JPH06320384A

JPH06320384A - 工作加工方法

Info

Publication number: JPH06320384A
Application number: JP11164993A
Authority: JP
Inventors: Genichi Sato; 嚴一佐藤
Original assignee: KATAYAMA SEISAKUSHO KK; SHINNAGOYA KIKAI SHOJI KK
Current assignee: KATAYAMA SEISAKUSHO KK; SHINNAGOYA KIKAI SHOJI KK
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】工作物および加工工具の冷却と加工面への潤
滑性の付与という２つの課題を同時に満足することので
きる優れた工作加工方法を提供する。【構成】工作物の被加工面に向かって、２種類以上の
液体を混合状態で霧状に噴射する噴射ノズル１１を設
け、上記噴射ノズル１１から噴射される混合霧状体を被
加工面に供給しながら加工するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作物に対し切削加工
や研磨加工等を施す工作加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、工作物に対し切削加工や研磨
加工を施す場合、工作物と加工工具の衝突によって生じ
る発熱を冷却するために、加工点近傍に向かって注水ノ
ズルを延ばし、この注水ノズルから液かけを行ってい
る。例えば、マシニングセンタ（複合工作機械）では、
図５に示すように、本体１内のスピンドル（図面では見
えない）下端部に工具ホルダ２が装着され、その先端の
工具連結軸３に加工工具４が取り付けられるようになっ
ているが、この加工工具４に向かって、本体１側から注
水ノズル５が延びている。しかし、このマシニングセン
タのように、立型で大型の工作機械で加工を行う場合等
には、加工凹部内に水や切り屑が溜まりやすく、却って
加工性能が悪くなる場合がある。また、超硬合金製の工
具を断続的に工作物に衝突させて切削を行う場合等に
は、切刃が加工点では発熱によって高温になり加工点以
外の個所では液かけによって冷却され、この急激な熱変
化の繰り返しによって欠け（いわゆる「チッピング」現
象）を生じたり割れを生じたりするという問題がある。

【０００３】そこで、最近、液をそのままかけるのでは
なく、霧状に噴射して工作物および加工工具に潤滑性を
与えることも行われている。この方法によれば、液かけ
のように凹部内に水が溜まるという不都合や急な冷却に
よるチッピング現象が生じない反面、霧状化する液体と
して水を用いると工作物および加工工具への潤滑性が不
充分になり、逆に霧状化する液体として油を用いると冷
却効果が不充分になるという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の加
工方法では、工作物および加工工具の冷却と加工面への
潤滑性の付与という２つの課題を同時に満足することが
できず、加工条件に応じて液かけか霧状の噴射かを選択
し、加工時のデメリットを最小限に抑えながら加工を行
っているにすぎない。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、工作物および加工工具の冷却と加工面への潤滑
性の付与という２つの課題を同時に満足することのでき
る優れた工作加工方法の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、工作物を加工する際に、工作物の被加工
面に向かって２種類以上の液体を混合状態で霧状に噴射
する噴射ノズルを設け、上記噴射ノズルから噴射される
混合霧状体を被加工面に供給しながら加工するようにし
た工作加工方法を第１の要旨とし、工作物を加工する際
に、工作物の被加工面に向かって種類の異なる液体をそ
れぞれ霧状に噴射する複数の噴射ノズルを設け、上記各
噴射ノズルから噴射される霧状体を混合状態で被加工面
に供給しながら加工するようにした工作加工方法を第２
の要旨とする。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明者は、工作物および加工工具
の冷却と加工面への潤滑性の付与という２つの課題を同
時に満足する方法、特に霧状体を用いて上記課題に応え
る方法について一連の研究を重ねた。その結果、被加工
面に霧状体を供給する際に、単に一種類の液体を用いる
のではなく、２種類以上の液体を組み合わせて用いるよ
うにすると、加工の種類に応じて、霧状体における液体
の配合割合を変えることにより、その加工に最適な霧状
体を供給することができることがわかり、本発明に到達
した。

【０００８】つぎに、本発明を実施例にもとづいて詳細
に説明する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明をマシニングセンタによる工
作加工に適用した場合の装置の一例を示している。この
マシニングセンタの基本的な構成は、従来のものと同一
で、本体１内に、高速回転が与えられるスピンドル６が
ベアリングを介して保持されており、その下端部に設け
られたテーパ状のチャック部７に、工具ホルダ２の嵌合
用テーパ部２ａが着脱自在に挿入保持されるようになっ
ている。そして、この工具ホルダ２の下部の工具連結軸
３には加工工具４が取り付けられている。

【００１０】このマシニングセンタ本体１の下端面から
は、空気供給配管１０が下向きに延びており、その先端
に、後述する霧状体噴射ノズル１１が連結されている。
なお、上記霧状体噴射ノズル１１には、霧状にすべき液
体を導入するための液体供給配管１３が接続されてお
り、この配管１３から分岐する２本の供給配管１３ａ，
１３ｂ（図２参照）から、それぞれ水および油が供給さ
れるようになっている。したがって、この霧状体噴射ノ
ズル１１内には、水と油が混合状態で供給される。ま
た、上記空気供給配管１０の上端部は、マシニングセン
タ本体１内に形成された空気供給路（図示せず）に連通
されている。

【００１１】上記霧状体噴射ノズル１１としては、例え
ば図２に示すような構造のものが用いられる。この霧状
体噴射ノズル１１は、矢印Ｐのように圧搾空気が供給さ
れると、内部において圧縮ばね１５で保持されているピ
ストン１６が、図面上左側に押されて液体供給配管１３
に連通する液体通路１７が開き、左右に分かれた先端ノ
ズル１８，１９のごく狭い吐出口から、水および油が混
合状態で微細な粒子となって霧状に吐出されるようにな
っている。

【００１２】したがって、このマシニングセンタによっ
て工作物を加工する場合、上記空気供給配管１０に空気
を供給するとともに、液体供給配管１３に水および油を
供給すると、上記霧状体噴射ノズル１１から水と油の混
合液体が霧状に噴射され、水と油が微細な粒子として混
在する混合霧状体が、工作物の被加工面およびこれに圧
接される加工工具４の加工面に当たる。この混合霧状体
のうち主として油粒子が、工作物および加工工具４を適
度に湿潤させ、潤滑性を高め、主として水粒子が加工熱
を冷却する。これにより、従来は同時に与えることので
きなかった潤滑効果と冷却効果を同時に与えることがで
き、加工性能が大幅に改善される。そして、加工工具４
の負担が軽くなり、また液かけのように急激な冷却を受
けないので、断続的な熱衝撃がなく、工具寿命が大幅に
延びるという利点を有する。

【００１３】なお、霧状体の種類によって、冷却効果お
よび潤滑効果が大幅に異なるため、加工条件に応じて、
上記霧状体噴射ノズル１１に導入する水と油の供給量を
変えて両者の配合割合を調節することが好適である。す
なわち、加工点近傍の温度変化を経時的に測定したデー
タである図３に示すように、霧状体が水粒子だけの場合
（破線Ａで示す）は、霧状体噴射開始から即座に急激な
冷却を実現することができるが、霧状体が油粒子だけの
場合（実線Ｂで示す）は、冷却効果が弱く、温度を下げ
るのに時間がかかる。ただし、油粒子からなる霧状体
は、水粒子に比べ、加工工具４および工作物に潤滑性を
与える効果が高い。このため、例えば高速切削の場合に
は、水と油のうち水の割合が多くなるよう水の供給量を
多くして冷却効果を高め、中・低速切削の場合には、油
の割合が多くなるよう油の供給量を多くして潤滑効果を
高める、というように両者の割合の調節して、加工に応
じた霧状体を作り出すことができる。

【００１４】また、上記実施例において、霧状体噴射ノ
ズル１１から噴射させる霧状体の平均粒子径は、加工条
件にもよるが、通常、５〜２００μｍ程度となるよう設
定することが好適である。そして、霧状体の噴射量は、
通常、１〜１００ｃｃ／ｍｉｎ程度に設定することが好
適である。

【００１５】さらに、上記実施例では、霧状体噴射ノズ
ル１１として、液体供給配管１３から水と油を混合状態
で導入し、左右のノズル１８，１９（図２参照）から混
合液の霧として噴射するようにしているが、液体の種類
は、水，油以外に、エマルジョン，薬液等、各種のもの
を選択することができる。そして、液の種類も、２種類
に限らず、３種類以上のものを混合して使用することが
できる。

【００１６】また、単一の霧状体噴射ノズル１１から、
混合状態で霧状体を噴射するのではなく、例えば図４
（ａ）に示すように、複数個（図では３個）の霧状体噴
射ノズル１１を設け、それぞれのノズル１１から、互い
に種類の異なる液体を噴射して、中央空間で種類の異な
る霧状体を混合し、この混合霧状体を、工作物の被加工
面に向かって供給するようにしても差し支えはない。こ
の場合も、各ノズル１１に供給される液体の供給量を調
節することにより、その加工に最適な霧状体を作り出す
ことができ、加工性能を大幅に向上させることができ
る。もちろん、図４（ｂ）に示すように、ノズル口が一
つの霧状体噴射ノズル１１ａに、種類の異なる２液を混
合状態で導入し、霧状に噴射して混合霧状体を得るよう
にしてもよい。

【００１７】さらに、本発明の装置は、上記実施例のよ
うにマシニングセンタによる工作加工に限らず、ＮＣ旋
盤，研削盤等、各種の工作機械に取り付けることができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明の工作加工方法
は、霧状体噴射ノズルから噴射された２種類以上の液体
粒子からなる混合霧状体を工作物の被加工面に供給しな
がら工作加工を行うようにしたものである。したがっ
て、この方法によれば、工作物被加工面およびこれに圧
接される加工工具に、例えば水と油といった特性の異な
る２種類以上の液体粒子からなる霧状体を供給すること
ができるため、従来のように単一種類の霧状体をかける
だけの場合と異なり、工作物の被加工面および加工工具
を適度に湿潤させ、潤滑性を高めると同時に優れた冷却
効果を与えることができる。したがって、加工工具の負
担が軽くなり、また液かけのように急激な冷却を受けな
いので、断続的な熱衝撃がなく、工具寿命が大幅に延び
るという利点を有する。特に、加工条件に応じて、霧状
体で吐出させる液体の種類を変えることができるため、
例えば高速切削の場合には液体として水の配合割合を高
めることにより冷却効果を高め、中・低速切削の場合に
は液体として油の配合割合を高めることにより潤滑効果
を高める、というように使い分けることができる。した
がって、その加工に最適な混合霧状体をつくることがで
き、加工性能を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いる装置の構成図であ
る。

【図２】上記実施例に用いる霧状体噴射ノズルの説明図
である。

【図３】霧状体の種類と冷却効果の関係を示す特性曲線
図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、いずれも本発明の他の
実施例の構成図である。

【図５】従来の工作加工における注水方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１霧状体噴射ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作物を加工する際に、工作物の被加工
面に向かって２種類以上の液体を混合状態で霧状に噴射
する噴射ノズルを設け、上記噴射ノズルから噴射される
混合霧状体を被加工面に供給しながら加工するようにし
たことを特徴とする工作加工方法。
【請求項２】工作物を加工する際に、工作物の被加工
面に向かって種類の異なる液体をそれぞれ霧状に噴射す
る複数の噴射ノズルを設け、上記各噴射ノズルから噴射
される霧状体を混合状態で被加工面に供給しながら加工
するようにしたことを特徴とする工作加工方法。