DE112012006404T5

DE112012006404T5 - Kugelstrahlverfahren

Info

Publication number: DE112012006404T5
Application number: DE112012006404.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Sintokogio Ltd. Kobayashi Yuji; c/o Sintokogio Ltd. Matsui Akinori
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2015-02-19
Also published as: JPWO2013175660A1; KR20150027035A; MX359845B; CN104169047B; TWI605909B; CN104169047A; IN2014DN07675A; WO2013175660A1; KR101957546B1; TW201347919A; US10022839B2; JP6107821B2; US20150151404A1; MX2014011214A

Abstract

Zunächst wird in einem Bestimmungsschritt mittels einer Bestimmungseinheit 48 unter Verwendung eines Wirbelstromsensors 46 bestimmt, ob eine nitrierte Schicht auf einer Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung 42 einer Form vorhanden ist. Als Nächstes wird in einem Strahlschritt, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form unter einer Strahlbedingung kugelgestrahlt, die gemäß einem Basismaterial der Form 40 festgelegt ist, und wird, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 unter einer Strahlbedingung kugelgestrahlt, die einen Zustand beibehält, bei dem die nitrierte Schicht vorhanden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelstrahlverfahren.
Stand der Technik
Um eine druckbelastete Eigenspannung auf eine Oberfläche eines Kühlwasserdurchgangs (wassergekühlte Öffnung) aufzubringen, kann die Oberfläche des Kühldurchgangs kugelgestrahlt werden (vgl. beispielsweise Patentliteratur 1).
Zitatliste
Patentliteratur

Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H7-290222

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Allerdings hat das Verfahren, das in der Patentliteratur 1 offenbart ist, im Hinblick auf eine effektive Aufbringung bzw. Anwendung einer druckbelasteten Eigenspannung auf eine Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung Spielraum zur Verbesserung. Ferner kann in dem Verfahren, das in der Patentliteratur 1 offenbart ist, ein Bearbeitungsabdruck (tool mark) auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung verbleiben. Es kann sich eine Spannung an einem Abschnitt um den Bearbeitungsabdruck konzentrieren, worin ein Grund liegen kann, dass ein Riss bzw. eine Bruchstelle entsteht.
In dem vorliegenden technischen Gebiet wird ein Strahlbearbeitungsverfahren nachgesucht, mit dem die druckbelastete Eigenspannung effektiv auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung aufgebracht werden kann. Ferner wird in dem vorliegenden technischen Gebiet ein Strahlbearbeitungsverfahren nachgesucht, in dem die Erzeugung einer Bruchstelle bzw. eines Risses auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung vermieden oder gehemmt wird.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Strahlbearbeitungsverfahren bereitzustellen, das aufweist: einen Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob sich eine nitrierte Schicht auf einer Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung einer Form befindet; und einen Strahlschritt des Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Strahlbedingung, die gemäß einem Basismaterial der Form festgelegt wird, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, und Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Strahlbedingung, die einen Zustand beibehält, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist.
In dem Strahlbearbeitungsverfahren wird zunächst in dem Bestimmungsschritt bestimmt, ob eine nitrierte Schicht auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form vorhanden ist. Ferner wird bei der Strahlbearbeitung, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form unter der Strahlbedingung kugelgestrahlt, die gemäß dem Basismaterial der Form festgelegt ist, und wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, wird die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form unter der Strahlbedingung kugelgestrahlt, in der ein Zustand beibehalten wird, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist. Auf diese Weise kann, da die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form unter der Strahlbedingung gemäß der Bestimmung, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, kugelgestrahlt wird, eine druckbelastete Eigenspannung (compressive residual stress) effektiv auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung aufgebracht werden.
Wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, wird gemäß einer Ausführungsform bei der Strahlbearbeitung eine druckbelastete Eigenspannung, die gleich oder kleiner als die Hälfte derjenigen eines Falls ist, bei dem die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form in einen Zustand kugelgestrahlt wird, der als Grenze dahingehend angesehen bzw. antizipiert wird, dass ein Zustand beibehalten werden kann, bei dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung aufgebracht, und der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt können mehrere Male abwechselnd ausgeführt werden. Durch eine Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise kann eine Situation vermieden werden, bei der die nitrierte Schicht durch eine übermäßige Kugelstrahlbearbeitung entfernt wird.
Gemäß einer Ausführungsform bestimmt der Bestimmungsschritt ferner, ob eine Verbundschicht, die eine Oberflächenseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist und ob eine Diffusionsschicht, die eine Seite des Basismaterials als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist. Wenn in einem initialen Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, können der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt abwechselnd ausgeführt werden, wenigstens bis keine Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist. Durch eine Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise wird, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, das Kugelstrahlen effektiv durchgeführt, während die nitrierte Schicht verbleibt.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Bestimmungsschritt bestimmt werden, ob eine nitrierte Schicht auf der Oberfläche der wassergekühlten Schicht vorhanden ist, durch Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird. Durch Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise kann die Bestimmung einfach ausgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Bestimmungsschritt bestimmt werden, ob die Verbundschicht, welche eine Oberflächenseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht, die eine Seite des Basismaterials als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird. Durch Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise kann die Bestimmung einfach durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Strahlschritt die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung durch Einblasen bzw. Einbringen von komprimierter Luft und des Projektionsmaterials bzw. Projektilmaterials (projection material) von einer Düse für das Kugelstrahlen, welche in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird, kugelgestrahlt werden. Durch Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise ist es, selbst wenn die wassergekühlte Öffnung einen kleinen Durchmesser aufweist und tief ist, möglich, dass das Projektionsmaterial mit hoher Geschwindigkeit mit einem Bodenbereich in Kontakt gebracht wird. Somit kann eine druckbelastete Eigenspannung effektiv auf den Bodenbereich der wassergekühlten Öffnung aufgebracht werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Strahlbearbeitungsverfahren bereitzustellen, das aufweist: einen Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob ein Bearbeitungsabdruck auf einer Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung, die aus einer Form gefertigt ist, vorhanden ist; und einen Strahlschritt des Kugelstrahlens einer Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Bedingung, bei welcher der Bearbeitungsabdruck von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung entfernt wird, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass ein Bearbeitungsabdruck vorhanden ist.
In dem Strahlbearbeitungsverfahren wird zunächst in dem Bestimmungsschritt bestimmt, ob ein Bearbeitungsabdruck (nitrided layer) auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form vorhanden ist. Als Nächstes wird in dem Strahlschritt, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, dass der Bearbeitungsabdruck vorhanden ist, die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form unter einer Strahlbedingung strahlbearbeitet, bei welcher der Bearbeitungsabdruck von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form entfernt wird. Auf diese Weise kann, gemäß der Bestimmung, ob der Bearbeitungsabdruck vorhanden ist, die Strahlbedingung geändert werden, und der Bearbeitungsabdruck kann von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung der Form entfernt werden. Folglich ist es möglich, eine Spannungskonzentration an einem Bereich um den Bearbeitungsabdruck herum zu vermeiden. Somit kann die Erzeugung einer Bruchstelle vermieden oder gehemmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Bestimmungsschritt bestimmt werden, ob ein Bearbeitungsabdruck auf der Oberfläche der wassergekühlten Schicht vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird. Durch Konfiguration des Strahlbearbeitungsverfahrens auf diese Weise kann die Bestimmung einfach durchgeführt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie es oben beschrieben ist, kann gemäß einem Aspekt und einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine druckbelastete Eigenspannung effektiv auf eine Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung aufgebracht werden. Ferner kann gemäß einem weiteren Aspekt und einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ausbildung einer Bruchstelle auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung vermieden oder gehemmt werden.
Kurze Bezeichnung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Strahlbearbeitungsvorrichtung zeigt, die für ein Strahlbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform verwendet wird;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Kugelstrahlbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
3A und 3B sind Schnittansichten zum Beschreiben des Strahlbearbeitungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform, 3A stellt einen Bestimmungsschritt dar und 3B stellt einen Strahlschritt dar;
4 ist ein Graph, der die Verteilung einer druckbelasteten Eigenspannung für die Fälle eines optimalen Kugelstrahlverfahrens, eines übermäßigen Kugelstrahlverfahrens und eines unbearbeiteten bzw. nicht-durchgeführten Kugelstrahlens zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Kugelstrahlbearbeitungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
6A und 6B sind Schnittansichten zum Beschreiben des Strahlbearbeitungsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform, 6A stellt einen Bestimmungsschritt dar und 6B stellt einen Strahlschritt dar.
Beschreibung von Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
Ein Strahlbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
(Eine Strahlbearbeitungsvorrichtung und Form)
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 darstellt, die für ein Strahlbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Zunächst werden die Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 und eine Form 40, die ein zu strahlbearbeitendes Ziel ist, beschrieben.
Wie es in 1 dargestellt ist, weist die Strahlbearbeitungsvorrichtung eine Projektionseinheit bzw. Projektileinheit 12 (projection unit) auf. Die Projektionseinheit 12 weist eine Komponente zum Einbringen (Sichern) eines Projektionsmaterials 14 zu einem zu bearbeitenden Gegenstand (in der vorliegenden Ausführungsform die Form 40) und einen Tank 16 zum Zuführen des Projektionsmaterials 14 auf. Ferner werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform Metallkugeln als Projektionsmaterial 14 verwendet (als Strahl oder Strahlmaterial bezeichnet), und eine Vickers-Härte des Projektionsmaterials 14 ist gleich oder größer als der zu bearbeitende Gegenstand.
Ein Luftstromeinlass 16A ist an einem oberen Abschnitt des Tanks 16 ausgebildet, und ein Endabschnitt eines Verbindungsrohrs 18 ist mit dem Luftstromeinlass 16A verbunden. Der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs 18 ist mit einem zentralen Abschnitt eines Kanals eines Verbindungsrohrs 20 verbunden, und ein Ende auf einer stromaufwärts gelegenen Seite (rechte Seite in der Zeichnung) des Kanals des Verbindungsrohrs 20 ist mit einem Kompressor (Vorrichtung zum Zuführen komprimierter Luft) 22 zum Zuführen komprimierter Luft verbunden. Das heißt, der Tank 16 ist mit dem Kompressor 22 über die Verbindungsrohre 18 und 20 verbunden. Ferner ist ein Luftstromsteuerventil 24 (elektropneumatisches Proportionalventil) an einem zentralen Abschnitt eines Kanals des Verbindungsrohrs 18 installiert, und komprimierte Luft wird von dem Kompressor 22 in den Tank 16 zugeführt, wenn das Luftstromsteuerventil 24 geöffnet ist.
Folglich kann der Innenbereich des Tanks 16 unter Druck gesetzt werden.
Ferner ist ein Strahlauslass 16B, in dem ein Schnitttor bzw. eine ausgeschnittene Öffnung (cut gate) (nicht dargestellt) installiert ist, an einem unteren Abschnitt des Tanks 16 ausgebildet, und ein Endabschnitt eines Verbindungsrohrs 26 ist mit dem Strahlauslass 16B verbunden. Der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs 26 ist mit einem zentralen Abschnitt des Kanals des Verbindungsrohrs 20 verbunden, und ein Strahlströmungssteuerventil 28 ist an einem zentralen Abschnitt eines Kanals des Verbindungsrohrs 26 installiert. Beispielsweise werden ein Magnaventil bzw. Magnetventil (magna valve), ein Mischventil und so weiter als Strahlströmungssteuerventil 28 verwendet. Ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Verbindungsrohr 20 und dem Verbindungsrohr 26 ist als Mischabschnitt 20A ausgebildet. In dem Verbindungsrohr 20 ist ein Luftstromsteuerventil 30 (elektropneumatisches Proportionalventil) zwischen einer oberen Stromsseite (rechte Seite in der Zeichnung) des Mischabschnitts 20A und einer unteren Stromseite (linke Seite in der Zeichnung) eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Verbindungsrohr 18 und dem Verbindungsrohr 20 installiert.
Das heißt, in einem Zustand, in dem der Innenbereich des Tanks 16 unter Druck gesetzt ist, werden, wenn die geschnittene Öffnung und das Strahlströmungssteuerventil 28 geöffnet sind und das Luftstromsteuerventil 30 geöffnet ist, das Projektionsmaterial 14, das von dem Tank 16 zugeführt wird, und die komprimierte Luft, die von dem Kompressor 22 zugeführt wird, in dem Mischabschnitt 20A gemischt, um zur stromabwärts gelegenen Seite des Kanals des Verbindungsrohrs 20 (zur linken Seite in der Zeichnung) zu strömen.
Eine Düse 32 zum Sprühen (kugelstrahlen) ist mit einem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des Kanals des Verbindungsrohrs 20 verbunden. Folglich wird das Projektionsmaterial 14, das zum Mischabschnitt 20A geströmt ist, von einem entfernten Ende der Düse 32 in einem Zustand, in dem dieses mit der komprimierten Luft gemischt ist, eingespritzt. Die Düse 32 weist eine zylindrische Form auf und hat einen Durchmesser, bei dem die Düse 32 in die wassergekühlte Öffnung 42 der Form 40 eingebracht werden kann.
Ferner kann die Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 einen Aufbau, in dem ein Roboterarm (nicht dargestellt) zum Klemmen der Düse 32 vorhanden ist, oder einen Aufbau aufweisen, in dem der Roboterarm die Düse 32 bezüglich der wassergekühlten Öffnung 42 vor/zurück bewegt (die Düse 32 hin und her bewegt).
Die Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 weist eine Bedieneinheit 34 auf. Mittels der Bedieneinheit 34 kann eine Bearbeitungsbedingung eingegeben werden (ein Teil der Strahlbedingung, die beispielsweise den Druck der komprimierten Luft, die von dem Kompressor 22 zugeführt wird, und einen Betrag bzw. eine Menge des Projektionsmaterials 14, das von dem Kompressor 22 eingespritzt wird, enthält), wenn das Kugelstrahlverfahren ausgeführt wird, und diese ist aufgebaut, um ein Signal gemäß einer Eingabe an eine Steuereinheit 36 auszugeben. Die Steuereinheit 36 ist beispielsweise aufgebaut, um eine Speichereinrichtung, eine Berechnungsverarbeitungseinrichtung und so weiter aufzuweisen, und ist aufgebaut, um den Kompressor 22, die Luftstromsteuerventile 24 und 30, das Strahlströmungssteuerventil 28, die oben genannte geschnittene Öffnung (nicht dargestellt) und so weiter zu steuern, basierend auf der Signalausgabe von der Bedieneinheit 34. Das heißt, ein Programm zur Durchführung des Kugelstrahlverfahrens unter einer Strahlbedingung gemäß einer Signalausgabe von der Bedieneinheit 34 wird im Voraus in der Steuereinheit 36 gespeichert.
Ferner ist in der Form 40 eine Gestaltungsoberfläche 40A vorgesehen, die eine Gegenflächenseite mit einer Gestalt zum Ausformen ausbildet. Demgegenüber sind mehrere wassergekühlte Öffnungen 42 (nicht dargestellt), die einen kleinen Durchmesser und einen Boden aufweisen, auf einer Rückfläche 40B der Form 40 (Oberfläche gegenüber der Gestaltungsoberfläche 40A) ausgebildet.
Die Form 40 in der vorliegenden Ausführungsform wird durch eine Form für den Spritzguss ausgebildet, die aus einem Legierungsmaterial nach einer Nitridverarbeitung gefertigt ist (in der vorliegenden Ausführungsform, als ein Beispiel, ein weiches Nitridmaterial aus SKD61). Ferner ist der Spritzguss eines von verschiedenen Metallformgießverfahren und ist ein Gießverfahren, das einen Guss, der eine hohe Maßgenauigkeit aufweist, innerhalb einer kurzen Zeit bei großer Menge herstellen kann, durch erzwungenes Einbringen von geschmolzenen Metallen in die Form 40. Zur Zeit des Pressens von geschmolzenem Metall in der Form 40 wird die Form 40 einer hohen Temperatur ausgesetzt, und zur Zeit des Wasserkühlens unter Verwendung der wassergekühlten Öffnung 42 wird eine solche Form 40 gekühlt. Ferner ist vorgesehen, dass ein Abstand d zwischen einem Bodenbereich 42A und der Gestaltungsoberfläche 40A der wassergekühlten Öffnung 42 kurz ist, um die Form 40 rasch zu kühlen.
Ferner bezieht sich der Nitridprozess, der in der Form 40 implementiert wird, auf einen Wärmeprozess, bei der eine sehr harte nitrierte Schicht auf der Oberfläche der Form 40 erhalten wird, durch Erhitzen einer auf Stahl basierenden Legierung, die ein oder mehrere der folgenden aufweist: Al, Cr, Mo, Ti und V, in NH₃-Gas, bei einer niedrigen Temperatur um 500°C. Die nitrierte Schicht enthält im Wesentlichen eine Diffusionsschicht, die eine Stahllegierungsseite eines Basismaterials ausbildet, und eine Verbundschicht, die eine Oberflächenseite des Basismaterials ausbildet. Die Diffusionsschicht entspricht einer Schicht, in der Stickstoff in den legierten Stahl eindiffundiert wird. Ferner entspricht die Verbundschicht einer Schicht, bei der das Hauptmaterial Nitrid, Karbid, Nitrokarbid und so weiter ist und die von sehr harter und spröder Charakteristik ist. Ferner kann von Beginn an die nitrierte Schicht als normale Schicht vorhanden sein, die lediglich durch die Diffusionsschicht ausgebildet wird. Hier entspricht die ”normale Schicht” in der vorliegenden Ausführungsform einer Schicht, die mit einer Dicke ausgebildet ist, bei der die Schicht als in einem Zustand der normalen Schicht befindlich angesehen werden kann.
Ferner enthält die Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 eine Bestimmungseinheit 38 zum Bestimmen, ob eine nitrierte Schicht vorhanden ist oder nicht. Ferner, wenngleich die Bestimmungseinheit 38 in der vorliegenden Ausführungsform als ein Teil der Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 installiert ist, kann die Bestimmungseinheit 38 bezüglich der Strahlbearbeitungsvorrichtung 10 separat installiert sein.
Die Bestimmungseinheit 38 weist einen Wirbelstromsensor 46 und eine Bestimmungseinheit 48, die mit dem Wirbelstromsensor 46 verbunden ist, auf. Der Wirbelstromsensor 46 gibt ein Bestimmungssignal an die Bestimmungseinheit 48 aus, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, ob die Verbundschicht vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht vorhanden ist, auf einer Oberfläche (innere Oberfläche) der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40. Die Bestimmungseinheit 48 bestimmt, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, ob die Verbundschicht vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht vorhanden ist, basierend auf dem Bestimmungssignal, das von dem Wirbelstromsensor 46 empfangen wird, und ist mit einem elektrischen Schaltkreis aufgebaut, der beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und so weiter aufweist.
Ferner kann die Bestimmungseinheit 48 aufgebaut sein, um mit der Steuereinheit 36 (vergleiche die Strich-Punkt-Punkt-Linie 50 in der Zeichnung) verbunden zu sein, um das Bestimmungsresultat der Bestimmungseinheit 48 zur Steuereinheit 36 auszugeben. Ferner ist die Bestimmungseinheit 48 aufgebaut, um den oben genannten Roboterarm betätigen zu können, und der Roboterarm, der durch die Bestimmungseinheit 48 betätigt wird, kann den Wirbelstromsensor 46 installieren.
(Ein Strahlbearbeitungsverfahren)
Als Nächstes werden während der Beschreibung des Strahlbearbeitungsverfahrens ein Funktionsablauf und Wirkungen des Strahlbearbeitungsverfahrens beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Strahlbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Die 3A und 3B sind Schnittansichten zur Beschreibung des Strahlbearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie es in 2 dargestellt ist, führt zunächst die Bestimmungseinheit 48 einen Bestimmungsschritt eines Sensorbestimmungssignals (S10) aus. In dem Schritt S10 bringt, wie es in 3A gezeigt ist, beispielsweise der Roboterarm den Wirbelstromsensor 46 in die wassergekühlte Öffnung 42 ein. Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 48, ob die nitrierte Schicht auf einer Oberfläche (innere Oberfläche) der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 vorhanden ist (in einer weiten Bedeutung, durch eine zerstörungsfreie Prüfung unter Verwendung eines elektromagnetischen Modells) (Bestimmungsschritt). Ferner bestimmt die Bestimmungseinheit 48 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ob die Verbundschicht, welche die Oberflächenseite eines Teils der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht, welche die Basismaterialseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist, unter Verwendung des Wirbelstromsensors 46.
Ferner entspricht gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, jener, ob eine nitrierte Schicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist. Wenn die nitrierte Schicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist, wird bestimmt, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, oder andernfalls wird bestimmt, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist. Ferner entspricht gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung, ob die Verbundschicht vorhanden ist, jener, ob eine Verbundschicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist. Wenn die Verbundschicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist, wird bestimmt, dass die Verbundschicht vorhanden ist, oder andernfalls wird bestimmt, dass keine Verbundschicht vorhanden ist. Ferner entspricht gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung, ob die Diffusionsschicht vorhanden ist, jener, ob eine Diffusionsschicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist. Wenn die Diffusionsschicht, welche die Normalschicht ausbildet, vorhanden ist, wird bestimmt, dass die Diffusionsschicht vorhanden ist, oder andernfalls wird bestimmt, dass keine Diffusionsschicht vorhanden ist.
Ein wohlbekannter Wirbelstromsensor wird als Wirbelstromsensor 46 verwendet. Vereinfacht gesagt weist der Wirbelstromsensor 46 eine Wicklung (nicht dargestellt) in einem Sensorkopf auf und erzeugt ein Hochfrequenzmagnetfeld, indem ein Hochfrequenzstrom durch die Wicklung fließt. Ferner, wenn ein Leiter (die Form 40) sich in dem Hochfrequenzmagnetfeld, das von dem Wirbelstromsensor 46 erzeugt wird, befindet, wird eine Änderung des Magnetfelds induziert, so dass der Wirbelstrom, der eine Spiralform hat, in dem Leiter (die Form 40) erzeugt wird. Eine Impedanz der Wicklung des Wirbelstromsensors 46 ändert sich durch einen Magnetfluss, der begleitend in dem Wirbelstrom vorhanden ist. Ferner ändern sich ein Durchgang des Wirbelstroms und ein Durchgang des Magnetflusses durch eine chemische Zusammensetzung, eine Kristallstruktur und so weiter des Leiters (der Form 40), der ein zu bestimmendes Ziel ist, so dass sich eine Impedanz der Wicklung des Wirbelstromsensors 46 ändert.
Der Wirbelstromsensor 46 macht sich ein solches Phänomen zunutze und gibt verschiedene Bestimmungssignale an die Bestimmungseinheit 48 aus, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, ob die Verbundschicht vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht vorhanden ist. Die Bestimmungseinheit 48 bestimmt, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist (ob die Verbundschicht vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht vorhanden ist), basierend auf dem Bestimmungssignal, das von dem Wirbelstromsensor 46 empfangen wird. Auf diese Weise kann unter Verwendung des Wirbelstromsensors 46 einfach bestimmt werden, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist (ob die Verbundschicht vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht vorhanden ist).
Als Nächstes zieht der Roboterarm den Wirbelstromsensor 46 aus der wassergekühlten Öffnung 42 heraus. Danach bringt der Roboterarm beispielsweise die Düse 32, die in 3B gezeigt ist, in die wassergekühlte Öffnung 42 ein. Als Nächstes spritzt die Steuereinheit 36 die komprimierte Luft und das Projektionsmaterial von dem entfernten Ende der Düse 32 zum Bodenbereich 42A der wassergekühlten Öffnung 42 ein, basierend auf dem Bestimmungsresultat (S12 und S14). Hier, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, kugelstrahlt die Steuereinheit 36 die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 unter unter einer zweiten Strahlbedingung, die gemäß dem Basismaterial 40 festgelegt ist (S14: zweite Strahlbearbeitung). Ferner, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, kugelstrahlt die Steuereinheit 36 die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 unter einer ersten Strahlbedingung, welche einen Zustand beibehält, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist. Ferner impliziert die zweite Strahlbedingung, die gemäß dem Basismaterial der Form 40 festgelegt wird, eine optimale Bearbeitungsbedingung, die durch Berücksichtigung einer mechanischen Eigenschaft des Basismaterials erhalten wird (optimale Bedingung bzw. optimaler Zustand zum Erhalten der verbrauchten druckbelasteten Eigenspannung).
Auf diese Weise wird die druckbelastete Eigenspannung effektiv auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 durch Kugelstrahlen der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 unter der Strahlbedingung gemäß der Bestimmung, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, aufgebracht.
Ferner, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, bringt in dem ersten Strahlschritt S12 die Steuereinheit 36 durch einmalige Kugelstrahlbearbeitung die druckbelastete Eigenspannung auf, die gleich oder kleiner als die Hälfte derjenigen eines Falls ist, bei dem die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 in einen Zustand kugelgestrahlt ist, der als Grenze angesehen bzw. antizipiert wird, bei dem ein Zustand beibehalten werden kann, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist. Folglich wird eine Situation vermieden, bei der durch ein übermäßiges Kugelstrahlen die nitrierte Schicht entfernt wird (übermäßig abgetragen).
Ferner werden beispielsweise in den Strahlschritten S12 und S14, indem der Roboterarm die Düse 32 entlang der wassergekühlten Öffnung 42 bewegt, Bereiche kugelgestrahlt, die sich von dem Bodenbereich 42A der wassergekühlten Öffnung 42 unterscheiden. Nach den Strahlschritten S12 und S14 zieht beispielsweise der Roboterarm die Düse 32 aus der wassergekühlten Öffnung 42 heraus.
Wenn hierbei in dem initialen Bestimmungsschritt (S10) bestimmt wird, dass die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, führen die Bestimmungseinheit 48 und die Steuereinheit 36 abwechselnd den Bestimmungsschritt S16 und den ersten Strahlschritt S12 aus, bis in dem Bestimmungsschritt S16 bestimmt wird, nachdem die Bestimmung wenigstens des nächsten Mals ein Bestimmungsresultat zeigt, dass keine Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist. Das heißt, eine Beendigungsbedingung des wiederholten Prozesses entspricht einem Fall, in dem in dem Bestimmungsschritt nach dem nächsten Mal bestimmt wird, dass keine Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist. Sowohl der Bestimmungsschritt S16 als auch der erste Strahlschritt S12 werden mehrere Male ausgeführt, bis die Beendigungsbedingung erfüllt ist. Folglich, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, wird der Kugelstrahlprozess effektiv ausgeführt, während ein Zustand beibehalten wird, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist.
Wie es oben beschrieben ist, kann gemäß dem Strahlbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die druckbelastete Eigenspannung effektiv auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 aufgebracht werden. Als Folge davon wird eine ”Spannungsrisskorrosion” (SCC) um die wassergekühlte Öffnung 42 der Form 40 herum vermieden oder effektiv gehemmt.
Hier wird die Spannungsrisskorrosion ergänzend beschrieben. Zur Zeit des Pressens von geschmolzenem Metall in die Form 40 wird die Gestaltungsoberfläche 40A der Form 40 einer hohen Temperatur ausgesetzt, und zur Zeit der Wasserkühlung, bei der Kühlwasser in die wassergekühlte Öffnung 42 eingebracht wird, wird die Form 40 gekühlt. Wenn ein solcher Kreislauf kontinuierlich wiederholt wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Schlagriss oder ein Schlagbruch erzeugt wird und die Form beschädigt bzw. zerstört wird. Ferner ist es in jüngster Zeit erforderlich, die Form rasch zu kühlen, um eine Verkürzung der Zeit für einen Zyklus, in dem ein Spritzgussprodukt hergestellt wird, (zusätzlich zur Verringerung der Herstellungskosten) zu erreichen, oder um mit einer Erhöhung der Größe des Spritzgussprodukts zurechtzukommen. Folglich wird eine Maßnahme durchgeführt, bei der die Anzahl der wassergekühlten Öffnungen 42, die in der Form 40 ausgebildet sind, erhöht wird oder die wassergekühlte Öffnung 42 und die Gestaltungsoberfläche 40A näher aneinander kommen. Allerdings, wenn die wassergekühlte Öffnung 42 und die Gestaltungsoberfläche 40A näher aneinander kommen, wird ein Wärmegradient (Wärmespannungsgradient) schwierig, so dass die Wärmebelastung bzw. Wärmespannung (Dehnungsspannung f) sich vergrößert, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung einer Spannungsrisskorrosion erhöht.
Es gibt drei Faktoren, die zur Erzeugung der Spannungsrisskorrosion beitragen, die im Allgemeinen ein Materialfaktor, ein Umgebungsfaktor und die Dehnungsbelastung bzw. Dehnungsspannung f sind, und wenn alle der drei Bedingungen erfüllt sind, wird eine Spannungsrisskorrosion erzeugt. Folglich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine druckbelastete Eigenspannung durch Kugelstrahlen aufgebracht, so dass eine Wirkung erzielt wird, dass der Dehnungsfaktor f, der einer der Faktoren zur Erzeugung der Spannungsrisskorrosion ist, begrenzt wird, und ferner die Erzeugung der Spannungsrisskorrosion gehemmt wird.
Allerdings, wenn die wassergekühlte Öffnung 42 (dünne tiefe Öffnung), die einen kleinen Durchmesser aufweist und eine tiefe Blindöffnung bzw. Sacköffnung ist, kugelgestrahlt wird, ist die Deflation der komprimierten Luft, die von der Düse 32 in den Innenbereich der wassergekühlten Öffnung 42 eingeblasen wird, schlecht. Ferner, wenn die Geschwindigkeit des Projektionsmaterials 14, das mit der komprimierten Luft gemischt ist, nicht die erforderliche Höhe erreicht, aufgrund der schlechten Deflation, wird die Wirkung des Kugelstrahlverfahrens möglicherweise am Bodenbereich 42A (Endabschnitt) der wassergekühlten Öffnung 42 nicht erreicht. Folglich kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 durch Einbringen des Projektionsmaterials 14 zusammen mit der komprimierten Luft von der Düse 32, welche in die wassergekühlte Öffnung 42 eingebracht ist, kugelgestrahlt wird, selbst wenn die wassergekühlte Öffnung 42 eine Blindöffnung ist, einen kleinen Durchmesser aufweist und tief ist, das Projektionsmaterial 14 mit sehr hoher Geschwindigkeit in Kontakt mit dem Bodenbereich 42A der wassergekühlten Öffnung 42 gebracht werden. Somit wird die druckbelastete Eigenspannung effektiv auf den Bodenbereich 42A der wassergekühlten Öffnung 42 aufgebracht.
Ferner wird die druckbelastete Eigenspannung möglicherweise nicht effektiv aufgebracht, entsprechend der Bestimmung, ob die nitrierte Schicht auf der inneren Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 vorhanden ist. Hier stellt 4 ein Resultat dar, das durch Messen einer Verteilung der druckbelasteten Eigenspannung für die Fälle des optimalen Kugelstrahlverfahrens, des übermäßigen Kugelstrahlverfahrens und des nicht-durchgeführten Kugelstrahlens erhalten wird. Die horizontale Achse bezeichnet einen Abstand von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 (Tiefe in der vertikalen Richtung am Basismaterial der Form 40 bezüglich der Oberfläche). Wenn ein Bereich, der sich in einem Zustand befindet, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, bevor die Kugelstrahlbearbeitung ausgeführt wird, in einen Zustand gerät, in dem keine nitrierte Schicht nach der Ausführung des übermäßigen Kugelstrahlverfahrens vorhanden ist, kann die druckbelastete Eigenspannung nicht effektiv auf einen Zielbereich aufgebracht werden. In diesem Zusammenhang wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die druckbelastete Eigenspannung effektiv auf die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 aufgebracht, da die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 unter einer optimalen Strahlbedingung (Bearbeitungsbedingung) bezüglich der Bestimmung, ob die nitrierte Schicht auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 vorhanden ist, kugelgestrahlt wird, wie es in den 3A und 3B dargestellt ist.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Probebestimmungsschritt, der bestimmt, ob die nitrierte Schicht auf der Rückoberfläche 40B der Form 40 vorhanden ist, vor dem Bestimmungsschritt, der in 3A dargestellt ist, ausgeführt werden, und es kann ein Probestrahlschritt, der die Rückoberfläche 40B der Form 40 nach dem Probebestimmungsschritt und vor dem Bestimmungsschritt kugelstrahlt, ausgeführt werden. Ferner, wenn in dem initialen Probebestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, werden der Probebestimmungsschritt und der Probestrahlschritt abwechselnd ausgeführt, bis in dem Probebestimmungsschritt bestimmt wird, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, und die erste Strahlbedingung, in einem Fall, in dem in dem Bestimmungsschritt S10 basierend auf der Strahlbedingung zwischenzeitlich bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, wird konfiguriert. Das heißt, die erste Strahlbedingung, die zu einer Grenze wird, bei der ein Zustand, in dem die nitrierte Schicht in der wassergekühlten Öffnung 42 vorhanden ist, beibehalten werden kann, wird durch abwechselndes Ausführen des Probebestimmungsschritts und des Probestrahlschritts vorausbestimmt.
[Zweite Ausführungsform]
Als Nächstes wird ein Strahlbearbeitungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, welches das Strahlbearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die 6A und 6B sind Schnittansichten zum Beschreiben des Strahlbearbeitungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform. Ferner ist der grundlegende Aufbau einer Strahlbearbeitungsvorrichtung, welche für das Strahlbearbeitungsverfahren verwendet wird, gleich der der ersten Ausführungsform. Somit werden dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung derselben wird ausgelassen.
Wie es in 5 dargestellt ist, führt zunächst die Bestimmungseinheit 48 einen Bestimmungsschritt eines Sensormesssignals (S20) aus. Im Schritt S20 bringt, wie es in 6A gezeigt ist, beispielsweise der Roboterarm den Wirbelstromsensor 46 in die wassergekühlte Öffnung 42 ein. Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 48, ob ein Bearbeitungsabdruck 44 auf der Oberfläche (der inneren Oberfläche) der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 vorhanden ist, unter Verwendung des Wirbelstromsensors 46 (in einer weiten Bedeutung, durch eine zerstörungsfreie Prüfung unter Verwendung eines elektromagnetischen Modells).
Ergänzend sei bemerkt, dass, wenngleich ein Wirbelstrom auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 durch ein Hochfrequenzmagnetfeld, das durch den Wirbelstromsensor 46 erzeugt wird, erzeugt wird, sich gemäß den Fällen, in denen der Bearbeitungsabdruck 44 vorhanden ist und kein Bearbeitungsabdruck 44 vorhanden ist, ein Durchgang des Wirbelstroms ändert, so dass sich ein Durchgang des Magnetflusses, der mit dem Wirbelstrom einhergeht, ändert. Da sich die Impedanz der Wicklung des Wirbelstromsensors 46 ändert, gibt der Wirbelstromsensor 46 als Folge davon ein Bestimmungssignal gemäß der Bestimmung, ob der Bearbeitungsabdruck 44 vorhanden ist, an die Bestimmungseinheit 48 aus. Die Bestimmungseinheit 48 bestimmt, ob der Bearbeitungsabdruck 44 vorhanden ist, basierend auf dem Bestimmungssignal, das von dem Wirbelstromsensor 46 empfangen wird. Auf diese Weise kann unter Verwendung des Wirbelstromsensors 46 einfach bestimmt werden, ob ein Bearbeitungsabdruck 44 vorhanden ist. Ferner entspricht der Bearbeitungsabdruck 44 (Ungleichmäßigkeit) auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 einem Kratzerabschnitt, der ausgebildet wird, wenn die wassergekühlte Öffnung 42 durch Bohren, Bearbeitung durch elektrische Entladung und so weiter ausgebildet wird.
Als Nächstes zieht beispielsweise der Roboterarm den Wirbelstromsensor 46 aus der wassergekühlten Öffnung 42 heraus. Wenn in dem Bestimmungsschritt S20 bestimmt wird, dass ein Bearbeitungsabdruck vorhanden ist, bringt beispielsweise der Roboterarm die Düse 32, die in 3B dargestellt ist, in die wassergekühlte Öffnung 42 ein. Ferner spritzt die Steuereinheit 36 (Strahlbearbeitungen) das Projektionsmaterial zusammen mit der komprimierten Luft von dem entfernten Ende der Düse 32 zum Bearbeitungsabdruck 44 auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40 ein. Die Strahlbearbeitung wird unter einer dritten Strahlbedingung durchgeführt, in der der Bearbeitungsabdruck 44 von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 entfernt wird (S22, ein dritter Strahlschritt).
Ferner ist ein Ablenkelement (eine nicht dargestellte Vorrichtung) zum Ablenken des Projektionsmaterials an dem entfernten Ende der Düse 32 angebracht, so dass die Einspritzrichtung des Projektionsmaterials eine axiale Richtung der Düse 32 schneidet. Eine laterale Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 kann einfach bearbeitet werden, wenn ein solches Ablenkelement vorgesehen ist.
Der dritte Strahlschritt S22 und der Bestimmungsschritt S20 werden abwechselnd ausgeführt, bis in dem Bestimmungsschritt S20 bestimmt wird, dass kein Bearbeitungsabdruck vorhanden ist. Indem der Strahlvorgang (Gebläsestrahl) ausgeführt wird, bis kein Bearbeitungsabdruck mehr vorhanden ist, wird auf diese Weise der Bearbeitungsabdruck 44 entfernt, so dass eine Spannungskonzentration am Bearbeitungsabdruck 44 vermieden wird.
Zur Vervollständigung sei angemerkt, dass, da die Form 40 wiederholend erhitzt und abgekühlt wird, wie es oben beschrieben ist, die Form 40 wiederholend einer thermischen Belastung (Zugbelastung f) durch einen Wärmegradienten zur Zeit der Erhitzung und des Abkühlens ausgesetzt ist, so dass, wenn der Bearbeitungsabdruck 44 auf der Oberfläche derselben vorhanden ist, ein Bereich, in dem der Bearbeitungsabdruck liegt, ein Bereich der Belastungskonzentration wird. Allerdings kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Bereich der Belastungskonzentration durch Entfernen des Bearbeitungsabdrucks 44 entfernt werden.
Wie es oben beschrieben ist, wird gemäß dem Strahlbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Erzeugung eines Risses bzw. einer Bruchstelle (eines Spalts bzw. Haarrisses) auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 vermieden oder gehemmt.
[Ergänzende Beschreibung von Ausführungsformen]
Ferner, wenngleich der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt in der vorliegenden Ausführungsform abwechselnd ausgeführt werden, wird das Strahlbearbeitungsverfahren ausgeführt, indem sowohl der Bestimmungsschritt als auch der Strahlschritt einmal ausgeführt werden können.
Ferner ist als ein modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform ein Strahlbearbeitungsverfahren vorgesehen, bei dem beispielsweise, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, in einem initialen Strahlschritt eine druckbelastete Eigenspannung, die gleich oder größer als die Hälfte derjenigen eines Falls ist, in dem die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung in einen Zustand kugelgestrahlt ist, der als Grenze anzusehen ist, bei der ein Zustand beibehalten werden kann, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, aufgebracht werden, und in einem Strahlschritt nach dem zweiten Mal eine druckbelastete Eigenspannung, die gleich oder kleiner als die Hälfte derjenigen in einem Fall ist, in dem die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung in einen Zustand kugelgestrahlt ist, der als Grenze anzusehen ist, bei der ein Zustand beibehalten werden kann, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, aufgebracht wird.
Ferner, als ein modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform, wenn in dem initialen Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, kann der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt abwechselnd ausgeführt werden, bis zu einem Antizipierungsschritt, in dem bestimmt wird, dass keine Verbundschicht mehr vorhanden ist und die Diffusionsschicht weiterhin vorhanden ist.
Ferner, wenngleich in der ersten Ausführungsform bestimmt wird, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42, wie es in 3A dargestellt ist, unter Verwendung des Wirbelstromsensors 46, der in die wassergekühlte Öffnung 42 eingebracht wird, kann bestimmt werden, ob die nitrierte Schicht vorhanden ist, die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung, beispielsweise unter Verwendung anderer Sensoren, wie beispielsweise eines Ultraschallsensors, eines Rayleigh-Wellensensors und so weiter, die in die wassergekühlten Öffnung eingebracht werden. Ferner kann ein Strahlbearbeitungsverfahren ausgeführt werden, bei dem nicht bestimmt wird, ob die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42.
Ferner kann als ein modifiziertes Beispiel der Ausführungsform beispielsweise der Strahlschritt, wenn eine wassergekühlte Öffnung, deren Durchmesser dick ist und deren Tiefe gering ist und so weiter kugelgestrahlt wird, ausgeführt werden, während die Düse nicht in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird.
Ferner kann als ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform in dem Bestimmungsschritt unter Verwendung eines Endoskops bestimmt werden, ob ein Bearbeitungsabdruck 44 auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung 42 der Form 40, die in 4 dargestellt ist, vorhanden ist.
Ferner können die Ausführungsform und die vorgenannten mehreren modifizierten Beispiele zur Implementierung geeignet kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

14: Projektionsmaterial
32: Düse
40: Form
42: Wassergekühlte Öffnung
44: Bearbeitungsabdruck
46: Wirbelstromsensor

Claims

Strahlbearbeitungsverfahren, das aufweist: einen Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob eine nitrierte Schicht auf einer Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung einer Form vorhanden ist; und einen Strahlschritt des Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Strahlbedingung, die gemäß einem Basismaterial der Form festgelegt ist, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass keine nitrierte Schicht vorhanden ist, und Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Strahlbedingung, die einen Zustand beibehält, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die nitrierte Schicht vorhanden ist, eine druckbelastete Eigenspannung, die gleich oder kleiner als die Hälfte derjenigen in einem Fall ist, in dem die Oberfläche der wassergekühlten Öffnung in einen Zustand kugelgestrahlt ist, der als Grenze anzusehen ist, bei der ein Zustand beibehalten werden kann, in dem die nitrierte Schicht vorhanden ist, in dem Strahlschritt aufgebracht wird, und der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt mehrere Male abwechselnd ausgeführt werden.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt des Bestimmens aufweist, ob eine Verbundschicht, die eine Oberflächenseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist und ob eine Diffusionsschicht, die eine Basismaterialseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist, und wenn in dem initialen Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die Verbundschicht vorhanden ist und die Diffusionsschicht vorhanden ist, der Bestimmungsschritt und der Strahlschritt abwechselnd ausgeführt werden, bis in dem Bestimmungsschritt zumindest bestimmt wird, dass keine Verbundschicht vorhanden ist und dass die Diffusionsschicht vorhanden ist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt des Bestimmens, ob die nitrierte Schicht auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird, aufweist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 3, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt des Bestimmens, ob die nitrierte Schicht auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird, aufweist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 3, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt des Bestimmens aufweist, ob die Verbundschicht, welche die Oberflächenseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist und ob die Diffusionsschicht, welche die Basismaterialseite als einen Teil der nitrierten Schicht ausbildet, vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstromsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Strahlschritt einen Schritt des Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung durch Einspritzen komprimierter Luft und eines Projektionsmaterials von einer Düse zum Kugelstrahlen, die in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird, aufweist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 3, bei dem der Strahlschritt einen Schritt des Kugelstrahlens der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung durch Einspritzen komprimierter Luft und eines Projektionsmaterials von einer Düse zum Kugelstrahlen, die in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird, aufweist.
Strahlbearbeitungsverfahren, das aufweist: einen Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob ein Bearbeitungsabdruck auf einer Oberfläche einer wassergekühlten Öffnung einer Form vorhanden ist; und einen Strahlschritt des Kugelstrahlens einer Oberfläche der wassergekühlten Öffnung unter einer Strahlbedingung, bei welcher der Bearbeitungsabdruck von der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung entfernt wird, wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass ein Bearbeitungsabdruck vorhanden ist.
Strahlbearbeitungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt des Bestimmens aufweist, ob ein Bearbeitungsabdruck auf der Oberfläche der wassergekühlten Öffnung vorhanden ist, unter Verwendung eines Wirbelstrahlsensors, der in die wassergekühlte Öffnung eingebracht wird.