CN105636745A - 喷丸加工方法和喷丸加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷丸加工方法,其能同时实现防止静电产生效果和增大加工量效果这双方。向设置于喷丸加工装置的喷丸喷嘴(8)以0.06cc/min~150cc/min这种较少的量导入水等液体,使导入的液体与在该喷丸喷嘴(8)内流动的高速的压缩气流或从喷丸喷嘴(8)喷射的高速的压缩气流碰撞而微粒化,将微粒化了的液体与所述压缩气体和研磨材料一起向被加工物(W)喷射。由于使液体微粒化并进行喷射以及使液体的供给量较少,所以使喷射的液体容易蒸发,作业室内的湿度上升而抑制静电的产生,并且通过在蒸发时夺取汽化热来对被加工物进行冷却,抑制因被加工物表面的软化而导致的吸收研磨材料的碰撞能量,从而能够提高加工量(切削量),因被加工物表面与研磨材料的碰撞产生的发热而导致所述的软化。

Description

喷丸加工方法和喷丸加工装置
技术领域
本发明涉及与压缩气体一起喷射研磨材料来对被加工物进行切削、表面研磨、去除毛刺和去除涂膜等的喷丸加工方法和用于该喷丸加工方法的喷丸加工装置。
背景技术
喷丸加工利用与压缩气体一起喷射的研磨材料与被加工物碰撞时发挥的切削力,对被加工物进行加工,该喷丸加工广泛应用于切削加工、表面研磨、表面的无光化、除去毛刺、除去涂膜和除去锈等,等等。
在这种喷丸加工中,如果与压缩气体一起向被加工物喷射研磨材料,则由于与被加工物碰撞时的摩擦或与作为作业空间的机壳内壁的碰撞产生的摩擦,会产生静电,喷射的研磨材料和切削被加工物产生的切削粉末等附着在被加工物、机壳的内壁、以及其它的构成研磨材料的循环系统的管道、旋风分离器和研磨材料容器等的内壁上,其结果,不能顺畅地进行研磨材料的回收和供给。
特别是伴随对通过喷丸加工进行的微细加工的要求不断提高,使用的研磨材料的微细化发展的结果,研磨材料因静电更容易附着在被加工物和机壳内壁等上,并且难以通过风机等完全除去已经附着的研磨材料,所以需要设置用于在喷丸加工后除去附着在被加工物上的研磨材料的清洗工序等,从而成为降低生产率的一个原因。
为了防止因静电产生的研磨材料的附着,也可以考虑在喷丸加工装置上安装电压施加式除电器(“离子产生器”:ionizer)。
但是,如果安装这种高价的装置,则提高了喷丸加工装置的价格,不仅失去了在市场上的价格竞争力,而且使用于产生离子而设置于离子产生器的电极针容易产生污垢,需要频繁地进行维护保养,并且由于在研磨材料附着在被处理对象等上的状态下进行除电(中和)而造成在研磨材料被剥离的部位残留静电。
此外,由于进行用于产生离子的电晕放电,有可能成为粉尘爆炸等的引火源,所以离子产生器在结构上不适合用于喷丸加工装置。
因此,为了消除因这种静电产生的问题,提出了如下的方法:通过向作业空间和研磨材料的循环路径内提供水分来除去静电。
作为这种方法的一个例子,提出了如下的方案:通过将被加湿装置提供了水分的压缩气体导入研磨材料喷射用的喷丸喷嘴,调节研磨材料的循环系统内的湿度,由此防止产生静电(参照专利文献1的[0011]段落、图2)。
此外,提出了如下的方案:利用超声波加热器或加热,以水蒸气的形态向导入研磨材料喷射用的喷丸喷嘴的压缩气体提供水分(专利文献2的[0026]段落)。
另外,提出了如下喷丸喷嘴:作为在将防止产生粉尘作为目的的湿式喷丸加工中使用的喷丸喷嘴,在形成于内部的室内,将压缩气体、研磨材料(介质)和水按重量比计以大体等量混合,喷射气体、液体、固体(研磨材料)的三相流体(参照专利文献3、[0006]、图1、图2、表1的[3])。
以往的技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公报特許第3846842号
专利文献2:日本专利公开公报特开2011-237378号
专利文献3:日本专利公开公报特开2006-297568号
发明内容
本发明要解决的技术问题
在如上所述的以往的技术中,使用了专利文献3中记载的喷丸喷嘴的喷丸加工方法,由于喷射160~200cc/min的大量的水(参照专利文献3、表1的[2]和[3]),所以一般来说是被称为“湿式喷丸”或“液体喷丸”的湿式喷丸加工方法的一种。
在通过这种湿式喷丸加工方法对被加工物进行加工的情况下,由于因喷射的水而润湿被加工物的表面,所以能够降低静电的产生。
但是,在通过这种湿式喷丸加工方法对被加工物进行加工的情况下,由于肯定润湿被加工物的表面,所以不能适用于容易生锈的材质的被加工物等不适合与水接触的被加工物,此外,存在有在加工后需要进行被加工物的清洗和干燥工序的情况,这些作业成为使生产率降低的原因之一。
此外,在这种与大量的水一起喷射研磨材料的湿式喷丸加工方法中,由于因与研磨材料一起喷射的水的存在而造成研磨材料与被加工物的表面碰撞时的碰撞能量被吸收,所以与干式喷丸加工相比,湿式喷丸加工的加工量(切削速度)降低了,在使用的研磨材料的材质、粒径和喷射压力等条件相同的情况下,与干式喷丸加工相比,湿式喷丸加工中的加工量(切削量)下降到1/7~1/14的程度。
作为一个例子,图23和图24是如下的图:测量了干式喷丸加工和湿式喷丸加工中的覆盖范围的不同,在干式和湿式中作为研磨材料都使用氧化铝系的研磨材料(不二制作所制“フジランダムWA”#1000),以0.3MPa的喷射压力对150mm见方的玻璃板进行了加工。
图23表示相对于喷丸喷嘴的前端和被加工物间的距离(喷嘴距离)变化的、到覆盖范围成为100%为止的处理时间的变化,图24表示相对于研磨材料的粒径变化的、到覆盖范围成为100%为止的处理时间的变化,判明了:在任意一种条件下,与干式喷丸加工相比,在湿式喷丸加工中用于得到100%的覆盖范围的加工时间都变长。
在此,“覆盖范围”是指以%(百分比)表示总压痕面积与加工面积之比,由于根据覆盖范围的大小能够预测加工量的大小,所以根据图23和图24,能够判明与干式喷丸相比,在湿式的喷丸中加工量(切削速度)差。
相对于作为如上所述的湿式喷丸加工,在所述专利文献1记载的喷丸加工方法中,通过在喷射研磨材料的压缩气体中添加水分,使作为作业空间的机壳内的湿度上升,由此能够防止产生静电,并且能够防止因静电造成的研磨材料附着在被加工物的表面和机壳的内表面上。
但是,在专利文献1记载的喷丸加工装置中,向在设置于压缩空气供给源和喷丸喷嘴之间的压缩空气的供给配管内流动的压缩空气添加水,由于与在喷丸喷嘴内的细直径的流道内流动的压缩空气相比,在所述压缩空气供给配管内流动的压缩空气的流速慢,所以即使在液体的状态下向压缩空气导入管内导入水,该水也以液体的状态导入喷丸喷嘴内而不会因与压缩空气流的碰撞而产生喷雾等,由此使研磨材料凝聚等,产生喷丸喷嘴的堵塞,导致喷丸加工装置变得不能正常动作。
因此,虽然在专利文献1中未记载与水的添加方法有关的详细说明,但是当向在压缩空气导入管内流动的压缩空气添加水的情况下,如专利文献2所记载的,需要以不会产生因这种堵塞导致的动作不良的方式用超声波或加热等方法使水作为水蒸气的状态向压缩气体中添加,因此需要另外设置水分赋予机构,该水分赋予机构具有用于使水成为水蒸气的功能,由此使装置结构变得复杂并且价格变高。
另外,在所述的专利文献1、2中记载的方法中,虽然向导入喷丸喷嘴前的压缩气体添加水分,但是由于以水蒸气(气体)的状态添加水分,所以通过喷丸喷嘴喷射的流体不包含“液体”,因此,专利文献1、2中记载的发明即使添加了水,也维持“干式”喷丸加工。
因此,在专利文献1、2中记载的方法中,能够不润湿被加工物的表面地进行加工,能够应用于不适合与水接触的被加工物,并且具有与湿式喷丸加工相比加工量(切削速度)大的优点。
但是,在专利文献1、2中记载的喷丸加工方法中,如果供给的水的量变小,则不能充分地对加工室内进行加湿,不能充分地防止静电的产生,另一方面,如果提供超过了饱和水蒸气量的水,则在作业空间内冷凝而润湿被加工物的表面和机壳的内壁,虽然能够防止静电的产生,但是失去了作为干式喷丸加工的优点。
因此,在专利文献1中记载的喷丸加工方法中,检测加工室内的湿度并计算必要的水分量后进行水分的供给,由于控制非常复杂,所以装置结构也变得复杂且价格变高。
如上所述,在专利文献1、2中记载的发明中,维持干式喷丸加工,因此,虽然与湿式喷丸加工相比能够维持大加工量(高切削速度),并且能够解决防止静电产生的问题,但是由此需要采用特别的装置结构和复杂的控制。
另一方面,如专利文献3所记载的,在湿式喷丸加工中,虽然能够通过比较简单的装置结构,大幅度地降低静电的产生而不用进行复杂的控制,但是由于润湿被加工物,所以需要加工后的清洗和干燥,由于追加这些工序不仅使生产率下降,而且在湿式喷丸加工中,与干式喷丸加工相比产生加工量(切削速度)的大幅度下降,所以这方面也使加工性和生产率大幅度变差,在采用任意一种方法的情况下都即存在缺点又存在优点。
鉴于所述的问题,本发明的发明人反复进行了专心的研究,目的是实现能够不降低加工量地防止静电产生的喷丸加工,其结果发现了:通过在紧靠喷丸喷嘴的喷射口前以微粒化的状态进行水的供给,并且将添加的水的量限制在与已知的湿式喷丸相比大幅度减少的规定的范围内,不仅能够抑制静电的产生,而且能够大幅度提高加工量。
而且,确认到:通过该加工方法得到的加工量的增加不仅与湿式喷丸加工相比增加了,而且与干式喷丸加工相比也令人震惊地大幅度提高了,此外,不仅能够提高加工量,而且能够同时重叠得到从专利文献1所不能预期到的其它各种效果。
本发明是基于专心研究的结果得到的、本发明人的所述认识而做出的发明,本发明的目的在于提供喷丸加工方法和喷丸加工装置,其仅通过对以往的干式喷丸加工装置进行稍许的结构变更就能够进行应用,不仅能够防止喷丸加工中的静电产生,而且在与以往的湿式喷丸和干式喷丸的比较中,都能够提高加工量(切削速度)。
解决技术问题的技术方案
下面,与在用于实施发明的实施方式下使用的附图标记一起记载用于解决问题的方法和装置。所述附图标记用于明确权利要求的记载与用于实施发明的实施方式的记载的对应,当然并不是用于限制本发明的技术范围的解释。
用于达成所述目的的本发明的喷丸加工方法,其通过喷丸喷嘴8对被加工物与压缩气体一起喷射研磨材料,针对所述喷丸喷嘴8导入水等液体,使所述液体与在所述喷丸喷嘴8内流动的压缩气体或从所述喷丸喷嘴喷射出的压缩气体碰撞而微粒化,与所述压缩气体和研磨材料一起喷射微粒化了的所述液体,并且使针对所述喷丸喷嘴8的所述液体的导入量为0.06cc/min~150cc/min(技术方案1)。
另外,作为所述的液体,除了自来水、纯水、精致水、碱离子水等所谓的“水”以外,也可以包含在纯水、硬水中添加以水垢除去为目的的水垢除去剂而得到的水、以及添加对已加工部分进行标记等为目的的涂料、荧光涂料而得到的水,等等。
此外,在所述喷丸加工方法中使用的本发明的喷丸加工装置1,其将从压缩气体供给源(未图示)提供的压缩气流作为与研磨材料混合的混合流体,从喷丸喷嘴8喷射,在所述喷丸喷嘴8设置有液体导入通道88,所述液体导入通道88的一端能够与液体供给源(未图示)连通,并且另一端在所述喷丸喷嘴8内的压缩气体的流道内或所述喷丸喷嘴8的喷射口开口,使从所述液体供给源导入的液体与在所述喷丸喷嘴8内流动的压缩气流或从所述喷丸喷嘴8喷射出的压缩气流碰撞而微粒化,在所述液体导入通道88和所述液体供给源之间具备流量调节阀7或泵等流量控制装置(技术方案2)。
在所述结构的喷丸加工装置1中,可以采用下述方式:所述喷丸喷嘴8是吸入式的喷丸喷嘴,所述吸入式的喷丸喷嘴在与压缩气体供给源连通的喷咀83的喷射方向上具备喷头82,在所述喷咀83和所述喷头82之间具备与研磨材料供给源连通的研磨材料导入室85,利用来自所述喷咀83的压缩气流的喷射,在所述研磨材料导入室85内产生负压,抽吸所述研磨材料供给源的研磨材料作为混合流体进行喷射,所述液体导入通道88的所述另一端(前端88a)在设置于所述喷咀83内的压缩气体流道86内或所述喷咀83的喷射口前方位置开口(技术方案3)。
此外,在所述结构的喷丸加工装置1中,可以采用下述方式:所述液体导入通道88由管道形成,所述管道以同心状插入设置在所述喷咀83内的所述压缩气体流道86内,所述液体导入通道88的所述另一端(前端88a)在所述喷咀83的喷射口开口(技术方案4)。
另外,在所述结构的喷丸加工装置1中,可以采用下述方式:所述喷丸加工装置设置有液体定量供给装置,所述液体定量供给装置对所述液体导入通道88定量供给所述液体供给源的液体(技术方案5)。
发明效果
通过如上所述的本发明的构成,按照本发明的喷丸加工方法和喷丸加工装置,能够得到如下的显著的效果。
通过使水等液体与在喷丸喷嘴8内流动的压缩气体、或由喷丸喷嘴8喷射的压缩气体碰撞来使水等液体微粒化,并且将针对喷丸喷嘴的液体的导入量限制为0.06~150cc/min,微粒化了的液体由于喷丸喷嘴8喷射时的压力下降、以及研磨材料与被加工物W碰撞时产生的发热,在喷丸喷嘴8和被加工物W间的空间、或在被加工物W的表面急速蒸发而成为水蒸气,由此能够使加工室21内的湿度上升,并且能够防止静电的产生。
此外,由于并不局限于防止静电的产生,并且不润湿被加工物W、或者是即使润湿被加工物但是与以往的湿式喷丸相比润湿的程度也低,所以在本发明的喷丸加工方法中,通过调节供水条件,能够应用于不适合与水接触的材质的被加工物等,并且无需新追加加工后的清洗和干燥等工序。
此外,在本发明的喷丸加工方法中,除了所述的防止静电产生的效果以外,还能够得到超出了预想的下述的新效果:首先具有能够将加工量提高到通过以往的干式喷丸加工方法得到的加工量(切削速度)以上的效果,此外能够防止研磨材料扎入被加工物的表面、减少研磨材料的消耗量、提高切削速度、提高除去涂膜和毛刺等的效率、减少被加工物的伸长和翘曲的产生、以及通过降低被加工物的温度上升而减少产品的烧焦等。
虽然能够得到这种切削速度的上升等的效果的原因并不确定,但是认为有可能是由于以下原因得到的效果:在通过与压缩气体流的碰撞而微粒化了的状态下以雾状喷出的液体因从喷丸喷嘴喷出时的急剧压力下降而进一步微雾化,通过与由于与研磨材料的碰撞而发热的被加工物的接触,在被加工物的前面空间、或被加工物的表面急速蒸发;以及在所述蒸发时从周围的空气和被加工物的表面夺取大量的汽化热(喷雾冷却)。
即,作为所述效果中的一个例子,如果考虑提高加工量(切削速度)这方面,则作为与干式喷丸加工相比,湿式喷丸加工的加工量(切削速度)下降的原因之一在于:与研磨材料一起喷射的水在被加工物的表面形成水膜,该水膜吸收要与被加工物的表面碰撞的研磨材料的碰撞能量。
但是,在本发明的方法中,由于如果被微粒化并喷射的液体如上所述地从喷丸喷嘴8喷出则迅速地蒸发,所以不会润湿被加工物,或者即使润湿被加工物的表面,与以往的湿式喷丸相比润湿的程度也低,因此能够维持与干式喷丸加工相同的碰撞能量,其结果,即使喷射液体,也能够维持大的加工量。
另一方面,在与干式喷丸加工的比较中,认为切削速度下降的一个原因在于:在干式喷丸加工中因研磨材料的碰撞而使被加工物的表面温度上升,该温度上升使被加工物的表面软化而吸收研磨材料的碰撞能量。
与此相对,在本发明的方法中,利用所述喷雾冷却,抑制了被加工物的表面温度上升,在维持被加工物的表面硬度的状态下进行加工,其结果,即使在与干式喷丸加工的比较中,也能够提高加工量(切削速度)。
如上所述的本发明的喷丸加工方法可以通过如下比较简单的结构变更实现:针对以往的干式喷丸加工装置的构成,更换为能够喷射所述液体的喷丸喷嘴8、以及追加向喷丸喷嘴8提供液体的液体供给源和控制对喷丸喷嘴8供给的液体的供给量的流量调节阀7或泵等流量控制装置。
此外,在将以同心状插入设置于喷丸喷嘴8的喷咀83的所述压缩气体流道86内的管道作为所述液体导入通道88并使该管道88的另一端(前端88a)在所述喷咀83的喷射口开口的结构中,能够利用来自喷咀83的压缩气体的喷射产生的负压,通过液体导入通道88进行液体的导入,无需另外设置泵等用于提供液体的装置,此外,由于伴随针对喷丸喷嘴8的压缩气体的导入开始、导入停止,以联动的方式进行液体的导入开始、导入停止,所以无需另外设置用于使液体的供给开始和停止的装置,而且能够仅通过更换喷丸喷嘴8的喷咀83就能够利用以往的设备。
此外,可以采用如下的构成:设置向液体导入通道88定量供给液体供给源的液体的泵等定量供给装置,在这种情况下,能够提高针对喷丸喷嘴8的液体导入位置的设计自由度,并且能够更稳定且更可靠地提供液体。
附图说明
图1是表示本发明的喷丸加工装置的一种结构例子的说明图。
图2是设置于本发明的喷丸加工装置的喷丸喷嘴的说明图,图2的(A)是喷丸喷嘴整体的剖视图,图2的(B)是表示喷头的变形例的说明图。
图3是针对喷丸喷嘴(吸入式)的液体导入位置的说明图,图3的(A)是针对具备通常的喷头的喷丸喷嘴的液体导入位置,图3的(B)是设置有双联式的喷头的情况下的导入位置的说明图。
图4是针对喷丸喷嘴(直压式)的液体导入位置的说明图,图4的(A)是针对具备通常的喷头的喷丸喷嘴的液体导入位置,图4的(B)是设置有双联式的喷头情况下的导入位置的说明图。
图5是设置于本发明的喷丸加工装置的另外的喷丸喷嘴的剖视图。
图6是表示相对于供水量变化的加工量的变化(硼板(ボロン板))的图。
图7是表示相对于供水量变化的加工量的变化(超硬板)的图。
图8是表示相对于供水量变化的加工量的变化(聚氨酯橡胶板)的图。
图9是表示相对于供水量变化的加工量的变化(铝板)的图。
图10是表示相对于供水量变化的加工量的变化(不锈钢板)的图。
图11是表示相对于供水量变化的加工量的变化(铁板)的图。
图12是表示相对于供水量变化的加工量的变化(丙烯酸树脂板)的图。
图13是表示相对于供水量变化的加工量的变化(环氧玻璃板)的图。
图14是表示相对于供水量变化的加工量的变化(花岗岩)的图。
图15是表示相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(聚氨酯橡胶)的图。
图16是表示相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(不锈钢)的图。
图17是表示相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(铁)的图。
图18是表示相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(丙烯酸树脂)的图。
图19是表示相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(环氧玻璃)的图。
图20是对在本发明的喷丸加工方法(实施例)中使用后的研磨材料和在干式喷丸加工方法(比较例)中使用后的研磨材料的颗粒结构进行拍照得到的照片。
图21是通过喷丸加工使涂膜剥离后的聚碳酸酯产品的表面粗糙度数据,图21的(A)是通过本发明的方法处理得到的数据(实施例),图21的(B)是通过干式喷丸处理得到的数据(比较例)。
图22是通过喷丸加工进行去除毛刺处理后的聚苯硫醚产品的表面粗糙度数据,图22的(A)是通过本发明的方法进行处理得到的数据(实施例),图22的(B)是通过干式喷丸进行处理得到的数据(比较例)。
图23是表示相对于喷嘴距离变化的、到覆盖范围成为100%为止的时间变化的关联图。
图24是表示相对于研磨材料的粒径变化的、到覆盖范围成为100%为止的时间变化的关联图。
附图标记说明
1喷丸加工装置
2机壳
21加工室
3研磨材料容器(旋风分离器)
5集尘器
6排风机
7流量调节阀
8喷丸喷嘴
81主体
82喷头
82a圆锥内表面
83喷咀
84研磨材料导入口
85研磨材料导入室
86压缩气体流道
88液体导入通道
88a前端(液体导入通道的)
91研磨材料回收管
具体实施方式
接着,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。
1.喷丸加工装置
(1)整体结构
图1表示本发明的喷丸加工装置1的一个构成例子。
如图1所示,所述喷丸加工装置1是所谓的“吸入式”的喷丸加工装置,其包括:未图示的压缩气体供给源;作为研磨材料供给源的研磨材料容器3;以及喷丸喷嘴8,使从压缩气体供给源导入的压缩气体与来自所述研磨材料容器3的研磨材料汇合并进行喷射,在图示的实施方式中,利用通过导入来自压缩气体供给源的压缩气体(在本实施方式中为压缩空气)而在喷丸喷嘴8内产生的负压,使来自研磨材料容器3的研磨材料与抽吸的压缩气流汇合,并向被加工物W喷射。
在图示的实施方式中,喷丸加工装置1包括:加工室21,形成在收容所述喷丸喷嘴8的机壳2内;作为旋风分离器的所述研磨材料容器3,通过研磨材料回收管91与形成在加工室21下端的料斗连通;以及集尘器5,对所述研磨材料容器3内进行抽吸。使设置在集尘器5内的排风机6动作,对作为旋风分离器的研磨材料容器3内进行抽吸,并且从收容在加工室21内的喷丸喷嘴8喷射研磨材料,通过研磨材料回收管91将喷射的研磨材料与切削粉末等一起导入研磨材料容器3,利用研磨材料容器3内的风力分选,将能够再次使用的研磨材料回收到研磨材料容器3的底部,并且将破碎的研磨材料和粉尘抽吸到集尘器5并将其除去,从而能够循环使用研磨材料。
可是,喷丸加工装置1的基本构成并不限于以所述方式循环使用研磨材料的循环型的构成,例如,也可以是不对使用后的研磨材料进行再次使用而使用一次就丢弃的批次式的构成,在这种情况下,省略用于对切削粉末等粉尘和研磨材料进行风力分选而设置的结构,能够通过集尘器5一同除去并回收加工室21内的使用后的研磨材料和粉尘。
此外,在图示的例子中,说明了将喷丸加工装置构成为吸入式,但是例如也可以将本发明应用于直压式喷丸加工装置,该直压式喷丸加工装置将加压容器内的压缩气体和研磨材料一起导入喷丸喷嘴并进行喷射,喷丸加工装置的基本构成能够采用在以往的喷丸加工装置中采用的各种结构。
在本发明的喷丸加工装置1中,向所述喷丸喷嘴8内导入液体(在本实施方式中为水),并且使所述水与在喷丸喷嘴8内流动的压缩气流碰撞,由此使水微粒化而成为平均粒径在1mm以下、优选在300μm以下、更优选在100μm以下的微粒,使微粒化了的所述液体混入就要向被加工物W喷射前的压缩气体中,由此,能够与研磨材料一起向被加工物W以雾状喷射微粒化了的液体。
由此,为了能够使微粒化了的液体混入向被加工物W喷射的压缩气体,本发明的喷丸加工装置1设置有未图示的液体供给源,该液体供给源用于向所述喷丸喷嘴8提供液体(水),并且在喷丸喷嘴8上设置液体导入通道88,该液体导入通道88将从所述液体供给源提供的水导入喷丸喷嘴8的内部,此外,在连通所述的液体供给源和所述喷丸喷嘴8的液体导入通道88之间的管道上设置有由流量调节阀7或泵构成的流量控制装置。
(2)喷丸喷嘴
图2表示设置于本发明的喷丸加工装置1的喷丸喷嘴8的构成例子。
图2所示的喷丸喷嘴8具有以往的吸入式喷丸喷嘴所具备的基本结构,由成为喷丸喷嘴8的主体部分的主体81以及安装在所述主体81上的喷头82和喷咀83构成。
所述的主体81在内部具备:研磨材料导入口84,导入从作为研磨材料供给源的研磨材料容器3提供的研磨材料;以及大体圆筒容器状的研磨材料导入室85,形成为与所述研磨材料导入口84连通。
安装在所述主体81上的所述的喷头82具有收拢为圆锥状的圆锥内表面82a,通过在所述的主体81的前端侧安装所述喷头82,使得形成在主体81内的研磨材料导入室85和具有所述圆锥内表面82a的喷头内的流道连通。
如图2的(B)所示,所述喷头82不仅可以是具有圆形开口的装置(圆型),也可以是具有狭缝状开口的装置(狭缝型),此外,形成在内部的流道形状也可以采用从入口侧一旦变窄后朝向出口侧再次变宽的文丘里型的形状。
此外,在主体81的后端侧,以使前端朝向喷头82的圆锥内表面82a中心的方式安装有喷咀83,如果从所述喷咀83喷射来自未图示的压缩气体供给源的压缩气体,则利用由所述喷咀83进行的压缩气体的喷射而产生的负压,向研磨材料导入室85内吸入来自研磨材料容器3的研磨材料,并且所述研磨材料与从喷咀83喷射的压缩气体汇合,能够从喷头82的前端喷射,这方面与以往的吸入式喷丸喷嘴8的结构是通用的。
对于在本发明的喷丸加工装置1中使用的喷丸喷嘴8,如上所述地,为了能够将液体微粒化以雾状喷出,具有液体导入通道88,该液体导入通道88用于将来自液体供给源(未图示)的液体导入喷丸喷嘴8,使所述液体导入通道88的前端88a在设置于喷丸喷嘴8内的压缩气体的流道上开口,例如在设置于喷咀83内的压缩气体流道86、喷咀83的喷出口前方、喷头82内的流道、喷丸喷嘴的喷射口开口,通过使液体与在喷丸喷嘴8内流动的高速的压缩气流、或从喷丸喷嘴8喷射的高速的压缩气流碰撞,能够使液体微粒化而以雾状喷出。
另外,在本发明中,关于使从所述液体导入通道88的前端88a喷出的液体与高速的压缩气流碰撞来进行微粒化,可以在液体导入通道88的前端88a的开口上设置网状材料,使得能够更好地进行液体的微粒化。由此,能够在从液体导入通道88提供的液体通过所述网状材料进行了一次微粒化后,进一步通过与高速的压缩气流碰撞来更好地进行液体的微粒化。
并不特别限定在本发明中使用的所述网状材料,例如,可以使用通过将由金属或树脂构成的线材编织成网眼状而作为整体形成为平板状的网状材料,也可以使用通过在板上穿透设置微细孔而形成的网状材料等各种网状材料。
在图2所示的实施方式中,将成为所述液体导入通道88的管道在形成于喷咀83的压缩气体流道86内配置成同心状,使压缩气体在压缩气体流道86的内壁和液体导入通道88的外壁间流动,并且使所述液体导入通道88的前端88a在与喷咀83的开口部相同位置开口,使从液体导入通道88的前端88a出来的液体与在其外周侧流动的高速、高压的压缩气流碰撞而成为微粒。
按照这种构成,由于在本实施方式的喷丸加工装置1中,通过在研磨材料导入室85内产生的负压,从液体导入通道88的前端88a抽吸液体并使其与压缩气流汇合,所以能够在喷丸喷嘴8内进行液体的微粒化而无需设置用于向喷丸喷嘴8内提供来自液体容器等液体供给源(未图示)的液体的泵等液体定量供给装置,并且由于与针对喷丸喷嘴8的压缩气体的导入开始、停止联动地使来自液体供给源的液体的导入也自动地开始、停止,所以不会产生液体的供给遗漏和因忘记停止供给所导致的液体流下等。
另外,作为以所述方式使液体与压缩气流碰撞的结构,并不限于图2所示的构成,可以将已知的各种气体喷丸式的二流体喷嘴(喷雾器)的构成应用于喷咀83的构成,此外,代替如所述方式所示地利用研磨材料导入室内的负压来进行向喷丸喷嘴内导入液体,例如可以将泵等液体定量导入装置设置在作为液体供给源的容器内、或液体供给源和喷丸喷嘴间的配管上来进行向喷丸喷嘴内导入液体。
针对喷丸喷嘴8的液体的供给位置可以是与图2所示的位置不同的位置,如图5所示,作为针对吸入式的喷丸喷嘴的液体的导入位置的一个例子可以采用下述方式:在喷丸喷嘴8的喷咀83前端部外周形成成为所述液体导入通道88的空间,并且使所述空间朝向喷咀83的前方开口,如果向液体导入通道88内导入液体,则通过以包围从喷咀83喷射的压缩气体外周的方式喷射所述导入的液体,能够使液体与高速、高压的压缩气流碰撞来进行微细化。
此外,如图3的(A)所示,可以使液体导入通道88的前端88a在研磨材料导入室85和喷丸喷嘴8的喷射口的形成位置开口,利用由压缩气流产生的负压,抽吸液体导入通道88内的液体并使液体与在喷丸喷嘴8内流动的压缩气流、或从喷丸喷嘴8喷射的压缩气流碰撞,或者,也可以通过泵定量地向形成在喷咀83内的压缩气体的流道和形成在喷头82内的压缩气体的流道内提供液体供给源的液体,还可以代替参照图2的(A)、图5说明过的液体的导入位置、或者与参照图2的(A)、图5说明过的液体的导入位置一起,从图3的(A)所示的液体的导入位置中的任意一个或多个部位导入液体。
另外,作为喷头82的构成,如图3的(B)所示,也可以采用下述的构成:将分割成两部分的喷头821和喷头822沿长边方向同轴地连续配置,如果从形成有细直径流道的喷头821朝向形成有大直径流道的喷头822导入流体,则通过形成在两个喷头821和喷头822的边界部分的通气通道823来抽吸空气,使空气与研磨材料流汇合并进行喷射,在向这种结构的喷头82内导入液体的情况下,可以向设置在所述喷头82上的通气通道813部分导入液体。
此外,作为针对直压式的喷丸喷嘴的液体的导入位置,如图4的(A)所示,可以采用下述构成:使液体导入通道88的前端88a在喷丸喷嘴8的喷射口的形成位置开口,利用伴随压缩气体的喷射产生的负压,抽吸液体导入通道88内的液体并使其与从喷丸喷嘴8喷射的压缩气体碰撞,或者,可以采用下述构成:使液体导入通道88的前端88a在设置于喷丸喷嘴主体81’内的喷咀83’内的压缩气体流道或形成在安装于喷丸喷嘴8前端的喷头82’内的压缩气体流道内开口,利用泵向喷丸喷嘴88内导入来自液体供给源的液体,可以通过其中的任意一个或多个部位进行液体的导入。
在这种直压式的喷丸喷嘴的结构中,如图4的(B)所示,作为喷头82’也可以使用双联式喷头,该双联式喷头是通过将沿长边方向分割成两部分的喷头821’和喷头822’在同轴上连续配置而得到的,在这种情况下,也可以通过设置在两个喷头821’和喷头822”的边界的通气通道823’导入液体。
另外,在从液体供给源到液体导入通道88的管道上设置流量控制装置,该流量控制装置控制向液体导入管88导入的液体的流量,能够调节向喷丸喷嘴8导入的液体的量。
在本实施方式中,在前端88a在负压的产生位置开口的液体导入通道88与液体供给源之间的管道上设置有作为所述流量控制装置的流量调节阀7。在本实施方式中,作为所述流量调节阀7使用了能够以8档调节开度的装置,但是也可以使用能够无极地调节开度的装置,只要能够调节液体的流量,可以使用各种阀。
此外,通过在使前端88a在负压的产生位置以外的位置开口的液体导入通道88与液体供给源之间设置作为所述流量控制装置的泵,并控制所述泵的运转速度,例如控制驱动泵的马达的转动速度,能够控制针对喷丸喷嘴8的液体供给量。
另外,即使在使液体导入通道88的前端88a在负压的产生位置开口的情况下,也可以采用如下的构成:如图3的(A)、图4的(A)中作为变形例所示的,在液体导入通道88和液体供给源之间设置泵,此外,在设置有泵的构成中,在泵的流出侧设置流量调节阀,由此,可以调节导入喷丸喷嘴8的液体流量。
此外,作为液体供给源不设置液体容器等容器,将液体导入通道88与上水管的取水口(水龙头)连通,可以将上水管作为液体供给源,在这种情况下,通过利用上水管的供水压力向液体导入通道88导入液体,可以省略所述泵的设置。
2.作用等
如果以在所述构成的图1所示的喷丸加工装置1中设置图2所示的喷丸喷嘴8的情况为例,对其动作进行说明,则为如下所述的。
将研磨材料放入作为研磨材料供给源的研磨材料容器3内,并且向作为液体供给源的未图示的液体容器内填充水等液体,在这种状态下,开始向喷丸喷嘴8导入来自未图示的压缩气体供给源的压缩气体。
由此,如果开始导入压缩气体,则通过从喷丸喷嘴8的喷咀83的前端喷射高速的压缩气体,由此在喷头82内产生朝向喷射口方向的高速气流。
因此,被这种压缩气体的流动吸引,研磨材料导入室85内的气体被向喷头82内抽吸,其结果,研磨材料导入室85内成为负压,通过研磨材料导入口84,将来自研磨材料容器3的研磨材料导入研磨材料导入室85内,并且所述负压从液体导入通道88的前端88a将液体导入通道88内的液体吸出,被吸出的液体被从喷咀83吹出的高速压缩气体微粒化并混入压缩气体中,并且与研磨材料一起混合在压缩气体中,从喷丸喷嘴8以雾状喷出。
在本发明的喷丸加工方法中,适合的研磨材料的喷射量是2g/min~20kg/min,与此相对,针对喷丸喷嘴8的液体导入量为0.06cc~150cc/min,是比较少的量,并且,与研磨材料一起喷射的液体通过与在喷丸喷嘴8内流动的高速压缩气体的碰撞而被微粒化并从喷丸喷嘴8以雾状喷出,因此与从喷丸喷嘴8喷射出的压缩气体的压力急剧下降以及由于与研磨材料碰撞而使被加工物的表面发热等相辅相成,以雾状喷出的液体在喷丸喷嘴8和被加工物W之间的空间、或在被加工物W的表面蒸发,从该空间和被加工物W的表面夺取大量的汽化热。
其结果,在通过本发明的方法进行喷丸加工的情况下,能够得到下述的效果:通过伴随所述液体的蒸发而产生的湿度的增加,不仅能够防止静电的产生,而且伴随以雾状喷出液体,与通常的喷丸加工相比,能够提高切削速度,能够提高涂膜和毛刺的除去效率,能够防止研磨材料扎入被加工物W的表面,能够防止产生被加工物的翘曲和伸长,等等。
即,在本发明的方法中,虽然喷射水,但是由于喷射的水如上所述地迅速蒸发,所以不会润湿被加工物的表面,或者是即使润湿了被加工物的表面,与已知的湿式喷丸加工的情况相比其程度也很小,从而能够抑制在被加工物的表面形成吸收研磨材料的碰撞能量的水膜。
另一方面认为,虽然抑制了所述水膜的形成,但是由于以雾状喷出的水蒸发时夺取大量的汽化热,所以能够抑制被加工物表面的温度的上升,其结果,抑制了因形成在被加工物的表面的、作为除去对象的被加工物的表面的涂膜和毛刺等的软化而导致的吸收研磨材料的碰撞能量,其结果,在与能够产生这种软化的干式喷丸加工比较的情况下,本发明能够提高加工量,能够提高涂膜和毛刺的除去效率。
此外认为,同样地,因被加工物的表面伴随温度上升而软化,喷射的研磨材料容易扎入被加工物的表面,所以产生所述研磨材料的扎入。
此外,因被加工物的温度上升而产生的伸长、因正反面的伸长的不同而产生的翘曲,导致使产品的尺寸稳定性下降的伸长和翘曲的产生。
因此认为,通过本发明的方法进行喷丸加工,由于能够抑制润湿被加工物和温度上升,所以能够得到所述的效果。
另外,在本发明的喷丸加工方法中,虽然原理不明确,但是确认到与未进行以雾状喷出液体的以往的喷丸加工相比,回收的研磨材料的破裂和缺损少,能够降低研磨材料的消耗率。
由此,本发明的喷丸加工方法,能够有效地防止因加工时带静电产生的火花,并且能够消除产品、特别是电子元件等产品自身的破损和缺损,此外能够消除设置在产品上的电极等的破损。
此外,由于不仅可以防止产品带电,而且可以防止研磨材料和机壳的内壁、管道的内壁等研磨材料的循环系统内的因静电产生的带电,所以能够得到如下效果:能够防止研磨材料附着在机壳2内和研磨材料容器3内,通过使旋转气流中的研磨材料与附着在旋风分离器型研磨材料容器3内的研磨材料碰撞,能够使未被回收而向集尘器流动的研磨材料量下降从而提高研磨材料的回收效率等。
此外,本发明的喷丸加工方法,不仅能够得到防止产生静电的效果,而且能够得到如下所述的、从以往的技术不能预测到的优良效果:与通常的干式喷丸加工相比,能够提高加工量,能够提高涂膜和毛刺的除去效率,能够防止表面粗糙度下降,能够防止伴随烧焦等产生的变色,能够防止喷丸加工后进行的涂装或施镀时成为污染物的研磨材料的扎入,能够防止产生使产品的尺寸稳定性下降的被加工物的翘曲和伸长,等等。实施例
在本发明的喷丸加工方法中,以下表示进行了能够得到所述效果的确认实验的结果。
另外,作为喷丸加工装置,在干式喷丸加工(比较例)和本发明的喷丸加工(实施例)中都使用了吸入式喷丸加工装置(简要结构参照图1),在边进行液体(水)的供给边进行喷丸的本发明的喷丸加工(实施例)中,作为喷丸喷嘴使用如参照图2的(A)说明过的那样在喷咀83的压缩气体流道86中具有液体导入通道88的装置和如参照图5说明过的那样在喷咀83的前端部外周设置有成为液体导入通道88的室的装置中的任意一种装置,另一方面,关于干式喷丸加工(比较例),以不向图2的(A)和图5中记载的喷丸喷嘴提供水的方式喷射研磨材料并进行测量、或者是使用具有通常喷咀的喷丸喷嘴(从图2的(A)所示的结构的喷丸喷嘴的喷咀83中除去了液体导入通道88后的结构)进行喷丸加工并进行测量。
(1)带电防止效果的确认
测量了对丙烯酸树脂板(100×100×5mm)进行喷丸加工时的带电量。
作为研磨材料使用了不二制作所制的尼龙珠(NB)#0303(平均粒径300μm),使喷嘴距离为160mm、喷射压力为0.3MPa、使喷射时间为40分钟,进行了研磨材料的喷射。
在图1所示结构的循环式喷丸加工装置上安装了参照图2的(A)说明过的喷丸喷嘴来进行加工,使调节针对喷丸喷嘴8的水的导入量的流量调节阀7从完全关闭状态起逐渐打开而使供水量增加,测量了丙烯酸树脂板的带电量的变化(测量器:使用了3M制709STATICSENSOR),并测量了加工室内的温度和湿度的变化,并且观察了加工室内的状况。表1表示测量结果。
[表1]
带电实验结果
根据以上的结果,相对于使流量调节阀7完全关闭而以无供水的方式进行的干式喷丸的带电量,仅通过进行0.06cc/min这样的稍许的供水,就确认到了带电量下降了40%以上,并且确认到通过以雾状喷出较少量的水,就能够得到较高的防止静电产生的效果。
此后,伴随使供水量增加,带电量进一步减少,并且确认到15.0cc/min时,相对于无供水时的带电量,确认到了90%以上的下降。
此外,在使流量调节阀7成为完全关闭而以无供水的方式进行的喷丸加工中,喷丸加工后的机壳内在被加工物的表面、机壳的内壁、橡胶管、以及喷丸喷嘴的表面等所有的部位上都附着了研磨材料,但是在利用本发明的方法进行喷丸加工后的机壳内,虽然能够确认到研磨材料堆积在壁面的台阶部等处,但是未确认到因静电产生的研磨材料的附着。
(2)加工量(切削速度)增加的确认
(2-1)测量相对于供水量变化的加工量的变化
使用图2的(A)所示的喷丸喷嘴,调节流量调节阀的开度,使针对喷丸喷嘴的供水量变化,并且测量工件的加工量(切削量)的变化。
使用喷射距离为120mm、研磨材料为氧化铝研磨材料(不二制作所制“フジランダムA#60”),喷射压力为0.4MPa,针对以下的表2所示材质的试样,在表2所示的条件下进行了加工,测量了加工前后的试验片的重量,求出了减量并将该减量作为切削量。
[表2]
试样和测量方法
表3~表11和图6~图14表示了针对各试样的测量结果。另外,在表3~表11中,减量比表示本发明与以无供水的方式进行加工时的减量之比。
[表3]
相对于供水量变化的加工量的变化(硼板)
[表4]
相对于供水量变化的加工量的变化(超硬板)
[表5]
相对于供水量变化的加工量的变化(聚氨酯橡胶板)
[表6]
相对于供水量变化的加工量的变化(铝板)
[表7]
相对于供水量变化的加工量的变化(不锈钢板)
[表8]
相对于供水量变化的加工量的变化(铁板)
[表9]
相对于供水量变化的加工量的变化(丙烯酸树脂板)
[表10]
相对于供水量变化的加工量的变化(环氧玻璃板)
[表11]
相对于供水量变化的加工量的变化(花岗岩)
根据以上的结果,即使针对任意一种材质的试样进行了加工的情况,与以不提供水的方式进行了喷丸处理的情况(比较例)相比,能够确认到切削量增大。
所述切削量的增大伴随水的供给量增大而增大,但是如果切削量增大到某种程度,则即使供水量增大,切削量也不会进一步增大而大致保持稳定。
由此,如本发明的喷丸加工方法这样,通过与研磨材料一起喷射比较少量的液体,能够确认到不仅能够得到所述的带电防止效果,而且能够得到加工量增大这样的预想不到的效果。
此外,能够确认到,这种效果是不限于被加工物的材质而都能够得到的效果。
(2-2)相对于研磨材料变更的加工量增加效果的确认
表12、表13分别表示了使用图5所示的喷丸喷嘴,喷射锆质颗粒(ジルコングリッド)(不二制作所制“FZG60”(粒径0.125~0.250mm)对不锈钢制的试样(SUS304)进行加工的结果、以及喷射氧化铝制的研磨材料(不二制作所制“フジランダムA#60”(平均粒径230μm)对试样进行加工的结果。
[表12]
因供水的有无造成的加工量的变化(FZG-60)
[表13]
因供水的有无造成的加工量的变化(フジランダムA#60)
根据所述的结果,在作为研磨材料使用了锆质颗粒(FZG-60)的情况下、以及使用了氧化铝制的研磨材料(不二制作所制“フジランダムA#60”(粒径250~212μm))的情况下,都确认到加工量的增大,确认到利用本发明得到的加工量增加这种效果是即使在改变了使用的研磨材料种类的情况下也依然能够得到的效果。
加工量的增大在使用锆质颗粒(FZG-60)时为1.5倍以上,使用氧化铝研磨材料(不二制作所制“フジランダムA#60”)时为1.3~1.4倍,可以确认到能够使加工量大幅度增大。
(3)研磨材料扎入状态的确认
使用EDX(能量分散型X射线分析)装置(Oxford公司制INCAEnergy),测量了在相对于如上所述的“(2)”的“(2-1)相对于供水量的变化的加工量的变化的测量”中加工后的试样中的聚氨酯橡胶板、不锈钢、铁板、丙烯酸树脂板、环氧玻璃板的加工部位中心的成分,将使用的氧化铝研磨材料(不二制作所制“フジランダムA#60”)的、作为主要成分的铝的质量浓度作为针对试样的研磨材料的扎入量进行了评价。
表14~表18和图15~图19表示了测量结果。另外,在表14~表18中,Al质量浓度比表示本发明与无供水条件下的Al质量浓度的比。
[表14]
相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(聚氨酯橡胶)
[表15]
相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(不锈钢)
[表16]
相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(铁)
[表17]
相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(丙烯酸树脂)
[表18]
相对于供水量变化的研磨材料的扎入量的变化(环氧玻璃)
根据以上的结果,通过进行液体的供给,与以无供水的方式进行喷丸加工的情况相比,确认到本发明的研磨材料的扎入减少。
另外,在通过以往的湿式喷丸法进行加工的情况下,虽然也可以使研磨材料的扎入量减少,但是在如上所述的以往的湿式喷丸中,与干式喷丸加工相比,产生切削量减少,不能即减少扎入量又同时提高对工件的加工性能。
与此相对,在本发明的方法中,如上所述,不仅与以往的湿式喷丸相比,而且与以无供水的方式进行喷丸加工相比,都能够得到提高切削量并能够同时防止研磨材料的扎入这种不能预测到的效果。
(4)研磨材料的消耗量和粒度的测量结果
通过使用了图2的(A)所示的喷丸喷嘴的本发明的喷丸加工方法(实施例)、以及使用了以往的喷丸喷嘴(在图2的(A)的喷丸喷嘴中省略了液体导入通道88的结构)的干式喷丸加工方法(比较例),作为研磨材料使用锆质珠(ジルコンビーズ)(不二制作所制“FZB-60”(平均粒径200μm)),以喷射压力0.5MPa对SUS304制的试验片进行了喷丸加工,测量了喷丸加工后的研磨材料的消耗量并观察了研磨材料的颗粒状态。
以连续喷射方式(图1所示的研磨材料循环型的喷丸加工装置)进行了喷射,分别测量了在测量开始最初放入喷丸加工装置的研磨材料容器内的研磨材料的重量和回收的研磨材料的重量,将减少部分的重量作为消耗量进行了评价。
喷丸加工时间为45分钟,本发明的喷丸加工方法的水的导入量是6cc/min。
表19表示所述研磨材料消耗量的测量结果,图20表示使用后的研磨材料的颗粒状态。
[表19]
研磨材料消耗量的测量结果
实施例(干燥后) 比较例
供水量 6cc/min 0cc/min
连续喷射方式 -130.0g -225.3g
根据以上的结果,在本发明的喷丸加工方法中,与以往的干式喷丸加工方法相比,确认到研磨材料的消耗量减少了。
此外,根据回收到的研磨材料的粒度(参照图20)的观察结果,与进行了本发明的喷丸加工方法后的研磨材料相比,在干式喷丸加工方法中使用后的研磨材料破碎的发展进程快且粒径变小,在这方面确认到在研磨材料的消耗中存在很大差异。
(5)被加工物的表面温度的测量
(5-1)通过热电偶进行的温度测量
使喷射距离为100mm、使喷射压力为0.3MPa和0.5MPa,作为研磨材料使用锆质珠(不二制作所制“FZB-400”:粒径<0.05mm),向15mm×15mm×0.5mm的铜板喷射研磨材料并测量了铜板的温度变化。
温度的测量采用下述方式:以在铜板的背面安装热电偶型温度计并能够读取温度变化的状态,使用图2的(A)的喷丸喷嘴边使供水量变化边持续数秒间进行研磨材料的喷射,将研磨材料的喷射中显示的最高温度作为测量值采用。表20表示测量结果。
[表20]
根据所述的结果,按照本发明的喷丸加工方法,与利用干式喷丸加工方法进行加工的情况相比,确认到能够使被加工物的温度上升大幅度下降。
(5-2)发热状态的确认
在所述实验中测量到的温度是用数秒间这样的极短时间的喷射、且测量作为处理对象的铜板的背面的温度所得到的温度。可以预想到研磨材料的碰撞产生的表面侧的温度上升是成为比瞬间使被加工物的表面软化程度的温度更高的温度。
因此,为了在感觉上容易把握本发明的喷丸加工方法和干式喷丸加工方法的被加工物的表面温度的不同,在PC(聚碳酸酯)制的树脂产品的涂膜剥离和PPS(聚苯硫醚)制树脂产品的去除毛刺处理中,应用本发明的喷丸处理和以往的干式喷丸处理,对加工状态进行了比较。
另外,使用图2的(A)所示的喷丸喷嘴,以加工压力0.4MPa、喷嘴距离70mm喷射了高纯度氧化铝研磨材料(不二制作所制“フジランダムWA#600”),进行了PC制的树脂产品的涂膜剥离,在本发明的方法(实施例)中以5cc/min的供水量,在比较例中以无供水的方式进行了加工。
此外,PPS(聚苯硫醚)制树脂产品的去除毛刺处理如下所述:使用图2的(A)所示的喷丸喷嘴,以加工压力0.4MPa、喷嘴距离20~30mm喷射尼龙珠(不二制作所制“FNB-0303”),在本发明的方法(实施例)中以3cc/min的供水量进行了加工,在比较例中以无供水的方式进行了加工。
图21表示测量涂膜剥离后的PC产品的表面粗糙度的结果,图22表示测量去除毛刺后的PPS产品的表面粗糙度的结果。
判明了,在任意一种处理结果中,与通过干式进行的比较例的树脂产品(与图21的(B)、图22的(B))相比,通过本发明的方法处理过的树脂产品(参照图21的(A)、图22的(A))的表面的粗糙度变小。根据该结果,认为在干式喷丸加工中,由于因发热导致的软化而产生大幅度变形。
此外,在通过干式喷丸进行处理的树脂产品中,相对于因表面烧焦而变色为黑色,在通过本发明的方法进行加工的树脂产品中,未确认到这样的烧焦的产生,根据这种情况,也能够确认到在本发明的方法中能够恰当地防止被加工物发热。
另外,这种烧焦的产生不仅在针对树脂产品进行处理的情况下产生,而且在对铝等金属产品进行处理的情况下也同样产生,但是在本发明的方法中,即使对这种金属产品进行处理,也能够防止烧焦的产生。
此外,在干式喷丸加工中需要11~12秒的涂膜剥离时间在本发明的方法中缩短至6~7秒,在进行本发明的喷丸加工的情况下,可以确认到能够提高涂膜的除去效率。
另外,这种效果不仅在母材为树脂时确认到了,而且在铝合金、镁合金、锌合金、黄铜合金、铁等金属表面的涂装剥离时也确认到同样的效果。
此外,在去除毛刺处理中,在干式喷丸中不能除去的毛刺在本发明的喷丸加工中也能够除去,在去除毛刺处理中使用时也确认到本发明的喷丸加工是有效的。
这种不同的原因在于:在干式喷丸加工中被加工物的表面温度上升,因涂膜和毛刺软化,吸收研磨材料的碰撞时的冲击而难以进行剥离和除去,与此相对,在本发明的方法中,通过使被加工物的表面冷却,抑制了涂膜和毛刺的软化,保持涂膜和毛刺硬的(亦即脆的)状态,其结果,利用研磨材料的碰撞而容易进行剥离和除去。
(6)翘曲的产生状态的确认
使用图2的(A)所示的喷丸喷嘴,作为研磨材料使用锆质丸(不二制作所制“FZB-425”(0.425~0.60mm平均粒径513μm))对阿尔门试片(アルメンストリップ)(A试片)进行了加工。
加工压力以0.3MPa、0.5MPa两种方式进行,加工时间为20秒,使供水量变化并测量拱高值(试验片的弯曲高度),将其评价为“翘曲”。表21表示测量结果。
[表21]
翘曲的产生状态确认结果
根据以上的结果,确认到:在通过本发明的方法进行喷丸加工的情况下,能够使被加工物产生的翘曲稍许减少。

Claims (5)

1.一种喷丸加工方法,其通过喷丸喷嘴对被加工物与压缩气体一起喷射研磨材料,所述喷丸加工方法的特征在于,
针对所述喷丸喷嘴导入液体,使所述液体与在所述喷丸喷嘴内流动的压缩气体或从所述喷丸喷嘴喷射出的压缩气体碰撞而微粒化,与所述压缩气体和研磨材料一起喷射微粒化了的所述液体,
并且使针对所述喷丸喷嘴的所述液体的导入量为0.06cc/min~150cc/min。
2.一种喷丸加工装置,其将从压缩气体供给源提供的压缩气流作为与研磨材料混合的混合流体,从喷丸喷嘴喷射,所述喷丸加工装置的特征在于,
在所述喷丸喷嘴设置有液体导入通道,所述液体导入通道的一端能够与液体供给源连通,并且另一端在所述喷丸喷嘴内的压缩气体的流道内或所述喷丸喷嘴的喷射口开口,使从所述液体供给源导入的液体与在所述喷丸喷嘴内流动的压缩气流或从所述喷丸喷嘴喷射出的压缩气流碰撞而微粒化,
在所述液体导入通道和所述液体供给源之间具备流量控制装置。
3.根据权利要求2所述的喷丸加工装置,其特征在于,
所述喷丸喷嘴是吸入式的喷丸喷嘴,所述吸入式的喷丸喷嘴在与压缩气体供给源连通的喷咀的喷射方向上具备喷头,在所述喷咀和所述喷头之间具备与研磨材料供给源连通的研磨材料导入室,利用来自所述喷咀的压缩气流的喷射,在所述研磨材料导入室内产生负压,抽吸所述研磨材料供给源的研磨材料作为混合流体进行喷射,
所述液体导入通道的所述另一端在设置于所述喷咀内的压缩气体流道内或所述喷咀的喷射口前方位置开口。
4.根据权利要求3所述的喷丸加工装置,其特征在于,所述液体导入通道由管道形成,所述管道以同心状插入设置在所述喷咀内的所述压缩气体流道内,所述液体导入通道的所述另一端在所述喷咀的喷射口开口。
5.根据权利要求2~4中任意一项所述的喷丸加工装置,其特征在于,所述喷丸加工装置设置有液体定量供给装置,所述液体定量供给装置对所述液体导入通道定量供给所述液体供给源的液体。
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