JP3717577B2

JP3717577B2 - Machine tool cooling dust collector

Info

Publication number: JP3717577B2
Application number: JP03100696A
Authority: JP
Inventors: 井正則細
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH09225778A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の冷却集塵装置に係り、特にカッタを冷却すると共に切粉を吸引排出する工作機械の冷却集塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の冷却集塵装置は、これまで種々のタイプのものが提案されている。
例えば、スピンドルに主軸を介して装着されたカッタを冷却すると共に切粉を外部に吸引排出することができるこの工作機械の冷却集塵装置が知られている。
この種の工作機械の冷却集塵装置は、主軸とカッタとを取囲むようにスピンドルの下端に取付けられた冷却集塵ハウジングと、この冷却集塵ハウジングに形成され、外部の加圧冷気供給部に接続される冷気取入れ部と第１及び第２の冷気吐出部とを連通する複数の冷気流通路と、冷却集塵ハウジングに形成され、外部の切粉吸引装置に接続される排出口と冷却集塵ハウジングの内部空間とを連通する切粉排出路と、冷却集塵ハウジングの下端から垂下し下端にスリットが形成された可撓性フードとを具備し、第１の冷気吐出部はカッタの軸部に向けて加圧冷気を噴射し、また、第２の冷気吐出部は、斜め下方向かつカッタの刃部の外周の接線方向に向けて加圧冷気を噴射して、切粉をカッタから離脱させると共に切削孔や溝から浮き上がらせて、これらの切粉を外部の切粉吸引装置によって吸引排出する。可撓性フードは、カッタに向けて噴射された加圧冷気及び切粉が冷却集塵ハウジングの外部に流出することを防止して、効率的に排出口に導く。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の工作機械の冷却集塵装置は、加圧冷気及び切粉が冷却集塵ハウジング外部へ流出することを可撓性フードのみによって防止しているので、切削条件などによっては、切粉の吸引排出またはカッタの冷却を充分には行うことができないといった問題を有する。
【０００４】
そこで、本出願人は、このような従来の工作機械の冷却集塵装置の問題を解決した冷却集塵装置に関する発明を特開平７−１５６０３８号に開示している。この先願に係る工作機械の冷却集塵装置は、主軸とカッタとを取囲むようにスピンドルの下端に取付けられた冷却集塵ハウジングと、冷却集塵ハウジングの比較的上部に設けられ、外部の加圧冷気供給部に接続されるエアーカーテン用冷気取入れ部と、冷却集塵ハウジングの下端に設けられ、エアーカーテン用冷気取入れ部からのエアーカーテン用冷気を下方に向けて噴出してカッタを取囲むエアーカーテンを形成するエアーカーテン用冷気吐出口と、冷却集塵ハウジングに形成され、エアーカーテン用冷気取入れ部とエアーカーテン用冷気吐出口とを連通するエアーカーテン用冷気流通路と、冷却集塵ハウジングに設けられ、外部の加圧冷気供給部に接続されるカッタ冷却用冷気取入れ部と、冷却集塵ハウジングの比較的下部に設けられ、カッタ冷却用冷気取入れ部からの冷気を斜め下方かつカッタの刃部の外周の接線方向に向けて噴出するカッタ冷却用冷気吐出口と、冷却集塵ハウジングに設けられ、冷却集塵ハウジング内部から切粉を吸引排出するために外部の切粉吸引装置に接続される切粉排出部と、エアーカーテン用冷気吐出口よりも外側に垂下された可撓性のフードとを具備するものである。このエアーカーテン用冷気吐出口は冷却集塵ハウジングの下端の全周に沿ってほぼ等間隔に配置された複数個のエアーカーテン用吐出孔から構成される。
【０００５】
カッタ冷却用冷気吐出口から噴出したカッタ冷却用冷気は、斜め下方向かつカッタの刃部の外周の接線方向に流れてカッタの刃部に衝突し、それを冷却すると共に、切削孔や切削溝から切粉を巻き上げて切粉を切削孔や切削溝の外に排出する。
【０００６】
エアーカーテン用冷気は、エアーカーテン用冷気取入れ部から流入し、冷却集塵ハウジングに形成されたエアーカーテン用冷気流通路を通って、エアーカーテン用冷気吐出口から下方に噴出して、エアーカーテンを作る。また、このエアーカーテン用冷気は、エアーカーテン用冷気流通路を通過する間に冷却集塵ハウジングを直接に冷却し、エアーカーテン用冷気吐出口から噴出しエアーカーテンを形成する。このエアーカーテンは、カッタ周囲と冷却集塵ハウジングとを遮断し、これによって切粉の飛散を防止すると共に、切粉を巻込んで切粉排出部から外部に排出される。
【０００７】
エアーカーテン用冷気は、等間隔に穿孔された複数個のエアーカーテン用吐出孔から吐出されるため、隣接するエアーカーテン用吐出孔の間の下方には、エアーカーテンの不存在領域が発生し、このエアーカーテンの不存在領域を介して、外部の暖かい空気が冷却集塵ハウジングの中央部に流入するおそれがある。そこで、可撓性フードは、エアーカーテンの不存在領域の外側を囲って外部の暖かい空気が流入することを防止している。
【０００８】
ところが、この先願に係る工作機械の冷却集塵装置は、可撓性フードで被覆しなければならず、構造が複雑かつ大形化するといった問題に加えて、可撓性フードの存在によって、外部からカッタによる切削状態を観察することができず、切削作業の大きな制約となるといった問題も存在する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、カッタを十分に冷却することができ、かつ切削孔や切削溝内の切粉を確実に排出することができると共に、冷却集塵ハウジングの内部を外部から遮蔽する可撓性フードを必要としない工作機械の冷却集塵装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、
スピンドルに主軸を介して装着されたカッタを冷却すると共に切粉を外部に吸引排出する工作機械の冷却集塵装置において、
上記主軸と上記カッタとを取囲むように上記スピンドルの下端に取付けられた冷却集塵ハウジングと、
上記冷却集塵ハウジングの上部に設けられ、外部の加圧冷気供給部に接続されるエアーカーテン用冷気取入れ部と、
上記冷却集塵ハウジングの下端部に設けられ、上記エアーカーテン用冷気取入れ部からのエアーカーテン用冷気を下方に向けて噴出して上記カッタを取囲むエアーカーテンを形成するエアーカーテン用冷気吐出口と、
上記冷却集塵ハウジングに形成され、上記エアーカーテン用冷気取入れ部と上記エアーカーテン用冷気吐出口とを連通するエアーカーテン用冷気流通路と、
上記冷却集塵ハウジングに設けられ、外部の加圧冷気供給部に接続されるカッタ冷却用冷気取入れ部と、
上記冷却集塵ハウジングの下部に設けられ、上記カッタ冷却用冷気取入れ部からの冷気を斜め下方かつ上記カッタの刃部の外周の接線方向に向けて噴出するカッタ冷却用冷気吐出口と、
上記冷却集塵ハウジングに設けられ、上記冷却集塵ハウジング内部から切粉を吸引排出するために外部の切粉吸引装置に接続される切粉排出部と、
を具備し、
上記エアーカーテン用冷気吐出口は、
上記冷却集塵ハウジングの下面に開口し、上記カッタを取囲むようにほぼ等角度で穿孔された複数のエアーカーテン用吐出孔と、隣接する上記エアーカーテン用吐出孔を接続するように上記冷却集塵ハウジングの下面に開口したスリットとを有し、
上記スリットの幅は上記エアーカーテン用吐出孔の口径よりも小さく、
上記エアーカーテン用吐出孔と上記スリットとから上記エアーカーテン用冷気が噴出するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
カッタ冷却用冷気吐出口から噴出したカッタ冷却用冷気は、斜め下方向かつカッタの刃部の外周の接線方向に流れてカッタの刃部に衝突し、それを冷却すると共に、切削孔や切削溝から切粉を巻き上げて切粉を切削孔や切削溝の外に排出する。
【００１２】
エアーカーテン用冷気は、エアーカーテン用冷気取入れ部から流入し、冷却集塵ハウジングに形成されたエアーカーテン用冷気流通路を通って、複数のエアーカーテン用吐出孔とこれらを接続するスリットとから下方に噴出して、エアーカーテンを作る。こうして、エアーカーテンは、エアーカーテン用冷気流通路を通過する間に冷却集塵ハウジングを直接に冷却すると共に、エアーカーテン用吐出孔とスリットとから下方に噴出して切粉の飛散を防止し、切粉を巻込んで切粉排出部から外部に排出される。
【００１３】
また、エアーカーテンは冷却集塵ハウジングの下端の全周に沿って連続して形成されるため、冷却集塵ハウジングの内部と外部とを完全に遮断することができ、可撓性フードの設置が必要でなくなる。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の工作機械の冷却集塵装置において、上記複数のエアーカーテン用吐出孔は互いに同一半径の円形状であり、上記スリットは上記円形状のエアーカーテン用吐出孔の中心部を接続することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の工作機械の冷却集塵装置において、上記複数のエアーカーテン用吐出孔は互いに同一半径の円形状であり、上記スリットは、その幅が上記エアーカーテン用吐出孔の半径にほぼ等しく、かつ上記エアーカーテン用吐出孔の半円部分を接続し、この接続によって上記複数のエアーカーテン用吐出孔の形状は半円形状となることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の工作機械の冷却集塵装置において、上記カッタ冷却用冷気吐出口は、互いに約２０°〜約８０°離間した少なくとも二個のカッタ冷却用吐出孔から構成され、上記吐出孔の各々は上記冷気を上記カッタの回転方向に対して逆の方向から上記カッタの刃部外周の接線方向に向けて噴出すると共に、上記冷気の一部を上記カッタの軸部に向けて噴出することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、請求項１に記載の工作機械の冷却集塵装置において、上記エアーカーテン用冷気流通路が、複数に分流して、上記エアーカーテン用冷気が上記複数のエアーカーテン用吐出孔および上記複数のスリットからほぼ等しい圧力で噴出するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による工作機械の冷却集塵装置の実施例を図１乃至図２４を参照して説明する。
図１乃至図３は、本発明の一実施例の工作機械の冷却集塵装置のほぼ全体構成を一部断面で示した正面図であり、図４は一部断面で示した側面図である。これらの図において、Ｎ／Ｃルーター等の切断及び切削加工機のスピンドル１にはカッタ回転主軸２が取付けられ、この回転主軸２にはコレット３によってカッタ４が固着されている。
【００１９】
スピンドル１にはヘッド取付部材５がボルト６によって固着され、このヘッド取付部材５の構造の詳細が図５に示されている。ヘッド取付部材５には上部冷却ハウジング７が取付られ、この上部冷却ハウジング７の詳細構造が図６に示されている。上部冷却ハウジング７には中間冷却ハウジング８が取付られ、この中間冷却ハウジング８の詳細構造が図７に示されている。上部冷却ハウジング７と中間冷却ハウジング８との内部には内側冷却ハウジング９が取付けられ、この内側冷却ハウジング９の詳細構造が図８及び図９に示されている。中間冷却ハウジング８には下部冷却ハウジング１０が取付けられ、この下部冷却ハウジング１０の詳細構造が図１０及び図１１に示されている。以上のヘッド取付部材５と上部冷却ハウジング７と中間冷却ハウジング８と内側冷却ハウジング９と下部冷却ハウジング１０とは、カッタ回転主軸２とカッタ４とを取囲む冷却集塵ハウジングを構成する。
【００２０】
上部冷却ハウジング７にはエアーカーテン用冷気取入れ部１３が取付けられ、このエアーカーテン用冷気取入れ部１３は図１２に示したように貫通孔１３ａを有し、この貫通孔１３ａは、一端が外部の加圧冷気供給部１００に接続され、他端が冷却集塵ハウジングの壁内に穿設されたエアーカーテン用冷気流通路１４に接続されている。このエアーカーテン用冷気流通路１４は図１に示したように、上部冷却ハウジング７を貫通する流路１４ａと、上部冷却ハウジング７及び中間冷却ハウジング８と内側冷却ハウジング９との間隙に形成された流路１４ｂと、下部冷却ハウジング１０に穿設された流路１４ｃとから構成される。この流路１４ｂは図８及び図９に示したように、その流路の中間部分が内側冷却ハウジング９の外周面に形成された種々の形状の複数の凸部９ａによって、複数の小流路に分割されている。
【００２１】
また、流路１４ｃは、図１０に明示したように下部冷却ハウジング１０を貫通する。詳述すると、図１０及び図１１において下部冷却ハウジング１０は上面に円周方向に等間隔に穿孔された複数、図示例では１２個の入口孔１１と下面に刻設されたエアーカーテン用冷気吐出口１５とを有し、流路１４ｃは入口孔１１とエアーカーテン用冷気吐出口１５とを連通している。エアーカーテン用冷気吐出口１５は、図１１に示したように複数、図示例では１２個の円形のエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａと同数のスリット１５ｂとから構成される。エアーカーテン用冷気吐出孔１５ａは円周上に互いに等角度間隔に配置され、スリット１５ｂは上述の円周上に形成され、隣接するエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａを互いに接続している。こうして、エアーカーテン用冷気吐出口１５は、下部冷却ハウジング１０の下面の全周にわたって連続的に刻設されている。
【００２２】
また、図１１に示したように、スリット１５ｂは、その幅ｄがエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａの直径よりも小さく選定され、各エアーカーテン用冷気吐出孔１５ａの中心を接続している。
【００２３】
また、中間冷却ハウジング８には図１及び図１２に示したように、切粉排出部を構成する集塵アタッチメント１６が取付けられ、この集塵アタッチメント１６の切粉排出孔１６ａは、一端が中間冷却ハウジング８及び内側冷却ハウジング９を貫通する切粉排出用の貫通孔１７に接続され、他端が図示を省略した外部のバキューム式切粉吸引装置に接続される。
【００２４】
図１に示したように下部冷却ハウジング１０の下面にはカッタ冷却用冷気吐出リング１８が取付けられている。このカッタ冷却用冷気吐出リング１８の詳細構造が図１３に示されている。このカッタ冷却用冷気吐出リング１８には、互いに２０°〜８０°離間した２本のカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ、１８ｂが斜め方向に穿孔されている。
【００２５】
下部冷却ハウジング１０には図４に示したようにカッタ冷却用冷気取入れ部１９が取付けられ、このカッタ冷却用冷気取入れ部１９は図１４及び図１５に拡大して示したように、下部冷却ハウジング１０に取付けられた冷気取入れアタッチメント２０と、ブラケット２１、２２、２３と、一対の冷気ホース２４Ａ、２４Ｂとから構成される。この冷気ホース２４Ａは一端でカッタ冷却用冷気流路２５Ａを介してカッタ冷却用冷気吐出リング１８のカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａに連通し、他端で加圧冷気供給部１００に連通している。同様に、冷気ホース２４Ｂも一端でカッタ冷却用冷気流路２５Ｂを介してカッタ冷却用冷気吐出リング１８のカッタ冷却用冷気吐出孔１８ｂに連通し、他端で加圧冷気供給部１００に連通している。こうして、加圧冷気供給部１００からの加圧冷気は、一対の冷気ホース２４Ａ、２４Ｂと一対のカッタ冷却用冷気流路２５Ａ、２５Ｂとを介してカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ、１８ｂから噴出される。
【００２６】
なお、冷気取入れアタッチメント２０の詳細は図１６に示され、ブラケット２１の詳細は図１７に示され、ブラケット２２、２３の詳細は図１８に示されている。
図１９及び図２０は、カッタ冷却用冷気吐出リング１８の２本のカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂの取付け位置とこれらからのカッタ冷却用冷気２６の噴射方向を示したもので、各カッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂは、図１３に示したように垂直線に対して約３０°〜約６０°だけ傾斜しており、上述のように互いに２０°〜８０°離間しており、カッタ冷却用冷気２６を斜め下方に、具体的には切削中のカッタ４の軸部４ａからカッタ刃部４ｂの先端までの範囲に向けて、かつカッタ４の回転方向Ｔと逆向きにカッタ４の刃部４ｂの外周の接線方向に噴射する。
【００２７】
また、カッタ４に対するカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂの取付位置は次のように定められている。即ち、各カッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂは、図２０に示したように、カッタ４の中心から互いに２０°〜８０°離れた方向に延びた半径方向線Ｌからカッタ４の回転方向Ｔの反対方向に、ほぼカッタ４の半径分だけずれた方向にカッタ冷却用冷気を噴射するように、穿孔されている。
【００２８】
図２１は図１２及び図１５にブロックで示した外部の加圧冷気供給部１００の構成要素を示したもので、コンプレッサ１０１とアフタクーラ１０２とエアータンク１０３とメインフィルタ１０４とによって、塵を除去した６ｋｇ／立方ｃｍの工場エアーを作る。この工場エアーは、二つに分流された後に、夫々エアードライヤー１０５、１０５によって水分を除去されると同時に１０°Ｃに冷却された後に、レギュレータ／ドレーン１０６、１０６によって油分を除去され、次いでエコルバー（冷却器）１０７、１０７によって−７°Ｃに冷却される。このようにして作られた−７°Ｃの加圧冷気が、エアーカーテン用冷気取入れ部１３及びカッタ冷却用冷気取入れ部１９に夫々供給される。
【００２９】
次にこの実施例の作用を説明する。
図１は切削中の工作機械の冷却集塵装置の全体の構成を示し、図３は切削が終了しカッタを被切削材から取り出している時の工作機械の冷却集塵装置の全体構成を示している。
【００３０】
図１及び図４において、図示を省略した外部の切粉吸引装置を駆動して、集塵アタッチメント１６を介して冷却集塵ハウジング内をバキューム吸引すると同時に、加圧冷気供給部１００から加圧冷気をエアーカーテン用冷気取入れ部１３及びカッタ冷却用冷気取入れ部１９に供給する。この状態で、カッタ４は補助材２７の上に載置固定された被切削材２８を切削し、切削孔または切削溝２９を穿設する。
【００３１】
エアーカーテン用冷気取入れ部１３に流入したエアーカーテン用冷気３０は、冷却集塵ハウジングの壁内のエアーカーテン用冷気流通路１４を流通しながら冷却集塵ハウジング自体を冷却した後に、下部冷却ハウジング１０のエアーカーテン用冷気吐出口１５から、具体的には図１１に示した下部冷却ハウジング１０の下面に形成されたエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａとスリット１５ｂとから流出してエアーカーテン３１を形成し、カッタ４の周囲を外気から遮断する。この際、エアーカーテン用冷気３０は、図２２に示したように内側冷却ハウジング９内で複数に分流し、これによって一様な圧力となって図２３に示したように複数のエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａと複数のスリット１５ｂから互いにほぼ等しい圧力で噴出する。
【００３２】
カッタ冷却用冷気取入れ部１９に流入したカッタ冷却用冷気２６は、図１９に示したようにカッタ冷却用冷気流路２５Ａ、２５Ｂを通って、カッタ冷却用冷気吐出リング１８のカッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂからほぼ斜め３０°〜６０°下方に流出する。このカッタ冷却用冷気２６の一部は、カッタ４の軸部４ａに衝突してそれを冷却して、カッタ駆動部からカッタ４の刃部４ｂに伝達される伝導熱を冷却し、カッタ駆動部からの伝導熱に起因するカッタ４の発熱を防止する。また、カッタ冷却用冷気２６の残部は、カッタ４の刃部４ｂに衝突してそれを冷却すると共に、切削孔又は切削溝２９のバリを除去する。
【００３３】
カッタ冷却用冷気吐出孔１８ａ，１８ｂからのカッタ冷却用冷気２６は、図１３及び図２０に示したように、互いに２０°〜８０°離れているため、そのうちの少なくとも一つが必ず切削孔又は切削溝２９内に進入して、内部の切粉を浮上がらせて外部に流出させると共に、更に、カッタ４の回転方向Ｔと逆向きにカッタ４の外周の接線方向に進むため、カッタ刃部４ｂに巻き付いた切粉をそこから確実に剥離する。このような切削孔又は切削溝２９内の切粉の排出及びカッタ刃部４ｂからの切粉の剥離作用は、図３に示したように切削加工が終了し、カッタ４が被切削材２８から離れる時に効果的に行われる。
【００３４】
カッタの軸部４ａ及び刃部４ｂを夫々冷却した冷気２６は、図１及び図３において矢印３２で示したように切粉と共に切粉排出用の貫通孔１７及び切粉排出孔１６ａを通って外部の切粉吸引装置に吸引される。
【００３５】
この冷気の吸引に伴い、図１に示したようにエアーカーテン用冷気吐出口１５から噴出されたエアーカーテン流れ３１も、被切削材２８に衝突した後にカッタ冷却用冷気２６と同様に貫通孔１７及び切粉排出孔１６ａを介して吸引排出される。このエアーカーテン流３１の吸引排出は、切粉排出用の貫通孔１７への切粉の排出を助長すると同時に、冷却集塵ハウジング内部を冷却する。このように、エアーカーテン用冷気３０によって、冷却集塵ハウジング自体及びその内部のカッタ４が夫々冷却される。
【００３６】
なお、図２３に示したように複数のエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａからはエアーカーテン流３１ａが噴出されるが、これらのエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａは所定の間隔で配置されているため、隣接するエアーカーテン用冷気吐出孔１５ａから噴出されるエアーカーテン流３１ａの間に、空隙部分３３が残存する。この空隙部分３３には、スリット１５ｂからエアーカーテン流３１ｂが噴出される。こうして、下部冷却ハウジング１０の下面からはその全周にわたって連続的に、即ち実質的に隙間なくエアーカーテン流３１ａ、３１ｂが噴出されて、カッター４の周囲と外部とを完全に隔離する。このエアーカーテン流３１ａ、３１ｂは、切粉が外部に漏出することを阻止すると共に、外部の暖かい空気が冷却集塵ハウジングの中央部に流入することを防止している。こうして、本実施例では、本出願人の先願に係る工作機械の冷却集塵装置には設置されていた可撓性フードを不要とすることができる。
【００３７】
図２４は上述した実施例の変形例を示したもので、下部冷却ハウジング１０の下面に形成されたエアーカーテン用冷気吐出口１５は、円周上に等角度間隔に配置された１２個のエアーカーテン用吐出孔１５ａと、隣接するエアーカーテン用吐出孔１５ａを接続するように円周上に刻設されたスリット１５ｂとから構成される。１２個のエアーカーテン用吐出孔１５ａは互いに同一半径の円形状であり、スリット１５ｂの幅ｄはエアーカーテン用吐出孔１５ａの半径にほぼ等しい。更に、スリット１５ｂはエアーカーテン用吐出孔１５ａの形状が実質的に半円形状となるようにエアーカーテン用吐出孔１５ａの半円部分を接続している。
【００３８】
このように、スリット１５ｂの幅ｄをエアーカーテン用吐出孔１５ａの半径にほぼ等しく選定することによって、エアーカーテン流３１ｂの吐出流力と厚みが増大する。
【００３９】
なお、被切削材としては、金属や複合材や木材や石材など任意の材料を使用することができる。
カッタ冷却用冷気吐出リング１８の冷気吐出孔１８ａ、１８ｂの個数や穿孔位置や方向などは、被切削材の材料や厚さや切削孔または切削溝の大きさなどの種々の切削条件に応じて決定されるものである。従って、種々の切削条件に対応したカッタ冷却用冷気吐出リング１８を複数個用意しておき、切削条件に適したカッタ冷却用冷気吐出リング１８を使用する必要がある。しかしながら、切削条件が変わった場合にも、単にカッタ冷却用冷気吐出リング１８を交換するだけでよく、その他の部材を変更または交換する必要はほとんどない。上述の実施例では、カッタ冷却用冷気２６とエアーカーテン用冷気３０は、圧力及び温度が互いに等しく定めた。しかしながら、本発明はこれに限らず両冷気２６、３０の圧力または温度を異ならせることもできる。
【００４０】
また、カッタ冷却用冷気２６及びエアーカーテン用冷気３０の圧力及び温度は、切削条件等に応じて決定され、温度については常温温度乃至−１５°Ｃの範囲が好ましく、５°Ｃ〜−１５°Ｃが一層好ましい。特に、５°Ｃ以下の温度の冷気は、従来の室温の場合に比べて、カッタ寿命を大幅、例えば約６倍も長くすることができる。更に、冷却集塵ハウジングの構成部材５、７、８、９、１０などの内側の断熱効果を助長するためには、各構成部材の合せ面にシリコンゴム接着剤。の断熱接着材を塗布することが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、カッタ冷却用冷気は、カッタ冷却用冷気吐出口から斜め下方かつカッタの刃部の外周の接線方向に向けて噴出されるため、カッタを被切削材から露出している部分についてはもちろんのこと被切削材中に存する部分についても冷却することができ、かつ切削孔や切削溝内の切粉を確実に排出することができる。また、エアーカーテン用冷気は、複数のエアーカーテン用吐出孔とこれらを互いに接続するスリットとから下方に噴射されエアーカーテンを形成するため、このエアーカーテンは全周囲にわたって隙間なく連続する。従って、可撓性フードを必要とするなく、エアーカーテンのみでカッタの周囲を外気から完全に遮断しそこを冷却することができる。更に、エアーカーテン用冷気はエアーカーテンの形成後に、切粉を伴って切粉排出部から排出され切粉の排出を助長する。
【００４２】
また、エアーカーテン用冷気流通路を冷却集塵ハウジングに形成したので、エアーカーテン用冷気がこのエアーカーテン用冷気流通路を流通する際に冷却集塵ハウジングを冷却することができ、カッタの冷却を助長することができる。更に、カッタが充分に冷却されるため、カッタの摩耗が小さくなりカッタ寿命が大幅に延びると共に、切粉が一般に小さくなりその排出が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工作機械の冷却集塵装置の実施例において被切削材の切削中の状態を一部断面で示した正面図。
【図２】実施例を一部断面で示した正面図。
【図３】実施例において切削終了時点の状態を一部断面で示した正面図。
【図４】実施例を一部断面で示した側面図。
【図５】実施例のヘッド取付部材を示した平面図と部分断面図。
【図６】実施例の上部冷却ハウジングを示した部分断面図と底面図。
【図７】実施例の中間冷却ハウジングを示した部分断面図と底面図。
【図８】実施例の内側冷却ハウジングを示した平面図と部分断面図。
【図９】実施例の内側冷却ハウジングを示した展開図。
【図１０】実施例の下部冷却ハウジングを示した平面図と部分断面図。
【図１１】実施例の下部冷却ハウジングを示した底面図。
【図１２】実施例のエアーカーテン用冷気取入れ部と切粉排出部を夫々示した断面図。
【図１３】実施例のカッタ冷却用冷気吐出リングを示した部分断面図及び底面図。
【図１４】実施例のカッタ冷却用冷気取入れ部を示した平面図。
【図１５】実施例のカッタ冷却用冷気取入れ部を示した部分断面図。
【図１６】実施例のカッタ冷却用冷気取入れ部を構成する冷気取入アタッチメントを示した平面図及び正面図。
【図１７】実施例のカッタ冷却用冷気取入れ部を構成するブラケットを示した平面図及び正面図。
【図１８】実施例のカッタ冷却用冷気取入れ部を構成するブラケットを示した正面図及び底面図。
【図１９】実施例のカッタ冷却用冷気吐出リングから吐出されるカッタ冷却用冷気とカッタとの関係を示した部分断面図。
【図２０】図１９の線Ａ−Ａ矢視の平面図。
【図２１】実施例の加圧冷気供給部の構成を示したブロック図。
【図２２】実施例の内側冷却ハウジングを流通するエアーカーテン用冷気の様子を示した説明図。
【図２３】実施例のエアーカーテン用冷気吐出口から吐出されるエアーカーテン用冷気を示した説明図。
【図２４】実施例の下部冷却ハウジングの変形例を示した底面図。
【符号の説明】
１スピンドル
２カッタ回転主軸
４カッタ
４ａカッタ軸部
４ｂカッタ刃部
５、７、８、９、１０冷却集塵ハウジング
１３エアーカーテン用冷気取入れ部
１４エアーカーテン用冷気流通路
１５エアーカーテン用冷気吐出口
１５ａエアーカーテン用冷気吐出孔
１５ｂスリット
１６切粉排出部
１８ａ，１８ｂカッタ冷却用冷気吐出口
１９カッタ冷却用冷気取入れ部
２６カッタ冷却用冷気
３０エアーカーテン用冷気
３１エアーカーテン
１００加圧冷気供給部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a cooling dust collecting device for a machine tool, and more particularly to a cooling dust collecting device for a machine tool that cools a cutter and sucks and discharges chips.
[0002]
[Prior art]
  Various types of cooling dust collecting devices for machine tools have been proposed so far.
  For example, there is known a cooling dust collecting apparatus for a machine tool capable of cooling a cutter mounted on a spindle via a main shaft and sucking and discharging chips to the outside.
  This type of machine tool cooling dust collecting apparatus includes a cooling dust collecting housing attached to a lower end of a spindle so as to surround a main shaft and a cutter, and an external pressurized cold air supply unit formed in the cooling dust collecting housing. A plurality of cold air flow passages communicating with the cold air intake portion connected to the first and second cold air discharge portions, a discharge port formed in the cooling dust collecting housing and connected to an external chip suction device, and cooling A chip discharge passage communicating with the internal space of the dust collection housing; and a flexible hood which is suspended from the lower end of the cooling dust collection housing and has a slit formed at the lower end thereof. Pressurized cold air is sprayed toward the shaft, and the second cool air discharge section sprays pressurized cold air obliquely downward and in a tangential direction of the outer periphery of the cutter blade to cut the chips. And lift from the cutting hole or groove. And suction and discharge these cuttings by an external chip suction device. The flexible hood prevents the pressurized cold air and chips injected toward the cutter from flowing out of the cooling dust collecting housing, and efficiently guides them to the discharge port.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the above-described conventional cooling dust collecting device for machine tools prevents the pressurized cold air and chips from flowing out of the cooling dust collecting housing only by the flexible hood. There is a problem that it is not possible to sufficiently discharge chips and cool the cutter.
[0004]
  In view of this, the present applicant has disclosed an invention relating to a cooling dust collecting apparatus that solves the problems of such a conventional cooling dust collecting apparatus for machine tools in Japanese Patent Laid-Open No. 7-156038. The cooling and dust collecting device for a machine tool according to the prior application is provided with a cooling and dust collecting housing attached to the lower end of the spindle so as to surround the spindle and the cutter, and a relatively upper portion of the cooling and dust collecting housing. Air curtain cool air intake section connected to the compressed air supply section and the lower end of the cooling dust collection housing, air curtain cool air from the air curtain cool air intake section is jetted downward to surround the cutter The air curtain cold air outlet that forms the air curtain, the air curtain cold air passage that is formed in the cooling dust collecting housing and communicates with the air curtain cold air inlet and the air curtain cold air outlet, and the cooling dust collecting housing Is provided at a relatively lower portion of the cooling dust collecting housing, and a cold air intake portion for cutter cooling connected to an external pressurized cold air supply portion, Cutter cooling cool air discharge port that ejects cool air from the cool air intake for cooling the cutter diagonally downward and in the tangential direction of the outer periphery of the cutter blade, and provided in the cooling dust collecting housing. A chip discharging unit connected to an external chip sucking device for sucking and discharging chips and a flexible hood suspended outward from the cold air discharge port for the air curtain are provided. The air curtain cool air discharge port is composed of a plurality of air curtain discharge holes arranged at almost equal intervals along the entire circumference of the lower end of the cooling dust collecting housing.
[0005]
  The cooling air blown out from the cooling air discharge port for the cutter cooling flows obliquely downward and in the tangential direction of the outer periphery of the cutter blade, collides with the cutter blade, cools it, and cuts holes and grooves. Then, the chips are rolled up and discharged out of the cutting holes and grooves.
[0006]
  The air curtain cool air flows in from the air curtain cool air intake, passes through the air curtain cool air flow passage formed in the cooling dust collecting housing, and is jetted downward from the air curtain cool air discharge port to open the air curtain. create. The air curtain cool air directly cools the cooling dust collecting housing while passing through the air curtain cool air flow passage, and blows out from the air curtain cool air discharge port to form an air curtain. This air curtain shuts off the periphery of the cutter and the cooling dust collecting housing, thereby preventing the scattering of the chips, and entraining the chips and discharging them from the chip discharging portion to the outside.
[0007]
  Since the air curtain cool air is discharged from a plurality of air curtain discharge holes perforated at equal intervals, an air curtain non-existence region occurs below the adjacent air curtain discharge holes, There is a possibility that warm air outside may flow into the central portion of the cooling dust collection housing through the air curtain non-existence region. Therefore, the flexible hood prevents the outside warm air from flowing in surrounding the outside of the air curtain non-existing region.
[0008]
  However, the cooling dust collecting device for a machine tool according to the prior application must be covered with a flexible hood, and in addition to the problem that the structure is complicated and large, the presence of the flexible hood causes an external Therefore, there is a problem that the cutting state by the cutter cannot be observed, which is a great restriction on the cutting work.
[0009]
  Therefore, an object of the present invention is to sufficiently cool the cutter, to surely discharge chips in the cutting hole and the cutting groove, and to shield the inside of the cooling dust collecting housing from the outside. It is an object of the present invention to provide a cooling dust collecting device for a machine tool that does not require a flexible hood.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, the invention described in claim 1
  In a cooling dust collecting device for machine tools that cools a cutter mounted on a spindle via a main shaft and sucks and discharges chips to the outside.
  A cooling and dust collecting housing attached to the lower end of the spindle so as to surround the spindle and the cutter;
  Cooling dust collection housingTop ofA cold air intake section for an air curtain connected to an external pressurized cold air supply section,
  Of the cooling dust collection housingBottomA cold air discharge port for the air curtain that blows out the air curtain cold air from the air curtain cold air intake portion downward and forms an air curtain surrounding the cutter;
  A cold airflow passage for the air curtain formed in the cooling dust collecting housing and communicating the cold air intake part for the air curtain and the cold air discharge port for the air curtain;
  A cool air intake section for cutting the cutter, provided in the cooling dust collecting housing and connected to an external pressurized cold air supply section;
  Cooling dust collection housingBottom ofA cooling air discharge port for cooling the cutter, which jets the cold air from the cooling air intake portion for cutting the cutter obliquely downward and in a tangential direction of the outer periphery of the blade portion of the cutter;
  A chip discharging unit provided in the cooling dust collecting housing and connected to an external chip suction device for sucking and discharging chips from the cooling dust collecting housing;,
Comprising
  The air curtain cold air outlet is
  Of the cooling dust collection housingOpen on the lower surface and surround the cutterA plurality of air curtain discharge holes perforated at substantially equal angles;Opened on the lower surface of the cooling dust collecting housing so as to connect the adjacent air curtain discharge holesWith slitHave
  The width of the slit is smaller than the diameter of the air curtain discharge hole,
  The air curtain cool air is ejected from the air curtain discharge hole and the slit.It is characterized by this.
[0011]
  The cooling air blown out from the cooling air discharge port for the cutter cooling flows obliquely downward and in the tangential direction of the outer periphery of the cutter blade, collides with the cutter blade, cools it, and cuts holes and grooves. Then, the chips are rolled up and discharged out of the cutting holes and grooves.
[0012]
  The air curtain cool air flows in from the air curtain cool air intake, passes through the air curtain cool air flow passage formed in the cooling dust collecting housing, and is lowered from the plurality of air curtain discharge holes and the slits connecting them. Spout to make an air curtain. In this way, the air curtain directly cools the cooling dust collecting housing while passing through the air curtain cold air passage, and also blows downward from the air curtain discharge hole and slit to prevent the scattering of chips, Chips are taken in and discharged from the chip discharge part to the outside.
[0013]
  Also, since the air curtain is formed continuously along the entire circumference of the lower end of the cooling dust collection housing, the inside and outside of the cooling dust collection housing can be completely blocked, and the flexible hood can be installed. No longer needed.
[0014]
  According to a second aspect of the present invention, in the cooling dust collecting device for a machine tool according to the first aspect, the plurality of air curtain discharge holes are circular with the same radius, and the slit is the circular shape. The center part of the discharge hole for air curtains is connected.
[0015]
  According to a third aspect of the present invention, in the cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to the first aspect, the plurality of air curtain discharge holes are circular with the same radius, and the slit has a width thereof. It is substantially equal to the radius of the air curtain discharge hole, and a semicircular portion of the air curtain discharge hole is connected, and the shape of the plurality of air curtain discharge holes is formed by this connection.Is semicircularIt is characterized by becoming.
[0016]
  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to the first aspect, wherein the cool air discharge ports for the cutter cooling are at least two cutter cooling units separated from each other by about 20 ° to about 80 °. Each of the discharge holes ejects the cold air from a direction opposite to the rotation direction of the cutter toward a tangential direction of the outer periphery of the cutter blade and a part of the cold air. It ejects toward the shaft part of the cutter.
[0017]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to the first aspect, the air curtain cold air flow passage is divided into a plurality of air curtains, and the air curtain cold air is the plurality of air It is characterized by being ejected at substantially equal pressure from the curtain discharge hole and the plurality of slits.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of a machine tool cooling dust collecting apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
  FIG. 1 to FIG. 3 are front views showing a substantially entire configuration of a cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to an embodiment of the present invention in a partial cross section, and FIG. 4 is a side view showing a partial cross section. . In these drawings, a cutter rotating spindle 2 is attached to a spindle 1 of a cutting and cutting machine such as an N / C router, and a cutter 4 is fixed to the rotating spindle 2 by a collet 3.
[0019]
  A head mounting member 5 is fixed to the spindle 1 with bolts 6, and details of the structure of the head mounting member 5 are shown in FIG. An upper cooling housing 7 is attached to the head mounting member 5 and the detailed structure of the upper cooling housing 7 is shown in FIG. An intermediate cooling housing 8 is attached to the upper cooling housing 7, and the detailed structure of the intermediate cooling housing 8 is shown in FIG. An inner cooling housing 9 is mounted inside the upper cooling housing 7 and the intermediate cooling housing 8, and the detailed structure of the inner cooling housing 9 is shown in FIGS. A lower cooling housing 10 is attached to the intermediate cooling housing 8, and the detailed structure of the lower cooling housing 10 is shown in FIGS. The head mounting member 5, the upper cooling housing 7, the intermediate cooling housing 8, the inner cooling housing 9, and the lower cooling housing 10 constitute a cooling dust collecting housing that surrounds the cutter rotation main shaft 2 and the cutter 4.
[0020]
  An air curtain cold air intake portion 13 is attached to the upper cooling housing 7, and the air curtain cold air intake portion 13 has a through hole 13 a as shown in FIG. 12. Connected to the pressurized cold air supply unit 100, the other end is connected to an air curtain cold airflow passage 14 formed in the wall of the cooling dust collecting housing. As shown in FIG. 1, the air curtain cold air flow passage 14 is formed in a flow path 14 a that penetrates the upper cooling housing 7 and a gap between the upper cooling housing 7, the intermediate cooling housing 8, and the inner cooling housing 9. The channel 14b and the channel 14c formed in the lower cooling housing 10 are configured. As shown in FIGS. 8 and 9, the flow path 14 b includes a plurality of small flow paths by a plurality of convex portions 9 a having various shapes formed on the outer peripheral surface of the inner cooling housing 9. It is divided into
[0021]
  Moreover, the flow path 14c penetrates the lower cooling housing 10 as clearly shown in FIG. More specifically, in FIG. 10 and FIG. 11, the lower cooling housing 10 has a plurality of air holes perforated on the upper surface at equal intervals in the circumferential direction, in the illustrated example, 12 inlet holes 11 and a cold air discharge for an air curtain engraved on the lower surface. The flow path 14c communicates the inlet hole 11 and the air curtain cold air discharge port 15. As shown in FIG. 11, the air curtain cool air discharge ports 15 are composed of a plurality of, in the illustrated example, twelve circular air curtain cool air discharge holes 15a and the same number of slits 15b. The air curtain cool air discharge holes 15a are arranged at equal angular intervals on the circumference, and the slits 15b are formed on the circumference described above, and connect the adjacent air curtain cool air discharge holes 15a to each other. Thus, the air curtain cool air discharge port 15 is continuously engraved over the entire circumference of the lower surface of the lower cooling housing 10.
[0022]
  As shown in FIG. 11, the width d of the slit 15b is selected to be smaller than the diameter of the air curtain cold air discharge hole 15a, and connects the centers of the air curtain cold air discharge holes 15a.
[0023]
  As shown in FIGS. 1 and 12, the intermediate cooling housing 8 is provided with a dust collection attachment 16 constituting a chip discharge portion, and one end of the chip discharge hole 16a of the dust collection attachment 16 is intermediate. It is connected to a through hole 17 for discharging chips that penetrates the cooling housing 8 and the inner cooling housing 9, and the other end is connected to an external vacuum type chip suction device that is not shown.
[0024]
  As shown in FIG. 1, a cool air discharge ring 18 for cutter cooling is attached to the lower surface of the lower cooling housing 10. The detailed structure of the cutter cooling cold air discharge ring 18 is shown in FIG. The cutter cooling cold air discharge ring 18 has two cutter cooling cold air discharge holes 18a and 18b spaced apart from each other by 20 ° to 80 ° in a diagonal direction.
[0025]
  As shown in FIG. 4, the lower cooling housing 10 has a cutter cooling cold air intake 19 attached thereto, and the cutter cooling cold air intake 19 is enlarged as shown in FIGS. 10 includes a cold air intake attachment 20 attached to 10, brackets 21, 22 and 23, and a pair of cold air hoses 24 </ b> A and 24 </ b> B. The cold air hose 24A communicates at one end with the cutter cooling cold air discharge hole 18a of the cutter cooling cold air discharge ring 18 via the cutter cooling cold air flow path 25A, and communicates with the pressurized cold air supply unit 100 at the other end. . Similarly, the cold air hose 24B communicates with the cutter cooling cold air discharge hole 18b of the cutter cooling cold air discharge ring 18 through the cutter cooling cold air flow path 25B at one end, and communicates with the pressurized cold air supply unit 100 at the other end. ing. Thus, the pressurized cold air from the pressurized cold air supply unit 100 is ejected from the cutter cooling cold air discharge holes 18a and 18b via the pair of cold air hoses 24A and 24B and the pair of cutter cooling cold air flow paths 25A and 25B. The
[0026]
  The details of the cold air intake attachment 20 are shown in FIG. 16, the details of the bracket 21 are shown in FIG. 17, and the details of the brackets 22 and 23 are shown in FIG.
  19 and 20 show the mounting positions of the two cutter cooling cold air discharge holes 18a and 18b of the cutter cooling cold air discharge ring 18 and the injection directions of the cutter cooling cold air 26 from these positions. The cooling air discharge holes 18a and 18b are inclined by about 30 ° to about 60 ° with respect to the vertical line as shown in FIG. 13, and are separated from each other by 20 ° to 80 ° as described above. The cutter cooling air 26 is inclined obliquely downward, specifically toward the range from the shaft portion 4a of the cutter 4 being cut to the tip of the cutter blade portion 4b, and in the direction opposite to the rotation direction T of the cutter 4. The blade portion 4b is sprayed in the tangential direction of the outer periphery.
[0027]
  The attachment positions of the cutter cooling cold air discharge holes 18a and 18b with respect to the cutter 4 are determined as follows. That is, as shown in FIG. 20, each cutter cooling cold air discharge hole 18 a, 18 b has a rotational direction T of the cutter 4 from a radial line L extending in a direction away from the center of the cutter 4 by 20 ° to 80 °. The cutter is perforated so as to inject the cool air for cooling the cutter in a direction shifted by the radius of the cutter 4 in the opposite direction.
[0028]
  FIG. 21 shows the components of the external pressurized cold air supply unit 100 shown by the blocks in FIGS. 12 and 15, and the compressor 101, the aftercooler 102,Air6kg / cubic cm factory where dust is removed by tank 103 and main filter 104Airmake. After the factory air is divided into two, the water is removed by the air dryers 105 and 105 and simultaneously cooled to 10 ° C, and then the oil is removed by the regulator / drains 106 and 106. (Cooler) 107, 107 to cool to -7 ° C. The -7 ° C pressurized cold air thus produced is supplied to the air curtain cold air intake section 13 and the cutter cooling cold air intake section 19, respectively.
[0029]
  Next, the operation of this embodiment will be described.
  FIG. 1 shows an overall configuration of a cooling dust collecting apparatus for a machine tool during cutting, and FIG. 3 shows an entire configuration of a cooling dust collecting apparatus for a machine tool when cutting is finished and a cutter is taken out from a workpiece. ing.
[0030]
  In FIG. 1 and FIG. 4, an external chip suction device (not shown) is driven to vacuum the inside of the cooling dust collection housing via the dust collection attachment 16, and at the same time, the pressurized cold air is supplied from the pressurized cold air supply unit 100. Are supplied to the air curtain cold air intake section 13 and the cutter cooling cold air intake section 19. In this state, the cutter 4 cuts the workpiece 28 placed and fixed on the auxiliary material 27, and drills a cutting hole or a cutting groove 29.
[0031]
  The air curtain cold air 30 that has flowed into the air curtain cold air intake section 13 cools the cooling dust collection housing itself while flowing through the air curtain cold air flow passage 14 in the wall of the cooling dust collection housing, and then the lower cooling housing 10. The air curtain 31 flows out of the air curtain cool air discharge port 15 from the air curtain cool air discharge hole 15a and the slit 15b formed on the lower surface of the lower cooling housing 10 shown in FIG. The area around the cutter 4 is blocked from the outside air. At this time, the air curtain cool air 30 is divided into a plurality of air in the inner cooling housing 9 as shown in FIG. 22, thereby forming a uniform pressure and a plurality of air curtain cool air as shown in FIG. The ejection holes 15a and the plurality of slits 15b are ejected at substantially the same pressure.
[0032]
  Cutter cooling cold air 26 that has flowed into the cutter cooling cold air intake 19 passes through the cutter cooling cold air passages 25A and 25B, as shown in FIG. 19, and the cutter cooling cold air discharge of the cutter cooling cold air discharge ring 18 is performed. It flows out from the holes 18a, 18b substantially downward at an angle of 30 ° to 60 °. A part of the cooling air 26 for the cutter cooling collides with the shaft portion 4a of the cutter 4 and cools it, thereby cooling the conduction heat transmitted from the cutter driving portion to the blade portion 4b of the cutter 4 and cutting the cutter driving portion. Heat generation of the cutter 4 due to the conduction heat from is prevented. Further, the remaining portion of the cutter cooling cold air 26 collides with the blade portion 4b of the cutter 4 to cool it, and removes burrs from the cutting holes or the cutting grooves 29.
[0033]
  As shown in FIGS. 13 and 20, the cutter cooling cool air 26 from the cutter cooling cool air discharge holes 18a and 18b is separated from each other by 20 ° to 80 °. The cutter blade portion 4b enters the groove 29, floats the internal chips and flows out to the outside, and further proceeds in the tangential direction of the outer periphery of the cutter 4 in the direction opposite to the rotation direction T of the cutter 4. Make sure to peel off the chips wound around. The discharge of the chips in the cutting holes or the cutting grooves 29 and the peeling action of the chips from the cutter blade portion 4b are performed after the cutting process is finished as shown in FIG. Effective when leaving.
[0034]
  The cold air 26 that has cooled the shaft portion 4a and the blade portion 4b of the cutter passes through the through hole 17 and the chip discharge hole 16a for discharging chips together with the chips as shown by arrows 32 in FIGS. It is sucked by an external chip suction device.
[0035]
  As the cold air is sucked, the air curtain flow 31 ejected from the air curtain cold air discharge port 15 as shown in FIG. And it is sucked and discharged through the chip discharge hole 16a. The suction and discharge of the air curtain flow 31 facilitates the discharge of the chips into the through hole 17 for discharging the chips and simultaneously cools the inside of the cooling dust collecting housing. In this way, the cooling dust collecting housing itself and the cutter 4 inside thereof are each cooled by the air curtain cool air 30.
[0036]
  As shown in FIG. 23, the air curtain flow 31a is ejected from the plurality of air curtain cool air discharge holes 15a, but these air curtain cool air discharge holes 15a are arranged at predetermined intervals. A gap portion 33 remains between the air curtain flows 31a ejected from the adjacent air curtain cold air discharge holes 15a. The air curtain flow 31b is ejected from the slit 15b into the gap portion 33. In this way, the air curtain flow 31a, 31b is ejected continuously from the lower surface of the lower cooling housing 10 over the entire circumference, that is, substantially without a gap, and the periphery of the cutter 4 and the outside are completely separated. The air curtain flows 31a and 31b prevent the chips from leaking to the outside, and prevent external warm air from flowing into the central portion of the cooling dust collecting housing. Thus, in this embodiment, it is possible to eliminate the need for the flexible hood installed in the cooling dust collecting device for the machine tool according to the prior application of the applicant.
[0037]
  FIG. 24 shows a modification of the above-described embodiment. The air curtain cold air discharge ports 15 formed on the lower surface of the lower cooling housing 10 have twelve airs arranged on the circumference at equal angular intervals. It comprises a curtain discharge hole 15a and a slit 15b formed on the circumference so as to connect the adjacent air curtain discharge holes 15a. The twelve air curtain discharge holes 15a are circular with the same radius, and the width d of the slit 15b is substantially equal to the radius of the air curtain discharge hole 15a. Further, the slit 15b connects the semicircular portion of the air curtain discharge hole 15a so that the shape of the air curtain discharge hole 15a is substantially semicircular.
[0038]
  As described above, by selecting the width d of the slit 15b to be substantially equal to the radius of the air curtain discharge hole 15a, the discharge flow force and thickness of the air curtain flow 31b are increased.
[0039]
  As a material to be cut, any material such as a metal, a composite material, wood, or stone can be used.
  The number of the cold air discharge holes 18a and 18b of the cold air discharge ring 18 for cutting the cutter, the drilling position and the direction, and the like are determined according to various cutting conditions such as the material and thickness of the material to be cut and the size of the cutting hole or groove. It is what is done. Accordingly, it is necessary to prepare a plurality of cutter cooling cold air discharge rings 18 corresponding to various cutting conditions and use the cutter cooling cold air discharge rings 18 suitable for the cutting conditions. However, even when the cutting conditions are changed, it is only necessary to replace the cool air discharge ring 18 for cooling the cutter, and there is almost no need to change or replace other members. In the above-described embodiment, the pressure and temperature of the cutter cooling air 26 and the air curtain cooling air 30 are set equal to each other. However, the present invention is not limited to this, and the pressures or temperatures of the cold airs 26 and 30 can be varied.
[0040]
  The pressure and temperature of the cooling air 26 for the cutter cooling and the cooling air 30 for the air curtain are determined according to cutting conditions and the like, and the temperature is preferably in the range of normal temperature to −15 ° C.° C~ -15° CIs more preferable. In particular, 5° CThe cool air at the following temperature can greatly increase the cutter life, for example, about 6 times as compared with the conventional room temperature. Furthermore, in order to promote the heat insulation effect inside the components 5, 7, 8, 9, 10, etc. of the cooling dust collecting housing, a silicone rubber adhesive is used on the mating surface of each component. It is desirable to apply a heat insulating adhesive.
[0041]
【The invention's effect】
  As is clear from the above description, according to the present invention, the cooling air for the cutter cooling is ejected obliquely downward from the cooling air discharge port for the cutter cooling and toward the tangential direction of the outer periphery of the cutter blade. It is possible to cool not only the portion exposed from the cutting material but also the portion existing in the material to be cut, and reliably discharge chips in the cutting hole and the cutting groove. The air curtain cool air is sprayed downward from a plurality of air curtain discharge holes and slits connecting them to each other to form an air curtain. Therefore, the air curtain is continuous without any gaps. Therefore, without the need for a flexible hood, the surroundings of the cutter can be completely shielded from the outside air by only the air curtain and can be cooled. Furthermore, after the air curtain is formed, the air curtain cool air is discharged from the chip discharge portion together with the chips, and promotes the discharge of the chips.
[0042]
  In addition, since the air curtain cold airflow passage is formed in the cooling dust collecting housing, when the air curtain cold air flows through the air curtain cold airflow passage, the cooling dust collecting housing can be cooled and the cutter can be cooled. Can be encouraged. Further, since the cutter is sufficiently cooled, the wear of the cutter is reduced, the cutter life is greatly extended, and the chips are generally reduced, and the discharge thereof is facilitated.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a front view partially showing a state of a workpiece being cut in an embodiment of a cooling dust collecting device for a machine tool according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a partial cross section of the embodiment.
FIG. 3 is a front view partially showing a state at the end of cutting in the embodiment.
FIG. 4 is a side view showing a partial cross section of the embodiment.
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a partial cross-sectional view showing the head mounting member of the embodiment. FIGS.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view and a bottom view showing an upper cooling housing of the embodiment.
FIGS. 7A and 7B are a partial cross-sectional view and a bottom view showing an intermediate cooling housing of the embodiment. FIGS.
FIG. 8 is a plan view and a partial cross-sectional view showing an inner cooling housing of the embodiment.
FIG. 9 is a developed view showing the inner cooling housing of the embodiment.
FIG. 10 is a plan view and a partial cross-sectional view showing a lower cooling housing of the embodiment.
FIG. 11 is a bottom view showing a lower cooling housing of the embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an air curtain cold air intake section and a chip discharge section according to the embodiment.
FIGS. 13A and 13B are a partial cross-sectional view and a bottom view showing a cool air discharge ring for cutter cooling according to an embodiment. FIGS.
FIG. 14 is a plan view showing a cutter cooling cold air intake portion of the embodiment.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a cold air intake part for cutter cooling according to an embodiment.
FIGS. 16A and 16B are a plan view and a front view showing a cold air intake attachment that constitutes the cold air intake portion for cutter cooling of the embodiment. FIGS.
FIGS. 17A and 17B are a plan view and a front view showing a bracket that constitutes a cooler air intake section for cutter cooling according to the embodiment.
FIGS. 18A and 18B are a front view and a bottom view showing a bracket constituting a cool air intake part for cutter cooling according to an embodiment. FIGS.
FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing the relationship between the cutter cooling cold air discharged from the cutter cooling cold air discharge ring of the embodiment and the cutter.
20 is a plan view taken along line AA in FIG. 19;
FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a pressurized cold air supply unit according to the embodiment.
FIG. 22 is an explanatory view showing a state of the air curtain cooling air flowing through the inner cooling housing of the embodiment.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing the air curtain cold air discharged from the air curtain cold air discharge port of the example.
FIG. 24 is a bottom view showing a modification of the lower cooling housing of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 spindle
2 Cutter rotation spindle
4 Cutter
4a Cutter shaft
4b Cutter blade
5, 7, 8, 9, 10 Cooling dust collection housing
13 Cooling air intake for air curtain
14 Cooling air passage for air curtain
15 Cooling air outlet for air curtain
15a Cooling air discharge hole for air curtain
15b slit
16 Chip discharge part
18a, 18b Chill cooling outlet
19 Cooling air intake for cutter cooling
26 Chill cooling air
30 Cold air for air curtain
31 Air curtain
100 Pressurized cold air supply unit

Claims

In a cooling dust collecting device for machine tools that cools a cutter mounted on a spindle via a main shaft and sucks and discharges chips to the outside.
A cooling and dust collecting housing attached to the lower end of the spindle so as to surround the spindle and the cutter;
Provided on the upper portion of the cooling dust collecting housing, a cold air intake section for air curtain to be connected to an external pressurized圧冷air supply unit,
A cold air discharge port for an air curtain, which is provided at a lower end portion of the cooling dust collecting housing, and blows out the air curtain cold air from the air curtain cold air intake portion downward to form an air curtain surrounding the cutter; ,
A cold airflow passage for the air curtain formed in the cooling dust collecting housing and communicating the cold air intake part for the air curtain and the cold air discharge port for the air curtain;
A cool air intake section for cutting the cutter, provided in the cooling dust collecting housing and connected to an external pressurized cold air supply section;
A cooling air discharge port for cooling the cutter, which is provided at a lower portion of the cooling dust collecting housing , and blows out the cold air from the cooling air intake portion for cutting the cutter obliquely downward and in a tangential direction of the outer periphery of the blade portion of the cutter;
Provided in the cooling dust collecting housing, anda chip discharge portion connected to an external chip suction apparatus for sucking discharging cutting chips from inside the cooling dust collecting housing,
The air curtain cold air outlet is
The cooling dust collection opening is connected to a plurality of air curtain discharge holes that are opened at a lower surface of the cooling dust collection housing and are perforated at substantially the same angle so as to surround the cutter, and the adjacent air curtain discharge holes. A slit opened on the lower surface of the dust housing ,
The width of the slit is smaller than the diameter of the air curtain discharge hole,
The cooling and dust collecting apparatus for a machine tool, wherein the air curtain cooling air is ejected from the air curtain discharge hole and the slit .

The plurality of air curtain discharge holes are circular with the same radius,
The cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to claim 1, wherein the slit connects a central portion of the circular air curtain discharge hole.

The plurality of air curtain discharge holes are circular with the same radius,
The slit has a width substantially equal to the radius of the air curtain discharge hole,
And connect the semicircular part of the discharge hole for the air curtain,
2. The cooling dust collecting apparatus for a machine tool according to claim 1, wherein the plurality of air curtain discharge holes are semicircular due to this connection.

The cutter cooling cold air discharge port includes at least two cutter cooling discharge holes spaced from each other by about 20 ° to about 80 °,
Each of the discharge holes ejects the cool air from a direction opposite to the rotation direction of the cutter toward a tangential direction of the cutter blade outer periphery, and a part of the cool air is directed to the shaft portion of the cutter. The machine tool cooling dust collecting apparatus according to claim 1, wherein the cooling dust collecting apparatus is discharged.

The air curtain cool air passage is divided into a plurality of air curtains, and the air curtain cool air is configured to be ejected from the plurality of air curtain discharge holes and the plurality of slits with substantially equal pressure. The cooling dust collecting device for a machine tool according to claim 1.