CN102803545A - 喷镀前处理形状、喷镀前处理方法及喷镀前处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供喷镀前处理形状、喷镀前处理方法及喷镀前处理装置。通过将镗孔用切削机身(5)插入到圆形的孔(3)内一边使该镗孔用切削机身旋转一边使其在轴线方向上移动，从而利用设在该镗孔用切削机身的前端外周部处的刀具(9)形成螺纹状的谷部(11)，并且形成在形成齿部的过程中产生的、齿部的顶端断裂而成的断裂面(15)。此外，利用相对于刀具(9)设在镗孔用切削机身(15)的旋转方向后方的电极丝(17)，对谷部(11)施行放电加工，从而形成比断裂面(15)微细的凹凸形状的微细凹凸部(41)。

Description

喷镀前处理形状、喷镀前处理方法及喷镀前处理装置
技术领域
本发明涉及作为形成喷镀膜的前处理而在构件的表面上形成有粗糙面的喷镀前处理形状、喷镀前处理方法及喷镀前处理装置。
背景技术
在应对降低汽车用发动机的重量及排气处理有效的无缸套铝制缸体(linerless aluminum cylinder block)的缸筒内表面形成喷镀膜时，作为其前工序，需要以提高喷镀膜的密合性为目的而使缸筒内表面形成为粗糙面。
在日本特许第3780840号公报中存在下述内容，即，对缸筒内表面进行镗孔加工而形成螺纹状的凹凸部，并且除去螺纹状部分的与凸部相对应的齿部的顶端而形成作为微细凹凸部的断裂面。
然而，虽然在上述的以往的粗糙化的喷镀前处理形状中，在齿部的顶部上形成断裂面而实现微细化，但是没有对谷部内进行微细化处理，因而要求进一步提高密合性。
发明内容
因此，本发明的目的在于，进一步提高喷镀膜相对于构件的表面的密合性。
本发明的第1技术方案是喷镀前处理形状，其在将要形成喷镀膜的构件的表面上交替地形成谷部和齿部，且在上述齿部的顶部具有断裂面，在上述谷部形成比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂面精细的微细凹凸部。
本发明的第2技术方案是喷镀前处理方法，其包括：断裂面形成工序，其利用切削工具，在将要形成喷镀膜的构件的表面上形成谷部，并且在由于该谷部的形成而产生的齿部的项部上形成断裂面；微细凹凸部形成工序，其利用微细凹凸部形成部件在上述谷部上形成比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂部精细的微细凹凸部。
本发明的第3技术方案是喷镀前处理装置，其包括微细凹凸部形成部件，在将要形成喷镀膜的构件的表面上交替地形成有谷部和齿部，上述齿部的顶部具有断裂面，该微细凹凸部形成部件用于在上述谷部上形成比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂面精细的微细凹凸部。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的喷镀前处理装置的图，(a)是该喷镀前处理装置的剖视图，(b)是(a)的Ⅰb-Ⅰb剖视图。
图2是图1的(b)的主要部分的放大的剖视图。
图3是图2的Ⅲ-Ⅲ剖视图。
图4是表示利用图1的喷镀前处理装置的刀具形成螺旋状的谷部及断裂面的状态的作用说明图。
图5是表示通过对图4的谷部进行放电加工来形成微细凹凸部的状态的作用说明图。
图6是表示粗糙化加工后的圆形的孔内表面的一部分的图，其中，(a)是展开图，(b)是(a)的Ⅵb-Ⅵb剖视图，(c)是(a)的Ⅵc-Ⅵc剖视图。
图7是表示在粗糙化加工后形成的喷镀膜的密合性的作用说明图。
图8是表示外力沿圆形的孔的轴线方向作用于喷镀膜时的状态的作用说明图。
图9是表示本发明的第2实施方式的、与图2相对应的剖视图。
图10是表示利用第2实施方式的棒状电极形成微细凹凸部的状态的作用说明图。
图11是表示本发明的第3实施方式的、与图2相对应的剖视图。
图12是表示本发明的第4实施方式的图，其中，(a)是表示第4实施方式的呈交错状配置棒状电极的例子的说明图，(b)是与第4实施方式的图5相对应的作用说明图。
图13是表示本发明的第5实施方式的、与图2相对应的剖视图。
图14是表示本发明的第6实施方式的图，其中，(a)是第6实施方式的加工表面的展开图，(b)是(a)的ⅩⅣb-ⅩⅣb剖视图，(c)是同时表示(a)的ⅩⅣc-ⅩⅣc剖视面和开、闭放电状态的说明图，(d)是(a)的ⅩⅣd-ⅩⅣd剖视图。
图15是表示第6实施方式的变形例的、与图14的(c)相对应的说明图。
图16是表示本发明的第7实施方式的喷镀前处理装置的图，(a)是该喷镀前处理装置的剖视图，(b)是(a)的ⅩⅥb-ⅩⅥb剖视图。
图17是表示第7实施方式的、与图2相对应的剖视图。
图18是第7实施方式的、与图5相对应的作用说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
第1实施方式
如图1所示，第1实施方式是通过使作为加工装置的主体机身的镗孔用切削机身(cutter body)5一边旋转一边插入到工件1的圆形的孔(或者圆筒状的孔)3内，从而对上述圆形的孔3的作为构件的将要形成喷镀膜的表面的内表面7实施粗糙化加工。在实施粗糙化加工后的加工表面上形成铁类金属材料的喷镀保护层。
此外，作为工件1，例如为汽车用发动机的由铝合金(日本工业标准JIS ADC12材)构成的缸体，从而圆形的孔3为缸筒。
在镗孔用切削机身5的顶端外周部上安装有作为切削工具的刀具9。作为刀具9的材质，例如可以是日本工业标准JISK10。因此，通过将镗孔用切削机身5插入到圆形的孔3内，一边使该镗孔用切削机身5旋转一边使其沿轴向移动，从而形成图4所示的谷部11。该谷部11由螺纹状的螺旋槽构成，其沿圆周方向延伸设置。此时，虽然在谷部11相互间形成有齿部13，但是如在上述的日本特许第3780840号公报中也记载的那样，该齿部13的顶端的一部分被刀具9或者切削时产生的切屑剥除，从而该齿部13具有断裂面15。
即，在本实施方式中，形成为下述喷镀前处理形状：在圆形的孔3的作为构件的将要形成喷镀膜的表面的内表面7上交替地形成谷部11和齿部13，并且在齿部13的顶部具有比由谷部11和齿部13构成的凹凸形状部精细的断裂面(具有比凹凸形状部精细的凹凸的断裂面)15。
在上述图1所示的镗孔用切削机身5的顶端外周部上，在相对于刀具9位于镗孔用切削机身5的旋转方向后方侧的周向位置设有作为微细凹凸部形成部件的电极丝17。
电极丝17卷绕在设在镗孔用切削机身5内的、作为丝供给部的供给用旋转卷轴19上，从该供给用旋转卷轴19将电极丝17依次供给到加工部位，在加工中使用完毕的电极丝17被设在镗孔用切削主体5内的基部侧的、作为丝回收部的回收用旋转卷轴21卷取回收。此外，对电极丝17并不进行特别限定，在本实施方式中该电极丝17由黄铜制成，其直径为0.1mm左右即可。
上述的供给用旋转卷轴19的旋转中心及回收用旋转卷轴21的旋转中心与镗孔用切削机身5的旋转中心相一致，在回收用旋转卷轴21的上部设有作为用于驱动回收用旋转卷轴21旋转的驱动装置的马达23。
如在图2中放大表示的那样，上述的电极丝17被安装在相对于刀具9位于镗孔用切削机身5的旋转方向后方侧的周向位置上的作为引导构件的电极丝引导部25引导。也就是说，电极丝17被从供给用旋转卷轴19经由电极丝引导部25依次输送到回收用旋转卷轴21。
从而，在镗孔用切削机身5内，在从供给用旋转卷轴19至电极丝引导部25的路径上设有供电极丝17移动的供给侧引导孔27，并且在从电极丝25至回收用旋转卷轴21的路径上设有供电极丝17移动的回收侧引导孔29。
供给侧引导孔27包括：轴向孔27a，其一端开口于供给用旋转卷轴19的线引出部19a且其在镗孔用切削机身5的轴向上延伸；径向孔27b，其一端与轴向孔27a的另一端(在图1的(a)中为下端)相连通而另一端开口于镗孔用切削机身5的表面。该轴向孔27a的另一端开口27c(图2)与电极丝引导部25的在图2中位于左侧的一侧端部相对应。
另一方面，回收侧引导孔29包括：轴向孔29a，其一端开口于回收用旋转卷轴21的线引入部21a且其在镗孔用切削机身5的轴向上延伸；径向孔29b，其一端与轴向孔29a的另一端(在图1的(a)中为下端)相连通而另一端开口于镗孔用切削机身5的表面。该径向孔29b的另一端开口29c(图2)与电极丝引导部25的在图2中位于右侧的另一侧端部相对应。
电极丝引导部25的外周面31包括：凸曲面形状的顶端面31a，其具有与圆形的孔3的内表面7大致相等的曲率而靠近该内表面7配置；凸曲面形状的两侧面31b，其以与顶端面31a的两端相连续的方式形成，且曲率小于前端面31a。而且，在该外周面31上，在前端面31a及两侧面31b的范围内形成有供电极丝17的大致与半径相当的部分进入的引导槽31c。如作为图2的Ⅲ-Ⅲ剖视图的图3所示，该引导槽31c例如为大致V字形状。
然后，利用配线35使放电加工用的电源33的负端子33a与由导电性构件构成的工件1的适当部位相连接，并且利用配线37使电源33的正端子33b与电极丝17相连接。
此外，在与上述放电加工用的电源33相连接的配线37和线电源17的电连接时，例如采用以下方式即可，即，在镗孔用切削机身5的外周面等上设置与电极丝17电连接的环状的电极端子，在该电极端子上能够滑动地连接设在配线37的端部上的集电刷。对马达23的通电，也使用与上述相同的电极端子和集电刷即可。
此外，在供给用旋转卷轴19上设有张力施加机构39，该张力施加机构39作为在引出电极丝17时对电极丝17施加张力的张力施加部件。该张力施加机构39例如能够使用与对从钓鱼竿的卷轴引出的钓鱼线施加张力的机构相同的机构。
另一方面，回收用旋转卷轴21能够与马达23一起在镗孔用切削机身5内在轴向上往复移动，由此，在回收用旋转卷轴21的轴向整体上均匀地卷取从回收侧引导孔29的轴向孔29a的上端被依次回收的电极丝17。
作为用于使回收用旋转卷轴21在轴向上移动的机构，例如采用下述结构，即，在回收用旋转卷轴21的轴向一侧的面上沿圆周方向设置波形状的凹凸凸轮面，以能够使从镗孔用切削机身5的轴向一侧突出的按压突起与该凹凸凸轮面滑动接触的方式按压该按压突起，并且借助弹簧等弹性部件向镗孔用切削机身5的轴向另一侧按压回收用旋转卷轴21的轴向另一侧。由此，回收用旋转卷轴21伴随着相对于镗孔用切削机身5的旋转而相对于镗孔用切削机身5在轴向上往复移动。
此外，此时，通过在上述弹簧等弹性构件和镗孔用切削机身5的轴向另一侧或者该弹性部件与回收用旋转卷轴21之间安装轴承等摩擦阻力较小的构件，从而减小回收用旋转卷轴21旋转时的阻力。
内置有上述的供给用旋转卷轴19及回收用旋转卷轴21的镗孔用切削机身5例如通过形成为上述的各旋转卷轴19、旋转卷轴21相互间在图1的(a)中的上下方向上被分割为两部分的结构，从而使各旋转卷轴19、旋转卷轴21能够相对于镗孔用切削机身5内进行装卸。
此外，关于向供给侧引导孔27及回收侧引导孔29插入电极丝17，若例如将镗孔用切削机身5做成在与径向孔27b及径向孔29b相对应的部分上在图1的(a)中的上下方向上能够被进一步分割的结构而使径向孔27b及径向孔29b暴露到外部，则能够进行向供给侧引导孔27及回收侧引导孔29插入电极丝17的操作。
接下来，说明第1实施方式的作用。将镗孔用切削机身5插入到圆形的孔3内，例如在转速2000rpm、轴向的输送速度为0.2mm/rev的条件下实施加工。此时，首先利用刀具9，如图2、图4所示形成由螺纹状的螺旋槽构成的谷部11。
此时，如上所述，虽然在谷部11的轴向(在图2中为与纸面正交的方向，在图4中为上下方向)相互间形成齿部13，但是该齿部13的一部分顶端被刀具9或者切削时产生的切屑剥除而形成断裂面15。该断裂面15形成为比由上述的谷部11和齿部13构成的凹凸形状部精细。
在利用上述刀具9进行切削加工时，通过使相对于刀具9位于镗孔用切削机身5的旋转方向后方附近的电极丝17如图3所示地位于谷部11内，利用放电用电源33在该电极丝17和工件1之间施加电压，从而如图5所示地在谷部11的大致全部区域中形成微细凹凸部41。
如上所述，微细凹凸部41是通过在构件的表面上实施两次机械加工而形成的。更详细来说，微细凹凸部41是通过用刀具9的刀刃顶端对构件的表面进行切削加工(第一次机械加工)且利用电极丝17进行放电加工(第二次机械加工)而形成的。此外，在本发明书中机械加工是指，除切削加工、磨削加工、滚轧成形等使工具与构件的表面直接接触而进行的加工之外，也包含本实施方式的放电加工、后述的激光加工等在工具与构件的表面处于非接触的状态下进行的加工。
上述的谷部11的微细凹凸部41形成为比利用刀具9进行切削加工时形成的凸部15的断裂面15精细。上述的微细化加工是可以通过下述方式实现的，即，使作为放电电极的电极丝17与作为加工表面的谷部11的表面之间的间隔大于通常的放电加工中的间隔，并且较高地设定施加电压，从而能够实现上述的微细化加工。
在通常的放电加工中，通过使放电电极比本方案更靠近加工表面且更小地设定施加电压，从而将加工表面加工成平滑的表面。与此相对，在本实施方式中不需要上述那样的平滑表面，因此，能够通过使用更高的电压且增大放电间隙来使加工表面形成极微细的凹凸形状。
在形成上述那样的微细凹凸部41时，电极丝41在马达23的驱动下从供给用旋转卷轴19被依次放出，在谷部11处进行放电加工时该电极丝17被电极丝引导部25引导，之后，被回收用旋转卷轴21卷取回收。
上述那样的利用刀具9进行的切削加工中的齿部13顶端的断裂面15的形成及利用电极丝17进行的放电加工中的谷部11的微细凹凸部41的形成是在图1的圆形的孔3的内表面7的大致整个区域范围内实施的。加工完成后，在使镗孔用切削机身5的旋转停止的状态下，在使刀具9及电极丝41向从加工表面离开的方向(在图1的(b)中为上方)移动后，从圆形的孔3向外部拔出该镗孔用切削机身5。
图6的(a)是取出并展开粗糙化加工后的圆形的孔3的内表面7的一部分的图，如图6的(b)所示，加工后的表面沿轴向交替形成断裂面15和微细凹凸部41，此外，如图6的(c)所示，微细凹凸部41沿圆周方向也形成有微细的凹凸部。当然，虽然没有特别地在附图中表示，但是对于断裂面15，沿圆周方向也形成有与轴向相同的断裂面。
此外，上述的齿部13顶端的断裂面15的表面粗糙度为Rz(十点的平均粗糙度)＝25μm，Rmax(最大高度)＝40μm～50μm，谷部11的微细凹凸部41的表面粗糙度为Rz(十点的平均粗糙度)＝4μm～7μm，Rmax(最大高度)＝10μm～12μm。
如上所述，在本实施方式中，由利用刀具9进行的切削加工在齿部13的顶端处形成断裂面15而实现粗糙化，并且对于由该切削加工形成的谷部11，也利用放电加工形成微细凹凸部41而实现粗糙化，因此与不使谷部11实现粗糙化的情况相比，能够提高之后形成的喷镀膜43(图7)的密合性。
此时，如图7所示，微细凹凸部41处于如箭头F所示地从两侧夹持咬合进入到谷部11内的喷镀膜43的状态，因此能够进一步提高喷镀膜43的密合性。此外，通过在谷部11整体上形成微细凹凸部41，从而如图8所示，在喷镀膜43上作用有沿圆形的孔3的轴线方向的外力G时，特别是与只在谷部11的侧面上形成有微细凹凸部41的情况相比，不易存在作为剥离的起点的部位，因此有效地抑制喷镀膜43的剥离。
此外，通过在形成喷镀膜43时使喷镀用材料处于熔融状态而以颗粒状被喷涂到加工表面上，从而使颗粒状的喷镀飞沫进入到断裂面15、微细凹凸部41的微细凹凸部中，由此，作为喷镀膜43，以喷镀用材料的颗粒级别(上述颗粒状的喷镀飞沫)密合在断裂面15、微细凹凸部41上，因此对提高密合性极有效。
通过以上述方式进一步提高喷镀膜43的密合性，从而能够进一步降低图7所示的最大齿高(齿部13的高度)H，能够使该部分的喷镀膜43的膜厚变薄，能够降低喷镀用材料的使用量而谋求降低成本。
在此，在本实施方式中，对谷部11的微细凹凸部41进行微细化处理，以形成比齿部13的断裂面15更精细的微细凹凸部。由此，能够抑制齿部13的根部被较大的除去的情况，能够确保根部的强度。在微细凹凸部41与齿部13的断裂面15粗糙度相同或者使微细凹凸部41比齿部13的断裂面15粗糙的情况下，会较大地除去齿部13的根部而导致降低齿部13的根部的强度。其结果，以较高的密合性进行密合的喷镀膜43在受到剥离的力时，可能由于该喷镀膜43的密合性较高而导致该喷镀膜43不被剥离而使齿部13从根部断裂。
从而，在本实施方式中，在提高喷镀膜43的密合性的同时，能够确保齿部13的根部的强度，从而抑制该根部的断裂。
此外，在本实施方式中，形成在谷部11上的微细凹凸部41是沿圆周方向形成的，因此可以有效地抑制在形成喷镀膜43后在作为最终加工而实施珩磨加工时的喷镀膜43的剥离。在珩磨加工中，将具有磨刀石的珩磨头按压在加工面(喷镀膜面)上且使其沿圆周方向旋转，因此，在喷镀膜43上受到沿圆周方向牵引该喷镀膜43的力。
此外，通过将工件1作为缸体而在该缸筒内表面上形成微细凹凸部41，能够抑制在活塞的往复移动时的喷镀膜的剥离，并且由于活塞环相对于缸筒在圆周方向上旋转，因此，通过如上所述地沿圆周方向形成微细凹凸部41，能够抑制相对于活塞环的旋转的喷镀膜43的剥离。
通过提高喷镀膜43的密合性，能够在工件1为缸体的情况下抑制在喷镀膜43和作为加工表面的铝母材侧之间产生间隙，能够期望提高发动机(燃烧室)的冷却性能，提高由耐爆燃性能及因进气温度降低产生的进气充填效率的提高等，能够有助于提高发动机性能。
此外，虽然在上述的实施方式中微细凹凸部41形成在谷部11的大致整个区域内，但是也可以只形成在谷部11的至少底部上。在该情况下，使电极丝17位于谷部11的更靠近底部的位置，或者使所使用的电极丝17的直径更小等方法即可。
这样，仅在谷部11形成微细凹凸部41的情况下，与只在谷部11的侧面上形成有微细凹凸部41的情况相比，能够在作用有从圆形的孔3的内表面7向脱离的方向剥下喷镀膜43那样的外力时，更有效地抑制喷镀膜43的剥离。
此外，在形成微细凹凸部41时利用放电加工，因此，例如与利用激光束的情况相比能够以更廉价的设备实施加工。
此外，作为上述放电加工用的电极而使用电极丝17，因此，通过使该电极丝17进入到谷部11内，从而能够如图5所示，在谷部11的大致整个区域内容易地形成微细凹凸部41。
此外，在本实施方式中，通过在作为主体机身的镗孔用切削机身5中安装刀具9和电极丝17且将镗孔用切削机身5一边插入到圆形的孔3内，一边相对于孔3旋转，从而在利用刀具9形成谷部11及断裂面15后，马上利用电极丝17对谷部11连续地形成微细凹凸部41。即，在本实施方式中，用一台加工设备实施谷部11及断裂面15的加工和微细凹凸部41的加工。
因此，与使用不同的设备进行谷部11及断裂面15的加工和微细凹凸部41的加工的情况相比，本实施方式能够提高作业效率，并且还能够容易地决定相对于谷部11的电极丝17的位置，更有效地提高作业效率。
此外，在本实施方式中，在使电极丝17在谷部11内沿其圆周方向移动时，从设在镗孔用切削机身5内的作为丝供给部的供给用旋转卷轴19向谷部11内依次输送上述电极丝17，在加工中使用的电极丝17被设在镗孔用切削机身5内的作为丝回收部的回收用旋转卷轴21回收。
因此，能够相对于圆形的孔3的内表面7将由于加工而产生磨耗的电极丝17依次更替为新的电极丝17而继续进行加工，能够对内表面7整体高效地形成微细凹凸部41。此外，由于在镗孔用切削机身5内收纳供给用旋转卷轴19及回收用旋转卷轴21，因此，不需要做成从外部供给电极丝17的结构，例如使用自动换刀装置(auto tool change)更换刀具9时的作业性提高。
此时，丝供给部由旋转中心与该镗孔用切削机身5的旋转中心相一致的供给用旋转卷轴19构成，丝回收部由旋转中心与该镗孔用切削机身5的旋转中心相一致的回收用旋转卷轴21构成。因此，特别是在使镗孔用切削机身5高速旋转时，旋转重心位置大致恒定，因此能够适当地一边维持工具平衡一边稳定地实施加工。
此外，在本实施方式中，一边利用马达23将电极丝17卷取到回收用旋转卷轴21，一边利用张力施加机构39对处于被电极丝引导部25引导的状态的电极丝17施加张力。因此，能够大致恒定地维持电极丝17相对于谷部11的加工表面的位置关系，能够实施高精度的放电加工。
此外，在本实施方式中，如图1的(b)所示，刀具9和电极丝17配置在沿镗孔用切削机身5的圆周方向的大致90度的角度范围内。该情况下，在将镗孔用切削机身5插入到圆形的孔3内而结束加工后从圆形的孔3拔出镗孔用切削机身5时，使镗孔用切削机身5向与安装有上述刀具9及电极丝17的一侧相反一侧移动而使刀具9及电极丝17从加工表面脱离。由此，能够抑制特别是由于刀具9与加工后的表面相接触而造成的损伤。
第2实施方式
如图9所示，在第2实施方式中代替在上述第1实施方式中使用的电极丝17而使用棒状电极45作为放电加工用的电极。棒状电极45的基端部45a侧安装在作为由绝缘材料构成的安装件的保持构件47上，其顶端部45b位于谷部11内。
保持构件47沿作为加工装置的主体机身的镗孔用切削机身5A的旋转方向安装在镗孔用切削机身5A的外周部上，在该保持构件47的旋转方向后方侧的端部上安装有棒状电极45，在其旋转方向前方侧的端部上安装有刀具9。
棒状电极45的基端部45a相对于保持构件47向与顶端部45b相反一侧的镗孔用切削机身5A侧突出，在该基端部45a上连接与放电加工用的电源33的正端子33b相连接的配线37，负端子33a与第1实施方式相同地利用配线35与由导电性构件构成的工件1相连接。
此外，这里所说的与正端子33b相连接的配线37也与第1实施方式相同地，在镗孔用切削机身5的外周面等处设置与棒状电极45的基端部45a电连接的环状的电极端子，使设在配线37的端部上的集电刷与该电极端子滑动连接即可。
此外，在靠棒状电极45的顶端部45b侧的与保持构件47接近的位置上，以与棒状电极45之间形成间隙的方式安装由中空的圆筒构件构成的加工液引导部49，从外部向该间隙内供给放电加工液。放电加工液从用于旋转支承镗孔用切削机身5A的加工中心的后端中心被供给到镗孔用切削机身5A内，之后，适当地从形成在镗孔用切削机身5A内的放电加工液通路经由保持构件47内供给到加工液引导部49内。
接下来，对第2实施方式的作用进行说明。通过使镗孔用切削机身5A与第1实施方式相同地插入到圆形的孔3内，使其一边旋转一边在轴向上移动，从而形成由螺纹状的螺旋槽构成的谷部11，如上述图4所示，此时形成的齿部13包括比由谷部11和齿部13构成的凹凸形状部精细的断裂面15。
利用上述刀具9进行切削加工时，相对于刀具9位于镗孔用切削机身5A的旋转方向后方附近的棒状电极45的顶端部45b如图10所示地位于谷部11内，利用放电用电源33在该棒状电极45与工件1之间施加电压，从而在谷部11的大致整个区域内形成微细凹凸部41。
上述的微细凹凸部41与第1实施方式相同地比由利用刀具9进行切削加工时形成的凸部15的微细凹凸部构成的断裂面15精细，更加微细化。在上述情况的微细化加工中，也是通过使作为放电电极的棒状电极45与作为加工表面的谷部11的表面的间隔大于通常的放电加工用的间隔，并且较高地设定施加电压，从而使该微细化加工成为可能。
在上述的放电加工微细凹凸部41时，在本实施方式中，经由圆筒构件49内向棒状电极45的周围供给放电加工液。通过使放电用电极为棒状，从而能够使放电加工液容易供给到放电用电极的周围，并且使该废液容易与加工屑一起排出，此外，通过使用放电加工液而能够抑制棒状电极45的消耗。
此外，在本实施方式中，棒状电极45与刀具9一起安装在保持构件47中实现单元化，因此将上述的棒状电极45及刀具9的安装在镗孔用切削机身5A上的安装作业变得容易。
第3实施方式
第3实施方式在上述图9所示的第2实施方式中，如图11所示，沿谷部11以串联的方式设置多个(这里是三根)棒状电极45，利用中空的加工液引导部51覆盖上述多根棒状电极45的一部分。
通过设置多根棒状电极45，从而在形成与第2实施方式相同的微细凹凸部41时，能够较低地设定施加在一个棒状电极45上的电压，能够与此相应地延长该部分棒状电极45的寿命。此外，特别地在使镗孔用切削机身5A高速旋转时，能够利用位于旋转方向后方侧的棒状电极45对由处于在旋转方向前方侧的棒状电极45进行的加工不充分的微细凹凸部41进行补充加工，因此，能够更可靠地实施微细凹凸部41的加工。
此外，虽然在图11中棒状电极45为三根，但是也可以为两根或者四根以上。
第4实施方式
在上述的第3实施方式中，沿谷部11呈直线状配置多根棒状电极45，在该第4实施方式中，如图12的(a)所示，沿谷部11呈交错状配置棒状电极45。
由此，如图12的(b)所示，能够使在图12的(a)中在上下方向上错开配置的棒状电极45更靠近谷部11的侧面，能够将谷部11整体更可靠地加工为微细凹凸部41。
第5实施方式
在第5实施方式中代替上述图11所示的第3实施方式中的多根棒状电极45，如图13所示地使用板状电极53。该板状电极53为沿谷部11的较长的板状。通过将板状电极53作为放电用的电极，从而与如图11所示地设有多根棒状电极45的情况相比，能够扩大与谷部11内的加工表面相对的电极面，能够延长电极的寿命。此外，能够通过扩大放电面(电极面)，从而施加更大的电压，能够形成更粗糙的粗糙面的微细凹凸部41。
第6实施方式
在第6实施方式中，如图14的(c)所示，伴随着放电用电极沿谷部11移动，对上述第1实施方式～第5实施方式中的放电用电源33施加到放电用电极上的电压反复进行开闭。由此，能够在谷部11上交替地形成形成有微细凹凸部41的部位和没有形成微细凹凸部41的保持谷部11的原样的部位11a，从而利用微细凹凸部41和部位11a的组合沿圆形的孔3的周向形成更粗糙的面特性，能够进一步提高喷镀膜43相对于圆周方向的密合性。
此外，虽然在上述第6实施方式中对放电用电源33的施加电压进行开闭，但是也可以代替电源的关闭，施加低于电源打开时的施加电压的电压。即，沿谷部11的圆周方向改变施加在放电加工用的电极上的电压即可。
此外，虽然在上述图14所示的第6实施方式中将开时间设定为长于闭时间，但是也可以如图15那样使开时间和闭时间相等，并不对该时间分配进行限定。
第7实施方式
在第7实施方式中如图16～图18所示，代替上述第1实施方式～第6实施方式中的放电加工，在形成在圆形的孔3的内表面7上的谷部11照射激光束55而形成微细凹凸部41。
该情况下，在镗孔用切削机身5B内形成作为供激光束55通过的激光束路径的激光通过孔57。激光通过孔57包括轴向孔57a和径向孔57b，该轴向孔57a在镗孔用切削机身5B的中心位置处从镗孔用切削机身5B的后端部延伸到前端侧的刀具9的安装位置附近，该径向孔57b与轴向孔57a的前端部相连通而朝向径向外侧延伸且在外周面上开口。
在径向孔57b内，收纳作为微细凹凸部形成部件的形成激光加工用的头部的筒状的激光枪59。激光枪59在与其后端的轴向孔57a相对应的位置具有相对于镗孔用切削机身5B的中心轴线倾斜45度的角度的反射镜60，沿轴向孔57a导入的激光束55在该反射镜60处反射而在径向孔57b内向前方前进。虽然激光枪59的顶端部从镗孔用切削机身5B的外周面突出，但是也可以不使其突出。
刀具9和用于收纳上述激光枪59的径向孔57b处于镗孔用切削机身5B的中心轴线方向的大致相同位置，并且，这两者设定在沿圆周方向隔开90度的角度的位置上。此外，刀具9与激光枪59的在上述轴线方向及圆周方向上的位置关系为只要从激光枪59发射的激光束55能够照射到利用刀具9加工成的谷部11即可。
此外，对于镗孔用切削机身5B内的激光束55而言，采用以下方式即可，即，利用设置在外部的未图示的激光振荡器使激光束55振荡后，使上述激光束55从用于保持镗孔用切削机身5B且使其旋转的未图示的加工中心的后端中心导入到镗孔用切削机身5B内。
接下来，说明第7实施方式的作用。通过将镗孔用切削机身5B与第1实施方式相同地插入到圆形的孔3内，使其一边旋转一边在轴向上移动，从而形成由螺纹状的螺旋槽构成的谷部11，此时形成的齿部13如上述图4所示地包括比由谷部11和齿部13构成的凹凸形状部精细的断裂面15。
在利用上述刀具9进行切削加工时，从相对于刀具9位于镗孔用切削机身5B的旋转方向后方附近的激光枪59发射的激光束55照射在谷部11内，从而在谷部11的大致整个区域内形成微细凹凸部41。如上所述，微细凹凸部41是通过利用刀具9的刀刃前端对构件的表面进行切削加工(第1次机械加工)并且利用激光束55进行激光加工(第2次机械加工)而形成的。与第1实施方式相同地，上述的微细凹凸部41比利用刀具9进行切削加工时以剥离凸部15的顶端的方式形成的断裂面15精细，是更微细化的结构。
如上所述，在本实施方式中，能够利用在谷部11上照射激光束55的激光加工，形成微细凹凸部41。由此，利用由刀具9进行的切削加工在齿部13的顶端处形成断裂面15而实现粗糙化，谷部11也形成微细凹凸部41而实现粗糙化，因此能够获得与第1实施方式相同的如下效果，即，与不使谷部11粗糙化的情况相比，能够提高之后形成的喷镀膜43(图7)的密合性等。
对于上述的激光束55的照射，也能够通过与上述图14及图15所示的放电加工相同地重复进行开闭操作，从而在谷部11上交替地形成形成有微细凹凸部41的部位和没有形成微细凹凸部41的保持谷部11原样的部位11a，能够利用微细凹凸部41和部位11a的组合沿圆形的孔3的周向形成更粗糙的面特性，能够进一步提高喷镀膜43相对于圆周方向的密合性。
此外，虽然在上述第7实施方式中在径向孔57b内设有作为激光加工用的头部的筒状的激光枪59，但是也可以使激光55单纯在径向孔57b内与轴向孔57a同样地前进。即，在该情况下，径向孔57b自身成为激光加工用的头部。此外，虽然在该情况下，在轴向孔57a的底部上设置反射镜60，但是对于该反射镜60，例如使轴向孔57a朝向顶端侧贯穿，在以堵塞该轴向孔57a的贯穿的顶端的开口部的方式安装的盖构件上一体形成反射镜60即可。
以上说明的各实施方式，只不过是为了使本发明容易被理解而记载的示例。本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的技术范围内能够进行种种改变。例如，虽然在上述各实施方式中以圆形的孔3的内表面7作为加工表面进行说明，但是加工表面也可以为平面状。
本申请基于2009年6月19日申请的日本特许愿第2009-146877号要求优先权，参照上述申请的全部内容并将其编入到本说明书。
工业实用性
若采用本发明，能够提供一种能够利用形成在齿部的顶部上的断裂面来提高喷镀膜的密合性，并且利用形成在谷部上的微细凹凸部进一步提高喷镀膜的密合性，此外，此时，能够通过使谷部的微细凹凸部比齿部的断裂面精细来确保齿部的根部的强度的喷镀前处理形状、喷镀前处理方法及喷镀前处理装置。
附图标记说明
3圆形的孔
5、5A、5B镗孔用切削机身(加工装置的主体机身)
7圆形的孔的内表面(形成喷镀膜的构件的表面)
9刀具(切削工具)
11谷部
13齿部
15形成在齿部的顶部上的断裂面
17电极丝(放电加工用的电极，微细凹凸部形成部件)
19供给用旋转卷轴(丝供给部)
21回收用旋转卷轴(丝回收部)
23用于驱动回收用旋转卷轴旋转的马达(驱动装置)
25电极丝引导部(引导构件)
39张力施加机构(张力施加部件)
41形成在谷部上的微细凹凸部
45棒状电极(放电加工用的电极，微细凹凸部形成部件)
47保持构件(安装件)
53板状电极(放电加工用的电极，微细凹凸部形成部件)
55激光束
59激光枪(激光加工用的头部，微细凹凸部形成部件)

Claims (29)

1.一种喷镀前处理形状，其在将要形成喷镀膜的构件的表面上交替地形成谷部和齿部，在上述齿部的顶部上具有断裂面，其特征在于，
在上述谷部上形成有比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂面精细的微细凹凸部。
2.根据权利要求1所述的喷镀前处理形状，其特征在于，
上述构件的表面是圆形的孔的内表面，上述谷部沿上述圆形的孔的内表面的圆周方向延伸设置，上述谷部的微细凹凸部沿该谷部的圆周方向形成。
3.根据权利要求1或2所述的喷镀前处理形状，其特征在于，
上述谷部的微细凹凸部形成在上述谷部的至少底部上。
4.根据权利要求1或2所述的喷镀前处理形状，其特征在于，
上述谷部的微细凹凸部是利用两次机械加工形成的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷镀前处理形状，其特征在于，
上述谷部的微细凹凸部是利用放电加工形成的。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷镀前处理形状，其特征在于，
上述谷部的微细凹凸部是利用激光加工形成的。
7.一种喷镀前处理方法，其特征在于，
其具有：
断裂面形成工序，其利用切削工具，一边在将要形成喷镀膜的构件的表面上形成谷部，一边在因该谷部的形成而产生的齿部，在该齿部的顶部上形成断裂面；
微细凹凸部形成工序，其利用微细凹凸部形成部件，在上述谷部上形成比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂面精细的微细凹凸部。
8.根据权利要求7所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
上述构件的表面是圆形的孔的内表面，通过利用上述的切削工具沿上述圆形的孔的内表面的圆周方向形成上述谷部，并且在上述齿部的顶部上形成上述断裂面，通过使上述微细凹凸部形成部件沿上述谷部的圆周方向移动，从而形成上述微细凹凸部。
9.根据权利要求8所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
上述微细凹凸部形成部件包括放电加工用的电极，通过使用该放电加工用的电极进行放电加工而形成上述微细凹凸部。
10.根据权利要求9所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
沿上述谷部的圆周方向改变施加到上述放电加工用的电极的电压。
11.根据权利要求8所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
上述微细凹凸部形成部件包括激光加工用的头部，通过使用该激光加工用的头部进行激光加工而形成上述微细凹凸部。
12.根据权利要求11所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
沿上述谷部的圆周方向改变从上述激光加工用的头部照射的激光束的输出。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
通过将上述切削工具和上述微细凹凸部形成部件安装到加工装置的主体机身，一边将该主体机身插入到上述圆形的孔中一边使该主体机身相对于上述圆形的孔旋转，从而在利用上述切削工具形成上述谷部后，利用上述微细凹凸部形成部件在该谷部上形成上述微细凹凸部。
14.根据权利要求9或10所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
作为上述放电加工用的电极使用电极丝。
15.根据权利要求14所述的喷镀前处理方法，其特征在于，
在使上述电极丝在上述谷部内沿其圆周方向移动时，从设在加工装置的主体机身内的丝供给部向上述谷部内依次送出上述电极丝，并且在设在上述主体机身内的丝回收部中回收用于加工的电极丝。
16.一种喷镀前处理装置，其特征在于，
其用于在形成喷镀膜的构件的表面上交替地形成谷部和齿部且使上述齿部的顶部具有断裂面，该喷镀前处理装置包括微细凹凸部形成部件，该微细凹凸部形成部件用于在上述谷部上形成比形成在上述齿部的顶部上的上述断裂面精细的微细凹凸部。
17.根据权利要求16所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述构件的表面是圆形的孔的内表面，在能够在上述圆形的孔内旋转的加工装置的主体机身上设有：
切削工具，其用于沿该圆形的孔的内表面的圆周方向形成上述谷部；
上述微细凹凸部形成部件，其沿利用该切削工具形成的上述谷部的圆周方向移动。
18.根据权利要求16或17所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述微细凹凸部形成部件包括放电加工用的电极。
19.根据权利要求18所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述放电加工用的电极为电极丝。
20.根据权利要求19所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
在上述主体机身内设有：
丝供给部，其用于将上述电极丝依次供给到上述谷部；
丝回收部，其用于依次回收在加工中使用过的电极丝。
21.根据权利要求20所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述丝供给部由旋转中心与上述主体机身的旋转中心相一致的供给用旋转卷轴构成，上述丝回收部由旋转中心与上述主体机身的旋转中心相一致的回收用旋转卷轴构成。
22.根据权利要求21所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
在上述主体机身内设有用于驱动上述回收用旋转卷轴旋转的驱动部件，另一方面，在上述主体机身上设有用于将从上述供给用旋转卷轴放出的电极丝引导到上述谷部内的引导构件，还设有对处于被该引导构件引导的状态的电极丝施加张力的张力施加部件。
23.根据权利要求18所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述放电加工用的电极为棒状电极。
24.根据权利要求23所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
沿上述谷部设有多个上述棒状电极。
25.根据权利要求24所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
沿上述谷部呈交错状配置上述多个棒状电极。
26.根据权利要求18所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述放电加工用的电极为沿上述谷部的较长的板状电极。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
在设在上述主体机身上的安装件上安装上述切削工具和上述放电加工用的电极，从而实现单元化。
28.根据权利要求16或17所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述微细凹凸部形成部件包括激光加工用头部。
29.根据权利要求17至28中任一项所述的喷镀前处理装置，其特征在于，
上述切削工具及上述微细凹凸部形成部件配置在上述主体机身的旋转方向上的90度的范围内。
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