JP2008200769A - Under-fluid rotation machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水や油等の液体の中で工具を高速回転させて被加工物に対して切削や研磨等の機械加工を行う液中回転加工装置に関する。 The present invention relates to a submerged rotary machining apparatus that performs machining such as cutting or polishing on a workpiece by rotating a tool at high speed in a liquid such as water or oil.
一般に、水や油等の液体中にて工具を高速回転させて機械加工を行う加工装置においては、加工時に発生する切粉を加工点から除去するために、工具全体をカバーで覆うとともに、加工液をカバー外部からカバー内部の加工点へ注入する機構を備え、また、切粉を回収するために、切粉を含んだ加工液をカバー内部から回収する吸引系統を備え、さらに加工液から切粉を取り除くための加工液ろ過機構を備えているなど、システムが大掛かりなものとなる。加工液の注入機構、回収機構、ろ過機構を有する加工装置としては、放電加工装置もある。 Generally, in a processing device that performs machining by rotating a tool at high speed in a liquid such as water or oil, the entire tool is covered with a cover in order to remove chips generated during machining from the machining point. It is equipped with a mechanism for injecting liquid from the outside of the cover to the machining point inside the cover, and in order to collect chips, it has a suction system that collects machining liquid containing chips from the inside of the cover. The system becomes large-scale, for example, equipped with a machining fluid filtration mechanism for removing powder. An electrical discharge machining apparatus is also available as a machining apparatus having a machining liquid injection mechanism, a recovery mechanism, and a filtration mechanism.
このようなシステムが大掛かりとなることを防ぐ構成としては、工具とともに羽根車を回転させ、工具を覆うカバーの中から切粉を含んだ加工液を排出するというものがある(特許文献1,2参照)。しかし、液中で工具を回転させると、回転に伴い工具の回転中心から外径方向への流れが発生し、その流れにのって切粉が工具の接線方向に飛散するため、工具と同軸上に羽根車を配置しても切粉を回収することはできない。
As a configuration for preventing such a system from becoming excessively large, there is a configuration in which an impeller is rotated together with a tool, and a machining liquid containing chips is discharged from a cover covering the tool (
また、上記特許文献1,2のように、工具全体をカバーで覆い、工具外周面以外の箇所から切粉を回収しようとすると、加工点から回収位置への液体流が必要となるが、カバーと被加工物を密着させると、カバー内へ外部から液体が流入しないため、液体流は発生せず、切粉回収は不可能である。更に、カバー内は乱流となり、工具自体の剛性が低い大径の砥石ディスク等は液体流により歪むため使用不可能である。カバーと被加工物を密着させない場合は、工具の回転によって発生する水流により、隙間から切粉が流出する。
上記のように液体中にて機械加工を行う加工装置においては、砥石ディスク、放電加工電極等の工具を液体中で高速回転させると、その回転により発生する液体流により、切粉が飛散するため、切粉回収が困難である。また、切粉を回収しようとすると、工具をカバーで覆い、そのカバーへの加工液供給機構、切粉回収機構、ろ過装置などが必要になり、システムが大掛かりとなる。また、工具をカバーで隙間無く覆うと、カバー内の液体流により工具回転が阻害される。 In a processing apparatus that performs machining in a liquid as described above, when a tool such as a grindstone disk or an electric discharge machining electrode is rotated at high speed in the liquid, chips are scattered by the liquid flow generated by the rotation. It is difficult to collect chips. In addition, when trying to collect chips, the tool is covered with a cover, and a machining fluid supply mechanism, a chip collection mechanism, a filtration device, and the like are required for the cover, and the system becomes large. Further, when the tool is covered with a cover without a gap, the rotation of the tool is hindered by the liquid flow in the cover.
そこで本発明は、工具の回転により発生する液体流の工具への悪影響が少なく、加工の際に発生する切粉を効率よく捕集することのできる液中回転加工装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a submerged rotary machining apparatus that can collect the chips generated during machining efficiently with little adverse effect on the tool caused by the rotation of the tool. To do.
上記課題を解決するために本発明の液中回転加工装置は、円板状をなし前記円板の中心に設けられた工具回転軸を回転軸として回転して液体中に存在する被加工物に対して機械加工を行う工具と、前記工具を覆い前記工具による加工部分と前記工具回転軸の周囲と前記工具の外周面に対向する一部または全部に開口部を有するカバーとを備えている構成とする。 In order to solve the above-described problems, the submerged rotary machining apparatus of the present invention has a disk shape and rotates a tool rotation axis provided at the center of the disk as a rotation axis to a workpiece existing in the liquid. A tool that performs machining with respect to the tool, and a cover that covers the tool and has a part that is processed by the tool, a periphery of the tool rotation shaft, and a part or all of the tool that faces the outer peripheral surface of the tool. And
また本発明の液中回転加工装置は、円板状をなし前記円板の中心に設けられた工具回転軸を回転軸として回転して液体中に存在する被加工物に対して機械加工を行う工具と、工具を覆い前記工具による加工部分に開口部を有するカバーと、前記カバーの工具加工部分開口部辺縁の全周で被加工物との間を遮蔽するシールと、前記工具が被加工物から回転離脱する箇所の近傍の前記カバーに取り付けられ切粉を含んだ液体を工具の回転により発生する流れによりカバー外に流出させる配管と、流出した液体を濾過するろ過装置と、濾過後の液体を前記工具回転軸の近辺から前記カバー内に戻しいれる配管とを備えている構成とする。 Further, the submerged rotary machining apparatus of the present invention forms a disk and rotates a tool rotation shaft provided at the center of the disk as a rotation axis to perform machining on a workpiece existing in the liquid. A tool, a cover that covers the tool and has an opening in a portion machined by the tool, a seal that shields the work piece from the entire periphery of the edge of the opening in the tool machining portion of the cover, and the tool to be machined A pipe that is attached to the cover in the vicinity of the place where it is rotated and detached from the object and flows out of the cover by a flow generated by the rotation of the tool, a filtration device that filters the liquid that has flowed out, It is set as the structure provided with piping which returns the liquid in the said cover from the vicinity of the said tool rotating shaft.
また本発明の液中回転加工装置は、円板状をなし前記円板の中心に設けられた工具回転軸を回転軸として回転して液体中に存在する被加工物に対して機械加工を行う工具と、工具を覆い前記工具による加工部分に開口部を有するカバーと、前記カバーの工具加工部分開口部辺縁の全周で被加工物との間を遮蔽するシールと、前記工具回転軸の近辺から前記カバー内に液体を供給する供給装置と、前記工具が被加工物から回転離脱する箇所の近傍から前記カバーの外に切粉を含んだ液体を吸引する吸引装置とを備えている構成とする。 Further, the submerged rotary machining apparatus of the present invention forms a disk and rotates a tool rotation shaft provided at the center of the disk as a rotation axis to perform machining on a workpiece existing in the liquid. A tool, a cover that covers the tool and has an opening in a machining portion of the tool, a seal that shields a work piece from the entire periphery of the edge of the opening of the machining portion of the cover, and a rotation axis of the tool A configuration including a supply device that supplies liquid into the cover from the vicinity, and a suction device that sucks liquid containing chips from the vicinity of a portion where the tool is rotated and detached from the workpiece. And
また本発明の液中回転加工装置は、円板状をなし前記円板の中心に設けられた工具回転軸を回転軸として回転して液体中に存在する被加工物に対して機械加工を行う工具と、工具を覆い前記工具による加工部分に開口部を有するカバーと、前記カバーの工具加工部分開口部辺縁の全周で被加工物との間を遮蔽するシールと、前記工具が被加工物に当たる箇所の近傍から前記カバー内に液体を供給する供給装置と、前記工具が被加工物から回転離脱する箇所の近傍から前記カバーの外に切粉を含んだ液体を吸引する吸引装置を備えている構成とする。 Further, the submerged rotary machining apparatus of the present invention forms a disk and rotates a tool rotation shaft provided at the center of the disk as a rotation axis to perform machining on a workpiece existing in the liquid. A tool, a cover that covers the tool and has an opening in a portion machined by the tool, a seal that shields the work piece from the entire periphery of the edge of the opening in the tool machining portion of the cover, and the tool to be machined A supply device that supplies liquid into the cover from the vicinity of a location where it hits an object, and a suction device that sucks liquid containing chips from the vicinity of the location where the tool rotates and leaves the workpiece. The configuration is as follows.
本発明によれば、工具の回転により発生する液体流の工具への悪影響が少なく、加工の際に発生する切粉を効率よく捕集することのできる液中回転加工装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there is little bad influence to the tool of the liquid flow which generate | occur | produces by rotation of a tool, and the submerged rotary processing apparatus which can collect efficiently the chip which generate | occur | produces in the case of a process can be provided. .
以下、本発明に係る液中回転加工装置の9つの実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の液中回転加工装置は、図1に示すように、円板状をなし回転することによって被加工物4に対して切削や研磨等の機械加工を施す工具1と、工具1を覆うカバー2と、工具1を回転させる工具回転軸3から構成されている。カバー2は、工具1が被加工物4に当たる部分と、工具回転軸3の周辺と、工具1の外周を覆う円筒面の一部または全部にそれぞれ開口部12a,12b,12cを有している。
Hereinafter, nine embodiments of a submersible rotary machining apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the submerged rotary machining apparatus according to the first embodiment of the present invention forms a disk and rotates a
このように構成された本実施の形態の液中回転加工装置においては、図2に示すように、工具回転軸3の周囲の開口部12bから液体15がカバー2内に流入し、加工部分開口部12a、工具外周円筒面開口部12cからカバー2外へ流出するという流れが生じる。
In the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment configured as described above, as shown in FIG. 2, the
本実施の形態によれば、上記のように工具1の回転によって生じる液体15の流れを整流することができる。また、整流することによって、カバー2内の工具1に液体流が与える影響を安定させ、工具1が剛性の低い砥石ディスク等の場合にも液体流による工具1の変形を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the flow of the
(第2の実施の形態)
次に、本発明に係る液中回転加工装置の第2の実施の形態を図3を用いて説明する。なお第1の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態は第1の実施の形態の他に、カバー2の工具外周円筒面の開口部12cに加工により発生する切粉を捕集するフィルタ5を設けた構成である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the submerged rotary machining apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the present embodiment, in addition to the first embodiment, a
本実施の形態によれば、工具1の回転によって生じる液体の流れを整流するともに、その流れとフィルタ5を利用することにより、外部に液体の回収装置を設けることなしに、加工により発生する切粉を捕集することができる。
According to the present embodiment, the flow of the liquid generated by the rotation of the
本実施の形態の液中回転加工装置の3つの変形例を図4,5,6に示す。図4に示す第1の変形例は、厚い円盤状の工具1の回転軸3を両端支持部3a,3bで支持した構成であり、大形の加工装置に適する。図5に示す第2の変形例は、工具1の端面1aで被加工物4に対して研磨等を行う構成である。図6に示す第3の変形例は、カバー2の工具1による加工部分の開口部12aと、工具回転軸3周辺の開口部12bがつながった構成であり、簡易型の加工装置に適する。これら3つの変形例も液体の整流および切粉の捕集という本実施の形態の作用効果を奏することができる。
Three modified examples of the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment are shown in FIGS. The first modification shown in FIG. 4 has a configuration in which the rotating
(第3の実施の形態)
次に、本発明の液中回転加工装置の第3の実施の形態を図7を用いて説明する。なお第1,第2の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態は第1,第2の実施の形態の構成に加えて、カバー2の工具加工部分開口部12aの辺縁のうち、工具1が被加工物4から回転離脱する側に、被加工物4に接触するシール6を設けた構成である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the submerged rotary machining apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st, 2nd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the present embodiment, in addition to the configurations of the first and second embodiments, on the side of the edge of the tool machining portion opening 12a of the
このように構成された本実施の形態の液中回転加工装置においては、シール6により、工具1が被加工物4から回転離脱する際に発生する切粉を、開口部12aからカバー2外に出さずに、カバー2内にとどめることが可能になり、フィルタ5による切粉の捕集率を向上させることができる。
In the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment configured as described above, chips generated when the
本実施の形態の変形例を図8に示す。本変形例は、カバー2の工具加工部分開口部12aの辺縁の全周で、被加工物4に接触するシール6を設けた構成である。
このように構成された変形例の液中回転加工装置においては、工具1が被加工物4から回転離脱する際に発生する切粉に加え、工具1とともにつれ回っている切粉を、シール6により、開口部12aからカバー2外に出さずに、カバー2内に留めることが可能になり、フィルタ5による切粉の捕集率をさらに向上させることができる。
A modification of the present embodiment is shown in FIG. In this modification, a
In the submerged rotary machining apparatus configured as described above, in addition to the chips generated when the
(第4の実施の形態)
次に、本発明に係る液中回転加工装置の第4の実施の形態を図9を用いて説明する。なお第1〜第3の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態は、前記第2,第3の実施の形態において、フィルタ5の一部または全てをカバー2の外部に外づけとして袋状のフィルタ16を設けた構成である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the submerged rotary machining apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st-3rd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In this embodiment, in the second and third embodiments, part or all of the
本実施の形態によれば、カバー2に外付けで袋状のフィルタ16を設けることにより、フィルタの表面積を増やすことが可能となり、フィルタによる圧力損失を減らし、フィルタによる圧力損失が液体流に与える影響を減らすことで、フィルタによる切粉の捕集率を向上させることができる。
According to this embodiment, it is possible to increase the surface area of the filter by providing the bag-
(第5の実施の形態)
次に、本発明に係る液中回転加工装置の第5の実施の形態を図10を用いて説明する。なお第1〜第4の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態は第1〜第4の実施の形態の構成に、工具1が被加工物4から回転離脱する箇所近辺の、カバー2の工具外周面に、吸引配管20を介して切粉を含んだ気体と液体を吸引する吸引装置7を設けた構成である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the submerged rotary machining apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the 1st-4th embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In this embodiment, chips are applied to the outer peripheral surface of the
本実施の形態の液中回転加工装置においては、カバー2の外周面に設けたフィルタ5だけではなく、吸引装置7によっても、切粉を回収することが可能となる。また、カバー2の工具外周円筒面に開口がなくても、切粉を回収することが可能となる。したがって、切粉捕集量の上限を増やし、液中回転加工装置の稼働時間を増加させることが可能となる。
In the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment, chips can be collected not only by the
(第6の実施の形態)
次に、本発明の第6の実施の形態を図11を用いて説明する。本実施の形態の液中回転加工装置は、円板状をなし回転する工具1と、工具1による加工部分のみが開口したカバー2と、工具1を回転させる工具回転軸3と、カバー2の工具加工部分開口部辺縁の全周で被加工物4に接触するシール6と、工具1が被加工物4から回転離脱する箇所近辺のカバー2の工具1外周面に接続され切粉を含んだ液体を工具1の回転により発生する流れによりカバー2外に導く配管8aと、切粉を含んだ液体を濾過するろ過装置9と、濾過後の液体を工具回転軸3近辺からカバー2内に戻す配管8bとから構成されている。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The submerged rotary machining apparatus according to the present embodiment includes a
本実施の形態によれば、カバー2外の液体とカバー2内の液体が混ざることを防止できるため、切粉のカバー2外への流出を防止でき、切粉の捕集率を増大させることが可能となる。また、工具1の回転により発生する液体流のみを利用するため、液体の回収機構と供給機構を設ける必要がない。
According to the present embodiment, since the liquid outside the
(第7の実施の形態)
次に、本発明の第7の実施の形態を図12を用いて説明する。本実施の形態の液中回転加工装置は、円板状をなし回転する工具1と、工具1による加工部分のみが開口したカバー2と、工具1を回転させる工具回転軸3と、カバー2の工具1による加工部分開口部辺縁の全周で被加工物4に接触するシール6と、工具1が被加工物4から回転離脱する箇所近辺のカバー2の工具1外周面に接続され切粉を含んだ液体を吸引配管20を介して吸引する吸引装置7と、工具回転軸3の周囲からカバー2内に液体を液体供給配管21を介して供給注入する供給装置10とから構成されている。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The submerged rotary machining apparatus according to the present embodiment includes a
本実施の形態によれば、カバー2内の液体は供給装置10から供給され吸引装置7によって吸引されて、カバー2外の液体とカバー2内の液体が混合することを防止できるため、切粉のカバー2外への流出を防止でき、切粉の捕集率を増大させることが可能となる。
According to the present embodiment, since the liquid in the
(第8の実施の形態)
次に、本発明の第8の実施の形態を図13を用いて説明する。なお前記第7の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態の液中回転加工装置は、工具1による加工部だけではなく工具回転軸3の周囲も開口しているカバー2と、工具1が被加工物4から回転離脱する側とは反対側からカバー2内に液体を供給注入する供給装置10とを備えている。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the said 7th Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The submerged rotary machining apparatus according to the present embodiment is opposite to the
このように構成された本実施の形態の液中回転加工装置においては、カバー2の工具回転軸3の周囲の開口部12bからカバー2内に流入する液体の流れと、供給装置10からカバー2を通って吸引装置7へ流れる液体の流れが形成される。
In the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment configured as described above, the flow of liquid flowing into the
本実施の形態によれば、カバー2の工具回転軸3近辺の開口部12bからカバー2内に流入する液体の流れを利用することにより、供給装置10の小容量化が可能となる。また、工具1の回転によって生じる流れに加え、供給装置10から吸引装置7へ流れる液体の流れを利用することにより、切粉の捕集率を増大させることが可能となる。
According to the present embodiment, the capacity of the
(第9の実施の形態)
次に、本発明の第9の実施の形態を図14を用いて説明する。なお第1〜第8の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付して重複する説明は省略する。本実施の形態の液中回転加工装置は、第1〜第8の実施の形態の構成のほかに、工具1と共に回転し回転により工具回転軸3周辺のカバー開口部12bから液体を吸い込む羽根車11を備えた構成である。羽根車11の回転により、カバー2の工具回転軸3の周囲の開口部12bから液体がカバー2内に流入する。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st-8th embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition to the configurations of the first to eighth embodiments, the submerged rotary machining apparatus of the present embodiment rotates with the
本実施の形態によれば、カバー2内に取り込む流体の量を増やすことができ、それにより、加工部に多量の液体を当てて発熱を抑えることができる。また、フィルタ5等に多くの液体を通すことが可能となり、切粉の捕集率を増加させることができる。また、供給装置10の容量を小さくすることが可能となる。
According to the present embodiment, the amount of fluid taken into the
1…工具、1a…端面、2…カバー、3…工具回転軸、3a,3b…支持部、4…被加工物、5…フィルタ、6…シール、7…吸引装置、8a,8b…配管、9…ろ過装置、10…供給装置、11…羽根車、12a,12b,12c…開口部、15…液体、16…フィルタ、20…吸引配管、21…液体供給配管。
DESCRIPTION OF
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- 2007-02-16 JP JP2007036449A patent/JP4960116B2/en active Active
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