JP2007050474A - Cutting lubricating liquid supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械の切削工具の切削部分を冷却するための切削用潤滑液供給装置に関する。 The present invention relates to a cutting lubricant supply apparatus for cooling a cutting portion of a cutting tool of a machine tool.
周知の如く工作機械の切削部分は切削作業を円滑に行うために水溶性のクーラント液や切削油等の切削用潤滑液を供給して切削具や被切削物(ワーク)の発熱を抑え、切削を円滑に行っている。
このような装置としては実開昭63−176510が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような切削用潤滑液は比較的多量に鉄粉などの不純物を含むので、フィルター装置により不純物を除くようにしている。
しかしながら前記公知技術のように、歯車ポンプを用いると鉄粉などの不純物が歯車の歯部やケーシングの内壁に噛み込んで歯車やケーシングを磨耗させ、性能の低下や故障の原因になる。
As is well known, the cutting portion of a machine tool is supplied with a lubricating fluid for cutting such as a water-soluble coolant or cutting oil in order to smoothly perform the cutting operation, thereby suppressing the heat generated by the cutting tool or workpiece (workpiece). Is going smoothly.
Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-176510 is known as such an apparatus (for example, see Patent Document 1).
Since such a cutting lubricant contains a relatively large amount of impurities such as iron powder, impurities are removed by a filter device.
However, as in the known art, when a gear pump is used, impurities such as iron powder bite into the gear teeth and the inner wall of the casing to wear out the gear and casing, leading to performance degradation and failure.
そこで切削用潤滑液の供給装置として例えば非接触式の渦巻きポンプを用いると、上記の噛み込み、磨耗の問題は比較的少なくなるが、フィルターを通過させたり、切削用潤滑液を供給ライン端の噴口から噴射させるための圧力が不足しいたずらにポンプ装置が大型化してしまう欠点がある。
従って本発明の目的は比較的小型で切粉等の不純物の噛み込みがなくかつ充分な高圧で切削用潤滑液を供給できる切削用潤滑液供給装置を提供するにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cutting lubricant supply device that is relatively small and does not bite impurities such as chips and can supply the cutting lubricant at a sufficiently high pressure.
本出願人は種々研究の結果、高圧で吐出する接触型容積式ポンプの吸入口側に切削用潤滑液内の切粉等の不純物を濾過するためのフィルターを設け、そのフィルターに切削用潤滑液を圧送させるための非接触式ポンプを前記接触型容積式ポンプと同軸に配置することで装置全体の小型化をはかり、接触型容積式ポンプへの不純物流入を防止して磨耗、損傷によるポンプ装置の性能劣化、故障を防止して、耐久性を向上させることができる切削用潤滑液供給装置を発明した。本発明は係る研究により創作されたものである。 As a result of various studies, the applicant has provided a filter for filtering impurities such as chips in the cutting lubricant on the suction port side of the contact-type positive displacement pump that discharges at a high pressure, and the filter contains the cutting lubricant. The non-contact type pump for pumping the pressure is arranged coaxially with the contact type positive displacement pump, thereby reducing the size of the entire device, preventing impurities from flowing into the contact positive displacement pump, and pumping due to wear and damage. Invented a lubricating fluid supply device for cutting that can prevent the performance deterioration and failure of the product and improve the durability. The present invention has been created by such research.
本発明によれば、工作機械の切削工具の切削部分を冷却するための切削用潤滑液供給装置において、ベースB0上に設けたモーター13と、そのモーター13で駆動される非接触式ポンプ2と、その非接触式ポンプ2の吐出ラインL4に接続されて前記ベースB0上に設置したフィルター9と、そのフィルター9の吐出ラインL15に連結されて前記モーター13に駆動される接触式ポンプ5と、その接触式ポンプ5の吐出側に接続された切削用潤滑液の供給ラインL17とで構成され、前記モーター13の出力軸3は前記ベースB0の下部に延びて前記接触式ポンプ5と前記非接触式ポンプ2とが連結され、前記非接触式ポンプ2の吸入側に切削用潤滑液を貯留しておくためのオイル貯留部16が設けられている。
According to the present invention, in a cutting lubricant supply device for cooling a cutting portion of a cutting tool of a machine tool, a
ここで切削用潤滑液とは、切削時あるいは研削時に切削工具、研削工具あるいは被切削物(ワーク)を冷却あるいは潤滑して円滑な加工をさせる液体を示している。
本発明の実施に際しては非接触式ポンプは非接触式渦巻ポンプがよく、接触式ポンプは接触型容積式歯車ポンプがよい。また、接触式ポンプのロータを複数段にして吐出圧を上げることができる。
Here, the cutting lubricating liquid refers to a liquid that cools or lubricates a cutting tool, a grinding tool, or an object to be cut (workpiece) during cutting or grinding so as to perform smooth processing.
In the practice of the present invention, the non-contact pump is preferably a non-contact centrifugal pump, and the contact pump is preferably a contact positive displacement gear pump. Further, the discharge pressure can be increased by making the rotor of the contact-type pump into a plurality of stages.
前記フィルターとして互いに切り換えできる第1、第2のフィルターが設けられていることが好ましい。
実施に際しては、たとえば作動中の第1のフィルターが目詰まりで機能低下した場合に第2のフィルターに切り換えてフィルターの交換あるいは保全のために運転の停止をさせないようにしている。
It is preferable that first and second filters that can be switched with each other are provided as the filter.
In implementation, for example, when the function of the first filter in operation is reduced due to clogging, the operation is switched to the second filter so that the operation is not stopped for replacement or maintenance of the filter.
前記接触式ポンプの吸入側に吸入圧検知装置が設けられていることが好ましい。
実施に際しては、吸入圧検知装置でフィルターの目詰まりによる吸入圧の変化を検知してフィルターの切り換えをしている。
It is preferable that a suction pressure detection device is provided on the suction side of the contact pump.
In implementation, the suction pressure detecting device detects a change in suction pressure due to filter clogging and switches the filter.
以上説明した本発明の切削用潤滑液供給装置の効果を列記する。
(1) 接触式ポンプの吸入側にオイルパンに通じる非接触式ポンプを設け、その非接触式ポンプの吐出側にフィルターを設けたので、切削用潤滑液内の切粉等の不純物を濾過したきれいな切削用潤滑液を接触式ポンプに供給できて不純物の噛み込みによる接触式ポンプの損傷や機能低下を防ぐことができる利点がある。
(2) モーターの下方に設けられた出力軸に接触式ポンプと非接触式ポンプとが同軸に連結されているので、装置全体が小型化できる利点がある。
(3) 前記フィルターとして互いに切換えできる第1、第2のフィルターを設ければ、たとえば作動中の第1のフィルターが目詰まりで機能低下した場合に第2のフィルターに切り換えて、フィルターの交換あるいは保全のために運転の停止をさせないようにできる利点がある。
(4) 接触式ポンプの吸入側に吸入圧検知装置を設ければ、フィルターの目詰まりによる吸入圧の変化を吸入圧検知装置で検知して適正なタイミングでフィルターの切り換えをできる利点がある。
(5) 接触式ポンプを多段にすれば、吐出圧を高圧にできる利点がある。
The effects of the lubricating fluid supply device for cutting according to the present invention described above will be listed.
(1) Since a non-contact pump that leads to the oil pan is provided on the suction side of the contact pump, and a filter is provided on the discharge side of the non-contact pump, impurities such as chips in the cutting lubricant are filtered. There is an advantage that a clean cutting lubricating liquid can be supplied to the contact pump, and damage or deterioration of the function of the contact pump due to the biting of impurities can be prevented.
(2) Since the contact type pump and the non-contact type pump are coaxially connected to the output shaft provided below the motor, there is an advantage that the entire apparatus can be reduced in size.
(3) If the first and second filters that can be switched to each other are provided as the filter, for example, when the functioning first filter is clogged and the function is deteriorated, the filter is switched to the second filter. There is an advantage that operation can be prevented from being stopped for maintenance.
(4) If a suction pressure detection device is provided on the suction side of the contact pump, there is an advantage that a change in suction pressure due to clogging of the filter is detected by the suction pressure detection device and the filter can be switched at an appropriate timing.
(5) If the contact pump is multistage, there is an advantage that the discharge pressure can be increased.
以下、図を参照して本発明の切削用潤滑液供給装置の実施形態を説明する。
図1は本発明の切削用潤滑液供給装置の構成を示すブロック図であり、図2は実態の構成図である。
Hereinafter, an embodiment of a cutting lubricant supply apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cutting lubricant supply apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an actual configuration diagram.
図1に示すブロック図において、動力源の電動モーターMにカップリング12を設けた出力軸の駆動シャフト3が連結され、その駆動シャフト3に第2のポンプ5が接続され、第2のポンプ5を貫通した駆動シャフト3に第1のポンプ2が同軸直列に連結されている。なお、カップリング12は省略してもよい。
第1のポンプ2は非接触型式渦巻ポンプであって、吸入側が吸入ライン(管)L3によって切削用潤滑液を貯留するためのオイル貯留部16内に配置されたオイルストレーナー1に連結されている。
In the block diagram shown in FIG. 1, an output
The
第1のポンプ2の吐出側は3方弁10の吸入口10iに吐出ラインL4によって連結されていて、吐出ラインL4に設けられた分岐部21に吸入ラインL3に戻るオーバーフローラインL7が第1のリリーフ弁7を設けて連結されている。
The discharge side of the
3方弁10の吐出側は操作桿10bに固定された板弁10aで選択される第1のフィルターラインL13あるいは第2のフィルターラインL14によって、一対で構成されるフィルター9の第1のフィルター9aあるいは第2のフィルター9bの吸入側に連結されるように構成されている。
The discharge side of the three-
第1のフィルター9aの吐出側は開閉弁19aを設けた吐出ラインL13aに連結され、第2のフィルター9bの吐出側は開閉弁19bを設けた吐出ラインL14aに連結されていて、吐出ラインL13aと吐出ラインL14aは合流部23で合流している。
The discharge side of the
第1のポンプ2とモーター13の駆動シャフト3によって同軸で駆動される第2のポンプ5は接触式ポンプの接触型容積式歯車ポンプであって、吸入側が前記の合流部23に第2のポンプ5の吸入ラインL15によって連結されている。
吸入ラインL15に第2のポンプ5の吸入圧力を検知する吸入圧検知装置の圧力ゲージ8が取り付けられている。
第2のポンプ5の吐出側は、切削機械の切削部近傍に位置する切削用潤滑液供給口28に吐出ラインL17によって連結されている。
なお、図示されていないが第2のポンプ5のローターは、切削用潤滑液供給口28の所要圧によっては単段でも多段でもよい。
The
A
The discharge side of the
Although not shown, the rotor of the
第2のポンプ5の吐出ラインL17に設けられた分岐部25に吸入ラインL15に戻るオーバーフローラインL11が第2のリリーフ弁11を設けて連結されている。
An overflow line L11 returning to the suction line L15 is connected to a
切削用潤滑液供給口28に連結する点線L18は、切削機械の切削部を冷却あるいは潤滑したあとの切削用潤滑液をオイル貯留部16内に戻すための戻しラインである。
A dotted line L18 connected to the cutting
図2は、上記のブロック図1を実態構成図で示したものである。図2中に明示されない部位は図1を参照して説明する。 FIG. 2 is a block diagram of the block diagram 1 described above. Parts not explicitly shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
図2において、床面に平行なベースB0の上部に設置された第2の基盤B2に直立する複数の脚部B2aの上部に取り付けられた上部基盤B2bに、動力源の電動モーターMが配置され、出力軸のシャフト3が鉛直下方に向けて設けられている。
そのシャフト3にカップリング12が介装されていて、カップリング12の下方に第2のポンプである接触型容積式歯車ポンプ5の第1のロータ5aと第2のロータ5bが2段となって取り付けられている。なお、カップリング12はなくてもよい。
In FIG. 2, an electric motor M as a power source is disposed on an upper base B2b attached to the upper part of a plurality of legs B2a upright on a second base B2 installed on an upper part of a base B0 parallel to the floor surface. The
A
さらに、歯車ポンプ5の下方のシャフト3に第1のポンプ2が同軸で取り付けられている。第1のポンプ2は非接触式渦巻ポンプであってポンプ2のケーシング2b内にインペラー2aが装着されている。
Further, the
ケーシング2bの中央底部に第1のポンプ2の吸入口があり、その吸入口の下方に切削用潤滑液に含まれる切粉等の不純物を濾過するストレーナー1が設けられている。ストレーナー1は、切削用潤滑液を貯留するオイル貯留部16の内部に配置されていて、符合Cで示される比較的大きな不純物を濾過する機能を有している。
A suction port of the
第2のポンプ(歯車ポンプ)5と第1のポンプ(渦巻きポンプ)2とはベースB0の下方に取り付けられたケーシング4に内蔵され、ケーシング4の下部にオイル貯留部16が取り付けられている。
ケーシング4に第1のポンプ2の吐出口に通じる吐出ラインL4の一方が取り付けられ、吐出ラインL4の他方は3方弁10に連結されている。
The second pump (gear pump) 5 and the first pump (spiral pump) 2 are built in a casing 4 attached below the base B 0, and an
One of the discharge lines L4 leading to the discharge port of the
図2の中には明示されないが、吐出ラインL4に設けられた分岐部21に吸入ラインL3に戻るオーバーフローラインL7が、ベースB0の上部に配置された第1の基盤B1の上に取り付けられた第1のリリーフ弁7を設けて連結されている。
Although not clearly shown in FIG. 2, an overflow line L7 returning to the suction line L3 is attached to the
3方弁10は、ベースB0の上部の第1の基盤B1に取り付けられており、図2には明示されない吐出側の2つのラインを選択する弁板10aによって第1のフィルターラインL13あるいは第2のフィルターラインL14を介して、第1のフィルター9aあるいは第2のフィルター9bの吸入側に連結されている。
弁板10aは手動の操作桿10bに固定されて、常時は第1のフィルター9aあるいは第2のフィルター9bの一方を使用し、他方を待機させて、フィルター交換あるいは清掃等の保全によって運転を停止することがないように構成されている。
The three-
The
第1のフィルター9aの吐出側は図2にはいづれも明示されない開閉弁19aを設けた吐出ラインL13aに連結され、第2のフィルター9bの吐出側は開閉弁19bを設けた吐出ラインL14aに連結されていて、吐出ラインL13aと吐出ラインL14aは合流部23で合流している。
The discharge side of the
出力軸のシャフト3で第1のポンプ2と同軸で駆動される第2のポンプ5は接触型容積式歯車ポンプであって、ケーシング4に設けられた吸入口が上記の合流部23に第2のポンプ5の吸入ラインL15によって連結されている。
吸入ラインL15に第2のポンプ5の吸入圧力を検知する吸入圧検知装置の圧力ゲージ8が取り付けられている。
The
A
第2のポンプ5の吐出側は、切削機械の切削部近傍に位置する切削用潤滑液供給口28に吐出ラインL17によって連結されている。
切削用潤滑液供給口28は必ずしもノズルであることはなく、濾過されきれいになった切削用潤滑液が切削部に注ぐ形状であればよい。
The discharge side of the
The cutting
第2のポンプ5の吐出ラインL17に設けられた図中に明示されない分岐部25に、吸入ラインL15に戻るオーバーフローラインL11が第3の基盤B3に取り付けられた第2のリリーフ弁11を設けて連結されている。
A second relief valve 11 in which an overflow line L11 returning to the suction line L15 is attached to the third base B3 is provided at a
図2には明示されないが、切削用潤滑液供給口28から噴射された切削用潤滑液はオイル貯留部16内に戻すように構成されている。
Although not clearly shown in FIG. 2, the cutting lubricant sprayed from the cutting
前記構成の切削用潤滑液供給装置の作用について図1及び図2を参照して説明する。
まず、電動モーター13の運転により第1のポンプ2と第2のポンプ5が作動する。
第1のポンプ2の非接触型渦巻式ポンプの作動によりオイル貯留部16内の切削用潤滑液がストレーナー1を介して切粉等の不純物のうちの比較的大きなものCが第1次の濾過をされて第1のポンプ2に吸入され、加圧されて、吐出ラインL4を介して3方弁10に向けて圧送される。
吐出ラインL4には吐出量を調整する第1のリリーフ弁7を設けたオーバーフローラインL7があって所定の適量が3方弁10に達する。
The operation of the cutting lubricant supply apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
First, the operation of the
Due to the operation of the non-contact spiral pump of the
The discharge line L4 has an overflow line L7 provided with a first relief valve 7 for adjusting the discharge amount, and a predetermined appropriate amount reaches the three-
次に3方弁10に達した第1次の濾過をされた切削用潤滑液は3方弁10によって第1のフィルター9aあるいは第2のフィルター9bのどちらかの一方に流入されるよう手動桿10bで選択されている。ブロック図1における手動桿10bの位置では弁板10aが第1のフィルター9aを選択している。
このとき第2のフィルター9bの吐出ラインL14aに設けられた開閉弁19bは閉鎖される。
Next, the first filtered filtered lubricant that has reached the three-
At this time, the on-off
そして、第1のフィルター9aに流入した切削用潤滑液は比較的小さな不純物C1を除去する第2次の濾過をされ、合流部23を経て第2のポンプ5の吸入ラインL15に流入する。
ここで吸入ラインL15に取り付けられた第2のポンプ5の吸入圧を検知する吸入圧検知装置の吸入圧ゲージ8が吸入圧即ち第1のフィルター9aにおける流路抵抗を検知している。
Then, the cutting lubricating fluid that has flowed into the
Here, the
そして、吸入圧ゲージ8で検知された流路抵抗が所定値以上であれば第1のフィルター9aの濾過機能が限界であり、3方弁10の出口を逆側にかえて第2のフィルター9bを使用する。そして、第1のフィルター9aを新しいものに交換あるいは清掃等による保全をして再度の使用に対する準備をする。
If the flow path resistance detected by the
第1のフィルター9a(あるいは第1のフィルター9b)で第2次の不純物の濾過をされて小さな不純物C1を除かれたきれいな切削用潤滑液は吸入ラインL15を介して第2のポンプ5の吸入側に流入し、第1のローター5a及び第2のローター5bで昇圧して第2のポンプ5の吐出側から吐出ラインL17を介して切削用潤滑液供給口28に供給される。
吐出ラインL17には吐出量を調整する第2のリリーフ弁11を設けたオーバーフローラインL11があって所定の適量が切削用潤滑液供給口28に達する。
The clean cutting lubricating liquid from which the second impurity is filtered by the
The discharge line L17 has an overflow line L11 provided with a second relief valve 11 for adjusting the discharge amount, and a predetermined appropriate amount reaches the cutting lubricant supply port.
そして、切削機械の切削部に切削用潤滑液が供給されて切削部を冷却、潤滑し、切粉等を切削部から排除して円滑な切削をさせる。また、研削機械であれば、研削粉とともに研磨粉等を洗い流して円滑な切削をさせる。
このようにして作用した切削用潤滑液はオイル貯留部16に戻され、自然冷却されて循環使用される。
Then, a cutting lubricating liquid is supplied to the cutting part of the cutting machine to cool and lubricate the cutting part, and chips and the like are removed from the cutting part to perform smooth cutting. In addition, in the case of a grinding machine, the abrasive powder and the like are washed away together with the grinding powder to perform smooth cutting.
The lubricating fluid for cutting that has acted in this way is returned to the
B0・・・ベース
B1、B2、B3・・・第1、第2、第3の基盤
L3、L4、L7、L11、L13、L13a・・・ライン(管路)
L14、L14a、L15、L17,L18・・・ライン(管路)
1・・・ストレーナー
2・・・第1のポンプ(渦巻き式ポンプ)
3・・・シャフト(出力軸)
4・・・ケーシング
5・・・第2のポンプ(歯車式ポンプ)
5a、5b・・・第1、第2のロータ
7・・・第1のリリーフ弁
8・・・圧力ゲージ(吸入圧検知装置)
9a、9b・・・第1、第2のフィルター
11・・・第2のリリーフ弁
10・・・3方弁
12・・・カップリング
13・・・電動モーター
16・・・オイル貯留部
19a、19b・・・開閉弁
28・・・切削用潤滑液供給口
B0: Base B1, B2, B3: First, second, third base L3, L4, L7, L11, L13, L13a: Line (pipe)
L14, L14a, L15, L17, L18 ... line (pipe)
1 ...
3 ... Shaft (output shaft)
4 ... casing 5 ... second pump (gear pump)
5a, 5b ... 1st, 2nd rotor 7 ...
9a, 9b ... 1st, 2nd filter 11 ...
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