專利名稱：旋轉(zhuǎn)切削裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)切削裝置，其從鉆頭等旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部噴射將切削用 液劑和空氣混合而得到的霧狀體。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，為了在旋轉(zhuǎn)切削加工中進行切削部的潤滑 冷卻等，向切削部(刀刃或被切 削材料)供給切削油、水溶性冷卻劑等切削用液劑。
切削用液劑向切削部的供給，除了從旋轉(zhuǎn)切削刀具的外部進行供給的外部供給方 式之外，還利用從設(shè)置在旋轉(zhuǎn)切削刀具上的孔進行供給的內(nèi)部供給方式(參照專利文獻 1-3)。
在內(nèi)部供給方式中，切削用液劑的供給流路，優(yōu)選為其流路中心始終配置在旋轉(zhuǎn) 中心處而構(gòu)成的中心供給型。如果為中心供給型，則從非旋轉(zhuǎn)部至旋轉(zhuǎn)部的供給流路的連 接比較容易，并且可以減少離心力對在供給流路內(nèi)流動的液體的影響。
但是，由于中心供給型限定為在旋轉(zhuǎn)中心具有貫穿整體的通路的機械結(jié)構(gòu)，所以 應(yīng)用范圍較小。因此，還采用一種周邊供給型，其在旋轉(zhuǎn)主軸的刀具保持端上，從遠離旋轉(zhuǎn) 中心的周邊供給切削用液劑，在裝置內(nèi)部將供給流路向旋轉(zhuǎn)中心引導(dǎo)。
如果是周邊供給型，則由于不受到對旋轉(zhuǎn)切削刀具進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的機械結(jié)構(gòu)的限 制，所以可以廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)有的車床等各種旋轉(zhuǎn)類工作機械中。但另一方面，如果為周邊 供給型，則從非旋轉(zhuǎn)部至旋轉(zhuǎn)部的供給流路的連接，必須在從旋轉(zhuǎn)中心離開規(guī)定半徑的部 位處進行，而且需要使供給流路至少在一個位置彎折形成。另外，也存在下述不利的方面， 即，在遠離旋轉(zhuǎn)中心的供給流路中，離心力對流過供給流路內(nèi)的流體的影響變得較大。
近來，已知大多是將切削用液劑和空氣混合而得到的霧狀體進行供給的情況。通 過以霧狀進行供給，可以少量且均勻地對切削部供給切削用液劑，提高加工效率、刀具壽 命，并且可以推進切削用液劑的節(jié)約、提高清潔性及作業(yè)效率，除此之外，甚至可以將油的 霧狀體和水的霧狀體進行混合而供給。
專利文獻1 日本特開2003-181743號公報
專利文獻2 日本實公平7-35699號公報
專利文獻3 日本實公平5-13476號公報發(fā)明內(nèi)容
但是，在現(xiàn)有的周邊供給型的旋轉(zhuǎn)切削裝置中，供給將切削用液劑和空氣混合而 得到的霧狀體時，存在下述問題。
在現(xiàn)有的周邊供給型的旋轉(zhuǎn)切削裝置中，即使將切削用液劑和空氣混合而得到的 霧狀體從旋轉(zhuǎn)主軸的周邊進行供給，也無法從設(shè)置于旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部的噴射口良好 地噴射霧狀體，而是一部分液狀化而噴出，或者即使噴出霧狀體也是間歇地、脈動地噴出， 難以使霧狀體穩(wěn)定地噴射。另外，由于該影響，難以使旋轉(zhuǎn)切削刀具內(nèi)的供給流路細徑化，由此難以應(yīng)用于小徑的旋轉(zhuǎn)切削刀具。
認為霧狀體的噴出不穩(wěn)定化的原因為，從旋轉(zhuǎn)主軸的周邊供給的霧狀體由于離心 力而與供給流路的內(nèi)壁碰撞，再次液狀化，以及因再次液狀化而積存在供給流路內(nèi)的液體 對霧狀體的流動產(chǎn)生作用，使噴出間歇地、脈動地進行，導(dǎo)致噴出不穩(wěn)定。
由于即使為了克服離心力而單純提高霧狀體的供給壓力，反而在供給流路的彎折 形成部中，使霧狀體與內(nèi)壁碰撞而再次液狀化，因此，難以避免相同的結(jié)果。
本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題而提出的，其課題在于提供一種旋轉(zhuǎn)切削 裝置，其從旋轉(zhuǎn)主軸的周邊供給切削用液劑及空氣，在從保持在該旋轉(zhuǎn)主軸上的旋轉(zhuǎn)切削 刀具的前端部噴射將切削用液劑和空氣混合而得到的霧狀體時，可以穩(wěn)定地噴射優(yōu)質(zhì)的霧 狀體。
用于解決上述課題的技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)切削裝置，其具有卡盤 裝置，其固定在旋轉(zhuǎn)主軸上，夾持旋轉(zhuǎn)切削刀具；以及
罩體，其非旋轉(zhuǎn)地被保持，具有筒狀部，該筒狀部對所述卡盤裝置的外周面的一部 分環(huán)繞一周而可緊貼滑動地進行覆蓋，
從對切削用液劑和空氣的混合氣體進行加壓輸送的供給管，將該混合氣體按照形 成在所述罩體上的第1供給流路、形成在所述卡盤裝置上的第2供給流路、形成在所述卡盤 裝置的旋轉(zhuǎn)中心部處的中心部空洞、以及形成為連通所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的后端面和前端部 的各開口的第3供給流路的順序，通過上述流路進行供給輸送，從所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的前 端部的開口噴射所述切削用液劑的霧狀體，
在該旋轉(zhuǎn)切削裝置中，
所述第1供給流路沿內(nèi)外方向貫穿所述筒狀部的周壁而形成，
所述供給管與所述第1供給流路的外側(cè)開口連接，
所述第2供給流路形成為，一端在所述外周面上開口，另一端在所述中心部空洞 處開口，
所述第1供給流路和所述第2供給流路，隨著所述罩體和所述卡盤裝置之間的相 對旋轉(zhuǎn)，通過所述第1供給流路的內(nèi)側(cè)開口的至少一部分和所述第2供給流路的外側(cè)開口 的至少一部分相對而進行連接，通過所述第1供給流路的內(nèi)側(cè)開口被所述外周面覆蓋，并 且，所述第2供給流路的外側(cè)開口被所述罩體的內(nèi)周面覆蓋，從而被切斷，
在所述中心部空洞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置處構(gòu)成節(jié)流孔，利用所述節(jié)流孔，將所述 中心部空洞劃分為該節(jié)流孔的前室和后室，
所述第2供給流路與所述前室連接，
所述第2供給流路配置為，將所述混合氣體向所述節(jié)流孔噴射，
所述前室是從所述第2供給流路擴徑而形成的，
所述節(jié)流孔形成為，直徑小于所述第2供給流路的最小直徑，
所述后室與所述第3供給流路連接，
通過所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的后端面周緣和所述節(jié)流孔的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面沿周 向抵接，從而由該后端面和該下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面包圍而形成所述后室，
所述前室形成為容量比所述后室大。
技術(shù)方案2記載的發(fā)明為，在技術(shù)方案1所記載的旋轉(zhuǎn)切削裝置中，所述第2供給5流路全部或包括內(nèi)側(cè)開口在內(nèi)的一部分，形成為內(nèi)徑小于或等于所述供給管的混合氣體射 出口的內(nèi)徑。
技術(shù)方案3記載的發(fā)明為，在技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的旋轉(zhuǎn)切削裝置中， 所述第2供給流路的外側(cè)開口相對于下游側(cè)加寬而形成，周向的最大內(nèi)徑尺寸大于軸向的 最大內(nèi)徑尺寸而形成。
技術(shù)方案4記載的發(fā)明為，在技術(shù)方案3所記載的旋轉(zhuǎn)切削裝置中，所述第2供給 流路的外側(cè)開口形成為，沿周向的兩端部朝向中央部逐漸加寬。
技術(shù)方案5記載的發(fā)明為，在技術(shù)方案3所記載的旋轉(zhuǎn)切削裝置中，所述第2供給 流路的與所述外側(cè)開口的下游相連續(xù)的流路，形成在與該外側(cè)開口的中心位置相比向旋轉(zhuǎn) 方向后方偏移的位置上。
技術(shù)方案6記載的發(fā)明為，在技術(shù)方案1至技術(shù)方案5中任意一項所記載的旋轉(zhuǎn) 切削裝置中，所述卡盤裝置具有
夾持構(gòu)件(piece)，其通過緊固縮徑而夾持所述旋轉(zhuǎn)切削刀具；
節(jié)流孔構(gòu)件，其構(gòu)成所述節(jié)流孔；
筒狀的支架，所述夾持構(gòu)件及所述節(jié)流孔構(gòu)件從其前端側(cè)進入并保持在內(nèi)側(cè)，其 后端與所述旋轉(zhuǎn)主軸緊固；
螺母，其與所述夾持構(gòu)件卡合，與所述支架螺合，將所述夾持構(gòu)件的外錐面按壓在 所述支架的內(nèi)錐面上，實現(xiàn)所述緊固；以及
0形密封圈，其對所述節(jié)流孔構(gòu)件和所述支架的內(nèi)表面之間進行密封，
在所述支架中，構(gòu)成與所述罩體緊貼滑動的所述外周面，并且形成所述第2供給 流路，此外，在所述支架的內(nèi)周面上，沿周向設(shè)置后端部變窄而卡止所述0形密封圈的階梯 部，
在所述節(jié)流孔構(gòu)件中，在所述節(jié)流孔的兩側(cè)形成朝向所述節(jié)流孔縮徑的圓錐狀內(nèi) 表面，在其上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面的周圍設(shè)置后端面，
所述支架的后端側(cè)的開口，通過所述支架與所述旋轉(zhuǎn)主軸緊固連接而被閉塞，
利用所述螺母的螺合旋轉(zhuǎn)而實施所述緊固，并且，通過將所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的后 端抵接在所述節(jié)流孔構(gòu)件的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面上，而將該節(jié)流孔構(gòu)件向后方預(yù)緊，利用 所述節(jié)流孔構(gòu)件的所述后端面和所述支架的所述階梯部擠壓保持所述0形密封圈，由此， 形成所述前室及所述后室，
所述第2供給流路在所述0形密封圈的后端側(cè)向所述前室開口。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，從供給管加壓輸送的切削用液劑和空氣的混合氣體，由于第1供給 流路和第2供給流路之間的間歇連接而內(nèi)壓不會下降，在限定的連接期間內(nèi)，集中向第2供 給流路加壓輸送，直接向節(jié)流孔噴射，不會隨著受離心力的影響而與遠離節(jié)流孔的內(nèi)壁碰 撞，一邊抑制再次液狀化，一邊順暢且迅速地到達配置在旋轉(zhuǎn)軸上的節(jié)流孔。
存在下述效果，即，即使在節(jié)流孔的前室中切削用液劑的霧狀化不充分的情況下， 也可以利用該節(jié)流孔的作用將切削用液劑充分霧狀化，然后，通過集中配置在旋轉(zhuǎn)軸上或 其附近的節(jié)流孔后室以及第3供給流路進行供給輸送，由此，一邊抑制由于離心力導(dǎo)致的 切削用液劑的再次液狀化，一邊將切削用液劑的霧狀體從旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部噴射。
另外，根據(jù)本發(fā)明，節(jié)流孔前室是從第2供給流路擴徑而形成的，節(jié)流孔形成為直 徑小于第2供給流路的最小直徑，節(jié)流孔前室形成為容量大于節(jié)流孔后室。
由此，在第1供給流路和第2供給流路的連接期間，在節(jié)流孔前室積蓄切削用液劑 和空氣的加壓體，節(jié)流孔前室達到最高壓。由于積蓄在節(jié)流孔前室的切削用液劑和空氣的 加壓體通過節(jié)流孔逐漸送出，所以在第1供給流路和第2供給流路的切斷期間，節(jié)流孔前室 的內(nèi)壓比較平緩地降低，抑制急劇下降。并且，在內(nèi)壓顯著降低之前，迎來下一個第1供給 流路和第2供給流路的連接期間，通過比較小的上升而節(jié)流孔前室恢復(fù)最高壓。其結(jié)果，具 有下述效果，即，可以抑制從旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部進行噴射的脈動，從旋轉(zhuǎn)切削刀具的前 端部穩(wěn)定地噴射切削用液劑的霧狀體。即，通過設(shè)置節(jié)流孔，設(shè)置相對大面積 大容量的節(jié) 流孔前室，產(chǎn)生緩和脈動變化的效果。
優(yōu)選第2供給流路的整體或包含內(nèi)側(cè)開口在內(nèi)的一部分，形成為內(nèi)徑小于或等于 供給管的混合氣體射出口的內(nèi)徑。
另外，優(yōu)選第2供給流路的外側(cè)開口相對于下游側(cè)加寬而形成，周向的最大內(nèi)徑 尺寸比軸向的最大內(nèi)徑尺寸更大而形成。
此外，優(yōu)選第2供給流路的外側(cè)開口形成為，沿周向的兩端部朝向中央部逐漸加寬。
另外，優(yōu)選第2供給流路的與外側(cè)開口的下游相連續(xù)的流路，形成在與該外側(cè)開 口的中心位置相比沿周向偏移的位置上。
通過如上所述形成，可以適度地確保第1供給流路和第2供給流路的連接期間，將 從供給管加壓輸送的混合氣體順暢地導(dǎo)入第2供給流路，使內(nèi)壓不會降低且抑制再次液狀 化，同時向節(jié)流孔強力地噴射。


圖1是以剖面表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)切削裝置的主要部分的 要部側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的供給管的連接部分的剖面圖。
圖3是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的套筒支架的斜視圖。
圖4是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的套筒支架的局部側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的卡盤裝置所構(gòu)成的第2供給流路開閉機構(gòu) 的剖面圖。
圖6是用于計算本發(fā)明的一個實施方式所涉及的卡盤裝置所構(gòu)成的第2供給流路 開閉機構(gòu)的打開角度的補充圖。
圖7是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的卡盤裝置所構(gòu)成的節(jié)流孔前室的壓 力隨時間變化的曲線(實線)。虛線曲線為對比例。
具體實施方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的一個實施方式。下面僅為本發(fā)明的一個實施方式， 并不是限定本發(fā)明。
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的一個實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)切削裝置，具有作為旋轉(zhuǎn)切削刀具的鉆頭1、卡盤裝置2、罩體3、供給管4和連接器5。
卡盤裝置2為套筒卡盤，具有套筒21、套筒支架22、套筒螺母23、節(jié)流孔構(gòu)件M和 0形密封圈25。
卡盤裝置2夾持鉆頭1。
套筒支架22為兩端分別具有錐面的筒狀，套筒支架22的后端外嵌在旋轉(zhuǎn)主軸6 上，利用埋頭螺栓7緊固套筒支架22和旋轉(zhuǎn)主軸6。由此，套筒支架22的后端開口被閉塞。
此外，在組裝時，在利用埋頭螺栓7緊固后，從套筒支架22的前端開口插入0形密 封圈25。在套筒支架22的內(nèi)周面上，沿周向設(shè)置后端側(cè)相對于前端側(cè)變窄而形成的階梯部 22a。0形密封圈25與階梯部2 卡止，被限制為無法繼續(xù)向后端側(cè)移動。
然后，從套筒支架22的前端開口插入節(jié)流孔構(gòu)件24。在節(jié)流孔構(gòu)件M中，在節(jié)流 孔2 的兩側(cè)形成朝向節(jié)流孔Ma縮徑的圓錐狀內(nèi)表面Mb J4c，在其上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面 24b的周圍設(shè)置有后端面Md。套筒支架22的后端面24d與0形密封圈25的前端抵接而 被固定。
上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面24b和下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面Mc，分別為大致在節(jié)流孔對3處 配置頂點的圓錐狀。另外，兩者具有大致相同的傾斜角。由此，節(jié)流孔構(gòu)件M的前側(cè)一半 和后側(cè)一半對稱地構(gòu)成，可以不分正反地使用。
然后，在套筒支架22的前端開口上插入套筒21的后端部，使套筒21后端部的外 錐面與套筒支架22前端部的內(nèi)錐面對應(yīng)。另外，在套筒21中插入鉆頭1。
在套筒支架22的前端部外周上設(shè)置外螺紋22b，使套筒螺母23與套筒支架22的 外螺紋22b螺合，從而緊固套筒螺母23。在開始緊固之前，使鉆頭1的后端與節(jié)流孔構(gòu)件 24的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面2 抵接。
套筒螺母23與套筒21的前端部卡合，限制套筒21向前端方向移動。由此，如果 緊固套筒螺母23，則套筒21的外錐面被按壓在套筒支架22的內(nèi)錐面上。
這樣，通過利用緊固使套筒21縮徑，從而夾持鉆頭1。與此同時，鉆頭1的后端抵 接在節(jié)流孔構(gòu)件M的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面2 上而將節(jié)流孔構(gòu)件M向后方預(yù)緊，由節(jié)流 孔構(gòu)件M的后端面24d和套筒支架22的階梯部2 擠壓保持0形密封圈25。0形密封圈 25對節(jié)流孔構(gòu)件M和套筒支架22的內(nèi)周面之間進行密封。
由此，形成節(jié)流孔前室e及節(jié)流孔后室f。此時，通過0形密封圈25的剖面沿擠壓 方向(旋轉(zhuǎn)軸方向)壓縮變形，從而提高其密封性，并且，可以容許與套筒螺母23的緊固相 伴的鉆頭1的后退，完成利用套筒21對鉆頭1的夾持。
在卡盤裝置2的旋轉(zhuǎn)中心部上形成的中心部空洞，由節(jié)流孔2 劃分為節(jié)流孔前 室e和節(jié)流孔后室f，在旋轉(zhuǎn)軸M上構(gòu)成節(jié)流孔Ma。
通過鉆頭1的后端面的周緣與節(jié)流孔2 的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面2 緊貼而在周 向上抵接，從而由鉆頭1的后端面和該下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面2 包圍而形成節(jié)流孔后室f。 節(jié)流孔前室e形成得比節(jié)流孔后室f容量大。
另一方面，旋轉(zhuǎn)主軸6經(jīng)由軸承8支撐在外筒框架9上。
罩體3為筒狀體，后端外嵌在外筒框架9上而非旋轉(zhuǎn)地被固定。此時，罩體3的前 端側(cè)的筒狀部3a，在套筒支架22的外周面22c上環(huán)繞一周，可緊貼滑動地將其覆蓋。在筒 狀部3a上，沿內(nèi)外方向貫穿其周壁而形成有第1供給流路b。8
對切削用液劑和空氣的混合氣體進行加壓輸送的供給管4，經(jīng)由連接器5與第1供 給流路b的外側(cè)開口連接。
如圖2所示，供給管4具有雙重管構(gòu)造，利用內(nèi)管如以規(guī)定的壓力將切削用液劑 沿箭頭方向加壓輸送，利用外管4b以規(guī)定的壓力將空氣沿箭頭方向加壓輸送。在供給管4 的前端附設(shè)噴嘴4c。在該噴嘴如中將切削用液劑霧狀化，形成將切削用液劑和空氣混合而 得到的混合氣體，向第1供給流路b送出。
在供給管4未圖示的根部方向上，設(shè)置有空氣閥及切削用液劑的閥，通過空氣閥 調(diào)整空氣的供給量，通過切削用液劑的閥調(diào)整切削用液劑的供給量，其結(jié)果，調(diào)整切削用液 劑和空氣的混合比。
連接器5由中空螺栓fe和螺紋接頭恥構(gòu)成，該中空螺栓fe與設(shè)置在第1供給流 路b的內(nèi)周上的內(nèi)螺紋螺合固定，該螺紋接頭恥嵌入中空螺栓fe的外端開口中。
在螺紋接頭恥上嵌入供給管4的前端部的噴嘴如，從而安裝供給管4。
在套筒支架22中形成有第2供給流路。第2供給流路(c+d)由下游側(cè)的細徑部 d、和相對于該細徑部d加寬而形成的加寬部c構(gòu)成，該加寬部c的外側(cè)開口 Cl成為最大面 積。細徑部d形成為，內(nèi)徑小于或等于供給管4的混合氣體射出口 a的內(nèi)徑。
第2供給流路一端在外周面22c上開口，另一端向節(jié)流孔前室e開口。由此，第2 供給流路的細徑部d和節(jié)流孔前室e相連接。第2供給流路的細徑部d在0形密封圈25 的后端側(cè)向節(jié)流孔前室e開口。
第2供給流路的前側(cè)開口 cl(參照圖幻配置為，伴隨著套筒支架22的旋轉(zhuǎn)而使 第1供給流路b和第2供給流路的加寬部c連通。
第2供給流路形成為相對于旋轉(zhuǎn)軸M傾斜的直線狀，以使得從其外側(cè)開口 Cl到達 內(nèi)側(cè)開口 dl時向前方移動。在與第2供給流路的流路中心軸和旋轉(zhuǎn)軸M之間的交點大致 相同的位置上配置節(jié)流孔Ma。通過形成所述配置，使從第2供給流路的細徑部d噴射的流 體向節(jié)流孔2 噴射。
為了使供給輸送順暢，優(yōu)選第2供給流路形成向埋頭螺栓7側(cè)膨脹的曲線狀，但如 果是直線狀則加工容易。在形成為曲線狀的情況下，也將第2供給流路配置為，最終從第2 供給流路噴射的流體向節(jié)流孔2 噴射。
在罩體3的筒狀部3a的內(nèi)周面和套筒支架22的外周面22c之間，前后保持有X 形密封圈10、10，其防止從供給流路泄漏。
在鉆頭1中形成第3供給流路g、g。第3供給流路g、g —端在鉆頭1的前端部開 口，另一端在鉆頭1的后端面開口。鉆頭1的前端部的開口成為切削用液劑的霧狀體的噴 射口。該噴射口配置在形成于鉆頭1前端的切削刃的后隙面上，向前方開口。另外，作為其 他的噴射口，也可以在鉆頭1前端部的側(cè)部上形成第3供給流路g、g的開口。
節(jié)流孔前室e是從第2供給流路的細徑部d擴徑而形成的。節(jié)流孔2 形成為， 直徑小于第2供給流路的最小直徑(細徑部d的直徑)。節(jié)流孔后室f與第3供給流路g、 g連接。
根據(jù)上述構(gòu)造，本旋轉(zhuǎn)切削裝置以供給管4、第1供給流路b、第2供給流路(c+d)、 中心部空洞(節(jié)流孔前室e —節(jié)流孔2 —節(jié)流孔后室f)、第3供給流路g、g的順序，將 切削用液劑和空氣的混合氣體通過上述流路供給輸送，從鉆頭1的前端部噴射切削用液劑的霧狀體。
下面，參照圖3至圖6，說明第2供給流路及其開閉機構(gòu)。
如圖3、圖4所示，第2供給流路的外側(cè)開口 Cl形成為，周向的最大內(nèi)徑尺寸c2大 于軸向的最大內(nèi)徑尺寸c3。
不限于本實施方式，也可以在第2供給流路中不設(shè)置加寬部c，而是將第2供給流 路整體形成為小于或等于供給管的混合氣體射出口內(nèi)徑的細徑部d。但是，如本實施方式所 示，通過在第2供給流路的導(dǎo)入部處設(shè)置具有上述形狀的外側(cè)開口 Cl的加寬部c，可以適度 地確保第1供給流路b和第2供給流路c的連接期間，同時將從供給管4加壓輸送的混合 氣體順暢地導(dǎo)入第2供給流路(c+d)。
另外，如圖4所示，第2供給流路的外側(cè)開口 Cl形成為，沿周向的兩端部朝向中央 部而逐漸加寬。
另外，如圖4所示，與第2供給流路的外側(cè)開口 Cl的下游相連續(xù)的細徑部d，形成 在與外側(cè)開口 Cl的中心位置相比沿周向偏移的位置上。
套筒支架22如圖5(a)及圖6中箭頭所示進行旋轉(zhuǎn)。因此，細徑部d形成在與外 側(cè)開口 Cl的中心位置相比向旋轉(zhuǎn)方向后方偏移的位置上。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以將從供給管4加壓輸送的混合氣體由第2供給流路的加寬部 c引導(dǎo)，順暢地導(dǎo)入第2供給流路的細徑部d中。
在本實施方式中，加寬部c是利用立銑刀加工成的。通過與細徑部d的中心軸方 向平行地配置立銑刀，對套筒支架22的外周部進行切削，從而得到圖示的形狀。
如圖5所示，第1供給流路b和第2供給流路(c+d)，伴隨著罩體3和套筒支架22 的相對旋轉(zhuǎn)，通過第1供給流路b的內(nèi)側(cè)開口的至少一部分和第2供給流路的外側(cè)開口 cl 的至少一部分相對而進行連接，通過第1供給流路b的內(nèi)側(cè)開口由套筒支架22的外周面 22c覆蓋，并且第2供給流路的外側(cè)開口 cl由罩體3的內(nèi)周面覆蓋，從而被切斷。
由此，圖5 (a) — (b) — (c)的變化期間為第1供給流路b和第2供給流路(c+d) 的連接期間，第5(c) — (a)的變化期間為第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的切斷期 間。
如圖6所示，第1供給流路b的內(nèi)徑設(shè)為ΦΑ。在本實施方式中，第1供給流路b 的內(nèi)徑ΦΑ形成為，與第2供給流路的外側(cè)開口 cl的周向最大內(nèi)徑尺寸c2相等。SP，ΦΑ =c2。
套筒支架22的外徑與罩體3的筒狀部3a的內(nèi)徑實質(zhì)上相等，設(shè)為ΦΒ。
根據(jù)上述條件，在第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的連接期間中前進的相 對角為圖示的角θ的4倍，S卩，為4Θ。將其稱為第2供給流路開閉機構(gòu)的打開角度。在 ΦΒ = 22mm的情況下，通過使ΦΑ = c2 = 10mm，可以良好地噴射霧狀體。在此情況下，第 2供給流路開閉機構(gòu)的打開角度4 θ根據(jù)圖6所示的幾何學(xué)關(guān)系，計算為114°。在ΦΒ并 非22mm的情況下，也優(yōu)選構(gòu)成為打開角度4 θ為114°左右。
在這里，說明本旋轉(zhuǎn)切削裝置的動作。
在使用本旋轉(zhuǎn)切削裝置時，首先，啟動對旋轉(zhuǎn)主軸6進行驅(qū)動的電動機，使旋轉(zhuǎn)主 軸6旋轉(zhuǎn)。由此，旋轉(zhuǎn)主軸6、卡盤裝置2、鉆頭1 一體旋轉(zhuǎn)。
然后，使供給管4的空氣閥打開期望的角度，然后，使切削用液劑的閥打開期望的角度。
由此，如上所述，從供給管4的內(nèi)管如噴射的切削用液劑成為霧狀，與從外管4b 噴射的空氣混合，在噴嘴4c中產(chǎn)生切削用液劑和空氣的混合氣體，經(jīng)由連接器5向第1供 給流路b送出。
從噴嘴如噴射的混合氣體，在第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的切斷期 間，由外周面22c擋住，相應(yīng)地內(nèi)壓升高，在第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的連接 期間，集中壓入第2供給流路的加寬部c中。進入加寬部c的混合氣體由于加寬部c的設(shè) 計形狀而被引導(dǎo)至第2供給流路的細徑部d。
進入細徑部d的混合氣體從內(nèi)側(cè)開口 dl射出，飛入節(jié)流孔前室e內(nèi)的空間，向節(jié) 流孔2 噴射。
然后，利用節(jié)流孔2 再次霧狀化，通過節(jié)流孔后室f、鉆頭1內(nèi)的第3供給流路 g、g，將切削用液劑的霧狀體從鉆頭1的前端部進行噴射。
如上所示，從供給管4加壓輸送的切削用液劑和空氣的混合氣體，由于第1供給流 路b和第2供給流路(c+d)之間的間歇連接，不會使內(nèi)壓降低，在限定的連接期間，集中向 第2供給流路(c+d)加壓輸送，直接朝向節(jié)流孔2 噴射，不會受離心力影響而與遠離節(jié)流 孔Ma的內(nèi)壁碰撞，可以抑制再次液狀化，同時順暢且迅速地到達配置在旋轉(zhuǎn)軸上的節(jié)流 孔Ma。
并且，節(jié)流孔前室e前端側(cè)的大致整個表面由上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面24b形成，節(jié)流 孔前室e的側(cè)部由內(nèi)徑與上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面24b的最大直徑部大致相同的0形密封圈25 密封，節(jié)流孔前室e的后端側(cè)也被密閉，不會在第2供給流路的內(nèi)側(cè)開口 dl的后方形成空 間，因此，沒有容易積液的空間。即使切削用液劑的一部分再次液狀化，也基本上被上游側(cè) 圓錐狀內(nèi)表面24b捕捉，通過節(jié)流孔2 再次霧狀化。
此外，通過經(jīng)由集中配置在旋轉(zhuǎn)軸M上或其附近的節(jié)流孔后室f及第3供給流路 g、g進行供給輸送，可以抑制由于離心力導(dǎo)致的切削用液劑的再次液狀化，同時將切削用液 劑的霧狀體從鉆頭1的前端部進行噴射。
在本實施方式中，節(jié)流孔前室e從第2供給流路的細徑部d擴徑而形成，節(jié)流孔 24a形成為，直徑小于第2供給流路的最小直徑，節(jié)流孔前室e形成為，容量大于節(jié)流孔后室f。
由此，存在即使采用混合氣體間歇導(dǎo)入，也使從鉆頭1的前端部噴射的霧狀體的 脈動變化緩和的效果。對于此，參照圖7進行說明。
圖7示出第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的連接期間為1個周期的大約 1/3，切斷期間為1個周期的大約2/3的情況。圖7所示的實線曲線表示本實施方式所涉及 的節(jié)流孔前室e的壓力隨時間的變化，虛線曲線表示相對于本實施方式而使節(jié)流孔變大的 對比例(包括在中心部空洞內(nèi)完全不進行節(jié)流的情況)的壓力隨時間的變化。其中，供給 管4內(nèi)的氣壓設(shè)為大約0. 5MPa。
在第1供給流路b和第2供給流路(c+d)的連接期間Tl中，在節(jié)流孔前室e中積 蓄切削用液劑和空氣的加壓體。在連接期間Tl的末期，節(jié)流孔前室e達到最高壓(大約 0. 5MPa)。
在本實施方式中，由于積蓄在節(jié)流孔前室e中的切削用液劑和空氣的加壓體通過節(jié)流孔2 逐漸送出，所以即使在切斷期間T2中，節(jié)流孔前室e的內(nèi)壓也比較平緩地降低， 抑制急劇下降。與此相對，在對比例中，內(nèi)壓急劇下降，在切斷期間T2的后期下降至大氣壓。
另一方面，在本實施方式中，在內(nèi)壓顯著降低之前，迎來下一個連接期間T3，通過 比較小的上升而節(jié)流孔前室e恢復(fù)最高壓(大約0. 5MPa)。其結(jié)果，可以抑制從鉆頭1的前 端部噴射的脈動，從鉆頭1的前端部穩(wěn)定地噴射切削用液劑的霧狀體。
與此相對，在對比例中，由于內(nèi)壓反復(fù)在最高壓(大約0. 5MPa)和大氣壓之間變 化，所以噴射的脈動變化顯著。
在對比例中，為了抑制脈動變化，需要增加連接期間Tl、T3的比例，或者增大第2 供給流路的流路直徑。
但是，如果增加連接期間的比例，則有可能使混合氣體在導(dǎo)入時的流速降低，受離 心力影響而與內(nèi)壁碰撞，再次液狀化。如果增大流路直徑，則切削用液劑積存的空間增加， 并不優(yōu)選。
與此相對，根據(jù)本實施方式，即使連接期間Tl、T3的比例較小，且第2供給流路 的流路直徑較小，也會相應(yīng)地，在節(jié)流孔前室e中短期集中地以高壓高速導(dǎo)入混合氣體，防 止導(dǎo)入時的再次液狀化，并且，通過設(shè)置與第2供給流路的最小直徑相比更小徑的節(jié)流孔 Ma，設(shè)置相對大面積·大容量的節(jié)流孔前室e，從而向節(jié)流孔前室e中充入混合氣體的加 壓體，通過使充入的混合氣體的加壓體在整個切斷期間T2中由節(jié)流孔2 進行節(jié)流，反復(fù) 少量地向鉆頭1內(nèi)的第3供給流路g、g供給，從而即使第3供給流路g、g是較細的小徑鉆 頭，也可以抑制脈動變化而穩(wěn)定地噴射霧狀體。
此外，在上述實施方式中，將旋轉(zhuǎn)切削刀具設(shè)為鉆頭，但本發(fā)明并不限定于此，當(dāng) 然也可以應(yīng)用于鉸刀、立銑刀等其他旋轉(zhuǎn)切削刀具。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)切削裝置，其具有旋轉(zhuǎn)切削刀具；卡盤裝置，其固定在旋轉(zhuǎn)主軸上，夾持所述旋轉(zhuǎn)切削刀具；以及罩體，其非旋轉(zhuǎn)地被保持，具有筒狀部，該筒狀部對所述卡盤裝置的外周面的一部分環(huán) 繞一周而可緊貼滑動地進行覆蓋，在該旋轉(zhuǎn)切削裝置中，所述罩體具有第1供給流路，所述卡盤裝置具有第2供給流路和中心部空洞，所述旋轉(zhuǎn) 切削刀具具有形成為連通其后端面和前端面的第3供給流路，將切削用液劑和空氣的混合氣體通過所述第1供給流路、所述第2供給流路、所述中心 部空洞、所述第3供給流路的順序輸送，從所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部的開口噴射所述切 削用液劑的霧狀體，在所述中心部空洞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置處形成節(jié)流孔，利用所述節(jié)流 孔，將所述中心部空洞劃分為與所述第2供給流路連接的前室、和與所述第3供給流路連接 的后室，所述第2供給流路配置為，將所述混合氣體向所述節(jié)流孔噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，對切削用液劑和空氣的所述混合氣體進行加壓輸送的供給管，與所述第1供給流路的 外側(cè)開口連接，所述第1供給流路沿內(nèi)外方向貫穿所述筒狀部的周壁而形成，所述第2供給流路形成為，一端在所述外周面上開口，另一端在所述中心部空洞處開Π,所述第1供給流路和所述第2供給流路，隨著所述罩體和所述卡盤裝置之間的相對旋 轉(zhuǎn)，通過所述第1供給流路的內(nèi)側(cè)開口的至少一部分和所述第2供給流路的外側(cè)開口的至 少一部分相對而進行連接，通過所述第1供給流路的內(nèi)側(cè)開口被所述外周面覆蓋，并且，所 述第2供給流路的外側(cè)開口被所述罩體的內(nèi)周面覆蓋，從而被切斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述節(jié)流孔形成為直徑小于所述第2供給流路的最小直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述前室是從所述第2供給流路擴徑而形成的，所述前室形成為，容量比所述后室大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，通過所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的后端面周緣和所述節(jié)流孔的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面沿周向抵 接，從而由該后端面和該下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面包圍而形成所述后室。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述第2供給流路全部或包括內(nèi)側(cè)開口在內(nèi)的一部分，形成為內(nèi)徑小于或等于所述供 給管的混合氣體射出口的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述第2供給流路的外側(cè)開口相對于下游側(cè)加寬而形成，周向的最大內(nèi)徑尺寸大于軸 向的最大內(nèi)徑尺寸而形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述第2供給流路的外側(cè)開口形成為，沿周向的兩端部朝向中央部逐漸加寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述第2供給流路的與所述外側(cè)開口的下游相連續(xù)的流路，形成在與該外側(cè)開口的中 心位置相比向旋轉(zhuǎn)方向后方偏移的位置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的旋轉(zhuǎn)切削裝置，所述卡盤裝置具有 夾持構(gòu)件，其通過緊固縮徑而夾持所述旋轉(zhuǎn)切削刀具；節(jié)流孔構(gòu)件，其構(gòu)成所述節(jié)流孔；筒狀的支架，所述夾持構(gòu)件及所述節(jié)流孔構(gòu)件從其前端側(cè)進入并保持在內(nèi)側(cè)，其后端 與所述旋轉(zhuǎn)主軸緊固連接；螺母，其與所述夾持構(gòu)件卡合，與所述支架螺合，將所述夾持構(gòu)件的外錐面按壓在所述 支架的內(nèi)錐面上，實現(xiàn)所述緊固；以及0形密封圈，其對所述節(jié)流孔構(gòu)件和所述支架的內(nèi)表面之間進行密封， 在所述支架中，構(gòu)成與所述罩體緊貼滑動的所述外周面，并且形成所述第2供給流路， 此外，在所述支架的內(nèi)周面上，沿周向設(shè)置后端部變窄而卡止所述0形密封圈的階梯部，在所述節(jié)流孔構(gòu)件中，在所述節(jié)流孔的兩側(cè)形成朝向所述節(jié)流孔縮徑的圓錐狀內(nèi)表 面，在其上游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面的周圍設(shè)置后端面，所述支架的后端側(cè)的開口，通過所述支架與所述旋轉(zhuǎn)主軸緊固連接而被閉塞， 利用所述螺母的螺合旋轉(zhuǎn)而實施所述緊固，并且，通過將所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的后端抵 接在所述節(jié)流孔構(gòu)件的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面上，而將該節(jié)流孔構(gòu)件向后方預(yù)緊，利用所述 節(jié)流孔構(gòu)件的所述后端面和所述支架的所述階梯部擠壓保持所述0形密封圈，由此，形成 所述前室及所述后室，所述第2供給流路在所述0形密封圈的后端側(cè)向所述前室開口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)切削裝置，其在從旋轉(zhuǎn)切削刀具的前端部噴射切削用液劑的霧狀體時，穩(wěn)定地噴射優(yōu)質(zhì)的霧狀體。將切削用液劑和空氣的混合氣體按照供給管、罩體的第1供給流路、卡盤裝置的第2供給流路、卡盤裝置的中心部空洞、旋轉(zhuǎn)切削刀具的第3供給流路的順序通過，進行供給輸送。第1供給流路和第2供給流路通過伴隨著罩體和卡盤裝置的相對旋轉(zhuǎn)使開口之間相對，從而間歇連接，第2供給流路向節(jié)流孔噴射流體，前室從第2供給流路擴徑而形成，節(jié)流孔形成為直徑小于第2供給流路的最小直徑，后室通過旋轉(zhuǎn)切削刀具的后端面的周緣與節(jié)流孔的下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面緊貼且沿周向抵接，而由該后端面和該下游側(cè)圓錐狀內(nèi)表面形成，前室形成容量大于后室。
文檔編號B23Q11/10GK102029547SQ20101029176
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者中畑達雄, 齋藤學(xué), 高橋秀治 申請人:富士重工業(yè)株式會社