JP2001322052A

JP2001322052A - 機械加工方法及び装置

Info

Publication number: JP2001322052A
Application number: JP2000144615A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Takahashi; 友志高橋; Shuya Ishida; 修也石田
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-20
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP4334109B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多量の加工液を用いないで、ワークの仕上面
品位及び加工精度が良く、工具寿命を延ばすことができ
る機械加工を実現する機械加工方法及び装置を提供す
る。【解決手段】加工液タンク１１から供給される有機極
性物質を含む加工液をノズル１７からワーク３のこれか
ら加工する表面部分に吹き付けた後、工具９によって加
工を行う。有機極性物質によってワーク３の表面の転位
の固定が行え、加工中の加工抵抗を小さくすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、加工すべきワー
ク表面にオレイン酸やステアリン酸等の有機極性物質を
含む加工液を塗布又は吹き付け、その後ワーク表面を機
械加工する機械加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械によってワークに切削加工や研
削加工の機械加工を施す場合、加工工具をワークに切込
んで両者に相対運動を与える。するとワーク表面が加工
工具によって削り取られ切屑が発生し、機械加工が進行
する。このときワークの変形に伴う内部摩擦および切屑
と加工工具との間に摩擦によって切削抵抗と熱が発生す
る。この熱によって切屑の一部が加工工具のすくい面に
融着して構成刃先を形成したり、加工工具のすくい面を
浸蝕してクレータを生成したり、高温のため刃先が軟化
する等の損傷を加工工具に与える。その結果、工具寿命
は短縮し、仕上面品位は低下し、またワークと加工工具
の熱ひずみのため加工精度は悪化する。

【０００３】これらの問題点を軽減するために、通常、
加工部に加工液を供給し、その潤滑作用や冷却作用によ
って切削抵抗を低減させ、発生する熱を冷却している。
こうして仕上面品位と加工精度を向上し、工具寿命を長
くしている。加工液の供給方法により加工方法を大きく
２つに分けると、従来から行われている加工部に加工液
を直接的、連続的にかけながら加工するもの（以下ウェ
ット加工という）と、最近用いられ始めた最少量の加工
液をミクロンオーダの細かいミスト状にして加工部に噴
射しながら加工するもの（以下ＭＱＬ加工という）とが
ある。ウェット加工は、比較的多量の加工液を加工部に
かけ、発生した切屑とともに加工液を回収し、切屑と加
工液とを分離した後加工液を再循環して利用するもので
ある。加工液は不水溶性と水溶性のものがある。不水溶
性加工液は鉱油を主成分とするものが多く、極圧添加剤
を含むものもある。水溶性加工液は水を主成分とし、鉱
油を混合したり、界面活性剤や防錆剤を添加したものが
多い。

【０００４】ＭＱＬ加工は、潤滑作用のある不水溶性加
工液の細かい粒子を大量の空気の中に最少量だけ混入し
て加工部へ噴射するものであり、例えば特許第２６８７
１１０号公報に開示されている。本公報には主軸内に気
体と加工液とを別々に導入し、主軸内部に設けられたミ
スト発生装置を通して主軸先端部または工具先端部から
加工液ミストを噴出して加工を行う工作機械の主軸装置
が説明されている。また、ミストが人体に悪影響を与え
ないように加工液として植物油を用いると好しいことも
知られている。このようにしてＭＱＬ加工を行うと、加
工液を使わないドライ加工に比べ、仕上げ面品位は良
く、工具寿命も延びる効果が出、更に加工液による環境
汚染や人体の健康への悪影響、加工液の廃液処理や加工
液を含んだ切屑の処理の困難さの問題がかなり解決す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウェット加工は、切削
抵抗を低減させ、発熱を低減して、仕上げ面品位や加工
精度を向上し、工具寿命を延ばす効果はあるが、多量の
加工液を使用するので、切屑と加工液との分離、加工液
を含んだ切屑の処理、廃加工液の処理、加工液再利用の
ための濾過や腐食・酸化防止等多くの困難さを克服しな
ければならない問題点をかかえている。また加工液は工
場環境をよごし、一部はミスト化して人体の健康へ悪影
響を及ぼしたり、腐食や酸化して悪臭を放ったりする。
ＭＱＬ加工は、最少量の加工液しか用いないので加工液
処理にまつわる問題点はほぼ解決しているが、発展途上
の加工技術であり、ウェット加工に比べ加工面品位や加
工精度の向上、及び工具寿命を延ばす効果の確実性にや
や疑問がある。植物油を使って人体の健康への悪影響は
ないものの、ミストが細かく空気中に浮遊しやすいた
め、機械がベトベトしたり、機械に付着した油が酸化し
て悪臭を放つ問題点は依然として解決していない。ま
た、ウェット加工やＭＱＬ加工は、加工液やミストを高
圧で工具に掛けると、工具が小径の場合工具がたわんだ
り振動して加工精度が悪化したり加工面品位が低下する
問題もある。そこで本願発明の目的は、多量の加工液を
用いないで、切削抵抗を低減し、ワークの仕上面品位及
び加工精度が良く、工具寿命を延ばすことができる機械
加工を実現する機械加工方法及び装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、加工工具とワークとを相対移動させワークを所望形
状に加工する機械加工方法において、オレイン酸、ステ
アリン酸等の有機極性物質を含む加工液を加工すべきワ
ーク表面に塗布又は吹き付け、その後前記加工工具とワ
ークとの加工部へ加圧気体を噴射して加工屑を吹き飛ば
しながら前記加工すべきワーク表面を機械加工する機械
加工方法が提供される。また、加工工具とワークとを相
対移動させワークを所望形状に加工する機械加工装置に
おいて、オレイン酸、ステアリン酸等の有機極性物質を
重量比０．１％以上含む加工液と、前記加工液を貯蔵
し、必要に応じて前記加工液を吐出する加工液タンク
と、前記加工液タンクに連通され、前記加工液を加工す
べきワーク表面に塗布又は吹き付ける塗布手段と、前記
加工工具とワークとの加工部へ加圧気体を噴射して加工
屑を吹き飛ばす加圧気体供給手段と、前記加工液タンク
の加工液を囲い加工すべきワーク表面に塗布又は吹き付
けるように制御する機械制御装置と、を具備し前記加工
液を前記ワーク表面に塗布又は吹き付けた後に前記ワー
ク表面を機械加工するようにした機械加工装置が提供さ
れる。

【０００７】本願発明に用いる有機極性物質とは、極性
を有する有機物質で、例えばオレイン酸（C₁₇H₃₃COO
H）、ステアリン酸（C₁₇H₃₅COOH）等のカルボン酸や、
オレイルアルコール（C₁₈H₃₅OH）、ステアリルアルコー
ル(C₁₈H₃₇OH)等の脂肪族アルコールや、ステアリン酸ナ
トリウム(C₁₇H₃₆C00Na) 等のカルボン酸塩がある。極性
を有するということは、１つの単分子が電気的に＋か
−、あるいは両方を引きつける性質を有していることで
ある。カルボン酸を例にとると、二重結合で炭素と結合
している酸素（O=C-OHの初めの方のO ）は、電気的に−
であり＋の物質と吸着する。また、炭素（O=C-OHの真中
のC ）は、電気的に＋であり−の物質と吸着する。

【０００８】鋼、銅、アルミニウム等の金属ワークを機
械加工しているときの現象を考える。加工工具をワーク
に切込んで両者に相対運動を与えると、ワーク表面が加
工工具によって削り取られ、切屑が発生する。これは金
属の塑性変形が連続的に起きていることである。塑性変
形は、転位が金属結晶中のすべり面を移動して起きると
考えられている。つまり機械加工すると金属組織内に転
位が生じ、次々に加工を進行させると通常は加工力によ
りこの転位は移動して元の金属性質とほぼ同じ材料特性
となる。しかし何らかの因子でその転位が動きにくくな
った場合を今考える。その一例が加工硬化である。

【０００９】転位の動きが抑制されると、それを動かす
ために更に余計な外力を必要とすると同時に、破断まで
の変形能が小さくなる。ということは破断までの吸収エ
ネルギが小さくなる。極端な場合は転位が全く動けなく
なり、脆性破壊する。機械加工の場合、転位が動きにく
いと切屑は大きな塊にはならず細かなラメラ状（図３
（ａ）に示すように、すだれ状に細かな切屑片が重なっ
て連なる状態）になる。一方、ワークの加工部分に有機
極性物質を含んだ加工液を塗布したり吹き付けたりした
後機械加工を行うと、有機極性物質の分子がワークの金
属表面の転位組織の金属原子と電子を共有することで化
学吸着が起こり、転位の固着が起きる。これにより転位
が動きにくくなり金属表面層が硬化し塑性変形能が低下
する。この状態で工具によりワーク表面を削り取ろうと
すると、削り取られる部分の表面は転位が固着している
ため外力によって細かくせん断され易く、ラメラ状に細
かく並んだ切屑が発生する。その結果、切削抵抗が減少
し、仕上げ面品位が向上し、工具摩耗が減少する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の原理を田頭孝介らによる
1998年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集ペー
ジ２９６の「アルミニウム切削に及ぼすカルボン酸塗布
の影響」や1999年3 月7 日開催日本機械学会北海道学生
会第２８回学生員卒業研究発表講演会前刷集ページ１６
３及び１６４の「金属の切削におけるカルボン酸を含む
溶液の塗布効果」等の研究成果に基づいて説明する。ア
ルミニウムのワークＷをバイトＴで２次元切削する際、
ワーク表面Ｓに何も塗布しないドライ加工と、ワーク表
面Ｓにオレイン酸と流動パラフィンの溶液である有機極
性物質を予め塗布した加工とを行い、切屑発生状態、切
削抵抗、仕上げ面品位、工具摩耗を比較した。図３
（ａ）は有機極性物質を予め塗布して加工している時の
切屑発生の様子で、図３（ｂ）はドライ加工の時の切屑
発生の様子である。有機極性物質を塗布している場合に
は切屑Ｃが細かくせん断されたラメラ状を呈しているの
に対し、ドライ加工の場合には、切屑Ｃの大きな塊がむ
しれるように生成されていることがわかる。

【００１１】切削抵抗は、有機極性物質を塗布している
場合の方がドライ加工の場合に比べ約１／３となってい
る。仕上面の品位を表面あらさで評価すると、有機極性
物質を塗布している場合の方がかなり小さい。また工具
摩耗も有機極性物質を塗布してある方が少ない。また、
この塗布効果は、流動パラフィン中のオレイン酸濃度
（重量比）が０．１％で発揮され、オレイン酸濃度が１
００％になってもほとんど変わらない特性を示した。オ
レイン酸濃度０％つまり流動パラフィンのみを塗布した
場合は上述の塗布効果は得られないことも確認した。

【００１２】有機極性物質として、オレイン酸以外のい
くつかの物質で塗布効果を調査した。カプリル酸（C₇H
₁₅COOH ）、ペラルゴン酸（C₈H₁₇COOH ）、カプリン酸
（C₉H₁ ₉COOH ）、ラウリン酸（C₁₁H₂₃COOH）、ミリスチ
ン酸（C₁₃H₂₇COOH）、パルミチン酸（C₁₅H₃₁COOH）、ス
テアリン酸（C₁₇H₃₅COOH）、ステアリルアルコール（C₁
₈H₃₇OH）、ステアリルアミン（C₁₈H₃₇NH₂）、ステアリ
ン酸ナトリウム（C₁₇H₃₆COONa ）、ステアリン酸アミド
（C₁₇H₃₅CONH₂）、ステアリン酸メチル（C₁₇H₃₅COOC
H₃）、ステアリン酸エチル（C₁₇H₃₅COOC₂H₅）で塗布効
果を確認した。よって室温での切削加工の結果、炭素数
が８以上の有機極性物質に塗布効果が顕著に表われるこ
とがわかった。炭素数が７以下の例えば酢酸（CH₃COOH
）、プロピオン酸（C₂H₅COOH）、酪酸（C₃H₇COOH）、
吉草酸（C₄H₉COOH）、カプロン酸（C₅H₁ ₁COOH ）、エナ
ント酸（C₆H₁₃COOH ）では塗布効果はほとんど得られな
かった。

【００１３】有機極性物質を塗布するワーク表面Ｓは、
焼鈍材のままでは塗布効果がほとんど表われず、圧延材
や予め切削加工してある場合（予備加工材）には塗布効
果の表われることもわかった。これは焼鈍材の転位密度
は１０⁵本／ｍｍ²、予備加工材の転位密度は１０⁹本
／ｍｍ²であること、及び１００％オレイン酸の分子密
度は３．８×１０¹⁵分子／ｍｍ²、０．１％オレイン酸
の分子密度は３．８×１０¹²分子／ｍｍ²であり、塗布
効果にはワーク材料の転位が関係していることがわか
る。更に予備加工材ワークＷの表面に有機極性物質を塗
布した切削加工中に赤外線吸収スペクトル測定を行った
結果、オレイン酸を塗布しただけで未加工の部分では化
学吸着（C-O-M 、M は金属原子）を表す１５３９ｃｍ^-1
の波数における吸光度スペクトルは表われていないが、
切屑Ｃがワーク表面Ｓから削り取られようとしている盛
り上り部や切屑Ｃの加工工具に面していない自由表面側
では化学吸着を表わす１５３９cm^-1の波数における吸光
度スペクトルのピークが存在し、明らかに化学吸着が起
きていることがわかる。

【００１４】以上のことより、予備加工材のワーク表面
Ｓに有機極性物質を塗布して切削すると、有機極性物質
の分子がワークＷの金属表面の転位組織の金属原子と電
子を共有することで化学吸着が起こり、転位の固着が起
きる。これにより転位が動きにくくなり金属表面層が硬
化し塑性変形能が低下する。この状態で工具Ｔによりワ
ーク表面Ｓを削り取ろうとすると、削り取られる部分の
表面は転位が固着しているため外力によって細かくせん
断され易く、ラメラ状に細かく並んだ切屑Ｃが発生す
る。その結果、切削抵抗が減少し、仕上面品位が向上
し、工具摩耗が減少する。これに対して有機極性物質を
塗布していない場合は、転位の固着が起きず、金属表面
は硬化・脆化しない。従って削り取られる部分は靭性を
有しており、せん断されにくいので切屑Ｃは細かいラメ
ラ状を呈さず、図３（ｂ）のように厚くなりがちであ
る。すると切削抵抗が大きくなり、仕上面品位は悪く、
工具摩耗も早いのである。このことは、焼鈍材のように
初めから転位密度の低い材料に有機極性物質を塗布して
もほとんど塗布効果が現われないことと一致する。

【００１５】また、有機極性物質を含まない一般のウェ
ット加工に用いている加工液は、前述の転位の固着を起
こす効果はなく、図３（ｂ）のような切屑が発生するの
である。ただ、工具Ｔのすくい面と切屑Ｃとの間、工具
Ｔの逃げ面とワークＷとの間、切屑と切屑との間に加工
液が入り込み潤滑作用を生じるので、切削抵抗の減少効
果は見られる。図４はフライス工具ＦでワークＷを加工
している原理図である。回転するフライス工具Ｆの１つ
の刃に着目すると、図３（ａ）の２次元切削とほぼ同じ
ような工具の動きをしている。ワーク表面Ｓに有機極性
物質を塗布した後にフライス加工を行うとラメラ状の切
屑Ｃが発生し、切削抵抗の低減、良好な加工面品位、工
具寿命の向上等の塗布効果を確認できた。

【００１６】次に図１及び図２を用いて本願発明の実施
形態を説明する。図１は有機極性物質を含む加工液をワ
ーク表面に塗布又は吹き付けた後にワーク表面の加工を
行うＮＣ工作機械の概略構成を示し、図２は主軸先端に
装着する有機極性物質を含む加工液の塗布工具を示して
いる。ＮＣ工作機械のテーブル１上にワーク３が固定さ
れる。テーブル１と相対的にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可
能な主軸頭５には回転主軸７が設けられている。回転主
軸７の先端にはフライス工具、穴あけ工具、研削工具等
の機械加工用工具９が装着される。工具９を回転させな
がらワーク３に切込み、テーブル１と主軸頭５とをＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向に相対移動させてワーク３を所望形状に加
工するのである。回転主軸の回転を固定してヘールバイ
トを装着し、ヘール加工を行うこともある。

【００１７】回転主軸７には後端から先端にわたって貫
通した中心孔があけられており、有機極性物質を含む加
工液のタンク１１から加工液が吐出され、バルブ１３を
介して中心孔に供給されている。また、加工液タンク１
１からバルブ１５を介して主軸頭５の前端部に設けられ
たノズル１７まで配管されている。圧縮空気源２３から
の圧縮空気もノズル１７まで配管されている。つまりノ
ズル１７は霧吹き機構が内蔵されたスプレーノズルであ
り、有機極性物質を含む加工液がワーク３の表面に吹き
付けられるように噴霧可能になっている。更にノズル１
７は、主軸７の周りを±１８０°にわたって適宜のアク
チュエータ１９によって周回移動可能に構成されてい
る。ノズル１７に内蔵されている霧吹き機構は通常の簡
単な構造のもので良く、比較的大粒のミストを発生させ
る。前述のＭＱＬ加工に用いるミスト発生装置は、ミク
ロンオーダの粒子を生成させるため複雑な機構を必要と
し、かつ噴出した非常に細かいミストは空気中に浮遊し
やすく広範囲に拡散して回収するのが困難である点を鑑
みれば、本発明の比較的大粒のミストを発生させる方が
非常に有利である。

【００１８】主軸頭５の側面にはエアーノズル２１が設
けられ、圧縮空気源２３から供給される圧縮空気を加工
部へ噴出する。また図２に示す加工液の塗布工具２５を
主軸７の先端に装着し、バルブ１３を開にして主軸７の
中心孔を通して加工液を塗布工具２５まで少量ずつ供給
する。塗布工具２５にも後端部から前端部まで貫通孔が
あけられ、前端部に設けられたブラシ、不織布等で成る
柔軟性のある塗布部材に有機極性物質を含む加工液を浸
み込ませることができる。ＮＣプログラムに従って塗布
工具を低速回転させながらワーク３に軽く押し当て、相
対運動を行わせるとこれから加工するワーク３の表面に
加工液を塗布することができる。この塗布工具は自動工
具交換装置（図示せず）によって自動的に交換するよう
に構成するのが好しい。このＮＣ工作機械は、ＮＣ装置
２７にＮＣプログラムを入力することによって制御され
る。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の動き及びノズル１７の周回運動のア
クチュエータ１９の動きはＮＣ装置２７からサーボ制御
部を通して制御される。主軸７の回転、自動工具交換装
置の動作、加工液タンク１１のポンプのＯＮ／ＯＦＦ、
バルブ１３、１５の開閉、圧縮空気源２３のＯＮ／ＯＦ
Ｆ等の制御は機械制御装置（ＭＴＣ）２９を介して指令
される。

【００１９】いまワーク３を加工することを考える。ワ
ーク３の加工部が段差の少いなだらかな面の場合は、塗
布工具２５を主軸７に装着し、次に加工するワーク表面
に塗布工具２５を当てて移動させ、ワーク表面に加工液
を塗布する。その後加工工具と自動工具交換し加工を行
う。２回目の加工を行う場合は、この動作を繰返して行
う。ワーク３の加工部が起伏のある場合は、塗布工具２
５を用いず、ノズル１７を主軸頭５の所定位置に固定し
た状態でＸ，Ｙ軸を動かし、バルブ１５を開にして有機
極性物質を含む加工液を噴霧してワーク表面に吹き付け
る。その後加工を行い、２回目の加工を行う場合はこの
動作を繰返して行う。加工中は加工液の噴射は行わな
い。

【００２０】塗布工具２５やノズル１７をワークと相対
移動させる方法は、予めＮＣプログラムに塗布工具２５
やノズル１７の移動経路、並びにバルブ１３、１５のオ
ンオフ指令や加工液タンク１１、圧縮空気源２３のポン
プのＯＮ／ＯＦＦ指令をプログラミングしておき、その
後に工具による加工指令をプログラミングしておくこと
もできる。また、金型などの表面をピックフィードをか
けながら往復加工や等高線周回加工を行う場合は、塗布
工具２５やノズル１７の移動経路用のプログラムを予め
用意しておくのではなく、工具の加工経路を先読みし、
塗布工具２５の大きさやノズル１７からの噴射面積に応
じて工具の加工経路を例えば５０パス置きにトレースす
るような塗布工具２５やノズル１７用の経路情報を自動
的に生成し、その生成した経路に沿って塗布工具２５や
ノズル１７を移動させながら加工液をワーク表面に塗布
しても良い。このときの送り速度は早送りで良い。更に
塗布工具２５において塗布部材の代わりに噴射ノズルを
設ければ、主軸７を通して供給された加工液が塗布工具
２５先端からミストで噴霧される構成にすることもでき
る。

【００２１】ノズル１７がアクチュエータ１９を有さず
主軸頭５の適宜箇所に固定され、ミスト噴射角度が広く
構成されており、１回の吹き付けで小さいワークなら表
面全体に、大きいワークなら数箇所の位置で１回ずつ吹
き付ければ表面全体に加工液が塗布されるようにしても
良い。尚、本明細書でいう加工液の吹き付けとは、噴
霧、噴射のことである。加工液の塗布時間を実質的にな
くす方法として、加工液が回転している工具に吹き掛か
らないくらい前方のワーク表面に加工液を間欠的又は連
続的に吹き付けながら加工することもできる。ＮＣ装置
でＮＣプログラムを先読みし、工具９が次に進むＸ，Ｙ
軸方向を前もって知り、その方向に加工液が吹き付けれ
るようにアクチュエータ１９を制御してノズル１７の周
回位置を変化させるように制御する。また間欠的に吹き
付ける場合の吹き付け頻度は、加工条件に応じて自動的
に決定されるように制御させても良い。加工中の回転工
具に加工液が吹き付けられないような位置をめがけて加
工液を吹き付けるのが好ましい。なぜなら加工液が回転
工具によって飛散するのを防止するためである。

【００２２】また穴あけ加工の場合は、穴の内部に加工
液を供給させるため、貫通孔のあいた工具を主軸７に装
着し、バルブ１３を開にして工具先端から加工液を噴出
しながら加工すると良い。この場合、ＭＴＣ２９内に設
けられた判別手段によって穴あけ加工を判別し、バルブ
１３の開指令を自動的に出すのである。

【００２３】加工により発生した切屑は熱を持ってお
り、ワーク３上に堆積したままではワーク３の温度が上
昇して加工精度が悪くなるので、エアーノズル２１から
圧縮空気を噴出して切屑を吹き飛ばしながら加工するの
が好しい。冷却された圧縮空気を用いれば加工部を積極
的に冷却することもできる。空気に限らず、窒素などの
他の気体を用いても良い。加圧気体の供給は、主軸７の
中心孔を通して行っても良い。また、回転工具に限らず
ヘール加工のような固定式工具による加工を行うことも
できる。エアーノズル２１からの噴出圧力は、使用して
いる工具径に応じて工具がたわんだり振動しない程度の
大きさに調節する必要がある。ワーク３としてＳ５５Ｃ
や金型材などの鋼、放電加工電極として用いる銅、航空
機部品などのアルミニウム等について、また工具７とし
てフラットエンドミル、ボールエンドミル、ドリル、バ
イト等について、加工形状として平面、斜面、金型等の
三次元任意形状等について、加工条件として切込み量、
送り速度、主軸回転速度等について種々加工を行い、ド
ライ加工より仕上面品位及び加工精度が良好で工具寿命
が長いことを確認した。中にはウェット加工と同等以上
の効果を得たものもあった。

【００２４】加工液は、有機極性物質を流動パラフィン
に溶かし、その濃度は重量比で０．１％以上あれば良
く、粘度は非常に低い。従って切屑に加工液が若干混入
するが、サラサラしており、ドライ加工の切屑とほとん
ど変わらない。またオレイン酸やステアリン酸はほぼ無
色、無臭である。よって切屑の処理が容易であり、切屑
が機械に付着したり、作業環境を悪化させない。その上
オレイン酸は食品にも入っている物質であり、人体に無
害である。加工液としてオレイン酸やステアリン酸等の
有機極性物質をそのままで用いても良いし、鉱油等の他
の液体との溶液で用いても良い。

【００２５】

【発明の効果】本願発明によれば、加工すべきワーク表
面に有機極性物質を含む加工液を塗布又は吹き付ける加
工液塗布手段を有し、ワーク表面に加工液を塗布又は吹
き付けて有機極性物質によりワーク表面の転位の固定を
行った後にワークを加工するので加工抵抗が減少し、仕
上面品位及び加工精度が向上し、工具寿命が延びる。特
に切込みの少ない仕上げ加工時に効果が大きい。加工液
としてオレイン酸やステアリン酸等の有機極性物質又は
流動パラフィンを用いるので、粘度が低くサラサラして
おり、塗布又はミストにした吹き付けなので供給量が少
く切屑処理が容易となる。また人体の健康に悪影響を与
えることもなく、無臭なので作業環境が悪化することも
ない。加工液の供給量が少ないということは経済的でも
ある。

【００２６】工具でワークを加工中には加工液を吹き付
けない、または回転工具に向けて加工液を吹き付けない
ので、工具やワークの回転により加工液が飛散すること
がほとんどない。また、本発明で加工液を吹き付ける際
の加工液の粒子はＭＱＬ加工の際の加工液ミストより大
きく、空気中に浮遊することは少ない。従って加工液が
機械各部に付着してベトベトしたり、付着した加工液が
腐食して悪臭を発することもほとんどない。更に、工具
でワークを加工中には加工液を吹き付けないことの他の
利点は、小径工具の場合に加工液の吹き付け圧力によっ
て工具がたわんだり、振動して加工精度や加工面品位が
低下することがあるが、この問題が生じないことであ
る。また、加工中高温になる工具とワークとの加工点に
加工液ミストを吹き付けながら加工していないので、加
工液が発火する危険もない。このことは無人加工の場合
に特に有利である。

【００２７】ＮＣ工作機械の自動機能を用いてあらゆる
形状のワークに対して有機極性物質を含む加工液の塗布
又は吹き付けが行え、自動化レベルを落とすことはな
い。また気体供給手段を併用することによって加圧気体
を噴射しながら加工でき、切屑排除も行える。冷却され
た加圧気体を用いれば更に冷却効果も得られ、加工精度
の向上、工具寿命の延長を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の有機極性物質でなる加工液をワーク
表面に塗布又は吹き付けて加工を行うＮＣ工作機械の概
略構成図である。

【図２】本願発明のＮＣ工作機械の主軸に装着され、加
工液をワークに塗布する塗布工具の正面図である。

【図３】加工工具で金属ワークを加工している時の切屑
発生の様子を示す図で、（ａ）は有機極性物質を塗布し
た場合、（ｂ）は有機極性物質を塗布しない場合を示し
ている。

【図４】フライス工具によるワーク加工の原理図であ
る。

【等号の説明】

１…テーブル３…ワーク５…主軸頭７…主軸９…工具１１…加工液タンク１３，１５…バルブ１７…ノズル１９…アクチュエータ２１…エアーノズル２３…圧縮空気源２５…塗布工具２７…ＮＣ装置２９…機械制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ１０Ｎ 40:20 Ｃ１０Ｎ 40:20 Ｚ 40:22 40:22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工工具とワークとを相対移動させワー
クを所望形状に加工する機械加工方法において、オレイン酸、ステアリン酸等の有機極性物質を含む加工
液を加工すべきワーク表面に塗布又は吹き付け、その後
前記加工工具とワークとの加工部へ加圧気体を噴射して
加工屑を吹き飛ばしながら前記加工すべきワーク表面を
機械加工することを特徴とする機械加工方法。
【請求項２】加工工具とワークとを相対移動させワー
クを所望形状に加工する機械加工装置において、オレイン酸、ステアリン酸等の有機極性物質を重量比
０．１％以上含む加工液と、前記加工液を貯蔵し、必要に応じて前記加工液を吐出す
る加工液タンクと、前記加工液タンクに連通され、前記加工液を加工すべき
ワーク表面に塗布又は吹き付ける塗布手段と、前記加工工具とワークとの加工部へ加圧気体を噴射して
加工屑を吹き飛ばす加圧気体供給手段と、前記加工液タンクの加工液を加工すべきワーク表面に塗
布又は吹き付けるように制御する機械制御装置と、を具備し、前記加工液を前記ワーク表面に塗布又は吹き
付けた後に前記ワーク表面を機械加工するようにしたこ
とを特徴とする機械加工装置。
【請求項３】前記加工液は、オレイン酸、ステアリン
酸等の有機極性物質を流動パラフィンに溶解させて生成
した請求項２に記載の機械加工装置。