CN105729235A

CN105729235A - 切削液箱

Info

Publication number: CN105729235A
Application number: CN201510990137.0A
Authority: CN
Inventors: 森村章; 森村章一
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-07-06
Also published as: US9878414B2; JP2016120562A; US20160184946A1; DE102015122134A1

Abstract

本发明提供能够更有效地防止切屑向箱主体内的堆积的切削液箱。在切削液箱(1A)中，在对从机床的加工部流入的含有切屑的切削液进行贮存的箱主体(2)内，设置流体喷射装置(3A)，该流体喷射装置(3A)朝向含有切屑的切削液喷射流体且能够使喷射的朝向及位置中的至少一方随时间变化。流体喷射装置包括具有喷射口(310)且能够以旋转轴为中心旋转的喷射头(31A)。喷射口处于与旋转轴相扭转的位置，通过从喷射口喷射出的流体的反作用力使喷射头旋转。贮存在切削液箱中的切削液的一部分用作从喷射口喷射出的流体。

Description

切削液箱

技术领域

本发明涉及加工中心或车床等的机床所使用的切削液箱。

背景技术

在例如加工中心或车床这样的进行切削加工的机床中，以刀具的润滑、冷却及切屑的排出为目的，通常使用切削液。

通过切削液供给泵朝向机床的加工室内喷出的切削液与从工件削掉的切屑一起被排出到加工室外。被排出的切削液在通过切屑输送机或过滤器将混入切削液中的切屑分离去除之后，流入并暂时贮存在切削液箱的箱主体中，从此通过切削液供给泵再次供给到加工室。

但是，通过切屑输送机或过滤器不能100％地分离去除混入切削液的切屑，一定程度量的切屑会与切削液一起流入切削液箱的箱主体内。然而，若进入箱主体内的切屑被吸入切削液供给泵等的设备，则设备可能会损伤或者发生故障。

另外，与切削液一起流入的切屑逐渐蓄积在箱主体内，由此，导致箱主体的有效容积即用于贮存切削液自身的容积减少。因此，当向加工室内大量地供给切削液时，可能会产生箱主体内的切削液耗尽的问题。

而且，由于切屑沉淀并堆积在箱主体的底部，所以很难看一眼就掌握堆积的状态和量，去除堆积的切屑的作业也需要大量的时间和工夫。

因此，将离心分离器或磁选机等的切屑分离装置设置在箱主体内的规定部位，从切削液分离去除切屑。

然而，由于切削液所含有的切屑扩散到箱主体的整个区域，并沉淀堆积在其底部，所以即使通过切屑分离装置对切屑进行回收，也只能回收该装置的周边区域的切屑，而无法回收堆积在箱主体的其他区域的切屑。

另外，若箱主体内的切削液的流动快，则混入切削液的切屑也随之流动而移动，因此，可能会防止或减轻切屑堆积在箱主体的底部的情况。然而，在箱主体内流动的切削液的量根据工件的加工所需的切削液的量而变动，因此流速也不恒定，也存在流速变慢或者流动停止的情况。

而且，在谋求相对于设置空间确保最大限度的容积的基础上，配置切屑输送机等的设备的情况也很多，由此，切削液箱的箱主体的构造或形状受到各种制约。由此，存在如下的问题：在箱主体内形成有错综复杂的狭窄的部位，含有切屑的切削液滞留在这种部位，导致切屑堆积在底部。

以往，提出了几种防止切屑堆积在切削液箱的箱主体的机构。

例如，在下述专利文献1记载的切削液箱中，在箱主体内设置有：前后分隔该箱主体的中央分离板；位于1个角部的切屑储袋；和在中央分离板的两侧能够沿中央分离板移动的前后2个移动板，另外，在各移动板上设置有以在箱主体内形成切削液的循环流的方式喷出切削液的喷嘴、和刮掉堆积在箱主体的底部的切屑的刮板。

在下述专利文献2中公开了一种切削液箱，通过将利用泵从箱主体内抽吸的切削液以沿着箱主体的壁面的方式从喷嘴喷射，在箱主体内的切削液中形成涡流，防止切屑堆积在箱主体的底部。在下述专利文献3中也公开了具有同样结构的切削液箱，但在该切削液箱中，利用泵一起抽吸因涡流而集中在箱主体的中心部的切屑与切削液，在使其通过过滤器之后，再返回至箱主体。

另外，在下述专利文献4、5中公开了如下结构，在切削液箱的箱主体内设置搅拌切削液的螺旋桨，来防止切屑堆积在箱主体的底部。

专利文献1：日本实开平6－42045号公报

专利文献2：日本实开平4－42350号公报

专利文献3：日本实开平7－7855号公报

专利文献4：日本特开2004－114221号公报

专利文献5：日本特开平2－106248号公报

但是，专利文献1记载的切削液箱仅限于箱主体的内部构造简单的情况，而不能应用于例如设置有切屑输送机等并形成错综复杂的部位的情况。

另外，在如专利文献2、3记载的切削液箱那样地在箱主体内形成切削液的涡流的机构的情况下，当在箱主体内设置切屑输送机等时，由其妨碍流动，使得切削液的流动变得恒定，因此可能产生切屑堆积的部位。

而且，在如专利文献4、5记载的切削液箱那样地使用螺旋桨的情况下，其效果也限于箱主体内的固定范围，存在无法有效地防止切屑堆积在箱主体内的大范围的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种切削液箱，能够更有效地防止切屑向箱主体内的堆积，因此，使清扫等的维护的负担变少，并能够维持箱主体的有效容积。

本发明为了实现上述目的，由以下方式构成。

1)一种切削液箱，在对从机床的加工部流入的含有切屑的切削液进行贮存的箱主体内设置有流体喷射机构，该流体喷射机构朝向含有切屑的切削液喷射流体，并且使喷射的朝向及位置中的至少一方随时间变化。

2)在上述1)的切削液箱中，流体喷射机构具有喷射头，该喷射头具有喷射口并且以能够进行规定的运动的方式设置在箱主体内，通过喷射头的运动，使喷射口的朝向及位置中的至少一方随时间变化。

3)在上述2)的切削液箱中，从喷射口喷射出的流体的反作用力作为用于使喷射头运动的驱动力的至少一部分而使用。

4)在上述2)的切削液箱中，喷射头的运动是以规定的旋转轴为中心的旋转运动，喷射口处于与喷射头的旋转轴相扭转(交错)的位置，通过从喷射口喷射出的流体的反作用力使喷射头旋转。

5)在上述3)的切削液箱中，喷射头的运动是在规定的转动角度内往复转动的运动，设置有将喷射头朝向一个转动方向施力的施力机构，并且喷射口设置为使喷射出的流体的反作用力向与施力机构的施力方向相反的方向作用，从喷射口喷射的流体的量随时间变化，由此使喷射头往复转动。

6)在上述3)的切削液箱中，喷射头的运动是规定的轨道上的往复运动或循环运动，喷射头具有彼此朝向不同的2个以上的喷射口，从各喷射口喷射出的流体的量的比例随时间变化，由此，使喷射头在轨道上往复移动或循环移动。

7)在上述3)的切削液箱中，喷射头的运动是规定的轨道上的循环运动，喷射口设置在不与轨道正交的方向，通过从喷射口喷射的流体的反作用力使喷射头循环移动。

8)在上述2)的切削液箱中，用于使喷射头运动的驱动力由外部驱动源产生。

9)在上述8)的切削液箱中，从喷射口喷射出的流体是贮存在箱主体内的切削液的一部分，外部驱动源是利用从箱主体向喷射口供给的切削液的流动的力来工作的液压马达。

10)在上述1)～8)任一项的切削液箱中，由流体喷射机构喷射出的流体是贮存在箱主体内的切削液的一部分。

11)在上述1)～8)任一项的切削液箱中，由流体喷射机构喷射出的流体是气体。

发明效果

在上述1)的切削液箱中，当从流体喷射机构朝向箱主体内的含有切屑的切削液喷射流体时，在该喷流接触的范围内，堆积在箱主体的底部的切屑被吹散，并被扬起到切削液中。被扬起的切屑随着箱主体内的切削液的整体流动，即随着含有切屑的切削液从流入箱主体内的部位到达针对机床的加工部的切削液供给机构的流动，而被输送到下游侧。而且，流体喷射机构使流体的喷射方向和/或位置随时间变化时，在箱主体内的大范围内，堆积在底部的切屑通过喷流而被扬起，随着切削液的整体流动而集中在下游侧。因此，若在箱主体内的下游侧、更优选在切削液供给机构的附近，设置例如由离心分离器或磁选机构成的切屑分离机构，则箱主体内的大半的切屑就能够被切屑分离机构聚集，并在这里被从切削液中分离去除。

另外，流体喷射机构不是在箱主体内以固定状设置多个喷嘴等喷射口的结构，而是使喷射口的朝向或位置随时间变化的结构，因此，设置数量最少一个就足够了，喷射的流体的总量不会很庞大，流体的喷射所需的泵等也无需大型化。

因此，根据上述1)的切削液箱，与现有技术相比能够更有效地防止切屑堆积在箱主体内，从而清扫等的维护的负担变小，能够维持箱主体的有效容积并将所期望量的切削液稳定地供给到机床。另外，根据上述1)的切削液箱，不需要大型的设备和成本，就能够得到上述效果。

根据上述2)的切削液箱，流体喷射机构具有可动式的喷射头，该喷射头具有喷射口，因此，能够使用于产生喷射口的朝向和/或位置的随时间变化的构造简化，能够抑制成本。

根据上述3)的切削液箱，作为用于使喷射头运动的驱动力，使用从喷射口喷射的流体的反作用力，因此，能够抑制因使用外部驱动源导致的成本升高，流体喷射机构的结构也能够简化。

根据上述4)的切削液箱，随着喷射头的旋转，喷射口的朝向360゜变化，因此，能够利用喷流吹散并扬起在箱主体内的大范围内堆积的切屑，能够得到极高的防止切屑堆积效果。另外，在为上述4)的切削液箱的情况下，由于完全不需要为了使喷射头旋转而设置外部驱动源，所以很经济。

根据上述5)的切削液箱，喷射口的朝向在喷射头的转动角度的范围内变化，因此，设置在例如箱主体内的角部等的较狭窄的部位，能够利用喷流高效率地吹散并扬起堆积在该部位的切屑，喷流能够没有浪费地用于切屑的堆积防止。另外，根据上述5)的切削液箱，由于并不需要为了使喷射头旋转而设置外部驱动源，所以很经济。

根据上述6)的切削液箱，能够更大地设定喷射口的移动范围，能够利用喷流在箱主体内的大范围内吹散并扬起堆积的切屑。另外，根据上述6)的切削液箱，喷射头的往复运动或循环运动不需要外部动力源，因此很经济。

根据上述7)的切削液箱，能够以更简化的构造使喷射头循环运动。

根据上述8)的切削液箱，由于通过外部驱动源产生喷射头的驱动力，所以不会影响流体从喷射口的喷射量或状态，能够使喷射头稳定地运动。

根据上述9)的切削液箱，由于作为喷射流体而使用了切削液箱内的切削液的一部分，所以不需要准备并供给其他流体，另外，装置结构进一步简化，从而能够抑制成本。

而且，根据上述9)的切削液箱，喷射头是通过以从箱主体供给到喷射口的切削液的流动的力来工作的液压马达而驱动的，因此很经济。

根据上述10)的切削液箱，由于作为喷射流体而使用切削液箱内的切削液的一部分，所以不需要准备并供给其他流体，另外，装置结构也进一步简化，从而能够抑制成本。

根据上述11)的切削液箱，由于作为喷射流体而使用气体，所以利用喷流吹散并扬起的切屑容易分散在切削液中，能够更有效地防止切屑的堆积。

附图说明

图1是表示第一实施方式的切削液箱的概要的垂直剖视图。

图2是沿图1的II－II线的水平剖视图。

图3是表示第二实施方式的切削液箱的概要的垂直剖视图。

图4是表示第三实施方式的切削液箱的概要的水平剖视图。

图5是表示第四实施方式的切削液箱的概要的水平剖视图。

附图标记说明

1A、1B、1C、1D：切削液箱

2：箱主体

21：箱主体的底部

3A、3B、3C、3D：流体喷射装置(流体喷射机构)

31A、31B、31C、31D：喷射头

310、360：喷射口

4：泵

51：马达

61、62：挡块

63：压缩盘簧(施力机构)

7：导轨(轨道)

具体实施方式

第一实施方式

图1及图2表示本发明的第一实施方式。

本实施方式的切削液箱1A具有箱主体2、和设置在箱主体2内的流体喷射装置3A。

虽然省略了图示，但箱主体2配置在机床的加工室的下方，从加工室排出的含有切屑的切削液经由切屑输送机或过滤器从规定的流入部位(例如切屑输送机的切削液流出口)流入。

另外，在箱主体2内，具有朝向机床的加工室供给切削液的切削液供给泵，并且在规定部位(优选的是，接近切削液供给泵的部位)，设置有由离心分离器或磁选机等构成的切屑分离装置。

在箱主体2内，含有切屑的切削液整体形成从流入部位流向切削液供给泵的液流。

流体喷射装置3A包括具有喷射口310的喷射头31A。

喷射头31A具有：垂直筒部311，其借助轴承33能够以垂直旋转轴为中心旋转地设置在固定状的保持筒体32的内侧；下部水平筒部312，其从垂直筒部311的下端向径向外侧延伸；和弯曲端部313，其从下部水平筒部312的前端向与下部水平筒部312的轴线方向正交的水平方向弯折较短的一部分而形成。

喷射口310由弯曲端部313的开口构成，位于与喷射头31A的垂直旋转轴相扭转的位置。对喷射口310的尺寸和形状进行适当设定，以便于得到为了吹散并扬起堆积的切屑所需的喷流。

在喷射头31A的垂直筒部311的内侧***有喷射流体供给管34的一部分。贮存在箱主体2内的切削液的一部分由泵4抽吸并作为喷射流体而供给到喷射流体供给管34。此外，作为泵4，可以使用离心分离器，由此，能够避免因吸入切削液所含有的切屑而导致的损伤或故障。另外，泵4也可以兼用作切削液供给泵，将排出的切削液的一部分作为喷射流体。

在喷射头31A的垂直筒部311和喷射流体供给管34之间设置有少许的间隙，以便于不妨碍垂直筒部311的旋转运动，作为喷射流体的切削液因其惯性，不流过上述间隙地流向喷射头31A前端的喷射口310。在此，为了提高喷射头31A的垂直筒部311和喷射流体供给管34之间的密封性而更可靠地防止喷射流体的泄漏，也可以在两者311、34之间设置衬垫等的密封部件。

在上述切削液箱1A中，如下所述，有效地防止切屑向箱主体2内的底部21的堆积。

即，当使流体喷射装置3A的泵4工作，从喷射头31A前端的喷射口310喷射箱主体2内的切削液的一部分时，通过喷射出的切削液的反作用力，使喷射头31A以垂直旋转轴为中心旋转。由此，喷射口310的朝向根据旋转速度而在360゜的范围内变化。从喷射口310喷射出的切削液在箱主体2内的大范围内吹散并扬起堆积在底部21的切屑。扬起的切屑伴随切削液的整体流动而趋向下游侧，在切屑分离装置中被从切削液分离去除。被分离去除了切屑的切削液通过切削液供给泵再被输送到机床的加工室内。

第二实施方式

图3表示本发明的第二实施方式。

第二实施方式的切削液箱1B除了以下方面，在实质上与图1及图2所示的第一实施方式的切削液箱1A相同。

即，在本实施方式的切削液箱1B中，流体喷射装置3B的喷射头31B不具有弯曲端部，由下部水平筒部312的前端开口构成了喷射口310。因此，喷射口310朝向与喷射头31B的垂直旋转轴正交的方向。

而且，喷射头31B通过马达51旋转驱动。具体来说，借助安装在马达51的输出轴511上的驱动齿轮52、和与驱动齿轮52啮合地安装在喷射头31B的上端部上的从动齿轮53，将马达51的输出轴511的旋转传递到喷射头31B，使喷射头31B以垂直旋转轴为中心旋转。

第三实施方式

图4表示本发明的第三实施方式。

第三实施方式的切削液箱1C除了以下方面，在实质上与图1及图2所示的第一实施方式的切削液箱1A相同。

即，在本实施方式的切削液箱1C中，使流体喷射装置3C的喷射头31A在规定的转动角度内往复转动。喷射头31A通过2个挡块61、62将其转动角度限制为90゜。第一挡块61设置成，在喷射头31A位于将其喷射口310朝向图4的上方的转动位置(图4的实线所示的位置)时与下部水平筒部312的侧面抵接。另外，第二挡块62设置成，在喷射头31A位于将其喷射口310朝向图4的左方的转动位置(图4的点划线所示的位置)时与下部水平筒部312的侧面抵接。此外，喷射头31A的转动角度不限于图示的90゜，能够根据设置部位等的条件而适当设定。

另外，通过压缩盘簧63对喷射头31A朝向图4的逆时针方向施力。此外，也可以代替压缩盘簧63使用其他施力机构。

而且，在本实施方式中，从喷射口310喷射出的切削液的流量随时间变化。这是通过例如使用于抽吸箱主体内的切削液并供给到喷射头31A的泵每隔固定时间地间歇工作、或者通过流量控制装置使流量反复增减地工作而实现的。

喷射头31A在没有从喷射口310喷射切削液时，通过压缩盘簧63的施力而保持在图4的点划线位置，但在从喷射口310喷射切削液时，通过其反作用力向图4的顺时针方向转动，并到达图4的实线位置。然后，当切削液从喷射口310的喷射停止或者其流量变少时，喷射头31A通过压缩盘簧63的施力，再次转动到图4的点划线位置。

也就是说，通过反复实施以上的操作，喷射头31A以垂直旋转轴为中心在90゜的转动角度内往复转动，其能够在向图4的顺时针方向转动的期间，通过从喷射口310喷射的所需量的切削液，来吹散并扬起在箱主体2内的规定范围堆积的切屑。

图5表示本发明的第四实施方式。

如该图所示，在本实施方式的切削液箱1D中，流体喷射装置3D具有能够在直线状的导轨7上往复移动的喷射头31D。另外，在喷射头31C上，设置有朝向彼此不同的2个喷射口360。

更详细来说，喷射头31D具有：基座部件35，其以固定状安装在能够沿导轨7移动的移动体8上；和2个喷射口部件36，其由沿垂直方向贯穿基座部件35且下端从基座部件35的下表面突出的垂直筒部361及从垂直筒部361的下端向径向外侧延伸的下部水平筒部362构成。喷射口360由2个喷射口部件36中的下部水平筒部362的前端开口构成。两喷射口部件36沿着喷射头31C的移动方向并排地配置。另外，两喷射口部件36以朝向不与导轨7的长度方向正交的方向的方式设置，具体来说，以其中一个喷射口360朝向图5的左上方、且另一个喷射口360朝向图5的右上方的方式设置。

在各喷射口部件36的垂直筒部361中***有喷射流体供给管34的一部分，与第一实施方式同样地，贮存在箱主体内的切削液的一部分由泵抽吸，并作为喷射流体而供给。

从2个喷射口360喷射的切削液的流量比例随时间变化。这是通过例如使向2个喷射口部件36供给切削液的泵分别间歇地工作、或者通过流量控制装置使流量反复增减地工作，并且错开各泵实施上述工作的定时而实施的。或者，也可以由2个喷射口部件分配从1个泵排出的切削液量，并使其分配比变化。

在例如从图5的右侧的喷射口360喷射的切削液的流量多、从左侧的喷射口360喷射的切削液的流量少的情况下，根据两者的反作用力之差，使喷射头31D在导轨7上向图5的左方移动。而且，在2个喷射口360的流量比例变得相反时，使喷射头31D在导轨7上向图5的右方移动。

通过反复实施，喷射头31D在导轨上往复移动，从方向不同的2个喷射口360根据移动方向而交替地喷射所需量的切削液。

因此，若将该流体喷射装置3D设置在例如沿着箱主体内的外周壁或分隔壁的部位，并进行切削液的喷射，则在箱主体内的大范围内，通过喷流将堆积在底部的切屑吹散并扬起，在下游侧的切屑分离装置中将它们分离去除，由此，能够有效地防止切屑的堆积。

此外，使喷射头移动的导轨的形状不限于图5所示的直线状，能够使用适当的形状，也可以采用例如闭环状。另外，设置在喷射头上的喷射口的数量也不限于2个，也可以设得比其多。而且，在导轨形状采用闭环状时，也可以将喷射口设为一个，仅实施循环运动。另外，也可以与第一至第三实施方式的情况同样地，能够旋转或转动地构成喷射口部件，使喷射口的朝向随时间变化。

另外，在上述各实施方式中，作为通过流体喷射装置喷射的流体，使用贮存在箱主体内的切削液的一部分，但也可以使用其他流体例如气体。

Claims

1.一种切削液箱，其特征在于，

在对从机床的加工部流入的含有切屑的切削液进行贮存的箱主体内设置有流体喷射机构，该流体喷射机构朝向含有切屑的切削液喷射流体，并且使喷射的朝向及位置中的至少一方随时间变化。

2.如权利要求1所述的切削液箱，其特征在于，

流体喷射机构具有喷射头，该喷射头具有喷射口并且以能够进行规定的运动的方式设置在箱主体内，通过喷射头的运动，使喷射口的朝向及位置中的至少一方随时间变化。

3.如权利要求2所述的切削液箱，其特征在于，

从喷射口喷射出的流体的反作用力作为用于使喷射头运动的驱动力的至少一部分而使用。

4.如权利要求3所述的切削液箱，其特征在于，

喷射头的运动是以规定的旋转轴为中心的旋转运动，喷射口处于与喷射头的旋转轴相扭转的位置，通过从喷射口喷射出的流体的反作用力使喷射头旋转。

5.如权利要求3所述的切削液箱，其特征在于，

喷射头的运动是在规定的转动角度内往复转动的运动，设置有将喷射头朝向一个转动方向施力的施力机构，并且喷射口设置为使喷射出的流体的反作用力能够向与施力机构的施力方向相反的方向作用，通过使从喷射口喷射的流体的量随时间变化，使喷射头往复转动。

6.如权利要求3所述的切削液箱，其特征在于，

喷射头的运动是规定的轨道上的往复运动或循环运动，喷射头具有彼此朝向不同的2个以上的喷射口，通过使从各喷射口喷射出的流体的量的比例随时间变化，使喷射头在轨道上往复移动或循环移动。

7.如权利要求3所述的切削液箱，其特征在于，

喷射头的运动是规定的轨道上的循环运动，喷射口设置在不与轨道正交的方向，通过从喷射口喷射的流体的反作用力使喷射头循环移动。

8.如权利要求2所述的切削液箱，其特征在于，

用于使喷射头运动的驱动力由外部驱动源产生。

9.如权利要求8所述的切削液箱，其特征在于，

从喷射口喷射出的流体是贮存在箱主体内的切削液的一部分，外部驱动源是利用从箱主体向喷射口供给的切削液的流动的力来工作的液压马达。

10.如权利要求1～8中任一项所述的切削液箱，其特征在于，

由流体喷射机构喷射出的流体是贮存在箱主体内的切削液的一部分。

11.如权利要求1～8中任一项所述的切削液箱，其特征在于，

由流体喷射机构喷射出的流体是气体。