JPH0768446A

JPH0768446A - 切削方法

Info

Publication number: JPH0768446A
Application number: JP22013293A
Authority: JP
Inventors: Genichi Sato; 嚴一佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】切削条件に応じて適度な冷却を行い、良好な
切削を維持することのできる切削方法を提供する。【構成】工作物２表面に切削工具１４に圧接して切削
を行う切削方法であって、切削点に向かって液体を、空
気供給を受けることなく霧状に噴射しうる噴霧ノズル２
０を設け、この噴霧ノズル２０から霧状体を噴射しなが
ら切削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作物表面に切削工
具を圧接して切削を行う切削方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、フライス盤やマシニングセン
タ，旋盤，ボール盤等、各種の工作機械によって行われ
る切削加工では、切削刃が工作物を削り取る切削点に向
かって切削液をかけて、切削熱を冷却することが行われ
るが、上記液かけは、通常、０．１〜１ｋｇ／ｃｍ²程
度の低圧で行われるため、その冷却効果が充分とはいえ
ない。すなわち、切削速度を速くすればするほど、Ｓ
４５Ｃのような炭素鋼の切削では、切削熱によって工作
物表面が焼入れしたように硬くなる、切削熱を持った
切り屑が工作台上に散在して、工作物、あるいは工作物
や切削工具の取付治具を被うので、被われた部分が熱せ
られて膨張し、その状態で切削すると加工寸法に狂いが
生じる、切削熱によって工作物表面が溶け、切削工具
の切削刃に溶けた金属が付着していわゆる「構成刃先」
が形成され切削できなくなる、等の問題が生じることが
わかった。

【０００３】このため、従来の切削加工では、高速切削
を行うことが難しかったが、この発明者は、上記課題に
応えるべく、新しい切削方法を開発した。すなわち、こ
の方法は、例えば横フライス盤において、図４に示すよ
うに、フライスカッタ１４による切削点に向かって、高
圧液体ノズル１５から１０ｋｇ／ｃｍ²以上の高圧液体
を吐出しながら切削を行うもので、上記高圧液体によ
り、切削点の冷却と切り屑除去を効果的に行うことがで
きる。なお、図４において、１１は本体１０内で高速回
転するスピンドル、１３はこのスピンドル１１先端のテ
ーパ穴１２に着脱自在に嵌合されるフライス取付用のア
ーバである。また、２は工作物である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削加
工においては、切削熱の発生が前記のような問題を引き
起こす反面、切削熱により工作物が軟化して切削抵抗が
低下するという有利な点があることも事実であり、切削
条件によっては、図４に示す切削方法では工作物が過度
に冷却されて切削抵抗が低下せず切削性能が悪くなる場
合がある。特に、上記フライス加工やエンドミル加工の
ように、工作物と切削刃が断続的に衝突して切削を行う
断続切削では、切削刃が切削時に急激に発熱し、その直
後に高圧液体で急激に冷却されるという急激な熱変化を
繰り返すため、切削刃に亀裂を生じやすいという問題も
ある。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、切削条件に応じて適度な冷却を行い、良好な
切削を維持することのできる切削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、この発明の切削方法は、工作物表面に切削工具を圧
接して切削を行う切削方法であって、切削点に向かって
液体を、空気供給を受けることなく霧状に噴射しうる噴
霧ノズルを設け、上記噴霧ノズルに高圧液体を供給し上
記噴霧ノズルから霧状体を噴射しながら切削加工するよ
うにしたという構成をとる。

【０００７】

【作用】すなわち、この発明者は、切削点における発熱
および切り屑の発熱を抑制するために高圧液体を用いる
と、切削条件によっては、冷却が急激かつ過度に行われ
てデメリットが生じることから、冷却効果をある程度落
として、上記デメリットが生じず、かつ一定の冷却効果
は得られるような冷却手段について一連の研究を行っ
た。そしてその過程で、液体を霧状に噴射する噴霧ノズ
ルを使用することを検討したが、通常の噴霧ノズルは、
空気源から空気を供給し（通常１〜１０ｋｇ／ｃｍ²程
度の供給圧）、空気流による霧吹き現象で液体を吸引噴
射するため、噴射される霧状体の推力が低く、充分に切
削部に入っていくことができないことがわかった。そこ
で、さらに研究を進めた結果、液体を霧状に噴射する
際、空気供給を受けることなく高圧で供給された液体の
みを霧状化することのできる特殊な噴霧ノズルを用い、
切削点に向かって霧状体を噴射するようにすると、高圧
液体による急激な冷却効果に比べ、やや冷却効果の低
い、しかし充分に発熱に伴うトラブルを防止しうる冷却
を行うことを見いだしこの発明に到達した。

【０００８】つぎに、この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、この発明を、図４と同様の横フライ
ス盤に適用した例を示しており、基本的な構成は図４と
同様であり、同一部分に同一番号を付している。この装
置において、２０は液体を霧状に噴射しうる噴霧ノズル
で、水，極圧添加剤を含む水等の所定の液体が高圧で供
給され、空気供給を受けることなく噴射することができ
るようになっている。そして、この噴霧ノズル２０は、
図２において矢印Ｐで示すように、フライスカッタ１４
の切削刃１４ａのすくい面３０側から切削点を狙うよう
設定されている。

【００１０】上記噴霧ノズル２０は、すでに述べたよう
に、通常の噴霧ノズルと異なり、空気源からの空気供給
を受けることなく、高圧で供給された液体のみを霧状に
噴射することができるもので、例えば図３（ａ）に示す
構造のものが用いられる。この噴霧ノズル２０は、液体
供給配管２１にフランジ部２０ｂを介して取り付けられ
るようになっており、ノズル本体２０ａ内の液体通路と
なる空間に、Ｘ形ワーラー２２が嵌入されている。この
ワーラー２２は、図３（ｂ）に示すように、液体通路の
半分を横切る半円部２２ａが斜めに形成され、他の半分
を横切る半円部２２ｂが反対方向に斜めに形成され、全
体としてＸ形になっている。したがって、この噴霧ノズ
ル２０に導入された液体は、上記ワーラー２２の間を通
過する際に、矢印Ａで示すように旋回する液流と、矢印
Ｂで示すように旋回する液流に分かれ、この分かれた２
液流がノズル噴射口で互いに衝突しながら出てくるよう
になっており、これによって、均等な流量分布の噴霧が
なされる。なお、上記噴霧ノズル２０への液体供給は、
通常３ｋｇ／ｃｍ²以上、特に５ｋｇ／ｃｍ²以上の高
圧に設定することが好適である。

【００１１】上記噴霧ノズル２０は、発生する切り屑を
はじきとばす作用を果たすと同時に、切削刃１４ａの刃
先がこれから入っていこうとする工作物２の部分を冷却
して発熱を穏やかに抑制する作用を果たすため、工作物
２および切削刃１４ａに対する熱影響の発生を抑える。
そして、工作物２がＳ４５Ｃ等の炭素綱であっても焼入
れしたように硬くなることがなく、また、切削熱によっ
て工作物２表面が溶けて「構成刃先」が形成されるよう
なこともない。そして、旋盤のスライド部等が高温の切
り屑に被われ熱膨張して加工寸法に狂いを生じたりする
こともない。さらに、従来損傷しやすかった、いわゆる
「２番」の刃先（工作物２表面に衝突して食い込む刃が
「１番」であり、「２番」はこの１番刃と切削刃先端角
を形成する他辺側の辺をいう）の損傷も生じにくくな
る。ただし、上記噴霧ノズルによる霧状体噴射の向き
は、必ずしも切削刃１４ａのすくい面側に限定する必要
はなく、加工条件に応じて、適宜の向きから切削点を狙
うようにして差し支えはない。

【００１２】なお、上記噴霧ノズル２０とともに、図４
に示すような高圧液体ノズル１５を併設するようにして
もよい。そして、上記高圧液体ノズル１５の向きは、切
削点近傍を狙っていればどのような方向からの液体噴射
になっても差し支えはないが、例えば上記噴霧ノズル２
０と同方向に配設して、必要に応じて霧状体噴射と、高
圧液体吐出とを切り替えるようにすることができる。ま
た、高圧液体ノズル１５を、図２において矢印Ｑで示す
ように、切削刃逃げ面３１側から切削点を狙うように設
けるようにしてもよい。この逃げ面３１側からの高圧液
体吐出により、切削点および切削刃１４ａの切削先端
を、ごく近傍から冷却することができ、上記噴霧ノズル
２０による冷却効果をさらに補強する。ただし、切削条
件によっては、上記高圧液体ノズル１５を使用しなくて
よいし、また使用するにしても、液体吐出圧を調整する
ことができる。

【００１３】また、上記のように、切削刃逃げ面３１側
から高圧液体吐出を行うことは、発熱量が経時的に増大
する連続切削を行う場合に好適であるが、断続切削を行
う場合には、温度変化が急激にならないよう、より冷却
効果を緩慢にすることが望まれる。そこで、切削刃逃げ
面３１側のノズルも、すくい面３０側のノズルと同様
の、上記特殊な噴霧ノズル２０を用いて、冷却効果より
も潤滑効果を重視するようにすることが好適である。

【００１４】さらに、上記噴霧ノズル２０は、必ずしも
図３に示すものでなくても差し支えはない。例えばフラ
ンジ部１４ｂがなく取り付け部がねじ込み式になってい
るものでもよい。

【００１５】また、上記フライスカツタ１４の切削刃１
４ａは、どのような材質であっても差し支えないが、例
えばタングステンカーバイド粒子とコバルト粒子を焼結
した超微粒子超硬合金（平均粒子径が０．３〜１．０
μ，タングステンカーバイド粒子とコバルト粒子の配合
割合がタングステンカーバイド８５〜９０重量％，コバ
ルト１５〜１０重量％）を用いることが好適である。す
なわち、従来から上記超微粒子超硬合金は、硬く、じん
性が高いという利点を有する反面、熱に弱いため、従来
から低温（低速切削）にしか用いることができなかった
が、上記噴霧ノズル２０からの噴霧と、上記高圧液体ノ
ズル１５からの高圧液体吐出とを併用すると、工作物２
および切削刃１４ａが過度に冷却されすぎることがな
く、適度な冷却効果が得られ、高速で切削を行っても切
削刃１４ａの刃先を損傷することなく長期にわたって良
好な切削を維持することができる。

【００１６】なお、上記実施例は、この発明を横フライ
ス盤に適用した例を示しているが、もちろん、立フライ
ス盤やボール盤，平削り盤，旋盤等、各種の切削加工
機、あるいはマシニングセンタ等に適用することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明の切削方法は、
切削点に向かって液体を、空気供給を受けることなく霧
状化して噴射するようにしているため、高圧液体による
急激な冷却効果に比べ、やや冷却効果の低い、しかし充
分に発熱に伴うトラブルを防止しうる冷却を行うことが
できる。したがって、連続切削においては、ある程度の
発熱を意図的に許容して工作物を軟化させて切削抵抗を
低下させることができ、断続切削においては、穏やかな
冷却によって切削刃が急激な温度変化を繰り返すことを
防ぎ、工具寿命を延ばすことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を横フライス盤に適用した一実施例の
説明図である。

【図２】上記実施例の要部説明図である。

【図３】（ａ）は上記実施例に用いる噴霧ノズルの構成
の説明図、（ｂ）は上記噴霧ノズル内に嵌入されている
ワーラーの説明図である。

【図４】従来の横フライス盤の説明図である。

【符号の説明】

２工作物１４フライスカッタ１４ａ切削刃２０噴霧ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作物表面に切削工具を圧接して切削を
行う切削方法であって、切削点に向かって液体を、空気
供給を受けることなく霧状に噴射しうる噴霧ノズルを設
け、上記噴霧ノズルに高圧液体を供給し上記噴霧ノズル
から霧状体を噴射しながら切削加工するようにしたこと
を特徴とする切削方法。
【請求項２】請求項１記載の切削方法において、上記
噴霧ノズルとともに高圧液体を吐出する高圧液体ノズル
を設け、請求項１記載の噴霧ノズルから霧状体を噴射す
るとともに、上記高圧液体ノズルから高圧液体を吐出し
ながら切削加工するようにした請求項１記載の切削方
法。
【請求項３】噴霧ノズルへの液体供給圧が３ｋｇ／ｃ
ｍ²以上に設定されている請求項１または２に記載の切
削方法。