JP3071069B2 - アブレイシブウォータージェット加工における研磨材の供給方法 - Google Patents
アブレイシブウォータージェット加工における研磨材の供給方法Info
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- JP3071069B2 JP3071069B2 JP5171772A JP17177293A JP3071069B2 JP 3071069 B2 JP3071069 B2 JP 3071069B2 JP 5171772 A JP5171772 A JP 5171772A JP 17177293 A JP17177293 A JP 17177293A JP 3071069 B2 JP3071069 B2 JP 3071069B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速流体のジェット流
に研磨材を添加して加工能力を高め、金属、石材、ガラ
ス、セラミックスなどの切断・研削加工を行うアブレイ
シブウォータージェット（ＡＷＪ）加工における研磨材
の供給に関する。
に研磨材を添加して加工能力を高め、金属、石材、ガラ
ス、セラミックスなどの切断・研削加工を行うアブレイ
シブウォータージェット（ＡＷＪ）加工における研磨材
の供給に関する。
【０００２】
【従来の技術】このアブレイシブウォータージェット加
工装置における研磨材は、研磨材混合室において高速流
体のジェット流に添加されて、高速ジェット流で加速さ
れ被加工物に衝突し高速ジェット流による切断・研削能
力を高める機能を有する。
工装置における研磨材は、研磨材混合室において高速流
体のジェット流に添加されて、高速ジェット流で加速さ
れ被加工物に衝突し高速ジェット流による切断・研削能
力を高める機能を有する。
【０００３】このアブレイシブウォータージェットに添
加される研磨材は、特開昭５０−１５７９９２号公報に
記載されているように、より硬く、粒度の大きいものを
使用することによって加工能率は向上する。ところが、
粒度を大きくすると研削面の粗度が大きくなるという欠
点がある。一方、研磨材の粒度を小さくしたり、軟らか
い研磨材を使用することによって、研削面の粗度は小さ
くなり綺麗な面が得られるが、加工能率は低下する。
加される研磨材は、特開昭５０−１５７９９２号公報に
記載されているように、より硬く、粒度の大きいものを
使用することによって加工能率は向上する。ところが、
粒度を大きくすると研削面の粗度が大きくなるという欠
点がある。一方、研磨材の粒度を小さくしたり、軟らか
い研磨材を使用することによって、研削面の粗度は小さ
くなり綺麗な面が得られるが、加工能率は低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明において解決す
べき課題は、この研磨材の供給態様の変化による加工上
の特長を有効利用して、要求の加工部の性状を満足し、
かつ、加工効率を上げるための手段を提供することにあ
る。
べき課題は、この研磨材の供給態様の変化による加工上
の特長を有効利用して、要求の加工部の性状を満足し、
かつ、加工効率を上げるための手段を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、高圧ジェット
流に研磨材を添加するアブレイシブウォータージェット
加工における研磨材供給方法において、異なる種類の研
磨材をそれぞれ別個のタンクに貯蔵し、研削工程の前半
は切削効率の高い研磨材を供給し、同じ研削工程の後半
は表面粗さが良くなる研磨材を供給するアブレイシブウ
ォータージェット加工における研磨材の供給方法であ
る。
流に研磨材を添加するアブレイシブウォータージェット
加工における研磨材供給方法において、異なる種類の研
磨材をそれぞれ別個のタンクに貯蔵し、研削工程の前半
は切削効率の高い研磨材を供給し、同じ研削工程の後半
は表面粗さが良くなる研磨材を供給するアブレイシブウ
ォータージェット加工における研磨材の供給方法であ
る。
【０００６】高圧流体ジェット流に添加する研磨材の機
能別は、それぞれの研磨材のタンクに貯蔵される研磨材
を材質、硬さ、粒度の大きさ等による種類分けによって
分けて複数の貯蔵タンクに貯蔵し、さらには、それぞれ
のタンクから供給される研磨材搬送用流体の圧力状態や
供給量等を変えること等の具体的な手段を採ることがで
きる。また、使用後の研磨材を回収し、乾燥、分級等の
処理を適宜加えて繰返し再利用することもできる。
能別は、それぞれの研磨材のタンクに貯蔵される研磨材
を材質、硬さ、粒度の大きさ等による種類分けによって
分けて複数の貯蔵タンクに貯蔵し、さらには、それぞれ
のタンクから供給される研磨材搬送用流体の圧力状態や
供給量等を変えること等の具体的な手段を採ることがで
きる。また、使用後の研磨材を回収し、乾燥、分級等の
処理を適宜加えて繰返し再利用することもできる。
【０００７】
【作用】それぞれの機能の異なる研磨材を、その機能に
応じて順次、あるいは混合してジェット流に供給し、さ
らには、供給圧力を変更することによって、希望の研削
状態を任意に造り出すことが可能となる。
応じて順次、あるいは混合してジェット流に供給し、さ
らには、供給圧力を変更することによって、希望の研削
状態を任意に造り出すことが可能となる。
【０００８】具体的には、例えば、研削能の増大のため
には、粗研削の段階では、硬さが大きいかあるいは粒度
の大きい研磨材、さらには角ばった研磨材を用いて研削
したのち、仕上段階では、研削能を硬さが小さいか、あ
るいは粒度の小さい研磨材、さらには、丸みのある研磨
材を採用して、研削能力を向上すると共に、仕上げ状態
に制御性を持たせる研磨材の供給が可能となる。
には、粗研削の段階では、硬さが大きいかあるいは粒度
の大きい研磨材、さらには角ばった研磨材を用いて研削
したのち、仕上段階では、研削能を硬さが小さいか、あ
るいは粒度の小さい研磨材、さらには、丸みのある研磨
材を採用して、研削能力を向上すると共に、仕上げ状態
に制御性を持たせる研磨材の供給が可能となる。
【０００９】
実施例１ 本発明の実施例として、研削工程の前半は粒度の大きな
研磨材を使用して研削能率を上げ、後半は粒度の小さい
研磨材を使用して研削面の粗度を小さくして綺麗な研削
面を得る例について説明する。
研磨材を使用して研削能率を上げ、後半は粒度の小さい
研磨材を使用して研削面の粗度を小さくして綺麗な研削
面を得る例について説明する。
【００１０】図１は本発明を実施するための装置の例を
示す。
示す。
【００１１】図において、１は、研磨材を高圧ジェット
流に添加し、研磨材を含有する高圧ジェット流を被研磨
材Ｗに当てて研削するノズルであって、このノズル１へ
は、低圧水ポンプ２からの増圧機３によって増圧した水
はアキュムレータ４を経て供給される。さらに、５、６
は研磨材のタンクであって、それぞれ研削機能の異なる
研磨材を収容している。そして、研削に使用された研磨
材は回収、再利用系８において回収、乾燥されて分級機
７により粒度別に分級され、タンク５、６に再貯蔵され
る。９は大粒研磨材補給ラインを、１０は小粒研磨材補
給ラインを示す。
流に添加し、研磨材を含有する高圧ジェット流を被研磨
材Ｗに当てて研削するノズルであって、このノズル１へ
は、低圧水ポンプ２からの増圧機３によって増圧した水
はアキュムレータ４を経て供給される。さらに、５、６
は研磨材のタンクであって、それぞれ研削機能の異なる
研磨材を収容している。そして、研削に使用された研磨
材は回収、再利用系８において回収、乾燥されて分級機
７により粒度別に分級され、タンク５、６に再貯蔵され
る。９は大粒研磨材補給ラインを、１０は小粒研磨材補
給ラインを示す。
【００１２】図に示す２個のタンクの中の第１のタンク
５には、粒度１２００μｍの鋳鉄製研磨材、第２のタン
ク６には粒度１００μｍの同じ鋳鉄製研磨材を貯蔵し
た。
５には、粒度１２００μｍの鋳鉄製研磨材、第２のタン
ク６には粒度１００μｍの同じ鋳鉄製研磨材を貯蔵し
た。
【００１３】図２および図３は、使用した研磨材の粒度
と、研削能と研削面の粗度を、ワーク材としてＳＵＳ鋼
板を使用し、ウォータージェットノズル径を０．９５ｍ
ｍとし、スタンドオフ距離を１５ｍｍ、投射角度を４５
°、トラバース速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎと設定し
て、水圧が２７５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で、研削した
結果によって示す図である。
と、研削能と研削面の粗度を、ワーク材としてＳＵＳ鋼
板を使用し、ウォータージェットノズル径を０．９５ｍ
ｍとし、スタンドオフ距離を１５ｍｍ、投射角度を４５
°、トラバース速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎと設定し
て、水圧が２７５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で、研削した
結果によって示す図である。
【００１４】同図に示すように、研磨材の粒度が大きく
なると研削能率が向上するが、研削粗度も大きくなり、
また、研削粗度が小さい粒度の小さい研磨材を使用した
場合には研削能率は低下し、それらの関係は略直線的な
関係を示すことが分かる。１２００μｍ径の鋳鉄製研磨
材の場合、研削能力は略５００ｇ／ｍｉｎであり、得ら
れた研削面の粗度は１０００μｍにも達した。これに対
して、１００μｍの鋳鉄製研磨材を使用したときには、
研削面の粗度は８０μｍ程度で優れたものであったが、
研削能力は、略１／５の略１００ｇ／ｍｉｎであった。
なると研削能率が向上するが、研削粗度も大きくなり、
また、研削粗度が小さい粒度の小さい研磨材を使用した
場合には研削能率は低下し、それらの関係は略直線的な
関係を示すことが分かる。１２００μｍ径の鋳鉄製研磨
材の場合、研削能力は略５００ｇ／ｍｉｎであり、得ら
れた研削面の粗度は１０００μｍにも達した。これに対
して、１００μｍの鋳鉄製研磨材を使用したときには、
研削面の粗度は８０μｍ程度で優れたものであったが、
研削能力は、略１／５の略１００ｇ／ｍｉｎであった。
【００１５】これらの特性を有する鋳鉄製研磨材を組合
せ使用して、加工面が略１ｍ2 のＳＵＳ鋼板を２０００
μｍ深さに研削した。その研磨材の搬送態様として、図
４に示すように、研磨材の粒度を研削途中で変更するこ
とにより研削能率と粗度を制御した。研削加工は本加工
としてタンク５から大粒の研磨材をノズルに供給して研
削した。研削終了時点での表面粗度は１０００μｍであ
った。この後タンク６の小粒の研磨材を使用して仕上げ
研削を実施したところ、８０μｍに仕上げることがで
き、研削に要した時間は、１０９分であった。
せ使用して、加工面が略１ｍ2 のＳＵＳ鋼板を２０００
μｍ深さに研削した。その研磨材の搬送態様として、図
４に示すように、研磨材の粒度を研削途中で変更するこ
とにより研削能率と粗度を制御した。研削加工は本加工
としてタンク５から大粒の研磨材をノズルに供給して研
削した。研削終了時点での表面粗度は１０００μｍであ
った。この後タンク６の小粒の研磨材を使用して仕上げ
研削を実施したところ、８０μｍに仕上げることがで
き、研削に要した時間は、１０９分であった。
【００１６】これに対して、大径の鋳鉄製研磨材のみを
用いて、１ｍ2 面積のＳＵＳ鋼板に噴射したとき、３
１．４分で終了したが、表面粗度は略１０００μｍであ
った。また、同じ条件で１００μｍの鋳鉄製研磨材を用
いて、同じＳＵＳ鋼板に噴射したときには、表面粗度は
８０μｍで優れたものであったが、研削終了に１５７分
を要した。
用いて、１ｍ2 面積のＳＵＳ鋼板に噴射したとき、３
１．４分で終了したが、表面粗度は略１０００μｍであ
った。また、同じ条件で１００μｍの鋳鉄製研磨材を用
いて、同じＳＵＳ鋼板に噴射したときには、表面粗度は
８０μｍで優れたものであったが、研削終了に１５７分
を要した。
【００１７】実施例２ 図１に示す装置を用いて、タンク５には硬質研磨材とし
てヌープ硬度約２０００で粒度２００μｍのアルミナ研
磨材、タンク６には軟質研磨材としてヌープ硬度約８０
０で粒度２００μｍの珪砂研磨材を用意して試験した。
試験条件は、ウォータージェットノズル径を０．９５ｍ
ｍとし、スタンドオフ距離を１５ｍｍ、投射角度を４５
°、トラバース速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎと設定し
て、水圧が２７５０ｋｇ／ｃｍ2 で、上記２種類の研磨
材を用いて高炭素鋼板に噴射したときの研削効果を比較
した。研削加工は本加工としてタンク５から硬質の研磨
材をノズルに供給して研削した。研削終了時点での表面
粗度は３００μｍであった。この後タンク６の軟質の研
磨材を使用して仕上げ研削を実施したところ、６０μｍ
に仕上げることができた。
てヌープ硬度約２０００で粒度２００μｍのアルミナ研
磨材、タンク６には軟質研磨材としてヌープ硬度約８０
０で粒度２００μｍの珪砂研磨材を用意して試験した。
試験条件は、ウォータージェットノズル径を０．９５ｍ
ｍとし、スタンドオフ距離を１５ｍｍ、投射角度を４５
°、トラバース速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎと設定し
て、水圧が２７５０ｋｇ／ｃｍ2 で、上記２種類の研磨
材を用いて高炭素鋼板に噴射したときの研削効果を比較
した。研削加工は本加工としてタンク５から硬質の研磨
材をノズルに供給して研削した。研削終了時点での表面
粗度は３００μｍであった。この後タンク６の軟質の研
磨材を使用して仕上げ研削を実施したところ、６０μｍ
に仕上げることができた。
【００１８】
【発明の効果】本発明の研磨材供給方法によって、以下
の効果を奏する。
の効果を奏する。
【００１９】（１） 個々の研磨材が有する特性を充分
に発揮せしめて、研削効率を上げることができる。
に発揮せしめて、研削効率を上げることができる。
【００２０】（２） 研削面に要求される状態に応じ
て、研磨材と研削条件の選択を任意に行うことができ、
希望の研削状態を作り出すことができる。
て、研磨材と研削条件の選択を任意に行うことができ、
希望の研削状態を作り出すことができる。
【００２１】（３） 研削材の特性に合った条件での操
作が可能となり、加工能率と加工面性状を共に満足でき
るシステムの容量を有効に利用できる。
作が可能となり、加工能率と加工面性状を共に満足でき
るシステムの容量を有効に利用できる。
【図１】 本発明を実施するのに使用できるアブレイシ
ブウォータージェット加工装置のシステムを示す。
ブウォータージェット加工装置のシステムを示す。
【図２】 研削材粒度と研削能率の関係を示す。
【図３】 研削材粒度と粗度の関係を示す。
【図４】 本発明の研削の適用例を示す。
１ アブレイシブウォータージェットノズル ２ 低圧水ポンプ ３ 増圧機 ４ アキュムレータ ５ 研磨材タンク ６ 研磨材タンク ７ 分級機 ８ 研磨剤の回収、再利用系 ９ 大粒研磨材補給ライン １０ 小粒研磨材補給ライン
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 野上 不二哉 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 松村 裕之 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 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 辻田 京史 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 田中 秀尚 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 昭62−199361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16999（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−135477（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−57672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24C 5/02,7/00,9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 高圧ジェット流に研磨材を添加するアブ
レイシブウォータージェット加工における研磨材供給方
法において、異なる種類の研磨材をそれぞれ別個のタン
クに貯蔵し、研削工程の前半は切削効率の高い研磨材を
供給し、同じ研削工程の後半は表面粗さが良くなる研磨
材を供給するアブレイシブウォータージェット加工にお
ける研磨材の供給方法。 - 【請求項２】 研削工程の前半と後半に供給したそれぞ
れ粒度の異なる研磨材を元のタンクに戻し、繰返し再利
用する請求項１記載のアブレイシブウォータージェット
加工における研磨材の供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5171772A JP3071069B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | アブレイシブウォータージェット加工における研磨材の供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5171772A JP3071069B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | アブレイシブウォータージェット加工における研磨材の供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0724733A JPH0724733A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3071069B2 true JP3071069B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15929398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5171772A Expired - Fee Related JP3071069B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | アブレイシブウォータージェット加工における研磨材の供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071069B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103395007B (zh) * | 2013-08-20 | 2015-07-08 | 哈尔滨工业大学 | 复合能场作用下磨料射流加工装置 |
| JP2015080745A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 東亜グラウト工業株式会社 | 管路洗浄方法 |
| GB201320501D0 (en) * | 2013-11-20 | 2014-01-01 | Element Six Gmbh | Strike constructions,picks comprising same and methods for making same |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316999A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | 川崎重工業株式会社 | アブレツシブウオ−タジエツト切断装置 |
| JPS62199361A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | スラリ−循環使用方法 |
| JPH01135477A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-29 | Ingersoll Rand Co | 液体／研摩材ジエツト切削装置 |
| JPH0457672A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Komatsu Ltd | ショットピーニング方法及び装置 |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP5171772A patent/JP3071069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0724733A (ja) | 1995-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970418 |
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