JP2878148B2 - Processing fluid and water jet processing equipment using the processing fluid - Google Patents
Processing fluid and water jet processing equipment using the processing fluidInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本出願にかかる発明は、研磨材を
添加して高速流体ジェットをノズルから被加工物に高圧
噴射して切断，切削あるいは穴明け（あるいは孔明け）
等の加工（本明細書において単に切削加工という）をお
こなうアブレイシブ型のウォータージェット加工装置に
有用な加工液と、この加工液を使用したウォータージェ
ット加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The invention according to the present invention relates to cutting, cutting or drilling (or drilling) by adding abrasives and jetting a high-speed fluid jet from a nozzle onto a workpiece at high pressure.
The present invention relates to a working liquid useful for an abrasive type water jet processing apparatus for performing processing (hereinafter, simply referred to as cutting) in the present specification, and a water jet processing apparatus using the processing liquid.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、材料分野の技術的進歩は目ざまし
く、新規な材料あるいは二種以上の材料を複合した複合
材料があらゆる分野で使用可能になっている。2. Description of the Related Art In recent years, technical progress in the field of materials has been remarkable, and new materials or composite materials obtained by compounding two or more types of materials have become available in all fields.
【０００３】また、従来から存在する材料であっても、
切断／切削加工が困難なため極めて限定的な分野にしか
使用されていない材料（難削材料という）がある。[0003] In addition, even if it is a conventionally existing material,
There are materials that are used only in very limited fields because of difficulties in cutting / cutting (called difficult-to-cut materials).
【０００４】上記新規な材料，複合材料，あるいはチタ
ン等の難削材料の加工に関して、近年、レーザー加工装
置あるいはウォータージェット加工装置が開発され実用
化されている。[0004] Regarding the processing of the above-mentioned novel materials, composite materials, or difficult-to-cut materials such as titanium, a laser processing apparatus or a water jet processing apparatus has recently been developed and put into practical use.
【０００５】ところで、上記ウォータージェット加工装
置の場合、大別して水等の加工液のみをジェットノズル
から高圧で噴射して被加工物を切断加工する形式のもの
（ノンアブレイシブ型のウォータージェット加工装置と
いう）と、加工液に研磨材を混入してジェットノズルか
ら高圧噴射して被加工物を切断加工する形式のもの（ア
ブレイシブ型のウォータージェット加工装置という）が
ある。後者の先行技術として、特開昭６３−５０１４８
９号、米国特許第４６４８２１５号がある。[0005] Incidentally, the above-mentioned water jet processing apparatus is roughly classified into a type in which only a processing liquid such as water is jetted from a jet nozzle at a high pressure to cut and process a workpiece (referred to as a non-abrasive water jet processing apparatus). In addition, there is a type in which an abrasive is mixed into a processing liquid and a high pressure jet is jetted from a jet nozzle to cut a workpiece (referred to as an abrasive type water jet processing apparatus). The latter prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-50148.
No. 9, U.S. Pat. No. 4,648,215.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記アブレイシブ型ウ
ォータージェット加工装置の場合、ノンアブレイシブ型
のウォータージェット加工装置で切削するのが難しいも
のを切削することができる点で、あるいは高い切削効率
で切削することができる点で特長を有するが、その反
面、加工液に混入される研磨材によってノズル内面の摩
耗が著しく、またその摩耗に比例して研磨材の摩耗も促
進される結果、研磨材のリサイクル回数が低減するとい
う欠点を有している。SUMMARY OF THE INVENTION In the case of the above-mentioned abrasive type water jet machining apparatus, it is necessary to perform cutting with a high cutting efficiency because it is possible to cut an object which is difficult to cut with a non-abrasive type water jet machining apparatus. On the other hand, the abrasive material mixed into the working fluid causes significant wear on the inner surface of the nozzle and accelerates the wear of the abrasive material in proportion to the wear. Has the disadvantage of reducing
【０００７】したがって、アブレイシブ型ウォータージ
ェット加工装置のランニングコストは他の加工法に比較
して高く、且つ、ノズル交換作業のために高価な装置の
稼働率も高くできないという不都合がある。[0007] Therefore, there is a disadvantage that the running cost of the abrasive type water jet processing apparatus is higher than that of other processing methods, and the operation rate of the expensive apparatus cannot be increased due to the nozzle replacement work.
【０００８】なお、研磨材として、鋳鉄系の研磨材を使
用すると、ガネットサンド、珪砂等の鉱物系の砥粒を使
用した場合に比較して、研磨材のリサイクル回数が増加
するが、ランニングコストやノズル寿命に対するユーザ
の多様な要求には未だ十分答えられていない現状にあ
る。さらに、加工液として通常の水のみを使用する態様
のままでは、砥粒が錆びることによって、砥粒の損耗、
凝集ならびに加工機の汚れ等深刻な課題が残っており、
実用を妨げる主因にもなっている。[0008] When a cast iron-based abrasive is used as the abrasive, the number of times the abrasive is recycled is increased as compared with the case where mineral-based abrasive grains such as gannet sand and silica sand are used. At present, various requirements of users for nozzle and nozzle life have not been sufficiently answered. Furthermore, in a mode in which only normal water is used as the processing liquid, abrasive grains are rusted, resulting in wear of the abrasive grains,
Serious issues such as agglomeration and processing machine dirt remain.
It is also a major factor hindering practical use.
【０００９】本出願にかかる発明は、このような状況に
鑑みおこなわれたもので、ジェットノズルの摩耗が可及
的に低減でき且つ研磨材の摩耗が少なくなり、しかも加
工効率（加工能力）を向上させるような加工液を提供す
るとともに、この加工液を使用するアブレイシブ型のウ
ォータージェット加工装置を提供することを目的とす
る。The invention according to the present application has been made in view of such a situation, and it is possible to reduce the wear of the jet nozzle as much as possible and to reduce the wear of the abrasive, and to reduce the processing efficiency (processing capacity). An object of the present invention is to provide a working fluid that improves the performance, and to provide an abrasive type water jet working device using the working fluid.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本願第１の発明（請求項
１に記載の発明）にかかるアブレイシブ型のウォーター
ジェット加工装置に使用される加工液は、研磨材を添加
した高速流体ジェットをノズル先端から被加工物に噴射
し、加工するよう構成したアブレイシブ型ウォータージ
ェット加工装置に使用される加工液であって、上記加工
液に切削油を混入したことを特徴とする。The working fluid used in the abrasive type water jet processing apparatus according to the first invention of the present application (the invention described in claim 1) is a high-speed fluid jet to which an abrasive is added by a nozzle. A machining fluid used in an abrasive type water jet machining apparatus configured to inject and machine a workpiece from a tip, wherein cutting fluid is mixed in the machining fluid.
【００１１】上記本願第１の発明にかかる加工液におい
て、上記切削油としては、不水溶性のものであっても水
溶性のものであっても使用することができ、所望の作用
効果を得ることができる。In the working fluid according to the first aspect of the present invention, either the water-insoluble or the water-soluble cutting oil can be used as the cutting oil, and a desired effect can be obtained. be able to.
【００１２】また、上記切削油としては、エマルジェン
系あるいはソリューブル系もしくはソリューション系の
切削油であってよい。Further, the cutting oil may be an emulgen-based, solution-based or solution-based cutting oil.
【００１３】また、上記加工液において、上記切削油が
容積％で約３〜３０％の範囲で加工液に混入されている
ことが望ましい。３％より少ない場合には、加工効率の
向上，ジェットノズルの寿命の増加，研磨材の損耗量の
低減等の作用効果が小さくなり、３０％より多く混入し
ても混入量に見合う効果を得ることができない。In the above-mentioned working fluid, it is desirable that the cutting oil is mixed with the working fluid in a range of about 3 to 30% by volume. When the amount is less than 3%, the effects of improving the processing efficiency, increasing the life of the jet nozzle, and reducing the amount of wear of the abrasive material are reduced. Even if the amount is more than 30%, an effect commensurate with the amount is obtained. Can not do.
【００１４】本願第２の発明（請求項５に記載の発明）
にかかるアブレイシブ型のウォータージェット加工装置
は、研磨材を添加した高速流体ジェットをノズル先端か
ら被加工物に噴射し、該被加工物を加工するよう構成し
たアブレイシブ型ウォータージェット加工装置であっ
て、上記ジェットノズルに供給される加工液中に切削油
を混入するための供給手段が付設されていることを特徴
とする。The second invention of the present application (the invention according to claim 5)
The abrasive type water jet processing apparatus according to the above is an abrasive type water jet processing apparatus configured to jet a high-speed fluid jet to which a polishing material is added from a nozzle tip to a workpiece to process the workpiece, A supply means for mixing cutting oil into the working fluid supplied to the jet nozzle is provided.
【００１５】そして、上記本願第２の発明において、ウ
ォータージェット加工装置の高圧ポンプの吸入側に切削
油を供給するための供給手段が付設されていることが加
工液のリサイルを図る場合、構成を簡単にすることに寄
与する。In the second aspect of the present invention, when the supply means for supplying the cutting oil to the suction side of the high-pressure pump of the water jet processing apparatus is provided, the configuration is made in a case where the processing fluid is to be recycled. Contributes to simplicity.
【００１６】また、上記本願第２の発明において、ウォ
ータージェット加工装置の高圧噴射部位に近接して切削
油を供給するための供給手段を付設することによっても
実現することができる。In the second aspect of the present invention, the present invention can also be realized by providing a supply means for supplying cutting oil in close proximity to a high-pressure injection part of the water jet processing apparatus.
【００１７】さらに、上記構成において、ウォータージ
ェット加工装置が、少なくとも研磨材を繰り返し使用す
るリサイクル型であって、上記ジェットノズル下方の研
磨材が混入した加工液を回収するキャッチャーの後流側
に加工液と研磨材を分離する分離手段と、分離後の加工
液の濃度管理をおこなう濃度管理手段が設けられている
構成が望ましい。Further, in the above configuration, the water jet processing apparatus is a recycle type in which at least the abrasive is repeatedly used, and the water jet processing apparatus is provided on the downstream side of the catcher for recovering the working fluid mixed with the abrasive below the jet nozzle. It is preferable that a separating means for separating the liquid and the abrasive and a concentration controlling means for controlling the concentration of the processing liquid after the separation are provided.
【００１８】また、上記各ウォータージェット加工装置
において、切削油の混入量が容積％で約３〜３０％であ
ることが効果的な作用効果を得る点で望ましい。In each of the above water jet processing apparatuses, it is desirable that the mixing amount of the cutting oil is about 3 to 30% by volume% in order to obtain an effective operation and effect.
【００１９】[0019]
【作用】しかして、本願第１の発明（請求項１に記載の
発明）にかかる加工液によれば、切削油を混入しない加
工液の場合に比べて、加工効率が向上し、ジェットノズ
ルの寿命が大幅に増加し、研磨材の損耗量が低減し、さ
らに増圧機のシール寿命が大幅に増加する。According to the working fluid according to the first invention of the present application (the invention described in claim 1), the working efficiency is improved as compared with the working fluid in which cutting oil is not mixed, and the jet nozzle is improved. The life is greatly increased, the amount of wear of the abrasive is reduced, and the life of the seal of the intensifier is greatly increased.
【００２０】また、本願第２の発明（請求項６に記載の
発明）にかかるアブレイシブ型のウォータージェット加
工装置によれば、ジェットノズルに供給される加工液中
に切削油が混入されるため、従来のアブレイシブ型のウ
ォータージェット加工装置に比べて、高い加工効率が得
られるとともに、ジェットノズルの寿命を大幅に増加さ
せ、また研磨材の損耗率を低減させ、さらに増圧機のシ
ール寿命を大幅に延ばすことができる。Further, according to the abrasive type water jet processing apparatus according to the second invention of the present application (the invention according to claim 6), since the cutting oil is mixed in the processing liquid supplied to the jet nozzle, Compared to conventional abrasive type water jet processing equipment, high processing efficiency is obtained, the life of the jet nozzle is significantly increased, the wear rate of the abrasive is reduced, and the seal life of the pressure booster is significantly increased. Can be extended.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本願発明の実施例にかかる加工液とこ
の加工液を使用したアブレイシブ型のウォータージェッ
ト加工装置について、図面を参照しながら具体的に説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A working fluid according to an embodiment of the present invention and an abrasive type water jet working apparatus using the working fluid will be specifically described below with reference to the drawings.
【００２２】図１は本願発明の実施例にかかるアブレイ
シブ型のウォータージェット加工装置の概略の構成を示
す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an abrasive type water jet processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【００２３】図１において、１はジェットノズル、２は
貯水タンク１３から加工液（本実施例の場合「水」を使
用）を圧送する給水ポンプ、３はこの給水ポンプ２から
供給された水を増圧して上記ジェットノズル１に供給す
る増圧機、４はこの増圧機３と上記ジェットノズル１と
の間に介装されたアキュムレータ、５は上記ジェットノ
ズル１へ研磨材を供給する研磨材貯留タンク、６は研磨
材と水分を分離するサイクロン、７は研磨材を分離した
後の加工液中の塵芥を除去するフィルター、８は加工液
の濃度を管理する管理ユニット、９はスラジ排出管路、
１０は新しい研磨材を供給する研磨材供給管路、１１は
給水管路、１２は切削油供給管路である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a jet nozzle, 2 denotes a water supply pump for pumping a processing fluid (in this embodiment, "water" is used) from a water storage tank 13, and 3 denotes water supplied from the water supply pump 2. A pressure intensifier for increasing the pressure and supplying it to the jet nozzle 1, an accumulator 4 interposed between the pressure intensifier 3 and the jet nozzle 1, and an abrasive storage tank 5 for supplying an abrasive to the jet nozzle 1 , 6 is a cyclone for separating abrasive and water, 7 is a filter for removing dust in the working fluid after separating the abrasive, 8 is a management unit for managing the concentration of the working fluid, 9 is a sludge discharge line,
Reference numeral 10 denotes an abrasive supply line for supplying a new abrasive, 11 denotes a water supply line, and 12 denotes a cutting oil supply line.
【００２４】上記ジェットノズル１には、アキュムレー
タ４を介して増圧機３から高圧になった水（本実施例で
は、１０００kgf/cm2 〜４０００kgf/cm2 ）が供給され
る。この増圧機３は、図１に図示するような、油圧駆動
式の複動型増圧機（増圧するためのピストンが両方向に
移動する形式の増圧機をいう）の形態を有し、中央に配
設されたシリンダ・ピストン機構の大径部３ａの両側の
シリンダ３ａ′のいずれか一方には、油圧ポンプ３Ａか
ら切換弁３Ｂを介して選択的に高圧の圧油が供給される
よう構成され、この油圧力によりその両側に設けられた
小径のシリンダ３ｂ内に供給された水が加圧されて、上
記ジェットノズル１側に供給される。また、上記シリン
ダ３ｂ内へは、貯水タンク１３からポンプ２によって給
水されるよう構成されている。さらに、上記増圧機３と
アキュムレータ４との間、および貯水タンク１３と増圧
機３との間には、それぞれ逆流を防止する逆止弁１６が
配設されている。[0024] said jet nozzle 1, (in this embodiment, 1000kgf / cm 2 ~4000kgf / cm 2) water became high from the intensifier 3 via the accumulator 4 is supplied. The pressure intensifier 3 has the form of a hydraulically driven double-acting pressure intensifier (referred to as a pressure intensifier in which a piston for increasing pressure moves in both directions) as shown in FIG. One of the cylinders 3a 'on both sides of the large-diameter portion 3a of the installed cylinder / piston mechanism is configured to be selectively supplied with high-pressure oil from a hydraulic pump 3A via a switching valve 3B. The water supplied to the small-diameter cylinders 3b provided on both sides thereof is pressurized by this hydraulic pressure and supplied to the jet nozzle 1 side. The inside of the cylinder 3b is configured to be supplied with water from the water storage tank 13 by the pump 2. Further, check valves 16 for preventing backflow are provided between the pressure intensifier 3 and the accumulator 4 and between the water storage tank 13 and the pressure intensifier 3 respectively.
【００２５】また、上記ジェットノズル１には、上記切
削油が混入された加工液が通過流路１ａに対して直交す
る方向に、研磨材を混入する開口部１ｂが形成され、こ
の開口部１ｂには、上記研磨材貯溜タンク５が接続され
て、該開口部１ｂに研磨材が供給可能に構成されてい
る。The jet nozzle 1 has an opening 1b in which the machining fluid mixed with the cutting oil is mixed with an abrasive in a direction perpendicular to the passage channel 1a. Is connected to the above-mentioned abrasive storage tank 5 so that an abrasive can be supplied to the opening 1b.
【００２６】そして、上記研磨材貯溜タンク５には、そ
の上流側に設けられたサイクロン６と不足分が研磨材供
給管路１０から供給されるよう構成されている。The abrasive storage tank 5 is configured such that a cyclone 6 provided on the upstream side thereof and a shortage thereof are supplied from an abrasive supply pipe 10.
【００２７】上記サイクロン６は、上記ジェットノズル
１で使用され研磨材が混入した加工液から、研磨材と加
工液を分離するよう構成され、この構成は周知のもので
ある。The cyclone 6 is configured to separate the abrasive and the working fluid from the working fluid used in the jet nozzle 1 and containing the abrasive, and this configuration is well known.
【００２８】そして、上記サイクロン６へは、上記ジェ
ットノズル１下方のキャッチャー１４からの、研磨材を
含んだ加工液が供給ポンプ１５により供給されるよう構
成されている。勿論、この加工液中には、切削油が混入
している。A processing liquid containing an abrasive is supplied to the cyclone 6 from a catcher 14 below the jet nozzle 1 by a supply pump 15. Needless to say, cutting oil is mixed in the working fluid.
【００２９】ところで、上記サイクロン６で分離された
加工液は、管路によって上記フィルター７に流れ、この
フィルター７で混入しているスラジ等の塵芥が除去され
る。By the way, the working fluid separated by the cyclone 6 flows through the filter 7 through a pipe, and the filter 7 removes dust such as sludge mixed therein.
【００３０】上記フィルター７で塵芥が除去された加工
液は、上記濃度管理ユニット８において、所望の加工液
濃度になるよう濃度コントロールがなされる。この濃度
コントロールは、加工液に対して上記切削油の濃度が所
定の状態にあるか否かチェックされ、必要に応じて水あ
るいは切削油の供給がなされる。つまり、図示しない切
削油供給装置に接続された上記切削油供給管路１２か
ら、所定量の切削油、つまり、本実施例の場合には、加
工液に対して容量％で、約３％〜３０％の間の所定量と
なるよう切削油が調節手段により調節されて供給され、
また、切削油の濃度が高すぎる場合には、水が供給され
て所定の濃度状態にコントロールされるよう構成されて
いる。また、上記濃度管理ユニット８における加工液の
濃度の検出は、市販の濃度センサーが使用され、この濃
度センサーで検出した加工液の濃度により、該濃度管理
ユニット８の制御ボードの制御により、必要な水あるい
は加工液が供給されるよう構成されている。The processing fluid from which dust has been removed by the filter 7 is subjected to concentration control in the concentration control unit 8 so as to attain a desired processing liquid concentration. In this concentration control, it is checked whether or not the concentration of the cutting oil in the working fluid is in a predetermined state, and water or cutting oil is supplied as necessary. That is, from the cutting oil supply line 12 connected to a cutting oil supply device (not shown), a predetermined amount of cutting oil, that is, in the case of the present embodiment, about 3% to The cutting oil is adjusted and supplied by the adjusting means so as to have a predetermined amount between 30%,
Also, when the concentration of the cutting oil is too high, water is supplied to control the concentration to a predetermined concentration state. The concentration of the working fluid in the concentration management unit 8 is detected by using a commercially available concentration sensor, and the concentration of the working fluid detected by the concentration sensor is controlled by the control board of the concentration management unit 8 as needed. It is configured to be supplied with water or working fluid.
【００３１】そして、上記濃度コントロールされ切削油
が混入した加工液は、上記貯水タンク１３に供給され
る。Then, the working fluid mixed with the cutting oil of which the concentration is controlled is supplied to the water storage tank 13.
【００３２】従って、この実施例では、上記貯水タンク
１３内の加工液には切削油が容量％で上記濃度（約３％
〜３０％の間の所定濃度）の切削油が混入している。Therefore, in this embodiment, the working fluid in the water storage tank 13 contains the above-mentioned concentration (about 3%
(A predetermined concentration between 30%).
【００３３】しかして、上述のように構成されたこのウ
ォータージェット加工装置は、加工において以下のよう
に作用する。The water jet processing apparatus constructed as described above operates as follows in processing.
【００３４】即ち、貯水タンク１３内に上記所定濃度の
切削油が混入した加工液が満たされ、この切削油が混入
した加工液は、上記増圧機３で高圧に加圧され、アキュ
ムレータ４を経て、ジェットノズル１に供給される。ジ
ェットノズル１で上記加工液が高圧で通過することに起
因して発生する負圧により研磨材が加工液に混入し、こ
の研磨材が混入した加工液によって、被加工物が加工さ
れ、使用された加工液はジェットノズル１下方のキャッ
チャー１４に収容される。That is, the working fluid mixed with the cutting oil having the predetermined concentration is filled in the water storage tank 13, and the working fluid mixed with the cutting oil is pressurized to a high pressure by the pressure intensifier 3 and passes through the accumulator 4. Is supplied to the jet nozzle 1. The abrasive is mixed into the working fluid by the negative pressure generated due to the high-pressure passage of the working fluid in the jet nozzle 1, and the workpiece is processed and used by the working fluid into which the abrasive is mixed. The processing liquid is stored in a catcher 14 below the jet nozzle 1.
【００３５】この一連の加工過程において、加工液中に
切削油が混入しているため、加工効率（加工能力）が向
上し、ジェットノズルの寿命が延び、研磨材の損耗率が
低減する。また、上記増圧機３のピストンのシール部分
の寿命も延びる。さらに、防錆効果を得ることもでき
る。In the series of machining steps, since the cutting oil is mixed in the machining fluid, the machining efficiency (machining capacity) is improved, the life of the jet nozzle is extended, and the wear rate of the abrasive is reduced. Further, the life of the seal portion of the piston of the pressure intensifier 3 is extended. Further, a rust-preventing effect can be obtained.
【００３６】具体的には、被加工物ＳＵＳ３０４鋼板を
切削加工する際を例に挙げると、切削油を加工液に対し
て容積％で１０％混入すると、混入しない場合に比べ
て、加工効率が１０％向上し、ジェットノズル１の寿命
が６７％延び、研磨材の損耗率が１〜２％低減し、増圧
機３のピストンのシール部分の寿命も約５０％延びる。
なお、この際のジェットノズルからの吐出圧力は３００
０ｋｇ／ｃｍ2 で、ジェットノズルからの吐出量は約３
リットル／分である。More specifically, for example, when cutting a SUS304 steel plate to be processed, if the cutting oil is mixed at 10% by volume with respect to the working fluid, the processing efficiency will be higher than when not mixed. By 10%, the life of the jet nozzle 1 is extended by 67%, the wear rate of the abrasive is reduced by 1 to 2%, and the life of the seal portion of the piston of the intensifier 3 is extended by about 50%.
In this case, the discharge pressure from the jet nozzle is 300
At 0 kg / cm 2 , the discharge amount from the jet nozzle is about 3
L / min.
【００３７】そして、上記実施例で使用した加工液は水
であり、切削油は水溶性のエマルジョン系である。特に
切削油は市販されている三井石油（株）製の商品名「ス
ペースクールＥ−１２０」を用いている。The working fluid used in the above embodiment is water, and the cutting oil is a water-soluble emulsion. In particular, as the cutting oil, a commercially available trade name “Space Cool E-120” manufactured by Mitsui Oil Co., Ltd. is used.
【００３８】上記切削油として、水溶性のソリューショ
ン系にすると、加工液の透明度があり、ワーク監視の点
で有利であり、同じく水溶性のエマルジョン系にする
と、潤滑性に優れ、切削加工能力やノズル寿命の点で有
利となる。また、研磨材としては、この実施例では、鋳
鋼グリットが使用されているが、他の研磨材の場合にも
同様に有効に上述の作用効果を奏する。When a water-soluble solution system is used as the above-mentioned cutting oil, there is transparency of the working fluid, which is advantageous in terms of work monitoring. Similarly, when a water-soluble emulsion system is used, the lubricating property is excellent, and the cutting ability and This is advantageous in terms of nozzle life. Further, in this embodiment, cast steel grit is used as the abrasive, but other abrasives can also effectively exert the above-described effects.
【００３９】この実施例の場合、切削油の混入を加工液
の貯水タンクへの供給時におこなっているため、上述の
ように、増圧機３のシール部分の摩耗が著しく低減され
る。In this embodiment, since the cutting oil is mixed when the machining fluid is supplied to the water storage tank, the wear of the seal portion of the pressure intensifier 3 is significantly reduced as described above.
【００４０】また、上記図１に示す実施例において、研
磨材貯溜タンク５とサイクロン６の間に、研磨材を乾燥
させるための乾燥機Ｄを介装してもよく、介装するか否
かは研磨材の性質（例えば、流動性）、供給量及び添加
する切削液の種類等により決定される。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, a dryer D for drying the abrasive may be interposed between the abrasive storage tank 5 and the cyclone 6, and whether or not it is interposed Is determined by the properties (eg, fluidity) of the abrasive, the amount supplied, the type of cutting fluid to be added, and the like.
【００４１】ところで、上記図１に図示する実施例で
は、切削油の混入を加工液の貯水タンクへの供給時にお
こなっているが、図２に図示するように、切削油の混入
を、ジェットノズル１部分に先端のノズル部分が開口し
た切削油供給管路１２′を設けておこない、この切削油
の循環をジェットノズル１〜キャッチャー１４間でおこ
なうよう構成してもよい。In the embodiment shown in FIG. 1, the cutting oil is mixed when the machining fluid is supplied to the water storage tank. However, as shown in FIG. A cutting oil supply pipe line 12 ′ having an open nozzle portion at one end is provided in one portion.
May be configured to be circulated between the jet nozzle 1 and the catcher 14.
【００４２】即ち、図２に図示するように、ジェットノ
ズル１で切削油を、研磨材と同様に、加工液の高圧での
通過に起因して発生する負圧により加工液に混入し、こ
の研磨材が混入した加工液によって、被加工物が加工さ
れ、使用された加工液はジェットノズル１下方のキャッ
チャー１４に収容される。That is, as shown in FIG. 2, the cutting oil is mixed into the working fluid by the jet nozzle 1 due to the negative pressure generated due to the passage of the working fluid at a high pressure, similarly to the abrasive. The workpiece is processed by the processing liquid mixed with the abrasive, and the used processing liquid is stored in the catcher 14 below the jet nozzle 1.
【００４３】上記キャッチャー１４に収容された加工液
は、ポンプ１７により振動篩（ふるい）１８に送られ、
ここで研磨材と加工液とスラッジに分離されて、研磨材
は研磨材貯蔵タンク５に管路１９により送られ、スラッ
ジは管路２０により棄てられる。そして、切削油を含ん
だ加工液は、管路２２により油水分離装置２１に送ら
れ、この油水分離装置２１で分離された切削油はジェッ
トノズル１側へ送られて再利用され、また水は二点鎖線
で示す管路２３によって貯水タンク１３に送られて再利
用される。しかし、上記水は処理が容易で価格的に安価
であるため必ずしも再利用する必要はない。The working fluid contained in the catcher 14 is sent to a vibrating sieve 18 by a pump 17.
Here, the abrasive, the working fluid, and the sludge are separated, and the abrasive is sent to the abrasive storage tank 5 by a pipe 19, and the sludge is discarded by a pipe 20. Then, the working fluid containing the cutting oil is sent to the oil / water separator 21 via the pipe line 22, and the cutting oil separated by the oil / water separator 21 is sent to the jet nozzle 1 side for reuse, and the water is The water is sent to the water storage tank 13 by a pipe 23 shown by a two-dot chain line and is reused. However, since the water is easy to treat and inexpensive, it is not always necessary to reuse it.
【００４４】ところで、上述した実施例では、加工液に
対して容量％で、約３％〜３０％の切削油を混入してい
るが、本発明者の実験によると、上記条件において、約
５％〜１０％の切削油を混入することが顕著な効果を奏
することが認められている。By the way, in the above-mentioned embodiment, the cutting oil of about 3% to 30% by volume with respect to the working fluid is mixed. It has been found that mixing of 10% to 10% of cutting oil has a remarkable effect.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本願発明にかかる切削油とウォータージ
ェット加工装置によれば、従来のものに比べて、加工効
率（加工能力）が向上し、ジェットノズル及びシールの
寿命が増加し、研磨材の損耗率が低下する。According to the cutting oil and the water jet processing apparatus of the present invention, the processing efficiency (processing capacity) is improved, the life of the jet nozzle and the seal is increased, and the abrasive material is reduced. Wear rate decreases.
【００４６】従って、従来加工コストが高いために使用
できなかった分野にも、ウォータージェット加工を適用
できることとなり、この結果、従来加工コストに起因し
て高価で使用できなかった材料にも使用することができ
る。Therefore, the water jet processing can be applied to the field which could not be used because of the high processing cost. As a result, it is possible to use the material which was expensive and could not be used due to the conventional processing cost. Can be.
【００４７】また、産業廃棄物を著しく低減させること
ができ環境保全にも寄与する。Further, industrial waste can be significantly reduced, which contributes to environmental protection.
【図１】 本願発明の実施例にかかるアブレイシブ型の
ウォータージェット加工装置の概略の構成を示す概念図
である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an abrasive type water jet processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本願発明の他の実施例にかかるアブレイシブ
型のウォータージェット加工装置の概略の構成を示す概
念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an abrasive type water jet processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
１…ジェットノズル ３…増圧機 １２，１２′…切削油供給管路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Jet nozzle 3 ... Pressure booster 12, 12 '... Cutting oil supply line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲岡 数磨 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 下笠 知治 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 古田 智寛 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 永井 裕善 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 池本 喜和 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 朽木 宏綱 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 山口 正道 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 木村 剛 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平５−177546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16999（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24C 7/00 B24C 5/02 B24C 11/00 B24C 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuma Inaoka 1-1, Hibata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Tomoji Shimogasa Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka No. 1-1, Hibata-cho, Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Tomohiro Furuta 1-1, Hibata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Nippon Steel Corporation, inside Yawata Works (72) Inventor Yuzen Nagai 3-1-1 Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant (72) Inventor Yoshikazu Ikemoto 3-1-1, Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside Kobe Plant (72) Inventor Hirotsugu Kuchiki 3-1-1 Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside Kobe Plant (72) Inventor Tadashi Yamaguchi Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Kobe Plant, 3-1-1 Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo (72) Inventor Tsuyoshi Kimura 3-1-1, Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo, Japan Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 56) References JP-A-5-177546 (JP, A) JP-A-63-16999 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B24C 7/00 B24C 5/02 B24C 11/00 B24C 9/00
Claims (9)
ズル先端から被加工物に噴射し、加工するよう構成した
アブレイシブ型ウォータージェット加工装置に使用され
る加工液であって、 上記加工液に切削油を混入したことを特徴とするウォー
タージェット加工装置に使用する加工液。1. A machining fluid used in an abrasive-type water jet machining device configured to eject a high-speed fluid jet to which a polishing agent is added from a nozzle tip onto a workpiece and perform machining. A machining fluid used in water jet machining equipment characterized by mixing oil.
ものであることを特徴とする請求項１記載の加工液。2. The working fluid according to claim 1, wherein the cutting oil is water-insoluble or water-soluble.
リューブル系もしくはソリューション系の切削油である
ことを特徴とする請求項２記載の加工液。3. The machining fluid according to claim 2, wherein the cutting oil is an emulsion-based, solution-based, or solution-based cutting oil.
囲で加工液に混入されていることを特徴とする請求項３
記載の加工液。4. The machining fluid according to claim 3, wherein the cutting oil is mixed with the working fluid in a range of about 3 to 30% by volume.
The working fluid described.
ズル先端から被加工物に噴射し、該被加工物を加工する
よう構成したアブレイシブ型ウォータージェット加工装
置であって、 上記ジェットノズルに供給される加工液中に切削油を混
入するための供給手段が付設されていることを特徴とす
るウォータージェット加工装置。5. An abrasive-type water jet processing apparatus configured to jet a high-speed fluid jet to which a polishing material is added from a nozzle tip to a workpiece to process the workpiece, wherein the abrasive jet is supplied to the jet nozzle. A water jet machining apparatus, further comprising a supply means for mixing a cutting oil into the machining fluid.
ポンプの吸入側に切削油を供給するための供給手段が付
設されていることを特徴とする請求項５記載のウォータ
ージェット加工装置。6. The water jet processing apparatus according to claim 5, wherein a supply means for supplying cutting oil is provided to a suction side of the high pressure pump of the water jet processing apparatus.
噴射部位に近接して切削油を供給するための供給手段が
付設されていることを特徴とする請求項５記載のウォー
タージェット加工装置。7. The water jet processing apparatus according to claim 5, wherein a supply means for supplying cutting oil is provided in proximity to the high-pressure injection portion of the water jet processing apparatus.
なくとも研磨材を繰り返し使用するリサイクル型であっ
て、 上記ジェットノズル下方の研磨材が混入した加工液を回
収するキャッチャーの後流側に加工液と研磨材を分離す
る分離手段と、分離後の加工液の濃度管理をおこなう濃
度管理手段が設けられていることを特徴とする請求項５
から請求項７記載のウォータージェット加工装置。8. The water jet processing apparatus is of a recycle type in which at least an abrasive is repeatedly used, and the processing liquid and polishing are provided on a downstream side of a catcher for recovering a processing liquid mixed with the abrasive below the jet nozzle. 6. A separation means for separating a material, and a concentration control means for controlling the concentration of the working fluid after the separation.
The water jet processing apparatus according to claim 7.
０％であることを特徴とする請求項５から請求項８まで
のいずれか１の項に記載のウォータージェット加工装
置。9. The mixing amount of the cutting oil is about 3 to 3% by volume.
The water jet processing apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the water jet processing apparatus is 0%.
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1995
- 1995-03-07 JP JP4674295A patent/JP2878148B2/en not_active Expired - Fee Related
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