JP4933918B2 - 工具に対する流体供給方法及び工作機械。 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1に示される工作機械については次のような構成が説明されている(次の説明に用いられている符号は特許文献1記載に基づくものである)。
フレーム2の内側には回転自在にスピンドル3を備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダBにおけるシャンク21を装着するためのホルダ装着孔5を備えさせている。
さらに上記フレームに対しては、上記スピンドルのホルダ装着孔の側方位置に、給液用の台を備えさせ、その給液用の台6の先端部には、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける受流体筒31を嵌着するための嵌合穴7を備えさせている。なお上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体通過用の孔を備えさせている。
次に上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダBの主体部20を回転させる。
一方、上記流体通過用の孔9から流体(例えば冷却用ミスト)を噴出させ、上記工具ホルダにおける受流体筒31の中空部に設けた流体室38と、工具ホルダBの主体部20に設けられている流体通路24を経由して上記工具ホルダBの主体部20の先端に装着する工具C(刃具)に向けて、上記流体供給手段からの流体(例えば空気と冷却用油性分とを混合してなるミスト)を供給するようにしている。
しかしながら、前述のように給液用の台6から噴き出した冷却用ミストは、工具ホルダにおける受流体筒31の流体室38、工具ホルダBの主体部20に設けられている流体通路24等の長い通路を経由して上記工具ホルダBの先端に装着する工具C(刃具)に向けて流れる為、時間を要し、その間、上記高速回転する工具Cには適正な量の冷却用ミストが供給されない問題点があり、その上、上記の工具Cに到達する冷却用ミストにあっては、空気流に比較して、比重の重い液体の移動速度は遅く、その結果、上記の工具Cに到達する冷却用ミストの液体の混合比率は、流体供給手段において適正に混合された冷却用ミストとは異質で、液体の混合比率が極めて少ない、所謂、不適切な潤滑剤(冷却用ミスト)が供給されることになる問題点があった。
他の目的は、スピンドルに対する工具ホルダの取り換えが行われる場合に、適正な潤滑剤を速やかに供給することのできる工作機械を提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
さらに上記フレームに対しては、上記スピンドルのホルダ装着孔の側方に、位置決めブロックを備えさせ、その位置決めブロックの先部には、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えさせ、
上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路とを経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段からの流体を供給する工具に対する流体供給方法において、
上記位置決めブロックにおける流体吹出口の流体供給手段の側に寄った位置には液体貯留室を備えさせ、その液体貯留室には上記流体供給手段における液体流体路と、空気流体路を連通させ、
上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させるに先立っては、上記液体貯留室に対して予め上記液体流体路から液体を供給しておき、上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させた状態で、上記液体貯留室に空気流体路を通して高圧の空気(又は高圧の空気に霧状の液体が含まれる流体)を吹き込み、上記液体貯留室内に予め蓄えられていた上記液体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させ、その後は流体供給手段からの所定の流体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させるようにしたものである。
位置決めブロックにおける流体吹出口11の流体供給手段の側に寄った位置に備えさせた液体貯留室60に対して予め蓄えられていた液体60aを、上記の新しく工具ホルダBにおける位置決めピン31の流通路38に向けて噴き出させ、その後は流体供給手段Fからの所定の流体を、例えばミストにして上記位置決めピンの流通路38に向けて噴き出させるようにするものであるから、新しい工具ホルダBにおける位置決めピンの流通路38と工具ホルダBの主体部20に設けられている流体通路24に向けては、初期は濃度の濃い液体が大量に含まれる流体が供給される特長がある。
このことは、従来、新しく装着する工具ホルダBにおける刃具Cに対して、回転初期に液体の混合比率が極めて少ない冷却用ミストが供給されていた問題点を解決するに役立つ効果がある。
上記位置決めブロックDにおいて、8はフレーム2の先端に備えさせる装着面2aに対して、元部9を任意の固着手段(例えばボルトを用いて装着面2aの側に設けられる雌ねじ孔に螺合させる装着手段)によって、着脱自在で、かつ、密着状態で装着した筒状の位置決め枠体、10はその先端部に設けた嵌合穴で、位置決めピン31の先端の形状に対応させ、水密的に密着可能な形状に構成してある。
側方流体供給方式(当分野では、サイドスルー又はサイドスルーMQL方式とも称されて、広く知られている)の工具ホルダBは、市場において各種の形式のものが広く知られており、例えば図1に示されるようにスピンドル3によって回転される主体部20と、ベアリング41を介して主体部20の中間部(中間位置より図示のように前寄りの位置)を回転可能に支持するケース40と、フレーム2の位置決めブロックDの嵌合穴10に嵌合され、かつケース40に連結されている位置決めピン31とを備える。
上記ケース40には、前記工作機械Aの流体吹出口11から位置決めピン31の流通路38が受け取る流体を、主体部20の流体受入孔58に送る為に前記ケースの内側に設けた流体送出口42を備える。具体的には、工作機械Aの流体吹出口11から受け取った流体を、ケース40に向けて送るための受流体伝送手段30(符号38,46の流路を含む)と、受流体伝送手段30とケース40における上記流体送出口42とを連結する受流体用の部材と、ケース40と主体部20との間に設けられ、受流体伝送手段30から供給される流体に対するシール機構とが備えられる。
前部には、周知の任意構成による工具装着部25が設けられている。この工具装着部25には周知のように任意の工具が着脱自在に装着でき、しかも工具の先端又は工具の周辺から流体を噴出可能な構成にしてある。
工具装着部25としては、例えば流体路43を備えるもので、工具Cの装着を可能にした受具25aを備えた工具装着孔が設けられている。
主体部20の中間部においては、図示しない周知のマニュピレータの爪が嵌合する溝22aを有するホルダ把持部材22を備える。
さらに主体部20の中間部においては、工具装着部25に装着される工具Cに向けて(工具Cの刃先、或いは刃先の周辺に向けて)流体を供給する為に、主軸の軸芯位置に備えさせる流体通路24と、流体通路24に対してケース40の側から流体を受け入れできるようにケース40の内周面に向けて開口させる流体受入孔58、23を備えている。
この環状流路57には、上記流体送出口42からの流体を、上記流体受入孔58に流入可能に上記流体送出口42と上記流体受入孔58とを夫々連通させる。
上記ケース40は、例えば図1に示す様に、図示左側部分にベアリング41,41を内嵌して主体部20を回転自在とする状態で一体化させてある。また広く知られているように中央より右側部分にシールケース35を配し、そこにシール36を抜き差し交換可能に備えさせてある。上記ケース40と、これの外周位置に固着してある保持筒32との間には、流体道46が介設されており、流通路38からの流体を流体送出口42に流通可能にしてある。
さらに上記流体混合室13には、流体供給手段Fに夫々連なる第1流体路17と、第1流体路とは別の第2流体路18、第3流体路19等の複数の流体路を夫々連通させてある。
上記複数の流体路(17、18、19)には、空気及び液体等の夫々性質の異なる流体を供給して、流体混合室13に備えさせたミスト混合手段Eで上記性質の異なる複数の流体を混合し、混合された流体を上記液体貯留室60を経由して、上記流体吹出口11から嵌合穴10に向けてミストを噴き出すことにより、上記位置決めピンの流通路38に向けて上記混合された流体を流通させて、上記工具Cに向けて混合された流体を供給するようにしている。
なお図3(B)に表れている細隙67aは、操作片67の中間に対して設けたもので、図3(B)の後退状態で液体貯留室60内の流体(液体状の潤滑剤)60aが流通路38に対して噴出することを可能にする為のものである。
他の手段としては、例えばノズル部材31aを図3に示す如く、ノズル部材挿入孔16に装着したとき、弁体65を図示外の制御装置によって後退させ、ノズル部材挿入孔16に向けて液体貯留室60内の流体60aが噴出するようにしても良い。
尚70は図3(B)の状態において油もれを防ぐためのオーリングの存在を示す。
上記構成の側方流体供給方式の工具ホルダBは、図示外のマガジン内に収納されている状態では係止片37が嵌合凹部26に嵌合して主体部20の回転が阻止されている。上記工具ホルダBを工作機本体Aに装着する場合には、主体部20の突子21をスピンドル3の装着孔5に向け、図1に示される状態から、左方向に向けて(軸線方向)に挿入し、周知の如く、引具を用いて装着孔5の内面と突子21の外周面とを密着させる状態で連結する。
すると受流体伝送手段30の位置決めピン31は位置決めブロックDの嵌合穴10に図3に示されているように当接嵌合し、同時に保持筒32の内部に向けて押し動かされ、その結果、係止片37が嵌合凹部26からはずれ、主体部20の回転が自在の状態となる。
前段の切削加工完了後、前に用いられた工具ホルダBをスピンドル3から取り外し、次に用いられる工具ホルダBを装着するまでの時間帯(自動工具交換時間帯:ATCの間)において、上記液体貯留室60に対して所定の必要量の潤滑剤60aを、上記冷却用オイル供給装置F2(又は水供給装置F3)から直接或いは上記流体混合室13を経由して供給しておく。
このようにすると自動工具交換(ATC)後、MQL用サイドスルーホルダに取り付けられている刃物の刃先が被加工物に近接した時点で、潤滑剤を刃先から確実に供給できるようになる。
その後は流体供給手段からの所定の流体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させるようにする。以下この点について説明する。
また、流体供給手段Fとして例えば比較的離れた位置に備えられる冷却用オイル供給装置F2は、パイプ18aを経由し、かつ、流量制御用のバルブ18bを経由し、第2流体路18に接続されることにより、オイル供給装置F2によって作られる高圧のオイル(流体)は、ノズル孔15において霧状にされて、ミストとなり、空気流と共に液体貯留室60を経由して位置決めピン31の方向に噴出する。
尚上記構成においては、パイプ17a内の空気流、パイプ18a内のオイル流、パイプ19a内の水流等は、夫々単独で流したり、二者、三者選択的に混合して流すことにより任意濃度(切削の要求に対応する種類)のミストを作ることができる。
繰り返すと、ミスト混合装置を位置決めブロック内に一体的に配置し、ミスト混合部とツールホルダに供給するプランジャーピンとの距離を最短とし、ミスト混合装置の起動から刃先へ潤滑剤が到達するまでの時間を短くすることができる。
さらに、流体を工具ホルダの比較的先端に近い位置から供給できるため、上記冷却用ミストは搬送時のミストのロスを少なくし、高速回転時のミストの刃先への吐出ロスを少なく供給できる利点がある。
また、工具Cを用いての切削中においては切削状況に対応して適切な内容のミストを位置決めブロックDの場所から応答性素早く届けることのできる利点もある。
Claims (3)
- フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
さらに上記フレームに対しては、上記スピンドルのホルダ装着孔の側方に、位置決めブロックを備えさせ、その位置決めブロックの先部には、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えさせ、
上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路とを経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段からの流体を供給する工具に対する流体供給方法において、
上記位置決めブロックにおける流体吹出口の流体供給手段の側に寄った位置には液体貯留室を備えさせ、その液体貯留室には上記流体供給手段における液体流体路と、空気流体路を連通させ、
上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させるに先立っては、上記液体貯留室に対して予め上記液体流体路から液体を供給しておき、上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させた状態で、上記液体貯留室に空気流体路を通して高圧の空気(又は高圧の空気に霧状の液体が含まれる流体)を吹き込み、上記液体貯留室内に予め蓄えられていた上記液体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させ、その後は流体供給手段からの所定の流体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させるようにしたことを特徴とする工具に対する流体供給方法。 - 上記位置決めブロックにおける流体吹出口の流体供給手段の側に寄った位置には液体貯留室を備えさせ、更にその液体貯留室における流体供給手段の側に寄った位置には流体混合室を備えさせ、さらに上記流体混合室には、流体供給手段に夫々連なる第1流体路と、第1流体路とは別の第2、第3の複数の流体路を夫々連通させ、
上記複数の流体路には、空気及び液体等の夫々性質の異なる流体を供給して、流体混合室に備えさせたミスト混合手段で上記性質の異なる複数の流体を混合し、混合された流体を上記液体貯留室を経由して、上記流体吹出口から嵌合穴に吹きだすことにより、上記位置決めピンの流通路に向けて上記混合された流体を流通させて、上記工具に向けて混合された流体を供給するようにしていることを特徴とする請求項1記載の工具に対する流体供給方法。 - フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
さらに上記フレームに対しては、上記スピンドルのホルダ装着孔の側方に、位置決めブロックを備えさせ、その位置決めブロックの先部には、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えさせ、
上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路とを経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段からの流体を供給するようにしてある工作機械において、
上記位置決めブロックにおける流体吹出口の流体供給手段の側に寄った位置には液体貯留室を備えさせ、その液体貯留室には上記流体供給手段における液体流体路と、空気流体路を連通させ、さらに上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させるに先立っては、上記液体貯留室に対して予め上記液体流体路から液体の供給を可能に構成し、上記位置決めブロックの嵌合穴に対して上記位置決めピンの先端を嵌合させた状態で、上記液体貯留室に空気流体路を通して高圧の空気(又は高圧の空気に霧状の液体が含まれる流体)を吹き込み、上記液体貯留室内に蓄えられていた上記液体を上記位置決めピンの流通路に向けて噴き出させることを可能にしてあることを特徴とする工作機械。
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