JP2018144192A - Device for regenerating cutting edge of cutting tool and method for the same - Google Patents

Device for regenerating cutting edge of cutting tool and method for the same Download PDF

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飯田勇気
Yuki Iida
中居久明
Hisaaki Nakai
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for regenerating a cutting edge that detaches and removes weld deposit without damaging a tool by blasting dry ice to a tool surface with compressed air.SOLUTION: A device for regenerating a cutting edge of a cutting tool includes: a dry ice feeding part 12 for feeding dry ice to a cutting tool 7 where a processing material is deposited to a cutting edge and the cutting performance is deteriorated; an air compressor communicated to the dry ice feeding part 12 and feeding compressed-air for jetting dry ice; and a jetting nozzle 2 for blasting dry ice to a tool cutting edge.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

旋削加工および転削加工、とりわけ切削液を使用しないドライ加工、セミドライ加工において、工具切れ刃に加工材料が溶着することにより切削性能が低下するが、工具切れ刃を損傷させること無く該工具切れ刃の溶着物をきれいに除去し、切削性能を新品に近い状態に再生させるため、ドライアイスを前記工具切れ刃にブラストする機能を付加したことを特徴とする工具切れ刃再生装置に関する。   In turning and turning, especially in dry processing and semi-dry processing that do not use cutting fluid, the cutting performance deteriorates due to welding of the work material to the tool cutting edge, but the tool cutting edge is not damaged. The present invention relates to a tool cutting edge regeneration device to which a function of blasting dry ice to the tool cutting edge is added in order to cleanly remove the welded material and regenerate cutting performance to a state close to a new product.

アルミニウム及びアルミニウム合金は軟質であるため、切削加工を行うと次第に工具切れ刃部に溶着物が付着し、構成刃先となり加工面を悪化させてしまう問題がある。また溶着物が生じたまま加工を繰り返すと溶着物が更に大きく成長して、脱離する際に正常な切れ刃と一緒にこぼれ落ち工具寿命を短くする問題がある。   Since aluminum and aluminum alloys are soft, there is a problem that when cutting is performed, a welded material gradually adheres to the cutting edge of the tool and becomes a constituent cutting edge, which deteriorates the processing surface. Further, when the processing is repeated while the welded material is generated, the welded material grows larger and spills together with a normal cutting edge when detaching, thereby shortening the tool life.

工具切れ刃に被削材が溶着することを抑制する技術として大多数を占めるのが、工具形状を最適化し耐溶着性を向上させる方法である(文献1〜3参照)。また工具切れ刃部に付着した溶着物を除去して切削能力を再生する方法としては、軸付砥石を使用して溶着物を削り取り再生する方法(文献4参照)や、液体金属脆化を応用し溶着物を脆化させて削り落とす方法(文献5参照)がある。   The majority of techniques for suppressing the welding of the work material to the tool cutting edge is a method for optimizing the tool shape and improving the welding resistance (see References 1 to 3). In addition, as a method for removing the deposit adhered to the cutting edge of the tool and regenerating the cutting ability, a method of scraping and regenerating the deposit using a grindstone with a shaft (refer to Reference 4) or liquid metal embrittlement is applied. There is a method (refer to Document 5) in which the welded material is embrittled and scraped off.

また、加工現場では、酸性やアルカリ性の溶液に浸漬させ溶着物を溶解させ再生している。   Further, at the processing site, the welded material is regenerated by dipping in an acidic or alkaline solution.

特開2013−193134JP2013-193134A 特開2007−245270JP2007-245270 特開2003−25134JP2003-25134

豊田敦史、吉村博仁、アルミニウム合金のニアドライ加工に関する研究、2015年精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、(2015),p.p.141−142Satoshi Toyoda, Hirohito Yoshimura, Research on near-dry processing of aluminum alloys, 2015 Annual Meeting of Precision Engineering Annual Conference, (2015), p. p. 141-142 杉原達哉、榎本俊之、液体金属脆化作用を援用した切削工具の機上再生、2014年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、(2014),p.p.551−552Tatsuya Sugihara, Toshiyuki Enomoto, On-machine regeneration of cutting tools with the aid of liquid metal embrittlement, Proceedings of the 2014 Annual Conference of Precision Engineering, (2014), p. p. 551-552

しかし、文献1〜3の切削インサートには被削材溶着抑制効果があるものの、工具上の溶着物をはがして工具を再生することを考慮していないため、いったん溶着が生じてしまうと加工を繰り返すことでやがては工具の破損や加工面の悪化などの問題が引き起こされる。最終的に、溶着が原因で欠損等が発生した工具は廃棄するしかない。   However, although the cutting inserts of References 1 to 3 have a work material welding suppression effect, they do not consider reclaiming the welded material on the tool and regenerating the tool, so that once welding occurs, machining is performed. Repeating will eventually cause problems such as tool breakage and deterioration of the machined surface. Ultimately, a tool that has been damaged due to welding can only be discarded.

文献4の再生方法では多様な工具形状への対応が難しく、更に砥石が目詰まりすると除去効果が低下してしまう。更に工具を研磨する工程で工具母材に疵が付く。   In the reproduction method of Document 4, it is difficult to cope with various tool shapes, and further, when the grindstone is clogged, the removal effect is lowered. Further, the tool base material is wrinkled in the process of polishing the tool.

また、文献5の再生方法では溶着物を脆化させる工程と除去する工程が複数あり煩雑である。しかも液体金属として用いられるガリウムは高価である。   Further, the regeneration method of Document 5 is complicated because there are a plurality of steps of embrittlement and removal of the welded material. Moreover, gallium used as a liquid metal is expensive.

また、酸性やアルカリ性の液に工具を浸漬させる再生方法では、作業環境の悪化、工具母材の減耗や安全面に問題がある。   In addition, the regeneration method in which the tool is immersed in an acidic or alkaline liquid has problems in the working environment, wear of the tool base material, and safety.

本発明が解決しようとする課題は、既存の工作機械に簡単に付加させることができて、容易に工具切れ刃から溶着物を除去でき、且つ除去過程で工具母材に疵を付けない工具切れ刃再生装置および工具切れ刃再生方法を提案することにある。   The problem to be solved by the present invention is that it can be easily added to an existing machine tool, the welded material can be easily removed from the tool cutting edge, and the tool base material is not wrinkled during the removal process. A blade regenerating apparatus and a tool cutting blade regenerating method are proposed.

上記課題について検討した結果、本発明では溶着物が付着した工具にドライアイスブラストを行うことで課題解決可能であることを見出し、これを基礎として本発明を完成するに至った。則ち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下のとおりである。   As a result of examining the above problems, the present invention has found that the problem can be solved by performing dry ice blasting on a tool to which a deposit is adhered, and the present invention has been completed based on this. That is, the invention claimed in the present application as means for solving the above problems, or at least the disclosed invention, is as follows.

[1]切削加工で工具切れ刃に加工材料が溶着することにより切削能力が低下した工具について、ドライアイスを供給するドライアイス供給装置と、該ドライアイス供給装置に連通されたドライアイスを噴射するための圧縮空気を供給するエアーコンプレッサと、該工具切れ刃にドライアイスをブラストするノズルから構成されるドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。
[2]前記ドライアイスは工具の長軸方向に対し5〜40°の角度でノズルが配置されることを特徴とする[1]に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。
[3]前記ノズルは工具から5〜40mmの距離に配置され、噴射圧力0.2〜0.8MPaでドライアイスをブラストすることを特徴とする[1]または[2]に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。
[4]前記ノズルは磁石により既存の工作機械に着脱可能で、加工空間に干渉しない任意の位置に取り付けられることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。
[5]前記ノズルに取り付けられ、ブラスト位置を決めるためのポインタが取り付けられていることを特徴とする[1]〜[4]に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。
[6][1]〜[5]のいずれかに記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置を用い、切削加工で工具切れ刃に加工材料が溶着することにより切削能力が低下した工具について、ドライアイスを前記工具にブラストして、工具切れ刃を損傷させること無く該工具表面の溶着物を除去することを特徴とするドライアイスブラストによる工具切れ刃の再生方法。
[7]工具切れ刃を損傷させること無く該工具表面の溶着物を除去し、切削抵抗の差が未使用工具に対し5%以内の状態にまで再生することを特徴とする[6]記載の切削工具切れ刃再生方法。
[8]加工材料は特定しないが、特にアルミニウム及びアルミニウム合金に対して有効である。
[1] A dry ice supply device for supplying dry ice and dry ice communicated with the dry ice supply device are sprayed on a tool whose cutting ability is reduced by welding a work material to the cutting edge of the cutting tool. An apparatus for regenerating a cutting tool cutting edge by dry ice blasting, comprising an air compressor for supplying compressed air and a nozzle for blasting dry ice to the tool cutting edge.
[2] A cutting tool cutting blade regenerating apparatus by dry ice blasting according to [1], wherein the dry ice has a nozzle disposed at an angle of 5 to 40 ° with respect to the long axis direction of the tool.
[3] The dry ice blast according to [1] or [2], wherein the nozzle is disposed at a distance of 5 to 40 mm from the tool and blasts dry ice at an injection pressure of 0.2 to 0.8 MPa. Cutting tool cutting edge regeneration device by.
[4] The dry ice blast according to any one of [1] to [3], wherein the nozzle is attachable to and detachable from an existing machine tool by a magnet, and is attached at an arbitrary position that does not interfere with a machining space. Cutting tool cutting blade regenerator.
[5] The cutting tool cutting blade regenerating apparatus by dry ice blasting according to any one of [1] to [4], wherein a pointer is attached to the nozzle to determine a blast position.
[6] Regarding a tool whose cutting ability is reduced by welding the cutting material to the tool cutting edge by cutting using the dry tool blast cutting blade regenerating device according to any one of [1] to [5] A method for regenerating a tool cutting edge by dry ice blasting, wherein dry ice is blasted onto the tool to remove the deposit on the tool surface without damaging the tool cutting edge.
[7] The welded material on the surface of the tool is removed without damaging the tool cutting edge, and the difference in cutting resistance is regenerated to a state within 5% of the unused tool. Cutting tool cutting edge regeneration method.
[8] The processing material is not specified, but is particularly effective for aluminum and aluminum alloys.

本発明の溶着除去による工具再生方法は上述の様に構成されるため、これによれば、従来技術の問題点であった溶着が生じた工具の寿命低下、加工面の悪化、工具の使い捨て、工具再生手順の煩雑さ、工具再生過程における工具の損傷を解消することが可能な発明である。   Since the tool regeneration method by welding removal of the present invention is configured as described above, according to this, the life of the tool in which welding, which was a problem of the prior art, is reduced, the processing surface is deteriorated, the tool is disposable, This is an invention that can eliminate the complexity of the tool regeneration procedure and the damage of the tool during the tool regeneration process.

本発明の実施形態にかかるマシニングセンタにおける工具再生部を示す概略図である。It is the schematic which shows the tool reproduction | regeneration part in the machining center concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるマシニングセンタにおける工具再生装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the tool reproduction apparatus in the machining center concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる旋盤における工具再生部を示す概略図である。It is the schematic which shows the tool reproduction | regeneration part in the lathe concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる旋盤における工具再生装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the tool reproducing apparatus in the lathe concerning embodiment of this invention. 本発明の発明者がかつて鋭意行なった実験における未使用工具に対する切削抵抗の差と加工面粗さの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the difference of the cutting resistance with respect to the unused tool in the experiment which the inventor of the present invention once performed, and the change of the surface roughness. 本発明の実施例における加工距離と切削抵抗の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the processing distance and cutting resistance in the Example of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施形態のマシニングセンタにおける工具再生部の概略図を示し、当該工具再生装置は図2に示すようにマシニングセンタに取り付けられ、当該マシニングセンタ内で切削工具にドライアイスをブラストし付着した溶着物を除去して、工具の切削能力を回復させる再生装置である。
もちろん、マシニングセンタ以外の工作機械でも適用できる。図3に本発明の実施形態の旋盤における工具再生部の概略図を示し、図4に当該工具再生装置を示すが、前記のマシニングセンタと同様に工具再生が行われる。
以下、マシニングセンタの場合を例に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a tool reproducing unit in a machining center according to an embodiment of the present invention. The tool reproducing apparatus is attached to the machining center as shown in FIG. This is a regenerator that removes the deposit and restores the cutting ability of the tool.
Of course, it can also be applied to machine tools other than machining centers. FIG. 3 shows a schematic diagram of a tool regenerating unit in a lathe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the tool regenerating apparatus. Tool regenerating is performed in the same manner as the machining center.
Hereinafter, a case of a machining center will be described as an example.

ドライアイスを圧縮空気でブラストすると、まずその衝撃でほとんどの溶着物は除去される。この時、ドライアイスによる溶着物の急激な局所的温度低下に起因する工具との熱収縮率の差によっても、溶着物が剥がれやすくなる。以上の機構により工具表面の溶着物は効果的に除去される。   When dry ice is blasted with compressed air, most of the deposits are removed by the impact. At this time, the welded material is easily peeled off due to a difference in thermal shrinkage from the tool due to a rapid local temperature drop of the welded material due to dry ice. The welded material on the tool surface is effectively removed by the above mechanism.

溶着が生じた工具に対する前記ブラスト材としては、砂や金属粉を初めとしたショットブラストに適した硬度を有する固体であれば限定無く用いることができる。ドライアイスは、あらゆる工具よりも軟らかくブラストによって工具母材を傷付けることが無く、また、加工時の摩擦熱やせん断熱により高温になった工具を冷却する効果がある。のみならず、ブラスト後に気体(二酸化炭素)へと昇華し消えてなくなり、ブラスト後のブラスト材除去処理が不要となるため、処理後の掃除が不要となる点でも有利である。従って、以下の説明ではドライアイスをブラスト材として用いる場合に限定する。   As the blast material for the tool on which welding has occurred, any solid material having hardness suitable for shot blasting including sand and metal powder can be used without limitation. Dry ice is softer than any tool and does not damage the tool base material by blasting, and has the effect of cooling a tool that has become hot due to frictional heat or shearing heat during processing. In addition, after blasting, it sublimates into gas (carbon dioxide) and disappears, and the blasting material removal process after blasting is unnecessary, which is advantageous in that cleaning after the process is unnecessary. Therefore, the following description is limited to the case where dry ice is used as a blast material.

図1における工具再生装置は、図2におけるマシニングセンタ外のドライアイスブラスト装置、当該ドライアイスブラスト装置と連結され、当該ドライアイスブラスト装置から噴出されるドライアイスの経路となるブラストホース1、ドライアイスの噴出口である噴射ノズル2、ブラスト位置を指し示すポインタ3から構成される。ブラストホース1、噴射ノズル2ならびに位置決めポインタ3は前記マシニングセンタ内に引き込まれ、前記切削工具に向かってドライアイス4を噴射できるよう当該噴射ノズルが固定されていることを主たる構成とする。   1 is connected to the dry ice blasting device outside the machining center in FIG. 2 and the dry ice blasting device, and a blast hose 1 serving as a path for dry ice ejected from the dry ice blasting device, It is composed of an injection nozzle 2 which is a jet outlet, and a pointer 3 which indicates a blast position. The blast hose 1, the injection nozzle 2 and the positioning pointer 3 are drawn into the machining center, and the injection nozzle is fixed so that the dry ice 4 can be injected toward the cutting tool.

マシニングセンタ内部にある切削加工領域5において、回転主軸に装着された工具ホルダ6と当該工具ホルダ6に保持された切削工具7が回転し、加工材料8の除去加工が行われる。除去加工により切削工具7の切れ刃に加工材料8が溶着し、除去加工が進むにつれ徐々に溶着物が成長して切れ刃の切削性能が低下し、切削抵抗が増大する。   In the cutting region 5 inside the machining center, the tool holder 6 mounted on the rotating spindle and the cutting tool 7 held by the tool holder 6 rotate, and the processing material 8 is removed. The machining material 8 is welded to the cutting edge of the cutting tool 7 by the removal process, and as the removal process proceeds, the welded material gradually grows, the cutting performance of the cutting edge is lowered, and the cutting resistance is increased.

切削中の切削抵抗は、切削抵抗の差が未使用工具に対し5%以内であれば正常な加工がなされている範囲内である。しかし工具表面に溶着物が生じたまま加工を繰り返し、切削抵抗が5%を超えると工具の異常損傷や加工面の悪化を引き起こす可能性が著しく増大することが鋭意研究した過程でわかっている。例えば図5は、マシニングセンタを使用して、アルミニウム合金A6061の加工を行った結果である。切削工具は直径10mmの超硬スクエアエンドミルとし、切削条件は乾式で切削速度200m/min、送り速度400mm/min、切込深さ10mm、切込幅2mmとした。切削工具の切削能力は水晶圧電式3成分動力計により切削抵抗を測定することにより監視した。従って、以下の説明ではドライアイスショットブラストによる工具再生を行う必要がある点を、既存の工作機械10に取り付けた切削動力計11により測定した切削抵抗の差が未使用工具を用いた場合の5%を越えた時点に限定する。尚、切削動力計は高価であるため、切削抵抗の評価は工作機械10に取り付けてある主軸モータ負荷の監視で行なってもよい。   The cutting resistance during cutting is within the range where normal machining is performed if the difference in cutting resistance is within 5% of the unused tool. However, it has been found in the process of earnest research that the possibility of causing abnormal damage to the tool or deterioration of the machined surface is significantly increased if the machining is repeated with the welded material on the tool surface and the cutting resistance exceeds 5%. For example, FIG. 5 shows the result of machining aluminum alloy A6061 using a machining center. The cutting tool was a carbide square end mill with a diameter of 10 mm, and the cutting conditions were dry, with a cutting speed of 200 m / min, a feed speed of 400 mm / min, a cutting depth of 10 mm, and a cutting width of 2 mm. The cutting ability of the cutting tool was monitored by measuring the cutting resistance with a quartz piezoelectric three-component dynamometer. Therefore, in the following description, it is necessary to regenerate the tool by dry ice shot blasting, and the difference in the cutting resistance measured by the cutting dynamometer 11 attached to the existing machine tool 10 is 5 when the unused tool is used. Limited to when the percentage is exceeded. Since the cutting dynamometer is expensive, the cutting resistance may be evaluated by monitoring the spindle motor load attached to the machine tool 10.

マシニングセンタ内部にある再生処理領域9は加工材料8から離れた場所に位置し、当該加工材料8に前記切削工具7が衝突したり、工具再生のため噴出されたドライアイスブラストで傷付いたりしないような範囲である。溶着により切削性能が低下した切削工具7を、切削加工領域5から再生処理領域9に移動し、所定の位置で噴射ノズル2から噴出されるドライアイスを当該切削工具7にブラストし、切削工具切れ刃の再生処理を行なう。尚、ドライアイス供給部12は噴射圧力が0.2〜0.8MPaであればどの様な装置を用いても構わない。   The reprocessing area 9 inside the machining center is located away from the processing material 8 so that the cutting tool 7 does not collide with the processing material 8 and is not damaged by the dry ice blast blown out for tool regeneration. It is a range. The cutting tool 7 whose cutting performance has deteriorated due to welding is moved from the cutting region 5 to the regeneration processing region 9, and dry ice sprayed from the spray nozzle 2 at a predetermined position is blasted to the cutting tool 7 so that the cutting tool is cut. Perform blade regeneration processing. The dry ice supply unit 12 may use any device as long as the injection pressure is 0.2 to 0.8 MPa.

再生処理領域において、噴射ノズル2に併設して取り付けられた位置決めポインタ3により、ブラスト位置に工具を移動させた場合に目視で確認することが可能である。   In the regeneration processing area, when the tool is moved to the blast position by the positioning pointer 3 attached to the injection nozzle 2, it can be visually confirmed.

前記噴射ノズル2は、工具端点から5〜40mmの位置に置き、マシニングセンタの場合は工具を回転させている状態でブラストを行う。ノズルが工具端点から5mm未満の位置にある場合は工具にあたってしまう可能性と、ブラストされたドライアイスが飛散する範囲が狭く工具全体にブラストされない可能性がある。ノズルが工具端点から40mmを超える位置にある場合は、工具に当たるブラスト圧力が小さくなり溶着除去が充分に行われない可能性がある。従って、ノズルの位置は工具端点から5〜40mmの位置に限定する。   The injection nozzle 2 is placed at a position of 5 to 40 mm from the tool end point, and in the case of a machining center, blasting is performed while the tool is rotated. When the nozzle is located at a position less than 5 mm from the tool end point, there is a possibility that it will hit the tool, and there is a possibility that the range in which the blasted dry ice scatters is narrow and not blasted to the entire tool. When the nozzle is located at a position exceeding 40 mm from the end point of the tool, the blast pressure hitting the tool becomes small, and there is a possibility that welding removal will not be performed sufficiently. Therefore, the position of the nozzle is limited to a position of 5 to 40 mm from the tool end point.

前記噴射ノズル2は、工具の長軸方向から5〜40 °の角度をなす方向に向いている。ノズル角度が工具長軸方向から5°未満の場合はブラストされたドライアイスの工具への衝突が弱くなり、充分除去できないためである。またノズル角度が工具長軸方向から40 °を超える場合は工具すくい面から衝突するので、溶着物を剥ぎ取る力が弱くなり溶着物を充分除去できない。従って、ドライアイスブラストに用いるノズル角度は、工具長手方向から5〜40°に限定する。   The injection nozzle 2 is oriented in a direction that forms an angle of 5 to 40 ° with respect to the long axis direction of the tool. This is because when the nozzle angle is less than 5 ° from the tool major axis direction, the impact of the blasted dry ice on the tool becomes weak and cannot be sufficiently removed. Further, when the nozzle angle exceeds 40 ° from the tool long axis direction, it collides from the tool rake face, so that the force to peel off the welded material becomes weak and the welded material cannot be removed sufficiently. Therefore, the nozzle angle used for dry ice blasting is limited to 5 to 40 ° from the tool longitudinal direction.

以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、本発明がかかる実施例に限定されるものではない。
<1.装置>
図1〜2に示す構造のドライアイスブラストによる再生装置を製作した。工作機械のマシニングセンタにおいて、加工時に工具及び被削材に干渉せず且つ工具へのブラストが可能な位置にマグネットで噴射ノズル及びポインタを取り付けた。
<2.加工条件(その1)>
工作機械のマシニングセンタを使用して、アルミニウム合金A6061の加工を行った。切削工具は直径10mmの超硬スクエアエンドミルとし、切削条件は乾式で切削速度200m/min、送り速度400mm/min、切込深さ10mm、切込幅2mmとした。切削工具の切削能力は水晶圧電式3成分動力計により切削抵抗を測定することにより監視した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to this Example.
<1. Device>
A regenerating device using dry ice blasting having the structure shown in FIGS. In a machining center of a machine tool, an injection nozzle and a pointer are attached with a magnet at a position that does not interfere with the tool and the work material during machining and can be blasted to the tool.
<2. Processing conditions (Part 1)>
The machining of the aluminum alloy A6061 was performed using a machining center of a machine tool. The cutting tool was a carbide square end mill with a diameter of 10 mm, and the cutting conditions were dry, with a cutting speed of 200 m / min, a feed speed of 400 mm / min, a cutting depth of 10 mm, and a cutting width of 2 mm. The cutting ability of the cutting tool was monitored by measuring the cutting resistance with a quartz piezoelectric three-component dynamometer.

図6は加工距離と切削抵抗の変化を示した図である。加工開始後の切削抵抗は101Nであったが、加工距離が900mで切削抵抗が158N (未使用工具に対する切削抵抗の差56.4%) まで著しく大きくなったため、切削加工を中断し、工作機械内再生範囲14においてドライアイスブラストによる再生処理を行なった。切削工具を120rpmで回転させながら、粒径10〜50μmのドライアイスブラストを当該切削工具に向けて噴出圧力0.40MPaで30秒間吹き付けた。   FIG. 6 is a diagram showing changes in the machining distance and cutting resistance. The cutting force after the start of machining was 101N, but since the machining distance was 900m and the cutting resistance increased significantly to 158N (the difference in cutting resistance with respect to the unused tool 56.4%), the cutting process was interrupted and the machine tool In the inner regeneration range 14, regeneration processing by dry ice blasting was performed. While rotating the cutting tool at 120 rpm, a dry ice blast having a particle size of 10 to 50 μm was sprayed at a jetting pressure of 0.40 MPa for 30 seconds toward the cutting tool.

ドライアイスブラストを行なった後の工具は、未使用時の切削抵抗との差が5%以下(106.1N以下)となることを確認した上で、未使用工具を用いた平均的な加工面粗さ0.5μm以下となったものを再生されたとみなした。






The tool after dry ice blasting is confirmed to have a difference of 5% or less (106.1 N or less) from the cutting resistance when not used, and the average machining surface using the unused tool Those having a roughness of 0.5 μm or less were considered to be regenerated.






実施例1〜4は本発明に基づく例である。いずれも、再生処理後、工作機械内加工領域5に戻し、前記切削条件で加工を再開したところ、未使用工具に対する切削抵抗の差が5 %以下となった。また、1800m加工後の加工面粗さはいずれも0.5μm以下であり、切れ刃の切削能力が再生されたことを確認した。また工具表面をマイクロスコープを用いて観察した結果、ブラスト後に傷付いた跡は全く観察されなかった。   Examples 1-4 are examples based on the present invention. In either case, after the reprocessing, the machining tool was returned to the machining area 5 in the machine tool and the machining was resumed under the above cutting conditions. As a result, the difference in cutting resistance with respect to the unused tool was 5% or less. In addition, the machined surface roughness after machining 1800 m was 0.5 μm or less, and it was confirmed that the cutting ability of the cutting edge was regenerated. Moreover, as a result of observing the tool surface with a microscope, no traces of damage after blasting were observed.

比較1及び2はブラスト距離が40mmよりも長かったために、噴射圧力が下がり溶着が充分除去されず、加工面粗さが大きくなった。   In comparisons 1 and 2, since the blasting distance was longer than 40 mm, the injection pressure was lowered, the welding was not sufficiently removed, and the processed surface roughness was increased.

比較3はブラスト角度が5°よりも小さく、ブラストされたドライアイスの工具への衝突が弱かったため、溶着物が充分除去されず、加工面粗さが大きくなった。   In comparison 3, since the blast angle was smaller than 5 ° and the impact of the blasted dry ice on the tool was weak, the welded material was not sufficiently removed, and the processed surface roughness was increased.

比較4はブラスト角度が40°よりも大きく、溶着物を剥ぎ取る力が弱くなったため、溶着物が充分除去されず、加工面粗さが大きくなった。   In Comparative Example 4, the blast angle was larger than 40 °, and the force to peel off the welded material was weak, so that the welded material was not sufficiently removed and the processed surface roughness was increased.

<3.加工条件(その2)>
2.の実験によって、切削抵抗の差が未使用工具に対して5%以内となり、かつ加工面の表面粗さが0.5μm以下となるための条件の一部を実証することができたので、これらの結果に基づいて更に確認実験を勧めた。則ち、ブラスト距離を20mm、 ブラスト角度を工具長手方向に対し7°、工具を回転させた状態で、工作機械のマシニングセンタを使用して、被削材のアルミニウム合金、工具材質、工具径の各条件における工具再生効果を、切削抵抗及び加工後の加工面粗さによって評価した。表2に、各実施例及び比較例における条件及び測定結果を示す。





<3. Processing conditions (2)>
2. As a result of this experiment, we were able to demonstrate some of the conditions that required the difference in cutting resistance to be within 5% of the unused tool and the surface roughness of the machined surface to be 0.5 μm or less. Based on these results, further confirmation experiments were recommended. In other words, with the blasting distance set to 20mm, the blasting angle set to 7 ° with respect to the tool longitudinal direction, and the tool rotated, using the machining center of the machine tool, each of the aluminum alloy, tool material and tool diameter of the work The tool regeneration effect under the conditions was evaluated based on cutting resistance and machined surface roughness after machining. Table 2 shows the conditions and measurement results in each example and comparative example.





実施例1〜8はいずれもブラスト後の切削抵抗の差が未使用工具に対して5%以下となっており、目標である1800m加工後の加工面の粗さが0.5μm以下を達成していた。また同じく工具表面をマイクロスコープで観察した結果、ブラスト後に傷付いた跡は全く観察されなかった。   In each of Examples 1 to 8, the difference in cutting resistance after blasting is 5% or less with respect to an unused tool, and the target surface roughness after machining 1800 m is 0.5 μm or less. It was. Similarly, as a result of observing the tool surface with a microscope, no scars were observed after blasting.

1 ブラストホース
2 噴射ノズル
3 位置決めポインタ
4 ドライアイス
5 切削加工領域
6 工具ホルダ
7 切削工具
8 加工材料
9 再生処理領域
10 既存の工作機械
11 切削動力計
12 ドライアイス供給部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blast hose 2 Injection nozzle 3 Positioning pointer 4 Dry ice 5 Cutting process area 6 Tool holder 7 Cutting tool 8 Work material 9 Reprocessing area 10 Existing machine tool 11 Cutting dynamometer 12 Dry ice supply part

Claims (8)

切削加工で工具切れ刃に加工材料が溶着することにより切削能力が低下した工具について、ドライアイスを供給するドライアイス供給装置と、該ドライアイス供給装置に連通されたドライアイスを噴射するための圧縮空気を供給するエアーコンプレッサと、該工具切れ刃にドライアイスをブラストするノズルから構成されるドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。 A dry ice supply device that supplies dry ice and a compression for injecting dry ice that is communicated to the dry ice supply device for tools whose cutting ability is reduced due to the welding of the work material to the tool cutting edge in the cutting process A cutting tool cutting blade regenerating device using dry ice blasting, comprising an air compressor for supplying air and a nozzle for blasting dry ice to the tool cutting blade. 前記ドライアイスは工具の長軸方向に対し5〜40°の角度でノズルが配置されることを特徴とする請求項1に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。 2. The cutting tool cutting blade regenerating apparatus by dry ice blasting according to claim 1, wherein the nozzle of the dry ice is disposed at an angle of 5 to 40 ° with respect to the major axis direction of the tool. 前記ノズルは工具から5〜40mmの距離に配置され、噴射圧力0.2〜0.8MPaでドライアイスをブラストすることを特徴とする請求項1または2に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。 3. The cutting tool cutting edge by dry ice blasting according to claim 1, wherein the nozzle is disposed at a distance of 5 to 40 mm from the tool and blasts dry ice at an injection pressure of 0.2 to 0.8 MPa. Playback device. 前記ノズルは磁石により既存の工作機械に着脱可能で、加工空間に干渉しない任意の位置に取り付けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。 4. The cutting tool cutting edge regeneration by dry ice blasting according to claim 1, wherein the nozzle is attachable to and detachable from an existing machine tool by a magnet and is attached at an arbitrary position that does not interfere with a machining space. apparatus. 前記ノズルに取り付けられ、ブラスト位置を決めるためのポインタが取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置。 The cutting tool cutting edge regenerating apparatus by dry ice blasting according to any one of claims 1 to 4, wherein a pointer for determining a blast position is attached to the nozzle. 請求項1〜5のいずれかに記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生装置を用い、切削加工で工具切れ刃に加工材料が溶着することにより切削能力が低下した工具について、ドライアイスを前記工具にブラストして、工具切れ刃を損傷させること無く該工具表面の溶着物を除去することを特徴とする工具切れ刃の再生方法。 Using the cutting tool cutting blade regenerating device by dry ice blasting according to any one of claims 1 to 5, with respect to the tool whose cutting ability is reduced by welding the work material to the tool cutting blade by cutting, the dry ice is A method for regenerating a tool cutting edge, comprising blasting a tool to remove a deposit on the surface of the tool without damaging the tool cutting edge. 工具切れ刃を損傷させること無く該工具表面の溶着物を除去し、切削抵抗の差が未使用工具に対し5%以内の状態にまで再生することを特徴とする請求項6に記載のドライアイスブラストによる切削工具切れ刃再生方法。 The dry ice according to claim 6, wherein the welded material on the surface of the tool is removed without damaging the cutting edge of the tool, and the difference in cutting resistance is regenerated to within 5% of the unused tool. Cutting tool cutting edge regeneration method by blasting. 加工材料はアルミニウム及びアルミニウム合金であることを特徴とする請求項6または7に記載の工具切れ刃の再生方法。 The method for regenerating a tool cutting edge according to claim 6 or 7, wherein the work material is aluminum or an aluminum alloy.
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