JP6850387B1 - Machine Tools - Google Patents

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Abstract

【課題】クーラントと切削屑を効率的に回収し得る簡易な構造の工作機械を提供する。【解決手段】ワークを加工する加工空間Sを囲む囲み部材と、加工空間Sへの給気を行う給気部120と、加工空間Sからの排気を行う排気部130と、加工空間S内に設けられた主軸161と、加工空間内Sにクーラントを供給するクーラント供給部201と、主軸161の下方に設けられた流体回収部140hとを具備し、囲み部材は、(1)給気部120と排気部130による加工空間Sへの給気と加工空間Sからの排気により加工空間S内に旋回流を生じさせる第1案内面101sと、(2)旋回流の遠心力により第1案内面101sに付着したクーラントを流体回収部140hに導く第2案内面102sとを具備し、第1案内面101sと水平面との交線は、加工空間Sの外側に向けて凸となる曲線もしくは円弧を含む、工作機械。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool having a simple structure capable of efficiently recovering coolant and cutting chips. SOLUTION: An enclosing member surrounding a processing space S for processing a work, an air supply unit 120 for supplying air to the processing space S, an exhaust unit 130 for exhausting air from the processing space S, and a processing space S. The main shaft 161 provided, the coolant supply unit 201 for supplying the coolant to the S in the processing space, and the fluid recovery unit 140h provided below the main shaft 161 are provided, and the surrounding member is (1) the air supply unit 120. The first guide surface 101s that generates a swirling flow in the processing space S by supplying air to the processing space S by the exhaust unit 130 and exhausting from the processing space S, and (2) the first guide surface due to the centrifugal force of the swirling flow. It is provided with a second guide surface 102s that guides the coolant adhering to the 101s to the fluid recovery unit 140h, and the intersection line between the first guide surface 101s and the horizontal plane forms a curved line or an arc that is convex toward the outside of the processing space S. Including machine tools. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本開示は、工作機械に関する。 The present disclosure relates to machine tools.

特許文献1は、加工機の加工室を塵埃の飛散防止用カバー(10)で覆い、この飛散防止用カバー内部に圧縮空気を送り込んで渦流(G)を発生させる渦流発生手段を備え、この渦流により前記飛散防止用カバーの壁面(W4)に設けられた排出口(32)から加工室内の塵埃を集塵する加工機の集塵装置において、前記飛散防止用カバー(10)は、前記加工室を囲む平面視矩形をなす壁面(W1・W2・W3・W4)を備え、前記渦流発生手段は、前記飛散防止用カバー内部に設けられた圧縮空気の吹き出し部(11〜14)を複数備え、これらの吹き出し部(11〜14)はそれぞれ前記飛散防止用カバーの角部に配置され、圧縮空気を前記飛散防止用カバー壁面の延在方向へ吹き出すものを含むとともに、前記複数の吹き出し部のうちの一部(13)を、吹き出し方向(C)が前記飛散防止用カバー壁面(W3)と平行せずに所定の角度を持って前記飛散防止用カバーの内部を指向するように設けたことを特徴とする加工機の集塵装置を教示している。 Patent Document 1 includes a vortex generating means in which a processing chamber of a processing machine is covered with a dust scattering prevention cover (10), and compressed air is sent into the dust scattering prevention cover to generate a vortex (G). In the dust collector of the processing machine that collects dust in the processing chamber from the discharge port (32) provided on the wall surface (W4) of the anti-scattering cover, the anti-scattering cover (10) is used in the processing chamber. The wall surface (W1, W2, W3, W4) forming a rectangular shape in a plan view is provided, and the vortex generating means includes a plurality of compressed air blowing portions (11 to 14) provided inside the shatterproof cover. Each of these blowout portions (11 to 14) is arranged at the corner portion of the shatterproof cover, includes one that blows compressed air in the extending direction of the shatterproof cover wall surface, and among the plurality of blowout portions. A part (13) of the above is provided so that the blowing direction (C) is not parallel to the shatterproof cover wall surface (W3) and faces the inside of the shatterproof cover at a predetermined angle. It teaches the dust collector of the processing machine, which is a feature.

特開2010−82759号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-82759

特許文献1では、飛散防止用カバーで囲まれた空間内へ送り込まれた圧縮空気により飛散防止用カバーで囲まれた空間内部に渦流が発生すると、加工室で発生した粉塵等の塵埃は飛散防止用カバーで囲まれた空間内の渦流に巻き込まれて飛散防止用カバーで囲まれた空間内の一部に滞留しにくくなり、塵埃の除去残りを低減させることができると述べられている。また、吹き出し部を飛散防止用カバーで囲まれた空間内の角部に配設して、圧縮空気を飛散防止用カバー壁面の延在方向に吹き出すようにしたので、飛散防止用カバーで囲まれた空間内に渦流を発生させることができると述べられている。更に、飛散防止用カバー壁面の延在方向に吹き出す圧縮空気の流れに対して、飛散防止用カバー壁面に沿わず飛散防止用カバー壁面と角度を持って飛散防止用カバーの内部へ向かう圧縮空気の流れが生じ、その結果、渦流を排出口へ押し込むので、より効率の良い集塵が可能となると述べられている。 In Patent Document 1, when a vortex is generated inside the space surrounded by the shatterproof cover by the compressed air sent into the space surrounded by the shatterproof cover, the dust such as dust generated in the processing chamber is prevented from scattering. It is stated that it is difficult for the dust to stay in a part of the space surrounded by the anti-scattering cover because it is caught in the vortex in the space surrounded by the cover, and the dust removal residue can be reduced. In addition, the blowout part is arranged at the corner of the space surrounded by the anti-scattering cover so that the compressed air is blown out in the extending direction of the wall surface of the anti-scattering cover, so that the air is surrounded by the anti-scattering cover. It is stated that a vortex can be generated in the space. Further, with respect to the flow of the compressed air blown out in the extending direction of the shatterproof cover wall surface, the compressed air that goes toward the inside of the shatterproof cover at an angle with the shatterproof cover wall surface without following the shatterproof cover wall surface. It is stated that a flow is generated, and as a result, the vortex is pushed into the outlet, which enables more efficient dust collection.

しかし、切削工具によりワークを加工する際には多量の摩擦熱が生じる。一般に、工作機械は、クーラント(切削液)を使用して切削工具を冷却する機能を備える。特許文献1の場合、圧縮空気の吹き出し部を飛散防止用カバーで囲まれた空間内の角部に配設しているため、その配設に相当のコストがかかる上、クーラントとともにワークの切削屑が吹き出し部に大量に付着するため、装置の維持管理の手間が大きくなる。 However, a large amount of frictional heat is generated when the workpiece is machined with a cutting tool. In general, a machine tool has a function of cooling a cutting tool by using a coolant (cutting fluid). In the case of Patent Document 1, since the blowout portion of the compressed air is arranged at the corner portion in the space surrounded by the anti-scattering cover, the arrangement requires a considerable cost, and the cutting waste of the work together with the coolant is required. A large amount of water adheres to the blowout portion, which increases the time and effort required for maintenance of the device.

本開示の一側面は、ワークを加工する加工空間を囲む囲み部材と、前記加工空間への給気を行う給気部と、前記加工空間からの排気を行う排気部と、前記加工空間内に設けられた主軸と、前記加工空間内にクーラントを供給するクーラント供給部と、前記主軸の下方に設けられた流体回収部と、を具備し、前記囲み部材は、(1)前記給気部と前記排気部による前記加工空間への給気と前記加工空間からの排気により前記加工空間内に旋回流を生じさせる第1案内面と、(2)前記旋回流の遠心力により前記第1案内面に付着した前記クーラントを前記回収部に導く第2案内面と、を具備し、前記第1案内面と水平面との交線は、前記加工空間の外側に向けて凸となる曲線もしくは円弧を含む、工作機械に関する。 One aspect of the present disclosure includes an enclosing member that surrounds a machining space for machining a work, an air supply section that supplies air to the machining space, an exhaust section that exhausts air from the machining space, and the machining space. A spindle provided, a coolant supply unit for supplying coolant into the processing space, and a fluid recovery unit provided below the spindle are provided, and the surrounding member includes (1) the air supply unit and the air supply unit. A first guide surface that generates a swirling flow in the processing space by supplying air to the processing space by the exhaust unit and exhausting from the processing space, and (2) the first guide surface due to the centrifugal force of the swirling flow. A second guide surface that guides the coolant adhering to the recovery portion to the recovery portion, and the intersection line between the first guide surface and the horizontal plane includes a curved line or an arc that is convex toward the outside of the processing space. , Regarding machine tools.

本開示によれば、クーラントとともに切削屑を効率的に回収し得る簡易な構造の工作機械を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a machine tool having a simple structure capable of efficiently collecting cutting chips together with coolant.

本発明の一実施形態に係る工作機械の一例の構造を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the structure of the example of the machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 同工作機械の第1案内面と水平面との交線で囲まれる形状Aを示す図である。It is a figure which shows the shape A surrounded by the line of intersection of the 1st guide surface of the machine tool and a horizontal plane. 同工作機械のII−II線における模式的な矢視図である。It is a schematic arrow view of the machine tool on line II-II. 同工作機械の模式的な側面図である。It is a schematic side view of the machine tool.

本実施形態に係る工作機械は、ワークを加工する加工空間を囲む囲み部材と、加工空間への給気を行う給気部と、加工空間からの排気を行う排気部と、加工空間内に設けられた主軸と、加工空間内にクーラントを供給するクーラント供給部と、主軸の下方に設けられた流体回収部とを具備する。 The machine tool according to the present embodiment is provided in the machining space with a surrounding member surrounding the machining space for machining the workpiece, an air supply section for supplying air to the machining space, and an exhaust section for exhausting air from the machining space. It is provided with a provided spindle, a coolant supply section for supplying coolant into the machining space, and a fluid recovery section provided below the spindle.

囲み部材は、スプラッシュガードとも呼ばれ、クーラント、切削屑等が、加工空間外に飛散することを防止する。囲み部材は、通常、加工空間を囲む周側壁と天井壁とを有する。囲み部材は、囲み部材自身に対して相対的に移動するドアを備えてもよい。ドアは、例えば、囲み部材に形成された開口に沿ってスライド移動することにより開口を開放状態と閉鎖状態に切り替える。特定のドアの近傍には、ワークを搭載するパレットを準備する段取りステーションを備えてもよい。ドアの開放状態では作業者の加工空間へのアクセスが可能であり、閉鎖状態でワークの加工がおこなわれる。パレットの交換は、自動パレット交換装置(APC)で行ってもよい。 The surrounding member is also called a splash guard, and prevents coolant, cutting chips, etc. from scattering outside the machining space. The surrounding member usually has a peripheral side wall and a ceiling wall that surround the processing space. The enclosing member may include a door that moves relative to the enclosing member itself. The door switches the opening between an open state and a closed state by, for example, sliding along an opening formed in the surrounding member. A setup station for preparing a pallet on which the workpiece is mounted may be provided in the vicinity of a specific door. When the door is open, the worker can access the processing space, and when the door is closed, the work is processed. The pallets may be replaced by an automatic pallet changing device (APC).

主軸は、機械加工部の少なくとも一部を構成する。機械加工部とは、加工空間内に設けられた工作機械の要部をいう。機械加工部は、例えば、ワークを固定するワークテーブルと、コラムに装着された主軸と、主軸に固定された切削ツール(バイト)と、ワークテーブルとを備える。ワークは、パレットに載置されたイケールなどに固定されてもよい。もしくは、機械加工部は、ワークを固定する主軸台と、ワークを加工する切削ツールを固定する刃物台とを備えてもよい。 The spindle constitutes at least a part of the machined portion. The machining section refers to a main part of a machine tool provided in a machining space. The machining unit includes, for example, a work table for fixing the work, a spindle mounted on the column, a cutting tool (bite) fixed to the spindle, and a work table. The work may be fixed to an ikele or the like placed on a pallet. Alternatively, the machining section may include a headstock for fixing the workpiece and a tool post for fixing the cutting tool for machining the workpiece.

なお、工作機械とは、例えば、旋盤、立形もしくは横形のマシニングセンタ、固定工具を用いた旋削機能と回転工具を用いたミーリング機能とを有する複合加工機、X軸、Y軸、Z軸に加え、2つ以上の旋回軸により制御される5軸加工機、金属付加加工が可能なAdditive Manufacturing(AM)機などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The machine tool is, for example, a lathe, a vertical or horizontal machining center, a multi-tasking machine having a turning function using a fixed tool and a milling function using a rotary tool, and an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis. Examples include, but are not limited to, a 5-axis machine tool controlled by two or more swivel axes, an Adaptive Machining (AM) machine capable of metal addition processing, and the like.

囲み部材の少なくとも一部、給気部、排気部、クーラント供給部および流体回収部は、協働して、機械加工部を冷却する冷却システムを構成している。冷却システムは、ワークおよび切削ツールを冷却するシステムである。例えば、クーラント供給部は、ワークおよび切削ツールに向けて大量の液状のクーラントを噴射するためのノズルを有する。ワークおよび切削ツールに噴射されたクーラントは、排気部および流体回収部から回収され、切削屑と分離された後、再利用される。 At least a part of the surrounding member, the air supply part, the exhaust part, the coolant supply part and the fluid recovery part work together to form a cooling system for cooling the machined part. A cooling system is a system that cools workpieces and cutting tools. For example, the coolant supply unit has a nozzle for injecting a large amount of liquid coolant toward the workpiece and the cutting tool. The coolant injected into the workpiece and cutting tool is recovered from the exhaust section and the fluid recovery section, separated from the cutting chips, and then reused.

囲み部材は、(1)給気部と排気部による加工空間への給気と加工空間からの排気により加工空間内に旋回流を生じさせる第1案内面と、(2)旋回流の遠心力により第1案内面に付着したクーラントを回収部に導く第2案内面とを具備する。ここで、第1案内面と水平面との交線は、加工空間の外側に向けて凸となる曲線もしくは円弧を含んでいる。 The surrounding members are (1) a first guide surface that creates a swirling flow in the machining space by supplying air to the machining space by the air supply and exhaust sections and exhausting from the machining space, and (2) centrifugal force of the swirling flow. It is provided with a second guide surface that guides the coolant adhering to the first guide surface to the recovery unit. Here, the line of intersection between the first guide surface and the horizontal plane includes a curved line or an arc that is convex toward the outside of the processing space.

例えば、加工空間を鉛直方向から見たとき、加工空間の4隅に、加工空間の外側に向けて凸となる曲面である第1案内面が設けられている。あるいは、加工空間を鉛直方向から見たとき、加工空間全体が、円形もしくは楕円形などの形状を有してもよい。このような加工空間内では、加工空間の中心付近を旋回の中心とする旋回流を容易に発生させることができる。旋回流に巻き込まれたクーラントのミストおよび切削屑は、遠心力によって周側壁に衝突し、クーラントのミストが凝集するとともに切削屑が重力によって落下する。凝集したクーラントは落下した切削屑とともに重力と第2案内面によって回収部へ導かれる。クーラントと切削屑が除去された空気は、旋回流により上昇気流を形成し、例えば天井壁に設けられた排気部から加工空間外に排出される。 For example, when the machining space is viewed from the vertical direction, first guide surfaces, which are curved surfaces that are convex toward the outside of the machining space, are provided at the four corners of the machining space. Alternatively, when the processing space is viewed from the vertical direction, the entire processing space may have a shape such as a circle or an ellipse. In such a machining space, a swirling flow having a swirl center near the center of the machining space can be easily generated. The coolant mist and cutting chips caught in the swirling flow collide with the peripheral side wall due to centrifugal force, and the coolant mist aggregates and the cutting chips fall due to gravity. The agglomerated coolant is guided to the recovery part by gravity and the second guide surface together with the dropped cutting chips. The air from which the coolant and cutting chips have been removed forms an updraft due to the swirling flow, and is discharged out of the processing space from, for example, an exhaust portion provided on the ceiling wall.

第1案内面は、通常、囲み部材の周側壁の一部を構成する。典型的には、囲み部材の周側壁の鉛直方向から見たときの全体的な形状を、円筒状もしくはこれに近い形状に形成してもよい。囲み部材は、複層構造でもよい。例えば、周側壁の少なくとも一部は、外壁と、当該外壁とは別に形成されて外壁の内側に配置された内壁とで構成してもよい。この場合、内壁が第1案内面を有し、加工空間を鉛直方向から見たときの形状が円筒形に近づくように加工空間の形状を規制する。 The first guide surface usually constitutes a part of the peripheral side wall of the surrounding member. Typically, the overall shape of the peripheral side wall of the surrounding member when viewed from the vertical direction may be formed into a cylindrical shape or a shape close thereto. The surrounding member may have a multi-layer structure. For example, at least a part of the peripheral side wall may be composed of an outer wall and an inner wall formed separately from the outer wall and arranged inside the outer wall. In this case, the shape of the machining space is regulated so that the inner wall has the first guide surface and the shape of the machining space when viewed from the vertical direction approaches a cylindrical shape.

第2案内面は、第1案内面の下端部に隣接して設けられ、かつ流体回収部に向かって下方へ傾斜する斜面を有してもよい。これにより、加工空間内に、鉛直方向下方が窄んだ円錐に近い形状の空間を形成することができる。円錐に近い形状の空間では、回転半径が次第に小さくなるため大きな遠心力が発生する。また、囲み部材に付着したクーラントや切削屑等を、第2案内面に沿って重力により鉛直方向下方に移動させやすくなり、回収部によるクーラントおよび切削屑の回収の効率を向上させることができる。 The second guide surface may have a slope that is provided adjacent to the lower end portion of the first guide surface and that is inclined downward toward the fluid recovery portion. As a result, it is possible to form a space having a shape close to a cone whose lower portion in the vertical direction is narrowed in the processing space. In a space with a shape close to a cone, a large centrifugal force is generated because the radius of gyration gradually decreases. Further, the coolant, cutting chips, etc. adhering to the surrounding member can be easily moved downward in the vertical direction by gravity along the second guide surface, and the efficiency of collecting the coolant and cutting chips by the collecting unit can be improved.

囲み部材は、例えば、主軸の周囲を覆うプロテクタと、プロテクタと交差するとともに互いに対向する一対の側壁と、プロテクタと対向する対向壁と、天井壁とを具備してもよい。この場合、プロテクタと、一対の側壁と、対向壁とが周側壁を構成する。このとき、排気部は、天井壁に設けられることが、クーラントの回収効率を向上させ得る点で望ましい。また、給気部は、一対の側壁の少なくとも一方に設けられていることが、同様の観点から望ましい。なお、既に述べたように、プロテクタ、一対の側壁および対向壁のうちの少なくとも一つは複層構造でもよい。中でも、一対の側壁は、設計上、内壁を用いて複層構造にすることが容易である。 The surrounding member may include, for example, a protector that covers the periphery of the spindle, a pair of side walls that intersect and face each other, a facing wall that faces the protector, and a ceiling wall. In this case, the protector, the pair of side walls, and the facing wall form the peripheral side wall. At this time, it is desirable that the exhaust portion is provided on the ceiling wall in that the coolant recovery efficiency can be improved. Further, it is desirable from the same viewpoint that the air supply unit is provided on at least one of the pair of side walls. As already described, at least one of the protector, the pair of side walls and the facing wall may have a multi-layer structure. Above all, the pair of side walls can be easily formed into a multi-layer structure by using an inner wall in design.

好ましい一態様では、少なくとも、一対の側壁が、第1案内面および第2案内面の少なくとも一方の一部となる曲面を有する。このとき、側壁は、単層構造であってもよく、複層構造であってもよい。複層構造の場合、例えば、側壁は、外壁と内壁とを有し、内壁のみが第1案内面および/または第2案内面の少なくとも一方の一部となる曲面を有してもよい。このような内壁を設ける場合、従来と同様の工作機械のスプラッシュガードに内壁を付加するだけで、側壁に第1案内面および/または第2案内面の一部となる曲面を設けることができる。 In a preferred embodiment, at least a pair of side walls have a curved surface that is part of at least one of a first guide surface and a second guide surface. At this time, the side wall may have a single-layer structure or a multi-layer structure. In the case of a multi-layer structure, for example, the side wall may have a curved surface having an outer wall and an inner wall, and only the inner wall is a part of at least one of the first guide surface and / or the second guide surface. When such an inner wall is provided, a curved surface that becomes a part of the first guide surface and / or the second guide surface can be provided on the side wall only by adding the inner wall to the splash guard of the machine tool similar to the conventional one.

排気部は、例えば、加工空間から空気を送り出す排気ファンを備える。また、給気部は、例えば、加工空間に空気を送り込む給気ファンを備える。ファンの種類は、特に限定されない。排気部から回収された空気は、クーラントのミストや微細な切削屑を含んでいる。排気部および給気部のそれぞれに排気ファンおよび給気ファンを備える場合、加工空間内は第一種換気されるため、より効率的に加工空間内のクーラントのミストや切削屑等を回収し得るようになる。排気部から回収された空気は、例えば、清浄装置に導入して清浄装置でクーラントと切削屑を濾過してもよい。これにより清浄な空気が生成される。生成された清浄な空気は、外部に放出してもよく、給気部に循環させてもよい。 The exhaust unit includes, for example, an exhaust fan that sends air out of the processing space. Further, the air supply unit includes, for example, an air supply fan that sends air into the processing space. The type of fan is not particularly limited. The air recovered from the exhaust section contains coolant mist and fine cutting chips. When an exhaust fan and an air supply fan are provided in each of the exhaust section and the air supply section, the machining space is first-class ventilated, so that the coolant mist and cutting chips in the machining space can be collected more efficiently. Will be. The air recovered from the exhaust unit may be introduced into a cleaning device, for example, and the coolant and cutting chips may be filtered by the cleaning device. This produces clean air. The generated clean air may be discharged to the outside or circulated to the air supply unit.

清浄装置で清浄化された空気であっても、僅かにクーラントのミストや切削屑を含んでいるため、外部に開放するよりも、工作機械の系内で循環させることが望ましい。すなわち、排気部から排気された空気は、給気部に導入して空気を循環させることが望ましい。排気部と給気部との間に清浄装置を設ける場合、清浄装置としては、市販のミストコレクタなどを用い得る。 Even the air purified by the cleaning device contains a small amount of coolant mist and cutting chips, so it is desirable to circulate it in the machine tool system rather than opening it to the outside. That is, it is desirable that the air exhausted from the exhaust section is introduced into the air supply section to circulate the air. When a cleaning device is provided between the exhaust unit and the air supply unit, a commercially available mist collector or the like can be used as the cleaning device.

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る工作機械の実施形態を説明する。各実施形態の説明において、方向を表す用語(例えば「上下」、「左右」、および「X軸、Y軸、Z軸」等)を適宜用いるが、これらの用語は説明のためのものであって本発明を限定するものではない。また、各図面において、工作機械の各構成部品の形状または寸法は必ずしも同一の縮尺比で表したものではない。また、各図面において同一の構成部品には同一の符号を用いて示す。 Hereinafter, embodiments of the machine tool according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of each embodiment, terms indicating directions (for example, "up / down", "left / right", and "X-axis, Y-axis, Z-axis", etc.) are appropriately used, but these terms are for explanation purposes only. The present invention is not limited thereto. Further, in each drawing, the shape or size of each component of the machine tool is not necessarily represented by the same scale ratio. Further, in each drawing, the same components are shown by using the same reference numerals.

図1Aは、本発明の一実施形態に係る工作機械の一例の構造を模式的に示す上面図である。図1Bは、同工作機械の加工空間の第1案内面と水平面との交線で囲まれる形状Aを示す図である。図2は、同工作機械のII−II線における模式的な矢視図である。図3は、同工作機械の模式的な側面図である。工作機械100は、例えば、少なくともX軸、Y軸、Z軸を制御して、被加工物であるワークWを多面加工することができる横形マシニングセンタである。 FIG. 1A is a top view schematically showing the structure of an example of a machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a diagram showing a shape A surrounded by a line of intersection between a first guide surface and a horizontal plane of the processing space of the machine tool. FIG. 2 is a schematic arrow view of the machine tool on lines II-II. FIG. 3 is a schematic side view of the machine tool. The machine tool 100 is, for example, a horizontal machining center capable of multi-face machining of a work W as a workpiece by controlling at least the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.

工作機械100は、ワークを加工する加工空間Sを囲む囲み部材110と、加工空間Sへの給気を行う給気部120と、加工空間Sからの排気を行う排気部130と、加工空間S内に設けられた主軸161と、加工空間S内にクーラントCLを供給するクーラント供給部201と、主軸161の下方に設けられた流体回収部140hとを具備する。主軸161にはツール162が着脱自在に取り付けられている。ツール162は、切削、穿孔、研磨等の任意の加工が行えるように選択される。図示例では、クーラント供給部201は、ワークWおよび切削ツール162に向けてクーラントを噴射するためのノズルの形態を有するが、これに限定されない。他の例として、主軸内部を通ってツール先端からクーラントが噴射される形態、加工空間内の切削屑を洗い流すために天井からクーラントが噴射される形態などが挙げられる。 The machine tool 100 includes a surrounding member 110 that surrounds a machining space S for machining a work, an air supply section 120 that supplies air to the machining space S, an exhaust section 130 that exhausts air from the machining space S, and a machining space S. It includes a spindle 161 provided inside, a coolant supply unit 201 that supplies the coolant CL into the processing space S, and a fluid recovery unit 140h provided below the spindle 161. A tool 162 is detachably attached to the spindle 161. The tool 162 is selected so that it can perform arbitrary processing such as cutting, drilling, and polishing. In the illustrated example, the coolant supply unit 201 has, but is not limited to, the form of a nozzle for injecting coolant toward the work W and the cutting tool 162. Other examples include a form in which coolant is injected from the tip of the tool through the inside of the spindle, and a form in which coolant is injected from the ceiling to wash away cutting chips in the machining space.

工作機械100は、特に限定されないが、一般に加工空間Sの鉛直下方に配置されたベッド140を具備し、ベッド140を介して工場等のフロアに据え置かれる。工作機械100の機械加工部は、ベッド140からZ方向に延びるコラム150と、コラム150からX方向に延びる主軸頭160と、主軸頭160に固定された主軸161とを備える。 The machine tool 100 is not particularly limited, but generally includes a bed 140 arranged vertically below the processing space S, and is installed on a floor of a factory or the like via the bed 140. The machining section of the machine tool 100 includes a column 150 extending from the bed 140 in the Z direction, a spindle head 160 extending from the column 150 in the X direction, and a spindle 161 fixed to the spindle head 160.

ワークWは、ワークWを載置するパレット180とともに加工空間S内に設けられたテーブル170上に固定される。ワークWは、図3に示すように、イケール183に固定してもよい。加工空間SへのワークWの導入は、加工空間Sに隣接する段取りステーション300からAPCアーム310により自動的に行えるようになっている。 The work W is fixed on a table 170 provided in the processing space S together with the pallet 180 on which the work W is placed. The work W may be fixed to the Iker 183 as shown in FIG. The work W can be automatically introduced into the processing space S from the setup station 300 adjacent to the processing space S by the APC arm 310.

テーブル170は、第1リニアガイド175やボール螺子177によりZ方向に移動可能である。主軸頭160を支持するコラム150は、主軸頭160をY方向に移動させる第2リニアガイド151とともにプロテクタ113で覆われ、保護されている。コラム150は、第3リニアガイド152によってベッド140上をX方向に移動可能である。 The table 170 can be moved in the Z direction by the first linear guide 175 and the ball screw 177. The column 150 that supports the spindle head 160 is covered and protected by the protector 113 together with the second linear guide 151 that moves the spindle head 160 in the Y direction. The column 150 can be moved in the X direction on the bed 140 by the third linear guide 152.

囲み部材110は、加工空間を囲む周側壁と天井壁116とを有する。周側壁は、主軸頭160の周囲を覆うプロテクタ113と、プロテクタ113と交差する一対の側壁111と、プロテクタ113と対向する対向壁112とを有する。一対の側壁111は、複層構造であり、外壁111aと、外壁111aとは別体の内壁であるカバー部材111bとで構成されている。カバー部材111bの内表面は、第1案内面101sであり、加工空間を鉛直方向から見たときの形状が円筒形に近づくように加工空間の形状を規制している。第1案内面101sは、加工空間Sの四隅に位置する曲面101rを有し、曲面101rの水平面との交線は、外側に向けて凸となる曲線もしくは円弧状である。また、カバー部材111bの下方端部は、加工空間の中心側に向けて、斜め下方に延びており、第2案内面102sを構成している。すなわち、第2案内面102sは、第1案内面101sの下端部に隣接して設けられている。結果として、加工空間Sは、鉛直方向下方が窄んだ円錐もしくは四角錐に近い形状となっている。図1Bに、第1案内面101sと水平面との交線で囲まれる形状Aを示す。 The surrounding member 110 has a peripheral side wall and a ceiling wall 116 that surround the processing space. The peripheral side wall has a protector 113 that covers the periphery of the spindle head 160, a pair of side walls 111 that intersect the protector 113, and an opposing wall 112 that faces the protector 113. The pair of side walls 111 has a multi-layer structure, and is composed of an outer wall 111a and a cover member 111b which is an inner wall separate from the outer wall 111a. The inner surface of the cover member 111b is the first guide surface 101s, and the shape of the processing space is regulated so that the shape of the processing space when viewed from the vertical direction approaches a cylindrical shape. The first guide surface 101s has curved surfaces 101r located at the four corners of the processing space S, and the line of intersection of the curved surface 101r with the horizontal plane is a curved line or an arc shape that is convex toward the outside. Further, the lower end portion of the cover member 111b extends diagonally downward toward the center side of the processing space, and constitutes the second guide surface 102s. That is, the second guide surface 102s is provided adjacent to the lower end portion of the first guide surface 101s. As a result, the processing space S has a shape close to a conical or quadrangular pyramid whose lower portion in the vertical direction is narrowed. FIG. 1B shows the shape A surrounded by the line of intersection between the first guide surface 101s and the horizontal plane.

給気部120は、一対の側壁111の一方に設けられた開口を有し、排気部130は、天井壁116の概ね中央部に設けられた開口を有する。給気部120は、加工空間に空気を送り込む給気ファンを備えてもよく、排気部130は、加工空間から空気を送り出す排気ファンを備えてもよい。例えば、給気部120には給気ファンを設けず、排気部130のみに排気ファンを設ける場合には、加工空間Sの内部を負圧にすることができ、クーラントのミストが加工空間Sから漏れにくい点で好ましい。一方、給気部120に給気ファンを設け、かつ排気部130に排気ファンを設ける場合には、第一種換気による、より確実な給気と排気の制御が可能になる。 The air supply unit 120 has an opening provided on one of the pair of side walls 111, and the exhaust unit 130 has an opening provided at a substantially central portion of the ceiling wall 116. The air supply unit 120 may include an air supply fan that sends air into the processing space, and the exhaust unit 130 may include an exhaust fan that sends air out of the processing space. For example, when the air supply unit 120 is not provided with the air supply fan and the exhaust fan is provided only in the exhaust unit 130, the inside of the processing space S can be made a negative pressure, and the coolant mist is discharged from the processing space S. It is preferable because it does not leak easily. On the other hand, when the air supply fan is provided in the air supply unit 120 and the exhaust fan is provided in the exhaust unit 130, more reliable air supply and exhaust control can be achieved by the first-class ventilation.

給気部120の開口の最大幅(もしくは最大径)をLとするとき、第1案内面(ここでは、曲面101r)の最小の曲率半径は、例えば、Lと同等以上であり、具体的には100mm以上であってもよく、150mm以上であってもよい。このような円弧を形成する第1案内面を設けることで、加工空間内に旋回流が発生しやすくなる。給気部120から加工空間S内に空気が流れ込むとき、気流は概ね給気部120の開口の大きさの範囲で発生する。そのような気流は、給気部120の開口以上の曲率半径を有する第1案内面によってなだらかに曲げられるため旋回流が発生しやすくなる。 When the maximum width (or maximum diameter) of the opening of the air supply unit 120 is L, the minimum radius of curvature of the first guide surface (here, the curved surface 101r) is, for example, equal to or greater than L, and specifically. May be 100 mm or more, and may be 150 mm or more. By providing the first guide surface that forms such an arc, a swirling flow is likely to occur in the machining space. When air flows from the air supply unit 120 into the processing space S, the air flow is generally generated within the size of the opening of the air supply unit 120. Since such an air flow is gently bent by the first guide surface having a radius of curvature equal to or larger than the opening of the air supply unit 120, a swirling flow is likely to occur.

給気された空気の流れ方向は、第1案内面101s(特に曲面101r)によって周側壁に沿うように導かれるため、旋回流を妨げるような気流の乱れが生じにくい。加工空間S内に旋回流が生成すると、旋回流に巻き込まれたクーラントCLのミストおよび切削屑Chは、遠心力によって周側壁に衝突し、クーラントCLのミストが凝集するとともに切削屑が重力によって落下する。凝集したクーラントCLは落下した切削屑Chとともに重力と第2案内面102sによって流体回収部140hへ導かれる。 Since the flow direction of the supplied air is guided along the peripheral side wall by the first guide surface 101s (particularly the curved surface 101r), the turbulence of the airflow that hinders the swirling flow is unlikely to occur. When a swirling flow is generated in the processing space S, the coolant CL mist and cutting chips Ch caught in the swirling flow collide with the peripheral side wall due to centrifugal force, the coolant CL mist aggregates, and the cutting chips fall due to gravity. To do. The agglomerated coolant CL is guided to the fluid recovery unit 140h by gravity and the second guide surface 102s together with the dropped cutting chips Ch.

カバー部材111bの第2案内面102sは、流体回収部140hに向けて斜め下方に延び、その下端部は、同様に流体回収部140hに向けて斜め下方に延びる第2のプロテクタ115の上端部と重ねられている。第2のプロテクタ115は、テーブル170を移動させる第1リニアガイド175、ボール螺子177などを保護するとともに、第2案内面102sの一部を構成している。流体回収部140hは、第2案内面102sで囲まれた開口通路を有する。開口通路によって、加工空間Sはクーラントを貯留するクーラントタンク200と連通している。第1案内面101sから第2案内面102sに達したクーラントCLは、開口通路からクーラントタンク200内に流入する。 The second guide surface 102s of the cover member 111b extends diagonally downward toward the fluid recovery unit 140h, and its lower end thereof and the upper end portion of the second protector 115 extending diagonally downward toward the fluid recovery unit 140h. It is piled up. The second protector 115 protects the first linear guide 175, the ball screw 177, and the like for moving the table 170, and constitutes a part of the second guide surface 102s. The fluid recovery unit 140h has an opening passage surrounded by the second guide surface 102s. The processing space S communicates with the coolant tank 200 for storing the coolant by the opening passage. The coolant CL that has reached the first guide surface 101s to the second guide surface 102s flows into the coolant tank 200 from the opening passage.

クーラント供給部201には、クーラントタンク200内に貯留されたクーラントCLがポンプPで吸い上げられて供給される。クーラントタンク200内には、搬送ベルトが水平方向に移動する第1チップコンベア210と、斜め上方に移動する第2チップコンベア220とが備えられ、第2チップコンベア220はトンネル状の筐体231で覆われている。流体回収部140hから回収された切削屑Chの一部は、クーラントタンク200内で第1チップコンベア210を利用して分離される仕組みになっている。第1チップコンベア210で分離された切削屑Chは、第2チップコンベア220により放出部232まで搬送され、放出部232の下方に設けられた開口から落下してチップバケット240に回収される。 The coolant CL stored in the coolant tank 200 is sucked up by the pump P and supplied to the coolant supply unit 201. The coolant tank 200 includes a first chip conveyor 210 in which the transport belt moves in the horizontal direction and a second chip conveyor 220 in which the conveyor belt moves diagonally upward. The second chip conveyor 220 is a tunnel-shaped housing 231. It is covered. A part of the cutting chips Ch collected from the fluid recovery unit 140h is separated in the coolant tank 200 by using the first chip conveyor 210. The cutting chips Ch separated by the first chip conveyor 210 are conveyed to the discharge section 232 by the second chip conveyor 220, fall from the opening provided below the discharge section 232, and are collected in the chip bucket 240.

排気部130から排気された空気は、僅かにクーラントのミストを含有しているため、図示しない市販のミストコレクタなどの浄化装置に導いて浄化してもよい。また、浄化装置で浄化された空気を給気部に導入して空気を循環させてもよい。もしくは、浄化装置を用いずに排気部130から排気された空気をダイレクトに給気部120に導入してもよい。 Since the air exhausted from the exhaust unit 130 contains a small amount of coolant mist, it may be purified by guiding it to a purification device such as a commercially available mist collector (not shown). Further, the air purified by the purification device may be introduced into the air supply unit to circulate the air. Alternatively, the air exhausted from the exhaust unit 130 may be directly introduced into the air supply unit 120 without using the purification device.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 The description of the embodiments described above is exemplary in all respects and is not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate for those skilled in the art. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims. Further, the scope of the present invention includes modifications from the embodiment within the scope of the claims and within the scope of the claims.

本発明は、クーラントとともに切削屑を回収してクーラントを再利用する場合に有用な工作機械を提供し得る。 The present invention may provide a machine tool useful for recovering cutting chips together with coolant and reusing the coolant.

100:工作機械、101s:第1案内面、101r:曲面、102s:第2案内面、110:囲み部材、111:側壁、111a:外壁、111b:カバー部材、112:対向壁、113:プロテクタ、115:第2のプロテクタ、116:天井壁、120:給気部、130:排気部、140:ベッド、140h:流体回収部、150:コラム、151:第2リニアガイド、152:第3リニアガイド、160:主軸頭、161:主軸、162:ツール、170:テーブル、175:第1リニアガイド、177:ボール螺子、180:パレット、183:イケール、200:クーラントタンク、201:クーラント供給部、210:第1チップコンベア、220:第2チップコンベア、231:筐体、232:放出部、240:チップバケット、300:段取りステーション、310:APCアーム、CL:クーラント、Ch:切削屑、W:ワーク、S:加工空間、P:ポンプ 100: Machine tool, 101s: 1st guide surface, 101r: Curved surface, 102s: 2nd guide surface, 110: Enclosing member, 111: Side wall, 111a: Outer wall, 111b: Cover member, 112: Opposing wall, 113: Protector, 115: 2nd protector, 116: Ceiling wall, 120: Air supply part, 130: Exhaust part, 140: Bed, 140h: Fluid recovery part, 150: Column, 151: 2nd linear guide, 152: 3rd linear guide , 160: spindle head, 161: spindle, 162: tool, 170: table, 175: first linear guide, 177: ball screw, 180: pallet, 183: ikele, 200: coolant tank, 201: coolant supply unit, 210 : 1st chip conveyor, 220: 2nd chip conveyor, 231: housing, 232: discharge part, 240: chip bucket, 300: setup station, 310: APC arm, CL: coolant, Ch: cutting chips, W: work , S: Processing space, P: Pump

Claims (7)

ワークを加工する加工空間を囲む囲み部材と、
前記加工空間への給気を行う給気部と、
前記加工空間からの排気を行う排気部と、
前記加工空間内に設けられた主軸と、
前記加工空間内にクーラントを供給するクーラント供給部と、
前記主軸の下方に設けられた流体回収部と、を具備し、
前記囲み部材は、
(1)前記給気部と前記排気部による前記加工空間への給気と前記加工空間からの排気により前記加工空間内に旋回流を生じさせる第1案内面と、
(2)前記旋回流の遠心力により前記第1案内面に付着した前記クーラントを前記回収部に導く第2案内面と、を具備し、
前記第1案内面と水平面との交線は、前記加工空間の外側に向けて凸となる曲線もしくは円弧を含む、工作機械。
The surrounding member that surrounds the processing space for processing the work,
An air supply unit that supplies air to the processing space and
An exhaust unit that exhausts air from the processing space and
The spindle provided in the processing space and
A coolant supply unit that supplies coolant into the processing space,
A fluid recovery unit provided below the spindle is provided.
The surrounding member
(1) A first guide surface that causes a swirling flow in the processing space by supplying air to the processing space by the air supply unit and the exhaust unit and exhausting air from the processing space.
(2) A second guide surface that guides the coolant adhering to the first guide surface to the recovery unit by the centrifugal force of the swirling flow is provided.
A machine tool in which the line of intersection between the first guide surface and the horizontal plane includes a curved line or an arc that is convex toward the outside of the processing space.
前記第2案内面が、前記第1案内面の下端部に隣接して設けられ、かつ前記流体回収部に向かって下方へ傾斜する斜面を有する、請求項1に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1, wherein the second guide surface is provided adjacent to a lower end portion of the first guide surface and has a slope that inclines downward toward the fluid recovery unit. 前記囲み部材が、前記主軸の周囲を覆うプロテクタと、前記プロテクタと交差するとともに互いに対向する一対の側壁と、前記プロテクタと対向する対向壁と、天井壁と、を具備し、
前記排気部が、前記天井壁に設けられ、
前記給気部が、前記側壁の少なくとも一方に設けられている、請求項1または2に記載の工作機械。
The surrounding member includes a protector that covers the periphery of the spindle, a pair of side walls that intersect the protector and face each other, an opposing wall that faces the protector, and a ceiling wall.
The exhaust unit is provided on the ceiling wall.
The machine tool according to claim 1 or 2, wherein the air supply unit is provided on at least one of the side walls.
前記一対の側壁が、前記第1案内面および前記第2案内面の少なくとも一方の一部となる曲面を有する、請求項3に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 3, wherein the pair of side walls has a curved surface that is a part of at least one of the first guide surface and the second guide surface. 前記排気部が、前記加工空間から空気を送り出す排気ファンを備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の工作機械。 The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust unit includes an exhaust fan for sending air from the processing space. 前記給気部が、前記加工空間に空気を送り込む給気ファンを備える、請求項1〜5の何れか1項に記載の工作機械。 The machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the air supply unit includes an air supply fan that sends air into the processing space. 前記排気部から排気された空気を前記給気部に導入して空気を循環させる、請求項1〜6の何れか1項に記載の工作機械。 The machine tool according to any one of claims 1 to 6, wherein the air exhausted from the exhaust unit is introduced into the air supply unit to circulate the air.
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