JP6419616B2 - Cleaning method of spindle end face in machining center - Google Patents
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Description
本発明は、任意の工具を主軸に装着して回転駆動することにより機械加工を行うマシニングセンタに係り、特に、工具の交換時に主軸の端面と工具の間に挟み込まれて圧密化された特殊な箔状の切粉を効果的に洗浄できるようにした主軸端面の洗浄方法に関するものである。 The present invention relates to a machining center that performs machining by mounting an arbitrary tool on a main shaft and rotationally driving it, and in particular, a special foil that is sandwiched and consolidated between the end surface of the main shaft and the tool when the tool is replaced. Jo cuttings relates cleaning method of the main shaft end face which is to be effectively cleaned.
予め準備された複数種類の工具の中から加工目的に応じた任意の工具を選択して主軸に装着し、主軸を回転駆動して機械部品等の加工を行うマシニングセンタが工業界で広く用いられている。この種の工作機械において、必要な加工精度を得るためには、主軸に対して工具を精度よく装着することが重要である。しかし、機械加工の現場では多量の切粉が発生し、これが飛散することは避けられず、この切粉が主軸や工具に付着し、また工具の着脱時には主軸に設けられたテーパ状の取付孔に切粉が入り込むことがあった。 Machining centers are widely used in the industry to select any tool according to the machining purpose from a variety of tools prepared in advance and mount it on the spindle, and drive the spindle to machine machine parts. Yes. In this type of machine tool, in order to obtain the required machining accuracy, it is important to mount the tool on the spindle with high accuracy. However, it is inevitable that a large amount of swarf is generated and scattered at the machining site, and this swarf adheres to the main shaft and tool, and a tapered mounting hole provided on the main shaft when the tool is attached or detached. There was a case in which chips entered into
このような不具合を避けるためには、主軸及び主軸に取り付けた工具等に付着した切粉を除去する必要がある。下記特許文献1乃至6は、工作機械等の主軸等に付着した切粉を洗浄する洗浄装置の発明を開示している。これらの発明は、工作機械の主軸や工具の内部に形成した経路にエアやクーラント液を供給し、これを経路の開口部から噴射して切粉等を除去するものである。
In order to avoid such a problem, it is necessary to remove chips adhering to the main shaft and a tool attached to the main shaft. The following
一般的な工作機械の主軸の端面の中央には、工具を取り付けるテーパ状の取付孔が設けられており、取付孔の奥部には工具を掴むチャックが設けられている。また、このような主軸に取り付けられる工具には、テーパ状のシャンク部が設けられている。 A tapered attachment hole for attaching a tool is provided at the center of the end surface of a main spindle of a general machine tool, and a chuck for grasping the tool is provided at the back of the attachment hole. Moreover, the tool attached to such a main axis | shaft is provided with the taper-shaped shank part.
このような工具を主軸に取り付ける場合には、工具のシャンク部を主軸の取付孔に差し込み、チャックで主軸側に連結固定する。この時、主軸と工具は、テーパ面同士で密着するとともに、主軸の端面と工具のフランジの後ろ側の端面でも密着しており、工具は2面拘束の状態で高精度に主軸に取り付けられる。 When attaching such a tool to the main shaft, the shank portion of the tool is inserted into an attachment hole of the main shaft, and connected and fixed to the main shaft side with a chuck. At this time, the main shaft and the tool are in close contact with each other at the tapered surfaces, and are also in close contact with the end surface of the main shaft and the end surface on the rear side of the flange of the tool, and the tool is attached to the main shaft with high accuracy in a two-surface constrained state.
上記各特許文献に示したような従来の工作機械における主軸の洗浄装置によれば、主軸や工具に付着した切粉を除去し、また工具の交換の際に主軸の取付孔に入った切粉を除去することは可能であった。しかし、本願発明者は、工作機械における主軸の洗浄について鋭意研究した結果、以下に説明するように、主軸の端面に形成される特殊な切粉の存在と、これによる加工精度の低下という新規な課題を発見するに至った。また、この課題の解決は、上記各特許文献に示したような従来の主軸洗浄装置では困難であることも確認した。 According to the spindle cleaning device in the conventional machine tool as shown in each of the above patent documents, the chips adhering to the spindle and the tool are removed, and the chips entering the spindle mounting hole when the tool is replaced It was possible to remove However, as a result of earnest research on cleaning of the spindle in a machine tool, the inventor of the present application, as will be described below, has a novel existence of special chips formed on the end face of the spindle and a reduction in machining accuracy due to this. It came to discover a subject. In addition, it has also been confirmed that the solution of this problem is difficult with the conventional spindle cleaning apparatus as shown in the above patent documents.
すなわち、上述したような主軸に対する工具の2面拘束による取付構造によれば、主軸に工具を取り付けた状態では、テーパ面同士と端面同士は互いに密着している。このため、加工中に発生した切粉がテーパ面と端面の隙間に入り込む可能性は小さい。しかし、工具を交換する際、工具を主軸から取り外すと、主軸の端面は全面が露出するため、主軸の端面のうち、後に工具が密着する取付領域にも切粉が付着してしまう可能性が生じる。工具の交換時に、主軸の端面の取付領域に切粉が付着してしまい、そのまま次の工具を主軸に取り付けると、主軸の端面の取付領域にある切粉は工具のフランジの端面との間で圧縮され、潰されて箔状の切粉となり、主軸の端面に貼り付いた状態となってしまう。一回の工具交換で主軸の端面に構成される箔状の切粉の厚さが小さかったとしても、工具交換を何回か繰り返すうちに箔状の切粉は徐々に厚くなり、不均等に積み重ねられていく。 That is, according to the mounting structure by the two-surface constraint of the tool with respect to the main shaft as described above, the tapered surfaces and the end surfaces are in close contact with each other when the tool is mounted on the main shaft. For this reason, the possibility that chips generated during processing enter the gap between the tapered surface and the end surface is small. However, when the tool is replaced, if the tool is removed from the main shaft, the entire end surface of the main shaft is exposed, so that there is a possibility that chips will adhere to the mounting area where the tool will be in close contact with the end surface of the main shaft. Arise. When the tool is changed, chips adhere to the attachment area on the end face of the spindle.If the next tool is attached to the spindle as it is, the chips in the attachment area on the end face of the spindle will remain between the end faces of the tool flange. It is compressed and crushed to form a foil-like swarf that is stuck to the end face of the main shaft. Even if the thickness of the foil-like chips formed on the end face of the spindle is small after a single tool change, the foil-like chips gradually become thicker as the tool change is repeated several times. It will be stacked.
このような箔状の切粉が存在する状態で工具を取り付け、所定の孔径精度の孔加工を行おうとすると、工具の先端に振れが発生して必要な孔の加工径が変化してしまい、所期の精度が得られないことがあった。孔の径が大きくなれば、不良品として廃棄しなければならず、孔の径が小さくなれば、再加工が必要となって工数が増大してしまう。 When a tool is attached in a state where such foil-like chips are present and a hole is to be drilled with a predetermined hole diameter accuracy, the tip of the tool is shaken and the required hole diameter is changed, The expected accuracy may not be obtained. If the hole diameter becomes large, it must be discarded as a defective product. If the hole diameter becomes small, reworking is necessary and the number of man-hours increases.
本発明は、以上説明した本願発明者等が発見した新規な課題を解決するためになされたものであり、マシニングセンタの主軸の端面に形成される圧密化された特殊な箔状の切粉を効果的に洗浄できるようにした主軸端面の洗浄方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the novel problems discovered by the inventors of the present invention described above, and is effective for the compacted special foil-like chips formed on the end face of the spindle of the machining center. and its object is to provide a cleaning method of the main shaft end face which is to be cleaned.
請求項1に記載されたマシニングセンタにおける主軸の端面の洗浄方法によれば、
マシニングセンタの主軸の端面との間に3mm以上の隙間が生じるように前記主軸にクリーニング具を装着するクリーニング具取付工程の後に、
前記隙間の中にクーラントを供給しながら毎分100回転以下の回転数で前記主軸を回転させる第1クーラント洗浄工程と、
前記隙間の中にクーラントを供給しながら毎分100回転以下の回転数で前記主軸を第1クーラント洗浄工程の回転方向と逆の方向に回転させる第2クーラント洗浄工程と、
を有し、
その後に、前記隙間を挟んで前記端面と対面する前記クリーニング具の対向面に開口した噴射孔から前記端面に空気を吹き付けながら前記主軸を回転させるクリーニング具エア洗浄工程を有することを特徴としている。
なお、クリーニング具取付工程、第1クーラント洗浄工程、第2クーラント洗浄工程、及びクリーニング具エア洗浄工程の各工程間に、必要により例えば後述する平行エア流洗浄工程等の他の洗浄工程や乾燥等の工程を挿入しても差し支えない。
According to the cleaning method of the end face of the spindle in the machining center according to
After the cleaning tool mounting step of mounting the cleaning tool on the main shaft such that a gap of 3 mm or more is generated between the end surface of the main shaft of the machining center,
A first coolant cleaning step of rotating the spindle at a rotation speed of 100 revolutions per minute or less while supplying coolant into the gap;
A second coolant cleaning step of rotating the main shaft in a direction opposite to the rotation direction of the first coolant cleaning step at a rotation speed of 100 rpm or less while supplying the coolant into the gap;
Have
Thereafter, there is provided a cleaning tool air cleaning step in which the main shaft is rotated while air is blown to the end face from an injection hole opened in the facing surface of the cleaning tool facing the end face across the gap.
In addition, other cleaning processes such as a parallel air flow cleaning process, which will be described later, drying, etc., if necessary, between the cleaning tool mounting process, the first coolant cleaning process, the second coolant cleaning process, and the cleaning tool air cleaning process. This process can be inserted.
本発明のマシニングセンタにおける主軸の端面の洗浄方法によれば、主軸の端面と、主軸の端面に取り付けたクリーニング具の間の隙間を3mm以上に設定したので、この隙間にクーラントを供給すれば、箔状の切粉が貼り付いている主軸の端面に十分にクーラントを行き渡らせることができる。そして、クーラントを供給しながら毎分100回転以下の回転数で主軸を回転させることで、貼り付いた箔状の切粉を剥がすことができる。さらに、同じ条件で主軸を逆転させることで、クリーニング具を主軸に取り付けるキーなどの洗浄に関する障害物があっても、端面をむらなく洗浄することができ、貼り付いた箔状の切粉をさらに確実に剥がすことができる。そして、その後さらに、隙間を挟んで主軸の端面に対面するクリーニング具の噴射孔からエアを噴射し、主軸の端面にエアを吹き付ければ、クーラントを吹き付けながら回転方向の異なる2方向の回転で剥離し、少なくとも一部分が除去された箔状の切粉の残りも完全に除去され、主軸の端面は清浄な状態となる。
According to the cleaning method of the end surface of the main shaft in the machining center of the present invention, the clearance between the end surface of the main shaft and the cleaning tool attached to the end surface of the main shaft is set to 3 mm or more. The coolant can be sufficiently distributed to the end face of the main shaft to which the chip-like chips are adhered. And the sticky foil-like chips can be peeled off by rotating the spindle at a rotation speed of 100 revolutions per minute or less while supplying the coolant. Furthermore, by reversing the spindle under the same conditions, even if there are obstacles related to cleaning such as keys that attach the cleaning tool to the spindle, the end face can be cleaned evenly, and the attached foil-like chips can be further removed. Can be removed reliably. Then, further, if air is sprayed from the spray hole of the cleaning tool facing the end surface of the main shaft across the gap, and air is sprayed to the end surface of the main shaft, peeling is performed by rotating in two directions with different rotational directions while spraying coolant. And the remainder of the foil-shaped chip from which at least a part has been removed is also completely removed, and the end face of the main shaft is in a clean state.
本発明の実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
1.マシニングセンタの構造について
本実施形態のマシニングセンタは、予め準備された複数種類の工具の中から加工目的に応じた任意の工具を選択して主軸に装着し、主軸を回転駆動して金属のフライス、穴あけ、ねじ立てなどの多種類の加工及び多面加工を行う工作機械である。前記工具の中には、被加工物を加工する刃物を備えた多種類の工具の他、主軸の端面を洗浄するために用いられる刃物を持たないクリーニング具10(詳細は後述する)も含まれる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1. About the structure of the machining center The machining center of the present embodiment selects an arbitrary tool according to the machining purpose from a plurality of types of tools prepared in advance and mounts it on the spindle, and rotationally drives the spindle to make metal milling and drilling. It is a machine tool that performs various types of machining such as tapping and multi-face machining. The tool includes a cleaning tool 10 (details will be described later) having no cutter used for cleaning the end face of the spindle, in addition to various types of tools provided with a cutter for machining a workpiece. .
図示はしないが、マシニングセンタの本体には、加工を行う密閉された加工室が用意されており、被加工物は加工室内でクーラント(coolant) を供給されながら加工され、クーラントや切粉等が外部に飛散しないようになっている。このマシニングセンタの図示しない本体には、図1に示すように、主軸1が水平方向に平行に配置され、一方の端面2を自由端として加工室内に突出させている。主軸1は、加工時には必要な速度で回転駆動されるとともに、図1〜図3中に示すXYZ座標系の各軸に沿って任意に移動することができる。図1は主軸1が工具着脱位置にある状態を示し、図2及び図3は主軸1が洗浄位置にある状態を示す。工具着脱位置と洗浄位置の位置関係は特に限定しないが、例えば、図3に示すように、X軸に沿って所定距離をおいて並んだ位置関係でもよい。
Although not shown, the machining center main body has a sealed processing chamber for processing, and the workpiece is processed while being supplied with coolant in the processing chamber, and coolant, chips, etc. are externally supplied. It is designed not to scatter. As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、主軸1の端面2の中央には、工具を取り付けるテーパ状の取付孔3が設けられている。また、取付孔3の奥部は円筒形の孔部4に連通している。この孔部4内には、工具を着脱するためのチャック5が設けられており、取付孔3に装着した工具を任意に固定及び開放することができる。
As shown in FIG. 1, a
図1及び図5に示すように、主軸1の内部には、その外周面に近い位置に、軸方向に沿って複数本の第1流体回路6が形成されている。複数本の第1流体回路6は、主軸1の周方向に沿って等角度間隔で設けられている。なお、図1中には、周方向に180度だけ離れた位置にある2本の第1流体回路6が示されている。第1流体回路6は、主軸1の本体側の図示しないエア源から延設されており、主軸1の端面2の近傍で軸中心方向に90度屈曲し、さらに2本に分岐してテーパ状の取付孔3の内面の前方と後方にそれぞれ開口している。工具を外した状態で、本体のエア源から第1流体回路6にエアを供給すれば、取付孔3の内部にエアを噴射することができ、取付孔3内に切粉等が入っていれば、これを外に吹き飛ばすことができる。
As shown in FIGS. 1 and 5, a plurality of first
また、図1及び図1中のA部の拡大断面図である図5に示すように、一部の第1流体回路6は、そのまま延設されて主軸1の端面に開口した第1噴射口8に連通している。そして、主軸1の端面2の周縁には、第1噴射口8を覆い隠すように円弧状のひさし部材19が取り付けられている。図5から分かるように、ひさし部材19は、端面2の周縁に固定されて主軸1の中心方向に向けて片持ち状に延設された部材であり、第1噴射口8はひさし部材19の裏面に対面している。従って、図5中に矢印で示すように、本体のエア源から第1流体回路6にエアを供給すれば、当該第1流体回路6からのエアは第1噴射口8から噴射されてひさし部材19の裏面に当たり、主軸1の端面2に沿って中心方向に流れる。
Further, as shown in FIG. 5 which is an enlarged sectional view of a portion A in FIGS. 1 and 1, a part of the first
さらに、主軸1の内部において、テーパ状の取付孔3に連通して設けられた円筒形の孔部4には、その中心軸に軸線を一致させて第2流体回路7が設けられている。この第2流体回路7は、本体側の図示しないエア源又はクーラント源に選択的に接続可能であり、エア又はクーラントを選択的に供給できる。例えば、主軸1に工具を装着した場合、この第2流体回路7が、工具の軸芯に沿って形成された流路に接続され、加工中に工具の要所からクーラントを噴射して工具刃先の冷却、穴明加工での切粉排出といった用途に用いることができる。また、図2に示すようにクリーニング具10を主軸1に装着した場合には、クリーニング具10に設けられたエア用の中心孔11に、この第2流体回路7が接続され、クリーニング工程でエアの噴射を行うことができる。
Further, a second
図1に示すように、主軸1に取り付けられる工具としてのクリーニング具10には、テーパ状のシャンク部12が設けられている。シャンク部12のテーパは、主軸1の取付孔3のテーパと傾きが同一である。なお、図1に示すクリーニング具10に刃はないが、シャンク部12の前部には円盤部13が設けられている。円盤部13の主軸1側にはフランジ14があり、図2に示すように、クリーニング具10を主軸1に装着した場合には、フランジ14の端面15と、主軸1の端面2の間には、3mm以上の寸法の隙間Sが生じるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、クリーニング具10を主軸1の取付孔3に挿入して固定するためには、主軸1に突出して設けられた固定用のキー16を使用する(図1,図2では、キー16の表示を省略している。)。キー16は、周方向に180度離れた2カ所に設けられており、クリーニング具10の各キー溝(図1、図2では、キー溝の表示を省略している。)にそれぞれ挿入されることにより、クリーニング具10を主軸1に対して固定する。
As shown in FIG. 3, in order to insert the
図1に示すように、クリーニング具10には、その中心軸線に沿って中心孔11が形成されている。中心孔11は、シャンク部12の細径側の端部に開口しており、中心軸線に沿って円盤部13に延設され、当該円盤部13において、半径方向に沿うとともに後傾して形成された複数本の放射孔17に分岐している。これら複数本の放射孔17は、円盤部13の周方向に沿って等角度間隔で配置されている。そして、各放射孔17は、フランジ14の端面15に周方向に等角度間隔で配置された複数の第2噴射口18にそれぞれ連通している。従って、図2及び図4に示すように、クリーニング具10を主軸1に装着した場合には、各第2噴射口18は、主軸1の端面2に対して全周にわたって対面することとなる。
As shown in FIG. 1, the
図2及び図3に示すように、マシニングセンタの加工室内には、洗浄位置にある主軸1の上方にクーラントを噴射する長体状のノズル20が設けられている。ノズル20は2本あり、図示しない本体側からクーラントの供給を受けて任意の流量で放出することができる。ノズル20の径は例えば6mm程度であるが、同じ流量であれば、細くした方がクーラントの噴射の勢いが強くなるので、洗浄には好ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
ノズル20は、数十センチ程度の長さを有する可撓性の管状体であり、図示しない本体のクーラント源に接続されており、加工室の天井に下向きに取り付けられている。ノズル20は、その長体の屈曲形状を任意に調整でき、先端の位置及び放出方向を任意に設定できる。具体的には、ノズル20の先端は、安全性を考慮してクリーニング具10が装着された主軸1の回転軌跡から少なくとも1cm以上離れた位置に配置するものとした。一例を挙げれば、主軸1の外径が170mmの場合、ノズル20の先端と主軸1の中心までの距離を100mmとする。また、主軸1の外径が130mmの場合、ノズル20の先端と主軸1の中心までの距離を80mmとする。さらにまた、主軸1の外径が150mmの場合、ノズル20の先端と主軸1の中心までの距離を90mmとする。
The
また、ノズル20の方向は、クリーニング具10のフランジ14と主軸1の隙間Sに向けるとともに、図2に示すように噴射口をやや主軸1側に向けて主軸1の端面2にクーラントが直接供給されるように設定した。なお、ノズル20の数は2本としたが、1本又は3本以上でもよい。
Further, the direction of the
なお、従来のマシニングセンタの加工室にもクーラント用のノズルが設けられている場合があるが、これは加工室の天井に設けられた短いノズルであり、主軸1からは数十センチ〜1メートル以上離れており、主軸1とクリーニング具10の間に隙間Sがあったとしても、この隙間Sを狙ってクーラントを噴射し、命中させることができるような構成とはなっていない。
The machining chamber of the conventional machining center may be provided with a nozzle for coolant. This is a short nozzle provided on the ceiling of the machining chamber, and several tens of centimeters to 1 meter or more from the
2.洗浄工程について
このようなマシニングセンタにおいて、通常の工具交換を行う際には、図1に示すように、図示しない交換装置で工具を主軸1から外した後、本体のエア源から第1流体回路6にエアを供給し、工具が外されて空となった取付孔3の内部にエアを噴射する。取付孔3内に切粉等が入っていても、これを外に吹き飛ばすことができる。
2. Cleaning Process When performing a normal tool change in such a machining center, as shown in FIG. 1, the tool is removed from the
続けて行う加工作業が、一定の基準を越えた精密加工作業である場合には、クリーニング具10を用いて主軸1の端面2を洗浄し、その後に次の工具を取り付ける。まず、図1に示すように、工具の着脱位置において図示しない着脱装置を用いて主軸1にクリーニング具10を装着するクリーニング具取付工程を行う。これにより、主軸1とクリーニング具10の位置関係は図2に示すものと同じになり、クリーニング具10のフランジ14の端面15と、主軸1の端面2との間には、3mm以上の隙間Sが生じる。なお、この隙間Sは、後にクーラントを主軸1の端面2に吹き付けて行う洗浄工程の便宜のためであるから、3mmは最小限度であり、実際には5mm以上が好ましく、上限は特に設けない。
When the subsequent machining operation is a precision machining operation exceeding a certain standard, the
その後、図2及び図3に示すように、クリーニング具10を装着した主軸1を洗浄位置に移動し、次の洗浄工程を実行する。
まず、ノズル20からクーラントを放出して隙間Sの中にクーラントを供給しながら、毎分100回転以下の回転数で主軸1を回転させて主軸1の端面2にこびりついた箔状の切粉を剥離させ、遠心力で飛ばして除去する(第1クーラント洗浄工程)。なお、主軸1の端面2は全周にわたって平坦面というわけではなく、前述したように、クリーニング具10を固定するためのキー16が端面2から突出している部分があり、これが高速で回転すると隙間S内に供給されたクーラントを隙間S外にはじき出してしまうため、回転数は前述したように毎分100回転以下がよく、毎分50回転以下であればなお好ましい。但し、あまり回転数が小さいと回転による洗浄効果が得にくくなるため、少なくとも毎分30回転以上は必要である。また、洗浄時間は少なくとも10秒以上とする。
Thereafter, as shown in FIGS. 2 and 3, the
First, while discharging the coolant from the
次に、主軸1の回転を停止し、ノズル20から放出したクーラントを隙間Sの中に供給しながら、毎分100回転以下の回転数で主軸1を第1クーラント洗浄工程と逆の方向に回転させて主軸1の端面2にこびりついた箔状の切粉を剥離させ、遠心力で飛ばして除去する(第2クーラント洗浄工程)。この場合の回転数も、同様の理由で毎分100回転以下がよく、毎分50回転以下であればなお好ましいが、少なくとも毎分30回転以上は必要である。洗浄時間も正転の場合と同様に少なくとも10秒以上とする。
Next, the rotation of the
なお、主軸1を正転及び逆転させながら供給するクーラントの流量は、合計で3リットル以上であることが好ましい。
In addition, it is preferable that the flow volume of the coolant supplied while rotating the
このような主軸1の回転方向が異なる第1及び第2クーラント洗浄工程により、主軸1の端面2に貼り付いた箔状の切粉を効果的に剥がして除去することができる。なお、主軸1の端面2に、クリーニング具10を固定するためのキー16が突出している部分があり、かつ洗浄時の主軸1の回転方向が一方向のみである場合には、この主軸1の端面2のうち、突出したキー16の近傍の片側にはクーラントがかからず、洗浄効果が得にくい領域が生じてしまう可能性がある。しかし、実施形態では、上述の通り、クーラント洗浄は回転方向を変えて行うため、このような恐れがなく、主軸1の回転方向に関するキー16の両側とも十分な洗浄効果が得られる。
By such first and second coolant cleaning steps in which the rotation direction of the
主軸1の回転方向を変えてクーラント供給して行うクーラント洗浄工程が終了したら、ノズル20からのクーラントの噴射を停止する。次に、図3に想像線で示すように、ノズル20から滴下するクーラントを避けるため、主軸1を洗浄位置からX方向の隣部である工具着脱位置又はその他の位置に移動する。
When the coolant washing process performed by changing the rotation direction of the
ここで、主軸1の端面2に沿って中心方向に流れるエアによる平行エア流洗浄工程を行う。図5に示すように、図示しない本体のエア源から第1流体回路6にエアを供給する。このエアは、第1噴射口8から噴射されてひさし部材19の裏側に当たり、下方に90度向きを変えて主軸1の端面2に沿って流れ、主軸1の端面2を洗浄する。この時、主軸1は毎分30〜100回転で、好ましくは50回転で回転させ、切粉にエアの噴射力と同時に回転による遠心力が作用するようにする。エアの圧力は0.45〜0.55MPa、好ましくは0.5MPaとする。第1エア洗浄の時間は少なくとも10秒とする。第1及び第2クーラント洗浄により少なくとも一部分が除去された箔状の切粉の残りが除去され、主軸1の端面2は清浄な状態となる。
Here, a parallel air flow cleaning process using air flowing in the center direction along the
次に、エアによる第2の洗浄を行う(クリーニング具エア洗浄工程)。図4に示すように、図示しない本体側のエア源から供給されたエアは、主軸1の第2流体回路7からクリーニング具10の中心孔11に入り、放射孔17を経て円盤部13のフランジ14に開口した第2噴射口18から噴射され、主軸1の端面2の全面に吹き付けられる。この時、主軸1は毎分800〜1200回転で、好ましくは毎分1000回転で回転させ、エアで剥離した切粉が遠心力で飛ばされて除去されるようにする。エアの圧力は0.5MPaとする。第2エア洗浄の時間は少なくとも10秒とする。第1及び第2クーラント洗浄、さらに平行エア流洗浄工程の後であるが、それにも係わらず、主軸1の端面2に箔状の切粉がまだ残っていたとしても、この最後のクリーニング具エア洗浄工程によって箔状の切粉の残滓はすべて除去され、主軸1の端面2は完全に清浄な状態となる。
Next, the second cleaning with air is performed (cleaning tool air cleaning step). As shown in FIG. 4, air supplied from an air source on the main body (not shown) enters the
以上説明したように、実施形態によれば、主軸1の端面2に3mm以上の隙間Sを設けてクリーニング具10を取り付け、この隙間Sにクーラントを供給して主軸1の端面2にクーラントを直接当てながら主軸1を回転させるクーラント洗浄工程を、回転方向が異なる2方向について行った。そして、さらに、主軸1を回転させながら、主軸1の端面2に平行なエアの流れによる平行エア流洗浄工程と、主軸1の端面2にエアが吹き付けられるクリーニング具エア洗浄工程を行った。このため、工具の装着による圧縮で箔状となった切粉が主軸1の端面2に強固に付着していたとしても、これを完全に除去することができる。
As described above, according to the embodiment, the
3.比較例
本願発明者等は、本発明に想到するまでに、主軸1の端面2に付着した箔状の切粉を除去する種々の洗浄装置及び洗浄方法について検討を行った。次に、これら検討した洗浄方法について説明し、本発明又は本実施形態と比較する。
(1)市販のクリーニング具を使用し、主軸内部から出るエアをクリーニング具のノズルから噴射して主軸の端面に吹き付ける手法により、清掃を行った。市販されている従来のクリーニング具であるため、主軸の端面とクリーニング具の間には、1mm程度の隙間しかできない。主軸の回転数は毎分1000回転、エアの圧力は0.5MPa、時間は30秒である。この狭い隙間にはエアは十分には入らず、箔状の切粉を主軸の端面から除去することはできなかった。
3. Comparative Example The inventors of the present application have studied various cleaning apparatuses and cleaning methods for removing foil-like chips adhering to the
(1) Using a commercially available cleaning tool, cleaning was performed by a method of spraying air from the inside of the main shaft from the nozzle of the cleaning tool and blowing it onto the end face of the main shaft. Since this is a conventional cleaning tool that is commercially available, only a gap of about 1 mm can be formed between the end surface of the main shaft and the cleaning tool. The rotation speed of the main shaft is 1000 rpm, the air pressure is 0.5 MPa, and the time is 30 seconds. Air did not sufficiently enter the narrow gap, and foil-like chips could not be removed from the end face of the main shaft.
(2)上記(1)と同様のクリーニング具を用い、エアの代わりにクーラントを噴射して主軸の端面に吹き付ける手法により、清掃を行った。主軸の回転数は毎分1000回転、クーラントの吐出量は10L/min、吐出圧力は3MPa、時間は30秒である。主軸の端面と従来のクリーニング具の間の1mm程度の狭い隙間にはクーラントが十分には入らず、箔状の切粉を主軸の端面から除去することはできなかった。 (2) Using the same cleaning tool as in (1) above, cleaning was performed by spraying coolant instead of air and spraying it onto the end face of the main shaft. The rotation speed of the main shaft is 1000 revolutions per minute, the coolant discharge amount is 10 L / min, the discharge pressure is 3 MPa, and the time is 30 seconds. There was not enough coolant in the narrow gap of about 1 mm between the end surface of the main shaft and the conventional cleaning tool, and foil-like chips could not be removed from the end surface of the main shaft.
(3)従来のマシニングセンタにおいて、加工室の天井に設けられた従来の短いクーラント用ノズルからクーラントを出して、ノズルから数十センチ以上離れた主軸の端部付近にかけながら、上記(1)による主軸の回転及びエアの噴射を行った。この方法では、クリーニング具と主軸の端面との間の狭い隙間にはクーラントが十分には行き渡らず、またエアも十分には入らず、箔状の切粉を主軸の端面から除去することはできなかった。 (3) In the conventional machining center, the main shaft according to the above (1) while the coolant is discharged from the conventional short coolant nozzle provided on the ceiling of the processing chamber and applied to the vicinity of the end of the main shaft several centimeters away from the nozzle. Rotation and air injection. In this method, the coolant is not sufficiently distributed in the narrow gap between the cleaning tool and the end surface of the main shaft, and air is not sufficiently input, so that the foil-like chips can be removed from the end surface of the main shaft. There wasn't.
1…主軸
2…主軸の端面
8…第1噴射口
10…クリーニング具
11…中心孔
18…第2噴射口
20…クーラントを供給するためのノズル
S…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記隙間の中にクーラントを供給しながら毎分100回転以下の回転数で前記主軸を回転させる第1クーラント洗浄工程と、
前記隙間の中にクーラントを供給しながら毎分100回転以下の回転数で前記主軸を第1クーラント洗浄工程の回転方向と逆の方向に回転させる第2クーラント洗浄工程と、
を有し、
その後に、前記隙間を挟んで前記端面と対面する前記クリーニング具の対向面に開口した噴射孔から前記端面に空気を吹き付けながら前記主軸を回転させるクリーニング具エア洗浄工程を有することを特徴とするマシニングセンタにおける主軸の端面の洗浄方法。 After the cleaning tool mounting step of mounting the cleaning tool on the main shaft such that a gap of 3 mm or more is generated between the end surface of the main shaft of the machining center,
A first coolant cleaning step of rotating the spindle at a rotation speed of 100 revolutions per minute or less while supplying coolant into the gap;
A second coolant cleaning step of rotating the main shaft in a direction opposite to the rotation direction of the first coolant cleaning step at a rotation speed of 100 rpm or less while supplying the coolant into the gap;
Have
And a cleaning tool air cleaning step of rotating the main shaft while blowing air to the end face from an injection hole opened on the opposite surface of the cleaning tool facing the end face across the gap. Cleaning method for the end face of the main shaft.
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