JP2008221388A - Coolant feeding device for machining - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転造、切削、研削等の機械加工を行うにあたり、工作物に冷却剤を供給するための装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for supplying a coolant to a workpiece when performing machining such as rolling, cutting, and grinding.
図7は、工作物をねじ研削する装置D及び、ねじ研削にあたって用いられる従来の冷却剤供給装置30を例示する模式図である。
FIG. 7 is a schematic view illustrating a device D for thread grinding a workpiece and a conventional
符号Gは、自動変速機の構成部品であるピニオンリダクション(減速ギア)であり、符号Wは、ピニオンリダクションGを工作物として、そのシャフト端部GSに、ねじ山Stを研削するための砥石である。 Symbol G is a pinion reduction which is a component of the automatic transmission (reduction gear), sign W is a pinion reduction G as workpiece, at its shaft end G S, for grinding the threads S t It is a grindstone.
装置Dでは、砥石Wを矢印の向きに回転させると共に、この回転する砥石Wに対してピニオンリダクションGを大きな力で押圧することでねじ山Stを形成する。このため、冷却剤供給装置30は、同図に示すように、砥石Wの上方に冷却液CLを導く導入管31を配置し、この導入管31からノズル32を垂下させて冷却剤CLをシャフト端部Gsに供給している。
In the device D, to rotate the grinding wheel W in the direction of the arrow, forming a thread S t by pressing the pinion reduction G with great force against the grindstone W to this rotation. For this reason, as shown in the figure, the
しかしながら、ノズル32の排出口35が円形である場合、冷却剤CLがねじ山Stを形成すべきシャフト端部GS全体に行き渡るものの、冷却剤CLが分散してしまうため、当該シャフト端部GSに冷却不良に伴う研磨焼けが生じるという問題がある。こうした研磨焼けは、砥石Wの寿命を短くするために好ましくない。
However, if the
そこで、従来の冷却剤供給装置には、ノズル32の排出口35を長穴形状とすることにより、加工を要する部分の全域にわたって冷却剤CLを噴霧供給することができるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記従来装置によってもなお、依然、工作物に研削焼けが発生するという問題がある。そこで、噴霧供給に替えてノズル32を排出口35に近づくに従って絞ることで、高圧の冷却剤CLによる冷却を試みたが、依然、研削焼けが解消するに至らなかった。これは、確実な冷却を実現すべく冷却剤CLの圧力を高めると、冷却剤CLが所望の冷却箇所に適切に供給できないためと考えられる。
However, the conventional apparatus still has a problem that grinding burn occurs in the workpiece. Therefore, instead of the spray supply by squeezing the closer the
その結果、依然、砥石Wの寿命が短いことに加え、研削後の工作物を目視により全数検査しなければならず、生産工程が煩雑になるという問題が発生する。 As a result, in addition to the short life of the grindstone W, all the workpieces after grinding must be visually inspected, resulting in a problem that the production process becomes complicated.
これに対し、研磨焼けを防止すべく砥石回転速度を落すことも考慮されるが、砥石回転速度を落すと、加工時間が長くなるという新たな問題が発生する。 On the other hand, it is considered that the grinding wheel rotation speed is lowered to prevent polishing burn, but if the grinding wheel rotation speed is lowered, a new problem that the processing time becomes longer occurs.
しかも、冷却不足を加工時間の長さでカバーしようとすると、更に砥石Wの寿命が短くなり、これを解消するため、砥石Wに対するドレッシングの回数を増やすと、砥石Wの再生を促すロータリードレス(図示省略。)の寿命も短くなるという問題を生じることになる。 Moreover, if it is attempted to cover insufficient cooling with the length of the processing time, the life of the grindstone W is further shortened. To eliminate this, a rotary dress ( (This is not shown in the figure).
本発明の解決すべき課題は、単に排出口を絞って高い冷却剤を供給してもなお、冷却不良によって工作物が焼付くことにあり、本発明の目的とするところは、こうした工作物の焼付きを防止して、それに起因して生じる種々の問題を解消することにある。 The problem to be solved by the present invention is that, even if the exhaust port is simply squeezed and a high coolant is supplied, the work piece is seized due to poor cooling, and the object of the present invention is to It is to prevent seizure and eliminate various problems caused by the seizure.
本発明は、機械加工にあたり工作物に供給する冷却液を導く導入管と、この導入管から送られた冷却液が通る内部通路を有し当該内部通路を外界に通じさせる排出口が形成されてなるノズルとを備える機械加工用冷却剤供給装置であって、前記ノズルは、互いに同一の2つの面の組を二組有し、これら4面が互いに直角に繋がってその内側に前記内部通路を形成してなり、少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことを特徴とするものである。 The present invention is formed with an introduction pipe for guiding a coolant supplied to a workpiece in machining, and an exhaust passage through which the coolant sent from the introduction pipe passes and communicates with the outside passage. A coolant supply device for machining comprising the nozzles, wherein the nozzles have two sets of two surfaces that are identical to each other, and these four surfaces are connected to each other at a right angle so that the internal passages are formed inside the nozzles. It is formed, and at least one pair of surfaces is provided with inclined portions that are symmetrical to each other as they approach the discharge port, and the discharge port is formed in a quadrangle whose four corners form right angles. is there.
本発明によれば、4つの前記面を、長辺をなす互いに同一の2つの面と、短辺をなす互いに同一の2つの面とし、長辺をなす2つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成することができる。 According to the present invention, the four surfaces are defined as two identical surfaces that form a long side and two identical surfaces that form a short side. Symmetrically inclined portions that approach each other as they approach each other can be provided, and the discharge port can be formed into a rectangle whose four corners form a right angle.
本発明において、前記ノズルは、互いに同一の2つのプレートの組を二組有して当該プレートを組み合わせてなるものことが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the nozzle has two sets of two identical plates and is a combination of the plates.
また、本発明において、前記導入管は、前記ノズルを垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズルをその軸線周りに回転させる機構と、当該ノズルをその幅方向周りに回転させる機構とを有することが好ましい。特に、この場合、前記導入管は、4つのエルボを組み合わせたコの字形の配管であることが好ましい。 In the present invention, the introduction pipe is connected to the nozzle in a suspended state, and includes at least a mechanism for rotating the nozzle around its axis, and a mechanism for rotating the nozzle around its width direction. It is preferable to have. In particular, in this case, the introduction pipe is preferably a U-shaped pipe in which four elbows are combined.
本発明である冷却剤供給装置によれば、圧力の高い冷却剤を所望の箇所に適切に供給できるため、冷却不良に伴う工作物の焼付きが防止され、砥石等に代表される工具の寿命を延ばすことができる。 According to the coolant supply device of the present invention, a coolant having a high pressure can be appropriately supplied to a desired location, so that seizure of a workpiece due to poor cooling is prevented, and the tool life represented by a grindstone or the like is reduced. Can be extended.
しかも、本発明によれば、加工後の工作物を目視により全数検査する必要がなく、生産工程の簡素化を図ることができる。 In addition, according to the present invention, it is not necessary to visually inspect all the workpieces after machining, and the production process can be simplified.
また、本発明によれば、冷却が適切に行えることから、焼付きを考慮して工作物毎の加工時間を長くする必要がないため、加工時間の短縮が図れる。しかも、加工時間が短縮されることで、ロータリードレス等に代表される他の工具の寿命も延ばすことができる。 Further, according to the present invention, since the cooling can be appropriately performed, it is not necessary to lengthen the machining time for each workpiece in consideration of seizure, and therefore the machining time can be shortened. In addition, by shortening the machining time, the life of other tools represented by a rotary dress or the like can be extended.
上述した効果は、本発明に係るノズルが、互いに同一の2つの面の組を二組有し、これら4面が互いに直角に繋がってその内側に内部通路を形成してなるため、冷却剤が各面に対して互いに均等に干渉しつつ内部通路を流れるために当該通路内での乱流が起こり難く、しかも、少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設けたことから、当該ノズルの排出口側が絞りとなることで冷却剤の圧力が高まりつつも当該通路内での乱流が起こり難く、更に、排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことから、排出口の四隅が丸みを帯びていることに伴う冷却剤排出時の捩れが発生しないためである。 The above-described effect is that the nozzle according to the present invention has two sets of two surfaces that are identical to each other, and these four surfaces are connected to each other at right angles to form an internal passage on the inside thereof. Since each surface flows through the internal passage evenly interfering with each other, turbulence in the passage is unlikely to occur, and at least one pair of surfaces approach each other as they approach the discharge port. Since the nozzle has a throttle on the discharge port side, turbulent flow is unlikely to occur in the passage while the pressure of the coolant is increased, and the discharge port has a quadrangular shape with four corners forming right angles. This is because the twist is not generated when the coolant is discharged due to the four corners of the discharge port being rounded.
また、本発明において、4つの前記面が、長辺をなす互いに同一の2つの面と、短辺をなす互いに同一の2つの面とからなり、長辺をなす2つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成すれば、例えば、研削の場合のように、工作物と工具との接触面がほぼ線状になるときの冷却剤の供給に有効である。 Further, in the present invention, the four surfaces are composed of two identical surfaces having long sides and two identical surfaces having short sides, and each of the two surfaces having long sides is divided into the two surfaces. By providing symmetrically inclined portions that approach each other as they approach the exit, and forming the discharge port in a rectangle whose four corners form a right angle, the contact surface between the workpiece and the tool is almost a line as in, for example, grinding. It is effective for supplying the coolant when it becomes a shape.
本発明において、前記ノズルが、互いに同一の2つのプレートの組を二組有して4つの当該プレートを組み合わせてなるものとすれば、上述した効果を奏するノズルを簡単な組立作業によって実現することができる。 In the present invention, if the nozzle has two sets of two plates that are identical to each other and is a combination of four such plates, a nozzle that exhibits the above-described effects can be realized by a simple assembly operation. Can do.
また、本発明において、前記導入管が、前記ノズルを垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズルをその軸線周りに回転させる機構と、当該ノズルをその軸線に対して直交する軸線周りに回転させる機構とを有すれば、工作物の上下及び左右方向への冷却剤の供給に対する微調整を使用者による簡単なノズル操作によって実現することができる。 In the present invention, the introduction pipe is connected to the nozzle in a suspended state, and includes at least a mechanism for rotating the nozzle around its axis, and an axis around the axis orthogonal to the axis. If a mechanism for rotating the workpiece is provided, fine adjustment of the coolant supply in the vertical and horizontal directions of the workpiece can be realized by a simple nozzle operation by the user.
この場合、前記導入管を、4つのエルボを組み合わせたコの字形の配管とすれば、簡単な構成にも係らず、導入管の形状を複雑に変更できるため、冷却剤の供給に対する微調整を更に高い精度で実現できる。 In this case, if the introduction pipe is a U-shaped pipe formed by combining four elbows, the shape of the introduction pipe can be changed in a complex manner regardless of the simple configuration. It can be realized with higher accuracy.
以下、図面を参照して、本発明の好適な形態を詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a)〜(c)はそれぞれ、本発明の一形態である冷却剤供給装置10を正投影図法で示したときの正面図、左側面図及び底面図であり、また、図2(a),(b)はそれぞれ、本形態に係る後述のノズル12を平面側から示す斜視図及び底面側から示す斜視図である。
1A to 1C are a front view, a left side view, and a bottom view, respectively, of the
なお、以下の説明については、図7を参照するものとし、同図と同一部分は同一符号をもってその説明を省略する。 In the following description, reference is made to FIG. 7, and the same parts as those in FIG.
図1において、符号11は、ねじ研削にあたり工作物に供給する冷却液を導く導入管である。導入管11は、4つのエルボ11aをそれぞれ、配管パイプ11bを介して組み合わせたコの字形の配管である。なお、本形態において、4つのエルボ11aはそれぞれ、冷却液の導入側から順次配置した3つのエルボ11aとして低圧エルボを選択し、後述のノズル12と繋がるエルボ11aのみ高圧エルボを選択している。
In FIG. 1,
エルボ11aと配管パイプ11bとはそれぞれ、例えば、互いに係合するねじ部で構成された機構により、回転可能に連結されている。これにより、エルボ11aと配管パイプ11bとの位置を微調整することができる。
Each of the elbow 11a and the
これにより、導入管11自体を、その軸線O1及び当該軸線O1に平行な軸線Ox周りに回転させる周り(矢印θx方向)に回転させることができると共に、当該ノズル12を軸線Oxに対して直交する軸線Oy方向矢印θy方向)周りに回転させることができる。
Thus, the
符号12は、導入管11に繋がるノズルである。ノズル12は、長辺をなす互いに同一の2つの面13と、短辺をなす互いに同一の2つの面14とからなり、これら面13及び面14が、図2に示すように、互いに直角に繋がって、その内側に、導入管11から送られた冷却液CLが通る内部通路Rを、その四隅Cが直角をなすように形成してなる。
加えて、長辺をなす2つの面13にはそれぞれ、内部通路Rを外界に通じさせる排出口15に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部13aを設け、図1の破線に示すように、当該排出口15をその四隅Cが直角をなす矩形に形成している。
In addition, each of the two
ここで、図3(a),(b)はそれぞれ、ピニオンリダクションGのシャフト端部Gsにねじ研削するにあたり、冷却剤供給装置10を用いたときの状態を砥石Wの回転軸線Oに対して直交する方向から示す模式図と、回転軸線Oに沿った方向から示す模式図である。
Here, FIG. 3 (a), (b), respectively, upon threaded grinding shaft end G s of the pinion reduction G, with respect to the rotation axis O of the state grindstone W when using the
このように冷却剤供給装置10によれば、圧力の高い冷却剤CLをシャフト端部Gsと砥石Wとが合さる接触面Fの全体領域に供給できる。
According to the
更に、図4(a),(b)はそれぞれ、本形態に係るノズル12による冷却剤CLの供給状態を例示する模式図及び、排出口が長穴である従来の長穴ノズル32による冷却剤CLの供給状態を例示する模式図である。
Furthermore, FIG. 4 (a), (b), respectively, schematic views illustrating the state of supply of the coolant C L by the
同図(a)に示すように、本形態に係るノズル12によれば、シャフト端部Gsと砥石Wとの接触面Fがほぼ線状となるのに対し、冷却剤CLは排出口15から捩れることなく噴射されるため、冷却剤CLの供給領域は、破線Aで示すように接触面F全体をカバーする。
As shown in FIG. 6 (a), according to the
一方、従来の長穴ノズル32によれば、その排出口35の四隅が直角ではなくR又は多少の丸みを帯びているため、同図(b)に示すように、冷却剤CLは排出口35から捻れを伴い噴射されるため、冷却剤CLの供給領域は、破線Bで示すように接触面Fからずれることになる。
On the other hand, according to the conventional
即ち、本発明の一形態である冷却剤供給装置10によれば、圧力の高い冷却剤CLをシャフト端部Gsに適切に供給できるため、冷却不良に伴うシャフト端部Gsでの研削焼けが防止され、砥石Wの寿命を延ばすことができる。
That is, according to one embodiment a is
しかも、この場合、加工後のシャフト端部Gsを目視により全数検査する必要がなく、生産工程の簡素化を図ることができる。 In addition, in this case, it is not necessary to visually inspect the processed shaft end portion G s , and the production process can be simplified.
また、冷却剤供給装置10によれば、冷却が適切に行えることから、研削焼けを考慮してピニオンリダクションG毎の加工時間を長くする必要がないため、加工時間の短縮が図れる。しかも、加工時間が短縮されることで、ロータリードレス等に代表される他の工具の寿命も延ばすことができる。
Further, according to the
上述した効果は、本発明に係るノズル12が、互いに同一の2つの面13の組と、互いに同一の2つの面14の組との二組有し、これら4面が互いに直角に繋がってその内側に内部通路Rを形成してなるため、冷却剤CLが面13の裏面13f及び面14の裏面14fに対してそれぞれ互いに均等に干渉しつつ内部通路Rを流れるために当該通路R内での乱流が起こり難く、しかも、2つの面13にそれぞれ、排出口15に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部13aを設けたことから、排出口15側が絞りとなることで冷却剤CLの圧力が高まりつつも当該通路R内での乱流が起こり難く、更に、排出口15をその四隅Cが直角をなす四角形に形成したことから、従来のノズル32のように、排出口35の四隅が丸みを帯びていることに伴う冷却剤排出時の捩れが発生しないためである。
The above-described effect is that the
ところで、本発明によれば、ノズル12は、中実の角材等からの切削加工等によって製造することも可能であるが、面13及び面14をそれぞれ、互いに同一の2つのプレート13´及びプレート14´として当該プレート13´,14´を組み合わせることが好ましい。
By the way, according to the present invention, the
ここで、図5(a)はそれぞれ、ノズル12を構成する後述の正面プレート(背面プレート)13´を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図であり、また、同図(b)はそれぞれ、ノズル12を構成する後述の右側面プレート(左側面プレート)14´を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図である。
Here, FIG. 5 (a) is a front view and a right side view when a later-described front plate (back plate) 13 'constituting the
具体例としては、例えば、図5に示すように、正面プレート(背面プレート)13´の裏面13´fのうち、長手方向に沿って延びる縁部13´e(同図に示す破線部分と面13の側面13sとの間の領域。)と、右側面プレート(左側面プレート)14´の側面14´sとを溶接する。
As a specific example, for example, as shown in FIG. 5, an
このようにノズル12が、4つのプレート13´,14´を組み合わせてなるものとすれば、上述した効果を奏するノズル12を簡単な組立作業によって実現することができる。なお、プレート13´,14´を製造するにあたっては、既製のプレート鋼材をそのまま用いてもよいが、バフ等の研磨材を用いて、プレート13´,14´の裏面13´f,14´fに表面処理を施すことが好ましい。
As described above, if the
また、本発明に係る導入管11は、図1に示すように、ノズル12を垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズル12をその軸線O1周りに回転させる微調整機構と、当該ノズル12を軸線O1に対して直交する軸線Oy周りに回転させる微調整機構とを有するため、ピニオンリダクションGの上下方向(径方向)及び左右方向(軸線方向)への冷却剤CLの供給に対する微調整を使用者による簡単なノズル操作によって実現することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
しかも、本形態の場合、導入管11を、4つのエルボ11aを組み合わせたコの字形の配管とするため、簡単な構成にも係らず、導入管11の形状を複雑に変更できるため、冷却剤CLの供給に対する微調整を更に高い精度で実現できる。
In addition, in the case of this embodiment, since the
ところで、本発明によれば、4つの面13,14(プレート13´,14´)を、互いに同一の面(プレート)とすることもできる。
By the way, according to the present invention, the four
ここで、図6(a),(b)はそれぞれ、本発明に係る他のノズル22を正投影図法で示したときの底面側から模式的に示す斜視図及び底面面図である。
Here, FIGS. 6A and 6B are a perspective view and a bottom view, respectively, schematically showing the
本発明に係るノズル22によれば、4つの面が互いに同一の面23からなり、これらの面23にそれぞれ、排出口25に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部23aを設け、当該排出口25をその四隅Cが直角をなす正方形に形成している。
According to the
この場合も、排出口25の四隅が直角ではなくR又は多少の丸みを帯びていれば、図4(b)にて説明したのと同様、冷却剤CLは排出口25から捻れを伴い噴射されるのに対し、本形態に係るノズル22によれば、図4(a)にて説明したのと同様、冷却剤CLは排出口25から捩れることなく噴射される。
Also in this case, if the four corners of the
上述したところは、本発明の好適な形態を例示するものであるが、当業者によれば、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。例えば、上述の各形態に採用されている各構成や技術的思想は、例えば、図1〜5にて説明の形態に係る2つの面14にそれぞれ、同形態又は図6にて説明の形態に係る傾斜部の構成を採用したり、図6のノズル22を、図5にて説明の如く、4つのプレートで構成して溶接等により組み付ける等、冷却剤供給装置の用途等に応じて、適宜、変更し、転用し、又は、組み合わせることができる。
The above description exemplifies a preferred embodiment of the present invention, but various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. For example, each configuration and technical idea adopted in each of the above-described forms are, for example, the same form or the form described in FIG. 6 on the two
本発明は、研削加工に限らず、切削加工や転造等の、冷却剤の供給を伴う機械加工全般に適用することができる。 The present invention is not limited to grinding, and can be applied to general machining that involves supplying a coolant, such as cutting and rolling.
10 冷却剤供給装置
11 導入管
11a 高圧エルボ
11b 配管パイプ
12 ノズル
13 長辺側面
13´ 正面プレート,背面プレート
13a 傾斜部
14 短辺側面
14´ 右側面プレート,左側面プレート
15 排出口
22 ノズル
23 面(プレート)
23a 傾斜部
C 排出口隅部
R 内部通路
10 Coolant supply device
11 Introduction pipe
11a High pressure elbow
11b Piping pipe
12 nozzles
13 Long side
13´ front plate, back plate
13a Slope
14 Short side
14´ right side plate, left side plate
15 outlet
22 nozzles
23 faces (plate)
23a Inclined part C Outlet corner R Internal passage
Claims (5)
前記ノズルは、互いに同一の2つの面の組を二組有し、これら4面が互いに直角に繋がってその内側に前記内部通路を形成してなり、
少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。 An introduction pipe for guiding a coolant supplied to the workpiece in machining, and a nozzle having an internal passage through which the coolant sent from the introduction pipe passes and formed with a discharge port for communicating the internal passage to the outside. A coolant supply device for machining, comprising:
The nozzle has two sets of two surfaces that are identical to each other, and these four surfaces are connected to each other at right angles to form the internal passage inside thereof.
A coolant supply device for machining, wherein at least one pair of surfaces is provided with inclined portions that are symmetrical to each other as they approach the discharge port, and the discharge port is formed in a quadrangle having four right corners. .
長辺をなす2つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成したことを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。 In claim 1, the four surfaces are composed of two identical surfaces having long sides and two identical surfaces having short sides,
A coolant for machining, wherein two long surfaces are provided with symmetrically inclined portions that approach each other as they approach the discharge port, and the discharge port is formed in a rectangular shape having four right angles. Feeding device.
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