JPS6362637A - 高速機械加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、金属の加工作業、例えば、旋削、フライス削
り、面削り、ねじ切り、中ぐりおよびみぞ削りに関し、
かつさらに詳しく述べると、インサートの寿命を長くし
て高速度で金属の加工作業７行う方法および装置に関す
る。

大部分の機械加工作業は、ホルダと、各々が１個または
それ以上の切刃において終端する１個またはそれ以上の
切削用インサートとを含む刃物により行われる。刃物ホ
ルダには、ソケットが形成されており、ソケットの内部
の所定位置に切削用インサートが挟握される。インサー
トの前縁、すなわち、切刃は、加工物と接触して加工物
から切削の形態の材料を除去する。切屑は、インサート
により加工物から分離されるときにせん断面にＩ）ぼつ
て相互にｒｌを動する複数個の薄い、全体として長方形
の材料の部分を會む。切屑を形成する際の薄い材料の部
分の相互間のこのせん断移動により可成りの量の熱が発
生し、この熱はインサートの切刃の加工物との係合によ
り発生した熱と結合して８１６℃（１５００”Ｆ）〜１
０９６°ｃ　（２０００”Ｆ）に達することがある。

従来技術の機械加工作業に使用されている刃物ホルダの
切削用インツーートの破損の原因には、切１１」用イン
サートと加工物との間の摩擦と、クレータ−の形成とし
て知られている問題がある。クレータ−の形成は、切屑
の形成および切屑と切削用インサートとの摩擦係合中に
発生した強い熱に上って生ずる。

切屑を形成する材料が加工物がらせん断されるときに、
切屑材料はインサートの露出した上面の少なくとも一部
分に治って移動する。このような摩擦係合と、切屑の形
成中に発生した強い熱のために、インサ一トの上部に宿
った材料が除去されて「クレータ−」を形成する。もし
もこれらのクレータ−が十分に深くなれば、インサート
全体が加工物と接触するときに、その切刃に沿いかつイ
ンサートの両側に沿って亀裂しかつ破損する。クレータ
−の発生は、近年、硬い合金鋼、高い強度を有するプラ
スチックおよび剛性のマトリックス材料、例えば、エポ
キシ樹脂で被覆された高い引張強さを有する繊維で形成
された複合材料が開発され、広範囲に使用されるように
なったために、特に問題になってきた。

刀ａ工物との摩擦によるインサートのクン−ター発生お
よび摩耗を回避するために従来なされた試みにより、刃
物の寿命および効率が若干高められたにすぎなかった。

従来の技術における一つの解決方法は、商い強度を有す
る材料、例えば、タンゲステンカーバイｒのインサート
を形成することであった。タングステンカーバイドは、
極めて硬いけれども、脆くかつ小さく欠けてとれ、その
結果早期に破損する。インサートの潤滑性を改善するた
めに、切削用インサート０製造に硬化セラミック址たは
合金セラミックが使用されてきた。そのほかに、切削用
インサートと加工物と０間の摩擦を減少させるために、
切削用インサートのために、種々の低摩擦コーティング
が開発されてきた。

切削用インサートの製造に使用される改良された材料お
よびコーティングのほかに、インサートの「切削領域」
、すなわち、切刃、インサートと加工物との界面および
材料がぜん断されて切屑を形成する加工物の領域の温度
を低下させることにより、刃物の寿命を高める試みがな
されてきた。

従来の技術において実施されてきた一つの冷却方法は、
冷却液の低圧の流れを切削領域に吹き付げることを含む
溢流冷却である。代表的には、刃物および〃ｌ工物上り
も数インチ上方に配置されたノズルが冷却液の低圧の流
れを加工物、刃物ホルダ、切削用インサートに向かって
かつ発生する切′　　　　　　　　　　　　　　　−−
ノ骨の上部に吹き付ける。

溢流冷却に関する主な問題は、冷却液を切削領域に実際
に到達させるために効果的でない仁とである。切削用イ
ンサートの露出した上面と接触する切屑の下面、インサ
ートの切刃および材料が加工物からせん断される領域は
、刃物ホルダの上方から切屑の上面に向かって流れる冷
却液の低圧の流れによって冷却されない。これは、切削
領域に発生する熱が非常に高いので、遮熱層が発生して
冷却液がインサートの切刃の近くに流れる前に、冷却液
を蒸発させるためである。

従来の技術においては、前述した溢流冷却技術を改良す
るために、いくつかの試みがなされてきた。例えば、冷
却液を切削領域にさらに直接に噴出させるためには、冷
却液を供給するノズルの吐出オリフィスがインサートお
よび加工物により接近して配置されかつ／または刃物ホ
ルダと一体に構成された。例えば、米国特許第１，６９
５．９５５号、第３．３２３．１９５号および第６．：
６６４．８　［３０号明細書を参照されたい。ノズルを
インサートおよび加工物により近くぺ配置するほかに、
切削領域に発生した遮熱層を突破するように、冷却液の
流れを代表的な溢流冷却を適用する場合よりも高い圧力
で噴出させた。米国特許第２，６５６．５１７冷却液の
流れを加工物と接触している切刃に向かってインサート
の露出した上面を横切るように送る冷却液送出通路を組
み込むように設計された。

これらの設計においては、冷却液を切削領域に向かって
吹きつける別個の導管またはノズルをなくして切刃をさ
らにコンパクトにした。この形式の設計の例は、米国特
許第４．６０２，１３５号、第４，０７２，４３８号、
第３，１７６，３３０号、第６．００２．１４０号、第
２．３６０．５８５号および西独特許第５．００４．１
６６号の谷糞明細書に示されている。

前述した特許に開示された装置の共通の問題は周囲温度
に保たれだ油水混合物または合成物質の混合物の形態の
冷却剤が切削領域を囲繞する遮熱層を突き抜けるために
十分な速度を持たないで切削領域に向かってインサート
の上面を横切るように送られることである。その結果、
冷却液は、蒸発する前に、切削用インサートと、加工物
および／または切屑が形成される加工物の領域との間の
界面に到達することができなかった。これらＯ状況の下
では、クレータ−の発生を阻止するために、切削領域か
ら熱を放散させることができなかった。

そのほかに、この切削領域から熱を除去することができ
ないために、高温に保たれたインサートの切刃と、冷却
液により冷却されたインサートの後部との間に可成り大
きい温度差が生じ、その結果、インサートが熱により破
損した。

従来の技術において切削領域の温度を効果的に低下させ
ることができなかったために、機械加工作業においてい
くつかの不利点および制約が生ずる。前述したように、
高温のためにインサートの破損が発生する。これは、い
くつかの方法においで、製造速度に直接に影響をおよぼ
す。温度を低下させるために、工作機械をより低い速度
でしかも切削の深さおよび送り速度を減少させて作動さ
せなければならず、そのために生産性が低下する。

もしも速度を増大するとすれば、インサートをよりひん
ばんに取り替えなげればならないので、工作機械の休止
時間が増大する。インサートが切削に１吏用される時間
が短い程、所定の工作機械の生産性が低くなる。したが
って、総合的な生産性は、工作機械の作動速度よりも歴
史的に遥かに遅れた切削用インサートの耐用年数および
性能により限定される。

今日の機械加工作業における別の重大な問題は、切削用
インサート、刃物ホルダならびに加工物および刃物ホル
ダを装着するチャックの領域からの切屑の破壊および除
去を含む。もしも切屑が連続した長さに形成されるとす
れば、切屑が刃物ホルダ址たはチャックのまわりに巻き
つく１頃向がありその結果、殆ど常に刃物が破壊するか
またけ密着したまたは束になった切屑の領域を清掃する
ために、機械加工作業を定期的に中断することが少なく
とも必要である。これは、機械加工作業全体が完全に自
動化された融通性のある製造装置においては、特に不利
でちる。融通性のある製造装置は、人間による助けを必
要としないで作動するように設計され、かつもしも作業
員が密着したまたは束になった切屑を定期的に清掃しな
ければならないとすれば、装置の効率が可成り制限され
る。

切屑の除去および破壊の問題を解決するための現在の試
みは、切削用インサートの切屑破壊用みぞの種々の設計
に限られている。切屑破壊用みぞ屑が切刃により加工物
からせん断されるときに切屑と係合し、その後切屑をイ
ンサートの露出面から上向きに曲げてそれにより切屑が
破砕する傾向ン生ずる。

ある用途においては、ある切屑破壊用みその設計により
容認可能な性能が得られるけれども、機械力ロ工作業に
おける変数、例えば、異なる材料、機械の型式、切削の
深さ、送り速度のために、一つの切屑破壊用みぞの設計
によりすべての用途において効果をあげることは実際に
は不可能である。

これは、現在利用可能な多数の切屑破壊装置の設計によ
り証明されている。特定の機械加工作業のだめの好適な
切削用インサートの選択は、もしもこのような切削用イ
ンサートがあるとしても難しい連続した問題である。

発明の要約 したがって、本発明の目的のなかには、材料が加工物か
ら除去さｎる領域の温度を低下させ、切削用インサート
の寿命を延長し、細長い切屑の形成をなくシ、機械加工
作業全極めて高速で行うこと全可能にし、加工物の良好
な表面仕上げおよび表面の完全性が得ら詐かつ加工物？
切削する場合の工作機械の所要馬力を低減する方法およ
び装置を提供することである。

これらの目的は、本発明の好ましい実施例において、切
刃が形成さｎた切削用インサーＩ浦する慣用の刃物ホル
ダに使用さｎるようになった機械加工方法により達成さ
ｎる。この方法は、低温の固相の流体中の粒子、例えば
、氷の結晶全室む高速の流ｎｔ−刃物ホルダの内部に装
着さｎたインサートの切刃に向けることｔ含む。インサ
ートの切刃は、切削の初期の段階において加工物と接触
して発熱する加工物から材料上せん断する。加工物から
材料ｔせん断することにより発生した熱は、加工物から
低温の氷の粒子に伝達さ扛、氷の粒子を固相から蒸気相
に変える。氷の粒子は、気化の過程で破裂堆積膨脹して
、七ｎによシインザートからなんらそｎ以上の助は全得
ないで加工物から材相全せん断しかつ除去さｎる材料全
微粒に粉砕破壊する力を生ずる。

本発明の現在好ましい実施例においては、前述した方法
全実施する装置は、導管、例えば、吐出口および導入口
’に；Ｆｆするステンレス管を備えている。この導入口
は、作動がコンピュータまたはその他の閉ループフィー
ドバック装置によジ制御さ扛る高圧ポンプ全室む水源か
らの送出管系に接続さｎている。この導管は、放出口が
インサートの切刃に向くように、刃物ホルダに装着さｎ
または刃物ホルダに隣接して装着さｎている。分岐管が
高圧の液状の二酸化炭素のタンクと連絡する導入口と導
出口との間の導管に接続さｎている。

前記コンピュータは、水ポンプ全制御するように動作し
、そ扛により水の脈動流が導入口全通して導管内に毎秒
３０４．８米ｃ　ｉ、ｏ　ｏ　ｏフィート〕の速度で導
入さｎるようになっている。水ポンプによシ供給さする
水の流れのパルスは、規則正しい時間間隔で発生する圧
力サージ、すなわち、圧力変動である。この圧力サージ
は、水の流ｎの圧力を約３５０ｋｇ／α”　（５，０口
ＯｐＳ工〕のピークから約１４０ｋｇ／巾２（２，００
［１ｐｓ工）またはそｎよシも低い谷まで変化する。液
状の二酸化炭素の流ｎが主導管の頂部のタンクから分岐
管全通して脈動水流のピーク圧力よりも低くしかも圧力
サージの間の谷の圧力よりも高い実質的に一定の圧力で
導入さｆる。その結果、液状の二酸化炭素の流扛は、圧
力サージの間の低い圧力の谷において脈動水流と混合さ
ｎる。圧力サージの間のこのような谷の水流の圧力は、
液状の二酸化炭素ｔｇ、相に維持するために必要な圧力
よりも低く、シたがって、水の流ｎは吐出オリフィスか
ら上流側の主導管の内部で気化する。

液状二酸化炭素の気化は、水の流ｎに対して二つの作用
？行う。先ず、液状の二酸化炭素を気相に変えるために
必要な気化熱は、水の流扛の温度を水が固相に結晶化し
、すなわち、微細な氷の粒子を形成する程度まで低下さ
せる。氷の結晶の温度が分岐管が接続された主導管の上
側部分から主導管の軸線に垂直な線または平面に沿った
主導管の下側部分まで潮吹上昇する主導管内に形成さｎ
た氷の結晶の流扛の中に温度勾配が形成さｎる。

液状二酸化炭素が導入さ１がつ水の流ｎと直接に接触す
る主導管の頂部において、形成さｎた氷の結晶の温度が
迅速に約−７６℃（−１００″Ｆ）〜−１２９℃Ｃ−２
００″Ｆ）の範囲に低下ぜしめらｎる。その後、氷の結
晶の温度は、漸次上昇して主導管の反対側に向かって液
状二酸化炭素からさらに移動し、七ｎにより主導管の底
部に沿って形成さｔた氷の結晶は約−１８℃（ＯｕＦ　
）の温度になる。

液状二酸化炭素は、気化の過程で、可成９堆積膨脹し、
この堆積膨脹もまた水の流１に影響ケおよほす。このよ
うな堆積膨脹により発生した力は、半径方向の膨張が導
管の壁部により閉じ込めらｎかつ導管に沿った上流側の
移動が高速の水流にょジ妨害さｎるので、導管の吐出口
を通して外方に向けらｎる。その結果、導管の内部に形
成される氷の粒子の流ｎの可成フの部分が加速さｎかっ
導管の吐出口から好ましくは毎秒約６１０米（２，ＯＤ
　［１フイート９の速度で＋！ＦＪ出さ粗る。

切削領域、すなわち、材料が加工物からせん断さｎる領
域の温度は多くの材料および機械加工作業に対して１，
０９３°ｃ　（２，０００°Ｆ）またはそｎ以上の温度
に達するものと推定さｎている。氷の粒子の高速のしか
も低温の流ｎが導管の吐出口からこの切削領域に向かっ
て噴出さ扛、そ扛にょシー７３℃（−１００°Ｆ〕〜−
１２９℃（−２０Ｏ’Ｆ’）の非常に低温の粒子が切刃
およびインサートの上面の上方に向けら九、かつ約−１
８℃（０８Ｆ）のニジ高い温度の粒子がインサートの上
面全横切って送らｎる。その結果、約−１２９°ｃ（−
２［］０”Ｆ’）（２）ｉｍ＆ノ氷の粒子が最高１０９
６℃（２，Ｄ［Ｉ［ｌ”Ｆ　）までの切削領域の熱に突
然にさらさｎｌがっ約−１８℃（０°Ｆ）の温度の氷の
粒子が切削用インサートにさらさ詐る。その結果、非常
に低７Ｂの氷の粒子が固相から気相に変えらするときに
氷の粒子の爆発的な気化奮起こし、一方切削用インサー
トおよび刃物ホルダは、インサーＩ・または刃物ホルダ
の熱による破損を惹き起こすために十分に低温ではない
約−１８°Ｏ（０″Ｆ）の温度の粒子にさらさ詐ること
によシ保護さｎる。

このよう外気化の一つの局面において、−１８”Ｃ（０
″Ｆ）〜−１２９℃（−２ＤＯ’Ｆ’）の温度の氷の粒
子を気相に変えるように加工物から熱が伝達さｎる。氷
の粒子が切削領域に導入さｎる温度が極めて低いので、
加工物から材料をせん断する際に発生した熱の司成りの
量が氷の粒子を気化させるために加工物から除去さｎる
。その結果、高温から生ずる破壊、例えば、クレータ−
の発生が減少し、そして切削用インサートの耐用寿命が
増大する。

低温の粒子の流１の気化の別の一つの局面は、またイン
サートの寿命の延長に寄与するものと考えらｎている。

現在では、低温の氷の粒子の少なくとも一部分が固相か
らインサートの切刃の領域内の液・気相の流ｎに変えら
乳ると考えらｎている。この液・気相の流ｎは、インサ
ートの切刃と加工物との間に向けらｎ薄い被膜全形成し
てそｎにより最初の切削段階を除いて切刃が加工物と接
触すること全阻止する。したがって、加工物からの材料
のせん断は、以下に述べるように、初期の切削段階を除
いて、インサートと加工物との接触によりなさ扛るので
はなく、粒子の流れｔ気化する際に発生した膨張する気
体の力によってなさｎる。

この液体バリヤーは、また、「−びびり」として知らｒ
ている問題のために、インサートが加工物との接触によ
り摩耗することを保護すること？助ける。びびりは、加
工物または刃物ホルダ全工作機械により回転させるとき
の刃物ホルダに対する加工物の移動によって生ずる。び
びりに起因する加工物とインサートとの衝突は、インサ
ートの早期破損全惹き起こすが、加工物とインサートと
の間に形成さｎた液体バリヤー、すなわち、フィＡ・ム
がこのような衝突力を減少させかつひびりのためにイン
サートが破損する機会ケ少なくする。

高速の低温の氷の結晶または粒子を切削領域内に導入す
る別の一つの局面は、加工物自体からの材料の除去に関
する。鞄めて低温の氷の粒子全固相から気相に突然に変
換することによＱ、氷の流子を含む流体の流１が爆発的
に堆積膨脹する。このような堆積膨脹によジ生じた力は
、いくつがの点で、有用である。

インサートの切刃は、初期の切削段階において、加工物
と接触して加工物がら材料全せん断し始め、そ訃により
熱が発生する。そのときに、氷の粒子の流ｎの最も冷た
い部分、すなわち、最上部がインサートの切刃の上方の
材料が加工物からせん断さｎる位置に向けらｎる。気化
する氷の粒子の爆発的な堆積膨脹により、インサートに
よシせん断さｎる材料と最初に係合して材料を加工物が
ら除去する力が発生する。切削全継続する際に、その後
の膨張する気体の力によりインサートによる助けが殆ど
無いかまたは全く無い状態で加工物から材料全せん断す
るために必要なほぼ全体の力が得らｎると考えらｎる。

こｎによシいくつがの利点が得らｎる。第一に、加工物
から材料をせん断する場合に、インサートによシカを殆
ど作用させる必要がなく、僅がな力を作用させｎはよい
ので、切削部分にさらに精密な公差を保つことができる
ことである。そのほかに、大部分の機械加工作業に対し
て、加工物に対して刃物ホルダを前進させるために必要
なエネルギ、すなわち、馬力が機械加工さｎる材料の型
式に関係無く実質的に減少する。こ扛は、インサートが
加工物から材料全せん断するために必要なカケ作用せず
、したがって、インサート全切削さｎる加工物に沿って
半径方向に内方にかつ／または長手方向に移動するため
に必要な力が／ｈさくなる。

氷粒子の爆発的堆積膨脹は、また、加工物から除去さｎ
る材料の形状に劇的な影響全およぼす。

切削さ扛る材料の型式、例えば、金属、プラスチック、
複合材料等に関係無く、「切屑」という用語が機械加工
産業において一般的に理解さｎるかぎジにおいて、切屑
が形成さｎない。従来の技術においては、切屑は、２．
５４ａ（１インチ〕より短いものがら連続した長さまで
の範囲の長さになる木の削ジ屑に似た薄い材料の部分で
ある。加工物からせん断さｎた材料に作用する爆発的な
力は、「切屑」全発生しないで、そのかわりに、材料全
分子レベルに粉砕して微粒または顆粒を形成する。

切屑上発生しないようにしたことは、従来の技術と対比
して重要な改良でありかつ完全に自動化さｎた融通性の
ある製造装置において特に有利である。

本発明の装置の別の実施例においては、インサート全党
は入ｎる刃物ホルダにソケットが形成さ九そｎによυイ
ンサートの頂面が露出さ１ている。

このインサートは、クランプによりソケットの内部に固
定さｎている。クランプは、インサートの露出した頂面
に沿ってその切刃から隔置さｎた点まで延びている。ク
ランプは、ねじまたはその他の装置により刃物ホルダに
増外しできるように固定されることが好ましい。

この実施例においては、クランプに水を給送する主通路
が形成さｎている。この主通路は、インろ２ サートの頂面の上方に配置さｎた吐出オリフィスに終端
している。クランプには、液状の二酸化炭素を送出する
ための第２通路が形成さｎている。

第２通路は、吐出オリフィスから上流伸の点において主
通路と交差している。低温の氷の結晶欠食む高速の流ｆ
Ｌ全形成しかつこのような流−ｆＬ　をインサートの切
刃に向ける方法は、前述した方法と同じである。

本発明の好ましい実施例の構造、操作および利点は、添
付図面に関する以下の説明を読めばさらに明らかになろ
う。

さて、添付図面について述べると、加工物１２を切削す
る位置にある旋削作業のための０準刃物ホルダ１０を例
示しである。加工物１２は、該加工物を第１図に示す矢
印の方向に回転するようになった工作機械（図示せず）
のチャックに装着さ１ている。刃物ホルダ１０は、ソケ
ット１６が形成さｎた支持棒１４全含む。ソケット１６
は、切削用インサート１８會収納している。切削用イン
サート１８は、切刃２２にＰ端した露出した頂面２０を
有している。インサート１８は、ソケット１６の内部に
、Ｕ字形クランプ２４により締め付けらｎている。クラ
ンプ２４は、ねじ２６により、刃物ホルダ１０の支持棒
１４に取外し可能に装着さ詐ている。

刃物ホルダ１０は、第１図および第２図に例示したよう
に、所定の切削深さ「Ｄ」において加工物１２に対して
位置決めさｎている。図では、切削深さｒＤＪは、例示
する目的のために、誇張して示しである。送り速度は、
刃物ホルダ１０が加工物１２の各々の回転に対して加工
物１２に沿って長手方向に前進するインチで表わした距
離１ｄｌとして表わさｎている。加工物１２は、種々の
材料、例えば、金属、プラスチック、複合材料およびそ
の他の材料から製造、することができる。

さて、第１図および第２図について述べると、機械加工
装置２８の好ましい実施例全例示しである。機械加工装
置２８は、一方の端部に導入口３２を有しかつ他方の端
部に吐出口３４ケ有する主導管３０’に備えている。主
導管３０は、ステンレススチールまたはその他の防錆材
料で形成さハたパイプであることが好ましい。主導管３
０の導入口３２は、図面において符号４０により図式で
例示した水源に接続さ扛たポンプ３８から延びた送出管
系３６に接続さｎている。送出管系３６の直径は、主導
管３０の直径の約２倍でありかつ内方に先細になり、主
導管３０の導入口３２との連結部において首部４２全形
成している。

ポンプ３８の作動は、第１図に符号４４によう図式で例
示したコンピュータまたはその他の閉ループフィードバ
ック装置により制御さ扛る。コンピュータ４４は、毎分
約１グラム〜１０グラムの割合の水の脈流４６が送出管
系３６全通して主導管３０の導入口３２に向かって圧送
さｎるようにポンプ３８を制御するように動作可能であ
る。水は、先細になった首部４２を通ってより小さい直
径の主導管３０内に流入するときに、好ましくは、毎秒
６０Ｃ８米（１，［：］［］０フィートンの速度まで加
速さｎる。ポンプ３８により供給さｎる水の流ｒｔ４６
のパルスは、第４図に例示したように、水の流９４６の
圧力を約３５００ｋｇ／−”（５，０００ｐｓ工）のピ
ーク値４８から１４０ｋｉ９／嬬２（２，０００ｐｓ工
）またはそｎ以下の谷の値５０まで変化させる規則正し
い時間間隔における圧力サージである。

ステンレススチールまたはその他の防錆材料で製造され
たパイプの形態の分岐導管５２が主導管３０の頂部の導
入口３２と吐出口３４との間に連結さｎている。分岐導
管５２は、図において符号５４によフ図式で例示した約
５６　ｋｇ／”””　（８０Ｏｐｓ工）に加圧さ汎た液
状二酸化倹素のタンクと連絡している。タンク５４は、
分岐導管５２全通して第４図に破線で例示した液状二酸
化炭素の流ｎ５８を水流４６の流速の約１０〜２０％の
流速および一定の圧力でポンプ圧送するように作動可能
である。

液状二酸化炭素の流ｎ５８は、第４図に例示したように
、主導管３０の中に水の脈流４６のピーク４８における
最高圧力よシも低くしかも水の脈流４６の谷５０、すな
わち、より低い圧力領域に詮ける圧力よりも高い圧力で
噴出さｎる。その結果、液状二酸化要素の流−ｎ５８を
水が主導管３０全通して流１．る高速度において水の流
ｆｌＪ６と混合させることができる。水の流６４６およ
び二酸化炭素の流ｆ′Ｌ５８は、第３図に概略示した導
管３０内の混合佃域５９に沿って混合するものと考えら
ｎる。

本発明の好ましい実施例においては、水の流扛４６の谷
５０における圧力は、液状の二酸化炭素の流ｎ５８’に
液相に維持するために必要左圧力よ勺も低い。その結果
、液状二酸化倹素は、導管３０の内部で気化し、その気
化はエネル−Ｗ’に必要とする。このエネルギは、主と
して水の流れ４６からかつ主導管３０の壁部および周囲
の空気からよシ小さい量で発生する熱の形態で与えらｎ
る。

さて、第６図について述べると、気化する液状二酸化炭
素と水の流−ｊＬ４６との間の熱伝達は、先ず、液状二
酸化炭素が導入さｎる分岐管系５２の下方の水の流７１
４６の頂部の付近に発生する。この位置における水は、
導管３０の吐出口３４から流出する前に液相から固相に
変換さｎて約−７６８Ｃ（−１００°Ｆ）〜−１２９８
＜：！（−２００°Ｆ’）の範囲内にあると推定さｎる
温度を有する微細な氷の結晶、すなわち、粒子６０を形
成する。水の流ｎ４６の残りと液状二酸化炭素との間の
熱伝達は、分岐管系５２からさらに離ｎて移動するにつ
扛て漸次小さくなル、そｎによフ主導管３０の底部の付
近の水が約−１８℃（００Ｆ’）と推定さｎる温度金有
する氷の粒子６０に変換さｎる。したがって、主導管３
０の内部に形成さｎた氷の粒子６０には、氷の粒子６０
の温度が主導管３０の底部付近の約−１８℃（Ｉ］″Ｆ
’）から分岐導管５２に最も近イ主導管３０の頂部にお
ける約−１２９℃（−２００°Ｆ　）まで減少する温度
勾配が生ずる。

また、主導管３０の内部での液状二酸化炭素の気相への
変換により、氷の粒子６０の速度が増大する。液状二酸
化炭素は、液相から気相に変換する際に、主導管３０の
内部で突然に爆発的に堆積膨脹する。二酸化炭素ガスの
半径方向の膨張は、主導管３０の壁部によフ阻止さｎｌ
かつ二酸化炭素ガスが主導管３０の内部で上流側に移動
することが高速の水の流ｎによシ阻止さｎる。膨張する
気化した二酸化炭素のための唯一の制限さｎていない通
路は、開口した吐出口３４全通しての下流側の通路であ
る。その結果、主導管３００内部に形成さｎ′ｆｃ氷の
粒子６０に可成ｐ大ぎい力が作用して氷の粒子６０會加
速しかつ吐出口３４から毎秒約６１０ｍ（２０００フイ
ート）の速度の流れ６３として噴出させる。第６図に例
示した工うに、吐出口３４から噴出した流れ６３の比較
的に小さい部分は、また、二酸化炭素ガス金倉んでいる
。

加工物１２から材料がせん断さｎる位置は、説明の目的
のために、図では「切削領域」として示しである。加工
物１２から材料會せん断するときに、可成９高い熱が発
生する。送り速度、速度、インサートの型式および加工
物の材料の工９な因子により、切削領域における熱は、
１，０９３℃（２，０口０″Ｆ）または七扛以上の温度
に達する。

主導管３０の吐出口３４は、第１図および第２図に例示
したように、切削領域６２に直接に向けら扛ている。吐
出口３４とインサート１８の切刃２２との間の距離は、
重要ではないが、大部分の用途では、約２２−５４ｃ＆
（１インチ〕と考えらｎている。したがって、氷の粒子
６０を含む流ｆ′Ｌ６３は、吐出オリフィス３４から、
高温の切削領域６２およびインサート１８の切刃２２に
向かって毎秒約６１０ｍ（２，０００フイート〕の速度
および約−１８℃（０’Ｆ’）カラー１２９℃（−２０
［］″Ｆ’）までの範囲内の温度勾配において噴出する
。

インサート１８の切刃２２は、加工物１２の切削の開始
時に、当初、加工物１２と接触して加工物１２から材料
全せん断し、加工物１２において可成シ強い熱全発生す
る。この熱は、少なくともある程度までインサート１８
に伝達される。そのときに、高速の極めて低温の氷の粒
子６０の流扛が加工物１２およびインサート１８に向け
ら１そｎＫｊり約−１２９℃（−２００°Ｆ’）の温度
の最も冷たい粒子６０を加工物１２から材料がせん断さ
ｎるインサート１８の切刃２２および頂面２０の上方の
領域に集中させ、かつ約−１８℃（０’Ｆ’）の温度の
よ勺高い温度の粒子６０全インサート１８の頂面２０お
よび切刃２２モ横切るように集中させる。流ｎの最上部
において最も冷たい粒子６０を含む氷の粒子６０の可成
フの部分が切削領域６２における極めて高い温度にさら
さｎて固相から気相に本質的に瞬時に変換さ扛る。この
ためには、主として、加工物１２から発生しかつ切削が
開始さ詐る少なくとも初期においてインサート１８から
より少ない量で発生する熱の形態の可成り大きいエネル
ギが必妥である。その結果、インサート１８および加工
物１２０両方全可成り冷却することができそｎによりイ
ンサート１８の耐用寿命を太幅に延長する。

インサート１８の頂面２０’に横切る粒子の流ｎの下側
部分に約−１８℃（［］ＯＦ）のより高温の粒子６０を
集中させることは、インサート１８および／または刃物
ホルダ１４の熱による破損を阻止するために有利である
。熱による破損は、インサートが一力の端部から他力の
端部まで極めて大きい温度差をうける場合にインザート
全形成するために使用さｎたタングステンカーバイドお
よびその他の材料に発生することがある。前述したよう
に、少なくとも切削の初期の段階では、インサート１８
の切刃２２が加工物１２と接触して加工物１２からせん
断さｎる材料からの熱伝達によρ加熱さｎる。もしも極
低温の氷の粒子６０、例えば、−１２９℃（−２０００
Ｆ’）の温度の流量の中の最も冷たい粒子がインサート
１８に接触したとすｎば、切刃２２とインサート１８の
残りの部分との間に生じた温度差によジ、熱衝撃が発生
し、その結果、インサート１８會弱めることがあジうる
。

インサート１８と接触する粒子の流量の底部に約−１８
℃（０°Ｆ）のエリ高畠の粒子６０全集中させることに
より、インサート１８の熱による破損が阻止さｎる。

また、インサート１８は、別の局面において、本発明の
方法および装置により破損および摩耗から保護さｎる。

現在、氷の粒子６０が気化さｎる間に、氷の粒子６０の
少々くとも一部分がインサート１８の切刃２２の領域に
おいて氷の結晶から液・気相の流量に変換さすると考え
らｎる。この液・気相の流ｉは、インサート１８の切刃
２２と加工物１２との間に向けら扛て薄いフィルム６４
を形成する。フィルム６４は、初期の切削段階を除いて
切刃２２が加工物１２と接触することに阻止する。その
結果、インサート１８がさらに保躾さｎかつその耐用寿
命全大幅に延長する。

現在、初期の切削段ｌｖを除いて、加工物１２からの材
料のせん断がインサート１８と加工物１２との接触によ
ジなさｎないで、固体から蒸気に変換さｎる氷の粒子６
０の堆積膨脹によりなさ牡るものと考えられる。当初、
切削は、インサート１８の切刃２２の加工物１２との係
合によυ開始さｎ、加工物１２空ら材料孕せん断して熱
全発生する。その後、氷の粒子６０の流量は切削領域６
２に導入さｎ１粒子の流ｎが初期の切削段階に発生した
熱により気化さｎる。そのときに粒子６０の気相への激
しい堆積膨脹により発生した力がインサート１８の上方
の加工物１２と衝突してインサート１８と加工物１２と
の接触によらないで加工物１２から材ｔｌｉ＝せん断す
る。こ君によシ、順次、熱が粒子６０に伝達さ扛、粒子
６０は連続した流量になる。

切削が継続するにつｎて、その後に膨張する気体によジ
、加工物１２から材料？せん断するために必要なほぼ全
体の力が生ずるものと渚えら詐る。

その結果、インサー）１Ｂ’に加工物１２に沿って所定
の送り速度および切削深さにおいて前進させるために刃
物ホルダ１４’？ｒ支持する工作機械を作動させなげ扛
はならないエネルギ、すなわち、馬力を大幅に低減する
ことができる。水の流０４６および液状二酸化炭素の流
ｎ５８が主導管３０内に導入さ扛る速度および流量が正
確に制御さｎそｆＬにより氷の粒子６０の流γＬｔ気化
させることにより加工物１２の切削さ扛る深さが一定に
なりかつ製造工程全体を通じて尺復可能であるので、加
工物の良好な表面の完全性および仕上げが得らハる。

微細な氷の粒子６００体積は、氷の粒子６０の気化によ
り発生した水蒸気および二酸化炭素ガスの体積と比較し
て無視できる程度である。固相から気相に変換する氷の
粒子６００体′ａ膨張は、氷の粒子６０と切削領域６２
との間の温度差が極めて大きくがつ氷の粒子６０が切削
び４域６２内に高速度で送らｎるために、突然にしかも
吏発的になさｎる。

氷の粒子６０の激しい堆積膨脹により生じた力は、また
、加工物１２から除去さｎる材料の形状に影響孕およぼ
す。実際に、羽料は、膨張１“る気体の力により粉砕さ
ｎまたは吹き飛ばさ２ｔて材料の粒子、す々わち、顆粒
６６を形成する。（第１図参照）そのほかに、氷の粒子
を気化するために加工物１２および該加工物からせん断
さｎた利料から除去さ扛た熱もまた顆粒６６の形成に寄
与するものと考えらする。こｆ′Ｌは、加工物１２の突
然の冷却により、材料の脆化または分子レベルにおける
詞料の原子構造の分離金惹き起こし、膨張する気体が材
料に衝突したときに材料が微細な顆粒６６に破砕さｎる
ことによると考えら１．る。したがって、本発明の方法
においては、慣用の意味の用語でいえば、切屑、すなわ
ち、加工物１２からせん断さｎる細長い薄い材料の部分
は発生しない。

その結果、本質的に切屑が発生しない機械加工作業ケ実
施することができる。

さて、第５図について述べると、本発明の別の実施例を
例示しである。この実施例においては、前述した刃物ホ
ルダ１０に、クランプ６８が使用さｎている。クランプ
６８がねじ７０により刃物ホルダ１０の支持棒１４に固
定さｎかつインサート１８の露出した頂面２０の可成り
の部分の土に載置さｎインサート１８ケソケツト１６の
内部の所定位１４に挟握している。クランプ６８には、
導入口Ｔ４および吐出オリフィス７６を有する主内側通
路７２が形成さｎている、吐出オリフィス７６は、イン
サート１８の露出した頂面２０の頂」：のクランプ６８
の前縁７８に配置さｎている。

主内側通路７２の導入ロア４は、送出管系８０に接続さ
ｎている。次に、送出管系８０は、前述したように、ボ
ン７′３８および制御装置４４に接続さｆている。

クランプ６８には、分岐内側通路８２が形成さｎている
。通路８２は、主内側通路８２と、導入ロア４と吐出口
γ６との間で反差している。分岐内側通路８２は、管系
８３により、符号５４により図式で例示した加圧さｊた
液状二酸化炭素のタンクに接続さｎている。

分岐内側通路８２からの液状二酸化炭素〉よび主内側通
路７２の内部の水の流朴は、氷の粒子を含む流ｎ（図示
せず）を発生させる前述した実施例と同様にクランプ６
８の内部で混合さｎる。主内側通路７２の吐出オリフィ
ス７６Ｈ：、内部で発生した氷の粒子ケインザーＩ・１
８の切刃２２に向かって送り、前述した作用と同じ作用
が得ら扛る。

以上、本発明に好ましい一実施例について説明したが、
当業者により、本発明の範囲から逸脱しない範囲で種々
の変更を行いかつその要素を同等の部品ど置き換えるこ
とかできることは理解されよう。そのほかに、特定の状
況または月別全本発明の範囲から逸脱しない範囲で本発
明の教旨に適応するように多数の変型、変更を実施する
ことができる。

例えば、前述した機械加工の方法および装置は、固相の
流動性の粒子、すなわち、氷の結晶を含む高速の低温の
流ｎ全形成するために水および液状二酸化炭素の組合わ
せ？使用している。本発明の実施にあたシ、水および液
状二酸化炭素以外の流体を使用することも考えらｎる。

そのほかに、主導管３０全刃物ホルダー０土に装着し、
または第１図および第２図に示したように刃物ホルダー
０に隣接して配置し、または第３図に例示したようなり
ランプ６８の内側に形成することができよう。

主導管３０の正確な形態は、重要ではなく、かつパイプ
のほかに固相の低温の流体粒子を切削領域に向かって送
る通路を有する本質的に任意の構造金倉むことができよ
う。

したがって、本発明が本発明を実施するために考案さ訃
た最良の方式として開示した特定の実施【 例に限定さＩるものではなく、本発明が竹許請求の範囲
内に該当するすべての実施例ｔ＠含するように意図さ２
１ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機械加工装置が使用さ扛た切削用イン
サートを備えた刃物ホルダの部分斜視図、第２図は第１
図に例示した機械加工装置の拡大側面図、 第６図は第２図の一部分全部分横断面で示した拡大側面
図、 第４図は脈動水流と一定圧力に保だ扛だ液状二酸化炭素
の流ｎとの組合わせ全グラフで示した略図、かつ 第５図は本発明の装置の別の実施例を示す図である。 １０・・・刃物ホルダ、１２・・・加工物、１６・・・
ソケット、１８・・−切削用インサート、２０・・・頂
面、２２・・・切刃、２８・・・機械加工装置、３０−
・・導管、３２・・・導入口、３４・・・吐出１ｍ’１
．３６・・・送出管系、４４・・−制御装置、４６・・
・脈動水流、５２−・・分岐導管、５４・・・二酸化炭
素のタンク、５８・・・液状二酸化炭素の流ｆ５６０・
・・氷の粒子、６２・・・切削領域、６３−・・低温の
流ｎ１６４・・・フィルム、６６・・・ｉｈ、６８・・
・クランプ、７２・・・主通路、７４・・・導入口、７
６・・・吐出オリフィス、８２・・・分岐通路。

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工物をインサートの切刃と接触させて発熱する
   加工物から材料をせん断し、加工物を冷却するために固
   相の流動性の粒子を含む低温の流れを高速度でインサー
   トの切刃および加工物に向かつて圧送する諸工程を含む
   ことを特徴とする加工物を機械加工する方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の機械加工方法にお
   いて、さらに、前記の低温の固相の流動性の粒子が加工
   物から材料をせん断することにより発生した熱にさらさ
   れたときに蒸気に変換し、前記固相の流動性の粒子が蒸
   気を形成する際に迅速に体積膨脹する工程を特徴とする
   機械加工方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の機械加工方法にお
   いて、さらに、前記加工物に前記蒸気を衝突させて該加
   工物から材料をせん断する工程を含むことを特徴とする
   機械加工方法。
4. （４）加工物をインサートの切刃と接触させて発熱する
   加工物から材料をせん断し、固相の流動性の粒子を含む
   低温の流れを高速度でインサートの切刃に向かつて圧送
   し、前記の低温の固相の流動性の粒子が加工物から材料
   をせん断することにより発生した熱にさらされたときに
   蒸気に変換し、前記固相の流動性の粒子が蒸気を形成す
   る際に迅速に堆積膨脹し、加工物に前記蒸気を衝突させ
   て加工物から材料をせん断することを含むことを特徴と
   する機械加工方法。
5. （５）加工物をインサートの切刃と接触させて発熱する
   加工物から材料を当初にせん断し、液体を加圧された液
   相の流体と混合して低温の固相の流動性の粒子を含む流
   れを形成し、加工物を冷却するために低温の固相の流動
   性の粒子を含む流れを高速度でインサートの切刃および
   加工物に向かつて送る諸工程を含むことを特徴とする機
   械加工方法。
6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の機械加工方法にお
   いて、前記の液体を加圧された液相の流体と混合する工
   程がさらに前記液体および前記加圧された液相の流体を
   前記加圧された流体を液相に維持するために必要な圧力
   よりも低い圧力において、混合し、前記加圧された流体
   が気化して前記液体を低温の固相の流動性粒子に変換す
   ることを含むことを特徴とする機械加工方法。
7. （７）特許請求の範囲第５項に記載の機械加工方法にお
   いて、前記の液体を加圧された液相の流体と混合する工
   程がさらに液体を迅速に高圧および低圧に交互に変化す
   る圧力でポンプにより圧送して液体の脈動流を形成し、
   加圧された液相の流体を前記の液体の脈動流と混合し、
   前記の液体の脈動流の内部の前記低圧領域が前記加圧さ
   れた流体を液相に維持するために必要な圧力よりも低い
   圧力を有し、前記の加圧された流体が気化して前記の液
   体の脈動流を低温の固相の流動性粒子に変換することを
   含むことを特徴とする機械加工方法。
8. （８）特許請求の範囲第５項に記載の機械加工方法にお
   いて、さらに、前記低温の固相の流動性の粒子が加工物
   から材料をせん断することにより発生した熱にさらされ
   たときに蒸気に変換し、前記固相の流動性の粒子が蒸気
   を形成する際に迅速に体積膨脹する工程を含むことを特
   徴とする機械加工方法。
9. （９）特許請求の範囲第８項に記載の機械加工方法にお
   いて、さらに、加工物に前記蒸気を衝突させて加工物か
   ら材料をせん断する工程を含むことを特徴とする機械加
   工方法。
10. （１０）加工物をインサートの切刃と接触させて発熱す
    る加工物から材料をせん断し、固相の流動性の粒子を含
    む低温の流れを高速度でインサートの切刃および加工物
    に向かつて圧送し、前記の低温の固相の流動性の粒子が
    加工物から材料をせん断することにより発生した熱にさ
    らされたときに蒸気に変換し、前記の流動性の粒子を固
    相から蒸気に変換することにより加工物から熱を除去し
    て加工物とインサートとの間の熱伝達を少なくしてイン
    サートの寿命を延長する諸工程を含むことを特徴とする
    機械加工作業におけるインサートの寿命を延長する方法
    。
11. （１１）加工物をインサートの切刃と接触させて発熱す
    る加工物から材料をせん断し、低温の固相の流動性の粒
    子を含む流れを高速度でインサートの切刃および加工物
    に向かつて送り、前記の低温の固相の流動性の粒子を加
    工物から材料をせん断することにより発生した熱にさら
    したときに蒸気に変換し、前記の低温の固相の流動性の
    粒子が蒸気を形成する際に迅速に体積膨脹し、加工物に
    前記蒸気を衝突させて加工物から材料をせん断しかつ該
    材料を微細な顆粒に破砕する諸工程を含むことを特徴と
    する加工物から材料を微細な顆粒の状態で除去するよう
    にインサートにより加工物を機械加工する方法。
12. （１２）水の流れを吐出口を有する導管を通して高速度
    で圧送し、前記吐出口から上流側の前記導管の内部で液
    状の二酸化炭素を前記水の流れと混合させ、液状の二酸
    化炭素を前記水の流れと接触する間に気相に変換して前
    記導管の内部に低温の氷の粒子を形成し、加工物をイン
    サートの切刃と接触させて当初発熱する加工物から材料
    をせん断し、低温の氷の粒子を前記導管の吐出口からイ
    ンサートの切刃および加工物に向かつて高速度で噴出し
    、低温の氷の粒子を加工物から材料をせん断することに
    より発生した熱にさらしたときに水蒸気および二酸化炭
    素ガスに変換し、前記低温の氷の粒子が水蒸気および二
    酸化炭素ガスを形成する際に迅速に体積膨脹し、加工物
    に水蒸気および二酸化炭素ガスを衝突させて加工物から
    材料をせん断しかつせん断された材料を微細な顆粒に破
    砕する諸工程を含むことを特徴とする加工物を機械加工
    する方法。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項に記載の機械加工方法
    において、前記の水の流れを導管を通して高速度で圧送
    する工程が水の流れを迅速に高圧および低圧に交互に変
    化する圧力でポンプにより圧送して水の脈動流を形成す
    ることを含むことを特徴とする機械加工方法。
14. （１４）特許請求の範囲第１３項に記載の機械加工方法
    において、前記の液状二酸化炭素を前記の水の流れと混
    合する工程が液状二酸化炭素を前記導管の中に前記水の
    脈動流と混合させるための一定圧力で導入し、低圧にお
    ける前記水の脈動流の圧力が液状二酸化炭素を液相に維
    持するために必要な圧力よりも低く、液状二酸化炭素を
    前記導管内で気化させることを含むことを特徴とする機
    械加工方法。
15. （１５）特許請求の範囲第１２項に記載の機械加工方法
    において、前記の液状二酸化炭素を気相に変換する工程
    がさらに液相から気相に変化する際の二酸化炭素の体積
    膨脹により前記導管の内部に形成された氷の粒子を加速
    することを含むことを特徴とする機械加工方法。
16. （１６）加工物と接触して発熱する加工物から材料をせ
    ん断する切刃を有するインサートにより加工物を機械加
    工するために使用される装置において、高速の液体の流
    れを圧送する通路を有する装置を備え、前記通路には吐
    出オリフィスが形成されており、さらに、高速の液体の
    流れと混合させるために加圧された液相の流体を前記通
    路内に圧送するために前記吐出オリフィスの上流側の前
    記通路に接続された装置を備え、前記通路内の圧力が加
    圧された流体を液相に維持するために必要な圧力よりも
    低く、前記の加圧された流体が前記通路の内部で気化さ
    れかつ気化する間に前記高速の液体の流れを前記通路の
    前記吐出オリフィスを通してインサートの切刃および加
    工物に向かつて噴出させるための低温の固相の流動性粒
    子を含む流れに変換することを特徴とする機械加工装置
    。
17. （１７）特許請求の範囲第１６項に記載の機械加工装置
    において、前記の高速の液体の流れを圧送する通路を有
    する装置が導入口および前記吐出オリフィスを形成する
    導出口が形成されたパイプであることを特徴とする機械
    加工装置。
18. （１８）特許請求の範囲第１６項に記載の機械加工装置
    において、前記の流体を液相で圧送する装置が導入口お
    よび前記通路に接続された導出口を有するパイプである
    ことを特徴とする機械加工装置。
19. （１９）特許請求の範囲第１６項に記載の機械加工装置
    において、前記の加圧された液相の流体が液状の二酸化
    炭素であることを特徴とする機械加工装置。
20. （２０）特許請求の範囲第１６項に記載の機械加工装置
    において、前記の高速の液体の流れを圧送する装置が外
    壁部、内側通路および吐出オリフィスを有する第１導管
    であることを特徴とする機械加工装置。
21. （２１）特許請求の範囲第２０項に記載の機械加工装置
    において、前記の加圧された液相の流体を圧送する装置
    が前記第１導管の前記外壁部に接続された導出口を有す
    る第２導管であり、前記の加圧された液相の流体が高速
    の液体の流れと混合させるために前記第２導管を通して
    前記第１導管内に導入され、前記の加圧された流体の気
    化により形成された前記の低温の固相の流動性の粒子の
    温度が前記第２導管の前記導出口における約−１２９℃
    （−２００°Ｆ）から前記第１導管の前記外壁部に対し
    て垂直な平面に沿つた前記第２導管の前記導出口から最
    も遠い位置における約−１８℃（０°Ｆ）まで上昇する
    ことを特徴とする機械加工装置。
22. （２２）加工物と接触して発熱する加工物から材料をせ
    ん断する切刃を有するインサートにより加工物を機械加
    工するために使用される装置において、液体を圧送する
    通路を有する装置を備え、前記通路が導入口および吐出
    オリフィスを有し、さらに、高速の液体の流れを前記導
    入口を通して前記通路内に圧送するために前記通路の前
    記導入口に接続された装置と、加圧された液相の流体を
    高速の液体の流れと混合させるために前記通路内に圧送
    するために前記吐出オリフィスの上流側の前記通路に接
    続された装置とを備え、前記通路内の圧力が加圧された
    流体を液相に維持するために必要な圧力よりも低く、前
    記の加圧された流体が前記通路の内部で気化されかつ気
    化する間に前記の高速の液体の流れを前記通路の前記吐
    出オリフィスを通してインサートの切刃および加工物に
    向かつて噴出させるための低温の固相の流動性の粒子を
    含む流れに変換することを特徴とする機械加工装置。
23. （２３）特許請求の範囲第２２項に記載の機械加工装置
    において、前記の高速の液体の流れを圧送する装置が液
    体供給源に接続されたポンプと、液体を迅速に高圧およ
    び低圧に交互に変化する圧力でポンプにより圧送して脈
    動する液体の流れを形成するように前記ポンプを作動す
    る制御装置とを備えたことを特徴とする機械加工装置。
24. （２４）加工物と接触して発熱する加工物から材料をせ
    ん断する切刃を有するインサートの寿命を延長する機械
    加工装置において、高速の液体の流れを圧送する通路を
    有する装置を備え、前記通路には吐出オリフィスが形成
    されており、さらに、加圧された液相の流体を前記高速
    の液体の流れと混合させるために前記通路内に圧送する
    ために前記吐出オリフィスの上流側の前記通路に接続さ
    れた装置を備え、前記通路内の圧力が加圧された流体を
    液相に維持するために必要な圧力よりも低く、前記の加
    圧された流体が前記通路内で気化されかつ気化する間に
    前記の高速の液体の流れを低温の固相の流動性の粒子を
    含む流れに変換し、前記の低温の固相の流動性の粒子が
    前記通路の前記吐出オリフィスからインサートに向かつ
    て噴出され、前記低温の固相の流動性の粒子が加工物か
    ら材料をせん断することにより発生した熱にさらされた
    ときに蒸気に変換されかつ気化する間に加工物から熱を
    除去してインサートへの熱伝達を少なくしそれによりイ
    ンサートの寿命を延長することを特徴とする機械加工装
    置。
25. （２５）加工物から材料を微細な粒子の形態で除去する
    ために、加工物と接触して発熱する加工物から材料を当
    初にせん断する切刃を有するインサートと共に使用され
    る装置において、高速の液体の流れを圧送する通路を有
    する装置を備え、前記通路には吐出オリフィスが形成さ
    れており、さらに、加圧された液相の流体を前記の高速
    の液体の流れと混合させるために前記通路内に圧送する
    ために前記吐出オリフィスの上流側の前記通路に接続さ
    れた装置を備え、前記通路内の圧力が前記の加圧された
    流体を液相に維持するために必要な圧力よりも低く、前
    記の加圧された流体が前記通路内で気化されかつ気化す
    る間に前記の高速の液体の流れを低温の固相の流動性の
    粒子を含む流れに変化し、前記の低温の固相の流動性の
    粒子が前記通路の前記吐出オリフィスからインサートの
    切刃および加工物に向かつて送られるようになつており
    、前記の低温の固相の流動性の粒子が加工物から材料を
    せん断することにより発生した熱にさらされたときに蒸
    気に変換され、前記蒸気が加工物から材料をせん断しか
    つ前記材料を微細な粒子に破砕することを特徴とする機
    械加工装置。
26. （２６）加工物と接触して加工物から材料をせん断する
    ようになつた切刃において終端する頂面を有するインサ
    ートにより加工物を機械加工する装置において、インサ
    ートの頂面を露出させるようにインサートを収納するシ
    ートが形成されたホルダと、前記インサートを前記シー
    トの内部に固定するために該インサートの露出した頂面
    上の前記ホルダに装着されたクランプとを備え、前記ク
    ランプには高速の液体の流れを圧送する第１内側通路が
    形成されており、前記第１内側通路は前記インサートの
    露出した頂面上に吐出オリフィスを有しており、前記ク
    ランプには前記吐出オリフィスから上流側の前記第１内
    側通路に接続された第２内側通路が形成されており、前
    記第２内側通路は加圧された液相の流体を前記の高速の
    液体の流れと混合させるために前記第１内側通路内に圧
    送し、前記第１内側通路内の圧力が加圧された流体を液
    相に維持するために必要な圧力よりも低く、前記の加圧
    された流体が前記第１通路の内部で気化されかつ気化す
    る間に前記の高速の液体の流れを前記第１内側通路の前
    記吐出オリフィスを通してインサートの切刃および加工
    物に向かつて噴出させるための低温の固相の流動性の粒
    子を含む流れに変換することを特徴とする機械加工装置
    。