专利名称：机床的处理液供给方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床的处理液供给方法及其装置。这里，所谓处理液是指处理液或洗涤液。
背景技术：
图4表示现有的机床的处理液供给装置的一个示例。该装置具有液箱19，用于回收提供给工件固定台或固定在其上的工件等必需供给处理液的地方的处理液s；泵21，用于输送液箱19内的处理液s；和液体流通管路装置22a，用于将从泵21输出的处理液s随时提供给上述必需供给处理液的地方。
机床中因机械加工而产生的切屑，堆积附着在工件w或工件固定台等上，为了将下一个工件w准确地固定在工件固定台上，在工件w加工完毕时，工件固定台上必须不能残留这些切屑，由于这种必要，要在工件w加工过程中或加工完毕时，将因机械加工而产生的切屑冲向液箱19的流入部，该装置可以通过泵21和液体流通管路装置22a，以大于必要瞬时最大流量的流量，连续地供给适当压力的处理液s；并且根据需要，还要将这样供给的处理液s提供给工件w与刀具之间的摩擦部位。
对于上述现有的利用泵21和液体流通管路装置22a而进行的处理液s供给来说，泵21的输出能力的大小要能保证以至少大于冲洗切屑所必需瞬时最大流量的流量而连续供给。
假如上述瞬时最大流量为Q1，从处理液流通管路装置22a的前端流出的压力为P0，从泵21的出口至液体流通管路装置22a的末端的压力损失为P1，则泵21消耗的功率W1，可用下式表示W1＝k·Q1·(P0+P1)式中k是常数；(P0+P1)是泵21的输出压力。
在实际的机床例子中，上述Q1大致为200L/min左右，上述(P0+P1)大致为0.3MPa左右，因此，上述泵的消耗功率较大，超过1台机床的全部消耗功率的25％左右的情况不少。
发明内容
本发明是考虑这种情况而提出的，其目的是要在保持因机械加工而产生的切屑的冲掉能力和加工时对需要润滑部位的润滑能力的同时，减少供给处理液(处理液或洗涤液)所需要的功率。
为了达到上述目的，利用本发明的处理液供给方法，按照如下方式实施在机床上，当间歇地向工件固定台和固定在其上的工件等必要的部位，提供处理液或洗涤液等的处理液时，使设置在适当高度上的副液箱内所蓄存的处理液，依靠重力作用流下而提供给上述必要的地方；另一方面，将这样供给的处理液回收至主液箱内，再用泵将该主液箱内的处理液输送至副液箱中。
在本发明中，在副液箱中蓄存的处理液的量，与每一次开始供给处理液时的一次供给量大致一致。从而，该蓄存的处理液，在重力作用下，在确保与必要的输出压力相当的全扬程(例如，约为0.5～10m)的状态下，且以大于必要的瞬时最大流量的方式，维持流动的状态，并供给至工件固定台和固定在其上的工件等。这种供给对冲去附着在工件固定台和工件上的切屑特别有效。
另外，即使在停止从副液箱向工件固定台和工件供给处理液的状态下，也可以用泵将处理液输送至副液箱，因此，即使泵的输出流量较小，到必要时，也可将必要量的处理液输送至副液箱内。
因此，采用以上这样结构的本发明，泵只有较小的输出流量，但是即使副液箱内的任意点的处理液的全扬程较小，也可以与现有同样可靠地冲掉切屑，并且可以和以前同样可靠地对需要用处理液润滑的部位进行润滑。这样，在保持现有处理液的作用的情况下，与现有相比，可以大大减小泵的消耗功率。
这时，利用本发明，当在副液箱内蓄存了必要的处理液时，可以使利用泵进行的处理液输送停止。这样，就不会再有多余的处理液被输送至副液箱内的情况，可进一步减少泵的消耗功率量。
上述的本发明的装置的结构为，具有主液箱，作为供向工件固定台或固定在其上的工件的需要供给处理液的部位的处理液或洗涤液等处理液流入的容器；副液箱，作为容器设置在仅比上述工件固定台高一特定距离的位置上，且蓄存有的处理液量与向上述需要供给处理液的部位的一次供给量大约一致；泵，用于将上述主液箱内的处理液输送至上述副液箱；和液体流通管路装置，用来使副液箱内的处理液，依靠重力作用，随时流出至上述需要供给处理液的部位。
在本发明中，蓄存在副液箱内的，大致与一次供给量一致的处理液量，经过液体流通管路装置，可以在具有较小的全扬程的状态下，并且在以大于必要的瞬时最大流量而流出的状态下，供给至需要供给处理液的部位。如上所述，这种供给对冲去附着在工件固定台和工件上的切屑特别有效。
在副液箱内的一次供给量的处理液流出后，虽然处理液暂时停止从副液箱内供给，但是利用这种间歇式供给处理液的方法，泵可以连续或不连续地将主液箱内的处理液输送至副液箱内。这时，由于利用泵向副液箱内的输送，即使是在停止从副液箱供给处理液时，也可进行，因此，即使泵的输出能力较小，泵也可以在供给开始之前，将比一次供给量大的处理液输送至副液箱中。
因此，采用以上这样结构的本发明，泵只有较小的输出能力，但是即使副液箱内的处理液的全扬程较小，也可以与以前一样可靠地进行切屑的冲洗或需要润滑部位的润滑。因此，在保持现有的处理液的作用的情况下，与现有相比，可以大幅度地减小泵的消耗功率。
上述发明能够具体化为如下方式。
即这个装置的结构如下若将向需要供给处理液的部位间歇地供给处理液时的处理液的一次供给量记为Q1，将该一次供给量的处理液从副液箱流向工件所用的流出时间记为T1，而将从上述一次供给量的处理液流出开始至下一次的一次供给量的处理液流出之前的时间记为T2，则泵的输出流量Q，是在由式Qmin＝Q1×T1/T2所算出的值以上，但又比上述一次供给量的处理液的最大流量小。
这样，在一次供给量的处理液流出后，在下次供给开始前，泵将主液箱内的处理液输送至副液箱。这时，泵的输出流量Q比一次供给量的处理液的最大流量还小，可减少泵的功率消耗的浪费。
另外，形成如下的结构，将副液箱设置成其底面比工件固定台的上面高0.5m～10m左右。这样，泵将处理液从主液箱输送至副液箱时的输出压力，可减少至例如先前的1/10左右，即使在这种情况下，仍能毫无妨碍地将处理液提供给需要供给处理液的部位。另外，这时，泵的输出压力降低会有助于大幅度地减少泵的消耗功率。
图1是将本发明的机床的处理液供给装置的一部分省略后的主视图；图2是上述机床的处理液供给装置的侧视图；图3是表示上述机床的处理液供给系统的图；图4是表示现有的机床的处理液供给系统的图。
具体实施例方式
为了更详细地说明本发明，参照附图而加以说明。
图1～图3表示本发明的机床处理液供给装置，图1是将一部分省略后的主视图，图2是侧视图，图3是表示处理液供给系统的图。
在这些图中，1是基座，2是固定在基座1上的工件固定台，3是用于将工件w固定在工件固定台2上的夹具，4是形成于基座1上的工件加工装置。
上述工件固定台2的结构是将支承工件w用的支承部件5、5固定在工作台上面，从而依靠重力作用，将流落在工件w和工作台2上面的处理液s收集起来，使其流至其他地方。
夹具3的结构是这样的利用左右的直立部件6、6和借助于轴7及固定装置8而架设在部件6、6的上端之间的水平部件9，从而形成一个门型的压紧结构；同时，在水平部件9的长度中央的下面，固定一个前后方向的压紧梁部件10，在该压紧梁部件10的前后端部，连接有工件接触部件11、11；当将工件w固定在工作台2上时，拧紧上述固定装置8而使工件接触部件11、11压接在工件w上面。另一方面，当将工件W搬入至工作台2上或从工作台上搬出时，将水平部件9围绕轴7摇动，可将工件w吊起移动。
另外，上述的工件加工装置4具有固定在基座1上的前后方向的导轨12，和由导轨12导向、可前后移动的组合卡盘13，组合卡盘13上转动自由地安装有多个前后方向的主轴14，并且还具有用于同时转动驱动这些主轴14的电机15，刀具16固定在各个主轴14上。
标号17是处理液供给装置，向上述工件固定台2的上面和固定在上述工件固定台2上的工件w的必需供给处理液的部位供给处理液。该装置用以冲掉因工件加工而产生的切屑，和润滑工件w与刀具16的摩擦部位。
处理液供给装置17具有过滤箱18，提供给固定在工件固定台2上的工件w的处理液s和切屑流入该过滤箱；主液箱19，作为容器流入经该过滤箱18除去了切屑的处理液s；副液箱20，作为容器设置在只比工作台2高特定距离的位置上，它蓄存有的处理液s的量与向工件w一次供给的处理液s的量大概一致；泵21，用于将上述主液箱19内的处理液s送入上述副液箱20；和液体流通管路装置22，用于使副液箱20内的处理液s利用重力而随时流向上述需要供给处理液的部位。
标号23是使过滤箱18与主液箱19连通的管路，使过滤箱18内的处理液s在重力作用下流入主液箱19内。另外，24为泵21的吸入管，25为固定在吸入管24下端的漏斗口。
上述泵21的输出流量Q可如下这样决定，即当间歇式地向需要供给处理液的部位供给处理液时，若处理液s的一次供给量为Q1；该一次供给量的处理液s从副液箱20流向工件w的流出时间为T1；从上述一次供给量的处理液s流出开始到下一次的上述一次供给量的处理液s流出之前的时间为T2；则Q应比由Qmin＝Q1×T1/T2式算出的Qmin值大，但比上述一次供给量的处理液的供给流量小；最好大致与Qmin的值一致。
标号26为从泵21通至副液箱20的管路。在管路26的终端安装着浮子式开闭阀27。当副液箱20内的处理液s的量，大致达到上述一次供给量时，浮子开闭阀27使从泵21向副液箱20内的处理液流入停止。28是当副液箱20内供给的处理液s过量时，使多余的处理液s向液箱19溢流的旁通管路。如图示例子(图1，图3)所示，该旁通管路注入工作台上的夹具周围(工作台周边)，将散乱在该周边的切屑等冲出排除。
上述的副液箱20的上面向大气开放，同时，其底面20a通过左右一对支柱29、29安装在比工件固定台2上面大约只高0.5m～10m左右距离h的位置上。实际上，为了减少泵21的消耗功率，这个距离h可以为2.5m～3m左右；副液箱的容量大致为10L～100L左右。
上述液体流通管路装置22具有形成于副液箱20的底面20a的液体流通管路开闭装置30；从该液体流通管路开闭装置30的流出孔a向下方延伸的管路31；使该管路31分成二股而形成的一对分支管路32、32；和形成于各个分支管路32的末端的喷嘴33，当上述液体流通管路开闭装置30在打开状态时，副液箱20内的一次供给量的处理液s，在重力作用下，流入管路31和分支管路32，32内，再从各个喷嘴33在数十秒的时间内喷出，当液体流通管路装置30在关闭状态时，副液箱20内的处理液s，被阻止流入管路31中。
这时，液体流通管路开闭装置30具有关闭形成于副液箱20的底面20a的流出孔a所用的阀体34，固定于该阀体34上的连杆35和上下驱动该连杆35用的气缸装置36。利用气缸装置36的缩短动作，使阀体34移动上升，成为流出孔a开放的打开状态，另外，利用气缸装置36的伸长动作，使阀体34下降，成为流出孔a被关闭的关闭状态。
上述气缸装置36，通过图中没有示出的空气供给换向阀，供给压缩空气，利用安装在基座1后端的控制装置37的控制动作，可使该空气供给换向阀进行切换动作而作伸缩运动。
另外，各个喷嘴33可以作成具有直径为6～8mm的圆形喷口的圆喷嘴；或具有长4mm，宽80mm等的长方形喷口的平喷嘴。
下面，说明上述本发明的装置的使用示例及其工作。
在这个例子中，要依次加工多个工件w。各个工作部分的工作可以利用控制装置37的控制动作而自动地进行，或人为地进行。
利用夹具3将最初的工件w固定在工件固定台2上以后，在使泵一直转动的同时，开始进行工件加工的工作。这样，使各个主轴14转动，组合卡盘13向着图2中的左方向移动，固定在各个主轴14上的刀具16开始切削工件w。
在刀具16开始切削工件w之前，使液体流通管路装置22的液体流通管路开闭装置30动作。这样，预先贮存在副液箱20内的处理液s，在重力作用下，通过流出孔a、管路31和分支管路32，32，从各个喷嘴33流出，连续提供给工件固定台2或固定在其上的工件w的需要供给处理液的部位。这里，所谓需要供给处理液的部位是指，为了冲去因利用刀具16切削工件w而产生的切屑而需要供给处理液s的部位；和为了润滑工件w和刀具16的摩擦部位而需要供给处理液s的部位。处理液s供给过程的流量，通常与现有的向需要供给处理液的部位供给处理液s时所需的瞬时最大流量大约一致，该处理液s的供给在利用刀具16对工件w的切削中连续地进行。
所供给的处理液s，将在工件固定台2或固定在其上的工件w上附着的切屑，冲至过滤箱18内，同时润滑作为工件和刀具的摩擦部位的必需润滑的部位。流入过滤箱18内的切屑和处理液s，在那里将切屑分离除去，除去切屑以后的处理液s，流入主液箱19内，再由泵21输送至副液箱20内。
当利用刀具16对工件w的切削完毕时，使液体流通管路开闭装置30动作，副液箱20内的处理液s的供给停止。这样，在从前面的液体流通管路开闭装置30的开动作至它的闭动作之间，副液箱20内的处理液s连续流出，其连续的一次流出量即为上述的一次供给量。
当处理液s的供给停止时，解除夹具3对工件w的固定，将加工完成的工件w送至下一个行程。然后，将下一个工件w送入工件固定台2上，通过夹具3，与先前的工件w一样，将这个工件w固定。以后，重复同样的处理。
在上述实施例中，从副液箱20流出的处理液s的必要的瞬时最大流量01为200L/min，从副液箱20流出的处理液s的一次供给量从副液箱20流出所需的时间T1为20秒，从上述一次供给量的处理液的流出开始至下一个上述的一次供给量的处理液的流出之前的时间T2为100秒。泵21的输出流量Q与用式Qmin＝Q1×T1/T2算出的Qmin值，即40L/min一致，泵21的输出压力(包含管路的阻力)为0.06MPa。
在与上述实施例对应的图4所示的现有的处理液供给装置中，向需要供给处理液的地方供给处理液s时的流量，通常是作为瞬时最大流量Q1的200L/min，泵21的输出压力大约为0.3MPa。
在这种条件下，对上述实施例的情况和现有情况试着比较泵21的消耗功率，可得到下面的结果。
当泵21的输出压力为Pt(MPa)，流量为Qt(L/min)时，则泵21的消耗功率W(kw)可用式W＝k·Pt·Qt表示。
因此，现有的泵的消耗功率W1与上述实施例的泵的消耗功率W2之比为W1∶W2＝(k×0.3×200)∶(k×0.06×40)＝60∶2.4。
从这个结果可看出，上述实施例中的泵消耗功率W2仅为现有的泵消耗功率W1的4％。
其次，对本发明的实施示例的变换示例进行说明。
在上述实施例中，虽然也将来自副液箱20出来的处理液s提供给工件W和刀具16的摩擦部位，但是在工件w和刀具摩擦部位16的润滑是利用从主轴14内部供给的处理液来进行的情况下，从副液箱20流出的处理液s，不供给工件w和刀具16的摩擦部位，而只供给切屑冲洗用。
另外，在完全不需要进行工件w和刀具16的摩擦部位的润滑的干切削等情况下，没有必要一定要使用重视润滑性的处理液s来冲去切屑，在这种情况下，作为处理液，可以使用重视洗涤性的众所周知的洗涤液。
当泵21的输出流量比上述Qmin大时，在机床使用过程中，泵21不需要一直转动。在这种情况下，当蓄存在副液箱20内的处理液s相比于从副液箱20供给的处理液的一次供给量达到多出适当量的量时，可自动地使泵的转动停止；但当副液箱20中蓄存的处理液s比一次供给量少时，可自动地使泵开始转动。这样在如此情况下，可以不要浮子式开闭阀27。另外，不妨按照如下方式实施，使输出流量较小的泵连续运转，在运转时，将比工件工作时所需的一次供给量稍微多一点量的处理液供给至副液箱20内，这个稍微多一点的处理液也可通过旁通管路，返流至主液箱内，这都在本发明的实施范围内。
产业上利用的可能性采用以上这样结构的本发明，泵只有较小的输出流量，而且即使副液箱内的处理液在任意点的全扬程较小，也可以可靠地冲掉切屑，并且可以可靠地对需要用处理液润滑的地方进行润滑。因此，在保持处理液的冲洗作用和润滑作用与现有相同的情况下，与现有的装置相比，可以大大减小泵的额定输出或者其消耗功率和消耗功率量。
权利要求
1.一种机床的处理液供给方法，其特征在于按照如下方式实施该方法在机床上，当间歇地向工件固定台或固定在其上的工件等必要的部位，供给处理液或洗涤液等处理液时，使设置于适当高度上的副液箱内所蓄存的处理液，在重力作用下流下，提供给所述必要的部位；另一方面，将这样供给的处理液回收至主液箱内，再用泵将主液箱内的处理液输送至副液箱中。
2.如权利要求1所述的机床的处理液供给方法，其特征在于当在副液箱内蓄存了必要量的处理液时，使利用泵而进行的处理液输送停止。
3.如权利要求1所述的机床的处理液供给方法，其特征为，当向副液箱内过量供给处理液时进行溢流，使一部分处理液返流至主液箱内。
4.一种机床的处理液供给装置，其特征在于该装置具有主液箱，作为供向工件固定台或固定在其上的工件的需要供给处理液的部位的处理液或洗涤液等处理液流入的容器；副液箱，作为容器设置在仅比所述工件固定台高一特定距离的位置上，且蓄存有与向所述需要供给处理液的部位一次供给量大约一致的处理液；泵，用于将所述主液箱内的处理液输送至所述副液箱；和液体流通管路装置，用来使副液箱内的处理液，依靠重力作用，随时流出至所述需要供给处理液的部位。
5.如权利要求4所述的机床的处理液供给装置，其特征在于当向需要供给处理液的部位供给处理液时，若将必要的瞬时最大流量记为Q1，将处理液的一次供给量从副液箱流向工件所用的流出时间记为T1，而将从所述一次供给量的处理液流出开始至下一次的一次供给量的处理液流出之前的时间记为T2，则泵的输出流量Q，大于由式Qmin＝Q1×T1/T2所算出的值，但又比所述一次供给量的处理液的最大流量小。
6.如权利要求4或5所述的机床的处理液供给装置，其特征在于将副液箱设置成其底面比工件固定台的上面高大约0.5m～10m左右。
全文摘要
本发明提供了一种处理液供给方法及其装置，它可以在保持先前的处理液作用的同时，与先前的方法和装置比较，可以大大幅度地减少泵21的消耗功率，按照如下的方式实施当在机床上，间歇地向工件固定台(2)和固定在其上的工件(w)等必要的部位供给处理液或洗涤液等处理液(s)时，使设置在机床上方的适当高度处的副液箱(20)所蓄存的处理液(s)，在重力作用下流下而提供给所述必要的部位；另一方面，将这样供给的处理液(s)回收至主液箱(19)内，再用泵(21)将该液箱(19)内的处理液输送至副液箱(20)。
文档编号B23Q11/10GK1517176SQ03100628
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月15日 优先权日2003年1月15日
发明者槇山正, 宫田隆德, 山正, 德 申请人:报国株式会社