JPH11285948A - 不燃性ガスの噴射量制御方法及びその噴射口付き工具ホルダ - Google Patents

不燃性ガスの噴射量制御方法及びその噴射口付き工具ホルダ

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JPH11285948A
JPH11285948A JP11013498A JP11013498A JPH11285948A JP H11285948 A JPH11285948 A JP H11285948A JP 11013498 A JP11013498 A JP 11013498A JP 11013498 A JP11013498 A JP 11013498A JP H11285948 A JPH11285948 A JP H11285948A
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JP
Japan
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tool
injection port
tool holder
gas
injection
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JP11013498A
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Toshiyuki Suzuki
敏之 鈴木
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Enshu Ltd
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Enshu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不燃性ガスが円筒状のバリアを形成して噴出
する噴射口付き工具ホルダを提供する。 【解決手段】 主軸3の先端穴に挿入して保持する工具
ホルダH1であって、工具ホルダの工具を掴む保持筒7
の先端面7Aの一部に噴射口N1を開口形成し、この噴
射口から工具刃先(a)方向へ不燃性ガスGを噴射さ
せ、上記不燃性ガスの噴射量Qを主軸回転数Niに比例
的に増減制御する噴射口付き工具ホルダである。これに
より、高精度な加工面の加工精度の向上と酸化防止が行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等に取付
けられた工具刃先に、不燃性ガスやミストとの混合不燃
性ガスまたはエアーガス等を円筒状のバリアを形成して
噴出する不燃性ガスの噴射量制御方法及びその噴射口付
き工具ホルダに関する。
【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。更に、クーラント液の噴射圧で切粉のクーラント
流しを行い、切粉の排除も同時に行っている。
【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。
【0004】そこで、最近は、低温空気を工具刃先に吹
付けたクーラントレスの技術が開発されている。この空
気吹付け方式によると、スラッジ処理は不要になるもの
の、切削点の酸化が促進して、仕上面の良好な加工が行
えないという問題点がある。更に、空気吹付けによると
若干の冷却効果だけしか得られないため、切削油をオイ
ルミストとして添加して切削加工性及び酸化防止を向上
させている。
【0005】しかし、オイルミストが吹付け空気と十分
に混合されてワークの加工点に噴射されるから、ここで
の工具刃先の温度が1000℃近くにもなることと相俟
って、オイルミストを発火させるという災害の発生原因
になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、最近は低温空
気や、これにミストを混合させた低温空気の冷却手段に
替えて、不燃性ガスを加工点に噴射する方法が提案され
ている。この噴射方法は、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、不燃性ガスは、その噴射ノズルの方向が正しく
加工点に噴射されて不燃性ガスの雰囲気や所定の濃度が
形成されないと、加工点の酸化や刃先の摩耗が促進し、
仕上面の良好な加工が行えないという問題点がある。
【0007】更に、噴射ノズルは、噴射ノズルの取付ス
ペースが必要であるから、ワークとの干渉が加工中に発
生してしまい、加工の継続を不可能にする。むりやり加
工を継続すると、噴射ノズルの方向を狂わせてしまい、
加工点の酸化や刃先の摩耗を促進し、仕上面の良好な加
工が行えないという問題点に進展する。また、噴射ノズ
ルは、切削工具の局所だけにしか不燃性ガス等の噴射液
を噴射できないという問題点がある。そして、ワークの
加工量の増減によっても、不燃性ガスの必要量が異なっ
ている。
【0008】本発明は、上記噴射ノズルによる不燃性ガ
スの噴射における問題点に鑑みてなされたもので、ワー
クの加工量に対応した不燃性ガスの必要量を供給し、且
つ、不燃性ガス(窒素ガス、エア、オイルミストとの混
合ガス他)が円筒状のバリアを形成して噴出する噴射口
付き工具ホルダを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の不燃
性ガスの噴射量制御方法は、工具刃先に不燃性ガスを噴
射させ、上記不燃性ガスの噴射量を主軸回転数に比例的
に増減制御することを特徴とする。
【0010】本発明の請求項2の噴射口付き工具ホルダ
は、主軸の先端穴に挿入して保持する工具ホルダであっ
て、工具ホルダの工具を掴む保持筒の先端面の一部に噴
射口を開口形成し、この噴射口から工具刃先方向へ不燃
性ガスを噴射させ、上記不燃性ガスの噴射量を主軸回転
数に比例的に増減制御することを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1によると、工具の先端面に対して、主
軸の回転数に比例して噴出する不燃性ガスを増減調節す
るから、主軸回転数(ワーク切削量)に対応した適正量
の不燃性ガスが、工具の外周を包み込みながら工具刃先
に向けて円筒状のバリアを形成する。
【0012】請求項2によると、工具の保持筒の先端面
に不燃性ガスの噴射口を有し、主軸の回転が低速から高
速までの広い回転領域にわたり主軸回転数に比例して増
減調節されるから、主軸回転数に対応した適正量の不燃
性ガスが工具の外周を包み込みながら工具刃先に向けて
円筒状のバリアを形成して噴射する。従って、主軸に装
着された工具刃先の外周を、不燃性ガスで直接包み込む
とともに、不燃性ガスは刃先及びこの加工点に噴射・供
給され、加工点の潤滑と酸化防止が行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る不燃性ガスの
噴射量制御方法及びその噴射口付き工具ホルダを、図面
の実施形態について説明する。先ず、図2に示す不燃性
ガスの噴射口付き工具ホルダH1から説明する。工作機
械1の主軸3に装着される噴射口付き工具ホルダH1
は、主軸3のテーパ穴3Aに挿入するテーパ部5Aと、
工具交換アームに捕まえられるフランジ部5Bと、工具
(刃物)Tを掴む保持筒7と、を有している。そして、
主軸3の先端穴3Aに挿入して保持する工具ホルダH1
である。
【0014】上記工具ホルダH1において、工具Tを掴
む保持筒7の先端面の一部には、噴射口N1が開口形成
されている。この噴射口N1の開口方向は、不燃性ガス
Gの噴射方向が工具Tの先端加工点(P)に向くよう
に、調節・設定されている。また、上記噴射口N1の通
路Nは、工具ホルダH1内を挿通して尾端に至り、主軸
内センタスルーによって主軸後端の回転継手に接続され
ている。これにより、主軸後端から供給された不燃性ガ
スGは、通路Nから噴射口N1に至り、ここから一束の
不燃性ガスを工具先端方向へ噴射する。
【0015】即ち、上記噴射口N1の開口位置は、工具
Tの中心(O)から半径rだけ偏心している。この半径
rは、工具Tの半径よりも大きな値としており、噴射口
N1から噴出する一束の不燃性ガスGが工具Tの外面近
くを外面に沿って工具先端方向へ噴射する。この状態に
て、主軸3を回転させると、一束の不燃性ガスGが工具
Tの外周を繰り返して旋回することとなり、間歇的であ
りながらも円筒状のバリアG´を形成する。
【0016】上記噴射口N1は、図1に示すように、窒
素ガス・炭酸ガス・エアガス等の不燃性ガスGの供給源
20に配管21により接続されている。また、上記噴射
口N1には、切削油タンク22内の切削油Oをミスト発
生器22Aによりオイルミスト(霧状)OMとなし、こ
れが供給されることもある。上記不燃性ガスGの噴射量
Qは、図5に示すように、主軸3の回転速度Noに比例
的に増減制御される。これにより、その制御方法は、図
1に示すように、主軸3の回転速度Noに比例的に開閉
する流量制御弁CVを配管21に介在させ、主軸3の回
転速度値Niに対応した噴射量Qを制御すべく、流量制
御弁CVを開閉制御する。
【0017】尚、工作機械1の主軸3の外周には、全閉
スプラッシュガードSGが包囲されており、噴射口N1
から噴出された不燃性ガスGが外部へ洩れるのを防止す
るとともに、吸引回収器Kにより積極的に回収するよう
になっている。
【0018】本発明の不燃性ガスの噴射口付き工具ホル
ダH1は、上記のように構成されており、以下に示すよ
うな不燃性ガスの噴射が実施される。上記工作機械1の
主軸3に装着された工具ホルダH1の噴射口N1には、
供給源20から不燃性ガスGが供給される。この供給圧
力は、5〜20kg/cm2の範囲内において、加工ワ
ークWや工具Tに適合した最適圧力が供給される。ま
た、その噴射温度も常温から零下150℃の範囲内の適
宜温度に調節されている。
【0019】上記噴射口N1からの不燃性ガスGは、図
1,図2に示すように、主軸の回転により、工具Tの刃
先に向かって工具Tの外周を円筒状に包んで噴射され
る。これにより、加工ワークWや工具Tの加工点(P)
は、不燃性ガスGが形成する円筒状のバリアG´により
外気から遮断され、且つ不燃性ガスGの雰囲気中にあ
り、工具刃先(a)に対して環状孔N1から窒素ガス・
炭酸ガスの不燃性ガスを確実に噴射することができる。
そして、ワークWの加工量(主軸回転数)に、対応した
不燃性ガスの必要量(噴射量:Q)を供給し、且つ、不
燃性ガス(窒素ガス、エア、オイルミストとの混合ガス
他)が円筒状のバリアG´を形成して噴出する噴射口付
き工具ホルダを提供する。
【0020】尚、ワークWの加工領域は、図1,図2に
示すように、全閉スプラッシュカバーSGにより密閉さ
れ、噴射口N1から吹出した不燃性ガスGは吸引回収手
段Kにより積極的に回収される。これにより、使用後の
不燃性ガスGは吸引回収手段Kにより加工領域から排除
されて、作業環境や工場内を不燃性ガスで汚染すること
がない。
【0021】本発明は、上記第1実施形態に限定されな
い。例えば、図4に示す第2実施形態の噴射口付き工具
ホルダH2のように、2つの噴射口N1を設けた構成と
しても良い。即ち、保持筒の先端面の噴射口を複数個設
けたものである。その他の構成は、同一符号を付して説
明を省略する。尚、噴射口N1は、工具ホルダの保持筒
の先端面に設けなくても良い。
【0022】本発明の第2実施形態の噴射口付き工具ホ
ルダH2は、上記のように構成されており、以下に示す
ような不燃性ガスGの噴射方法が実施される。工具Tの
保持筒7の先端面7Aに不燃性ガスGの噴射口N1を複
数個有するから、主軸3の回転が低速から高速までの広
い回転領域にわたり、不燃性ガスGは工具Tの外周を包
み込みながら工具刃先(a)に向けて円筒状のバリアG
´を形成して噴射する。
【0023】
【発明の効果】請求項1によると、請求項1によると、
工具の先端面に対して、主軸の回転数に比例して噴出す
る不燃性ガスを増減調節するから、主軸回転数に対応し
た適正量の不燃性ガスが工具の外周を包み込みながら工
具刃先に向けて円筒状のバリアを形成し、加工点の最適
な酸化防止効果が発揮される。
【0024】請求項2によると、工具の保持筒の先端面
に不燃性ガスの噴射口を有し、主軸の回転が低速から高
速までの広い回転領域にわたり主軸回転数に比例して増
減調節されるから、主軸回転数に対応した適正量の不燃
性ガスが工具の外周を包み込みながら工具刃先に向けて
円筒状のバリアを形成して噴射し、主軸に装着された工
具刃先の外周を、不燃性ガスで直接包み込むとともに、
不燃性ガスは刃先及びこの加工点に噴射・供給されて、
加工点の潤滑と酸化防止の効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の不燃性ガスの噴射量制御方法を実施す
る工作機械全体及び要部を示す正面図である。
【図2】本発明の第1実施形態の噴射口付き工具ホルダ
の断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態の噴射口付き工具ホルダ
の作用端面図である。
【図4】本発明の第2実施形態の噴射口付き工具ホルダ
の端面図である。
【図5】本発明の不燃性ガスの噴射量制御方法の特性図
である。
【符号の説明】
1 工作機械 3 主軸 5A テーパー部 5B フランジ部 7 保持筒 7A 先端面 20 供給源 22 切削油タンク CV 流量制御弁 SG スプラッシュガード G 不燃性ガス G´ バリア K 吸引回収器 H1 噴射口付き工具ホルダ H2 噴射口付き工具ホルダ N 通路 N1 噴射口 No 回転速度 Ni 回転速度値 Q 噴射量 T 工具(刃物) P 加工点 W ワーク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具刃先に不燃性ガスを噴射させ、上記
    不燃性ガスの噴射量を主軸回転数に比例的に増減制御す
    ることを特徴とする不燃性ガスの噴射量制御方法。
  2. 【請求項2】 主軸の先端穴に挿入して保持する工具ホ
    ルダであって、工具ホルダの工具を掴む保持筒の先端面
    の一部に噴射口を開口形成し、この噴射口から工具刃先
    方向へ不燃性ガスを噴射させ、上記不燃性ガスの噴射量
    を主軸回転数に比例的に増減制御することを特徴とする
    噴射口付き工具ホルダ。
JP11013498A 1998-04-06 1998-04-06 不燃性ガスの噴射量制御方法及びその噴射口付き工具ホルダ Pending JPH11285948A (ja)

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JP11013498A JPH11285948A (ja) 1998-04-06 1998-04-06 不燃性ガスの噴射量制御方法及びその噴射口付き工具ホルダ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7357607B2 (en) * 2003-08-07 2008-04-15 Pv Engineering & Mfg., Inc. Tool holder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7357607B2 (en) * 2003-08-07 2008-04-15 Pv Engineering & Mfg., Inc. Tool holder

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