1233851 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於工具機的處理液供給方法及其裝置。這 裡，所謂處理液是指處理液或洗滌液。 【先前之技術】 圖4顯不現有的工具機的處理液供給裝置的~個示例。 該裝置具有：液箱1 9，用於回收提供給工件固定台或固定 在其上的工件等必需供給處理液的地方的處理液s ;泵 2 1，用於輸送液箱1 9內的處理液s ;和液體流通管路裝置 2 2 a，用於將從泵2 1輸出的處理液s隨時提供給上述必需 供給處理液的地方。 工具機中因機械加工而產生的切屑，堆積附著在工件w 或工件固定台等上，爲了將下一個工件w準確地固定在工 件固定台上，在工件w加工完畢時，工件固定台上必須不 能殘留這些切屑，由於這種必要，要在工件w加工過程中 或加工完畢時，將因機械加工而產生的切屑沖向液箱19 的流入部，該裝置可以通過泵2 1和液體流通管路裝置 2 2 a，以大於必要瞬時最大流量的流量，連續地供給適當壓 力的處理液s ;並且根據需要，還要將這樣供給的處理液s 提供給工件w與刀具之間的摩擦部位。 對於上述現有的利用泵2 1和液體流通管路裝置2 2 a而進 行的處理液s供給來說，泵2 1的輸出能力的大小要能保證 以至少大於沖洗切屑所必需瞬時最大流量的流量而連續供 給。 6 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 假如上述瞬時最大流量爲 Q 1，從處理液流通管路裝置 2 2 a的前端流出的壓力爲P 0，從泵2 1的出口至液體流通管 路裝置2 2 a的末端的壓力損失爲P 1，則泵2 1消耗的功率 W 1，可用下式顯示：
Wi=k· Ql· (P0 + P1) 式中k是常數；（P0 + P1)是泵21的輸出壓力。 在實際的工具機例子中，上述Q1大致爲 200L/min左 右，上述（P0 + P1)大致爲0.3MPa左右，因此，上述泵的消 耗功率較大，超過1台工具機的全部消耗功率的2 5 %左右 的情況不少。 【發明內容】 本發明是考慮這種情況而提出的，其目的是要在保持因 機械加工而產生的切屑的沖掉能力和加工時對需要潤滑部 位的潤滑能力的同時，減少供給處理液（處理液或洗滌液） 所需要的功率。 爲了達到上述目的，利用本發明的處理液供給方法，按 照如下方式實施：在工具機上，當間歇地向工件固定台和 固定在其上的工件等必要的部位，提供處理液或洗滌液等 的處理液時，使設置在適當高度上的副液箱內所蓄存的處 理液，依靠重力作用流下而提供給上述必要的地方；另一 方面，將這樣供給的處理液回收至主液箱內，再用泵將該 主液箱內的處理液輸送至副液箱中。 在本發明中，在副液箱中蓄存的處理液的量，與每一次 開始供給處理液時的一次供給量大致一致。從而，該蓄存 7 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 的處理液，在重力作用下，在確保與必要的輸出壓力相當 的全揚程（例如，約爲〇 ·5〜10 m)的狀態下，且以大於必要 的瞬時最大流量的方式，維持流動的狀態，並供給至工件 固定台和固定在其上的工件等。這種供給對沖去附著在工 件固定台和工件上的切屑特別有效。 另外，即使在停止從副液箱向工件固定台和工件供給處 理液的狀备下’也可以用栗將處理液輸送至副液箱，因此， 即使泵的輸出流量較小，到必要時，也可將必要量的處理 液輸送至副液箱內。 因此，採用以上這樣結構的本發明，栗只有較小的輸出 流量，但是即使副液箱內的任意點的處理液的全揚程較 小，也可以與現有同樣可靠地沖掉切屑，並且可以和以前 同樣可靠地對需要用處理液潤滑的部位進行潤滑。這樣， 在保持現有處理液的作用的情況下，與現有相比，可以大 大減小泵的消耗功率。 這時，利用本發明，當在副液箱內蓄存了必要的處理液 時，可以使利用泵進行的處理液輸送停止。這樣，就不會 再有多餘的處理液被輸送至副液箱內的情況，可進一步減 少泵的消耗功率量。 上述的本發明的裝置的結構爲，具有：主液箱，作爲供 向工件固定台或固定在其上的工件的需要供給處理液的部 位的處理液或洗滌液等處理液流入的容器；副液箱，作爲 容器設置在僅比上述工件固定台高一特定距離的位置上， 且蓄存有的處理液量與向上述需要供給處理液的部位的一 8 312/發明說明書(補件)/92_03/9 η 37461 1233851 次供給量大約一致；泵，用於將上述主液箱內的處理液輸 送至上述副液箱；和液體流通管路裝置，用來使副液箱內 的處理液，依靠重力作用，隨時流出至上述需要供給處理 液的部位。 在本發明中，蓄存在副液箱內的，大致與一次供給量一 致的處理液量，經過液體流通管路裝置，可以在具有較小 的全揚程的狀態下，並且在以大於必要的瞬時最大流量而 流出的狀態下，供給至需要供給處理液的部位。如上所述， 這種供給對沖去附著在工件固定台和工件上的切屑特別有 效。 在副液箱內的一次供給量的處理液流出後，雖然處理液 暫時停止從副液箱內供給，但是利用這種間歇式供給處理 液的方法，泵可以連續或不連續地將主液箱內的處理液輸 送至副液箱內。這時，由於利用泵向副液箱內的輸送，即 使是在停止從副液箱供給處理液時，也可進行，因此，即 使泵的輸出能力較小，泵也可以在供給開始之前，將比一 次供給量大的處理液輸送至副液箱中。 因此，採用以上這樣結構的本發明，泵只有較小的輸出 能力，但是即使副液箱內的處理液的全揚程較小，也可以 與以前一樣可靠地進行切屑的沖.洗或需要潤滑部位的潤 滑。因此，在保持現有的處理液的作用的情況下，與現有 相比，可以大幅度地減小泵的消耗功率。 上述發明能夠具體化爲如下方式。 即：這個裝置的結構如下：若將向需要供給處理液的部 9 312/發明說明書(補件)/92_03/91137461 1233851 位間歇地供給處理液時的處理液的一次供給量記爲Q 1，將 該一次供給量的處理液從副液箱流向工件所用的流出時間 記爲T 1 ’而將從上述一次供給量的處理液流出開始至下一 次的一次供給量的處理液流出之前的時間記爲T2，則泵的 輸出流量Q，是在由式Qmin = Ql XT1/T2所算出的値以上， 但又比上述一次供給量的處理液的最大流量小。 這樣’在一次供給量的處理液流出後，在下次供給開始 前，泵將主液箱內的處理液輸送至副液箱。這時，泵的輸 出流量Q比一次供給量的處理液的最大流量還小，可減少 泵的功率消耗的浪費。 另外’形成如下的結構，將副液箱設置成其底面比工件 固定台的上面高〇.5m〜l〇m左右。這樣，泵將處理液從主 液箱輸送至副液箱時的輸出壓力，可減少至例如先前的 1 /1 0左右’即使在這種情況下，仍能毫無妨礙地將處理液 提供給需要供給處理液的部位。另外，這時，泵的輸出壓 力降低會有助於大幅度地減少泵的消耗功率。 【賓施方式】 爲了更詳細地說明本發明，參照所附圖式而加以說明。 圖1〜圖3顯示本發明的工具機處理液供給裝置，圖1是 將一部分省略後的前視圖，圖2是側視圖，圖3是顯示處 理液供給系統的圖。 在這些圖中，1是基座，2是固定在基座1上的工件固 定台，3是用於將工件w固定在工件固定台2上的夾具，4 是形成於基座1上的工件加工裝置。 10 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 上述工件固定台2的結構是：將支承工件w用的支承部 件5、5固定在工作台上面，從而依靠重力作用，將流落在 工件w和工作台2上面的處理液s收集起來，使其流至其 他地•方。 夾具3的結構是這樣的：利用左右的直立部件6、6和 藉助於軸7及固定裝置8而架設在部件6、6的上端之間的 水平部件 9，從而形成一個門型的壓緊結構；同時，在水 平部件9的長度中央的下面，固定一個前後方向的壓緊粱 部件1 〇，在該壓緊梁部件1 〇的前後端部，連接有工件接 觸部件1 1、1 1 ;當將工件w固定在工作台2上時，擰緊上 述固定裝置8而使工件接觸部件1 1、1 1壓接在工件w上 面。另一方面，當將工件w搬入至工作台2上或從工作台 上搬出時，將水平部件9圍繞軸7搖動，可將工件w吊起 移動。 另外’上述的工件加工裝置4具有固定在基座1上的前 後方向的導軌1 2 ’和由導軌1 2導向、可前後移動的組合 卡盤1 3，組合卡盤1 3上轉動自由地安裝有多個前後方向 的主軸1 4，並且還具有用於同時轉動驅動這些主軸1 4的 電動機1 5，刀具1 6固定在各個主軸丨4上。 兀件符號1 7是處理液供給裝置，向上述工件固定台2 的上面和固定在上述工件固定台2上的工件^的必需供給 處理液的部位供給處理液。該裝置用以沖掉因工件加工而 產生的切屑，和潤滑工件w與刀具1 6的摩擦部位。 處理液供給裝置1 7具有：過濾箱1 8，提供給固定在工 11 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 件固疋台2上的工件w的處理液s和切屑流入該過濾箱； 主液相1 9 ’作爲容器流入經該過濾箱1 8除去了切屑的處 理液s ’副液箱2 〇 ’作爲容器設置在只比工作台2高特定 距離的位置上’它蓄存有的處理液s的量與向工件w 一次 供給的處理液s的量大槪一致；泵2 1，用於將上述主液箱 1 9內的處理液s送入上述副液箱2 0 ;和液體流通管路裝置 2 2 ’用於使副液箱2 〇內的處理液s利用重力而隨時流向上 述需要供給處理液的部位。 元件符號2 3是使過濾箱1 8與主液箱1 9連通的管路， 使過濾、箱1 8內的處理液s在重力作用下流入主液箱1 9 內。另外’24爲泵21的吸入管，25爲固定在吸入管24 下端的漏斗口。 上述泵2 1的輸出流量q可如下這樣決定，即：當間歇 式地向需要供給處理液的部位供給處理液時，若處理液s 的一次供給量爲Q 1 ;該一次供給量的處理液s從副液箱 2 0流向工件w的流出時間爲τ 1 ;從上述一次供給量的處 理液s流出開始到下一次的上述一次供給量的處理液s流 出之前的時間爲T2 ;則Q應比由Qmin = Ql X T 1 / T2式算出 的Q m i η値大，但比上述一次供給量的處理液的供給流量 小；最好大致與Qmiii的値一致。 元件符號2 6爲從泵2 1通至副液箱2 0的管路。在管路 26的終端安裝看浮子式開閉閥27。當副液箱20內的處理 液s的量，大致達到上述一次供給量時，浮子開閉閥2 7 使從泵2 1向副液箱2 0內的處理液流入停止。2 8是當副液 12 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 !233851 箱2〇內供給的處理液s過量時，使多餘的處理液s向液箱 1 9溢流的旁通管路。如圖示例子（圖1，圖3)所示，該旁 通管路注入工作台上的夾具周圍（工作台周邊），將散亂在 該周邊的切屑等沖出排除。 上述的副液箱2 0的上面向大氣開放，同時，其底面2 0 a 通過左右一對支柱29、29安裝在比工件固定台2上面大約 只高0.5m〜1 Om左右距離h的位置上。實際上，爲了減少 泵2 1的消耗功率，這個距離h可以爲2.5 m〜3 m左右；副 液箱的容量大致爲1 0L〜1 00L左右。 上述液體流通管路裝置22具有形成於副液箱20的底面 2 〇 a的液體流通管路開閉裝置3 〇 ;從該液體流通管路開閉 裝置3 0的流出孔a向下方延伸的管路3 1 ;使該管路3 1分 成二股而形成的一對分支管路3 2、3 2 ;和形成於各個分支 管路3 2的末端的噴嘴3 3，當上述液體流通管路開閉裝置 3 〇在打開狀態時，副液箱2 0內的一次供給量的處理液s， 在重力作用下，流入管路3 1和分支管路3 2，3 2內，再從各 個噴嘴3 3在數十秒的時間內噴出，當液體流通管路裝置 3 〇在關閉狀態時，副液箱2 〇內的處理液s ’被阻止流入管 路3 1中。 這時，液體流通管路開閉裝貭3 0具有關閉形成於副液 箱20的底面20a的流出孔a所用的閥體34，固定於該閥 體3 4上的連桿3 5和上下驅動該連桿3 5用的氣缸裝置3 6。 利用氣缸裝置3 6的縮短動作，使閥體3 4移動上升，成爲 流出孔a開放的打開狀態，另外，利用氣缸裝置3 6的伸長 13 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 動作，使閥體3 4下降 上述氣缸裝置 36， 成爲流出孔a被關閉的關閉狀態。 閥，供給壓縮空氣 的控制動作， 置3 6，通過圖中沒有示出的空氣供給換向 空氣，利用安裝在基座1後端的控制裝置3 ^ 可使該空氣供給換向閥進行切換動作而作伸 縮運動。
的平噴嘴。 下面，說明上述本發明的裝置的使用示例及其工作。 在這個例子中，要依次加工多個工件^。各個工作部分 的工作可以利用控制裝置3 7的控制動作而自動地進行，或 人爲地進行。 利用夾具3將最初的工件w固定在工件固定台2上以 後’在使栗一直轉動的同時，開始進行工件加工的工作。 這樣’使各個主軸1 4轉動，組合卡盤1 3向看圖2中的左 方向移動’固定在各個主軸1 4上的刀具1 6開始切削工件 w ° 在刀具1 ό開始切削工件W之前，使液體流通管路裝置 2 2的液體流通管路開閉裝置3 0動作。這樣，預先貯存在 副液箱2 0內的處理液s，在重力作用下，通過流出孔a、 管路3 1和分支管路3 2，3 2，從各個噴嘴3 3流出，連續提 供給工件固定台2或固定在其上的工件w的需要供給處理 液的部位。這裡，所謂需要供給處理液的部位是指，爲了 沖去因利用刀具1 6切削工件w而產生的切屑而需要供給 14 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 處理液S的部位；和爲了潤滑工件w和刀具1 6的摩擦部 位而需要供給處理液s的部位。處理液s供給過程的流量， 通常與現有的向需要供給處理液的部位供給處理液s時所 需的瞬時最大流量大約一致，該處理液s的供給在利用刀 具1 6對工件w的切削中連續地進行。 所供給的處理液s，將在工件固定台2或固定在其上的 工件w上附著的切屑，沖至過濾箱1 8內，同時潤滑作爲 工件和刀具的摩擦部位的必需潤滑的部位。流入過濾箱i 8 內的切屑和處理液s，在那裡將切屑分離除去，除去切屑 以後的處理液s，流入主液箱1 9內，再由泵21輸送至副 液箱2 0內。 當利用刀具1 6對工件w的切削完畢時，使液體流通管 路開閉裝置3 0動作，副液箱2 0內的處理液s的供給停止。 這樣，在從前面的液體流通管路開閉裝置3 0的開動作至它 的閉動作之間，副液箱2 0內的處理液s連續流出，其連續 的一次流出量即爲上述的一次供給量。 當處理液s的供給停止時，解除夾具3對工件w的固定， 將加工完成的工件w送至下一個行程。然後，將下一個工 件w送入工件固定台2上，通過夾具3，與先前的工件w 一樣，將這個工件w固定。以後，重複同樣的處理。 在上述實施例中，從副液箱2 0流出的處理液s的必要的 瞬時最大流量Q1爲200L/min，從副液箱20流出的處理液 s的一次供給量從副液箱2 0流出所需的時間T 1爲2 0秒， 從上述一次供給量的處理液的流出開始至下一個上述的一 15 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 次供給量的處理液的流出之前的時間T2爲1 00秒。泵2 1 的輸出流量Q與用式Qmin = QlxTl/T2算出的Qmiii値， 即4 OL/m in —致，泵21的輸出壓力（包含管路的阻力）爲 0.0 6 Μ P a 〇 在與上述實施例對應的圖4所示的現有的處理液供給裝 置中，向需要供給處理液的地方供給處理液s時的流量， 通常是作爲瞬時最大流量Q1的200L/min，泵21的輸出壓 力大約爲〇.3MPa。 在這種條件下，對上述實施例的情況和現有情況試著比 較泵2 1的消耗功率，可得到下面的結果。 當泵21的輸出壓力爲Pt(MPa)，流量爲Qt(L/min)時， 則泵21的消耗功率W(kw)可用式：W = k · Pt · Qt顯示。 因此，現有的泵的消耗功率W 1與上述實施例的泵的消 耗功率 W2 之比爲：Wl: W2 = (kx0.3x200): (kx0.06x 40)=60 * 2.4 〇 從這個結果可看出，上述實施例中的泵消耗功率W2僅 爲現有的泵消耗功率W 1的4 %。 其次’對本發明的實施示例的變換示例進行說明。 在上述實施例中，雖然也將來自副液箱2 0出來的處理 液s提供給工件w和刀具1 6的摩擦部位，但是在工件w 和刀具摩擦部位1 6的潤滑是利用從主軸〗4內部供給的處 理液來進行的情況下，從副液箱2 0流出的處理液s，不供 給工件w和刀具1 6的摩擦部位，而只供給切屑沖洗用。 另外，在完全不需要進行工件w和刀具i 6的摩擦部位 16 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 的潤滑的乾切削等情況下，沒有必要一定要使用重視潤滑 性的處理液S來沖去切屑，在這種情況下，作爲處理液， 可以使用重視洗滌性的眾所周知的洗滌液。 當泵2 1的輸出流量比上述Q m i 11大時，在工具機使用過 程中，泵2 1不需要一直轉動。在這種情況下，當蓄存在副 液箱2 0內的處理液s相比於從副液箱2 〇供給的處理液的 一次供給量達到多出適當量的量時，可自動地使泵的轉動 停止；但當副液箱2 0中蓄存的處理液s比一次供給量少 時，可自動地使泵開始轉動。這樣在如此情況下，可以不 要浮子式開閉閥2 7。另外，不妨按照如下方式實施，使輸 出流量較小的泵連續運轉，在運轉時，將比工件工作時所 需的一次供給量稍微多一點量的處理液供給至副液箱20 內，這個稍微多一點的處理液也可通過旁通管路，返流至 主液箱內，這都在本發明的實施範圍內。 (產業上的可利用） 採用以上這樣結構的本發明，泵只有較小的輸出流量， 而且即使副液箱內的處理液在任意點的全揚程較小，也可 以可靠地沖掉切屑，並且可以可靠地對需要用處理液潤滑 的地方進行潤滑。因此，在保持處理液的沖洗作用和潤滑 作用與現有相同的情況下，與現有的裝置相比，可以大大 減小泵的額定輸出或者其消耗功率和消耗功率量。 【圖式之簡單說明】 圖1爲將本發明的工具機的處理液供給裝置的一部分省 略後的前視圖； 17 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461 1233851 圖2爲上述工具機的處理液供給裝置的側視圖； 圖3爲顯示上述工具機的處理液供給系統的圖； 圖4爲顯示現有的工具機的處理液供給系統的圖。 【元件 符號說明】 1 基座 2 工件固定台 3 夾具 4 工件加工裝置 5 支承部件 6 直立部件 7 軸 8 固定裝置 9 水平部件 10 壓緊梁部件 11 工件接觸部件 12 導軌 13 組合卡盤 14 主軸 15 電動機 16 刀具 17 處理液供給裝置 18 過濾箱 19 主液箱 20 副液箱 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461
18 1233851 20a 底 面 2 1 泵 22 液 體 流 通 管 路 裝 置 22a 處 理 液 流 通 管 路 裝 置 23 管 路 24 吸 入 管 25 漏 斗 □ 26 管 路 27 浮 子 式 開 閉 閥 28 旁 通 管 路 29 支 柱 3 0 液 體 流 通 管 路 開 閉 裝置 3 1 管 路 32 分 支 管 路 3 3 噴 嘴 34 閥 體 3 5 連 桿 3 6 氣 缸 裝 置 3 7 控 制 裝 置 Pt 輸 出 壓 力 Qt 流 量 w 消 耗 功 率 w 工 件 a 流 出 孔 312/發明說明書(補件)/92-03/91137的1
19 1233851 S 處理液 h 距離 Q 輸出流量 312/發明說明書(補件)/92-03/91137461