JP2011042001A - Machining device and machining method of metallic material - Google Patents

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辰一 岩井
Shigeo Koyama
栄夫 小山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machining device and a machining method of a metallic material which properly supply a working liquid to a periphery of a working part, including a cutting edge of a working tool, and obtain proper lubricating ability and cooling effect, and imposes less adverse effects on the working environment. <P>SOLUTION: The machining device for a metallic material includes the working tool 12 for working a work W, an injection nozzle 14 for injecting the working liquid C to the periphery of the a working part, and a working liquid supply device 30 for supplying the working liquid C to the injection nozzle 14. The working liquid C is injected together with compressed air from the injection nozzle 14. The working liquid C is semi-wet working liquid, in which the liquid droplets an average particle diameter of which is 50 to 300 μm are injected in the form of shower. The working liquid C is, preferably, supplied in a cooled state. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属材料を切削又は研削加工する加工工具と、潤滑や冷却用等の加工液を噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルへ加工液を供給する加工液供給装置とを有し、金属材料を加工する際に、加工液を金属材料や加工工具へ噴射する金属材料の加工装置と加工方法に関し、特に、加工液を圧縮エアーと共に噴射する金属材料の加工装置と加工方法に関する。   The present invention has a processing tool for cutting or grinding a metal material, an injection nozzle for injecting a processing liquid for lubrication or cooling, and a processing liquid supply device for supplying the processing liquid to the injection nozzle. In particular, the present invention relates to a metal material processing apparatus and a processing method for injecting a processing liquid onto a metal material or a processing tool, and more particularly to a metal material processing apparatus and a processing method for injecting a processing liquid together with compressed air.

従来から、金属材料の切削加工や研削加工では、加工能率、品質、工具寿命等の向上のために、加工時に油性又は水溶性の加工液(切削液、研削液)を被加工物(ワーク)である金属材料や加工工具へ供給している。具体的には、ワークと加工工具との間で生じる摩擦熱によって、ワークに加工焼けや熱変形が生じる、焼鈍効果による加工面の硬度低下、加工工具の欠損や寿命低下、加工部周辺に切り屑が溶着するなど、種々の問題が生じる。そこで、ワークの加工時に潤滑性を高めながら冷却効果も得るために、加工液(クーラント)を加工部周辺に供給している。また、クーラントの供給は、切り屑除去等の作用もある。従来の切削や研削の加工工程では、一般的に循環ポンプにより大量のクーラントが液状のまま供給されるウェット加工(湿式加工)であった。   Conventionally, in cutting and grinding of metal materials, an oily or water-soluble machining fluid (cutting fluid, grinding fluid) is applied to the workpiece (workpiece) during machining in order to improve machining efficiency, quality, tool life, etc. Is supplied to metal materials and processing tools. Specifically, frictional heat generated between the workpiece and the machining tool causes work burning or thermal deformation of the workpiece, a decrease in the hardness of the machined surface due to the annealing effect, a chipping or shortening of the machining tool, and cutting around the machining area. Various problems occur, such as scrap welding. Therefore, in order to obtain a cooling effect while improving lubricity when machining a workpiece, a machining fluid (coolant) is supplied to the periphery of the machining portion. Further, the supply of the coolant also has an effect such as chip removal. Conventional machining processes such as cutting and grinding are generally wet machining in which a large amount of coolant is supplied in a liquid state by a circulation pump.

一方、加工液による環境汚染や廃棄コスト等の問題から、クーラントを全く使用しないドライ加工(乾式加工)も採用されている。ドライ加工では、クーラントを使用しない代わりに、エアーブロー等によって加工部周辺を冷却することが多い。しかし、ドライ加工では潤滑性が悪く、エアーブローでは十分にワークや加工工具を冷却できないなどの問題が生じる。そこで近年では、クーラントを圧縮エアーと共に噴射して粒子径が微細なミスト(霧)状に噴霧するセミドライ加工が注目されている。例えば下記特許文献1では、ブローチ(加工工具)をワークの孔に挿入した状態で、当該ブローチをワークに対して長手方向に相対移動させることでワークの孔の内面を切削加工するブローチ盤において、湿式加工と、ドライ加工と、セミドライ加工とを、容易に切り替え可能としている。   On the other hand, dry processing (dry processing) that does not use any coolant is also employed because of problems such as environmental pollution due to processing fluid and disposal costs. In dry processing, the periphery of the processed part is often cooled by air blow or the like instead of using coolant. However, dry processing has poor lubricity, and air blow causes problems such as insufficient cooling of workpieces and processing tools. Therefore, in recent years, a semi-dry process in which a coolant is sprayed together with compressed air and sprayed into a mist (mist) with a fine particle diameter has attracted attention. For example, in Patent Document 1 below, in a broaching machine that cuts the inner surface of the hole of the workpiece by moving the broach relative to the workpiece in the longitudinal direction with the broach (working tool) inserted into the hole of the workpiece, It is possible to easily switch between wet processing, dry processing, and semi-dry processing.

また、マシニングセンタ(複合工作機械)における切削加工において、セミドライ加工を適用した技術として、下記特許文献2や特許文献3も提案されている。これらのマシニングセンタでは、エアーライン(エアー配管)とクーラントライン(クーラント配管)とをそれぞれ噴射ノズルに連結し、当該噴射ノズルからクーラントが圧縮エアーと共に粒径が微細なミストとして噴霧される。具体的には、特許文献2ではクーラントの平均粒子径は1μ程度とされ、特許文献3ではクーラントの平均粒子径は3〜10μm程度とされている。   Further, Patent Document 2 and Patent Document 3 described below have been proposed as techniques to which semi-dry processing is applied in cutting processing in a machining center (composite machine tool). In these machining centers, an air line (air pipe) and a coolant line (coolant pipe) are respectively connected to an injection nozzle, and the coolant is sprayed from the injection nozzle together with compressed air as a mist having a fine particle diameter. Specifically, in Patent Document 2, the average particle diameter of the coolant is about 1 μm, and in Patent Document 3, the average particle diameter of the coolant is about 3 to 10 μm.

特開2002−103133号公報JP 2002-103133 A 特開2002−66871号公報JP 2002-66871 A 特開2000−84790号公報JP 2000-84790 A

加工液をそのまま加工部周辺へ供給するウェット加工では高い潤滑・冷却効果が期待できるが、実際には加工液の流れによって加工部周辺に均一に供給されず、加工液の多い部分と少ない部分とが生じることがある。そのため、加工工具の刃先まで加工液が届き難いという問題も生じる。ドライ加工では、潤滑性や冷却が十分でなく高温となった切り屑が周囲に飛散し易い。これでは、周囲に可燃物があれば火災の危険性があるなど、安全性に問題がある。   High wet lubrication and cooling effects can be expected in wet machining where the machining fluid is supplied directly to the periphery of the machining area, but in reality, it is not uniformly supplied to the periphery of the machining area due to the flow of machining liquid, and there are parts with much and little machining liquid May occur. For this reason, there is a problem that it is difficult for the machining fluid to reach the cutting edge of the machining tool. In dry processing, the lubricity and cooling are not sufficient, and high-temperature chips are easily scattered around. In this case, there is a safety problem such as a fire hazard if there is a flammable material in the vicinity.

一方、セミドライ加工では、クーラントミストにより加工部の潤滑性がある程度確保される。しかし、クーラントミストの粒径は数μm程度と微細なため質量が小さく、冷却効果に課題がある。しかも、粒径が微細なクーラントミストは加工中に周囲へ飛散し易く、当該飛散したクーラントミストによって、工場内の悪臭や汚れなど作業環境悪化の原因ともなる。また、飛散したクーラントミストが加工装置の壁面に付着することでべたつき、切り屑等が貼りつくなどの問題も生じる。   On the other hand, in the semi-dry process, the lubricity of the processed part is ensured to some extent by the coolant mist. However, since the particle size of the coolant mist is as fine as several μm, the mass is small and there is a problem in the cooling effect. In addition, the coolant mist having a fine particle size is easily scattered to the surroundings during the processing, and the scattered coolant mist causes deterioration of the working environment such as bad odor and dirt in the factory. Further, the scattered coolant mist adheres to the wall surface of the processing apparatus, causing problems such as stickiness and chips sticking.

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、その目的は、加工工具の刃先を含め加工部周辺へ加工液を的確に供給して良好な潤滑性と冷却効果が得られると共に、作業環境への悪影響も少ない金属材料の加工装置と加工方法を提供することにある。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, the purpose of which is to provide a good lubricity and cooling effect by accurately supplying the machining fluid to the periphery of the machining part including the cutting edge of the machining tool, It is an object of the present invention to provide a processing apparatus and a processing method for metal materials that have little adverse effects on the environment.

上記課題を解決するため、本発明は次の手段を採る。具体的には、金属材料を切削又は研削加工する加工工具と、加工液を加工部周辺、すなわち前記金属材料及び/又は前記加工工具へ噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルへ加工液を供給する加工液供給装置とを有し、前記加工液が、前記噴射ノズルから圧縮エアーと共に噴射される金属材料の加工装置であって、前記加工液は、液滴の平均粒子径が50〜300μmの状態で噴射されることを特徴とする。すなわち、本発明は、加工液がミスト(霧)状ではなく、これより液滴粒径が大きなシャワー状に噴射される「セミウェット加工」である点が、最も大きな特徴として注目される。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. Specifically, a processing tool that cuts or grinds a metal material, a processing liquid is injected around the processing portion, that is, the metal material and / or the processing tool, and the processing liquid is supplied to the injection nozzle. A processing apparatus for a metal material, wherein the processing liquid is injected together with compressed air from the injection nozzle, and the processing liquid is in a state where an average particle diameter of droplets is 50 to 300 μm It is characterized by being injected at That is, the point that the present invention is the “semi-wet processing” in which the processing liquid is not in the form of mist (mist) but is ejected in a shower shape having a larger droplet diameter than that is noted as the greatest feature.

このとき、前記加工液供給装置に冷却手段を設けたうえで、前記加工液を、前記冷却手段によって冷却された状態で噴射することが好ましい。さらには、前記加工液供給装置にサブタンクを設けて、金属材料の非加工時には、前記冷却手段によって冷却された加工液を前記サブタンクに貯留し、金属材料の加工時は前記サブタンクから加工液が供給されるようにすることが好ましい。この場合、前記加工液供給装置には、前記サブタンクから加工液を汲み上げる汲上ポンプを設けておく。そして、汲上ポンプをエアー駆動式のポンプとして、前記サブタンクに貯留された加工液を、当該エアー駆動式の汲上ポンプによって供給することが好ましい。   At this time, it is preferable that the machining liquid is sprayed in a state cooled by the cooling means after the cooling liquid is provided in the machining liquid supply device. Furthermore, a sub-tank is provided in the processing liquid supply device, and when the metal material is not processed, the processing liquid cooled by the cooling means is stored in the sub tank, and when the metal material is processed, the processing liquid is supplied from the sub tank. It is preferable to do so. In this case, the machining liquid supply device is provided with a pump for pumping the machining liquid from the sub tank. Then, it is preferable that the pumping pump is an air-driven pump, and the processing liquid stored in the sub-tank is supplied by the air-driven pump.

また、金属材料の切削又は研削加工時に、加工液供給装置から噴射ノズルを介して加工液を圧縮エアーと共に金属材料及び/又は加工工具へ噴射する、金属材料の加工方法であって、前記加工液を、液滴の平均粒子径が50〜300μmの状態で噴射することを特徴とする、金属材料の加工方法も提案される。   In addition, a metal material processing method in which, when cutting or grinding a metal material, the processing liquid is sprayed to the metal material and / or the processing tool together with compressed air from the processing liquid supply device via an injection nozzle, the processing liquid Is also proposed in which the average particle size of the droplets is ejected in a state of 50 to 300 μm.

本発明の加工装置及び加工方法によれば、加工液が平均粒子径50〜300μmの所謂シャワー状に噴射されるセミウェット加工なので、加工液ぶっかけ方式のウェット加工、加工液を使用しないドライ加工、及び加工液をミスト状に噴霧するセミドライ加工のいずれの加工方式よりも優れた効果を奏する。具体的には、ウェット加工のように加工液の供給むらが生じ難く、加工工具の刃先を含めた加工部周辺へ的確に加工液を供給することができる。ウェット加工に比べて加工液の使用量を低減できるという利点も有する。また、ドライ加工のように潤滑性や冷却不足の問題は無い。さらに、セミドライ加工のように加工液が周囲へ飛散することも少なく、作業環境への悪影響も低減できる。しかも、セミドライ加工よりも液滴が大きいので、冷却効果も的確に確保できる。   According to the processing apparatus and the processing method of the present invention, since the processing liquid is semi-wet processing that is sprayed in a so-called shower shape with an average particle diameter of 50 to 300 μm, the processing liquid splash method wet processing, dry processing that does not use the processing liquid, In addition, it has an effect superior to any of the semi-dry processing methods in which the processing liquid is sprayed in a mist form. Specifically, unevenness in the supply of the machining fluid is unlikely to occur as in wet machining, and the machining fluid can be accurately supplied to the periphery of the machining portion including the cutting edge of the machining tool. There is also an advantage that the amount of processing liquid used can be reduced compared to wet processing. Moreover, there is no problem of lack of lubricity and cooling unlike dry processing. Further, unlike the semi-dry processing, the machining liquid is less likely to scatter to the surroundings, and adverse effects on the work environment can be reduced. In addition, since the droplets are larger than the semi-dry process, the cooling effect can be ensured accurately.

加工液が冷却手段によって冷却された状態で噴射されれば、冷却効果が向上する。特に、夏場等の環境温度が比較的高い場合は、当該環境温度によって加工液も温められているので冷却効率が劣るが、冷却手段によって冷却された状態で噴射されれば、このような冷却効率の低下を避けられる。   If the machining liquid is sprayed in a state cooled by the cooling means, the cooling effect is improved. In particular, when the environmental temperature is relatively high, such as in summer, the cooling fluid is inferior because the machining fluid is also warmed by the environmental temperature. Can be avoided.

金属材料の非加工時は冷却された加工液をサブタンクに貯留しておき、金属材料の加工時にサブタンクから加工液を供給すれば、加工液の液温調整を行うことができるとともに、確実に冷却された加工液が供給されるので、冷却効果を確実に高めることができる。   When the metal material is not machined, the cooled machining fluid is stored in the sub-tank, and if the machining fluid is supplied from the sub-tank when the metal material is machined, the liquid temperature of the machining fluid can be adjusted and the coolant can be cooled reliably. Since the processed fluid is supplied, the cooling effect can be reliably enhanced.

汲上ポンプとして電動式のポンプを使用すると、当該電動ポンプの駆動熱によって加工液が加熱されるおそれがある。これに対し、汲上ポンプとしてエアー駆動式のポンプを使用していればこれの駆動熱は低く、加工液が加熱されることが避けられるので、加工液を効率良く冷却することができる。   When an electric pump is used as the pumping pump, the machining fluid may be heated by the driving heat of the electric pump. On the other hand, if an air-driven pump is used as the pumping pump, the driving heat of the pump is low and the machining fluid is avoided from being heated, so that the machining fluid can be efficiently cooled.

加工装置の要部構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part structure of a processing apparatus. 加工装置の要部拡大縦断面図である。It is a principal part expansion longitudinal cross-sectional view of a processing apparatus. ノズルホルダーの平面図である。It is a top view of a nozzle holder. 非加工時の加工液供給装置の模式図である。It is a schematic diagram of the processing liquid supply apparatus at the time of non-processing. 加工時の加工液供給装置の模式図である。It is a schematic diagram of the processing liquid supply apparatus at the time of a process.

以下に、適宜図面を参照しながら本発明に係る金属材料の加工装置及び加工方法の代表的な実施例について説明するが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。本発明は、金属材料を切削又は研削加工する加工工具と、加工液を加工部周辺へ噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルへ加工液を供給する加工液供給装置とを有し、加工液が噴射ノズルから圧縮エアーと共に噴射される構成のものであれば特に限定されず、種々の加工装置に適用することができるが、以下には被加工物である金属材料(以下、ワークと称する)の孔にブローチ挿入して、ワークの孔の内面を切削加工する立型ブローチ盤に適用した例を挙げて説明する。   Hereinafter, representative examples of a processing apparatus and a processing method for a metal material according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited thereto and is within the scope not departing from the gist of the present invention. Various changes are possible. The present invention includes a processing tool for cutting or grinding a metal material, an injection nozzle for injecting a processing liquid to the periphery of the processing portion, and a processing liquid supply device for supplying the processing liquid to the injection nozzle. It is not particularly limited as long as it is configured to be jetted together with compressed air from a nozzle, and can be applied to various processing apparatuses. However, a hole of a metal material (hereinafter referred to as a workpiece) as a workpiece is described below. An example applied to a vertical broaching machine that inserts a broach and cuts the inner surface of the hole of the workpiece will be described.

図1及び図2に示すように、加工装置であるブローチ盤1は、本体11と、加工工具であるブローチ12と、治具となる基準金具13と、加工液(以下、クーラントと称する)を噴射する噴射ノズル14と、噴射ノズル14を固定するノズルホルダー15と、クーラントを供給するクーラント供給装置30などを備えている。ブローチ12は棒状の切削工具であり、その外周面にワークWを切削する刃部12aが形成されている。ブローチ12は本体11に上下方向に起立した状態で挿通され、その下端部がプルヘッド18にて固定される。本体11は上下に昇降可能であり、これに設置されたワークWをブローチ12に対して上下方向に相対移動させることができる。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the broaching machine 1 that is a processing apparatus includes a main body 11, a broach 12 that is a processing tool, a reference fitting 13 that is a jig, and a processing fluid (hereinafter referred to as coolant). An injection nozzle 14 that injects, a nozzle holder 15 that fixes the injection nozzle 14, a coolant supply device 30 that supplies coolant, and the like are provided. The broach 12 is a rod-shaped cutting tool, and a blade portion 12a for cutting the workpiece W is formed on the outer peripheral surface thereof. The broach 12 is inserted into the main body 11 while standing up and down, and its lower end is fixed by a pull head 18. The main body 11 can be moved up and down, and the workpiece W installed thereon can be moved relative to the broach 12 in the vertical direction.

基準金具13は本体11上に設置され、これの径方向中央にブローチ12が挿通される。また、基準金具13の径方向中央部の上面には、ワーク設置凹部13aが凹み形成されており、当該ワーク設置凹部13aにワークWが設置される。ワークWには予め加工孔Waが厚み方向に貫通して穿設されており、当該加工孔Wa内をブローチ12が上下に相対移動することで、加工孔Waの内周面が切削加工される。   The reference metal fitting 13 is installed on the main body 11, and the broach 12 is inserted through the center in the radial direction. In addition, a workpiece installation recess 13a is formed in the upper surface of the central portion in the radial direction of the reference fitting 13, and the workpiece W is installed in the workpiece installation recess 13a. A work hole Wa is drilled in advance in the thickness direction in the workpiece W, and the inner peripheral surface of the work hole Wa is cut by the broach 12 moving up and down relative to the work hole Wa. .

図1〜3に示すように、ノズルホルダー15は円環状を呈し、これの径方向中央にブローチ12が挿通される。ノズルホルダー15はワークWを挟んで基準金具13の上方に設けられ、ブラケット16に固定されている。ブラケット16の基端は図外のシリンダに連結されており、当該シリンダによって上下方向へ昇降可能となっている。これにより、ノズルホルダー15及びこれに固定された噴射ノズル14は、図1の想像線(二点鎖線)で示すように、ブラケット16を介して上下方向に昇降可能となっている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the nozzle holder 15 has an annular shape, and the broach 12 is inserted in the center in the radial direction thereof. The nozzle holder 15 is provided above the reference fitting 13 with the workpiece W interposed therebetween, and is fixed to the bracket 16. The base end of the bracket 16 is connected to a cylinder (not shown) and can be moved up and down by the cylinder. Thereby, the nozzle holder 15 and the injection nozzle 14 fixed to the nozzle holder 15 can be moved up and down via the bracket 16 as shown by an imaginary line (two-dot chain line) in FIG.

噴射ノズル14はノズルホルダー15に固定され、ブローチ12を囲むようにノズルホルダー15の周方向に等間隔で複数箇所設けられている。本実施例では、4箇所に噴射ノズル14を設けている。各噴射ノズル14は、クーラントCをワークWの加工部へ向けて噴射するよう、所定角度で下方に傾斜している。また、各噴射ノズル14は、図3に示すように、ブローチ12の軸中心に対して平面方向において所定角度θずれた状態で配されている。これにより、各噴射ノズル14から噴射されたクーラントCのブローチ12へまともに衝突することが避けられ、ブローチ12の外周面を沿うように噴射されることで、刃部12aを含めた加工部周辺へ的確にクーラントCを供給できる。   The injection nozzles 14 are fixed to the nozzle holder 15 and are provided at a plurality of positions at equal intervals in the circumferential direction of the nozzle holder 15 so as to surround the broach 12. In the present embodiment, the injection nozzles 14 are provided at four locations. Each injection nozzle 14 is inclined downward at a predetermined angle so as to inject the coolant C toward the processed portion of the workpiece W. Further, as shown in FIG. 3, each injection nozzle 14 is arranged with a predetermined angle θ shifted in the plane direction with respect to the axial center of the broach 12. Accordingly, it is possible to avoid a collision with the broach 12 of the coolant C sprayed from each spray nozzle 14, and by spraying along the outer peripheral surface of the broach 12, the periphery of the processing portion including the blade portion 12 a. The coolant C can be accurately supplied.

各噴射ノズル14は、圧縮エアーが導入されるエアーポート14aと、クーラントCが導入されるクーラントポート14cと、圧縮エアー及びクーラントCが流動していく流路14bと、流路14bからクーラントCが圧縮エアーと共に噴射される噴射口14dとを有する。クーラントポート14cは流路14bの中間部おいて圧縮エアーの流動方向に対して直交するように連通しており、流路14b内を圧縮エアーが流動する際のベンチュリー効果による負圧によってクーラントCが吸引されるベンチュリーノズルとなっている。また、各噴射ノズル14には、ボールねじからなるニードル17が内外貫通状に設けられている。当該ニードル17の先端部は、クーラントポート14cと流路14bとの連通部に臨んでいる。そして、ニードル17の突出量(クーラントポート14cの開口量)を調整することで、クーラントCの導入量、延いては噴射口14dから圧縮エアーと共に噴射される際の液滴粒径を調整可能となっている。なお、エアーポート14aには、クーラント供給装置30から延びるエアーライン20(エアー配管)が連結されており、クーラントポート14cには、同じくクーラント供給装置30から延びるクーラントライン21(クーラント配管)が連結されている。   Each injection nozzle 14 includes an air port 14a into which compressed air is introduced, a coolant port 14c into which the coolant C is introduced, a flow path 14b through which the compressed air and the coolant C flow, and the coolant C from the flow path 14b. And an injection port 14d that is injected together with the compressed air. The coolant port 14c communicates at an intermediate portion of the flow path 14b so as to be orthogonal to the flow direction of the compressed air, and the coolant C is caused by the negative pressure due to the venturi effect when the compressed air flows in the flow path 14b. Venturi nozzle is sucked. Each injection nozzle 14 is provided with a needle 17 made of a ball screw so as to penetrate inside and outside. The tip of the needle 17 faces the communicating portion between the coolant port 14c and the flow path 14b. Then, by adjusting the protrusion amount of the needle 17 (the opening amount of the coolant port 14c), the introduction amount of the coolant C, and hence the droplet particle size when being injected together with the compressed air from the injection port 14d can be adjusted. It has become. An air line 20 (air piping) extending from the coolant supply device 30 is connected to the air port 14a, and a coolant line 21 (coolant piping) also extending from the coolant supply device 30 is connected to the coolant port 14c. ing.

本体11の内部には、クーラント流路11aが穿設されており、当該クーラント流路11aの基端に、クーラント供給装置30から延びる第2クーラントライン22が連結されている。クーラント流路11aの先端には、ブローチ12を囲むように円環状に形成された円環流路11bが連結されている。そして、円環流路11bの側壁全体に亘って、複数の噴射口11cが穿設されている。各噴射口11cも、下方へ向けて所定角度傾斜している。   A coolant channel 11a is formed inside the main body 11, and a second coolant line 22 extending from the coolant supply device 30 is connected to the proximal end of the coolant channel 11a. An annular channel 11b formed in an annular shape so as to surround the broach 12 is connected to the tip of the coolant channel 11a. A plurality of injection ports 11c are drilled over the entire side wall of the annular channel 11b. Each injection port 11c is also inclined at a predetermined angle downward.

クーラント供給装置30には、図4、5に示すように、エアー導入ポート31と、クーラント導入ポート32とが連結されている。なお、図4は、ブローチ盤1の不使用時、すなわち非加工時の状態を示しており、図5は、ワークW加工時の状態を示している。エアー導入ポート31からは、図外のポンプによって圧縮エアーが圧送されてくる。クーラント導入ポート32からは、図外のクーラントタンクからクーラントが導入される。   As shown in FIGS. 4 and 5, an air introduction port 31 and a coolant introduction port 32 are connected to the coolant supply device 30. 4 shows a state when the broaching machine 1 is not used, that is, when it is not processed, and FIG. 5 shows a state when the workpiece W is processed. Compressed air is pumped from the air introduction port 31 by a pump (not shown). From the coolant introduction port 32, coolant is introduced from a coolant tank (not shown).

潤滑及び冷却用の加工液であるクーラントとしては、油性切削油でも良いし水溶性切削油でも良いが、水溶性切削油が好ましい。油性切削油は潤滑性が高いが、粘性が高いためワークへの付着量が多く消費量及びコストが高くなると共に、対環境性も悪くなる問題が生じるからである。水溶性切削油であれば、これらの問題が低減する。また、潤滑性は劣るが、加工液であるクーラントとして水を使用することもできる。   The coolant that is the working fluid for lubrication and cooling may be oil-based cutting oil or water-soluble cutting oil, but water-soluble cutting oil is preferable. This is because oil-based cutting oil has high lubricity, but because of its high viscosity, there is a problem that the amount of adhesion to the workpiece is large, the consumption and cost are increased, and the environmental resistance is also deteriorated. A water-soluble cutting oil reduces these problems. Moreover, although lubricity is inferior, water can also be used as a coolant which is a working fluid.

そのうえで、クーラント供給装置30には、導入されたクーラントCを貯留するサブタンク35と、サブタンク35に貯留されたクーラントCを汲み上げる汲上ポンプ36と、クーラントCを冷却する冷却装置37とを有する。クーラント導入ポート32とサブタンク35との間には、クーラント導入ライン23が配されている。サブタンク35と冷却装置37とは、汲上ライン24によって連通され、当該汲上ライン24上に汲上ポンプ36が設けられている。汲上ライン24は、クーラントライン21とリバースライン25とへ択一的に連通可能となっている。クーラントライン21は、途中で4方向に分岐しており、それぞれの先端が各噴射ノズル14に連結されている。リバースライン25の先端は、サブタンク35に連通している。   In addition, the coolant supply device 30 includes a sub tank 35 that stores the introduced coolant C, a pumping pump 36 that pumps up the coolant C stored in the sub tank 35, and a cooling device 37 that cools the coolant C. A coolant introduction line 23 is arranged between the coolant introduction port 32 and the sub tank 35. The sub tank 35 and the cooling device 37 are communicated with each other by a pumping line 24, and a pumping pump 36 is provided on the pumping line 24. The pumping line 24 can be alternatively communicated with the coolant line 21 and the reverse line 25. The coolant line 21 is branched in four directions along the way, and each tip is connected to each injection nozzle 14. The tip of the reverse line 25 communicates with the sub tank 35.

クーラント導入ライン23上には、クーラント導入ポート32側からバルブ40、電磁弁41、フィルター42が、これの順で設けられている。バルブ40は、手動で開閉状態を切り替えるバルブである。電磁弁41は、図示ししていない制御装置によって開閉制御される。また、バルブ40と電磁弁41との間には、第2クーラントライン22が連結されている。当該第2クーラントライン22上にも、制御装置によって開閉制御される電磁弁43が設けられている。   On the coolant introduction line 23, a valve 40, a solenoid valve 41, and a filter 42 are provided in this order from the coolant introduction port 32 side. The valve 40 is a valve that manually switches between open and closed states. The solenoid valve 41 is controlled to be opened and closed by a control device (not shown). A second coolant line 22 is connected between the valve 40 and the electromagnetic valve 41. An electromagnetic valve 43 that is controlled to be opened and closed by a control device is also provided on the second coolant line 22.

サブタンク35には、当該サブタンク35内に貯留されるクーラントCの液量検知手段としての液面レベルスイッチ44と、クーラントCの温度検知手段としての温度センサ45とが設けられている。液面レベルスイッチ44と温度センサ45は、図外の制御装置へ連結されている。符号46は、フィルターである。汲上ポンプ36はエアー駆動式のポンプであり、当該汲上ポンプ36には、エアー導入ポート31の上流から分岐したポンプ駆動ライン26が連結されている。当該ポンプ駆動ライン26上にも、制御装置によって開閉制御される電磁弁47が設けられている。冷却装置37は、クーラントCを冷却可能なものであれば特に限定されないが、例えばペルチェ素子を利用したものなどを例示できる。   The sub tank 35 is provided with a liquid level switch 44 serving as a coolant level detection means for the coolant C stored in the sub tank 35 and a temperature sensor 45 serving as a coolant C temperature detection means. The liquid level switch 44 and the temperature sensor 45 are connected to a control device (not shown). Reference numeral 46 denotes a filter. The pumping pump 36 is an air-driven pump, and the pumping pump 26 branched from the upstream side of the air introduction port 31 is connected to the pumping pump 36. An electromagnetic valve 47 that is controlled to open and close by the control device is also provided on the pump drive line 26. Although it will not specifically limit if the cooling device 37 can cool the coolant C, For example, the thing using a Peltier device etc. can be illustrated.

エアー導入ポート31には、エアーライン20が連結されている。当該エアーライン20は途中で4方向に分岐しており、それぞれの先端が各噴射ノズル14に連結されている。また、エアーライン20上には、エアー導入ポート31側からバルブ54と電磁弁55とが、これの順で設けられている。バルブ54は、手動で開閉状態を切り替えるバルブであり、電磁弁55は、図示していない制御装置によって開閉制御される。   The air line 20 is connected to the air introduction port 31. The air line 20 branches in four directions along the way, and each tip is connected to each injection nozzle 14. On the air line 20, a valve 54 and an electromagnetic valve 55 are provided in this order from the air introduction port 31 side. The valve 54 is a valve that manually switches the open / close state, and the electromagnetic valve 55 is controlled to open / close by a control device (not shown).

また、汲上ライン24とクーラントライン21及びリバースライン25との連結部にも電磁弁48が設けられており、エアーライン20には、電磁弁48に至る切替ライン27が連結されている。電磁弁48は、切替ライン27を通して供給されるエアー圧力によって連通状態が切り替えられる。当該電磁弁48がエアー圧力によって切り替えられることで、汲上ライン24とクーラントライン21又はリバースライン25との連通状態が選択的に切り替えられる。また、クーラントライン21上には、温度センサ50、流量センサ51、及び流量調整バルブ52が設けられている。温度センサ50及び流量センサ51は、図外の制御装置に連結されている。流量調整バルブ52は、いわゆる絞りである。   A solenoid valve 48 is also provided at the connecting portion between the pumping line 24, the coolant line 21, and the reverse line 25, and a switching line 27 reaching the solenoid valve 48 is connected to the air line 20. The communication state of the solenoid valve 48 is switched by the air pressure supplied through the switching line 27. By switching the electromagnetic valve 48 by the air pressure, the communication state between the pumping line 24 and the coolant line 21 or the reverse line 25 is selectively switched. A temperature sensor 50, a flow rate sensor 51, and a flow rate adjustment valve 52 are provided on the coolant line 21. The temperature sensor 50 and the flow sensor 51 are connected to a control device (not shown). The flow rate adjusting valve 52 is a so-called throttle.

次に、ワークWの加工手順(方法)とその作用について説明する。まず、図1の想像線で示すように、ノズルホルダー15及び噴射ノズル14を上方に退避させた状態で、基準金具13上に被加工物であるワークWを設置する。ワークWを設置したら、図1の実線で示すように、ノズルホルダー15がワークWに当接ないし近接する程度に噴射ノズル14を加工部周辺まで降ろして、加工状態にセットする。なお、ブローチ盤1の停止時(ワークWの非加時)では、図2に示すように、各噴射ノズル14はブローチ12の刃部12aに臨んでいる。そして、ブローチ盤1の電源を入れ、クーラント供給装置30から圧縮エアーと共にクーラントCを加工部周辺へ供給しながら、ブローチ12によってワークWの加工孔Waを切削加工することになる。そこで、クーラント供給装置30について詳しく説明する。   Next, a processing procedure (method) and an operation of the workpiece W will be described. First, as shown by an imaginary line in FIG. 1, a workpiece W, which is a workpiece, is placed on the reference metal fitting 13 with the nozzle holder 15 and the injection nozzle 14 retracted upward. When the workpiece W is installed, as shown by the solid line in FIG. 1, the spray nozzle 14 is lowered to the periphery of the processing portion so that the nozzle holder 15 is in contact with or close to the workpiece W, and is set in the processing state. When the broaching machine 1 is stopped (when the workpiece W is not applied), each injection nozzle 14 faces the blade portion 12a of the broach 12 as shown in FIG. Then, the broaching machine 1 is turned on and the work hole Wa of the work W is cut by the broach 12 while supplying the coolant C together with the compressed air from the coolant supply device 30 to the periphery of the processing part. Therefore, the coolant supply device 30 will be described in detail.

ブローチ盤1の停止時(ワークWの非加工時)では、クーラント導入ライン23上のバルブ40及びエアーライン20上のバルブ54は閉弁されている。また、図4に示すように、クーラント導入ライン23上の電磁弁41、第2クーラントライン22上の電磁弁43、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47、及びエアーライン20上の電磁弁55も、それぞれ閉弁されている。これにより、仮にクーラント導入ライン23上のバルブ40やエアーライン20上のバルブ54が閉め忘れ等により開弁されていても、クーラント供給装置30内にクーラントや圧縮エアーが不用意に導入されることはない。クーラント導入ライン23上のバルブ40やエアーライン20上のバルブ54は、元栓としての要素である。また、ブローチ盤1の停止時(ワークWの非加工時)では、汲上ライン24とリバースライン25とが電磁弁48を介して連通されており、汲上ライン24とクーラントライン21とは電磁弁48によって非連通状態となっている。   When the broaching machine 1 is stopped (when the workpiece W is not processed), the valve 40 on the coolant introduction line 23 and the valve 54 on the air line 20 are closed. As shown in FIG. 4, the solenoid valve 41 on the coolant introduction line 23, the solenoid valve 43 on the second coolant line 22, the solenoid valve 47 on the pump drive line 26, and the solenoid valve 55 on the air line 20 are also provided. , Each is closed. Thereby, even if the valve 40 on the coolant introduction line 23 and the valve 54 on the air line 20 are opened due to forgetting to close, coolant or compressed air is inadvertently introduced into the coolant supply device 30. There is no. The valve 40 on the coolant introduction line 23 and the valve 54 on the air line 20 are elements as main plugs. In addition, when the broaching machine 1 is stopped (when the workpiece W is not processed), the pumping line 24 and the reverse line 25 are communicated with each other via the electromagnetic valve 48, and the pumping line 24 and the coolant line 21 are connected to the electromagnetic valve 48. Is in a non-communication state.

当該図4に示す状態から、バルブ40及びバルブ54を手動で開き、ブローチ盤1の電源を入れる。すると、図5に示すように、第2クーラントライン22上の電磁弁43が開弁され、クーラント導入ポート32から導入されたクーラントが、第2クーラントライン22を通して本体11のクーラント流路11aに導入される。また、エアーライン20上の電磁弁55も同時に開弁される。これにより、エアー導入ポート31から導入された圧縮エアーが、エアーライン20を通して各噴射ノズル14へ導入されると共に、切替ライン27を通して電磁弁48へも供給される。すると、当該切替ライン27を通して供給される圧縮エアーの圧力によって電磁弁48が作動し、汲上ライン24とクーラントライン21とが連通状態となる。一方、汲上ライン24とリバースライン25とは、非連通状態となる。また、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47も同時に開弁され、ポンプ駆動ライン26を通して圧縮エアーが汲上ポンプ36へ供給される。すると、当該ポンプ駆動ライン26を通して供給された圧縮エアーによって汲上ポンプ36が駆動し、サブタンク35に予め貯留されていたクーラントCが、汲上ライン24を通して汲み上げられる。なお、サブタンク35に貯留されているクーラントCは予め所定温度に冷却されている(詳しくは後述する)ので、ブローチ盤1の電源を入れた直後は、冷却装置37は作動していない。また、ブローチ盤1の電源を入れた直後は、クーラント導入ライン23上の電磁弁41は閉弁されたままである。   From the state shown in FIG. 4, the valve 40 and the valve 54 are manually opened, and the broaching machine 1 is turned on. Then, as shown in FIG. 5, the electromagnetic valve 43 on the second coolant line 22 is opened, and the coolant introduced from the coolant introduction port 32 is introduced into the coolant channel 11 a of the main body 11 through the second coolant line 22. Is done. Further, the electromagnetic valve 55 on the air line 20 is also opened at the same time. Thereby, the compressed air introduced from the air introduction port 31 is introduced to each injection nozzle 14 through the air line 20 and is also supplied to the electromagnetic valve 48 through the switching line 27. Then, the solenoid valve 48 is activated by the pressure of the compressed air supplied through the switching line 27, and the pumping line 24 and the coolant line 21 are in communication with each other. On the other hand, the pumping line 24 and the reverse line 25 are not in communication. The electromagnetic valve 47 on the pump drive line 26 is also opened at the same time, and compressed air is supplied to the pumping pump 36 through the pump drive line 26. Then, the pumping pump 36 is driven by the compressed air supplied through the pump driving line 26, and the coolant C stored in advance in the sub tank 35 is pumped up through the pumping line 24. Since the coolant C stored in the sub tank 35 is cooled to a predetermined temperature in advance (details will be described later), the cooling device 37 is not operated immediately after the broaching machine 1 is turned on. Immediately after the power of the broaching machine 1 is turned on, the electromagnetic valve 41 on the coolant introduction line 23 remains closed.

汲上ポンプ36によって汲み上げられたクーラントCは汲上ライン24からクーラントライン21へ至り、流量調整バルブ52を介して流量が調整されながら、各噴射ノズル14へ導入される。このとき、汲上ポンプ36及び電磁弁48が共にエアー駆動式なので、クーラントCが電動熱によって加熱されることが避けられる。また、クーラントライン21上に設けられた温度センサ50によって、クーラントライン21を流動していくクーラントCの温度が検知されている。そして、当該温度センサ50によってクーラントCの温度が所定温度以上であることが検知されると、冷却装置37が作動するよう制御されている。したがって、サブタンク35内のクーラントCの温度が充分に冷却されていなくても、クーラントCが冷却装置37によって冷却されながら各噴射ノズル14へ供給されるので、冷却効果の低減が避けられる。また、クーラントライン21上に設けられた流量センサ51によって、クーラントライン21を流動していくクーラントCの流量も検知されている。そして、クーラントCを冷却し過ぎて流動性が低下したり、サブタンク35内のクーラントC量が極端に低下するなどして、クーラントライン21中を流動するクーラントCの流量が所定値以下であることが検知されると、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47を閉弁されて、汲上ポンプ36が停止するように制御されている。このように、温度センサ50及び流量センサ51は、クーラントCの供給状態確認用として設けられている。   The coolant C pumped up by the pumping pump 36 reaches the coolant line 21 from the pumping line 24 and is introduced into each injection nozzle 14 while the flow rate is adjusted via the flow rate adjusting valve 52. At this time, since the pumping pump 36 and the solenoid valve 48 are both air-driven, the coolant C can be prevented from being heated by electric heat. Further, the temperature of the coolant C flowing through the coolant line 21 is detected by the temperature sensor 50 provided on the coolant line 21. When the temperature sensor 50 detects that the temperature of the coolant C is equal to or higher than a predetermined temperature, the cooling device 37 is controlled to operate. Therefore, even if the temperature of the coolant C in the sub-tank 35 is not sufficiently cooled, the coolant C is supplied to each injection nozzle 14 while being cooled by the cooling device 37, so that a reduction in the cooling effect can be avoided. Further, the flow rate of the coolant C flowing through the coolant line 21 is also detected by the flow rate sensor 51 provided on the coolant line 21. The flow rate of the coolant C flowing in the coolant line 21 is less than or equal to a predetermined value due to excessive cooling of the coolant C to decrease fluidity or the amount of coolant C in the sub tank 35 is extremely decreased. Is detected, the solenoid valve 47 on the pump drive line 26 is closed, and the pumping pump 36 is controlled to stop. As described above, the temperature sensor 50 and the flow rate sensor 51 are provided for checking the supply state of the coolant C.

各噴射ノズル14に供給された圧縮エアーは、図2に示すように、エアーポート14aから流路14bを通って噴射口14dから噴射される。なお、本実施例では、圧縮エアーが0.2〜0.5MPa(2〜5Kg/cm2)程度で噴射されるように設定されている。同時に、流路14bを圧縮エアーが流動することでクーラントポート14cに負圧が生じ、クーラントポート14cからクーラントCが吸引される。そして、吸引されたクーラントCは流路14bにおいて圧縮エアーと混合され、噴射口14dから圧縮エアーと共に噴射される。 As shown in FIG. 2, the compressed air supplied to each injection nozzle 14 is injected from the injection port 14d through the air port 14a through the flow path 14b. In this embodiment, the compressed air is set to be injected at about 0.2 to 0.5 MPa ( 2 to 5 kg / cm 2 ). At the same time, the compressed air flows through the flow path 14b, so that a negative pressure is generated in the coolant port 14c, and the coolant C is sucked from the coolant port 14c. Then, the sucked coolant C is mixed with the compressed air in the flow path 14b, and is injected together with the compressed air from the injection port 14d.

このとき、圧縮エアーのエアー圧力も考慮しながらニードル17の突出量(クーラントポート14cの開口量)を調整することで、クーラントCの液滴平均粒子径が50〜300μm程度で噴射されるように設定しておく。これにより、クーラントCがシャワー状に噴射されるセミウェット加工となる。噴射されるクーラントCの平均粒子径が50μm未満であれば、セミドライ加工に近い状態となり、ワークW等の冷却効果低減や作業環境の悪化等の問題が生じる可能性が高くなる。一方、噴射されるクーラントCの平均粒子径が300μmを超えると、ウェット加工に近い状態となり、加工部周辺へ均一に供給できなかったり、使用量の増加につながる。クーラントCの液滴平均粒子径は、好ましくは50〜250μm程度であり、より好ましくは80〜200μm程度である。   At this time, by adjusting the protrusion amount of the needle 17 (the opening amount of the coolant port 14c) while taking into consideration the air pressure of the compressed air, the average particle diameter of the coolant C is jetted at about 50 to 300 μm. Set it. Thereby, it becomes the semi-wet process in which the coolant C is injected in the shower shape. If the average particle diameter of the coolant C to be injected is less than 50 μm, the state is close to semi-dry processing, and there is a high possibility that problems such as reduction of the cooling effect of the workpiece W and the deterioration of the work environment will occur. On the other hand, when the average particle diameter of the injected coolant C exceeds 300 μm, it becomes a state close to wet processing, and cannot be uniformly supplied to the periphery of the processing portion, or the usage amount increases. The average droplet diameter of the coolant C is preferably about 50 to 250 μm, more preferably about 80 to 200 μm.

各噴射ノズル14からシャワー状に噴射されたクーラントCは、ワークWの加工部周辺、すなわちワークWの上面及びブローチ12に向けて供給される。このとき、各噴射ノズル14は下方へ向けて傾斜していると共に、ブローチ12の軸中心に対して平面方向に所定角度θ傾斜しており、且つクーラントCがシャワー状に噴射されるので、ブローチ12の外周に供給されたクーラントCに流れが生じ難く、加工部周辺へ均一に供給される。したがって、ワークWの加工中にブローチ12の刃部12aがワークWの加工孔Waに臨んでいる状態でも、ブローチ12の刃部12aにまでクーラントCが的確に供給される。   The coolant C sprayed from each spray nozzle 14 in the form of a shower is supplied toward the periphery of the workpiece W, that is, the upper surface of the work W and the broach 12. At this time, each injection nozzle 14 is inclined downward, is inclined by a predetermined angle θ in the plane direction with respect to the axial center of the broach 12, and the coolant C is injected in a shower shape. The coolant C supplied to the outer periphery of 12 is unlikely to flow, and is supplied uniformly to the periphery of the processing portion. Therefore, even when the blade portion 12a of the broach 12 faces the processing hole Wa of the workpiece W during the processing of the workpiece W, the coolant C is accurately supplied to the blade portion 12a of the broach 12.

一方、第2クーラントライン22中を流動してくるクーラントCは、本体11に穿設されたクーラント流路11aから円環流路11bへ至り、各噴射口11cから液状のままブローチ12へ向けて供給される。これにより、ブローチ12によってワークWを切削した切り屑が洗い流される。   On the other hand, the coolant C flowing in the second coolant line 22 reaches from the coolant channel 11a drilled in the main body 11 to the annular channel 11b, and is supplied from each injection port 11c to the broach 12 in a liquid state. Is done. Thereby, the chip | piece which cut the workpiece | work W with the broach 12 is washed away.

クーラントCの消費によってサブタンク35内のクーラント貯留量が減少し、クーラントCの液面が液面レベルスイッチ44より低くなると、クーラント導入ライン23上の電磁弁41が開弁され、フィルター42を介して新たなクーラントCがサブタンク35内へ補充されるよう制御されている。サブタンク35内のクーラント液面が液面レベルスイッチ44より高くなると、電磁弁41は閉弁される。ワークWの加工中は、電磁弁41の開閉が繰り返される。   When the amount of coolant stored in the sub-tank 35 decreases due to the consumption of the coolant C and the liquid level of the coolant C becomes lower than the liquid level switch 44, the electromagnetic valve 41 on the coolant introduction line 23 is opened and passed through the filter 42. Control is performed so that new coolant C is replenished into the sub tank 35. When the coolant level in the sub tank 35 becomes higher than the level switch 44, the solenoid valve 41 is closed. During the processing of the workpiece W, the electromagnetic valve 41 is repeatedly opened and closed.

ワークWの切削加工が終了し、ブローチ盤1を停止すると、エアーライン20上の電磁弁55、第2クーラントライン22上の電磁弁43が閉弁される。これにより、汲上ライン24の連通状態切替用の電磁弁48へのエアー供給もストップする。すると、電磁弁48が初期状態へ切り替わり、汲上ライン24とリバースライン25とが連通し、汲上ライン24とクーラントライン21とは非連通状態となる。一方、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47は、ブローチ盤1の停止後所定時間は開弁状態で維持される。また、クーラント導入ライン23上の電磁弁41も、必要に応じてブローチ盤1の停止後所定時間は開弁状態で維持される。すなわち、ワークWの加工中にクーラントCが消費されてサブタンク35内のクーラントCの液面が液面レベルスイッチ44より低い場合は、ブローチ盤1の停止後でも、サブタンク35内のクーラントC液面が液面レベルスイッチ44よりも高くなるまで、クーラント導入ライン23上の電磁弁41は開弁されており、新たなクーラントCがサブタンク35内へ補充される。サブタンク35内のクーラントC液面が液面レベルスイッチ44よりも高くなれば、クーラント導入ライン23上の電磁弁41は閉弁される。   When the cutting of the workpiece W is completed and the broaching machine 1 is stopped, the electromagnetic valve 55 on the air line 20 and the electromagnetic valve 43 on the second coolant line 22 are closed. Thereby, the air supply to the solenoid valve 48 for switching the communication state of the pumping line 24 is also stopped. Then, the solenoid valve 48 is switched to the initial state, the pumping line 24 and the reverse line 25 communicate with each other, and the pumping line 24 and the coolant line 21 are disconnected. On the other hand, the electromagnetic valve 47 on the pump drive line 26 is kept open for a predetermined time after the broaching machine 1 is stopped. Further, the electromagnetic valve 41 on the coolant introduction line 23 is also maintained in a valve open state for a predetermined time after the broaching machine 1 is stopped, if necessary. That is, when the coolant C is consumed during the processing of the workpiece W and the liquid level of the coolant C in the sub tank 35 is lower than the liquid level switch 44, the coolant C liquid level in the sub tank 35 even after the broaching machine 1 is stopped. Until the liquid level switch 44 becomes higher than the liquid level switch 44, the solenoid valve 41 on the coolant introduction line 23 is opened, and new coolant C is replenished into the sub tank 35. If the coolant C liquid level in the sub tank 35 becomes higher than the liquid level switch 44, the solenoid valve 41 on the coolant introduction line 23 is closed.

このように、ワークWの加工中逐次、及び必要に応じてブローチ盤1の停止後にも補充されるクーラントは、ブローチ盤1外のクーラントタンクから供給されてくる。したがって、サブタンク35内に貯留されているクーラントCの温度は、補充クーラントによって上昇する。そこで、ブローチ盤1が停止され汲上ライン24とリバースライン25とが連通した状態においても、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47は開弁していることで、汲上ポンプ36は駆動し続けている。一方、冷却装置37も、ブローチ盤1の停止後所定時間は作動し続けているか、ワークWの加工中に作動していない場合は、ブローチ盤1の停止に伴い冷却装置37が作動する。   In this way, the coolant that is replenished sequentially during the processing of the workpiece W and, if necessary, even after the broaching machine 1 is stopped, is supplied from the coolant tank outside the broaching machine 1. Therefore, the temperature of the coolant C stored in the sub tank 35 is increased by the replenishing coolant. Therefore, even when the broaching machine 1 is stopped and the pumping line 24 and the reverse line 25 communicate with each other, the pumping pump 36 continues to be driven because the electromagnetic valve 47 on the pump driving line 26 is open. . On the other hand, if the cooling device 37 continues to operate for a predetermined time after the broaching machine 1 is stopped or does not operate during the processing of the workpiece W, the cooling device 37 is operated as the broaching machine 1 is stopped.

そして、汲上ポンプ36によって汲み上げられたサブタンク35内のクーラントCは、汲上ライン24から冷却装置37を介して冷却されながら、リバースライン25を通して再びサブタンク35へリバースされる。このように、クーラントCが冷却装置37を介して循環することで、サブタンク35に貯留されているクーラントC全体の温度が低下し、サブタンク35内には常に予め冷却されたクーラントCが貯留されていることになる。サブタンク35内のクーラントCの温度が所定温度以下となったことが温度センサ45によって検知されると、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47及び冷却装置37は停止制御される。なお、ブローチ盤1を長期間使用せず、その間にサブタンク35内のクーラントCの温度が所定温度以上となると、再度上記循環冷却が始動するよう制御されている。   Then, the coolant C in the sub-tank 35 pumped up by the pumping pump 36 is reversely returned to the sub-tank 35 through the reverse line 25 while being cooled from the pumping line 24 via the cooling device 37. In this way, the coolant C circulates through the cooling device 37, so that the temperature of the entire coolant C stored in the sub tank 35 decreases, and the coolant C that has been cooled in advance is always stored in the sub tank 35. Will be. When the temperature sensor 45 detects that the temperature of the coolant C in the sub tank 35 has become equal to or lower than a predetermined temperature, the solenoid valve 47 and the cooling device 37 on the pump drive line 26 are controlled to stop. The circulating cooling is controlled to start again when the broaching machine 1 is not used for a long period of time and the temperature of the coolant C in the sub-tank 35 becomes a predetermined temperature or more during that period.

なお、サブタンク35に設けられた温度センサ45の設定温度、すなわちサブタンク35内に貯留されているクーラントCの冷却温度は、室温未満であれば特に限定されない。ワークWやブローチ12の冷却効率を高めるためには、できるだけ低温にしておくことが好ましい。但し、過度に冷却すると、クーラントCの流動性が悪化したり、凝固するおそれがある。したがって、サブタンク35に設けられた温度センサ45の設定温度、すなわちサブタンク35内に貯留されているクーラントCの冷却温度の下限は、クーラントCの流動性が低下しない程度の温度とする。例えば、3〜20℃程度の範囲で、季節や空調等の室内環境に応じて適宜設定すればよい。   The set temperature of the temperature sensor 45 provided in the sub tank 35, that is, the cooling temperature of the coolant C stored in the sub tank 35 is not particularly limited as long as it is lower than room temperature. In order to increase the cooling efficiency of the workpiece W and the broach 12, it is preferable to keep the temperature as low as possible. However, when it cools too much, there exists a possibility that the fluidity | liquidity of the coolant C may deteriorate or it may solidify. Therefore, the lower limit of the set temperature of the temperature sensor 45 provided in the sub tank 35, that is, the cooling temperature of the coolant C stored in the sub tank 35 is set to a temperature at which the fluidity of the coolant C does not decrease. For example, it may be set as appropriate in the range of about 3 to 20 ° C. according to the indoor environment such as season and air conditioning.

(変形例)
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、その他種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では噴射ノズルをブローチ(加工工具)の周りに4箇所設けたが、これに限らず1箇所のみでもよいし、2〜6箇所程度とすることもできる。好ましくは、3〜5箇所である。この場合も、各噴射ノズルは、加工工具を中心として等間隔で設置することが好ましい。また、上記実施例ではワークを切削加工するブローチ盤に適用したが、マシニングセンタに適用したり、研削加工装置に適用することもできる。
(Modification)
As mentioned above, although the typical Example of this invention was described, various other deformation | transformation are possible. For example, in the above embodiment, four injection nozzles are provided around the broach (processing tool). However, the present invention is not limited to this, and only one location may be used, or about 2 to 6 locations. Preferably, it is 3-5 places. Also in this case, it is preferable that the spray nozzles are installed at equal intervals around the processing tool. In the above embodiment, the present invention is applied to a broaching machine for cutting a workpiece, but it can also be applied to a machining center or a grinding apparatus.

加工液供給装置には、サブタンク及び汲上ポンプを必ずしも設ける必要は無く、加工装置外の加工液タンクから供給されてくる加工液を、冷却手段を介して冷却しながらダイレクトに噴射するだけでもよい。また、手動で切り替えるバルブ40・54も、必ずしも設ける必要は無い。   The processing liquid supply device does not necessarily need to be provided with a sub-tank and a pumping pump, and the processing liquid supplied from the processing liquid tank outside the processing apparatus may be directly injected while being cooled through the cooling means. Further, the valves 40 and 54 that are manually switched are not necessarily provided.

加工液の冷却効率は落ちるが、汲上ポンプを電動ポンプとしたり、汲上ラインとクーラントライン及びリバースラインとの連通状態を切り替えるエアー切替式の電磁弁を、電動バルブとしてもよい。また、当該エアー切替式の電磁弁を、その他の電磁弁と同様に電子制御により開閉することもできる。   Although the cooling efficiency of the machining fluid is lowered, the pumping pump may be an electric pump, or an air-switching electromagnetic valve that switches the communication state between the pumping line, the coolant line, and the reverse line may be an electric valve. Further, the air-switching solenoid valve can be opened and closed by electronic control in the same manner as other solenoid valves.

サブタンク35に設ける温度センサ45は、温度計としてもよい。この場合、サブタンク35内に貯留されているクーラントCの温度を目視により確認し、クーラントCの温度が所定温度以下となったところで、手動で循環冷却を停止すればよい。   The temperature sensor 45 provided in the sub tank 35 may be a thermometer. In this case, the temperature of the coolant C stored in the sub-tank 35 is visually confirmed, and when the temperature of the coolant C becomes equal to or lower than a predetermined temperature, the circulation cooling may be manually stopped.

クーラントライン21上に設けられた温度センサ50によってクーラントCの温度が所定温度より高いことが検知された場合、上記実施例のように冷却装置37を作動させるほか、ポンプ駆動ライン26上の電磁弁47を閉弁して、汲上ポンプ36を停止するように制御することもできる。   When the temperature sensor 50 provided on the coolant line 21 detects that the temperature of the coolant C is higher than a predetermined temperature, the cooling device 37 is operated as in the above embodiment, and the solenoid valve on the pump drive line 26 is operated. It is also possible to control so that the pumping pump 36 is stopped by closing the valve 47.

1 ブローチ盤(加工装置)
11 本体
12 ブローチ(加工工具)
13 基準金具
14 噴射ノズル
15 ノズルホルダー
17 ニードル
20 エアーライン
21 クーラントライン
23 クーラント導入ライン
24 汲上ライン
25 リバースライン
26 ポンプ駆動ライン
27 切替ライン
30 クーラント供給装置
35 サブタンク
36 汲上ポンプ
37 冷却装置
41・43・47・55 電磁弁
44 液面レベルスイッチ
45・50 温度センサ
48 エアー切替電磁弁
51 流量センサ
52 流量調整バルブ
C クーラント
W ワーク

1 Broaching machine (processing equipment)
11 Body 12 Brooch (processing tool)
13 Reference fitting 14 Injection nozzle 15 Nozzle holder 17 Needle 20 Air line 21 Coolant line 23 Coolant introduction line 24 Pumping line 25 Reverse line 26 Pump drive line 27 Switching line 30 Coolant supply device 35 Sub tank 36 Pumping pump 37 Cooling devices 41, 43, 47/55 Solenoid valve 44 Liquid level switch 45/50 Temperature sensor 48 Air switching solenoid valve 51 Flow rate sensor 52 Flow rate adjustment valve C Coolant W Workpiece

Claims (8)

金属材料を切削又は研削加工する加工工具と、加工液を前記金属材料及び/又は前記加工工具へ噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルへ加工液を供給する加工液供給装置とを有し、前記加工液が、前記噴射ノズルから圧縮エアーと共に噴射される金属材料の加工装置であって、
前記加工液は、液滴の平均粒子径が50〜300μmの状態で噴射されることを特徴とする、金属材料の加工装置。
A processing tool for cutting or grinding a metal material, an injection nozzle for injecting a processing liquid to the metal material and / or the processing tool, and a processing liquid supply device for supplying the processing liquid to the injection nozzle, A processing apparatus for a metal material in which a processing liquid is jetted together with compressed air from the jet nozzle,
An apparatus for processing a metal material, wherein the processing liquid is ejected in a state where an average particle diameter of droplets is 50 to 300 μm.
前記加工液供給装置は冷却手段を備え、
前記加工液が、前記冷却手段によって冷却された状態で噴射されることを特徴とする、請求項1に記載の金属材料の加工装置。
The working fluid supply device includes a cooling means,
The metal material processing apparatus according to claim 1, wherein the processing liquid is sprayed in a state of being cooled by the cooling unit.
前記加工液供給装置はサブタンクを備え、
金属材料の非加工時に、前記冷却手段によって冷却された加工液が前記サブタンクに貯留され、金属材料の加工時は前記サブタンクから加工液が供給されることを特徴とする、請求項2に記載の金属材料の加工装置。
The machining fluid supply device includes a sub tank,
The processing liquid cooled by the cooling unit is stored in the sub tank when the metal material is not processed, and the processing liquid is supplied from the sub tank when the metal material is processed. Metal material processing equipment.
前記加工液供給装置は前記サブタンクから加工液を汲み上げる汲上ポンプを備え、
前記汲上ポンプはエアー駆動式のポンプであることを特徴とする、請求項3に記載の金属材料の加工装置。
The machining fluid supply device includes a pump for pumping machining fluid from the sub tank,
The metal material processing apparatus according to claim 3, wherein the pumping pump is an air-driven pump.
金属材料の切削又は研削加工時に、加工液供給装置から噴射ノズルを介して加工液を圧縮エアーと共に金属材料及び/又は加工工具へ噴射する、金属材料の加工方法であって、
前記加工液を、液滴の平均粒子径が50〜300μmの状態で噴射することを特徴とする、金属材料の加工方法。
A metal material processing method for injecting a processing liquid from a processing liquid supply device together with compressed air onto a metal material and / or a processing tool during cutting or grinding of the metal material,
A processing method of a metal material, wherein the processing liquid is sprayed in a state where an average particle diameter of droplets is 50 to 300 μm.
前記加工液供給装置に冷却手段を設け、
前記加工液を、前記冷却手段によって冷却された状態で噴射することを特徴とする、請求項5に記載の金属材料の加工方法。
A cooling means is provided in the machining fluid supply device,
The metal material processing method according to claim 5, wherein the processing liquid is sprayed in a state cooled by the cooling means.
前記加工液供給装置にサブタンクを設け、
金属材料の非加工時には、前記冷却手段によって冷却された加工液を前記サブタンクに貯留し、金属材料の加工時は前記サブタンクから加工液を供給することを特徴とする、請求項6に記載の金属材料の加工方法。
A sub-tank is provided in the processing liquid supply device,
The metal according to claim 6, wherein when the metal material is not processed, the processing liquid cooled by the cooling means is stored in the sub tank, and when the metal material is processed, the processing liquid is supplied from the sub tank. Material processing method.
前記サブタンクに貯留された加工液を、前記加工液供給装置に設けられたエアー駆動式の汲上ポンプによって供給することを特徴とする、請求項7に記載の金属材料の加工方法。


8. The method for processing a metal material according to claim 7, wherein the processing liquid stored in the sub tank is supplied by an air-driven pumping pump provided in the processing liquid supply device.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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