(57)【要約】    【課題】  本発明は、工作機械の工具によりワークの複数の加工部を順次切削加工する加工方法およびその装置において、冷却液ミストがオイルミストによる加工部の潤滑性を阻害することを確実に回避し、よって、切削加工の生産性を落とさずに加工部の潤滑性と冷却性との両方の効果を満足する加工方法およびその装置を提供することを課題とする。    【解決手段】  ドリル１を移動させているときにはドリル軸１ａの先端の上側の位置に外がけウォータミストＭ３を吹き付け、ドリル１を用いてワークＷを切削しているときには該ワークＷ上の穴の位置に軸心オイルミストＭ１を吹き付けると共に、ドリル軸１ａの先端の下側の位置に外がけオイルミストＭ２を吹き付ける。【選択図】    図６
2006123013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具によりワークの複数の部位を順次切削加工する加工方法において、オイルミストを工具の加工部に供給するオイルミスト供給手段と、冷却液ミストを工具の加工部に供給する冷却液ミスト供給手段とを備え、上記工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給し、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段により冷却液ミストを工具の加工部に供給することを特徴とする工作機械の加工方法。
【請求項２】
切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の加工方法。
【請求項３】
冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給し、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給することを特徴とする請求項２に記載の工作機械の加工方法。
【請求項４】
工作機械の工具によりワークの複数の部位を順次切削加工する加工装置において、工具を次の部位に対して相対的に移動させる移動手段と、オイルミストを工具の加工部に供給するオイルミスト供給手段と、冷却液ミストを工具の加工部に供給する冷却液ミスト供給手段とを備え、上記工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段がオイルミストを工具の加工部に供給するように構成され、移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段が冷却液ミストを工具の加工部に供給するように構成されていることを特徴とする工作機械の加工装置。
【請求項５】
移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部に供給するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の工作機械の加工装置。
【請求項６】
冷却液ミスト供給手段は、冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給するように構成され、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の工作機械の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物に対して切削等の加工を施す加工方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロック等のワークに対し複数の穴をあける加工を施す際に、ドリル等の工具を用いて切削加工を行っている。このとき、該切削加工において工具とワークとが接触することで、該工具の加工部とワークとの間に発熱が生じ、その結果、工具の加工部とワークとの間に溶着の問題が起こり、また、該工具の加工部が磨耗するという問題が起こる。
【０００３】
また、マシニングセンタ（複合工作機械）のように、１つの工具を用いてワークに対して複数の穴を自動で連続的にあける加工を施す際に、生産性を向上させる目的で工具による加工の速度を上げる場合、加工速度の上昇に伴い上記工具の加工部により高い熱が発生するようになり、上記溶着の問題や、工具の磨耗の問題がより顕著となる。
【０００４】
そこで、工作機械による加工の際に、工具の加工部に生じる熱を冷却しつつ切削加工を行う方法として、クーラント加工がある。この加工方法では、工具の周りに備えられた数本の管からオイルが常時流れ出る仕組みになっており、加工部が該オイルに常に浸される状態となるため、オイルによる冷却効果により加工部が常に冷却される。また、上記管から常時流れ出るオイルにより、加工部に潤滑性を持たせることが可能となり、加工の際に工具の加工部とワークとの間で焼きつきの問題が生じることを回避することが可能となる。しかし、この方法では、管に大量のオイルを供給するための装置が大がかりなものとなるため、コストが高くなり、オイルの供給に要するエネルギーの消費量が大きくなり、その上、オイルの廃液が環境破壊の原因となる。
【０００５】
そこで、近年は、加工方法として、上記クーラント加工に代わりセミドライ加工で切削加工が行われるようになっている。該セミドライ加工は、環境負荷が比較的小さい例えば植物油等を霧状にしたオイルミストを工具の加工部に吹き付けることで、クーラント加工と同様に、加工部に冷却性と潤滑性とを持たせることが可能となる。また、霧状のオイルミストを使用することで、液状のオイルを用いるクーラント加工と比較してオイルの使用量を少なくして廃液の量を少なくすると共に、オイルの供給装置を小さくし、供給に必要なエネルギーを少なくして、コスト面の問題と環境面の問題とをクーラント加工よりも改善することが可能となる。
【０００６】
しかし、上記マシニングセンタのような１つの工具による連続的な加工の場合、工具の加工部とワークとの間に生じる多量の発熱により該加工部の温度が上がる速度に、オイルミストによる冷却の速度が追いつかず、加工部の冷却が不十分で温度が上昇していくため、加工部とワークとの間に起こる溶着の問題と加工部に起こる磨耗の問題とが根本的には解決しない。
【０００７】
このような問題に鑑み、工具によるワークの切削の速度を下げずに、加工部の冷却性を向上させつつ、工具による切削加工を行う方法として、特許文献１に開示されているような加工方法がある。この加工方法は、セミドライ加工において、オイルミストに水を霧状にした冷却液ミストを加えて混合状態にした混合ミストを加工部に吹き付けることで、オイルミストだけでは不十分だった加工部の冷却性を向上させる加工方法である。このため、新たに加えられた冷却液ミストによる冷却性により、加工部とワークとの間に生じる発熱を抑制することが可能となり、該加工部とワークとの間の溶着の問題および加工部の磨耗の問題を抑制することが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３２０３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記方法は、冷却液ミストとオイルミストとを予め混合状態にしてから、その後に加工部に対して吹き付けるので、該オイルミストによる加工部の潤滑性を冷却液ミストが阻害して、加工部とワークとに焼きつきによる溶着、工具の異常磨耗が生じる可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明は、工作機械の工具によりワークの複数の加工部を順次切削加工する加工方法およびその装置において、冷却液ミストがオイルミストによる加工部の潤滑性を阻害することを確実に回避し、よって、切削加工の生産性を落とさずに加工部の潤滑性と冷却性との両方の効果を満足する加工方法およびその装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１２】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、工作機械の工具によりワークの複数の部位を順次切削加工する加工方法において、オイルミストを工具の加工部に供給するオイルミスト供給手段と、冷却液ミストを工具の加工部に供給する冷却液ミスト供給手段とを備え、上記工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給し、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段により冷却液ミストを工具の加工部に供給することを特徴とする。
【００１３】
そして、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給することを特徴とする。
【００１４】
次に、本願の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給し、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給することを特徴とする。
【００１５】
そして、本願の請求項４に記載の発明は、工作機械の工具によりワークの複数の部位を順次切削加工する加工装置において、工具を次の部位に対して相対的に移動させる移動手段と、オイルミストを工具の加工部に供給するオイルミスト供給手段と、冷却液ミストを工具の加工部に供給する冷却液ミスト供給手段とを備え、上記工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段がオイルミストを工具の加工部に供給するように構成され、移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段が冷却液ミストを工具の加工部に供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
次に、本願の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも
、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部に供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
そして、本願の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、冷却液ミスト供給手段は、冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給するように構成され、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の様に構成したことにより、まず、請求項１に記載の発明によれば、オイルミストを工具の加工部に供給するオイルミスト供給手段と、冷却液ミストを工具の加工部に供給する冷却液ミスト供給手段とを備えた上で、上記工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給し、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段により冷却液ミストを工具の加工部に供給することで、冷却液ミストとオイルミストとが予め混合されず別々に工具の加工部に供給されるため、冷却液ミストがオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を阻害することを回避することが可能となり、切削加工時において、工具の加工部の潤滑性を確保する。しかも、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにおいて、オイルのみを加工部に供給する場合やオイルミストと冷却液ミストとを予め混合してなる混合ミストを工具の加工部に供給する場合と比較して工具の加工部の冷却性を向上させることが可能となる。
【００１９】
そして、本願の請求項２に記載の発明によれば、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも、オイルミスト供給手段によりオイルミストを工具の加工部に供給することで、請求項１と同様に、冷却液ミストとオイルミストとが予め混合されず別々に工具の加工部に供給されるため、切削加工中はもちろん加工の初期においても冷却液ミストがオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を阻害することを回避することが可能となる。加えて、オイルミストは工具の加工部に常時供給されており、供給の動作を制御する必要がないため、該制御に要するコストを削減することが可能となる。
【００２０】
次に、請求項３に記載の発明によれば、冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給し、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給することで、オイルミストの工具の加工部への付着を冷却液ミストが阻害するのを抑制し、工具の加工部にオイルミストを付着させ、切削加工中はもちろん加工の初期においてもオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を確保することができる。また、工具の加工部の一方の外側の位置に冷却液ミストを付着させ、切削加工の生産性を落とさずに工具の加工部を効率良く冷却させることが可能となる。
【００２１】
次に、請求項４に記載の発明によれば、工具による切削加工時に、オイルミスト供給手段がオイルミストを工具の加工部に供給するように構成され、移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときに、冷却液ミスト供給手段が冷却液ミストを工具の加工部に供給するように構成されていることで、冷却液ミストとオイルミストとが予め混合されず別々に加工部に供給されるため、冷却ミストがオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を阻害することを回避することが可能となり、切削加工時において、工具の加工部の潤滑性を確保する。しかも、切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにおいて、オイルのみを工具の加工部に供給する場合やオイルミストと冷却液ミストとを予め混合してなる混合ミストを工具の加工部に供給する場合と比較して工具の加工部の冷却性を向上させることが可能となる。
【００２２】
次に、請求項５に記載の発明によれば、移動手段が切削加工終了後に工具を次の部位に対して相対的に移動させるときにも、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部に供給するように構成されていることで、請求項４と同様に、冷却液ミストとオイルミストとが予め混合されず別々に工具の加工部に供給されるため、切削加工中はもちろん加工の初期においても冷却液ミストがオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を阻害することを回避することが可能となる。加えて、オイルミストは工具の加工部に常時供給されており、供給の動作を制御する必要がないため、該制御に要するコストを削減することが可能となる。
【００２３】
そして、請求項６によれば、冷却液ミスト供給手段は、冷却液ミストを工具の加工部の一方の外側の位置に供給するように構成され、オイルミスト供給手段は、オイルミストを工具の加工部の他方の外側の位置に供給するように構成されていることで、オイルミストの工具の加工部への付着を冷却液ミストが阻害するのを抑制し、工具の加工部にオイルミストを付着させ、切削加工中はもちろん加工の初期においてもオイルミストによる工具の加工部の潤滑性を確保することができる。また、工具の加工部の一方の外側の位置に冷却液ミストを付着させ、切削加工の生産性を落とさずに工具の加工部を効率良く冷却させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面に基いて説明する。
【００２５】
まず、本発明に係る工作機械の加工装置について説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る工作機械としてのドリル（工具）１を備えたマシニングセンタ２（横型）に用いる加工装置のシステム構成を示しており、このマシニングセンタ２は、円筒状の主軸２ａの内部に該主軸２ａと同心円状に小径のスピンドル２ｂを備えており、該スピンドル２ｂの上記ワークＷに対向している側にはワークＷと接触させて切削加工を行うためのドリル１が装着されている。そして、主軸２ａのドリル１のドリル軸１ａが設けられている面と同じ側の面の該ドリル軸１ａの下側には外がけオイルミスト用ノズル２ｄを備え、上側には外がけウォータミスト用ノズル２ｅを備えている。主軸２ａは、上記外がけオイルミスト用ノズル２ｄを設けた面とは反対側の面の下側にジョイント部材２ｆを備え、そして上側にジョイント部材２ｇを備えており、該ジョイント部材２ｆ，２ｇの間には、スピンドル２ｂに接続され該スピンドル２ｂの回転を許容する回転継手部材２ｈを備えている。また、上記主軸２ａの内部には、上記外がけオイルミスト用ノズル２ｄと上記ジョイント部材２ｆとを結ぶ外がけオイルミスト用通路２ｉと、上記外がけウォータミスト用ノズル２ｅと上記ジョイント部材２ｇとを結ぶ外がけウォータミスト用通路２ｊとを備えている。そして、上記スピンドル２ｂの内部には上記ドリル軸１ａと上記回転継手部材２ｈとを結ぶ軸心オイルミスト用通路２ｋを備えている。
【００２７】
加工装置のシステムを構成する装置として、軸心オイルミスト発生装置３と、外がけオイルミスト発生装置４と、液体用自動バルブ５と、エア用自動バルブ６と、ミキシング装置７とが設けられている。軸心オイルミスト発生装置３は回転継手部材２ｈに連結しており、外がけオイルミスト発生装置４はジョイント部材２ｆに連結しており、液体用自動バルブ５およびエアー用自動バルブ６はミキシング装置７に連結しており、該ミキシング装置７はジョイント部材２ｇに連結している。上記液体用自動バルブ５には液体用手動バルブ８が連結しており、上記エア用自動バルブ６にはレギュレータ９が連結している。
【００２８】
また、加工装置はコントロールユニット１０を備えており、該コントロールユニット１０が発信する制御信号により上記軸心オイルミスト発生装置３と外がけオイルミスト発生装置４と液体用自動バルブ５とエア用自動バルブ６とが制御される。上記コントロールユニット１０からの制御信号を受けると、乾燥した空気と液状のオイルとが混合されて軸心オイルミスト発生装置３で軸心オイルミストＭ１が発生し、外がけオイルミスト発生装置４で外がけオイルミストＭ２が発生する。また、液体用自動バルブ５とエア用自動バルブ６とが同時に開いてミキシング装置７内で水と空気とが混合されてウォータミストＭ３が発生する。
【００２９】
そして、図２は、上記ドリル軸１ａ近傍の拡大図を示しており、ドリル軸１ａの内部には軸心オイルミスト用通路１ａ′を備え、該軸心オイルミスト用通路１ａ′は上記軸心オイルミスト用通路２ｋと連結している。
【００３０】
また、上記外がけオイルミスト用ノズル２ｄの噴射口をドリル軸１ａの先端（加工部）の下側の位置に向けた状態で備え、外がけウォータミスト用ノズル２ｅの噴射口をドリル軸１ａの先端（加工部）の上側の位置に向けた状態で備えている。
【００３１】
次に、ドリル１を用いてワークＷに対して連続的に複数の穴を順次あける加工方法について具体的に説明する。
［加工方法第１例］
まず、図３は、ワークＷに１つ目の穴をあける直前のドリル１の状態を示しており、ドリル１がワークＷの１つ目の穴の位置の近傍にある。このとき、コントロールユニット１０からの制御信号を受けて軸心オイルミスト発生装置３から軸心オイルミストＭ１が発生し、外がけオイルミスト発生装置４から外がけオイルミストＭ２が発生する。該軸心オイルミストＭ１は、軸心オイルミスト用通路２ｋおよび軸心オイルミスト用通路１ａ′を経てドリル軸１ａの先端からワークＷ上の１つ目の穴の位置に向けて吐出しており、そして外がけオイルミストＭ２は、ジョイント部材２ｆとオイルミスト用通路２ｉとを経て外がけオイルミスト用ノズル２ｄからドリル軸１ａの先端の下側の位置に向けて吐出している。
【００３２】
そして、図４は、上記ドリル軸１ａがワークＷ上の１つ目の穴の位置に接触して該ワークＷの内部に進入している状態を示しており、図２の状態と同様にドリル軸１ａの先端からは軸心オイルミストＭ１がワークＷに向けて吐出し、外がけオイルミスト用ノズル２ｄからは外がけオイルミストＭ２がドリル軸１ａの先端の下側の位置に向けて吐出している。
【００３３】
上記ドリル軸１ａがワークＷの内部に進入する直前に、ワークＷ上の１つ目の穴の位置に軸心オイルミストＭ１を付着させ、そしてドリル軸１ａの先端に近い位置に外がけオイルミストＭ２を付着させているため、該ドリル軸１ａの先端に潤滑性を持たせ、切削加工中はもちろん加工の初期においてもドリル軸１ａとワークＷとの間の焼きつきによる溶着およびドリル１の異常磨耗の発生を回避することが可能となる。
【００３４】
上記軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２は、ドリル軸１ａがワークＷに対して進入する直前から、該ワークＷの内部の最も深い位置に到達したドリル軸１ａをワークＷから引き抜いて退避し始める瞬間まで吐出しつづけており、該ドリル１がワークＷの内部の最も深い位置に到達した瞬間に制御コントローラ１０から制御信号が発信され、上記軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２の吐出が停止すると共に、液体用自動バルブ５とエアー用自動バルブ６とが同時に開いて水と空気とがミキシング装置７の内部で混合されて外がけウォータミストＭ３が発生する。本実施例では、外がけウォータミストＭ３を構成する水は洗浄液と工業用水とを混合した水を用いる。
【００３５】
そして、図５は、切削加工により１つ目の穴をあけ終えてドリル１をワークＷから完全に退避させた後にドリル１を２つ目の穴の位置の近傍へ移動させている途中の状態を示しており、このとき、外がけウォータミストＭ３がミキシング装置７からジョイント部材２ｇと外がけウォータミスト用通路２ｊとを経て外がけウォータミスト用ノズル２ｅからドリル軸１ａの先端の上側の位置に向けて吐出している。
【００３６】
なお、上記ドリル１とワークＷとの相対移動は図示しない移動手段でドリル１側又はワークＷを移動させるようにしている。
【００３７】
霧状の外がけウォータミストＭ３を上記ドリル軸１ａの先端位置に吐出することで、ドリル１を１つ目の穴の位置の近傍から２つ目の穴の位置の近傍に移動させる間に上記外がけウォータミストＭ３の気化熱によりドリル軸１ａの加工部を効率よく冷却し、ドリル軸１ａとワークＷとの間で溶着の発生を回避することが可能となり、また、該ドリル軸１ａに磨耗が発生することを回避することが可能となる。
【００３８】
上記ドリル１が２つ目の穴の位置の近傍に移動した後は、再び図３の状態に戻る。すなわち、この時点には上記コントロールユニット１０の制御により外がけウォータミストＭ３の吐出が停止しており、軸心オイルミストＭ１及び外がけオイルミストＭ２の吐出が開始してドリル軸１ａがワークＷ上の２つ目の穴の位置に接触するまでには該ドリル軸１ａの先端に潤滑性を持たせてある。
【００３９】
以上の図３から図５の動作を繰り返すことで、ドリル１を用いてワークＷに連続的に順次穴をあけていく切削加工を施す際に、外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３とが予め混合されず別々にドリル軸１ａに供給されるため、外がけウォータミストＭ３が軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２によるドリル軸１ａの潤滑性を阻害することを回避することが可能となり、切削加工時において、ドリル軸１ａの潤滑性を確保する。しかも、切削加工終了後にドリル１をワークＷの次の穴の位置の近傍に移動させるときにおいて、液状のオイルのみをドリル軸１ａに供給する場合やオイルミストとウォータミストとを予め混合してなる混合ミストをドリル軸１ａに供給する場合と比較して該ドリル軸１ａの冷却性を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、ワークＷ上の穴の位置に軸心オイルミストＭ１を付着させ、ドリル軸１ａの先端に近い位置に外がけオイルミストＭ２を付着させることで切削加工中はもちろん加工の初期においても外がけウォータミストＭ３が軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２による該ドリル軸１ａの潤滑性を阻害することで上記ドリル軸１ａとワークＷとの間に焼きつきによる溶着やドリル１の異常磨耗などが生じることを確実に回避することが可能となり、上記ドリル軸１ａの先端位置に外がけウォータミストＭ３を付着させ、切削加工の生産性を落とさずにドリル軸１ａの加工部を効率良く冷却させることが可能となる。
【００４１】
次に、図６は、図３から図５の動作を繰り返してワークＷに連続的に複数の穴を順次あけていく切削加工を施す際の、軸心オイルミストＭ１と外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３との吐出のタイミングを示したものであり、コントロールユニット１０により、ドリル１が移動している間には軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２は吐出せず外がけウォータミストＭ３のみが吐出し、そしてドリル軸１ａがワークＷの穴の位置に接触する直前から穴をあけ終えて該ワークＷから完全に退避するまでの間には上記軸心オイルミストＭ１及び外がけオイルミストＭ２が吐出し、外がけウォータミストＭ３は吐出しないように制御される。図中の矢印の長さは、各ミストが実際に吐出している時間の長さを表している。
【００４２】
上記コントロールユニット１０は、軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２が吐出している時間と外がけウォータミストＭ３が吐出している時間とが重ならないように吐出のタイミングを制御しているため、ドリル軸１ａの潤滑に必要とする軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２の吐出量とドリル軸１ａの冷却に必要とする外がけウォータミストＭ３の吐出量とを最小限にすることで切削加工のコスト面の問題と環境面の問題とを改善した上でドリル軸１ａに潤滑性を持たせ、さらに冷却性を向上させることが可能となる。
【００４３】
また、ワークＷ上の穴の位置に軸心オイルミストＭ１を付着させ、ドリル軸１ａの先端位置に外がけオイルミストＭ２を付着させることで、切削加工中はもちろん加工の初期においても外がけウォータミストＭ３が軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２によるドリル軸１ａの潤滑性を阻害して該ドリル軸１ａとワークＷとの間に焼きつきによる溶着やドリル１の異常磨耗などが生じることを確実に回避することが可能となり、ドリル軸１ａの先端位置に外がけウォータミストＭ３を付着させることで、切削加工の生産性を落とさずにドリル軸１ａの加工部を効率良く冷却することが可能となる。
【００４４】
そして、図７は、ドリル軸１ａの先端位置にオイルミストのみを吹き付けた場合と、後述の加工方法第２例のようにオイルミストとウォータミストとを予め混合させずに別々にドリル軸１ａの先端に吹き付けた場合と、ウォータミストのみをドリル軸１ａの先端に吹き付けた場合とにおける該ドリル軸１ａの冷却効果の比較をグラフに示したものである。なお、上記各例の総吐出量は同じであり、オイルミストとウォータミストとの両方を吹き付ける際の吐出量比率は同じに設定されている。
【００４５】
上記ドリル１を用いてワークＷに対して連続的に複数の穴を順次あけていく切
削加工を施す際に、穴を１つあけた後にドリル軸１ａをワークＷから引き抜いて完全に退避させた時点で該ドリル１の動作を一定時間停止させてドリル軸１ａの温度の測定を行った。
【００４６】
上記測定の結果、ウォータミストのみを吹き付けた場合にドリル軸１ａの冷却効果が最も顕著となり、他の２つの場合と比較して順次穴をあけていく度に該ドリル軸１ａの温度を下げることができるため、切削加工中はもちろん加工の初期においてもドリル軸１ａとワークＷとの間の焼きつきによる溶着やドリル１の異常磨耗などの発生を確実に回避することが可能となり、ドリル軸１ａの先端位置にウォータミストを付着させることで切削加工の生産性を落とさずにドリル軸１ａの加工部を効率良く冷却させることが可能となることがわかる。
【００４７】
なお、軸心オイルミストＭ１と外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３とは切削加工終了後に同時に回収して分別すれば次の切削加工に再利用することが可能である。また、上記外がけウォータミストＭ３を構成する水としてドリル軸１ａの防錆効果と防腐効果と脱水効果とを考慮して水に洗浄液を混合したものを用いたが、これは水の１つの例に過ぎず一般の水で構成されたウォータミストを用いても構わない。
［加工方法第２例］
次に、第２加工方法例として、上記第１加工方法例と同様の方法で切削加工を行う際に１つの穴の切削加工が終了した後ドリル１をワークＷ上の次の穴の位置の近傍に移動させるときにも、外がけウォータミスト用ノズル２ｅからドリル軸２ｃの先端（加工部）の上側の位置に向けて外がけウォータミストＭ３を吹き付けると共に、外がけオイルミスト用ノズル供給手段２ｄからドリル軸１ａの先端（加工部）の下側の位置に向けて外がけオイルミストＭ２を吹き付け、ドリル軸１ａの先端からワークＷに向けて軸心オイルミストＭ１を吹き付ける加工方法について説明する。
【００４８】
図８は、第２加工方法例において、切削加工により１つ目の穴をあけ終えてドリル１をワークＷから完全に退避させた後にドリル１を２つ目の穴の位置の近傍へ移動させている途中の状態を示しており、このとき、外がけウォータミストＭ３が外がけウォータミスト用ノズル２ｅからドリル軸１ａの先端の上側の位置に向けて吐出し、ドリル軸１ａの先端からは軸心オイルミストＭ１がワークＷに向けて吐出し、外がけオイルミスト用ノズル２ｄからは外がけオイルミストＭ２がドリル軸１ａの先端の下側の位置に向けて吐出している。
【００４９】
霧状の外がけウォータミストＭ３を上記ドリル軸１ａの先端の上側の位置に吐出し、外がけオイルミストＭ２を上記ドリル軸１ａの先端の下側の位置に吐出することで、ドリル１を１つ目の穴の位置の近傍から２つ目の穴の位置の近傍に移動させる間にドリル軸１ａを冷却し、ドリル軸１ａとワークＷとの間で溶着の発生を回避することが可能となり、また、該ドリル軸１ａに磨耗が発生することを回避することが可能となる。さらに、外がけウォータミストＭ３と外がけオイルミストＭ２とがドリル軸１ａに対して異なる位置に吐出するため、外がけオイルミストＭ２のドリル軸１ａへの付着をウォータミストＭ３が阻害するのを抑制でき、次の加工時における外がけオイルミストＭ２の付着によるドリル軸１ａの潤滑性を確保することができる。
【００５０】
そして、図９は、第２加工方法例においてドリル１を用いてワークＷに連続的に複数の穴を順次あけていく切削加工を施す際の、軸心オイルミストＭ１と外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３との吐出のタイミングを示したものであり、コントロールユニット１０により、ドリル１が移動している間には軸心オイルミストＭ１と外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３との３つのミスト全てが吐出しており、そしてドリル軸１ａがワークＷの穴の位置に接触する直前から穴をあけ終えて該ワークＷから完全に退避するまでの間には上記軸心オイルミストＭ１及び外がけオイルミストＭ２が吐出し、外がけウォータミストＭ３は吐出しないように制御される。図中の矢印の長さは、各ミストが実際に吐出している時間の長さを表している。
【００５１】
上記コントロールユニット１０の制御により、外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３とが予め混合されず別々にドリル軸１ａに供給されるため、切削加工中はもちろん加工の初期においても外がけウォータミストＭ３が軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２によるドリル軸１ａの潤滑性を阻害することを回避することが可能となる。
【００５２】
加えて、上記コントロールユニット１０は、軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２が常時吐出するように制御しており、該軸心オイルミストＭ１および外がけオイルミストＭ２の供給の動作を制御する必要がないため、該制御に要するコストを削減することが可能となる。また、外がけオイルミストＭ２の吐出制御において、吐出開始時のオイルミスト供給の応答遅れも考慮する必要がない。
【００５３】
なお、本実施形態では、ドリル軸１ａの先端の下側の位置に向けて外がけオイルミストＭ２を吐出させ、上側の位置に向けて外がけウォータミストＭ３を吐出させたが、上下を逆にしてドリル軸１ａの先端の上側の位置に向けて外がけオイルミストＭ２を吐出させ、下側の位置に向けて外がけウォータミストＭ３を吐出させたり、或いは上下方向からではなく左右方向から外がけオイルミストＭ２と外がけウォータミストＭ３とをドリル軸１ａの先端に向けて吐出させても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明によれば、工作機械の工具によりワークの複数の加工部を順次切削加工する加工方法およびその装置において、冷却液ミストがオイルミストによる加工部の潤滑性を阻害することを確実に回避し、よって、切削加工の生産性を落とさずに加工部の潤滑性と冷却性との両方の効果を満足する加工方法及びその装置を提供することが可能となり、工作物に対して切削等の加工を施す加工方法およびその装置の技術分野に広く好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るマシニングセンタのシステム図である。
【図２】同マシニングセンタに用いるドリルのドリル軸近傍の拡大図である。
【図３】第１の加工方法例においてワークに１つ目の穴をあける前のドリルの断面図である。
【図４】第１の加工方法例においてワークの内部に進入しているときのドリルの断面図である。
【図５】第１の加工方法例においてワークの１つ目の穴の位置から完全に退避した後、２つ目の穴の位置に向けて移動しているときのドリルの断面図である。
【図６】第１の加工方法例において軸心オイルミストと外がけオイルミストと外がけウォータミストとの吐出のタイミングを示した図である。
【図７】第１の加工方法例においてドリル軸の先端位置にオイルミストのみを吹き付けた場合と、オイルミストとウォータミストとを予め混合させずに別々にドリル軸の先端に吹き付けた場合と、ウォータミストのみをドリル軸の先端に吹き付けた場合とにおけるドリル軸の冷却効果の比較を示したグラフである。
【図８】第１の加工方法例においてワークの１つ目の穴の位置から完全に退避した後、２つ目の穴の位置に向けて移動しているときのドリルの断面図である。
【図９】第２の加工方法例において軸心オイルミストと外がけオイルミストと外がけウォータミストとの吐出のタイミングを示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１            ドリル（工具）
１ａ          ドリル軸（加工部）
２            マシニングセンタ（工作機械）
２ｄ          外がけオイルミスト用ノズル（オイルミスト供給手段）
２ｅ          外がけウォータミスト用ノズル（冷却液ミスト供給手段）
Ｍ１          軸心オイルミスト（オイルミスト）
Ｍ２          外がけオイルミスト（オイルミスト）
Ｍ３          外がけウォータミスト（冷却液ミスト）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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