部に配置されている。これら丸形プレートの直径はステ
ータの幅広部分の直径と等しいかまたはこれよりもわず
かに小さく、これら丸形プレートは低摩擦界面、例えば
カーボン箔または真鍮箔４８、４９のような金属製また
は非金属製のガスケット状挿入部を使用することにより
ステータから運動学的に隔離される。
【００２８】図２を参照すると、ポリマー製フィラー用
プレート５０（隔離材）が底部側逆収縮金属製プレート
４７の真下に配置されていて、タレットプレート２２の
タレット面を向いているポリマー製ロータ４４の底部側
開口部に近接している。フィラー用プレート５０は、低
温液体がステータ３０を通って流れることによって対流
および／または放射によりタレットプレート２２が冷却
されるのを妨げる。供給器２０をタレットプレート２２
上に取り付けるのを容易にするために、ステンレス鋼製
取付用プレート５２を設ける。この取付用プレート５２
は、底部側からタレットプレート２２に取り付けるため
に放射状に分配された穴５４と、ロータ本体を頂部側に
取り付けるための一組の細長ステンレス鋼製ボルト５６
とを有している。取付用プレート５２は低温液体により
冷却されたステータから断熱されているので、取付用プ
レートは動作時に室温に維持される。ロータの側壁を通
って突出する細長取付用ボルト５６はバネ負荷式構成部
品５８（例えばバネ座金およびナット）において終端し
ており、このバネ負荷式構成部品５８は温度に関係する
ことなしに一定の負荷力を提供する。ポリマー製ロータ
は金属製ボルトよりも収縮するので、ＬＮ２流れ段階に
おいてロータはこのようなバネ負荷作用なしに緩む。
【００２９】ステータ３０の細長状入口用端部は「逆ト
ルク」の連結用ロッド２８に運動学的に連結されてお
り、この連結用ロッド２８は柱状管２４に固定されてい
るので連結用ロッド２８の角度位置を変更することはで
きない。従って、ロータ４４とポート３６から個々の工
具まで延びるチューブ３８とがタレットプレート２２と
共に回転するときに、ステータ３０は逆トルクの連結用
ロッド２８により同一の角度位置に把持される。異なる
寸法のタレットプレート２２を有する工作機械をレトロ
フィットするのを容易にするために、図３に示すように
柱状管２４に隣接する連結用ロッド２８の端部をフォー
ク状に整形することができる。図４（ａ）および図４
（ｂ）は、タレットプレート上に取り付けるために準備
された供給器とロッドと柱状部とからなる組み合わせの
二つの異なる形状を示している。図４（ｂ）に示されて
いて調節可能な長さを備えた連結用ロッド２８によっ
て、異なる寸法の工作機械を備えた供給器を使用するた
めの柔軟性が与えられる。
【００３０】適切な操作のための前提条件は、作業位置
に在る工具まで通ずるチューブ３８のポート３６をステ
ータ３０内の半径方向穴４２に位置合わせすることであ
る。このことは、連結用ロッド２８とステータ３０との
間の連結部を緩めて、二つの穴を位置合わせして、連結
部を再び締め付けて固定することにより行われる。初期
の位置合わせ作用における角度誤差によって、ステータ
とロータとの連結部を通る低温液体の流れと、下流の管
系において同期する蒸気とが詰まるという結果になり、
このことは逆効果である。
【００３１】この供給装置は、低温液体用供給ライン６
０を開放して低温液体を可撓性低温液体用供給ライン３
２に通して柱状管２４内の入口用管系４５まで流して、
次いで連結用管系３７に通してステータ３０まで流すこ
とによって始動される（好ましい実施態様においては、
入口用管系４５と連結用管系３７とは柱状管２４内のフ
ィラー用チューブ４１のようにテフロン（ポリテトラフ
ルオロエチレン）（登録商標）から形成されている）。
始動時において全ての構成要素が室温である場合には、
供給器２０および管系から最初に流出するのは、全ての
構成要素を低温液体の温度まで冷却するときに生成され
た低温蒸気である。次いで流れは二相流れとなり、次い
で液体流れとなる。ポリマー製ロータ４４は低温になっ
て、金属製ステータの周囲において完全に収縮し、その
結果ステータ３０の穴４２とポリマー製ロータ４４内の
複数の工具用ポート３６との間において低温液体の封止
部が形成される。
【００３２】テフロン混合物とＬＮ２により冷却された
ステンレス鋼製部品との間の収縮作用の差は約１．５％
に到達しうるので、このような収縮作用によってロータ
４４内のステータ３０が動作しなくなり、その結果、あ
らゆる相対回転を排除することができる。二つの金属製
プレート４６、４７でない場合にはこのような相対回転
を排除するのが妨げられる。ＬＮ２による性能試験の間
にロータ内で動作しなくなるのはこれらプレートであ
り、摺動用ガスケットまたは固形潤滑用箔４８、４９を
導入することによってプレートとステータとの間の摩擦
が低減する場合には、プレート間に配置されるステータ
をロータのキャビティ内で容易に回転させることができ
る。実際の熱応力または封止応力の分布は完全に理解さ
れていないが、典型的な工作機械を点検修理するために
低温液体を頻繁に始動供給および遮断することが必要で
あるのを考慮すると、図５に示されるように低温液体に
より冷却されたロータにより生じた軸線方向の力（Ｆ
ａ）と半径方向の力（Ｆｒ）とによって、要求される周
囲の封止作用と供給器の軸線方向の位置合わせ作用とを
行うことができる。試作品による試験においては、低温
液体用供給器は逆収縮プレートおよび／またはプレート
とステータの大直径底部との間に摺動式隔離部を有して
いない場合には、装置は動作によりわずか数週間の後に
恒久的に動作しなくなるかまたは漏れが生じて破損す
る。
【００３３】典型的な機械加工および供給動作における
後のステップは新規の工具を作業位置に割り出すために
タレットプレートを回転させることを含む。タレットが
或る位置から他の位置まで回転するときに、ステータ用
穴はロータ本体の盲壁となり低温液体の流れを停止させ
る。タレットが新しい位置を割り出すとすぐに、典型的
には１秒かそれよりも短時間で、低温液体の流れをロー
タ内の新規のポートに通して回復する。そのような割出
ステップの間には供給器は低温液体により冷却されたま
まであるので、新規な工具までの流れが、最初の暖機始
動の場合に要求される数秒でなくて１秒以内で回復され
る。
【００３４】機械加工動作においてタレットプレートに
おける或る工具の位置のみが塞がれることは一般的な慣
行である。そのような場合には、機械加工作用により生
じた破片がロータとステータとの間の界面に進入して接
触するのを妨げるために、ロータ内における未使用の工
具用ポートは金属製ロッドまたはボルトにより栓をされ
るのが有利である。低温液体による収縮係合によりこれ
ら栓とポリマー製ロータとの間が封止される封止作用
は、低温液体を供給するのに十分な圧力下で栓をされた
ポートが作業位置まで移動する場合でさえ漏れを妨げる
のに十分であることが分かっている。蒸気の大部分を含
む強力な煮沸済低温液体流れにより暖機始動するときに
便利なことには、これら未使用のポートの一つを加速式
排出装置として使用できることである。
【００３５】図６は、ロータ４４を取り囲んでいてかつ
未使用ポート３６からの最初の蒸気流れを供給器２０周
りに向けるために緩く係合された蒸気用外装部６２を含
む本発明の変更例を示している。蒸気を多量に含む低温
液体を最初に供給器まで通すときに、開放ポートを備え
た位置までタレットを回転させて、低温蒸気を蒸気用外
装部に通過させると共にロータおよびステータ３０を加
速度的に冷却させ、次いで頂部開口部に通して工作機械
の作業領域に流出させる。数秒の後に、タレットプレー
ト２２を要求される機械加工位置まで戻すよう回転させ
て、完全に形成された低温液体冷却剤流れと共に機械加
工サイクルを開始する。任意の蒸気用外装部は、工作機
械に供給される低温液体の質が悪い場合であっても、供
給装置を迅速に始動させるのを確保する。
【００３６】
【実施例】一般的な二つのＣＮＣ旋盤は、選択された高
速または荒削り回転動作において液体窒素の冷却剤を使
用できるようにするために低温液体用供給装置にレトロ
フィットされている。この回転動作によって多量の熱が
切削工具上に発生する。この切削工具はタレットプレー
トに取り付けられた大型のバイトホルダに取り付けられ
る１２．７平方ｍｍ（０．５平方インチ）のカーバイド
製挿入部から構成されている。第一に、１２個の切削工
具のための直径３５５．６ｍｍ（１４インチ）の丸形タ
レットプレートを１４９１４．０Ｗ（２０ＨＰ）の旋盤
に据え付ける。第二に、２９８２８．０Ｗ（４０ＨＰ）
の旋盤は、平均直径が５０８．０ｍｍ（２０インチ）で
あって装填されるべき１０個の工具用位置を備えた角度
整形用タレットプレートを使用する。両方の旋盤には、
標準エマルジョン液冷却装置が据え付けられており、こ
の冷却装置は切削液をタレットの後側からプランジャに
通してタレットプレートおよび個々のバイトホルダ内に
穿孔されたチャネルまで供給する。さらに、直径が７
６．２ｍｍ（３インチ）および２０３．２ｍｍ（８イン
チ）の丸形鋼製蓋部が両方のタレットプレートの軸線に
ボルト締めされており、これら蓋部はタレット軸受機構
部を前方側から被覆する。利用可能なＬＮ２源および移
送ラインが非煮沸低温液体を供給できるので、図６に示
される蒸気被覆型変更例よりも図４に示される形式の供
給器を設置することが決定される。以下の説明は両方の
場合における供給器の設置と始動のステップに関する。
【００３７】第一に、前方蓋部を移動させて、図２に詳
細に説明される適切に寸法決めされたステンレス鋼製の
移行プレートに置き換える。次いで、予め組み立てられ
た供給器を移行プレート上に取り付ける。第一の旋盤は
１２個の半径方向ポートを備えたロータを使用し、第二
の旋盤は１０個の半径方向プレートを備えたロータを使
用する。穴はタレットカートリッジを被覆する鋼製シー
ト内に穿孔され、柱状管がこれら穴の内部に取り付けら
れる。直径が６．３ｍｍ（０．２５インチ）のＬＮ２移
送用管系をステータおよび柱状管に接続し、同時に可撓
性ＬＮ２供給用管系を図１に示されるようにタレットカ
ートリッジの頂部から導入する。ステータの穴は作業位
置における工具に通ずるポートに整列され、連結用ロッ
ド（逆トルクのロッド）はステータおよび柱状管に連結
される。
【００３８】ＣＮＣ機械加工用プログラムによれば、旋
盤は二つの荒削り工具をＬＮ２冷却剤と共に使用して、
別の二つの（穿孔用）工具を通常のエマルジョン冷却剤
と共に使用するようになっている。従って、二つの適切
なロータ用ポートはＬＮ２により冷却される工具に連結
されている。この工具は直径が３．１ｍｍ（０．１２５
インチ）のステンレス鋼製管系であり、他のポートは栓
がされている。第一の暖機始動ステップにおいては、供
給器のクールダウンに約１５秒を要し、この間に良質の
ＬＮ２流れが選択された荒削り工具の作業位置に安定し
て脈動しないようにスプレーされる。この荒削り工具は
次の１２分でＬＮ２により冷却され、この後にタレット
は次のＬＮ２用工具位置に割り出され、これは次の１０
分で停止することなしに切削動作を再び行う。次いで、
穿孔用工具を作業位置に割出し、通常の冷却剤を穿孔時
に使用する。ＣＮＣサイクル全体で霜が生じることはな
くまたタレットプレートを冷却することによる他の現象
は生じない。さらに、工具の霜が付着した部分のみが、
供給器からまたは供給器までＬＮ２を移送する非絶縁チ
ューブであり、タレット自体とは接触しない。
【００３９】解析される各場合においては、旋盤におけ
る供給装置の準備および設置には２時間よりも少ない時
間を要し、二重流体機械加工方法によって、ＬＮ２によ
り冷却された二つの工具は生産性を従来の一部の機械加
工サイクルよりも約６０％高めることができる。
【００４０】本発明の主な特徴は、 １．低温液体供給装置を既存のタレット型旋盤に迅速か
つ容易に取り付けることができ、この旋盤は乾式機械加
工を行うことができると共に通常の切削液装置を設置す
ることもできる。切削液装置を使用する場合には、本発
明によって「二重の冷却剤」方式を行うことができ、こ
のことは特別の機械加工操作に使用される流体が低温液
体、通常の切削液、または潤滑油と共に工具をかなり冷
却する必要がある場合にはこれら両方でありうることを
意味する。両方の流体からなるこの組み合わせは機械加
工プロセス全体を大幅に向上させることができて、従来
技術の装置および方法によって技術的に実行可能であ
る。旋盤のレトロフィット作用は低温液体用供給器を
（既存のネジを使用して）タレットプレートの中心面に
ボルト締めすること、および柱状管をＸ−Ｙ横断動作の
可能なタレットカートリッジにボルト締めすることのみ
を必要とする。供給器の設置は従来技術の場合よりもか
なり単純であって費用を必要としない。さらに、ステー
タの角度位置を柱状管およびタレットカートリッジに対
して固定する逆トルクの連結用ロッドを、従来技術にお
いてタレットの割出作用に対して別個に同期することが
必要な複数ロッドのリンケージまたは駆動プランジャよ
りもかなり単純にすることができる。
【００４１】２．供給器は、二つの丸形逆収縮鋼製プレ
ートを用いることにより材料の異なる熱膨張係数の差に
基づいて特別な低温液体封止装置を使用する。予期しな
い効果を伴う試験においてこの単純な解決法によって、
製造費用が大幅に低下すると共に低温液体用供給器の信
頼性と寿命とが大幅に向上する。
【００４２】３．供給器本体は断熱材料（テフロン（ポ
リテトラフルオロエチレン）（登録商標）複合材料）か
ら形成されているので、低温液体により冷却された低温
の金属製ステータと金属製タレットプレートとの間で直
接に伝導可能に接触することはない。これにより、低温
液体によってタレットが冷却されるのを妨げることがで
き、機械加工時における寸法公差を維持することができ
る。
【００４３】４．テフロン（ポリテトラフルオロエチレ
ン）（登録商標）複合材料製ロータの熱収縮のために、
低温液体をロータからタレット上に取り付けられた個々
の工具まで導く金属製チューブは単純な収縮嵌めにより
連結されうる。これにより、工具および装置を迅速かつ
容易に再配置することができる。さらに複雑であるロー
タから管系への取付作用は必要ではない。
【００４４】５．装置の作業領域側から供給装置を見る
と、しばしば鋭角かつ飛行先端（ｆｌｙｉｎｇ ｃｈｉ
ｐｓ）により充填されており、全ての低温液体用経路が
完全に保護されて「硬質の配管状態（ｈａｒｄ−ｐｉｐ
ｅｄ）」にされる。この理由は、要求される供給用管系
の可撓性部分のみがカートリッジの上流に延びるためで
ある。これにより、硬質かつチップ抵抗性の管系を使用
することができて、低温液体用ポートおよびコネクタ
が、装置を迅速に破壊させうる細片および微細片により
詰まるのを妨げることができる。
【００４５】６．供給器および供給方法によって、流れ
が室温から始まる場合（暖機始動）であっても、準冷却
されて飽和された沸騰済低温液体を所望の工具まで迅速
に供給することができる。このことは、流れがロータ内
のスペア用ポートを通る最初の１秒から３秒の間に蒸気
を排出させることにより行われる。このことは、追加の
ＣＮＣプログラミングラインを機械加工シーケンスに導
入するか、またはタレットプレートをスペア用ポートに
手動で割り当てて作業用工具がしめる位置まで戻すこと
により行われる。この始動時に放出されるこの最初の蒸
気は蒸気内包用外装部内で使用される。この外装部内に
おいて、外装部はロータを冷却し、従って、装置全体を
クールダウンさせるのを容易にすると共に熱安定性の点
に到達させる。従来技術の供給器はそのような迅速なク
ールダウンを行って低温液体の流れによる始動を行うこ
とができない。ということである。
【００４６】或る特定の実施形態に関して図示すると共
に説明したが、本発明は詳細部分に限定されることを意
図するものではない。複数の変更例を、特許請求の範囲
の等価物の範囲においておよび本発明の精神から逸脱す
ることなしに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンピュータ数値制御部（ＣＮＣ）を利用した
水平方向マシニングセンタ（旋盤）に関連づけられた本
発明の一つの実施形態の略図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に関する供給器と関連
構成要素とを示す部分断面図である。
【図３】連結用ロッドを本発明の供給器の柱状管および
ステータ構成要素に連結するための一つの手段を示す連
結用ロッドの頂面図である。
【図４】（ａ）供給器を割出用タレットプレートおよび
Ｘ−Ｙ横断式タレットカートリッジに取り付ける前の、
本発明の第一の実施形態の組み立てられた供給器を示す
斜視図である。 （ｂ）供給器を割出用タレットプレートおよびＸ−Ｙ横
断式タレットカートリッジに取り付ける前の、本発明の
別の実施形態の組み立てられた供給器を示す斜視図であ
る。
【図５】低温冷却剤用供給器内部の封止能力を示す本発
明の供給器のステータおよびロータの断面図である。
【図６】暖機始動時において蒸気を迅速に排出するため
に蒸気内包外装部を含む本発明の他の実施形態を示す部
分断面図である。
【符号の説明】
１０…供給装置 ２０…供給器 ２１…工作機械 ２２…タレットプレート ２３…パネルスイッチ制御部 ２４…柱状管 ２６…タレットカートリッジ ２７…能動ノズル ２８…連結用ロッド ２９…ワークピース ３０…金属製ステータ ３１…プラント壁部 ３２…可撓性低温液体用供給ライン ３３…チャック ３４…流量制御箱 ３５…コントロールパネル ３６…半径方向ポート ３７…連結用管系 ３８…チューブ ３９…取付用ボルト ４０…工具 ４１…フィラー用チューブ ４２…半径方向穴 ４４…ポリマー製ロータ ４５…入口用管系 ４６…金属製逆収縮プレート ４８…固形潤滑用箔 ５０…フィラー用プレート ５２…取付用プレート ５４…穴 ５６…細長取付用ボルト ５８…バネ負荷式構成部品 ６０…低温液体供給用ライン ６２…蒸気用外装部
フロントページの続き (72)発明者 ズビグニー ズレッキー アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18062, マクンギー，フィールドビュー ドライブ 2660 (72)発明者 マイケル デビット バジンスキー アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18080, スレイティントン，オポサム レーン 6332 (72)発明者 ウィリアム ティー．ザボイ アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18066, ニュー トリポリ，オータム ロード 7399 (72)発明者 ロバート エルスワース ノール，ジュニ ア アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18104, アレンタウン，ノース トゥエンティフォ ース ストリート 626 (72)発明者 ロバート ブルース スワン アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18235, レハイトン，ジェファーソン ストリート 307 (72)発明者 シャオグアン ツァン アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18062, マクンギー，デュボネット ドライブ 2437 (72)発明者 ジョージ マシュー ハリオット アメリカ合衆国，ペンシルベニア，アレン タウン，カメオ ドライブ 6140 Ｆターム(参考） 3C046 NN01 NN27

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転可能なタレットプレート上に設置さ
    れた少なくとも一つの工作機械を冷却するために低温液
    体を供給する供給器において、 第一の熱膨張係数を有していて内部にキャビティが形成
    されているポリマー製ロータと、 第一の端部と第二の端部と第一の長手方向軸線と第二の
    熱膨張係数とを有する金属製ステータとを具備し、前記
    ステータの大部分は前記ロータ内の前記キャビティ内に
    配置されており、それにより、前記ステータと前記ロー
    タとの間に少なくとも一つの界面が形成されており、 さらに、 自己封止手段を具備し、前記低温液体が前記ステータの
    少なくとも一部分を通って流れるときに、前記第一の熱
    膨張係数と前記第二の熱膨張係数との間の差によって少
    なくとも一つの封止部が前記ステータと前記ロータとの
    間の少なくとも一つの界面に形成される供給器。
  2. 【請求項２】 第一の金属製逆収縮プレートをさらに具
    備し、該第一の金属製逆収縮プレートは前記第一の長手
    方向軸線に対して平行な軸線を有していて、前記キャビ
    ティ内における前記ステータの前記第二の端部に隣接し
    て前記ステータに取り付けられており、 さらに、 前記ステータに取り付けられる第二の金属製逆収縮プレ
    ートを具備し、該第二の金属製逆収縮プレートは前記第
    一の金属製逆収縮プレートに対して平行であって前記キ
    ャビティ内において前記第一の金属製逆収縮プレートの
    上方に位置している請求項１に記載の供給器。
  3. 【請求項３】 前記ステータと前記第一の金属製逆収縮
    プレートとの間に第一の低摩擦界面手段をさらに具備す
    る請求項２に記載の供給器。
  4. 【請求項４】 前記ステータと前記第二の金属製逆収縮
    プレートとの間に第二の低摩擦界面手段をさらに具備す
    る請求項２に記載の供給器。
  5. 【請求項５】 前記ロータが蒸気用外装部内に配置さ
    れ、それにより、前記蒸気用外装部と前記ロータとの間
    に環状部が形成される請求項１に記載の供給器。
  6. 【請求項６】 タレットカートリッジに取り付けられた
    柱状管と、 前記ステータに連結された第一の端部および前記柱状管
    に連結された第二の端部を有する連結用アームとをさら
    に具備する請求項１に記載の供給器。
  7. 【請求項７】 前記連結用アームの長さを調節すること
    ができるようにした請求項６に記載の供給器。
  8. 【請求項８】 前記低温液体が、摂氏マイナス８０℃に
    等しいかまたはこれより低い温度である低温窒素、低温
    アルゴン、低温二酸化炭素、低温ヘリウムおよびこれら
    の組み合わせまたは混合物から構成されるグループより
    選択される請求項１に記載の供給器。
  9. 【請求項９】 少なくとも一つの工作機械と、前記少な
    くとも一つの工作機械を冷却するために低温液体を供給
    する請求項１に記載の供給器とを含む機械加工装置。
  10. 【請求項１０】 前記低温液体の前記供給器までの流れ
    が流れ制御手段により調節される請求項１に記載の供給
    器。
  11. 【請求項１１】 回転可能なタレットプレートに取り付
    けられた少なくとも一つの工作機械を冷却するために低
    温液体を供給する供給器において、 第一および第二の端部を備えた導管を具備し、前記第一
    の端部は前記低温液体の源に連通しており、 さらに、 第一の端部と第二の端部と前記第一および第二の端部の
    間の外方壁部と前記第一および第二の端部の間の内方壁
    部と第一の長手方向軸線とを有するポリマー製ロータを
    具備し、前記外方壁部は前記第一の長手方向軸線に対し
    てほぼ対称であり、前記内方壁部は前記第一の長手方向
    軸線に対してほぼ対称であって前記内方壁部と前記第一
    の長手方向軸線との間においてほぼ対称なキャビティを
    前記ロータ内に形成しており、前記ロータは前記第一の
    長手方向軸線回りに回転可能であって前記ロータの前記
    内方壁部と前記外方壁部との間において前記ロータの前
    記第二の端部に隣接する少なくとも一つの半径方向経路
    を有しており、前記半径方向経路のそれぞれは、隣接す
    る半径方向経路からほぼ均等に離間されていて前記ロー
    タの前記第二の端部からほぼ等距離に在ると共に入口部
    と出口部と前記第一の長手方向軸線に対して角度をなす
    よう配置された別の長手方向軸線とを有しており、 さらに、 金属製ステータを具備し、該金属製ステータは前記ロー
    タの前記第一の端部の上方に位置する第一の端部および
    前記ロータの前記第二の端部の上方に位置する第二の端
    部を有しており、前記ステータの大部分は前記ロータ内
    の前記キャビティ内において前記内方壁部と前記第一の
    長手方向軸線との間に配置されており、前記ステータは
    前記第一の長手方向軸線と同軸の第一の経路と前記第一
    の長手方向軸線に対して角度をなすよう配置された第二
    の長手方向軸線を有する第二の経路とを有し、前記経路
    のそれぞれは入口部と出口部とを有し、前記第一の経路
    の前記入口部は前記導管の前記第二の端部に連通してお
    り、前記第一の経路の前記出口部は前記第二の経路の前
    記入口部に連通しており、前記第二の経路の前記出口部
    は前記少なくとも一つの半径方向経路の前記入口部に連
    通するようになっており、 さらに、 第一の金属製逆収縮プレートを具備し、該第一の金属製
    逆収縮プレートは前記第一の長手方向軸線に対して平行
    な軸線を有していてかつ前記キャビティ内において前記
    ステータの前記第二の端部に隣接して前記ステータに取
    り付けられており、 さらに、 前記ステータに取り付けられる第二の金属製逆収縮プレ
    ートを具備し、該第二の金属製逆収縮プレートは前記キ
    ャビティ内において前記第一の金属製逆収縮プレートに
    対して平行でかつ前記第一の金属製逆収縮プレートの上
    方に在る供給器。
  12. 【請求項１２】 各半径方向通路の前記別の長手方向軸
    線が前記第一の長手方向軸線に対してほぼ垂直であり、
    前記ステータの前記第二の長手方向軸線が前記第一の長
    手方向軸線に対してほぼ垂直である請求項１１に記載の
    供給器。
  13. 【請求項１３】 前記ステータと前記第一の金属製逆収
    縮プレートとの間に第一の低摩擦界面手段をさらに具備
    する請求項１１に記載の供給器。
  14. 【請求項１４】 前記ステータと前記第二の金属製逆収
    縮プレートとの間に第二の低摩擦界面手段をさらに具備
    する請求項１１に記載の供給器。
  15. 【請求項１５】 前記半径方向経路に連通していて該半
    径方向通路から延びるチューブをさらに具備する請求項
    １１に記載の供給器。
  16. 【請求項１６】 前記ロータの前記第二の端部が前記タ
    レットプレートに連結されている請求項１１に記載の供
    給器。
  17. 【請求項１７】 前記ステータの前記第二の端部が前記
    タレットプレートから離間されている請求項１６に記載
    の供給器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013543797A (ja) * 2010-10-22 2013-12-09 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 機械加工方法と、深冷冷却を有する装置
KR20140056160A (ko) * 2011-07-08 2014-05-09 마그 이아스 게엠베하 금속 가공대상물을 기계가공하기 위한 방법 및 기계 공구
JP2017531568A (ja) * 2014-10-02 2017-10-26 コリア インスティチュート オブ インダストリアル テクノロジー 流体混合供給装置
KR101997083B1 (ko) * 2018-01-16 2019-07-05 한국정밀기계(주) 극저온 냉매용 스핀들조립체
CN111745544A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 住友重机械精科技株式会社 机床用的液体循环装置及罐

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030110781A1 (en) 2001-09-13 2003-06-19 Zbigniew Zurecki Apparatus and method of cryogenic cooling for high-energy cutting operations
JP2003145393A (ja) * 2001-11-16 2003-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 主軸装置
US20030145694A1 (en) * 2002-02-04 2003-08-07 Zbigniew Zurecki Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
US7513121B2 (en) 2004-03-25 2009-04-07 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials
US7634957B2 (en) 2004-09-16 2009-12-22 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for machining workpieces having interruptions
US7293570B2 (en) * 2004-12-13 2007-11-13 Cool Clean Technologies, Inc. Carbon dioxide snow apparatus
US20060123801A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Cool Clean Technologies, Inc. Device for applying cryogenic composition and method of using same
US7390240B2 (en) * 2005-10-14 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Method of shaping and forming work materials
US7434439B2 (en) * 2005-10-14 2008-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Cryofluid assisted forming method
ITTO20060724A1 (it) * 2006-10-09 2008-04-10 Alenia Aeronautica Spa Utensile e metodo di fresatura, in particolare per la fresatura di materiali compositi
US7762166B2 (en) * 2007-02-28 2010-07-27 Giannetti Enrico R Multiple machine tool support block and tool post having internal coolant supply
US8074543B2 (en) * 2007-03-01 2011-12-13 Mori Seiki Usa, Inc. Machine tool with cooling nozzle and method for applying cooling fluid
DE102007038269B4 (de) * 2007-08-14 2013-11-21 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Thermisch kompensierte Werkstückbearbeitung
DE102011003005A1 (de) * 2011-01-21 2012-07-26 Mag Ias Gmbh Werkzeugrevolver zum Bearbeiten von Werkstücken und Bearbeitungssystem mit einem derartigen Werkzeugrevolver
DE102011003004B3 (de) * 2011-01-21 2012-02-16 Mag Ias Gmbh Verfahren und Werkzeugmaschine zum Bearbeiten und Härten von metallischen Werkstücken
DE102011003714B8 (de) * 2011-02-07 2012-08-30 Mag Ias Gmbh Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten von Kurbelwellen sowie Bearbeitungssystem mit einer derartigen Bearbeitungseinrichtung
US10639691B1 (en) 2012-01-05 2020-05-05 David P. Jackson Method for forming and applying an oxygenated machining fluid
US9387511B1 (en) 2012-04-15 2016-07-12 Cleanlogix Llc Particle-plasma ablation process for polymeric ophthalmic substrate surface
EP2931469B1 (en) 2012-12-12 2021-04-21 Sandvik Materials Technology Deutschland GmbH Processing machine and method for working the end of a pipe
DE102013102704A1 (de) 2013-03-18 2014-09-18 Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres mit Reinigung der Rohrinnenwand
DE102013102703A1 (de) 2013-03-18 2014-09-18 Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres mit Reinigung der Rohraußenwand
US9381574B1 (en) * 2014-07-18 2016-07-05 Cleanlogix Llc Method and apparatus for cutting and cleaning a superhard substrate
US10060132B2 (en) 2015-02-20 2018-08-28 Building Materials Investment Corporation Shingle with film covered surfaces
US10724243B2 (en) 2015-06-16 2020-07-28 Building Materials Investment Corporation Process for in-line extrusion of coating onto roofing shingles during manufacturing and roofing shingles made by the process
CA2934683C (en) 2015-06-29 2021-08-24 Building Materials Investment Corporation Method and apparatus for coating a moving substrate
US11255088B2 (en) 2015-07-17 2022-02-22 Building Materials Investment Coporation Method of extruding polymer film onto a mat and products incorporating the resulting composite mat
US20180104750A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 United Technologies Corporation Feedback-controlled system for cyrogenically cooling machining tools
JP6918200B2 (ja) 2017-04-04 2021-08-11 株式会社日立ハイテク 受動静電ｃｏ２複合スプレー塗布器
CN110449604B (zh) * 2019-09-12 2020-07-03 湖南华昱精工科技有限公司 一种防护性能完善的数控车床
US11426915B2 (en) 2020-07-21 2022-08-30 Bmic Llc Method and apparatus for die coating a substrate with high viscosity materials

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971114A (en) * 1972-01-27 1976-07-27 Dudley George M Machine tool having internally routed cryogenic fluid for cooling interface between cutting edge of tool and workpiece
US4164879A (en) 1977-12-14 1979-08-21 The Warner & Swasey Company Machine tool coolant system
US5103701A (en) * 1991-04-01 1992-04-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Diamond tool machining of materials which react with diamond
EP0590553A1 (en) * 1992-09-30 1994-04-06 The B.F. Goodrich Company Pneumatic deicing distribution valve and system
US5265505A (en) 1992-10-29 1993-11-30 Frechette Eugene L Turret-lathe coolant system
US5628517A (en) * 1993-06-01 1997-05-13 Florida Atlantic University Contracting/expanding self-sealing cryogenic tube seals
US5509335A (en) 1994-02-25 1996-04-23 Value Tech Engineering, Inc. Cryogenic vapor oxygen free machining method
EP0775031B1 (en) 1994-08-09 2002-07-03 The Edison Materials Technology Center Cryogenic machining
US5592863A (en) * 1995-09-25 1997-01-14 Xerox Corporation Cryogenic machining of soft/ductile materials
WO1997019282A1 (en) 1995-11-22 1997-05-29 Mike Kenney Tool, Inc. Distribution valve for high pressure coolant used in a metalworking machine application
US5761974A (en) 1996-07-22 1998-06-09 Board Of Regents Of The University Of Nebraska System and method for machining heat resistant materials

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013543797A (ja) * 2010-10-22 2013-12-09 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 機械加工方法と、深冷冷却を有する装置
KR20140056160A (ko) * 2011-07-08 2014-05-09 마그 이아스 게엠베하 금속 가공대상물을 기계가공하기 위한 방법 및 기계 공구
JP2014518167A (ja) * 2011-07-08 2014-07-28 マーク イーアス ゲーエムベーハー 金属工作物を加工するための方法及び工作機械
US9475165B2 (en) 2011-07-08 2016-10-25 Moshe Israel Meidar Method and machine tool for machining of metallic workpieces
KR101962212B1 (ko) * 2011-07-08 2019-03-28 5미 아이피, 엘엘씨 금속 가공대상물을 기계가공하기 위한 방법 및 기계 공구
JP2017531568A (ja) * 2014-10-02 2017-10-26 コリア インスティチュート オブ インダストリアル テクノロジー 流体混合供給装置
KR101997083B1 (ko) * 2018-01-16 2019-07-05 한국정밀기계(주) 극저온 냉매용 스핀들조립체
CN111745544A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 住友重机械精科技株式会社 机床用的液体循环装置及罐

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