JP4210307B2 - 切粉排出構造を有する工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に関し、ワークの加工によって生じる切粉の排除に関するものである。

工作機械においては、工具によりワークを加工する際に、大量の切粉が発生し、スプラッシュガード内に堆積する。堆積した切粉をそのままにしておくと、切粉がテーブルやサドルなどの駆動系を妨害したり、加工液（クーラント）の流れを悪くする。そのため、切粉が堆積しないように効率よく切粉を機外へ排出する必要があり、種々の切粉排出方法が提案されている。
切粉を機外に排出する方法としては、大きく分けて２種類の方法が存在する。
・チップコンベア等により切粉を機外へ排出する方法。
・切削液により切粉を機外へ排出する方法。

前者の方法としては、例えば、加工領域の下方に貫通溝を設け、該貫通溝にコンベアを収容し、加工によって生じた切粉をこの貫通溝のコンベア上に導き、コンベアによって切粉を機外に排出するようにしたものが知られている（特許文献１、２、３参照）。

後者の切削液で切粉を機外に排出する方法としては、図２に示すような例が公知である。図２に示される従来例はマシニングセンタに適用された例である。
図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）においてテーブルや案内機構を取り除いた状態におけるＡ−Ａ断面図であり概略的に示したものである。

ベッド３上には案内機構６を介して、テーブル７が載置されている。ベッド３の後方には、主軸９を支持するコラム８が設けられている。ベッド３の正面部と両側面部にはスプラッシュガード１が設けられ、該スプラッシュガード１は底部を有し、該スプラッシュガード１の底部からベッド３が上部に突出している。すなわち、スプラッシュガード１は、突出するベッド３の正面部と２つの側面部に密接してその底部が形成され、次にこの底部と連接して垂直方向に壁部を形成することによって構成されている。そして、このベッド３を囲むスプラッシュガード１の底部には、正面部と２つの側面部に溝２が形成され、２つの側面部の溝と正面部の溝は連接されている。そして、この溝は、機械前方が高く後方が低くなるように下り傾斜を有するその底部が形成されている。この溝２と連接するスプラッシュガード１の壁部は、溝に向かって傾斜が付けられて連接されている。

さらに、機械の後部に設けられたクーラントタンク４から正面部まで、配管５が配設され、該配管の先端には、ノズル５ａが取り付けられ、ポンプ（図示せず）によってクーラントタンク４から汲み上げられた切削液（クーラント）は、配管５を通り、ノズル５ａ、５ａから溝２に向かって噴射され、加工液は矢印Ｑに示すように溝２に沿って流れクーラントタンク４に回収されるようになっている。

テーブル７に取りつけられたワークを主軸９に取りつけた工具で切削加工するとき、図示していないポンプでクーラントタンク４より汲み上げた切削液（クーラント）をノズル（図示していない）から加工領域に噴射し、切粉を溝２中に導く。溝２中に落下した切粉は、ノズル５ａ、５ａから噴射され、かつ、溝２の底部の傾斜に沿って矢印Ｑに示すように前部から後部へと流れる加工液によって、押し流されてクーラントタンク４に導かれ、加工液と分離される構造となっている。

また、切削液により切粉を機外へ排出する方法としては、上述した図２に示した例以外にも、テーブルが載置されるベッドに穴を設けて、テーブルに取り付けられたワークを加工することによって生じた切粉を加工液によって穴に導き、下方に落下させ、この落下した切粉を手動もしくはコンベアで取り出すようにした方法も知られている（特許文献４、５参照）。

実開昭６０−１７５５４１号公報 特開平１０−１８０５８５号公報 特開２００２−３２６１３７号公報 実開平２−３５６３４号公報 特開２００１−８７９６４号公報

前述したチップコンベア等により切粉を機外へ排出する方法では、チップコンベア等の排出手段を切粉排出のためにのみ設けねばならずコストアップとなる。また、小型の工作機械では機内にコンベア等を設置するスペースがなく、この点においても問題となる。
一方、後者の切削液のみを用いて切粉を取り出す方法は、必要な部品がポンプや配管、ホース等でありコスト面で有利であり、設置スペース面でも有利である。しかし、図２に示した従来例では、機械の前方から切削液を流すために配管を前方まで伸ばして設置する必要があるため、機内が複雑になり配管自体が切粉堆積の起点になることもあり、望ましくない。

一方、ベッドに設けた穴に切粉を落下させ切粉を除去する方法では、ベッドに穴を形成する必要があると共に、ベッドの下に落下した切粉を回収する手段が必要となる。
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で切粉を機外に排出できる切粉排出手段を備えた工作機械を提供することにある。

本発明は、少なくとも正面部と２つの側面部にスプラッシュガードを有し、主軸に装着された工具とテーブルに載置されたワークとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、前記スプラッシュガードで囲まれた領域の底部において、前記工具によるワークの加工領域の正面部と２つの側面部を囲むように連続した溝を設け、前記溝の底は、一方の側面部の溝の後端部が一番高く、他方の側面部の後端部が一番低くなるように傾斜して形成し、前記一方の側面部の溝の後方部から該溝に切削液を供給する切削液供給手段が設けられていることを特徴とする切粉排出構造を有する工作機械である。
特に、前記スプラッシュガードは底部を備え、該前記スプラッシュガードの底部よりテーブルを載置するベッドを突出させ、該ベッドの回りの前記スプラッシュガードの底部に前記溝を形成した。

加工領域の回りに傾斜した溝を設けて、該溝に加工液を投入するという簡単な構成で、加工液により切粉を機外に排出でき、低コストで切粉排出手段を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の概要図である。この実施形態は、マシニングセンタの例を示している。図１（ａ）は、正面図であり、図１（ｂ）は、案内機構やテーブル等を取り除いた図１（ａ）のＡ−Ａ断面概要図である。
この実施形態と図２に示した従来例と相違する点は、溝の構造と、溝内に流す加工液の流れる方向、及び、溝に供給する加工液の配管を前方まで配設していない点である。なお、図２の従来例と共通の部材には同一の符号を付している。

ベッド３上には案内機構６を介して、テーブル７が載置されている。ベッド３の後方には、主軸９を支持するコラム８が設けられている。ベッド３の正面部と両側面部にはスプラッシュガード１が設けられ、該スプラッシュガード１は底部を有し、該スプラッシュガード１の底部からベッド３が上部に突出している。すなわち、突出するベッド３の正面部と２つの側面部に密接してスプラシュガードの底部が形成され、この底部から垂直方向に壁部が形成され、スプラッシュガード１を構成している。そして、このベッド３の回りのスプラッシュガード１の底部には、切粉排出誘導用の溝２がベッドを略１周するように設置されている。

ベッド３の前面部と２つの側面部に溝２が形成され、この溝２は、機械後部側の一方の端部（図１（ｂ）において左側面部の溝の端部）の底部が一番高く（溝の深さが一番浅い）、機械後部側の他方の端部（図１（ｂ）において右側面部の溝の端部）の底部が一番低く（溝の深さが一番深い）なるように連続した傾斜をもって構成されている。すなわち、正面部のスプラッシュガードの底部に設けられた切粉排出用の正面溝を設け、２つの側面部のスプラッシュガード１の底部にも切粉排出用の側面溝を設け、正面溝と一方の側面溝とを接続し、正面溝と他方の側面溝とを接続し、一方の側面溝（図１（ｂ）左側の溝）は、工作機械の後方から正面溝に接続する部分に向かって下り傾斜を有し、正面溝は、一方の側面溝に接続する部分から他方の側面溝に接続する部分に向かって下り傾斜を有し、他方の側面溝は、正面溝に接続する部分から工作機械の後方に向かって下り傾斜する溝２としている。

又、溝２の底部が一番高い側の機械後部の端部には、ポンプ（図示せず）によってクーラントタンク４から汲み上げられた切削液（クーラント）を吐出する吐出口１１が配設されている。この吐出口１１から排出された加工液は、溝２の傾斜に沿って矢印Ｑに示すように、ベッド３の回りを巡って流れることになる。また、この溝２を形成した底部と連接するスプラッシュガード１の壁部は、溝２に向かって傾斜が付けられて連接され、スプラッシュガード１の壁部まで飛来した加工液や切粉を速やかに溝に導くように構成されている。

テーブル７に取りつけられたワークを主軸９に取りつけた工具で切削加工するとき、図示していないノズルよりクーラントタンク４から汲み上げた切削液（クーラント）を加工領域に噴射する。この加工液は、切粉を加工部から除去し、切粉を伴って下方に流れ落ちる。又、飛来した加工液や切粉は、スプラッシュガード１の壁部に当たり、下方に流れ落ち、溝２中に導かれる。
一方、図示していないポンプでクーラントタンク４より加工液が汲み上げられ、吐出口１１より噴出された加工液は、溝２の傾斜に沿って矢印Ｑに示すように流れ、該溝２に導かれた切粉を押し流し、溝２の出口よりクーラントタンク４に流出する。その後、切粉と加工液は分離される構造となっている。

以上のように、ベッド３上の工具とワークの加工領域を取り囲むように溝２が配設され、該溝２の底部は一方の端部より他方の端部まで連続して傾斜するように構成され、加工液が、溝２の底部が高い端部から該溝２に供給されることにより、加工液が溝２の傾斜に沿って流れ、溝２の他方の端部よりクーラントタンク４に回収される。また、工具でワークを加工することによって生じる切粉は、この加工領域を囲む溝２に落下し、該溝２中を流れる加工液によって、押し流されてクーラントタンク４まで搬送される。そして、このクーラントタンク４の位置で、加工液と切粉が分離される。

上述した実施形態では、溝２をスプラッシュガード１の底部に形成した（スプラッシュガード１だけで溝を形成するか、スプラッシュガード１とヘッドの面で溝を形成する）。すなわち、底部に溝２を形成したスプラッシュガード１を用いたが、スプラッシュガード１の底部に溝を形成せず、ベッド自体に加工領域を取り囲むように溝を形成しても、又は、溝を形成した底部材を配設し、その溝の外側回りにスプラッシュガードを配設するようにしてもよいものである。

本発明の一実施形態の概要図である。 従来の切粉排出機構を有する工作機械の一例の概要図である。

符号の説明

１ スプラッシュガード
２ 溝
３ ベッド
４ クーラントタンク
５ 配管
５ａ ノズル
６ 案内機構
７ テーブル
８ コラム
９ 主軸
１０ マガジン
１１ 吐出口

Claims (2)

1. 少なくとも正面部と２つの側面部にスプラッシュガードを有し、主軸に装着された工具とテーブルに載置されたワークとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、
   前記スプラッシュガードで囲まれた領域の底部において、前記工具によるワークの加工領域の正面部と２つの側面部を囲むように連続した溝が設けられ、
   該溝の底は、一方の側面部の溝の後端部が一番高く、他方の側面部の後端部が一番低くなるように傾斜して形成され、
   前記一方の側面部の溝の後方部から該溝に切削液を供給する切削液供給手段を備えることを特徴とする切粉排出構造を有する工作機械。
2. 前記スプラッシュガードは底部を備え、該前記スプラッシュガードの底部よりテーブルを載置するベッドを突出させ、該ベッドの回りの前記スプラッシュガードの底部に前記溝が形成されている請求項１に記載の切粉排出構造を有する工作機械。

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