JP5636603B2 - 強アルカリ水を利用した切削加工装置及び切削加工方法 - Google Patents
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Description
主軸に取り付け可能な切削工具と、上部が開口しかつ工作物を収容可能な容器と、を備えた切削加工装置であって、
前記容器は、前記工作物と、前記切削工具の少なくとも先端部分と、を浸漬するようにアルカリ濃度の下限がpH10である強アルカリ水で満たされ、
前記アルカリ濃度の上限が、前記工作物と、前記切削工具と、前記強アルカリ水に浸漬される前記切削加工装置の一部と、の全てが腐食しないように定められており、かつ、
前記切削工具の前記先端部分には、前記強アルカリ水を流通可能な貫通穴及び流路の少なくとも一方が設けられており、かつ、
前記切削工具は、エンドミル又はドリルを含み、
前記先端部分に設けられた前記貫通穴は、前記切削工具の外周面の一箇所と他箇所とに開口部がそれぞれ設けられ、前記開口部間に延び、
前記先端部分に設けられた前記流路は、前記先端部分の下端に開口部を備え、前記開口部から前記切削工具の中心軸に沿って内側上方に延び、前記貫通穴に連結することを特徴とする切削加工装置。
2 切削工具(バイト工具、正面フライス工具、エンドミル工具、ドリル工具)
11 テーブル
12 容器
13 バイス
14 工作物
15 強アルカリ水
16 主軸
21 工具の先端部分
22 チップ(スローアウェイチップ)
22a チップ先端
23 貫通穴
23a,23b 貫通穴の開口部
24 チップ
24a チップ先端
26 外周面
28 案内経路
28a,28b 案内経路の開口部
31 pHメータ
32 希釈タンク
33 濃縮タンク
34 水
35 強アルカリ水
36 制御装置
37,38 弁機構
39 供給管
41 冷凍機
42a,42b 管路
43 温度計
44 温度制御装置
50 パーソナルコンピュータ
51 データベース
52 情報入力部
53 情報記憶部
54 情報処理部
55 情報表示部
Claims (12)
- 主軸に取り付け可能な切削工具と、上部が開口しかつ工作物を収容可能な容器と、を備えた切削加工装置であって、
前記容器は、前記工作物と、前記切削工具の少なくとも先端部分と、を浸漬するようにアルカリ濃度の下限がpH10である強アルカリ水で満たされ、
前記アルカリ濃度の上限が、前記工作物と、前記切削工具と、前記強アルカリ水に浸漬される前記切削加工装置の一部と、の全てが腐食しないように定められており、かつ、
前記切削工具の前記先端部分には、前記強アルカリ水を流通可能な貫通穴及び流路の少なくとも一方が設けられており、かつ、
前記切削工具は、エンドミル又はドリルを含み、
前記先端部分に設けられた前記貫通穴は、前記切削工具の外周面の一箇所と他箇所とに開口部がそれぞれ設けられ、前記開口部間に延び、
前記先端部分に設けられた前記流路は、前記先端部分の下端に開口部を備え、前記開口部から前記切削工具の中心軸に沿って内側上方に延び、前記貫通穴に連結することを特徴とする切削加工装置。 - 主軸に取り付け可能な切削工具と、上部が開口しかつ工作物を収容可能な容器と、を備えた切削加工装置であって、
前記容器は、前記工作物と、前記切削工具の少なくとも先端部分と、を浸漬するようにアルカリ濃度の下限がpH10である強アルカリ水で満たされ、
前記アルカリ濃度の上限が、前記工作物と、前記切削工具と、前記強アルカリ水に浸漬される前記切削加工装置の一部と、の全てが腐食しないように定められており、かつ、
前記切削工具の前記先端部分には、前記強アルカリ水を流通可能な貫通穴及び流路の少なくとも一方が設けられており、かつ、
前記アルカリ濃度を計測する計測器と、
前記アルカリ濃度の上限値と下限値とが設定可能な制御装置と、
前記下限値より低濃度の液体を蓄積する希釈タンクと、
前記上限値より高濃度の液体を蓄積する濃縮タンクと、
前記希釈タンクを開閉可能にし、前記容器に前記低濃度の液体を供給可能な弁機構と、
前記濃縮タンクを開閉可能にし、前記容器に前記高濃度の液体を供給可能な弁機構と、
をさらに備え、
前記制御装置は、前記計測器から前記アルカリ濃度を取得し、前記取得した前記アルカリ濃度値が前記上限値と前記下限値とで画定される濃度範囲外から逸脱した場合には、前記弁機構の少なくとも一方を開閉させるように指示可能であることを特徴とする切削加工装置。 - 前記切削工具は、バイト工具又は正面フライス工具を含み、
前記貫通穴は、前記貫通穴を設置しない場合に比して前記先端部分の切れ刃強度を大幅に低下させないように、前記貫通穴の直径と前記先端部分の加工点からの設置距離とが、決定されていることを特徴とする請求項2に記載の切削加工装置。 - 前記切削工具は、エンドミル又はドリルを含み、
前記先端部分に設けられた前記貫通穴は、前記切削工具の外周面の一箇所と他箇所とに開口部がそれぞれ設けられ、前記開口部間に延び、
前記先端部分に設けられた前記流路は、前記先端部分の下端に開口部を備え、前記開口部から前記切削工具の中心軸に沿って内側上方に延び、前記貫通穴に連結することを特徴とする請求項2に記載の切削加工装置。 - 前記容器内の前記強アルカリ水の温度を測定可能な温度計がさらに設けられ、
前記制御装置には、予め取得された前記温度の変化と前記アルカリ濃度との関係式が記憶され、
前記制御装置は、前記温度計で測定された前記温度と前記関係式とから前記強アルカリ水の前記アルカリ濃度を補正するよう前記弁機構の少なくとも一方を開閉させるように指示可能であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の切削加工装置。 - 前記温度計に接続可能な温度制御部と、冷凍機と、をさらに備え、
前記温度制御部は、前記温度計で取得された温度に基づいて、前記冷凍機を作動又は停止し、前記容器内の前記強アルカリ水を前記冷凍機に循環させるよう指示可能であることを特徴とする請求項5に記載の切削加工装置。 - 少なくとも前記工作物又は前記切削工具の候補になる材質と前記材質が腐食しないアルカリ濃度範囲とを有したデータベースと、
実際に使用する工作物と切削工具の材質についての情報を入力可能な情報入力装置と、を備え、
前記制御装置は、前記情報入力装置から取得した前記情報に基づいて前記アルカリ濃度の前記上限値と前記下限値を設定することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の切削加工装置。 - 少なくとも先端部分に貫通穴及び流路の少なくとも一方が設置された切削工具を用意する工程と、
強アルカリ水に工作物を浸漬する工程と、
前記切削工具の少なくとも前記先端部分を前記強アルカリ水に浸漬しながら前記工作物を加工する工程と、
前記強アルカリ水のアルカリ濃度の下限値をpH10とし、かつ、少なくとも前記工作物及び前記切削工具が腐食しない範囲内で前記濃度の上限値を設定する工程と、
加工中に前記下限値と前記上限値との間に入るように前記強アルカリ水の前記アルカリ濃度を制御する工程と、
前記貫通穴又は前記流路に前記強アルカリ水を流通させて、前記強アルカリ水の気化熱を利用して前記切削工具を強制冷却する工程と、
加工前に前記強アルカリ水の温度と前記アルカリ濃度との関係式を取得する工程と、
前記強アルカリ水の温度を測定する工程と、
取得された前記温度と前記関係式とを利用して、前記強アルカリ水の前記アルカリ濃度を補正する工程と、を含むことを特徴とする切削加工方法。 - 取得された前記温度に基づいて前記強アルカリ水を熱交換させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の切削加工方法。
- 少なくとも前記工作物又は前記切削工具の候補になる材質と前記材質が腐食しないアルカリ濃度範囲とを有したデータベースを用意する工程と、
実際に使用する前記工作物と前記切削工具の材質についての情報を入力する工程と、
前記強アルカリ水の前記上限値を設定する工程は、前記情報に基づいて前記上限値を設定することを特徴とする請求項8又は9に記載の切削加工方法。 - 少なくとも先端部分に貫通穴及び流路の少なくとも一方が設置された切削工具を用意する工程と、
強アルカリ水に工作物を浸漬する工程と、
前記切削工具の少なくとも前記先端部分を前記強アルカリ水に浸漬しながら前記工作物を加工する工程と、
前記強アルカリ水のアルカリ濃度の下限値をpH10とし、かつ、少なくとも前記工作物及び前記切削工具が腐食しない範囲内で前記濃度の上限値を設定する工程と、
加工中に前記下限値と前記上限値との間に入るように前記強アルカリ水の前記アルカリ濃度を制御する工程と、
前記貫通穴又は前記流路に前記強アルカリ水を流通させて、前記強アルカリ水の気化熱を利用して前記切削工具を強制冷却する工程と、を含み、かつ、
少なくとも前記工作物又は前記切削工具の候補になる材質と前記材質が腐食しないアルカリ濃度範囲とを有したデータベースを用意する工程と、
実際に使用する前記工作物と前記切削工具の材質についての情報を入力する工程と、
前記強アルカリ水の前記上限値を設定する工程は、前記情報に基づいて前記上限値を設定することを特徴とする切削加工方法。 - 前記切削工具を用意する工程は、前記貫通穴を設置しない場合に比して前記先端部分の切れ刃強度を大幅に低下させないように、前記貫通穴の直径と前記先端部分の加工点からの設置距離とを決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の切削加工方法。
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