KR101467084B1 - Apparatus for Cooling Machining Tool Using Nitrogen Gas and Method of Cooling Machining Tool Using Nitrogen Gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법에 관한 것으로서, 공작 기계의 공구를 이용하여 공구를 절삭 가공함에 있어서, 공작물과 공구를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법에 관한 것이다.
본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, 고속 회전하는 공구에 대해서도 절삭면까지 효과적으로 침투하여 공구와 공작물을 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, 인체에 무해하고 공기의 주성분인 질소 가스를 사용하므로 친환경적이고 작업자의 안전에 영향을 미치지 않으면서도 공구의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a tool cooling apparatus using nitrogen gas and a tool cooling method using nitrogen gas. More particularly, the present invention relates to a tool for cooling a workpiece and a tool using a nitrogen gas A cooling device, and a tool cooling method using nitrogen gas.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas of the present invention are advantageous in that the tool and the workpiece can be cooled effectively by penetrating the tool even at high speed.
The tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas according to the present invention are environmentally friendly since they are harmless to the human body and use nitrogen gas as a main component of the air and improve the tool life without affecting the safety of workers There is an effect that can be.

Description

질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 공구 냉각 방법{Apparatus for Cooling Machining Tool Using Nitrogen Gas and Method of Cooling Machining Tool Using Nitrogen Gas}Technical Field [0001] The present invention relates to a tool cooling apparatus and a tool cooling method using nitrogen gas,

본 발명은 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법에 관한 것으로서, 공작 기계의 공구를 이용하여 공작물을 절삭 가공함에 있어서, 공작물과 공구를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tool cooling apparatus using nitrogen gas and a tool cooling method using nitrogen gas. More particularly, the present invention relates to a tool for cooling a workpiece by effectively using a nitrogen gas A cooling device, and a tool cooling method using nitrogen gas.

공작기계를 이용하여 공작물을 절삭, 연마, 연삭하는 공정은 전통적으로 기계 산업에서 오래 동안 사용되어 왔다.The process of cutting, grinding and grinding a workpiece using a machine tool has traditionally been used for a long time in the machinery industry.

최근에는 공구의 제조 기술이 발전하면서 고성능 고강도의 공구를 제조하는 것이 가능해졌다. 이와 같은 공구의 발전으로 인해, 고강도의 공작물을 고속으로 가공할 수 있게 되었다. 이와 같이 고강도의 공작물을 공구를 이용하여 고속으로 가공하면 절삭 과정에서 높은 열이 발생한다. 이와 같은 절삭열을 효과적으로 냉각하지 않으면, 공구의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 고강도의 공구는 성능이 우수한 만큼 가격이 높기 때문에 절삭열에 의해 공구가 손상되면 결과적으로 공작물을 가공하는 공정의 원가가 상승하게 된다.In recent years, it has become possible to manufacture a high-performance and high-strength tool while advancing the manufacturing technology of the tool. Due to the development of such tools, high-speed workpieces can be machined at high speed. When a high-strength workpiece is machined at high speed using a tool, high heat is generated in the cutting process. If such cutting heat is not effectively cooled, there is a problem that the tool life is shortened. High-strength tools are expensive because of their high performance, so that if the tool is damaged by cutting heat, the cost of processing the workpiece will increase.

종래에는 수용성이나 비수용성의 절삭액을 공구의 절삭면에 분사하면서 공작물을 가공하는 방법을 흔히 사용하였다. 공구의 성능 향상과 함께 밀링 머신과 같은 공작기계의 성능이 향상되면서, 고속으로 공구를 회전시키는 경우에는 이와 같은 절삭액의 사용만으로는 효과적으로 공구를 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다. 공구의 고속회전에 의한 원심력에 의해 절삭액이 절삭면까지 침투하지 못하고 비산되면서 공구를 냉각시키지 못하게 된다. 공구의 고속회전으로 인한 공구 주변의 기류 발생에 의해 절삭액이 절삭면까지 침투하지 못하기도 한다. 특히 연마 공정의 경우 공구를 더욱 고속으로 회전시키기 때문에 공구 및 공작물에 더욱 높은 열이 발생하지만, 종래의 절삭액 분사 방법으로는 공구를 충분히 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.Conventionally, a method of machining a workpiece while spraying a water-soluble or non-water-soluble cutting fluid onto a cutting surface of a tool has been frequently used. The performance of a machine tool such as a milling machine is improved with the improvement of the performance of the tool. When the tool is rotated at a high speed, the use of such a cutting fluid alone can not effectively cool the tool. The cutting fluid can not penetrate to the cutting surface due to the centrifugal force due to the high-speed rotation of the tool, and the tool can not be cooled due to scattering. The cutting fluid may not penetrate to the cutting surface due to the air current around the tool due to the high speed rotation of the tool. Particularly in the case of the polishing process, the tool is rotated at a higher speed, so that the tool and the workpiece generate higher heat. However, the conventional cutting fluid injection method has a problem that the tool can not be sufficiently cooled.

본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공작기계의 공구 및 공작물 사이에 발생하는 열을 효과적을 냉각시킬 수 있는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.A tool cooling apparatus using nitrogen gas of the present invention is contrived to solve such a problem and provides a tool cooling apparatus using nitrogen gas which can effectively cool the heat generated between tools and workpieces of a machine tool .

또한, 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, 고속으로 회전하는 공구의 절삭면에 효과적으로 냉각 물질을 침투시켜 공구를 냉각시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, a tool cooling method using nitrogen gas of the present invention is intended to provide a method of effectively cooling a tool by penetrating a cutting surface of a tool rotating at high speed.

상술한 바와 과제를 해결하기 위한 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치는, 공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시키는 질소 발생 유닛; 공작 기계의 공구와 공작물을 냉각시키기 위한 절삭액을 공급하는 절삭액 공급 유닛; 상기 절삭액 공급 유닛에서 공급 받은 절삭액에 상기 질소 발생 유닛에서 공급 받은 질소 가스를 혼합하는 혼합 유닛; 및 상기 혼합 유닛에서 혼합된 절삭액과 질소 가스의 혼합물을 전달받아 절삭액 노즐을 통해 공작물의 절삭면에 대해 분사하는 분사 유닛;을 포함하는 점에 특징이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to the present invention comprises: a nitrogen generating unit for collecting nitrogen in air to generate nitrogen gas; A cutting fluid supply unit for supplying a tool of a machine tool and a cutting fluid for cooling the workpiece; A mixing unit that mixes the nitrogen gas supplied from the nitrogen generating unit with the cutting fluid supplied from the cutting fluid supply unit; And a spray unit which receives a mixture of the mixed liquid and the nitrogen gas mixed in the mixing unit and injects the mixture through the cutting liquid nozzle onto the cut surface of the work.

또한, 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, (a) 공작 기계의 공구와 공작물을 냉각시키기 위한 절삭액을 공급하는 단계; (b) 공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시키는 단계; (c) 상기 절삭액에 상기 질소 가스를 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 질소 가스가 혼합된 절삭액을 상기 공작물의 절삭면에 분사하는 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.Further, the tool cooling method using the nitrogen gas of the present invention comprises the steps of: (a) supplying a cutting fluid for cooling a tool and a workpiece of a machine tool; (b) trapping nitrogen in the air to generate nitrogen gas; (c) mixing the nitrogen gas with the cutting fluid; And (d) spraying the cutting fluid mixed with the nitrogen gas onto the cutting surface of the work.

본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, 고속 회전하는 공구에 대해서도 절삭면까지 효과적으로 침투하여 공구와 공작물을 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas of the present invention are advantageous in that the tool and the workpiece can be cooled effectively by penetrating the tool even at high speed.

본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은, 인체에 무해하고 공기의 주성분인 질소 가스를 사용하므로 친환경적이고 작업자의 안전에 영향을 미치지 않으면서도 공구의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas according to the present invention are environmentally friendly since they are harmless to the human body and use nitrogen gas as a main component of the air and improve the tool life without affecting the safety of workers There is an effect that can be.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 혼합 유닛의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 혼합 유닛의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 가압 모듈을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 용해 유닛의 단면도이다.1 is a block diagram of a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the mixing unit shown in Fig.
3 is a sectional view taken along line III-III of the mixing unit shown in Fig.
4 is a block diagram of a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to a second embodiment of the present invention.
5 is a sectional view showing a pressing module of the tool cooling apparatus using the nitrogen gas shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of the dissolving unit of the tool cooling apparatus using the nitrogen gas shown in Fig.

이하, 본 발명에 따른 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a tool cooling apparatus using nitrogen gas and a tool cooling method using nitrogen gas according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 혼합 유닛의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 혼합 유닛의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.Fig. 1 is a block diagram of a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of the mixing unit shown in Fig. 1, Fig.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1실시예의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치는 질소 발생 유닛(120)과 절삭액 공급 유닛(110)과 혼합 유닛(130)과 분사 유닛(160)을 포함하여 이루어진다.1 to 3, a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to the first embodiment includes a nitrogen generating unit 120, a cutting liquid supply unit 110, a mixing unit 130, and a spray unit 160 .

질소 발생 유닛(120)은 공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시킨다. 질소 발생 유닛(120)은 압력변동흡착(PSA; Pressure Swing Absorption) 방법에 의해 질소 가스를 발생시키는 것이 좋다. 압력변동흡착 방법에 의해 질소 가스를 발생시킴으로써 고순도의 질소를 비교적 적은 에너지를 사용하면서도 효율적으로 생산할 수 있는 장점이 있다. 또한 공기에 포함된 가스 중에서 질소만을 흡착하여 분리하기 위하여 CMS(Carbon Molecular Sieve)를 흡착제로 사용함으로써 질소 가스 분리를 효과적으로 수행할 수 있다. The nitrogen generating unit 120 collects nitrogen in the air to generate nitrogen gas. The nitrogen generating unit 120 may generate nitrogen gas by a pressure swing absorption (PSA) method. The nitrogen gas is generated by the pressure swing adsorption method, so that high purity nitrogen can be efficiently produced while using relatively little energy. Also, nitrogen gas separation can be effectively performed by using CMS (Carbon Molecular Sieve) as an adsorbent to adsorb and separate only nitrogen from the gases contained in the air.

절삭액 공급 유닛(110)은 절삭액을 공급하는 구성이다. 공작기계에 의해 절삭되는 공작물(101) 및 공구(102)를 냉각하고 윤활시키기 위한 종래의 수용성, 비수용성 절삭액이 사용된다. The cutting fluid supply unit 110 supplies the cutting fluid. A conventional water-soluble, water-insoluble cutting fluid for cooling and lubricating the workpiece 101 and the tool 102 that are cut by the machine tool is used.

질소 발생 유닛(120)에서 공급되는 질소와 절삭액 공급 유닛(110)에서 공급되는 절삭액은 혼합 유닛(130)에 전달되어 서로 혼합된다. 혼합 유닛(130)은 질소 가스가 기포의 형태로 절삭액에 섞이도록 질소 가스와 절삭액을 혼합한다. 절삭액 공급 유닛(110)과 혼합 유닛(130)의 사이에는 절삭액 공급 펌프(111)가 배치되어 절삭액을 혼합 유닛(130)에 지속적으로 공급한다. 질소 발생 유닛(120)과 혼합 유닛(130) 사이에는 체크 밸브(121)가 설치되어 질소 가스가 역류하는 것을 방지한다.The nitrogen supplied from the nitrogen generating unit 120 and the cutting liquid supplied from the cutting fluid supply unit 110 are transferred to the mixing unit 130 and mixed with each other. The mixing unit 130 mixes the nitrogen gas and the cutting fluid so that the nitrogen gas is mixed with the cutting fluid in the form of bubbles. A cutting fluid supply pump 111 is disposed between the cutting fluid supply unit 110 and the mixing unit 130 to continuously supply the cutting fluid to the mixing unit 130. A check valve 121 is provided between the nitrogen generating unit 120 and the mixing unit 130 to prevent nitrogen gas from flowing backward.

도 2 및 도 3을 참조하면, 혼합 유닛(130)은 절삭액 유입구(132)와 질소 유입구(133)와 혼합 공간(134)을 구비한다. 절삭액 공급 유닛(110)에서 공급되는 절삭액은 절삭액 유입구(132)를 통해 혼합 공간(134)으로 전달된다. 질소 발생 유닛(120)에서 공급되는 질소 가스는 질소 유입구(133)를 통해 유입되어 혼합 공간(134)으로 전달된다. 절삭액과 질소 가스는 혼합 공간(134)에서 서로 만나 질소 가스가 마이크로 버블의 형태로 절삭액에 섞이게 된다. 2 and 3, the mixing unit 130 includes a cutting fluid inlet 132, a nitrogen inlet 133, and a mixing space 134. The cutting fluid supplied from the cutting fluid supply unit 110 is transferred to the mixing space 134 through the cutting fluid inlet 132. The nitrogen gas supplied from the nitrogen generating unit 120 flows through the nitrogen inlet 133 and is transferred to the mixing space 134. The cutting fluid and the nitrogen gas meet each other in the mixing space 134 and the nitrogen gas is mixed with the cutting fluid in the form of micro bubbles.

질소 가스에 의한 마이크로 버블의 발생 효율을 향상시키기 위하여 질소 유입구(133)와 혼합 공간(134)의 사이에는 질소 경유 공간(135)이 배치된다. 질소 유입구(133)로 유입되는 질소 가스는 질소 경유 공간(135)을 거쳐서 혼합 공간(134)으로 전달된다. 본 실시예에서 혼합 공간(134)은 원통형으로 형성되고, 질소 경유 공간(135)은 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 혼합 공간(134)의 외경을 감싸는 형태로 형성된다. 질소 경유 공간(135)과 혼합 공간(134)의 사이에는 질소 혼합 구멍(136)이 형성되어, 그 질소 혼합 구멍(136)을 통해서 질소 가스가 혼합 공간(134)의 내부로 분사된다. 도 3을 참조하면, 질소 혼합 구멍(136)은 혼합 공간(134)의 반경 방향을 따라 연장되도록 형성되며, 복수의 질소 혼합 구멍(136)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치된다. A nitrogen gas oil space 135 is disposed between the nitrogen inlet 133 and the mixing space 134 to improve microbubble generation efficiency by the nitrogen gas. The nitrogen gas introduced into the nitrogen inlet 133 is transferred to the mixing space 134 via the nitrogen gas-containing space 135. In this embodiment, the mixing space 134 is formed in a cylindrical shape, and the nitrogen light-emitting space 135 is formed to surround the outer diameter of the mixing space 134, as shown in FIGS. Nitrogen mixing holes 136 are formed between the nitrogen gas-fired space 135 and the mixing space 134 and nitrogen gas is injected into the mixing space 134 through the nitrogen mixing holes 136. Referring to FIG. 3, the nitrogen mixing holes 136 are formed to extend along the radial direction of the mixing space 134, and a plurality of nitrogen mixing holes 136 are arranged at regular intervals along the circumferential direction.

질소 경유 공간(135)의 폭(L)은 질소 유입구(133)의 내경보다 크고, 질소 혼합 구멍(136)의 내경은 질소 경유 공간(135)의 폭(L)보다 작은 것이 좋다. 질소 경유 공간(135)의 폭(L)이 질소 유입구(133)의 내경보다 크게 형성됨으로써, 질소 가스가 질소 경유 공간(135)의 내부에 와류(vortex)를 형성하면서 원활하게 질소 경유 공간(135)의 내부로 유입된다. 질소 혼합 구멍(136)의 내경을 질소 경유 공간(135)의 폭(L)보다 작게 함으로써, 질소 경유 공간(135)보다 높은 압력으로 질소 가스가 혼합 공간(134)의 내부에 유입되도록 한다. 이로 인해 질소 가스에 의한 마이크로 버블의 생성 효율이 향상되는 장점이 있다. 질소 경유 공간(135)의 폭(L)과 높이(D)의 비율을 조절함으로써 질소 가스에 의한 마이크로 버블의 발생 효율을 향상시키는 것이 가능하다.It is preferable that the width L of the nitrogen diesel oil space 135 is larger than the inner diameter of the nitrogen inlet 133 and the inner diameter of the nitrogen mixing hole 136 is smaller than the width L of the nitrogen diesel oil space 135. The width L of the nitrogen light oil room space 135 is formed to be larger than the inner diameter of the nitrogen light oil inlet 133 so that the nitrogen gas can smoothly flow into the nitrogen light oil space 135 As shown in FIG. The inner diameter of the nitrogen mixing hole 136 is made smaller than the width L of the nitrogen diesel fuel space 135 such that the nitrogen gas flows into the mixing space 134 at a pressure higher than the nitrogen diesel fuel space 135. This has the advantage that the production efficiency of microbubbles by nitrogen gas is improved. It is possible to improve the generation efficiency of microbubbles by the nitrogen gas by controlling the ratio of the width L and the height D of the nitrogen light oil space 135.

질소 혼합 구멍(136)의 내경을 질소 유입구(133)의 내경보다 작게 함으로써, 질소 가스가 질소 경유 공간(135)에 유입되는 압력보다 혼합 공간(134)의 내부에 유입되는 압력을 크게 할 수 있다. 이와 같은 구조를 이용하여, 질소 가스를 강한 압력으로 혼합 공간(134)의 내부에 밀어 넣어 마이크로 버블의 발생 효율을 향상시키는 것이 가능하다.The pressure at which the nitrogen gas is introduced into the mixing space 134 can be made larger than the pressure at which the nitrogen gas is introduced into the nitrogen gas space 135 by making the inner diameter of the nitrogen mixing hole 136 smaller than the inner diameter of the nitrogen inlet 133 . By using such a structure, it is possible to push the nitrogen gas into the mixing space 134 with a strong pressure to improve the generation efficiency of micro bubbles.

혼합 공간(134)의 내부에서 질소 가스가 마이크로 버블의 형태로 혼합된 절삭액은 분사 유닛으로 전달되어 공구(102)의 절삭면에 분사된다. 본 실시예의 분사 유닛(160)은 도 2에 도시된 것과 같이 혼합 공간(134)에 설치된 노즐(160)과 같은 구조이다. 경우에 따라서는 혼합 공간(134)에 유로를 연결하여 혼합 유닛(130)과 이격된 위치에 분사 유닛을 배치하는 것도 가능하다.In the mixing space 134, the cutting liquid mixed with the nitrogen gas in the form of micro bubbles is transferred to the injection unit and sprayed on the cutting surface of the tool 102. The injection unit 160 of this embodiment has the same structure as the nozzle 160 installed in the mixing space 134 as shown in FIG. In some cases, it is also possible to connect the flow path to the mixing space 134 to dispose the injection unit at a position spaced apart from the mixing unit 130.

절삭액에 마이크로 버블의 형태로 용해되어 있던 질소 가스는 대기압 상태에서 팽창하면서 공기중으로 배출된다. 절삭액에 용해되어 있던 질소 가스는 급격하게 팽창되면서 공기중으로 섞여 들어가게 된다. 질소 가스는 팽창하면서 순간적으로 고온을 발생시키다가 단열 팽창하면서 주위의 열을 흡수하게 된다. 이로 인해 고속으로 회전하거나 마찰하는 공구(102)와 공작물(101)의 절삭면을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 마이크로 버블 질소 가스가 팽창하는 과정에서 발생하는 초음파와 질소 가스의 증가하는 부피로 인해 고속으로 회전하는 공구(102)의 절삭면에 효과적으로 침투할 수 있는 장점이 있다. Nitrogen gas dissolved in the cutting fluid in the form of micro bubbles expands under atmospheric pressure and is discharged into the air. The nitrogen gas dissolved in the cutting fluid is rapidly expanded and mixed into the air. As the nitrogen gas expands, it instantaneously generates a high temperature and then absorbs the surrounding heat while expanding adiabatically. This has the advantage that the tool 102 rotating at high speed or friction and the cutting surface of the work 101 can be effectively cooled. Also, the micro bubble nitrogen gas can effectively penetrate the cutting surface of the tool 102 rotating at a high speed due to the increased volume of the ultrasonic wave and the nitrogen gas generated during the expansion of the micro bubble nitrogen gas.

종래의 절삭액 냉각 방법의 경우 고속으로 회전하거나 작동하는 공구의 경우에 공구의 회전속도와 공구 주변의 공기의 흐름으로 인해 절삭액을 분사하여도 절삭액이 공구의 절삭면까지 침투하지 못하여 공구와 공작물을 냉각시키지 못하는 문제점이 있었다. 이와 같은 경우 고가의 공구의 수명이 단축되고 공작물의 표면 조도도 높아지는 문제점이 발생한다. 그런데 본 실시예의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 경우 질소 가스에 의한 마이크로 버블과 질소 가스의 팽창 현상에 의해 공구(102)의 절삭면까지 절삭액 및 질소 가스가 침투하는 것이 가능하다. 분사 유닛(160)의 분사압에 의해 절삭액이 공구(102)의 근처까지만 이동하면 절삭액 내부의 질소 가스가 팽창하면서 주위 공간을 매우 빠른 속도로 채우게 되기 때문에 공구(102)의 절삭면까지 침투하는 것이 원활해 진다. 질소 가스는 윤활 특성이 있기 때문에 절삭액의 윤활 특성을 보완하게 되고, 질소 가스의 단열 팽창에 의한 흡열 반응이 공구(102)의 열을 냉각시키게 된다. In the case of a conventional cutting fluid cooling method, in the case of a tool rotating or operating at high speed, even if the cutting fluid is sprayed due to the rotation speed of the tool and the air flow around the tool, the cutting fluid can not penetrate to the cutting surface of the tool, The workpiece can not be cooled. In such a case, the life of the expensive tool is shortened and the surface roughness of the workpiece is also increased. However, in the case of the tool cooling apparatus using the nitrogen gas of this embodiment, it is possible for the cutting liquid and the nitrogen gas to penetrate to the cutting face of the tool 102 by micro bubbles caused by the nitrogen gas and expansion of the nitrogen gas. When the cutting liquid moves only to the vicinity of the tool 102 by the jetting pressure of the jetting unit 160, the nitrogen gas inside the cutting liquid expands and fills the surrounding space at a very high speed, . Since the nitrogen gas has lubrication characteristics, the lubrication characteristics of the cutting fluid are complemented, and the endothermic reaction due to adiabatic expansion of the nitrogen gas cools the heat of the tool 102.

산소 또는 질소 가스를 이용한 마이크로 버블을 다른 산업분야에 사용하는 사례는 있었으나 공작 기계를 용한 절삭, 연마 등의 공정에 이를 이용하는 사례는 없었다. 본 발명은 발상의 전환에 의해 장기간 미해결의 과제였으며, 특히 최근에 공작 기계의 성능이 향상되고 절삭 속도가 향상되면서 더욱 중요한 문제로 대두되는 공구(102) 및 공작물(101)의 냉각 및 윤활 문제를 획기적으로 해결한 점에 특징이 있다.There have been cases where microbubbles using oxygen or nitrogen gas have been used in other industrial fields, but there have been no cases in which they are used for cutting and polishing processes using machine tools. The present invention has been an unsolved problem for a long time due to the change of the idea. Particularly, since the performance of the machine tool has recently been improved and the cutting speed has been improved, the problem of cooling and lubrication of the tool 102 and the workpiece 101, It is characterized by its breakthrough.

다음으로 도 4 내지 도 6을 참조하여, 제2실시예에 따른 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치에 대해 설명한다.Next, a tool cooling apparatus using the nitrogen gas according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 4 to 6. Fig.

도 4는 제2실시예에 따른 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 가압 모듈을 도시한 단면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치의 용해 유닛의 단면도이다.FIG. 4 is a block diagram of a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to the second embodiment, FIG. 5 is a sectional view showing a pressing module of the tool cooling apparatus using nitrogen gas shown in FIG. 4, Sectional view of a melting unit of a tool cooling apparatus using nitrogen gas shown in Fig.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치는 질소 발생 유닛(220)과 절삭액 공급 유닛(210)과 혼합 유닛(230)과 용해 유닛(240)과 저장 탱크(250)와 분사 유닛(260)을 포함하여 이루어진다.4 to 6, a tool cooling apparatus using nitrogen gas according to the present embodiment includes a nitrogen generating unit 220, a cutting liquid supplying unit 210, a mixing unit 230, a dissolving unit 240, 250 and an injection unit 260.

질소 발생 유닛(220)과 절삭액 공급 유닛(210)은 제1실시예의 질소 발생 유닛(120) 및 절삭액 공급 유닛(110)과 동일하다.The nitrogen generating unit 220 and the cutting liquid supplying unit 210 are the same as the nitrogen generating unit 120 and the cutting liquid supplying unit 110 of the first embodiment.

질소 발생 유닛(220)에서 공급되는 질소와 절삭액 공급 유닛(210)에서 공급되는 절삭액은 혼합 유닛(230)에 전달되어 서로 혼합된다. 혼합 유닛(230)은 질소 가스가 기포의 형태로 절삭액에 섞이도록 질소 가스와 절삭액을 혼합한다. 한편, 질소 발생 유닛(220)과 혼합 유닛(230) 사이에는 체크 밸브(221)가 설치되어 질소 가스가 역류하는 것을 방지한다. 본 실시예의 혼합 유닛(230)은 앞에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1실시예의 혼합 유닛(130)과 유사한 구조로 형성될 수도 있고 이와 다른 구조로 절삭액과 질소 가스가 섞이도록 구성하는 것도 가능하다.The nitrogen supplied from the nitrogen generating unit 220 and the cutting fluid supplied from the cutting fluid supplying unit 210 are transferred to the mixing unit 230 and mixed with each other. The mixing unit 230 mixes the nitrogen gas and the cutting fluid so that the nitrogen gas is mixed with the cutting fluid in the form of bubbles. A check valve 221 is provided between the nitrogen generating unit 220 and the mixing unit 230 to prevent nitrogen gas from flowing backward. The mixing unit 230 of this embodiment may be formed in a structure similar to that of the mixing unit 130 of the first embodiment described above with reference to FIGS. 2 and 3, or may be configured to mix the cutting liquid with nitrogen gas It is also possible.

혼합 유닛(230)에서 질소 가스가 혼합된 절삭액은 용해 유닛(240)에 전달된다. 용해 유닛(240)은 용해 탱크(242)와 용해 펌프(241)와 가압 모듈(243)을 포함한다.The cutting liquid in which the nitrogen gas is mixed in the mixing unit 230 is transferred to the dissolving unit 240. The dissolving unit 240 includes a dissolving tank 242, a dissolving pump 241, and a pressing module 243.

용해 펌프(241)는 혼합 유닛(230)에서 전달 받은 절삭액을 흡입하여 용해 탱크(242)로 압력을 가하면서 전달한다. The dissolving pump 241 sucks the cutting fluid transferred from the mixing unit 230 and transfers it while applying pressure to the dissolving tank 242.

도 6을 참조하면, 용해 유닛(240)의 용해 탱크(242)에는 세라믹 볼(247)이 채워진다. 질소 가스가 혼합된 절삭액은 고압으로 다공성 세라믹 재질의 세라믹 볼(247)을 경유하여 흐르면서 질소 가스의 용해도가 향상된다. 이때, 용해 유닛(240)의 효율을 향상시키기 위하여, 용해 탱크(242) 내부로 질소 가스가 혼합된 절삭액이 유입되는 용해 유입구(244)는 용해 탱크(242)의 상측에 배치되고, 용해 탱크(242)의 내부에서 질소 가스가 혼합된 절삭액이 유출되는 용해 유출구(245)는 용해 탱크(242)의 하측에 배치되는 것이 좋다. 이와 같이 용해 유입구(244)는 상측에 배치하고 용해 유출구(245)는 하측에 배치함으로써, 용해 유입구(244)와 용해 유출구(245) 사이의 세라믹 볼(247)과의 접촉 기회와 접촉 시간이 증가하고 결과적으로 질소 가스의 용해도가 증가된 절삭액이 생산된다.Referring to FIG. 6, the dissolution tank 240 of the dissolution unit 240 is filled with a ceramic ball 247. The cutting fluid mixed with the nitrogen gas flows through the ceramic balls 247 made of porous ceramics at a high pressure, and the solubility of the nitrogen gas is improved. In order to improve the efficiency of the dissolving unit 240, the dissolution inlet 244 through which the cutting liquid mixed with the nitrogen gas flows into the dissolving tank 242 is disposed on the upper side of the dissolving tank 242, It is preferable that the dissolution outlet 245 through which the cutting fluid mixed with the nitrogen gas flows in the inside of the dissolution tank 242 is disposed below the dissolution tank 242. The opportunity of contact with the ceramic ball 247 between the dissolution inlet 244 and the dissolution outlet 245 and the contact time are increased as the dissolution inlet 244 is disposed on the upper side and the dissolution outlet 245 is disposed on the lower side, And as a result, a cutting fluid having increased solubility of nitrogen gas is produced.

용해 펌프(241)와 용해 탱크(242) 사이에는 도 2에 도시된 것과 같은 가압 모듈(243)이 설치되는 것이 좋다. 가압 모듈(243)은 질소 가스가 혼합된 절삭액의 유로 상에 배치되어 질소 가스의 절삭액에 대한 용해도를 향상시킨다. 가압 모듈(243)은 몸체부(2431)에 다수의 관통공(2432)이 형성된다. 관통공(2432)은 절삭액의 유동 방향을 따라 내경이 감소하도록 형성된다. 즉, 가압 모듈(243)의 관통공(2432)은 유입구보다 유출구의 내경이 작게 형성된다. 그에 따라 절삭액이 관통공(2432)을 경유하면서 자체 압력이 상승하게 된다. 베르누이 법칙을 이용한 가압 모듈(243)의 관통공(2432)의 작용에 의해 질소 가스는 절삭액에 점차적으로 더욱 높은 농도로 용해된다.Between the dissolution pump 241 and the dissolution tank 242, a pressurizing module 243 as shown in FIG. 2 is preferably provided. The pressurizing module 243 is disposed on the flow path of the cutting fluid in which the nitrogen gas is mixed to improve the solubility of the nitrogen gas in the cutting fluid. The pressing module 243 has a plurality of through holes 2432 formed in the body portion 2431. The through hole 2432 is formed so that the inner diameter decreases along the flow direction of the cutting fluid. That is, the through hole 2432 of the pressure module 243 is formed such that the inner diameter of the outlet is smaller than that of the inlet. So that the pressure of the cutting fluid rises through the through hole 2432. By the action of the through hole 2432 of the pressing module 243 using the Bernoulli's law, the nitrogen gas is gradually dissolved in the cutting fluid at a higher concentration.

이와 같이 가압 모듈(243)을 경유한 절삭액은 용해 탱크(242)에 고압으로 저장된다. 용해 펌프(241)에서 가하는 높은 압력에 의해 용해 탱크(242) 내부에 절삭액이 머물면서 질소 가스가 점차적으로 절삭액에 용해되는 것이다.As described above, the cutting fluid passed through the pressure module 243 is stored in the dissolution tank 242 at a high pressure. The cutting fluid stays in the dissolution tank 242 due to the high pressure applied by the dissolution pump 241, and the nitrogen gas gradually dissolves in the cutting fluid.

이와 같이 용해 탱크(242)에서 질소 가스의 용해도가 향상된 절삭액은 바로 분사 유닛(260)에 전달되어 공구(102) 절삭면에 분사될 수도 있으나, 본 실시예의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치에서는 저장 탱크(250)를 거쳐서 분사 유닛(260)으로 절삭액이 전달된다. 용해 유닛(240)에서 질소 가스가 충분히 용해된 절삭액은 저장 탱크(250)에 전달되어 저장된다. 용해 유닛(240)은 질소 가스가 충분히 용해된 절삭액을 저장 탱크(250)로 전달하여 용해 탱크(242)를 비운 후, 다음 절삭액을 전달 받아 질소 가스를 용해시키는 작업을 수행하게 된다. Although the cutting liquid having improved solubility of nitrogen gas in the dissolution tank 242 is directly transferred to the injection unit 260 and sprayed on the cutting surface of the tool 102, in the tool cooling apparatus using the nitrogen gas of this embodiment, The cutting fluid is transferred to the injection unit 260 via the tank 250. [ The cutting liquid in which the nitrogen gas is sufficiently dissolved in the dissolving unit 240 is transferred to and stored in the storage tank 250. The dissolving unit 240 transfers the cutting liquid sufficiently dissolved with nitrogen gas to the storage tank 250 to empty the dissolving tank 242, and then receives the next cutting fluid to dissolve the nitrogen gas.

저장 탱크(250)는 질소 가스의 용해도를 유지시킬 수 있는 충분한 압력으로 잘삭유를 저장한다.The storage tank 250 stores the oil well at a sufficient pressure to maintain the solubility of the nitrogen gas.

이와 같이 저장 탱크(250)에 저장된 절삭액은 분사 유닛(260)에 전달되어 공구(102) 및 공작물(101)에 분사된다. 분사 유닛(260)은 분사 펌프(261)와 노즐(262)을 구비한다. 분사 펌프(261)는 저장 탱크(250)에 저장된 절삭액을 흡입하여 노즐(262) 방향으로 가압한다. 노즐(262)에서 분사된 절삭액은 공작물(101)의 절삭면과 공구(102)에 뿌려져서 공구(102)를 보호하고 열을 식히게 된다. 노즐(262)은 공작기계의 공구(102)가 공작물(101)을 절삭하는 절삭면에 대해 절삭액을 공급할 수 있도록 설치된다. 경우에 따라서 분사 유닛(260)은 복수의 노즐(262)을 구비할 수도 있다. 복수의 분사 노즐(262)을 구비하는 경우, 하나의 공구(102)에 대해 2 이상의 방향에서 절삭액을 분사하도록 구성할 수도 있고, 복수의 공작기계에 대해 동시에 절삭액을 공급하도록 구성할 수도 있다. The cutting fluid stored in the storage tank 250 is transferred to the injection unit 260 and is sprayed onto the tool 102 and the work 101. The injection unit 260 has an injection pump 261 and a nozzle 262. The injection pump 261 sucks the cutting fluid stored in the storage tank 250 and presses it in the direction of the nozzle 262. The cutting liquid ejected from the nozzle 262 is sprayed on the cutting surface of the work 101 and the tool 102 to protect the tool 102 and cool it. The nozzle 262 is installed so that the tool 102 of the machine tool can supply the cutting fluid to the cutting surface on which the workpiece 101 is to be cut. Optionally, the injection unit 260 may have a plurality of nozzles 262. In the case where a plurality of injection nozzles 262 are provided, the cutting liquid may be injected in two or more directions with respect to one tool 102, or the cutting liquid may be supplied simultaneously to a plurality of machine tools .

고압으로 용해된 질소 가스는 절삭액이 노즐(262)을 통해 대기압 상태로 분출되면서, 절삭액 내부에서 마이크로 버블을 발생시킨다. 절삭액에 용해되어 있던 마이크로 버블 상태의 질소 가스는 대기압 상태의 공기중으로 배출된다. The nitrogen gas dissolved at a high pressure causes microbubbles to be generated inside the cutting fluid while the cutting fluid is ejected through the nozzle 262 at atmospheric pressure. The nitrogen gas in the micro bubble state dissolved in the cutting fluid is discharged into the atmospheric air.

이상, 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to those described above and shown in the drawings.

예를 들어, 앞에서 용해 유닛(240)은 가압 모듈(243)을 구비하는 것으로 설명하였으나 이를 구비하지 않는 용해 유닛을 구성할 수도 있다.For example, although the dissolving unit 240 has been described as having the pressing module 243, it may also constitute a dissolving unit that does not include the pressing module 243.

또한, 경우에 따라서는 저장 탱크(250)을 구비하지 않는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 질소 가스가 용해된 절삭액은 저장 탱크를 거치지 않고 용해 유닛(240)에서 직접 분사 유닛(260)으로 전달되어 공구(102)의 절삭면에 분사된다.In some cases, it is also possible to constitute a tool cooling apparatus using nitrogen gas not having the storage tank 250. In this case, the cutting liquid in which the nitrogen gas is dissolved is directly delivered from the dissolution unit 240 to the injection unit 260 without passing through the storage tank, and is sprayed onto the cutting surface of the tool 102.

이하, 앞에서 설명한 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치를 이용하여 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법을 실시하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of performing the tool cooling method using the nitrogen gas by using the tool cooling apparatus using the nitrogen gas of the present invention described above will be described.

먼저, 공작 기계의 공구(102)와 공작물(101)을 냉각시키기 위한 절삭액을 공급한다((a)단계). 앞서 설명한 절삭액 공급 유닛(110, 210)을 이용하여 절삭액을 공급한다.First, cutting fluid for cooling the tool 102 of the machine tool and the workpiece 101 is supplied (step (a)). The cutting fluid is supplied by using the above-described cutting fluid supply units (110, 210).

동시에 앞서 설명한 질소 발생 유닛(120, 220)을 이용하여 공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시킨다((b) 단계).At the same time, the nitrogen generating units 120 and 220 described above are used to collect nitrogen in the air to generate nitrogen gas (step (b)).

다음으로, 혼합 유닛(130, 230)에서 절삭액에 질소 가스를 혼합한다((c) 단계).Next, nitrogen gas is mixed into the cutting fluid in the mixing units 130 and 230 (step (c)).

이와 같이 질소 가스가 혼합된 절삭액은 용해 유닛(240)으로 전달된다. 용해 유닛(240)은 질소 가스가 혼합된 절삭액에 압력을 가하여 질소 가스를 상기 절삭액에 용해시킨다((e) 단계). 앞서 설명한 바와 같이 절삭액의 유동 방향을 따라 내경이 감소하는 다수의 관통공(2432)이 형성된 가압 모듈(43)을 경유하여 용해 탱크(242)로 절삭액이 유입되도록 함으로써 질소 가스의 용해도를 향상시킬 수 있다. 이와 같이 용해 탱크(242)로 전달된 질소 가스와 절삭액은 용해 탱크(242)에 고압으로 저장된 상태로 시간이 경과함으로써 질소 가스의 절삭액에 대한 용해도가 향상된다.The cutting liquid in which the nitrogen gas is mixed is delivered to the dissolving unit 240. The dissolving unit 240 dissolves nitrogen gas into the cutting fluid by applying pressure to the cutting fluid mixed with the nitrogen gas (step (e)). As described above, the cutting fluid is introduced into the dissolving tank 242 via the pressing module 43 having a plurality of through holes 2432 whose inner diameters decrease along the flow direction of the cutting fluid, thereby improving the solubility of the nitrogen gas . As the nitrogen gas and the cutting fluid transferred to the dissolution tank 242 are stored in the dissolution tank 242 at a high pressure, the solubility of the nitrogen gas in the cutting fluid is improved.

이와 같이 질소 가스가 충분히 용해된 절삭액은 저장 탱크(250)에 저장될 수도 있고 용해 탱크(242)에서 바로 분사 유닛(260)으로 전달되어 마이크로 버블이 발생하도록 공구(102)의 절삭면에 분사된다((d) 단계). The cutting liquid in which the nitrogen gas is fully dissolved can be stored in the storage tank 250 and transferred directly from the dissolution tank 242 to the spray unit 260 to spray the cutting surface of the tool 102, (Step (d)).

앞에서 설명한 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치와 마찬가지로 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법에 의하면, 절삭액 및 질소 가스를 공구(102) 및 절삭면에 대해 깊이 침투시킬 수 있으며, 공구(102) 및 공작물(101)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the tool cooling method using the nitrogen gas of the present invention as in the tool cooling apparatus using nitrogen gas of the present invention described above, the cutting liquid and the nitrogen gas can be deeply penetrated to the tool 102 and the cutting surface, 102 and the workpiece 101 can be improved.

또한, 공기의 주성분인 질소 가스를 사용하므로 분사 후 배출되는 질소 가스가 환경을 오염시키지 않고 작업자의 안전을 해하지 않는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법을 실시하는 경우 친환경적인 방법으로 매우 효과적인 기계 가공 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치 및 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법은 절삭 공정뿐만 아니라 연마와 같은 공정에도 사용할 수 있다.In addition, since nitrogen gas, which is a main component of air, is used, there is an advantage that the nitrogen gas discharged after the injection does not pollute the environment and does not damage the safety of the operator. That is, when the tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas of the present invention are carried out, there is an advantage that an extremely effective machining process can be performed by an environmentally friendly method. The tool cooling apparatus using nitrogen gas and the tool cooling method using nitrogen gas of the present invention can be used not only in cutting process but also in polishing process.

110, 210: 절삭액 공급 유닛 120, 220: 질소 발생 유닛
130, 230: 혼합 유닛 240: 용해 유닛
241: 용해 펌프 242: 용해 탱크
243: 가압 모듈 250: 저장 탱크
260: 분사 유닛 261: 분사 펌프
262: 노즐 101: 공작물
102: 공구110, 210: Cutting liquid supply unit 120, 220: Nitrogen generating unit
130, 230: mixing unit 240: melting unit
241: dissolving pump 242: dissolving tank
243: Pressure module 250: Storage tank
260: injection unit 261: injection pump
262: nozzle 101: workpiece
102: Tools

Claims (12)

공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시키는 질소 발생 유닛;
공작 기계의 공구와 공작물을 냉각시키기 위한 절삭액을 공급하는 절삭액 공급 유닛;
상기 절삭액 공급 유닛에서 공급 받은 절삭액에 상기 질소 발생 유닛에서 공급 받은 질소 가스를 혼합하는 혼합 유닛;
상기 혼합 유닛에서 혼합된 절삭액과 질소 가스의 혼합물을 전달받아 절삭액 노즐을 통해 공작물의 절삭면에 대해 분사하는 분사 유닛; 및
상기 혼합 유닛에서 혼합된 상기 질소 가스와 절삭액을 전달 받아 저장하는 용해 탱크와, 상기 용해 탱크 내부에서 상기 질소 가스가 상기 절삭액에 용해되도록 상기 용해 탱크에 압력을 가하는 용해 펌프를 구비하며, 상기 용해 탱크 내부에 저장된 질소 가스가 용해된 절삭액을 상기 분사 유닛으로 전달하는 용해 유닛;을 더 포함하며,
상기 분사 유닛은, 상기 용해 유닛에서 질소 가스가 용해된 절삭액을 공급 받아 상기 공작물의 절삭면에 대해 분사하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.A nitrogen generating unit for collecting nitrogen in the air to generate nitrogen gas;
A cutting fluid supply unit for supplying a tool of a machine tool and a cutting fluid for cooling the workpiece;
A mixing unit that mixes the nitrogen gas supplied from the nitrogen generating unit with the cutting fluid supplied from the cutting fluid supply unit;
A spray unit that receives a mixture of the mixed liquid and the nitrogen gas mixed in the mixing unit and injects the mixture through a cutting liquid nozzle onto a cutting surface of the workpiece; And
A dissolving tank for receiving and storing the nitrogen gas and the cutting liquid mixed in the mixing unit and a dissolving pump for applying pressure to the dissolving tank so that the nitrogen gas is dissolved in the dissolving tank, And a dissolving unit for transferring the cutting liquid in which the nitrogen gas stored in the dissolving tank is dissolved to the spray unit,
Wherein the spraying unit is supplied with a cutting fluid in which nitrogen gas is dissolved in the dissolving unit and is sprayed onto a cutting surface of the workpiece. 제1항에 있어서,
상기 혼합 유닛은, 상기 절삭액 공급 유닛에서 공급 받은 상기 절삭액이 유입되는 절삭액 유입구과, 상기 질소 발생 유닛에서 공급 받은 질소 가스가 유입되는 질소 유입구와, 상기 절삭액 유입구 및 질소 유입구와 연결되어 상기 절삭액과 질소가 혼합되는 혼합 공간과, 상기 질소 유입구와 상기 혼합 공간 사이에 배치되는 질소 경유 공간을 포함하고,
상기 질소 경유 공간의 폭은, 상기 질소 유입구의 내경보다 크고,
상기 질소 경유 공간과 혼합 공간 사이에 형성된 질소 혼합 구멍의 내경은, 상기 질소 경유 공간의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the mixing unit is connected to the cutting fluid inflow port into which the cutting fluid supplied from the cutting fluid supply unit flows, the nitrogen inflow port into which the nitrogen gas supplied from the nitrogen generating unit flows, A mixing space in which a cutting fluid and nitrogen are mixed, and a nitrogen light oil space disposed between the nitrogen inlet and the mixing space,
The nitrogen-containing space has a width larger than an inner diameter of the nitrogen inlet,
Wherein the inner diameter of the nitrogen mixing hole formed between the nitrogen gas-fired space and the mixed space is smaller than the width of the nitrogen gas-fired space. 제2항에 있어서,
상기 혼합 공간은 원통형으로 형성되고,
상기 질소 경유 공간은, 상기 혼합 공간의 외경을 감싸도록 형성되며,
상기 질소 혼합 구멍은 상기 혼합 공간의 반경 방향으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the mixing space is formed in a cylindrical shape,
The nitrogen gas-tight space is formed to surround the outer diameter of the mixing space,
Wherein the nitrogen mixing hole is formed to extend in the radial direction of the mixing space. 제3항에 있어서,
상기 질소 혼합 구멍의 내경은 상기 질소 유입구의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.The method of claim 3,
And the inner diameter of the nitrogen mixing hole is smaller than the inner diameter of the nitrogen inlet. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 용해 유닛의 용해 탱크에는 세라믹 볼이 채워지고,
상기 용해 탱크 내부로 상기 질소 가스가 혼합된 절삭액이 유입되는 용해 유입구는 상기 용해 탱크의 상측에 배치되며,
상기 용해 탱크의 내부에서 상기 질소 가스가 혼합된 절삭액이 유출되는 용해 유출구는 상기 용해 탱크의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.The method according to claim 1,
The melting tank of the dissolution unit is filled with a ceramic ball,
Wherein a dissolution inlet through which the cutting liquid mixed with the nitrogen gas flows into the dissolution tank is disposed on the upper side of the dissolution tank,
And a dissolution outlet through which the cutting fluid mixed with the nitrogen gas flows out from the dissolution tank is disposed below the dissolution tank. 제1항에 있어서,
상기 용해 유닛과 상기 분사 유닛의 사이에 배치되어, 상기 용해 유닛에서 질소 가스가 용해된 절삭액을 전달받아 저장하는 저장 탱크;를 더 포함하며,
상기 분사 유닛은, 상기 저장 탱크에 저장된 절삭액을 상기 노즐로 전달하는 분사 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.The method according to claim 1,
And a storage tank disposed between the dissolution unit and the spray unit for receiving and storing the cutting liquid in which the nitrogen gas is dissolved in the dissolution unit,
Wherein the spray unit further comprises a spray pump for delivering the cutting fluid stored in the storage tank to the nozzle. 제1항에 있어서,
상기 용해 유닛은, 상기 질소 가스가 혼합된 절삭액의 유로 상에 배치되어 상기 질소 가스의 상기 절삭액에 대한 용해도를 향상시킬 수 있도록 상기 절삭액의 유동 방향을 따라 내경이 감소하는 다수의 관통공이 형성된 가압 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dissolution unit is disposed on a flow path of the cutting fluid in which the nitrogen gas is mixed to form a plurality of through holes having an inner diameter decreasing along the flow direction of the cutting fluid so as to improve the solubility of the nitrogen gas in the cutting fluid, Further comprising a pressure module formed on the substrate. (a) 공작 기계의 공구와 공작물을 냉각시키기 위한 절삭액을 공급하는 단계;
(b) 공기중의 질소를 포집하여 질소 가스를 발생시키는 단계;
(c) 상기 절삭액에 상기 질소 가스를 혼합하는 단계;
(d) 상기 질소 가스가 혼합된 절삭액을 상기 공작물의 절삭면에 분사하는 단계; 및
(e) 상기 (c) 단계에서 질소 가스가 혼합된 절삭액에 압력을 가하여 상기 질소 가스를 상기 절삭액에 용해시키는 단계;를 더 포함하며,
상기 (d) 단계는, 상기 (e) 단계에서 상기 질소 가스가 용해된 절삭액을 분사하여 상기 절삭액에 상기 질소 가스 마이크로 버블을 발생시키는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법.(a) supplying a cutting fluid for cooling a tool and a workpiece of a machine tool;
(b) trapping nitrogen in the air to generate nitrogen gas;
(c) mixing the nitrogen gas with the cutting fluid;
(d) spraying the cutting liquid mixed with the nitrogen gas onto a cutting surface of the workpiece; And
(e) dissolving the nitrogen gas in the cutting fluid by applying pressure to the cutting fluid mixed with the nitrogen gas in the step (c)
Wherein the step (d) comprises the step of injecting the cutting fluid in which the nitrogen gas is dissolved in the step (e) to generate the nitrogen gas microbubble in the cutting fluid. 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 압력에 의해 상기 질소 가스가 용해된 상기 절삭액을 용해 탱크에 저장한 상태로 시간을 경과시킴으로써 상기 질소 가스의 용해도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step (e) further comprises the step of increasing the solubility of the nitrogen gas by passing the time while the cutting liquid in which the nitrogen gas is dissolved by pressure is stored in the dissolution tank . 제11항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 상기 절삭액의 유동 방향을 따라 내경이 감소하는 다수의 관통공이 형성된 가압 모듈을 경유하여 상기 용해 탱크로 상기 절삭액이 유입되도록 용해 탱크로 상기 절삭액에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 이용한 공구 냉각 방법.12. The method of claim 11,
In the step (e), pressure is applied to the cutting fluid through the pressurizing module having a plurality of through holes having an inner diameter decreasing along the flow direction of the cutting fluid, so that the cutting fluid is introduced into the dissolving tank A method for cooling a tool using nitrogen gas.
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