JPH0577129A - 回転工具を使用する湿式工作機械の工具交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転する工具にクーラント液をかけて切削又
は研削加工する湿式工作機械の工具交換方法において、
工具部や、スピンドルのテーパ部等に付着するクーラン
ト液や研削等により発生した微粉末を簡単に除去できる
方法を提供することを目的としている。 【構成】 工具３の交換に先立ってスピンドル１に回転
と停止とを交互に与える。こうすることによって、工具
３に着いているクーラント液はふるい落とされ、微粉末
もこの液体と共に飛散する。空転、停止を繰り返すほ
ど、確実にクーラント液や微粉末を取り除くことがで
き、さらに、時間の経過によって、切削又は研削作業中
に発生していたクーラント液や微粉末のミストも消滅す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転する工具を用い、
クーラント液をかけてワークを切削又は研削する工作機
械の工具交換方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工具を回転させつつワークを切削又は研
削する湿式工作機械の工具部は、図１に示すような構成
をしている。同図は工作機械として研削機械を例示する
が、この図において、１は研削機械の回転スピンドル
で、その先端に工具ユニットＡが取付けられる。工具ユ
ニットＡは、工具ホルダ２に工具３をスリーブ４とナッ
ト５を用いて締付け固定したものである。

【０００３】工具ホルダ２は、上部にスピンドル１のテ
ーパ穴に嵌合するための円錐台形の嵌合部２ａを有し、
嵌合部２ａの下端には拡大形成された把持部２ｂが形成
され、把持部２ｂの下方にはパイプ状の雄ねじ部２ｃが
垂設されている。雄ねじ部２ｃの工具ホルダ２の軸に沿
った中空部分は、上方の嵌合部２ａの内部に達し、円筒
形状の取付穴２ｄを形成している。

【０００４】砥石（切削加工の場合は、バイト）である
工具３は、この取付穴２ｄに挿入され、工具ホルダ２に
固定されるのであるが、通常、取付け部の径は、取付穴
２ｄの直径より小さく形成されており、工具ホルダ２と
の間にスリーブ４を介在させ、ナット５で締付けて固定
している。

【０００５】図２は、上記のスリーブ４を示す。スリー
ブ４は、円筒形状の本体部４ａと、本体部４ａの右端に
連設された鍔４ｂとからなり、鍔４ｂから本体部４ａの
途中にかけて複数の溝４ｃが形成されている。溝４ｃ
は、本体部４ａの図における左端近傍には形成されない
ので、スリーブ４は一体性を保つことができる。スリー
ブ４及び／又は取付け穴２ｄには若干のテーパが付けら
れているので、ナット５を締付けると、溝４ｃの幅が狭
くなって、工具３をしっかりと締付け、工具ホルダ２に
固定できることとなる。

【０００６】以上の構成からなる工具ユニットＡは研削
（又は切削作業）に使用され、砥石（又はバイト）が摩
耗したら、オートツールチェンジャ（以下「ＡＴＣ」と
いう）で予備の工具ユニットと交換して、再び研削作業
が行われる。一方、摩耗した工具３は、工具ホルダ２か
ら取り外され、ドレッサ等により研磨された後再び工具
ユニットＡのように組み立てられて何回でも使用される
こととなる。そして、上記の研削作業は、工具３の発熱
を防止するために、通常湿式方式が採用され、工具３に
クーラント液を噴射して冷却している。

【０００７】しかし、上記の従来技術においては、クー
ラント液は、工具３にかかるだけでなく、スリーブ４の
溝４ｃ内に入り、ここから毛細管現象等により工具３と
スリーブ４との隙間に侵入したり、工具３のセンタ孔３
ａを上昇して取付穴２ｄ上部に達し、ここから落下して
各接合面間の隙間に侵入する。そして重要なことである
が、このクーラント液には、研削や切削により発生した
微粉末も混入しており、そのままＡＴＣでチェンジされ
ると、クーラント液が乾燥した後、工具３の表面が錆び
たり、微粉末が固まって取れなくなり、次にそのままの
状態で締付け固定するので、スリーブや工具のシャンク
部を傷めてしまう。

【０００８】又、工具ユニットＡを交換する場合は、当
然のことながら、クーラント液の噴射を停止するが、そ
れまでの作業において噴射されたクーラント液や、研削
等によって発生した微粉末もミスト状になって工具ユニ
ットＡの周囲に浮遊している。このミストは、常時ミス
トコレクタにより吸収されてはいるが、スピンドル１の
回転を停止したら直ちにＡＴＣを作動させて工具を交換
してしまうので、ミストが消滅する時間がなく、工具ユ
ニットＡの交換中に新しい方の工具ユニットにも付着す
る。したがって、スピンドル１のテーパ部にもクーラン
ト液や微粉末のミストが入って、ここをも傷めるおそれ
がある。

【０００９】この問題に対し、従来は、工具ユニットの
交換前に、工具周辺をエアブローしてクーラント液を飛
散させていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エアブローに
よって完全にクーラント液を除去するには、周囲全体か
らブローしなければ効果がなく、タイミングやブローの
位置等を考えると、機構が非常に複雑になってしまう。
又、ミストとして浮遊しているクーラント液や微粉末を
却って増加させ、工具等への付着を防止することはでき
ない。

【００１１】本発明は、この問題の解決を図ったもの
で、工具部や、スピンドルのテーパ部等に付着するクー
ラント液や微粉末を簡単に除去できる方法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、回転する工具にクーラント液をかけて切
削又は研削加工する湿式工作機械の工具交換方法におい
て、交換に先立って工具に回転と停止とを交互に与え、
その後工具を交換する構成を採用している。

【００１３】

【作用】工具の交換に先立って、それまで使用してきた
工具を空転させ、停止させると、クーラント液はふるい
落とされ、微粉末も液体と共に飛散する。空転、停止を
繰り返すほど、確実にクーラント液や微粉末を取り除く
ことができ、さらに、時間の経過によって、切削又は研
削作業中に発生していたミストも消滅する。その後工具
を交換する構成を採用している。

【００１４】

【実施例】図１に示す研削機械で工具交換をする場合、
通常のＡＴＣ交換動作が実行される前に、以下の条件で
スピンドル１を数回に渡って回転，停止させる。 (a) スピンドル１の回転数 ３０００ｒｐｍ (b) 回転時間 １０秒 (c) 停止時間 ２秒 (d) 繰り返し回数 ５回 すなわち、回転停止の合計時間１２秒が１サイクルで、
それを５回繰り返すから、所要時間は１分間である。

【００１５】スピンドル１が回転を始めると、工具３等
に付着しているクーラント液が遠心力によってふるい落
とされる。さらに、停止するときの慣性力によってもふ
るい落とされる。このときの液体は、水滴状になって飛
び、ミスト状にはならないので、周囲に浮遊して工具等
に再び付着することはない。微粉末はクーラント液と共
に流れ、ふるい落とされる。他方、ミストは、上記の１
分間で自然に消滅しているか、又は、ミストコレクタに
吸い込まれて殆ど消滅してしまう。

【００１６】当然のことであるが、回転、停止は、でき
るだけ急回転、急停止である方が、効果的である。上記
に示す各数値は、飽くまで１実施例に過ぎず、工具３に
残留するクーラント液の状況やミストの消滅状況等か
ら、最適の値を選ぶべきことは言うまでもない。また、
この方法は、バイトを使用する切削機械にも適用可能で
あり、工作機械としては、縦型の方が、クーラント液が
下方に流れるので適しているが、横型でもかなりの効果
を期待できるものである。

【００１７】なお、ＡＴＣ装置の付いた工作機械は、通
常、コンピュータのプログラムにより自動運転されるも
のであるから、上記の交換時の動作も合わせてプログラ
ムに組み込んでおけば、簡単に自動化することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、簡単な方法で工作機械用の工具を錆や傷つきから保
護することができる。また、工具だけでなく、工作機械
のスピンドルの保護も同時にできるので、機械、工具双
方の寿命を延ばすことができるという格別の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転工具を使用する湿式工作機械における工具
部の要部断面図である。

【図２】スリーブの斜視図である。

【符号の説明】

１ スピンドル ２ 工具ホルダ ３ 工具 ４ スリーブ ５ ナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する工具にクーラント液をかけて切
   削又は研削加工する湿式工作機械の工具交換方法におい
   て、交換に先立って工具に回転と停止とを交互に与え、
   その後工具を交換することを特徴とする回転工具を使用
   する湿式工作機械の工具交換方法。