JP2000126982A - Cooling nozzle, cooler using same cooling nozzle, and working machine and working method using same cooler - Google Patents

Cooling nozzle, cooler using same cooling nozzle, and working machine and working method using same cooler

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JP2000126982A
JP2000126982A JP10305305A JP30530598A JP2000126982A JP 2000126982 A JP2000126982 A JP 2000126982A JP 10305305 A JP10305305 A JP 10305305A JP 30530598 A JP30530598 A JP 30530598A JP 2000126982 A JP2000126982 A JP 2000126982A
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cooling nozzle
cooling
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inlet
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0475—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling nozzle that provides a high cooling effect via a simple structure, a cooler that uses the cooling nozzle, and a working machine and a working method that both employ the cooler. SOLUTION: A nozzle body 66 has an inlet 67 for directing compressed air, and a nozzle hole 69 connected to the inlet 67 via a communication passage 68 to blow out compressed air. The communication passage 68 has a differential pressure forming means 70 having the form of a taper bore or tapering internally in the direction from the inlet 67 to the nozzle hole 69, so that the flow velocity V of the compressed air injected out from the point nozzle hole 69 of an inside diameter D of 1 mm and a length L of 1.5 mm substantially reaches a Mach.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具による切
削加工位置へ冷却流体を吹き付ける冷却ノズル、その冷
却ノズルを用いた冷却装置、その冷却装置を用いた加工
機械および加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling nozzle for spraying a cooling fluid to a cutting position by a cutting tool, a cooling device using the cooling nozzle, a processing machine using the cooling device, and a processing method.

【０００２】[0002]

【背景技術】従来、マシニングセンタなどの工作機械に
おける切削加工においては、冷却や潤滑を目的として、
切削工具による切削加工位置に向けて、エアー、ミスト
エアー（オイルを霧状にしてエアー内に混在させたも
の）、クーラント液などを吹き付けることが行われてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in cutting processing in a machine tool such as a machining center, for the purpose of cooling and lubrication,
Spraying air, mist air (oil in the form of mist and mixed in the air), coolant, or the like is performed toward a cutting position by a cutting tool.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、エアーやミス
トエアーを吹き付けるものは、比較的構造が簡単である
という利点があるものの、冷却効果が低いという欠点が
ある。また、クーラント液の吹き付けは、冷却効果は高
いが、吹き付けられたクーラント液の回収、切り粉の分
離など装置自体が複雑化するという欠点がある。However, those which blow air or mist air have the advantage that the structure is relatively simple, but have the disadvantage that the cooling effect is low. Spraying the coolant liquid has a high cooling effect, but has a drawback that the apparatus itself becomes complicated, such as collecting the sprayed coolant liquid and separating chips.

【０００４】本発明の目的は、このような課題を解決す
べくなされたもので、簡単な構成で、高い冷却効果が得
られる冷却ノズル、その冷却ノズルを用いた冷却装置、
その冷却装置を用いた加工機械および加工方法を提供す
ることにある。An object of the present invention is to solve such a problem, and has a simple structure, a cooling nozzle capable of obtaining a high cooling effect, a cooling device using the cooling nozzle,
An object of the present invention is to provide a processing machine and a processing method using the cooling device.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の冷却ノズルは、
ノズル本体に、圧縮空気を導入する導入口と、この導入
口に連通流路を介して連通され圧縮空気を噴出す噴出口
とがそれぞれ形成されているとともに、前記連通流路に
は、導入口から噴出口に向かうに従って内径が次第に小
さくなるテーパ孔状の差圧形成手段が設けられ、かつ、
噴出口から噴出される圧縮空気の流速が略マッハの流速
になるように構成されていることを特徴とする。ここ
で、圧縮空気の流速が略マッハの流速とは、２００ｍ／
sec〜４００ｍ／secの範囲を含む。The cooling nozzle according to the present invention comprises:
In the nozzle body, an inlet for introducing compressed air, and an outlet communicating with the inlet through a communication channel to eject compressed air are respectively formed, and the communication channel includes an inlet. A tapered hole-shaped differential pressure forming means whose inner diameter gradually decreases as going from
It is characterized in that the flow rate of the compressed air jetted from the jet port is set to substantially the flow rate of Mach. Here, the flow velocity of the compressed air is substantially Mach flow velocity, 200 m /
The range includes sec to 400 m / sec.

【０００６】このような構成によれば、ノズル本体の導
入口に導入された圧縮空気は、連通流路に設けられた差
圧形成手段のテーパ孔を通って、噴出口から略マッハの
流速で噴出される。このとき、圧縮空気は、急激に減圧
されるため、温度が低下する。たとえば、導入口側に導
入された空気圧と噴出口側から噴出される空気圧との差
圧が略１気圧、具体的には、０．７〜１．２気圧程度
で、かつ、噴出口から噴出される圧縮空気の流速が略マ
ッハの流速になるように構成されていた場合、圧縮空気
の温度は約２０℃前後低下する。従って、特別に冷却装
置を設けることなく、簡単な構成で、高い冷却効果を得
ることができる。According to such a configuration, the compressed air introduced into the inlet of the nozzle body passes through the tapered hole of the differential pressure forming means provided in the communication flow path, and flows from the jet port at a flow rate of substantially Mach. It is gushing. At this time, the temperature of the compressed air drops because it is rapidly reduced in pressure. For example, the pressure difference between the air pressure introduced into the inlet and the air pressure ejected from the outlet is about 1 atm, specifically, about 0.7 to 1.2 atm, If the flow rate of the compressed air is set to be approximately Mach, the temperature of the compressed air drops by about 20 ° C. Therefore, a high cooling effect can be obtained with a simple configuration without providing a special cooling device.

【０００７】この際、噴出口の形状は、内径が０．５〜
１．５ｍｍで、かつ、長さが１．０〜２．０ｍｍがよ
く、好ましくは、内径が０．８〜１．２ｍｍで、かつ、
長さが１．３〜１．７ｍｍがよい。At this time, the shape of the jet port is such that the inner diameter is 0.5 to
1.5 mm, and the length is preferably 1.0 to 2.0 mm, preferably, the inner diameter is 0.8 to 1.2 mm, and
The length is preferably 1.3 to 1.7 mm.

【０００８】本発明の冷却装置は、前記いずれかの冷却
ノズルと、圧縮空気源と、前記冷却ノズルの導入口と前
記圧縮空気源とを接続する導管とを備えたことを特徴と
する。このような冷却装置によれば、簡単な構成で冷却
装置を構成できるとともに、工作機械などに簡単に装着
することができる。[0008] The cooling device of the present invention is characterized by comprising any one of the cooling nozzles, a compressed air source, and a conduit connecting the inlet of the cooling nozzle and the compressed air source. According to such a cooling device, the cooling device can be configured with a simple configuration, and can be easily mounted on a machine tool or the like.

【０００９】ここで、前記導管を、外パイプおよび内パ
イプを有する二重構造の導管で構成し、外パイプによっ
て、冷却ノズルの導入口と圧縮空気源とを接続するとと
もに、内パイプの基端側に潤滑油滴下装置を接続し、か
つ、内パイプの先端側をノズル本体の連通流路内に臨ま
せるようにしてもよい。潤滑油滴下装置から滴下された
潤滑油は、内パイプ内を通ってその先端側まで達する。
すると、その内パイプと外パイプとの流路を流れる圧縮
空気によって霧状になって圧縮空気とともに、噴出口か
ら吹き出されるから、冷却効果に加え、潤滑性の効果を
併せ持つことができる。Here, the conduit is constituted by a double-structured conduit having an outer pipe and an inner pipe. The outer pipe connects the inlet of the cooling nozzle to the compressed air source, and a base end of the inner pipe. A lubricating oil dropping device may be connected to the side, and the tip side of the inner pipe may face the communication flow path of the nozzle body. The lubricating oil dropped from the lubricating oil dropping device passes through the inner pipe and reaches the tip end thereof.
Then, since the compressed air flowing through the flow path between the inner pipe and the outer pipe forms a mist and is blown out from the ejection port together with the compressed air, the lubricating effect can be obtained in addition to the cooling effect.

【００１０】本発明の加工機械は、前記いずれかの冷却
装置を用いた加工機械であって、前記冷却ノズルが工具
とワークとの加工位置に向けて配置されていることを特
徴とする。このような加工機械によれば、工具とワーク
との加工位置に向けて、冷却された圧縮空気、または、
潤滑油が霧状に混入した冷却圧縮空気が吹き付けられて
いるから、工具とワークとの間の発熱を抑えることがで
き、加工面を良好にかつ高精度に加工できる。[0010] A working machine according to the present invention is a working machine using any one of the cooling devices described above, wherein the cooling nozzle is arranged toward a working position of a tool and a work. According to such a processing machine, toward the processing position of the tool and the workpiece, cooled compressed air, or
Since the cooling compressed air in which the lubricating oil is mixed in the mist is blown, heat generation between the tool and the work can be suppressed, and the processed surface can be processed with good precision.

【００１１】ここで、前記工具は、ハウジングに非接触
軸受を介して回転可能に支承された主軸に着脱可能に取
り付けられていることが望ましい。非接触軸受で支承さ
れた主軸、たとえば、空気軸受で支承された主軸の場
合、３０，０００〜５０，０００ｒｐｍで高速回転させ
ることができるから、切り込み量が少なくても、切削送
り速度を大きくすることによって能率的な加工を行え
る。Here, it is preferable that the tool is detachably attached to a main shaft rotatably supported by a housing via a non-contact bearing. In the case of a spindle supported by a non-contact bearing, for example, a spindle supported by an air bearing, high-speed rotation can be performed at 30,000 to 50,000 rpm, so that the cutting feed speed is increased even if the cutting depth is small. This enables efficient processing.

【００１２】本発明の加工方法は、前記いずれかの冷却
装置を用いた加工方法であって、前記冷却ノズルからの
圧縮空気を工具とワークとの加工位置に向けて吹出なが
ら加工を行うことを特徴とする。このような加工方法に
よれば、前記加工機械と同様に、工具とワークとの加工
位置に向けて、冷却された圧縮空気、または、潤滑油が
霧状に混入した冷却圧縮空気が吹き付けられているか
ら、工具とワークとの間の発熱を抑えることができ、加
工面を良好にかつ高精度に加工できる。A machining method according to the present invention is a machining method using any one of the cooling devices described above, wherein the machining is performed while blowing compressed air from the cooling nozzle toward a machining position between a tool and a work. Features. According to such a processing method, similarly to the processing machine, toward the processing position of the tool and the work, cooled compressed air or cooled compressed air in which lubricating oil is mixed in a mist state is blown. Therefore, heat generation between the tool and the work can be suppressed, and the processed surface can be satisfactorily and accurately processed.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の冷却装置を用いた
ＮＣ加工機械を示す斜視図である。同図に示すように、
本実施形態に係るＮＣ加工機械は、ＮＣ装置により制御
される工作機械であって、ベース１と、このベース１上
に設置された機械本体１１と、この機械本体１１の駆動
を制御するＮＣ装置４１とを備える。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an NC processing machine using the cooling device of the present invention. As shown in the figure,
The NC processing machine according to the present embodiment is a machine tool controlled by an NC device, and includes a base 1, a machine main body 11 installed on the base 1, and an NC device that controls driving of the machine main body 11. 41.

【００１４】前記機械本体１１は、前記ベース１の上面
にレベラなどを介して据え付けられたベッド１２と、こ
のベッド１２の上面に前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能
に設けられたテーブル１３と、前記ベッド１２の両側に
立設された一対のコラム１４，１５と、この両コラム１
４，１５の上部間に掛け渡されたクロスレール１６と、
このクロスレール１６に沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ
移動可能に設けられたスライダ１７と、このスライダ１
７に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたスピ
ンドルヘッド１８と、前記コラム１４，１５間の前面部
を覆うように設けられ内部が透視可能でかつ上端を支点
として上下方向へ開閉可能なスプラッシュガード１９と
から構成されている。The machine body 11 includes a bed 12 mounted on the upper surface of the base 1 via a leveler or the like, and a table 13 provided on the upper surface of the bed 12 so as to be movable in the front-rear direction (Y-axis direction). A pair of columns 14 and 15 erected on both sides of the bed 12;
A cross rail 16 spanned between the upper parts of the four and fifteen,
A slider 17 provided movably in the left-right direction (X-axis direction) along the cross rail 16;
7 is provided so as to be able to move up and down in the vertical direction (Z-axis direction), and is provided so as to cover the front part between the columns 14 and 15 so that the inside is transparent and the upper end is used as a fulcrum to open and close vertically. And a possible splash guard 19.

【００１５】前記ベッド１２には、前記テーブル１３を
案内するガイド（図示省略）とともに、テーブル１３を
Ｙ軸方向へ移動させるＹ軸駆動機構２１が設けられてい
る。Ｙ軸駆動機構２１としては、モータと、そのモータ
によって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が
用いられている。前記各コラム１４，１５は、側面形状
が、上部に対して下部が広くなった略三角形状に形成さ
れている。これにより、下部が安定した構造であるか
ら、スピンドルヘッド１８が高速回転するものであって
も、振動の発生を低減できる。The bed 12 is provided with a guide (not shown) for guiding the table 13 and a Y-axis drive mechanism 21 for moving the table 13 in the Y-axis direction. As the Y-axis drive mechanism 21, a feed screw mechanism including a motor and a feed screw shaft rotated by the motor is used. Each of the columns 14 and 15 is formed in a substantially triangular shape in which a side surface shape is wider at a lower portion than at an upper portion. Thus, since the lower portion has a stable structure, even if the spindle head 18 rotates at a high speed, generation of vibration can be reduced.

【００１６】前記クロスレール１６には、前記スライダ
１７を移動可能に案内する２本のガイドレール２３が設
けられているとともに、スライダ１７をＸ軸方向へ移動
させるＸ軸駆動機構２４が設けられている。前記スライ
ダ１７には、前記スピンドルヘッド１８をＺ軸方向へ案
内するガイド（図示省略）とともに、スピンドルヘッド
１８をＺ軸方向へ昇降させるＺ軸駆動機構２５が設けら
れている。これらの駆動機構２４，２５についても、前
記Ｙ軸駆動機構２１と同様に、モータと、そのモータに
よって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用
いられている。The cross rail 16 is provided with two guide rails 23 for movably guiding the slider 17 and an X-axis drive mechanism 24 for moving the slider 17 in the X-axis direction. I have. The slider 17 is provided with a guide (not shown) for guiding the spindle head 18 in the Z-axis direction and a Z-axis drive mechanism 25 for moving the spindle head 18 up and down in the Z-axis direction. As for the drive mechanisms 24 and 25, similarly to the Y-axis drive mechanism 21, a feed screw mechanism including a motor and a feed screw shaft rotated by the motor is used.

【００１７】前記スピンドルヘッド１８は、図２に示す
ように、空気軸受スピンドルヘッドによって構成されて
いる。つまり、前記クロスレール１６に昇降自在に設け
られ前記Ｚ軸駆動機構２５によって昇降されるハウジン
グ３１と、このハウジング３１に空気軸受３２，３３，
３４を介して回転可能かつＺ軸方向と平行に支承され途
中にフランジ３５Ａを有する主軸３５と、この主軸３５
を回転駆動させるモータ３６とを備えた空気軸受スピン
ドルヘッドによって構成されている。これにより、主軸
３５は、３０，０００〜５０，０００ｒｐｍで高速回転
できるようになっている。As shown in FIG. 2, the spindle head 18 comprises an air bearing spindle head. That is, a housing 31 is provided on the cross rail 16 so as to be able to move up and down, and is moved up and down by the Z-axis drive mechanism 25. Air bearings 32, 33,
A main shaft 35 rotatably supported through the main shaft 34 and parallel to the Z-axis direction and having a flange 35A in the middle thereof;
And an air bearing spindle head provided with a motor 36 for rotating the motor. Thereby, the main shaft 35 can rotate at a high speed of 30,000 to 50,000 rpm.

【００１８】前記各空気軸受３２，３３，３４の内周面
には、主軸３５に向かって軸直交方向から空気を吹き出
す吹出口３７が複数形成されている。これらの各吹出口
３７から噴出される空気によって主軸３５をラジアル方
向に支持するラジアル軸受が形成されている。また、前
記空気軸受３３，３４の互いに対向する軸方向端面に
は、主軸３５のフランジ３５Ａに向かって空気を噴出す
る吹出口３８が複数形成されている。これらの各吹出口
３８から噴出される空気によって主軸３５をスラスト方
向に支持するスラスト軸受が形成されている。なお、図
２において、３９は各吹出口３７，３８に高圧空気を供
給する給気通路、４０は排気通路、Ｔはエンドミルなど
の回転工具である。On the inner peripheral surface of each of the air bearings 32, 33, 34, a plurality of outlets 37 for blowing air toward the main shaft 35 from a direction perpendicular to the axis are formed. A radial bearing for supporting the main shaft 35 in the radial direction is formed by the air jetted from each of the outlets 37. A plurality of outlets 38 for ejecting air toward the flange 35A of the main shaft 35 are formed on the axial end faces of the air bearings 33 and 34 facing each other. A thrust bearing for supporting the main shaft 35 in the thrust direction by the air jetted from each of the outlets 38 is formed. In FIG. 2, reference numeral 39 denotes an air supply passage for supplying high-pressure air to each of the outlets 37 and 38, 40 denotes an exhaust passage, and T denotes a rotary tool such as an end mill.

【００１９】前記回転工具Ｔの先端、つまり、工具Ｔを
ワークとの加工位置に向けて、図３に示す冷却装置６１
が設けられている。冷却装置６１は、冷却ノズル６２
と、圧縮空気源６３と、前記冷却ノズル６２と前記圧縮
空気源６３とを接続する導管６４と、この導管６４の途
中に設けられた潤滑油滴下装置６５とから構成されてい
る。前記導管６４は、外パイプ６４Ａおよび内パイプ６
４Ｂを有する二重構造の導管で構成されている。外パイ
プ６４Ａは、前記冷却ノズル６２の導入口と前記圧縮空
気源６３とを接続している。内パイプ６４Ｂの基端側は
前記潤滑油滴下装置６５に接続され、かつ、先端側は冷
却ノズル６２内に臨ませられている。The cooling device 61 shown in FIG.
Is provided. The cooling device 61 includes a cooling nozzle 62
, A compressed air source 63, a conduit 64 connecting the cooling nozzle 62 and the compressed air source 63, and a lubricating oil dropping device 65 provided in the middle of the conduit 64. The conduit 64 includes an outer pipe 64A and an inner pipe 6.
It consists of a double-structured conduit with 4B. The outer pipe 64A connects the inlet of the cooling nozzle 62 and the compressed air source 63. The proximal end of the inner pipe 64B is connected to the lubricating oil dropping device 65, and the distal end faces the inside of the cooling nozzle 62.

【００２０】前記冷却ノズル６２は、図４に示すよう
に、先端が先細り円筒状のノズル本体６６を有する。ノ
ズル本体６６には、基端側に導管６４からの圧縮空気を
導入する導入口６７と、先端側に前記導入口６７に連通
流路６８を介して連通され圧縮空気を噴出する噴出口６
９とがそれぞれ形成されているとともに、前記連通流路
６８には、差圧形成手段７０が設けられている。差圧形
成手段７０は、導入口６７から噴出口６９に向かうに従
って内径が次第に小さくなるテーパ孔状に形成されてい
る。このテーパ孔に続く噴出口６９は、内径Ｄが略１ｍ
ｍで、長さＬが略１．５ｍｍの寸法に形成されている。
これにより、たとえば、導入口６７側の空気圧Ｐ１が５
気圧、噴出口６９から噴出される空気圧Ｐ２が４気圧
（つまり、差圧が１気圧）のとき、噴出口６９から噴出
される圧縮空気の流速Ｖが略マッハの流速になるように
構成されている。As shown in FIG. 4, the cooling nozzle 62 has a cylindrical nozzle body 66 whose tip is tapered. The nozzle body 66 has an inlet 67 for introducing compressed air from the conduit 64 at the base end, and an outlet 6 which is connected to the inlet 67 via the communication passage 68 at the distal end and ejects compressed air.
9 are formed, and a differential pressure forming means 70 is provided in the communication flow path 68. The differential pressure forming means 70 is formed in a tapered hole shape whose inner diameter gradually decreases from the introduction port 67 toward the ejection port 69. The spout 69 following this tapered hole has an inner diameter D of about 1 m.
m, and the length L is formed to a size of about 1.5 mm.
Thereby, for example, the air pressure P1 on the inlet 67 side becomes 5
When the air pressure and the air pressure P2 ejected from the ejection port 69 are 4 atm (that is, the differential pressure is 1 atm), the flow velocity V of the compressed air ejected from the ejection port 69 is substantially equal to the flow rate of Mach. I have.

【００２１】前記ＮＣ装置４１は、図５に示すように、
入力部４２と、ＲＡＭ４３と、ＲＯＭ４４と、ＣＰＵ４
５とを備える。なお、４６は表示装置である。入力部４
２は、ＮＣテープリーダ、キーボード、ネットワーク通
信手段などから構成され、この入力部４２からワークの
加工プログラム５１が入力される。ＲＡＭ４３には、入
力部４２から入力された加工プログラム５１および種々
のＮＣの制御に対応するためのパラメータなどが格納さ
れる。ＲＯＭ４４には、機械に特定の動作をさせるＮＣ
の制御コードが格納されている。The NC device 41 is, as shown in FIG.
Input unit 42, RAM 43, ROM 44, CPU 4
5 is provided. In addition, 46 is a display device. Input unit 4
Reference numeral 2 denotes an NC tape reader, a keyboard, a network communication unit, and the like. The RAM 43 stores the machining program 51 input from the input unit 42, parameters for controlling various NCs, and the like. In the ROM 44, NC for causing the machine to perform a specific operation is stored.
Is stored.

【００２２】ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４４の制御コードを
使用し、ＲＡＭ４３の加工プログラム５１を解読しつ
つ、一時的に格納が必要なデータをＲＡＭ４３の領域に
ストアするとともに、解読した加工プログラム５１に基
づいて動作指令を算出し、これに基づく制御信号を前記
Ｘ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２
５、スピンドルヘッド１８および冷却装置６１へ与え
る。これにより、各駆動機構２４，２１，２５、スピン
ドルヘッド１８および冷却装置６１が駆動される。The CPU 45 decodes the processing program 51 in the RAM 43 using the control code in the ROM 44, stores data that needs to be temporarily stored in the area of the RAM 43, and operates based on the decoded processing program 51. The X-axis driving mechanism 24, the Y-axis driving mechanism 21, and the Z-axis driving mechanism 2
5, to the spindle head 18 and the cooling device 61. As a result, the drive mechanisms 24, 21, and 25, the spindle head 18, and the cooling device 61 are driven.

【００２３】次に、本実施形態の作用を説明する。ワー
クの加工にあたっては、ＮＣ装置４１からの指令によっ
て、テーブル１３とスピンドルヘッド１８とをＸ，Ｙ，
Ｚ軸方向へ相対移動させながら、主軸３５に装着された
回転工具Ｔによってワークを加工する。つまり、テーブ
ル１３をＹ軸駆動機構２１を介してＹ方向へ、スピンド
ルヘッド１８をＸ軸駆動機構２４およびＺ軸駆動機構２
５を介してＸおよびＺ軸方向へそれぞれ移動させなが
ら、主軸３５に装着された回転工具Ｔによってワークを
加工する。Next, the operation of the present embodiment will be described. In processing the work, the table 13 and the spindle head 18 are moved in X, Y,
The workpiece is machined by the rotary tool T mounted on the main shaft 35 while relatively moving in the Z-axis direction. That is, the table 13 is moved in the Y direction via the Y-axis driving mechanism 21, and the spindle head 18 is moved to the X-axis driving mechanism 24 and the Z-axis driving mechanism 2.
The workpiece is machined by the rotating tool T mounted on the main shaft 35 while being moved in the X and Z-axis directions via 5.

【００２４】この加工時においては、冷却装置６１の冷
却ノズル６２から冷却空気が、工具Ｔとワークとの加工
部位に向けて噴出される。冷却装置６１では、圧縮空気
源６３からの圧縮空気が、外パイプ６４Ａと内パイプ６
４Ｂとの間の流路、および、冷却ノズル６２の連通流路
６８に設けられたテーパ孔を通って、噴出口６９から略
マッハの速度で吹き出される。このとき、圧縮空気の温
度が低下される。At the time of this processing, cooling air is blown from a cooling nozzle 62 of a cooling device 61 toward a processing portion between the tool T and the work. In the cooling device 61, the compressed air from the compressed air source 63 is supplied to the outer pipe 64A and the inner pipe 6A.
4B, and through a tapered hole provided in the communication flow passage 68 of the cooling nozzle 62, the air is blown out from the jet outlet 69 at a substantially Mach speed. At this time, the temperature of the compressed air is reduced.

【００２５】たとえば、導入口６７側の空気圧が５気
圧、噴出口６９側の空気圧が４気圧の場合、つまり、差
圧が１気圧の場合、圧縮空気の温度は約２０℃低下す
る。従って、簡単な構成で、高い冷却効果を得ることが
できる。これが、工具Ｔとワークとの加工部位に向けて
噴出される結果、これらを効果的に冷却できる。しか
も、噴出口６９から噴出された圧縮空気中には、潤滑油
滴下装置６５から滴下された潤滑油が霧状になって混在
しているから、冷却効果に加え、潤滑性の効果をも併せ
て持たせることができる。For example, when the air pressure at the inlet 67 is 5 atm and the air pressure at the outlet 69 is 4 atm, that is, when the differential pressure is 1 atm, the temperature of the compressed air drops by about 20 ° C. Therefore, a high cooling effect can be obtained with a simple configuration. This is jetted toward the machining portion of the tool T and the work, so that they can be effectively cooled. Moreover, since the lubricating oil dropped from the lubricating oil dropping device 65 is mixed in the compressed air jetted from the jet port 69 in the form of a mist, the lubricating effect is obtained in addition to the cooling effect. Can be held.

【００２６】従って、本実施形態によれば、冷却ノズル
６２を、ノズル本体６６に、導入口６７と、この導入口
６７に連通流路６８を介して連通された噴出口６９とを
それぞれ形成し、連通流路６８に、導入口６７から噴出
口６９に向かうに従って直径が次第に小さくなるテーパ
孔を形成し、かつ、噴出口６９の内径を１．０ｍｍ、長
さを１．５ｍｍに形成したので、導入口６７に導入され
た圧縮空気は、テーパ孔を通って、噴出口６９から略マ
ッハの速度で吹き出される。このとき、圧縮空気の温度
が低下（約２０℃前後低下）するから、簡単な構成で、
高い冷却効果を得ることができる。Therefore, according to the present embodiment, the cooling nozzle 62 is formed in the nozzle body 66 with the introduction port 67 and the ejection port 69 communicated with the introduction port 67 through the communication channel 68. Since the communication passage 68 is formed with a tapered hole whose diameter gradually decreases from the introduction port 67 toward the ejection port 69, and the inside diameter of the ejection port 69 is 1.0 mm and the length is 1.5 mm. The compressed air introduced into the inlet 67 passes through the tapered hole and is blown out from the outlet 69 at a substantially Mach speed. At this time, the temperature of the compressed air drops (about 20 ° C. drop), so with a simple configuration,
A high cooling effect can be obtained.

【００２７】また、この冷却ノズル６２と、圧縮空気源
６３と、冷却ノズル６２の導入口６７と圧縮空気源６３
とを接続する導管６４とを含んで冷却装置６１を構成
し、冷却ノズル６２を工具Ｔとワークとの加工位置に向
けて配置したので、冷却された圧縮空気が工具Ｔとワー
クとの加工位置に向けて吹き付けられる結果、工具Ｔと
ワークとの間の発熱を抑えることができ、加工面を良好
にかつ高精度に加工できる。The cooling nozzle 62, the compressed air source 63, the inlet 67 of the cooling nozzle 62 and the compressed air source 63
The cooling device 61 is configured to include the conduit 64 connecting the cooling nozzle 62 and the cooling nozzle 62 so as to face the processing position of the tool T and the work. As a result, heat generation between the tool T and the work can be suppressed, and the machined surface can be machined satisfactorily and with high precision.

【００２８】また、導管６４を、外パイプ６４Ａおよび
内パイプ６４Ｂを有する二重構造の導管で構成し、外パ
イプ６４Ａによって冷却ノズル６２と圧縮空気源６３と
を接続するとともに、内パイプ６４Ｂの基端側に潤滑油
滴下装置６５を接続し、かつ、内パイプ６４Ｂの先端側
をノズル本体６６の連通流路６８内に臨ませるようにし
たから、潤滑油滴下装置６５から滴下された潤滑油は、
内パイプ６４Ｂ内を通ってその先端側まで達したのち、
その内パイプ６４Ｂと外パイプ６４Ａとの流路を流れる
圧縮空気によって霧状になって圧縮空気とともに、噴出
口６９から吹き出されるから、冷却効果に加え、潤滑性
の効果を持たせることができる。The conduit 64 is constituted by a conduit having a double structure having an outer pipe 64A and an inner pipe 64B. The outer pipe 64A connects the cooling nozzle 62 and the compressed air source 63, and the base of the inner pipe 64B. Since the lubricating oil dropping device 65 is connected to the end side, and the front end side of the inner pipe 64B is made to face the communication flow path 68 of the nozzle body 66, the lubricating oil dropped from the lubricating oil dropping device 65 is ,
After reaching the tip side through the inner pipe 64B,
Since the compressed air flowing through the flow path between the inner pipe 64B and the outer pipe 64A forms a mist and is blown out from the ejection port 69 together with the compressed air, lubrication can be provided in addition to the cooling effect. .

【００２９】また、主軸３５を空気軸受３２，３３，３
４で回転可能に支承した空気軸受スピンドルヘッド１８
を用いたので、つまり、空気軸受スピンドルヘッド１８
では、高精度な高速回転が得られることから、大きな切
削送り速度で加工を効率的に行うことができる。しか
も、その圧縮空気源を冷却装置６１の圧縮空気源６３と
して兼用使用できる利点がある。The main shaft 35 is connected to the air bearings 32, 33, 3
Air bearing spindle head 18 rotatably supported at 4.
, That is, the air bearing spindle head 18
In this case, since high-precision high-speed rotation can be obtained, machining can be efficiently performed at a large cutting feed speed. Moreover, there is an advantage that the compressed air source can be used also as the compressed air source 63 of the cooling device 61.

【００３０】なお、前記実施形態では、導入口６７側の
空気圧Ｐ１と噴出口６９から噴出される空気圧Ｐ２との
差圧（Ｐ１−Ｐ２）を略１気圧とし、かつ、噴出口６９
の寸法を、直径Ｄが１ｍｍ、長さＬが１．５ｍｍとし
て、噴出口６９からの噴出される圧縮空気の流速を略マ
ッハとしたが、これに限られるものでない。たとえば、
導入口６７側の空気圧Ｐ１と噴出口６９から噴出される
空気圧Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）は０．７〜１．２気
圧の範囲、また、噴出口６９の寸法は、内径が０．５〜
１．５ｍｍの範囲で、かつ、長さが１．０〜２．０ｍｍ
の範囲に形成して、噴出口６９から噴出される圧縮空気
の流速を２００ｍ／sec〜４００ｍ／secの範囲として
も、実用に価する冷却効果が得られる。In the above embodiment, the pressure difference (P1−P2) between the air pressure P1 on the inlet 67 side and the air pressure P2 jetted from the jet port 69 is set to approximately 1 atm.
Is set to a diameter D of 1 mm and a length L of 1.5 mm, and the flow velocity of the compressed air ejected from the ejection port 69 is set to approximately Mach, but the present invention is not limited to this. For example,
The pressure difference (P1−P2) between the air pressure P1 on the inlet 67 side and the air pressure P2 ejected from the ejection port 69 is in the range of 0.7 to 1.2 atm. .5-
1.5mm and the length is 1.0-2.0mm
Even if the flow rate of the compressed air ejected from the ejection port 69 is set in the range of 200 m / sec to 400 m / sec, a cooling effect worthy of practical use can be obtained.

【００３１】また、前記実施形態では、スピンドルヘッ
ド１８をＸおよびＺ軸方向へ、また、テーブル１３をＹ
軸方向へ移動自在に構成したが、これに限らず、回転工
具ＴとワークＷとが三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）へ
相対移動可能であれば、どのような構成でもよい。ま
た、スピンドルヘッド１８を、主軸を空気軸受で回転可
能に支承した空気軸受スピンドルヘッドとしたが、必ず
しも、これに限られるものではなく、主軸を非接触軸受
で回転可能に支承したスピンドルヘッドであればよい。
たとえば、主軸を磁気軸受などで回転可能に支承したス
ピンドルヘッドでもよい。In the above embodiment, the spindle head 18 is moved in the X and Z directions, and the table 13 is moved in the Y direction.
Although the configuration is such that the rotary tool T and the workpiece W are relatively movable in the three-dimensional direction (X, Y, Z axis directions), the configuration is not limited to this, and any configuration may be used. Further, the spindle head 18 is an air bearing spindle head in which the main shaft is rotatably supported by an air bearing. However, the present invention is not necessarily limited to this. I just need.
For example, a spindle head having a main shaft rotatably supported by a magnetic bearing or the like may be used.

【００３２】[0032]

【発明の効果】本発明の冷却ノズル、その冷却ノズルを
用いた冷却装置、その冷却装置を用いた加工機械および
加工方法によれば、簡単な構成で、高い冷却効果が得ら
れる。According to the cooling nozzle, the cooling device using the cooling nozzle, the processing machine and the processing method using the cooling device of the present invention, a high cooling effect can be obtained with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係るＮＣ加工機械の一実施形態を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an NC processing machine according to the present invention.

【図２】同上実施形態におけるスピンドルヘッドの断面
図である。FIG. 2 is a sectional view of a spindle head according to the embodiment.

【図３】同上実施形態における冷却装置を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a cooling device according to the embodiment.

【図４】同上実施形態における冷却装置のノズル内部を
示す図である。FIG. 4 is a view showing the inside of a nozzle of the cooling device in the embodiment.

【図５】同上実施形態におけるＮＣ装置および駆動機構
を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an NC device and a driving mechanism in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

６１ 冷却装置 ６２ 冷却ノズル ６３ 圧縮空気源 ６４ 導管 ６４Ａ 外パイプ ６４Ｂ 内パイプ ６５ 潤滑油滴下装置 ６６ ノズル本体 ６７ 導入口 ６８ 連通流路 ６９ 噴出口 ７０ 差圧形成手段 Ｐ１ 空気圧 Ｐ２ 空気圧 Ｔ 回転工具 Ｖ 流速 Ｗ ワーク Reference Signs List 61 cooling device 62 cooling nozzle 63 compressed air source 64 conduit 64A outer pipe 64B inner pipe 65 lubricating oil dripping device 66 nozzle body 67 introduction port 68 communication channel 69 jet port 70 differential pressure forming means P1 air pressure P2 air pressure T rotary tool V flow rate W Work

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ノズル本体に、圧縮空気を導入する導入
口と、この導入口に連通流路を介して連通され圧縮空気
を噴出す噴出口とがそれぞれ形成されているとともに、
前記連通流路には、導入口から噴出口に向かうに従って
内径が次第に小さくなるテーパ孔状の差圧形成手段が設
けられ、かつ、噴出口から噴出される圧縮空気の流速が
略マッハの流速になるように構成されていることをこと
を特徴とする冷却ノズル。An inlet for introducing compressed air and an outlet for communicating with the inlet via a communication flow path and ejecting compressed air are formed in the nozzle body, respectively.
The communication flow path is provided with a tapered hole-shaped differential pressure forming means whose inner diameter gradually decreases from the introduction port toward the ejection port, and the flow rate of the compressed air ejected from the ejection port is substantially equal to the flow rate of Mach. A cooling nozzle, characterized in that the cooling nozzle is configured to: 【請求項２】 請求項１に記載の冷却ノズルにおいて、
前記差圧形成手段は、導入口側に導入された空気圧に対
して噴出口側から噴出された空気圧が略１気圧低くなる
ように形成されていることを特徴とする冷却ノズル。2. The cooling nozzle according to claim 1, wherein
The cooling nozzle, wherein the differential pressure forming means is formed such that the air pressure ejected from the ejection port side is lower by about 1 atm than the air pressure introduced into the introduction port side. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の冷却ノ
ズルにおいて、前記噴出口は、内径が０．５〜１．５ｍ
ｍで、かつ、長さが１．０〜２．０ｍｍに形成されてい
ることを特徴とする冷却ノズル。3. The cooling nozzle according to claim 1, wherein said jet port has an inner diameter of 0.5 to 1.5 m.
m. The cooling nozzle is formed to have a length of 1.0 to 2.0 mm. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の冷却ノズルと、圧縮空気源と、前記冷却ノズルの導
入口と前記圧縮空気源とを接続する導管とを備えたこと
を特徴とする冷却装置。4. A cooling nozzle according to claim 1, further comprising: a compressed air source; and a conduit connecting the inlet of the cooling nozzle and the compressed air source. And cooling device. 【請求項５】 請求項４に記載の冷却装置において、前
記導管は、外パイプおよび内パイプを有する二重構造の
導管で構成され、前記外パイプは、前記冷却ノズルの導
入口と前記圧縮空気源とを接続するとともに、前記内パ
イプの基端側が潤滑油滴下装置に接続され、かつ、内パ
イプの先端側が前記ノズル本体の連通流路内に臨ませら
れていることを特徴とする冷却装置。5. The cooling device according to claim 4, wherein the conduit is constituted by a double-structured conduit having an outer pipe and an inner pipe, wherein the outer pipe has an inlet of the cooling nozzle and the compressed air. A cooling device connected to a source, a base end side of the inner pipe is connected to a lubricating oil dropping device, and a distal end side of the inner pipe faces a communication flow path of the nozzle body. . 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の冷却装
置を用いた加工機械であって、前記冷却ノズルが工具と
ワークとの加工位置に向けて配置されていることを特徴
とする加工機械。6. A processing machine using the cooling device according to claim 4 or 5, wherein the cooling nozzle is arranged toward a processing position between a tool and a work. machine. 【請求項７】 請求項６に記載の加工機械において、前
記工具は、ハウジングに非接触軸受を介して回転可能に
支承された主軸に着脱可能に取り付けられていることを
特徴とする加工機械。7. The processing machine according to claim 6, wherein the tool is detachably attached to a main shaft rotatably supported on a housing via a non-contact bearing. 【請求項８】 請求項４または請求項５に記載の冷却装
置を用いた加工方法であって、前記冷却ノズルからの圧
縮空気を工具とワークとの加工位置に向けて吹出ながら
加工を行うことを特徴とする加工方法。8. A processing method using the cooling device according to claim 4 or 5, wherein the processing is performed while blowing compressed air from the cooling nozzle toward a processing position between the tool and the work. A processing method characterized by the following.
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