JP3633955B2 - 中ぐり機の削り屑の制御された除去方法およびこの方法を実施する中ぐり機 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は中ぐり機の削り屑の制御された除去方法とその方法を利用した中ぐり機に関するものである。
【0002】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
本発明は中ぐり機における削り屑除去の問題点を解決しようとするものであり、削り屑が工具の作業領域に残存して、被加工物の工作品質や工具の寿命や中ぐり機の作業サイクルの自動化に関する問題の原因となることを防止することを目的とする。
【0003】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は上記の問題点を以下のような解決思想によって解消しようとするものである。中ぐり機のチャックとこれに対応する作動棒が、該棒の軸方向移動をもたらすシリンダ・ピストン組立体の移動部分とともに軸方向中空形状を成して、チャックに取付けられた被加工物に隣接する頂部で開口するとともにフィルターを備えたコンベアと切削用流体の回収・ポンプ装置の上方の底部で開口する鉛直ダクトを形成すようにされている。チャックに取付けられた被加工物の加工中に生じる削り屑は、上記ダクトを介して、少なくとも1つの高圧流体ジェット流、例えば少なくとも130−200バールの水準のものによって下方に輸送され除去される。該高圧流体ジェット流は、工具に均一に吹き付けられる通常の低圧流体ジェット流を干渉することなく、削り屑にその形成後衝突するような位置と方向を有する。削り屑を除去する1以上の高圧流体ジェット流は、工具に対して向けられる低圧流体と同様の切削用流体から成る。上記鉛直ダクトの下方端から出る削り屑と切削用流体はコンベア・フィルタ組立体によって回収され、該フィルタは削り屑を回収領域に除去し、上記流体を濾過して回収する。該流体は、2つの異なったポンプによってツールホルダ内に形成されたダクトへ供給され、そこから高圧及び低圧のジェット流が上述の各種目的のために排出される。
【0004】
本発明の別の特徴及びそれから得られる利点は単なる例示として図面中に非制限的に示された好ましい具体例の以下の記載から明確に理解できるであろう。
【実施例】
図1において、参照数字1は中ぐり機のアーバーを示し、ステーター部分101(図2)で基礎構造体2に固定されている。アーバーの回転部分の先端にはチャック3が取付けられており、その顎片103で製作物を把持する。アーバーの上記回転部分は、ステーター101から下方に突出した部分で歯付きプーリー4を担持しており、該プーリーはベルトによって図示しない駆動モーターに連結され、しかも該回転部分はシリンダ・ピストン組立体5の本体を担持すると共にこれにキー止めされており、該シリンダ・ピストン組立体5は協働する回転ディストリビュータ6で固定地点から組立体5へ供給される流体圧力によって作動され、該ディストリビュータ6は基礎2又は他の固定部分の固定地点54へ固定されている。
【0005】
本発明によれば、シリンダ・ピストン組立体5のピストンは同軸的に中空であり、鉛直棒7(図2)の下方端で固定されている。該鉛直棒7も同軸的に中空(下記参照)であり、その上方端はチャック3の顎片103の開閉機構203に固定されている。棒7の上方端は上述の機構203上に突出しており、その中には入れ子式にファンネル8を十分な隙間をとって挿入している。該ファンネル8はチャック3本体の放射状空洞のクランプ9によって固定されている。該ファンネルの上方形状は製作物の形状によって変更することができ、好都合には該ファンネルは参照片10と協働させることができる。製作物Pは顎片103によって把持される前に正しく配置されるように、最初に該参照片10上に配置される。ファンネル8は、棒7とこれに対応して作動するシリンダ5とを貫通して削り屑を回収及び除去する鉛直ダクトCを製作物へ可能なかぎり近くまで延在させる機能を有する。
【0006】
図2の具体例よれば、棒7は中空ロッド107で形成され、該ロッド107はその下方端でシリンダ・ピストン組立体5(下記参照)のピストンに固定されており、その上方端で管207へ固定されている。該管207上には延長管307が螺合されており、チャック開閉機構203と一体となったフランジ11が上記2つの管の間に締め付けられている。管307は外方に添着されたシール12を備え、これによって管307は側方がシールされた状態でチャック本体の部分303内を滑動する。棒7は上述のものとは異なった多数の部品、たとえば2つの部品又はたった1つの部品から構成することができることを理解しなければならない。
【0007】
削り屑と被加工物の工作に使用された切削流体を回収し、削り屑を回収地点に排出させるとともに流体を濾過して適当なポンプ(下記参照)で採取してツールホルダへ供給する既知の型式の装置13が、前述の鉛直ダクトCの下方に配置されている。
【0008】
図2において、14は中ぐり機の直交移動スライドに固定された支持体を示し、これはツールホルダ15の取付け部すなわちシャンク115を既知の迅速な取付け方法でしっかりと保持するように設計されている。ツールホルダ15は上記支持体の下方側面に当接するフランジを備えている。フランジ215は通常頂部で開口した偏心孔を備えており、支持体14に担持された参照ピン16と相互作用して心出しを確実にすると共に、ツールホルダ15内に形成されたダクト17の上方端と支持体14内に形成されたダクト18の下方端との間の連結を確実にする。該ダクト18は装置13(図1)の貯槽から切削流体を引き出す低圧ポンプ19に導かれたダクトと連接する。ダクト17の下方端はツールホルダ15本体中間部の傾斜面上で開口し、公知の圧力及び流れ特性にて切削流体を工具315に供給する。例示するとすれば、ダクト17から出る流体の圧力は約30バールの水準である。
【0009】
本発明によれば、切削流体は、少なくとも130乃至200バールの水準等の極めて高圧で約30リットル/分の水準の流量で作動することが可能なポンプ20によっても装置13の貯槽から引き出され、この高圧の流体はダクト21を通って支持体14に形成されたダクト22内に送られる。ダクト22は支持体14の下方面で開口してダクト23に連接及び接続している。該ダクト23は、フランジ215を貫通してこれから開口するが、その開口の位置と方向は、高圧流体のジェット流が製作物Pに供給されてその上部から底部へ通過し、ダクトCとツールホルダ15との間の隙間を通過するが、工具に向けられた低圧流体のジェット流を妨げることなく、切り屑にその形成の後に衝突してこれを回収除去装置13へ掃き出させるようにされている。
【0010】
ダクト23の下方端には調節可能なノズル24を取付けることもできる。
【0011】
図4は、被加工物Pの回転方向Fと工具315の形状及び/又はその他のパラメーターから切り屑Tが集積しがちであることが実地試験から容易に推論できる地点に、ダクト23から放出される高圧流体のジェット流を位置させて、これらの切り屑を該ジェット流によって迅速に排除して下方に流動させるようにすることができることを示している。工具の上方に高圧流体のジェット流を位置させることにより、降下するよりも最初に上昇する傾向のある切り屑に対して作用を及ぼすことが可能となる。
【0012】
高圧流体のジェット流の位置は上記と異なったものとすることも可能であり、多数の高圧のジェット流を適当に間隔をおいて円上に角度をおいて分散させて配置する等、これら全体を本分野の技術者であれば理解でき簡単に適用できる方法で配置することができるものと理解すべきである。
【0013】
高圧流体のジェット流はアーバーの軸と平行にして下方に向けてもよく、またはダクトC内に真の渦巻き流が形成されるように適当に角度を付けて下方に向けてもよい。
上記に対する別法として、ダクト21をダクト123に連通させてもよい。このダクト123は、フランジ215とツールホルダ15の本体内に形成されて、工具315の下方において上記本体の下方端から排出を行い、切り屑の除去に有用な高圧流体のジェット流の少なくとも1つを該本体の下方部から調節可能なノズル124等を介して排出する。
【0014】
本発明の好ましい具体例によれば、ダクト23とダクト123の両方から、即ちツールホルダの上方部と下方部の両方から高圧流体のジェット流が供給される。
【0015】
上述の解決手段から得られる利点は以下のように要約することができる。切り屑はその重量のために自然に落下する傾向がある。高圧流体のジェット流の1または複数によって切り屑の自然除去が促進され、従来起きていたような工具の作業領域での切り屑の集積が起きることがなくなり、工作の精度と工具の寿命の両方における利点も得られた。長期テストから、工具の寿命は、公知の型式の中ぐり機で使用されている工具の寿命と比較してほぼ2倍になることがわかった。
【0016】
切り屑はすべて下方に向けられて除去されるため、中ぐり機のチャックは清浄に保たれ、しかも製作物と仕上がった加工物を供給・除去する自動システムに供するに最善の状態に保たれる。
【0017】
図3を参照するに、駆動プーリー4と、既知の型式のタコメーター装置に接続されてアーバーの回転速度及び角度位置を監視するようにされたプーリー25とが、アーバーの回転部分201の下方部分にキー止めされているのがわかる。プーリー25は一対のフランジ26−126の間に固定されており、後者のフランジ126は上記回転部分201に固定されており、中空棒7の部分107はこの構造体から同軸に突出している。シリンダ・ピストン組立体5の本体105は、その頂部にカバー205を備えるとともに外方が窄まった部分305まで延びており、フランジ26へ同軸的に固定されている。該組立体5の同軸的中空桿407は上記部分205及び305を同軸的に側方シールを介して貫通し(シール27及び28参照)、これらの部分から正確な寸法だけ突出し、適当に設計されたその上方端で棒7の部分107へ固定されている。この固定は、たとえば螺子止めしてブッシュ29を挿入することにより行われる。この組立体5の桿407はピストン405を一体に備えており、該ピストン405は側方シールされて本体105内を滑動し、該本体で対向する2つの圧力室30及び31を区画している。ピストン405と桿407が本体105に対して回転するの防止するために、組立体5の軸に平行なピン32が、このピストンの偏心位置に取付けられており、ピストンの両面から突出し、本体105のカバー205と底部とに設けられた対向する案内ソケット33および34と相互作用できるようにされている。ピン32の上方部分がソケット33から出る前に、このピンの下方部分が案内ソケット34と相互作用し始め、その逆も同様である。
【0018】
組立体5の本体下方の窄まり部分305には、ベアリング35−135の介在のもとに回転継ぎ手の環状ステーター6が回転可能に取付けられており、フランジ36によって同軸的に保持されている。該フランジ36は上記部分305の前方端に固着されており、その内方径にはシール37が設けられており、このシール37は桿407の外方側面とのシールを形成するように相互作用する。
【0019】
ステーター6の内側面上には、2つの環状凹部38及び39が設けられており、これらの凹部は、環状シール40−41−42によって相互から及び外界から隔離されており、その中でダクト43及び44と連通している。ダクト43及び44は組立体5の本体の部分305−105に形成されており、これらの他端はそれぞれ室30及び31に開口している。ステーター6内には少なくとも2つのオリフィス45及び46が存在して環状凹部38−39に連接すると共に油圧回路に連結され、該回路によって交互に吐出と排出の状態にされ、棒の昇降を行う。
【0020】
ステーター6はその頂部に本体5の部分305上にシール48を備えた環状室47を有している。このステーター6はその底部にも同様の環状室49を備え、該室49はフランジ36上にシール51を備えたカバー50によって密閉されている。シール40−42から不可避に浸透した油は室47及び49に入る。これらの室47及び49は孔52によって相互に接続されており、すべての油が下方の室に回収されるようにしている。適当な放射方向間隙(図示せず)を、フランジ36の組立体5本体の部分305に当接した前方面上に設けて、シール28を通過して漏れ出た油を強制的に室49に蓄積させるようにすることもできる。カバー50内に形成されたダクト53を介して、室49は排出ポンプ(図示せず)からなる吸引手段にかけられ、前述のダクト45及び46に接続された油圧パワー装置の貯槽への排出が行われる。
【0021】
ステーター6を中ぐり機又はそれに付随する他の固定部分の少なくとも1つの固定地点に取付けるために、適当な手段が設けられる。かかる手段は、たとえば、ダクト53のユニオンと協働して濾過装置13の枠体に固定されるフォーク状部材54から構成することができる。
【0022】
図3において、55は桿407の下方端に同軸的に固定された延長ブッシュを示し、該ブッシュ55は側方に環状鍔155を備えている。該環状鍔155は上記桿の昇降位置によって開口カバー57の側方に固定されたセンサー56−156の一方と交互に相互作用し、該センサーは上記棒の昇降状態の信号を中ぐり機を制御する電子回路へ送る。該ブッシュは該開口カバー57を貫通し、該カバー57は回転継ぎ手のステーター6に固定されている。
【0023】
図5の具体例を参照するに、ツールホルダ15の支持体の本体14内に形成された高圧流体供給用のダクト22が上記ピン16又は上記支持体14もしくは挿入部分114に固定された追加ピンに連接されている態様が示されている。該ピン16には軸方向の止まり穴58が設けられており、該止まり穴58は該ピン16の露出部分の側方の穴158から開口している。該ピン16には穴158の上方に環状シール59が設けられている。ピン16が挿入されている基部215のソケット60内の側方には穴23が開口している。図2の解決手段とは対照的に、該穴23は工具315が配置されているツールホルダの傾斜面上で開口しており、穴17から放出して該工具に適用される低圧流体と干渉することがないようにされている。
【0024】
ツールホルダの下方端で開口する穴123は穴23から分岐している。
【0025】
ツールホルダを自動交換用に設計する時、鍔部61は、交換作業用グリッパ(図示せず)と協働するように設計され、基部215の下方に配置され、その上方に配置される従来品とはこの点で異なる。本解決手段を用いれば、上記作業用グリッパはピン16と干渉を起こすことが防止され、図5に例示した型式のツールホルダ構造を2以上同じ支持スライド上に隣り合わせに配置する場合はなおさらである。
【0026】
本明細書は本発明の特定の好ましい特殊でない具体例について言及したものであり、上述の、図示の、及び特許請求の範囲に記載のような本発明の指針的原理から逸脱することなく、かかる具体例に対して、特に構造上の多数の変形や変更を加えることが可能であるものと理解すべきである。特許請求の範囲において、括弧内に示した参照符号は請求項の理解を容易にするためのものに過ぎず、したがって、請求項の技術的範囲を制限するものとして解釈すべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって改良された中ぐり機のアーバーの概略的側方立面図である。
【図2】チャック、対応する作動棒、取付けられた製作物、作動状態のツールホルダとともに、本発明によって改良された中ぐり機のアーバーの上方部分の詳細を示す長手方向断面図である。
【図3】駆動プーリー、タコメータプーリー、チャックの作動棒を動かす同軸的に中空のシリンダ・ピストン組立体とともに、中ぐり機のアーバーの中間及び下方部分の詳細を示す長手方向断面図である。
【図4】図2のツールホルダの詳細を、被加工物を工作している状態で線III-IIIに添った断面で示す。
【図5】本発明によって改良された自動取り替え式のツールホルダを一部断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
C 鉛直ダクト
P 被加工物
1 アーバー
10 参照片
12 側方シール手段
13 除去濾過装置
14 支持体
15 ツールホルダ
16 参照ピン
103 顎片
105 シリンダ・ピストン組立体本体
155 環状鍔
20 高圧ポンプ
23、123 高圧流体用のダクト
24、124 ノズル
201 アーバー回転部分
215 フランジ
3 チャック
30、31 圧力室
32、132 ピン
33、34 ソケット
35、135 ベアリング
305 窄まり部分
315 工具
40、41、42、48、51 シール
47、49、52 排出空洞
405 ピストン
407 中空桿
5 シリンダ・ピストン組立体
54 固定構造
55 延長ブッシュ
56、156 センサー
57 開口カバー
58 穴
59 環状シール
6 環状ステーター
60 ソケット
61 鍔部
7 中空作動棒
8 ファンネル
9 クランプ
Claims (1)
- 垂直な中ぐり機の作業領域から被加工物の削り屑の制御された除去方法であって、下記のイ乃至トの工程から成る、即ち
イ.ツールで被加工物を削って被加工物の切り屑を中ぐり機から作ること、
ロ.切削流体の第1ジェット流を作業領域に指向し上記ツールを潤滑、冷却させること、
ハ.切削流体の第2ジェット流を垂直に対し角度を以て作業領域に下向きに指向して渦巻流を生成させ、削り屑を下方に運ぶに当り、前記第2ジェット流を約130−200バールの圧力で推進させて加工中に生成した被加工物の削り屑に直接作用せしめると共に第2ジェット流を第1ジェット流が妨害されないよう指向させること、
ニ.切削流体回収装置に連なる垂直ダクトの上端部に位置するファンネル中で上記渦巻流を発生、案内させ、
ホ.上記垂直ダクトに沿って削り屑を掃引すること、
ヘ.切削流体回収装置内で蓄積した切削流体と削り屑とを濾別すること、
ト.濾別した切削流体を循環させること。
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