JPH11320328A - Method and device for dry cut by nitrogen gas - Google Patents
Method and device for dry cut by nitrogen gasInfo
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- JPH11320328A JPH11320328A JP14845498A JP14845498A JPH11320328A JP H11320328 A JPH11320328 A JP H11320328A JP 14845498 A JP14845498 A JP 14845498A JP 14845498 A JP14845498 A JP 14845498A JP H11320328 A JPH11320328 A JP H11320328A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセン
タ，フライス盤，歯切盤，旋盤，研削盤等の工作機械等
に取付けられた工具刃先に、窒素ガス等の不燃性ガスを
噴出するドライカット装置とその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry cutting apparatus for injecting a non-combustible gas such as nitrogen gas into a cutting edge of a tool attached to a machine tool such as a machining center, a milling machine, a gear cutting machine, a lathe, and a grinding machine. Regarding the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、工作機械の主軸に取付けられた工
具の冷却方法は、切削液（クーラント液）をノズルから
工具先端に向けて噴射させ、工具先端の摩擦低減や温度
上昇を抑制させ、効率の良い切削と工具寿命を長くして
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a cooling method for a tool mounted on a main shaft of a machine tool is performed by injecting a cutting fluid (coolant liquid) from a nozzle toward a tool tip, thereby reducing friction at the tool tip and suppressing temperature rise. Efficient cutting and longer tool life.
【０００３】上記切削液（クーラント液）を使用した工
具の冷却方法では、スラッジ処理が必要であり、このス
ラッジは切削液が腐敗したものを含んでいるから、その
廃液処理を困難にする。また、切削液（クーラント液）
は、循環して再使用されるから、その液温が次第に上昇
することとなり、この液温上昇により機械各部の熱膨張
を来し、加工精度を損なう原因の１つになっている。In the method of cooling a tool using the above-mentioned cutting fluid (coolant fluid), sludge treatment is necessary, and since this sludge contains decaying cutting fluid, it becomes difficult to treat the waste fluid. Also, cutting fluid (coolant fluid)
Since the liquid is circulated and reused, the liquid temperature gradually rises, and the rise in the liquid temperature causes thermal expansion of various parts of the machine, which is one of the causes of impairing the processing accuracy.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、最近は低温空
気の冷却手段や不燃性ガスを加工点に噴射する方法が提
案されている。特に、不燃性ガスによる噴射方法は、加
工点の酸化防止やオイルミストによる発火の危険が防止
できる利点を有している。しかし、上記不燃性ガスに窒
素を使用するときは、窒素を充填したボンベから徐々に
窒素を取り出し使用する形態となるから、ランニングコ
ストが高くなるし、ボンベの設置スペースも必要とな
る。更に、窒素消費量が多いと、度々のボンベ交換が必
要であり、ワーク加工を中断しなければならない。Therefore, recently, a method of cooling low-temperature air and a method of injecting non-combustible gas to a processing point have been proposed. In particular, the injection method using a nonflammable gas has the advantage that oxidation of the processing point can be prevented and the danger of ignition due to oil mist can be prevented. However, when nitrogen is used as the non-combustible gas, the nitrogen is gradually taken out from the cylinder filled with nitrogen and used, so that the running cost is increased and the installation space for the cylinder is required. Further, when the nitrogen consumption is large, the cylinder needs to be frequently replaced, and the machining of the work must be interrupted.
【０００５】本発明は、上記従来のクーラント方式や不
燃性ガス方式に使用される窒素ボンベによるランニング
コストのアップ等の問題点に鑑みてなされたものであ
る。そこで、大気を圧縮して得られた圧縮空気中から窒
素ガス成分だけを分離・抽出し、この窒素ガスを工作機
械等における工具先端部に供給するようにしたドライカ
ット方法及びその装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of problems such as an increase in running costs due to the use of a nitrogen cylinder used in the conventional coolant system and nonflammable gas system. Therefore, there is provided a dry cutting method and a device for separating and extracting only a nitrogen gas component from compressed air obtained by compressing the atmosphere and supplying the nitrogen gas to a tool tip of a machine tool or the like. The purpose is to:
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の窒素
ガスによるドライカット方法は、大気を圧縮して得られ
た圧縮空気を、濾過要素又は吸着要素等に供給して窒素
ガス成分だけを分離・抽出し、この抽出した窒素ガスを
適宜輸送手段と噴射手段とにより工作機械等におけるワ
ーク加工用の工具先端部に供給し、窒素ガスの雰囲気中
でワーク加工することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a dry cutting method using nitrogen gas, wherein compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to a filtration element or an adsorption element, and only a nitrogen gas component is supplied. Is separated and extracted, and the extracted nitrogen gas is supplied to the tip of a tool for processing a work in a machine tool or the like by an appropriate transport means and an injection means, and the work is processed in a nitrogen gas atmosphere.
【０００７】本発明の請求項２は、請求項１記載の窒素
ガスによるドライカット方法において、ワーク加工に使
用した使用済みの窒素ガスを回収手段により回収し、こ
の回収窒素ガスを再度圧縮して濾過要素又は吸着要素等
に供給することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a dry cutting method using nitrogen gas according to the first aspect, wherein the used nitrogen gas used for processing the workpiece is recovered by a recovery means, and the recovered nitrogen gas is compressed again. It is characterized in that it is supplied to a filtration element or an adsorption element.
【０００８】本発明の請求項３の窒素ガスによるドライ
カット装置は、大気を圧縮して圧縮空気とするコンプレ
ッサーと、上記圧縮空気中から窒素ガス成分だけを分離
・抽出する濾過要素又は吸着要素等と、この抽出した窒
素ガスを工作機械等におけるワーク加工用の工具先端部
に供給するための適宜輸送手段と噴射手段とを工作機械
に装備し、窒素ガスの雰囲気中でワーク加工させること
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a dry cut apparatus using nitrogen gas, comprising: a compressor for compressing the atmosphere to produce compressed air; a filter element or an adsorption element for separating and extracting only nitrogen gas components from the compressed air; The machine tool is equipped with an appropriate transport means and an injection means for supplying the extracted nitrogen gas to the tip of the tool for machining a workpiece in the machine tool or the like, and the workpiece is machined in an atmosphere of nitrogen gas. And
【０００９】本発明の請求項４は、請求項３記載の窒素
ガスによるドライカット装置において、ワーク加工に使
用した使用済みの窒素ガスを回収する回収手段と、この
回収窒素ガスを再度コンプレッサーに移送するための適
宜輸送手段とを装備したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a dry cutting apparatus using nitrogen gas according to the third aspect, wherein a recovery means for recovering used nitrogen gas used for work processing, and transferring the recovered nitrogen gas to the compressor again. Transportation means for carrying out the operation.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１によると、大気を圧縮して得られた圧
縮空気を、濾過要素又は吸着要素に供給して窒素ガス成
分だけを分離・抽出し、この抽出した窒素ガスを適宜輸
送手段と噴射手段とにより工作機械等におけるワーク加
工の工具先端部に供給するから、窒素ガスの雰囲気中で
ワーク加工できるとともに、低いランニングコストの基
に窒素ガスを工具の加工点に効率良く噴射・供給するこ
とができる。According to the first aspect, compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to a filtration element or an adsorption element to separate and extract only a nitrogen gas component, and the extracted nitrogen gas is appropriately provided to a transportation means. Injection means supplies to the tool tip for work processing in machine tools, etc., so that work can be processed in an atmosphere of nitrogen gas, and nitrogen gas is efficiently injected and supplied to the processing point of the tool based on low running cost. be able to.
【００１１】請求項２によると、ワーク加工に使用した
使用済みの窒素ガスを回収手段により回収し、この回収
窒素ガスを再度圧縮して濾過要素又は吸着要素に供給す
るから、窒素ガスの生成・回収・再利用率が飛躍的に向
上し、より低いランニングコストの基に窒素ガスを工具
の加工点に効率良く噴射・供給させられる。According to the second aspect, the used nitrogen gas used for processing the workpiece is recovered by the recovery means, and the recovered nitrogen gas is compressed again and supplied to the filtration element or the adsorption element. The recovery / reuse rate is dramatically improved, and nitrogen gas can be efficiently injected and supplied to the processing point of the tool based on lower running costs.
【００１２】請求項３によると、大気を圧縮して圧縮空
気とするコンプレッサーと、上記圧縮空気中から窒素ガ
ス成分だけを分離・抽出する濾過要素又は吸着要素等
と、この抽出した窒素ガスを工作機械等におけるワーク
加工用の工具先端部に供給するための適宜輸送手段と噴
射手段とを工作機械に装備しているから、窒素ガスの雰
囲気中でワーク加工させることができるとともに、低い
ランニングコストの基に窒素ガスを効率良く生成・供給
するドライカット装置が提供できる。According to a third aspect of the present invention, a compressor for compressing the atmosphere into compressed air, a filtering element or an adsorbing element for separating and extracting only the nitrogen gas component from the compressed air, and processing the extracted nitrogen gas. Since the machine tool is equipped with appropriate transport means and injection means for supplying to the tool tip for work processing in a machine or the like, work can be processed in an atmosphere of nitrogen gas and low running cost can be achieved. It is possible to provide a dry cut device that efficiently generates and supplies nitrogen gas to the base.
【００１３】請求項４によると、ワーク加工に使用した
使用済みの窒素ガスを回収する回収手段と、この回収窒
素ガスを再度コンプレッサーに移送するための適宜輸送
手段とを装備したから、ドライカット装置は窒素ガスの
生成・回収・再利用率を飛躍的に向上させられ、より低
いランニングコストの基に窒素ガスを効率良く生成・供
給することができる。According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a recovery means for recovering the used nitrogen gas used for the work processing and an appropriate transportation means for transferring the recovered nitrogen gas to the compressor again. Can dramatically improve the rate of generation, recovery, and reuse of nitrogen gas, and can efficiently generate and supply nitrogen gas at a lower running cost.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明に窒素ガスによるド
ライカット方法及びその装置を、図面の実施形態につい
て説明する。図１〜図４は、本発明に窒素ガスによるド
ライカット方法及びその装置の第１実施形態を示し、図
５，図６，図７は第２実施形態を示し、図８，図９は第
３実施形態を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a dry cutting method and apparatus using nitrogen gas according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment of a dry cutting method and apparatus using nitrogen gas according to the present invention, FIGS. 5, 6, and 7 show a second embodiment, and FIGS. 3 shows three embodiments.
【００１５】先ず、図１〜図４に示す窒素ガスによるド
ライカット方法及びその装置の第１実施形態から説明す
る。本発明の対象機械は、マシニングセンタ，フライス
盤，歯切盤，旋盤，研削盤等の工作機械であり、これら
の工作機械に取付けられた工具刃先に、窒素ガス等の不
燃性ガスを噴出するものに適用される。図１に示す工作
機械１は、テーブル３の上に置かれたワークＷに対し
て、垂直方向に配置した主軸頭５の内部に装備する主軸
７の下端に取り付けた工具Ｔにより加工するものであ
る。このような工作機械１に、ドライカット装置１００
が装備される。First, a dry cutting method using nitrogen gas and a first embodiment thereof shown in FIGS. 1 to 4 will be described. The target machine of the present invention is a machine tool such as a machining center, a milling machine, a gear cutting machine, a lathe, a grinder, etc., which injects a non-combustible gas such as nitrogen gas to a tool edge mounted on the machine tool. Applied. The machine tool 1 shown in FIG. 1 processes a workpiece W placed on a table 3 by a tool T attached to a lower end of a spindle 7 provided inside a spindle head 5 arranged vertically. is there. Such a machine tool 1 has a dry cut device 100
Will be equipped.
【００１６】上記ドライカット装置１００は、工作機械
１の主軸頭５の下端面に、窒素ガス等の流体の噴射手段
となる噴射ノズル１０を１つ又は複数個（図示は１つ）
する。この噴射ノズル１０には、輸送手段となる配管Ｐ
が接続されており、その配管の他端は、窒素生成装置２
００に接続されている。図２において、上記窒素生成装
置２００は、窒素８０％，酸素２０％とからなる周囲の
大気Ｅを圧縮して圧縮空気Ｅ１とするコンプレッサーＣ
と、上記圧縮空気Ｅ１中から窒素ガス成分Ｎだけを分離
・抽出する濾過要素Ｒとからなる。In the dry cutting apparatus 100, one or a plurality of injection nozzles 10 (shown as one) are provided on the lower end face of the spindle head 5 of the machine tool 1 as a means for injecting a fluid such as nitrogen gas.
I do. This injection nozzle 10 has a pipe P serving as a transportation means.
The other end of the pipe is connected to the nitrogen generator 2
00 is connected. In FIG. 2, the nitrogen generator 200 compresses a surrounding air E composed of 80% of nitrogen and 20% of oxygen to produce a compressed air E1 by a compressor C.
And a filter element R for separating and extracting only the nitrogen gas component N from the compressed air E1.
【００１７】上記濾過要素Ｒは、図３に示すように、中
空の糸型フィルタＦを主要構成要素としている。この中
空の糸型フィルタＦ内に、圧縮空気Ｅ１を圧入すると、
重くて分子量の多い、水分，酸素，炭酸ガスは糸型フィ
ルタＦを通過出来ず、軽くて分子量の少ない窒素だけが
通過出来る。上記フィルタ効果により、窒素ガス成分Ｎ
だけを回収・生成する。尚、水分，酸素，炭酸ガス等
は、大気へ放出して糸型フィルタＦ内に停滞しないよう
になっている。As shown in FIG. 3, the filtering element R has a hollow fiber filter F as a main component. When compressed air E1 is press-fitted into this hollow thread type filter F,
Heavy, high molecular weight water, oxygen, and carbon dioxide gas cannot pass through the thread filter F, but only light, low molecular weight nitrogen. By the above filter effect, the nitrogen gas component N
Collect and generate only It should be noted that moisture, oxygen, carbon dioxide gas and the like are released to the atmosphere and do not stay in the thread type filter F.
【００１８】上記糸型フィルタＦでの中空糸膜透過速度
を図４に示す。これによると、透過速度の速い「Ｈ２
Ｏ，Ｈ２，Ｈｅ，Ｈ２Ｓ，ＣＯ２，Ｏ２」と、透過速度
の遅い「Ａｒ，ＣＯ，Ｎｅ，ＣＨ４」とに分布される。FIG. 4 shows the permeation speed of the hollow fiber membrane through the fiber type filter F. According to this, “H2
O, H2, He, H2S, CO2, O2 "and" Ar, CO, Ne, CH4 "having a low transmission rate.
【００１９】本発明の窒素ガスによるドライカット装置
１００は、上記構成からなり、以下のように窒素ガスが
生成され、窒素ガスによるドライカット方法が実施され
る。先ず、窒素生成装置２００を運転して、コンプレッ
サーＣにより窒素８０％，酸素２０％とからなる周囲の
大気Ｅを圧縮して圧縮空気Ｅ１とする。この圧縮空気Ｅ
１を濾過要素Ｒの糸型フィルタＦ内に圧入すると、重く
て分子量の多い、水分，酸素，炭酸ガスは糸型フィルタ
Ｆを通過出来ず、軽くて分子量の少ない窒素だけが通過
出来る。上記フィルタ効果により、窒素ガス成分Ｎだけ
を回収・生成する。また、水分，酸素，炭酸ガス等は、
大気へ放出されて糸型フィルタＦ内に停滞しないから、
窒素生成装置２００の連続運転ができる。The dry cut apparatus 100 using nitrogen gas of the present invention has the above-described configuration, generates nitrogen gas as follows, and performs a dry cut method using nitrogen gas. First, the nitrogen generator 200 is operated, and the surrounding air E composed of 80% of nitrogen and 20% of oxygen is compressed by the compressor C to obtain compressed air E1. This compressed air E
When 1 is pressed into the thread filter F of the filtration element R, heavy, high molecular weight water, oxygen and carbon dioxide gas cannot pass through the thread filter F, but only light and low molecular weight nitrogen can pass. Due to the filter effect, only the nitrogen gas component N is recovered and generated. In addition, moisture, oxygen, carbon dioxide, etc.
Since it is released to the atmosphere and does not stay in the thread type filter F,
Continuous operation of the nitrogen generator 200 can be performed.
【００２０】上記のようにドライカット装置１００は、
窒素生成装置２００からの窒素ガス成分Ｎを、輸送手段
となる配管Ｐから噴射手段となる噴射ノズル１０に供給
する。この供給圧力は、５〜２０ｋｇ／ｃｍ2の範囲内
において、ワークＷや工具Ｔに適合した最適圧力が供給
される。その噴射温度は常温であるが、必要に応じて常
温から零下１５０℃の範囲内の適宜温度に調節される。As described above, the dry cutting apparatus 100
The nitrogen gas component N from the nitrogen generator 200 is supplied from a pipe P serving as a transport means to an injection nozzle 10 serving as an injection means. As the supply pressure, an optimum pressure suitable for the workpiece W and the tool T is supplied within a range of 5 to 20 kg / cm 2 . The injection temperature is normal temperature, but is adjusted to an appropriate temperature within a range from normal temperature to 150 ° C. below zero as needed.
【００２１】上記状態において、窒素ガスの雰囲気中で
工具Ｔが回転してワークＷの加工を行なう。このとき、
噴射ノズル１０から供給圧力５〜２０ｋｇ／ｃｍ2の窒
素ガス成分Ｎが工具Ｔの加工点に向けて効率良く噴射・
供給される。上記窒素ガス成分Ｎが工具Ｔの加工点に向
けて噴射されることで、工具Ｔの耐摩耗性の向上とワー
クＷの良切削性を維持した状態でのドライカットが実施
される。In the above state, the tool T rotates in the atmosphere of nitrogen gas to process the work W. At this time,
A nitrogen gas component N having a supply pressure of 5 to 20 kg / cm 2 is efficiently injected from the injection nozzle 10 toward the processing point of the tool T.
Supplied. By injecting the nitrogen gas component N toward the processing point of the tool T, dry cutting is performed with the wear resistance of the tool T improved and the workability of the work W maintained.
【００２２】本発明の第１実施形態によると、以下の効
果を奏する。先ず、大気を圧縮して得られた圧縮空気
を、濾過要素に供給して窒素ガス成分だけを分離・抽出
し、この抽出した窒素ガスを工作機械等におけるワーク
加工の工具先端部に供給するドライカット方法が実施・
提供できる。そして、上記ドライカット方法により、低
いランニングコストの基に窒素ガスを工具の加工点に効
率良く噴射・供給することができる。According to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained. First, compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to a filtration element to separate and extract only a nitrogen gas component, and the extracted nitrogen gas is supplied to a tip of a tool for machining a workpiece in a machine tool or the like. The cutting method is implemented
Can be provided. By the dry cutting method, the nitrogen gas can be efficiently injected and supplied to the processing point of the tool at a low running cost.
【００２３】本発明は、上記第１実施形態に限定されな
い。例えば、図５に示すような第２実施形態の窒素生成
装置３００を採用しても良い。この窒素生成装置３００
は、窒素８０％，酸素２０％とからなる周囲の大気Ｅを
圧縮して圧縮空気Ｅ１とするスクリュウ・コンプレッサ
ーＳＣと、上記圧縮空気Ｅ１中から窒素ガス成分Ｎだけ
を分離・抽出する吸着要素Ｋを採用したものである。そ
の詳細は、スクリュウ・コンプレッサーＳＣからの圧縮
空気Ｅ１を受け入れる２つの吸着槽Ｋ１，Ｋ２と、窒素
ガス成分Ｎを溜める１つのバッファタンクＢと、を備え
ている。The present invention is not limited to the first embodiment. For example, a nitrogen generator 300 according to the second embodiment as shown in FIG. 5 may be employed. This nitrogen generator 300
Is a screw compressor SC that compresses the surrounding atmosphere E composed of 80% nitrogen and 20% oxygen to produce compressed air E1, and an adsorption element K that separates and extracts only the nitrogen gas component N from the compressed air E1. Is adopted. The details include two adsorption tanks K1 and K2 for receiving the compressed air E1 from the screw compressor SC, and one buffer tank B for storing the nitrogen gas component N.
【００２４】上記２つの吸着槽Ｋ１，Ｋ２は、交互に圧
縮空気Ｅ１を受け入れる。即ち、図６に示すように、こ
の受入れ時に吸着槽Ｋ１が「Ｈ２Ｏ，ＣＯ２，Ｏ２等」
を吸着させ、窒素ガスＮ２（窒素ガス成分Ｎ）のみを通
過させてバッファタンクＢへ送り込む。この「Ｈ２Ｏ，
ＣＯ２，Ｏ２等」を吸着させた吸着槽Ｋ１は、吸着物で
その機能が麻痺するから、この麻痺時に圧縮空気Ｅ１の
受入れを中断して、図７に示すように、逆方向から圧縮
空気Ｅ１´を吸着槽Ｋ１に供給する。この逆流する圧縮
空気Ｅ１´により吸着槽Ｋ１に吸着した「Ｈ２Ｏ，ＣＯ
２，Ｏ２等」を外部へ排ガスとして排出する。この後、
再び、図６に示すように、圧縮空気Ｅ１を供給口側から
受け入れ、吸着槽Ｋ１に「Ｈ２Ｏ，ＣＯ２，Ｏ２等」を
吸着させ、窒素ガスＮ２（窒素ガス成分Ｎ）のみを通過
させてバッファタンクＢへ送り込む作用を繰り返す。The two adsorption tanks K1 and K2 alternately receive the compressed air E1. That is, as shown in FIG. 6, at the time of this reception, the adsorption tank K1 is set to "H2O, CO2, O2, etc."
Is adsorbed, and only the nitrogen gas N2 (nitrogen gas component N) is passed through and sent to the buffer tank B. This "H2O,
The function of the adsorption tank K1 adsorbing "CO2, O2, etc." is paralyzed by the adsorbed material. Therefore, at the time of this paralysis, the receiving of the compressed air E1 is interrupted, and as shown in FIG. Is supplied to the adsorption tank K1. The "H2O, CO" adsorbed on the adsorption tank K1 by the compressed air E1 'flowing backward.
2, O2, etc. "to the outside as exhaust gas. After this,
Again, as shown in FIG. 6, the compressed air E1 is received from the supply port side, "H2O, CO2, O2, etc." is adsorbed in the adsorption tank K1, and only the nitrogen gas N2 (nitrogen gas component N) is allowed to pass through the buffer. The action of feeding into tank B is repeated.
【００２５】上記吸着槽Ｋ２においても、吸着槽Ｋ１が
圧縮空気Ｅ１を吸引時に逆流する圧縮空気Ｅ１´により
吸着槽Ｋ２に吸着した「Ｈ２Ｏ，ＣＯ２，Ｏ２等」を外
部へ排出し、再び、圧縮空気Ｅ１を供給口側から受け入
れるように、１８０度位相をずらして交互運転されるか
ら、バッファタンクＢへは連続して窒素ガスＮ２（窒素
ガス成分Ｎ）が送り込まれる。In the adsorption tank K2 as well, "H2O, CO2, O2, etc." adsorbed in the adsorption tank K2 by the compressed air E1 'which flows backward when the compressed air E1 is sucked out of the adsorption tank K1 is discharged to the outside, and compressed again. Since the air E1 is alternately operated 180 ° out of phase so as to receive the air E1 from the supply port side, the nitrogen gas N2 (nitrogen gas component N) is continuously supplied to the buffer tank B.
【００２６】以上のように、第２実施形態の窒素生成装
置３００は、上記構成からなり、以下のように窒素ガス
が生成され、窒素ガスによるドライカット方法が実施さ
れる。先ず、窒素生成装置３００を運転して、スクリュ
ウ・コンプレッサーＳＣにより窒素８０％，酸素２０％
とからなる周囲の大気Ｅを圧縮して圧縮空気Ｅ１とす
る。この圧縮空気Ｅ１を吸着要素Ｋの２つの吸着槽Ｋ
１，Ｋ２の何れかに圧入すると、重くて分子量の多い、
水分，酸素，炭酸ガスは吸着槽Ｋ１又はＫ２に吸着され
る。そして、軽くて分子量の少ない窒素だけが通過で
き、窒素ガス成分ＮだけをバッファタンクＢに回収し、
輸送手段となる配管Ｐから噴射手段となる噴射ノズル１
０に供給する。以下は、上記第１実施形態のドライカッ
ト装置１００と同様の作用を行なう。As described above, the nitrogen generating apparatus 300 of the second embodiment has the above-described configuration, generates nitrogen gas as follows, and performs a dry cut method using nitrogen gas. First, the nitrogen generator 300 was operated, and the screw compressor SC was used for 80% nitrogen and 20% oxygen.
Is compressed into the compressed air E1. This compressed air E1 is supplied to two adsorption tanks K of the adsorption element K.
1 and K2, it is heavy and has high molecular weight.
Moisture, oxygen and carbon dioxide are adsorbed in the adsorption tank K1 or K2. Then, only light and low molecular weight nitrogen can pass, and only the nitrogen gas component N is collected in the buffer tank B,
Injection nozzle 1 serving as injection means from pipe P serving as transportation means
Supply 0. Hereinafter, the same operation as that of the dry cut apparatus 100 of the first embodiment is performed.
【００２７】本発明の第２実施形態によると、以下の効
果を奏する。先ず、大気を圧縮して得られた圧縮空気
を、吸着要素に供給して窒素ガス成分だけを分離・抽出
し、この抽出した窒素ガスを工作機械等におけるワーク
加工の工具先端部に供給するドライカット方法が実施・
提供できる。そして、上記ドライカット方法により、低
いランニングコストの基に窒素ガスを工具の加工点に効
率良く噴射・供給することができる。According to the second embodiment of the present invention, the following effects can be obtained. First, compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to an adsorption element to separate and extract only a nitrogen gas component, and the extracted nitrogen gas is supplied to a tip of a tool for processing a workpiece in a machine tool or the like. The cutting method is implemented
Can be provided. By the dry cutting method, the nitrogen gas can be efficiently injected and supplied to the processing point of the tool at a low running cost.
【００２８】本発明は、上記第１，２実施形態に限定さ
れない。例えば、図８，図９に示す第３実施形態の窒素
ガスによるドライカット装置４００としても良い。即
ち、ワーク加工に使用した使用済みの窒素ガスを、工作
機械１の外周に配置したスプラッシュガードＳＧと、こ
の片端に配置した回収手段ＫＵにより強制回収し、窒素
生成装置５００のスクリュウ・コンプレッサーＳＣに移
送する。尚、強制回収した使用済みの窒素ガスは、適宜
輸送手段Ｐ２と、濾過手段Ｆ１と、切替弁Ｖと、を介し
てスクリュウ・コンプレッサーＳＣに移送される。The present invention is not limited to the first and second embodiments. For example, a dry cut device 400 using nitrogen gas according to the third embodiment shown in FIGS. 8 and 9 may be used. That is, the used nitrogen gas used for the work processing is forcibly collected by the splash guard SG arranged on the outer periphery of the machine tool 1 and the collecting means KU arranged on one end thereof, and is sent to the screw compressor SC of the nitrogen generator 500. Transfer. The used nitrogen gas that has been forcibly collected is transferred to the screw compressor SC via the transporting means P2, the filtering means F1, and the switching valve V as appropriate.
【００２９】再度、図９により説明すると、上記窒素生
成装置５００は、ワーク加工に使用した使用済みの窒素
ガスを回収する回収手段ＫＵと、この回収窒素ガスＮ２
´を再度スクリュウ・コンプレッサーＳＣに移送するた
めの適宜輸送手段Ｐ２と、塵埃等を除去する濾過手段Ｆ
１と、外気への放出とスクリュウ・コンプレッサーＳＣ
への切り替えを行なう切替弁Ｖと、を装備させている。
その他の構成は、第２実施形態の窒素生成装置３００
（図５に示す）と同様につき、同一符号を付して説明を
省略する。Referring again to FIG. 9, the nitrogen generator 500 includes a recovery unit KU for recovering the used nitrogen gas used for the work processing, and the recovered nitrogen gas N2.
′ To the screw compressor SC again, and a filtering means F for removing dust and the like.
1, and release to outside air and screw compressor SC
And a switching valve V for switching to the control mode.
Other configurations are similar to those of the nitrogen generator 300 of the second embodiment.
(Shown in FIG. 5), the same reference numerals are given, and the description is omitted.
【００３０】本発明に係る第３実施形態の窒素ガスによ
るドライカット装置４００は、ワーク加工に使用した使
用済みの窒素ガスＮ２´を回収手段ＫＵにより回収し、
この回収窒素ガスＮ２´を再度圧縮して吸着要素Ｋに供
給するから、窒素ガスの生成・回収・再利用率が飛躍的
に向上し、より低いランニングコストの基に窒素ガスを
工具Ｔの加工点に効率良く噴射・供給させられる。In the dry cutting apparatus 400 using nitrogen gas according to the third embodiment of the present invention, the used nitrogen gas N2 'used for processing the workpiece is collected by the collecting means KU.
Since the recovered nitrogen gas N2 'is compressed again and supplied to the adsorption element K, the rate of generation, recovery and reuse of the nitrogen gas is dramatically improved, and the nitrogen gas is processed into the tool T based on a lower running cost. Efficient injection and supply to points.
【００３１】本発明は、上記第３実施形態に限定されな
い。例えば、第１実施形態の窒素生成装置２００に、窒
素ガスＮ２を回収する回収手段ＫＵと、この回収窒素ガ
スＮ２´を再度コンプレッサーＣに移送するための適宜
輸送手段Ｐ２と、塵埃等を除去する濾過手段Ｆ１と、外
気への放出とコンプレッサーＣへの切り替えを行なう切
替弁Ｖと、を装備させたものであっても同様な作用・効
果が得られ、このように設計変更しても良い。更に、濾
過要素Ｒや吸着要素Ｋに替えて、他の適宜窒素分離・抽
出手段に設計変更しても良い。The present invention is not limited to the third embodiment. For example, in the nitrogen generator 200 of the first embodiment, a recovery unit KU for recovering the nitrogen gas N2, an appropriate transportation unit P2 for transferring the recovered nitrogen gas N2 'to the compressor C again, and dust and the like are removed. The same operation and effect can be obtained even if the filter means F1 and the switching valve V for switching to the outside air and switching to the compressor C are provided, and the design may be changed in this way. Further, instead of the filtering element R and the adsorbing element K, the design may be changed to other appropriate nitrogen separation / extraction means.
【００３２】また、その対象機械はマシニングセンタ，
フライス盤等の工作機械における実施形態で示したが、
歯切盤，旋盤，研削盤等のその他の工作機械において
も、同様に実施可能である。The target machine is a machining center,
Although shown in the embodiment in a machine tool such as a milling machine,
The present invention can be similarly applied to other machine tools such as a gear cutting machine, a lathe, and a grinding machine.
【００３３】[0033]
【発明の効果】請求項１によると、大気を圧縮して得ら
れた圧縮空気を、濾過要素又は吸着要素等に供給して窒
素ガス成分だけを分離・抽出し、この抽出した窒素ガス
を適宜輸送手段と噴射手段とにより工作機械等における
ワーク加工の工具先端部に供給するドライカット方法で
あるから、窒素ガスの雰囲気中でワーク加工できるとと
もに、低いランニングコストの基に窒素ガスを工具の加
工点に効率良く噴射・供給する効果が発揮される。According to the first aspect of the present invention, compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to a filtration element or an adsorption element to separate and extract only the nitrogen gas component, and the extracted nitrogen gas is appropriately removed. Since this is a dry cut method in which the transport means and the injection means are supplied to the tool tip for work processing in machine tools and the like, the work processing can be performed in an atmosphere of nitrogen gas, and the processing of the tool using nitrogen gas based on low running cost. The effect of injecting and supplying efficiently to the point is exhibited.
【００３４】請求項２によると、ワーク加工に使用した
使用済みの窒素ガスを回収手段により回収し、この回収
窒素ガスを再度圧縮して濾過要素又は吸着要素等に供給
するドライカット方法であるから、窒素ガスの生成・回
収・再利用率が飛躍的に向上し、より低いランニングコ
ストの基に窒素ガスを工具の加工点に効率良く噴射・供
給する効果が発揮される。According to the second aspect, a dry cut method is used in which the used nitrogen gas used for the work processing is collected by the collecting means, and the collected nitrogen gas is compressed again and supplied to the filtration element or the adsorption element. In addition, the generation / recovery / reuse rate of nitrogen gas is dramatically improved, and the effect of efficiently injecting / supplying nitrogen gas to the processing point of the tool based on lower running costs is exhibited.
【００３５】請求項３によると、大気を圧縮して圧縮空
気とするコンプレッサーと、上記圧縮空気中から窒素ガ
ス成分だけを分離・抽出する濾過要素又は吸着要素等
と、この抽出した窒素ガスを工作機械等におけるワーク
加工用の工具先端部に供給するための適宜輸送手段と噴
射手段とを工作機械に装備したドライカット装置である
から、窒素ガスの雰囲気中でワーク加工させることがで
きるとともに、低いランニングコストの基に窒素ガスを
効率良く生成・供給するドライカット装置が提供できる
効果が発揮される。According to a third aspect of the present invention, a compressor for compressing the atmosphere into compressed air, a filter element or an adsorption element for separating and extracting only the nitrogen gas component from the compressed air, and a process for processing the extracted nitrogen gas Since it is a dry cut device equipped with a machine tool with appropriate transportation means and injection means for supplying to a tool tip for work processing in a machine or the like, work can be processed in an atmosphere of nitrogen gas and low. The effect of being able to provide a dry cut device that efficiently generates and supplies nitrogen gas based on running costs is exhibited.
【００３６】請求項４によると、ワーク加工に使用した
使用済みの窒素ガスを回収する回収手段と、この回収窒
素ガスを再度コンプレッサーに移送するための適宜輸送
手段とを装備したドライカット装置であるから、このド
ライカット装置は窒素ガスの生成・回収・再利用率を飛
躍的に向上させられ、より低いランニングコストの基に
窒素ガスを効率良く生成・供給できる効果が発揮され
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a dry cutting apparatus equipped with a recovery means for recovering used nitrogen gas used for work processing, and an appropriate transportation means for transferring the recovered nitrogen gas to the compressor again. Therefore, this dry cut device can dramatically improve the generation, recovery and reuse rates of nitrogen gas, and exhibit the effect of efficiently generating and supplying nitrogen gas at a lower running cost.
【図１】本発明の第１実施形態を示し、ドライカット装
置を備えた工作機械の正面図である。FIG. 1 is a front view of a machine tool including a dry cutting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態を示し、窒素生成装置の
正面図である。FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention and is a front view of the nitrogen generator.
【図３】本発明の第１実施形態を示し、窒素生成装置の
機能説明図である。FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention and is a functional explanatory view of the nitrogen generator.
【図４】本発明の第１実施形態を示し、中空糸膜透過速
度の説明図である。FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a permeation speed of a hollow fiber membrane.
【図５】本発明の第２実施形態を示し、窒素生成装置の
構成図である。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention and is a configuration diagram of a nitrogen generator.
【図６】本発明の第２実施形態を示し、吸着槽の作用図
である。FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention and is an operation diagram of an adsorption tank.
【図７】本発明の第２実施形態を示し、吸着槽の作用図
である。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention and is an operation diagram of an adsorption tank.
【図８】本発明の第３実施形態を示し、ドライカット装
置を備えた工作機械の正面図である。FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention and is a front view of a machine tool provided with a dry cutting device.
【図９】本発明の第３実施形態を示し、窒素生成装置及
び回収手段の構成図である。FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of a nitrogen generator and a recovery unit.
１ 工作機械 ３ テーブル ５ 主軸頭 ７ 主軸 １０ 噴射ノズ
ル １００ ドライカ
ット装置 ４００ ドライカ
ット装置 ２００ 窒素生成
装置 ３００ 窒素生成
装置 ５００ 窒素生成
装置 Ｂ バッファ
タンク Ｃ コンプレ
ッサー ＳＣ スクリュ
ウ・コンプレッサー ＳＧ スプラッ
シュガード Ｅ 大気 Ｅ１ 圧縮空気 Ｆ 中空の糸
型フィルタ Ｆ１ 濾過手段 Ｎ 窒素ガス
成分 Ｎ２ 窒素ガス Ｎ２´ 回収窒素
ガス Ｋ 吸着要素 Ｋ１，Ｋ２ 吸着槽 ＫＵ 回収手段 Ｐ 配管 Ｐ２ 輸送手段 Ｒ 濾過要素 Ｔ 工具 Ｖ 切替弁 Ｗ ワークDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 3 Table 5 Spindle head 7 Spindle 10 Injection nozzle 100 Dry cut device 400 Dry cut device 200 Nitrogen generator 300 Nitrogen generator 500 Nitrogen generator B Buffer tank C Compressor SC Screw compressor SG Splash guard E Atmosphere E1 Compressed air F Hollow thread type filter F1 Filtration means N Nitrogen gas component N2 Nitrogen gas N2 'Recovered nitrogen gas K Adsorption element K1, K2 Adsorption tank KU Collection means P Piping P2 Transportation means R Filtration element T Tool V Switching valve W Work
Claims (4)
過要素又は吸着要素等に供給して窒素ガス成分だけを分
離・抽出し、この抽出した窒素ガスを適宜輸送手段と噴
射手段とにより工作機械等におけるワーク加工用の工具
先端部に供給し、窒素ガスの雰囲気中でワーク加工する
ことを特徴とする窒素ガスによるドライカット方法。1. A compressed air obtained by compressing the atmosphere is supplied to a filtration element or an adsorption element to separate and extract only a nitrogen gas component, and the extracted nitrogen gas is appropriately supplied to a transport means and an injection means. A dry cutting method using nitrogen gas, wherein the workpiece is supplied to a tip of a tool for processing a workpiece in a machine tool or the like, and the workpiece is processed in an atmosphere of nitrogen gas.
ット方法において、ワーク加工に使用した使用済みの窒
素ガスを回収手段により回収し、この回収窒素ガスを再
度圧縮して濾過要素又は吸着要素等に供給することを特
徴とする窒素ガスによるドライカット方法。2. The dry cutting method using nitrogen gas according to claim 1, wherein the used nitrogen gas used for processing the work is collected by a collecting means, and the collected nitrogen gas is compressed again to filter or adsorb the element. Dry cutting method using nitrogen gas.
ッサーと、上記圧縮空気中から窒素ガス成分だけを分離
・抽出する濾過要素又は吸着要素等と、この抽出した窒
素ガスを工作機械等におけるワーク加工用の工具先端部
に供給するための適宜輸送手段と噴射手段とを工作機械
に装備し、窒素ガスの雰囲気中でワーク加工することを
特徴とする窒素ガスによるドライカット装置。3. A compressor for compressing the atmosphere to produce compressed air, a filter element or an adsorption element for separating and extracting only the nitrogen gas component from the compressed air, and a work for the machine tool or the like using the extracted nitrogen gas. A dry cutting apparatus using nitrogen gas, wherein a machine tool is provided with an appropriate transport means and an injection means for supplying the tip to a processing tool, and the workpiece is machined in a nitrogen gas atmosphere.
ット装置において、ワーク加工に使用した使用済みの窒
素ガスを回収する回収手段と、この回収窒素ガスを再度
コンプレッサーに移送するための適宜輸送手段とを装備
したことを特徴とする窒素ガスによるドライカット装
置。4. A dry cutting apparatus using nitrogen gas according to claim 3, wherein a recovery means for recovering the used nitrogen gas used for processing the workpiece, and an appropriate transportation means for transferring the recovered nitrogen gas to the compressor again. And a dry cut device using nitrogen gas.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14845498A JPH11320328A (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Method and device for dry cut by nitrogen gas |
| US09/172,658 US6200198B1 (en) | 1997-10-20 | 1998-10-15 | Method of cutting of metal materials and non-metal materials in a non-combustible gas atmosphere |
| EP98308474A EP0911113A3 (en) | 1997-10-20 | 1998-10-16 | A method of cutting of metal and non-metal materials in a non-combustible gas atmosphere |
| EP99303662A EP0958887B1 (en) | 1998-05-13 | 1999-05-11 | Nitrogen gas supply system for dry-cut working machine |
| DE69905971T DE69905971D1 (en) | 1998-05-13 | 1999-05-11 | Gas supply system for nitrogen for a dry cutting machine |
| US09/310,730 US6135862A (en) | 1998-05-13 | 1999-05-13 | Nitrogen gas supply system for dry-cut working machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14845498A JPH11320328A (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Method and device for dry cut by nitrogen gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11320328A true JPH11320328A (en) | 1999-11-24 |
Family
ID=15453139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14845498A Pending JPH11320328A (en) | 1997-10-20 | 1998-05-13 | Method and device for dry cut by nitrogen gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11320328A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7252024B2 (en) | 2002-05-23 | 2007-08-07 | Air Products & Chemicals, Inc. | Apparatus and method for machining with cryogenically cooled oxide-containing ceramic cutting tools |
| US7390240B2 (en) | 2005-10-14 | 2008-06-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of shaping and forming work materials |
| US7434439B2 (en) | 2005-10-14 | 2008-10-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cryofluid assisted forming method |
| US7513121B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-04-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials |
| US7634957B2 (en) | 2004-09-16 | 2009-12-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for machining workpieces having interruptions |
| CN112809094A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 格林美(无锡)新能源服务有限公司 | Cutting device with protection function |
| CN113103053A (en) * | 2021-03-19 | 2021-07-13 | 上海航天精密机械研究所 | Nitrogen protection system, method and medium suitable for high-speed dry cutting |
| CN114083341A (en) * | 2021-11-02 | 2022-02-25 | 黄山艾肯机械制造有限公司 | Center water outlet control module |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP14845498A patent/JPH11320328A/en active Pending
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