JP4843780B2 - 電気・磁気複合加工方法 - Google Patents
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Description
図6に示すように、工作物5である微細管の内部に、加工工具となる導線1を同軸的に配置する。さらに、導線1の半径方向に配置された永久磁石3,3を導線1の軸回りに回転させて回転磁場を形成し、導線1に直流電流を流すと、加工工具(導線1)に、回転運動の加工挙動が生じる。こうした加工挙動によって、微細管の内面精密研磨を実現できる。実際に、図7に示すような実験装置を組み立て、モーターのステーターを用いた回転磁界中に導線を挿入し、導線に直流2Aを通電した結果、導線は50Hzで激しく振動することが分かり、本発明の方法が実現できることを確認した。
図8に示すように、工作物5である微細管の内部に、加工工具となる導線1を同軸的に配置する。さらに、導線1の半径方向に固定的に永久磁石3,3を配置して静磁場を形成する。交流電流を導線1に流すと、静磁場の中で脈動する電磁力を受け、導線1には図8の下方に表すような振動的な加工挙動が生じる。こうした加工挙動によって、微細管の内面精密研磨を実現できる。なお、この加工挙動は、導線1周辺、すなわち微細管内部に配されたスラリー状ないし液状の研磨剤、又は磁性流体等の流動を促進でき、微細管内面の精密加工を実現し易くなる特徴をもつ。
自由曲面を有する工作物、又は柔らかい工作物2の表面仕上げについては、このような工作物の表面に局部的に接触することなく、比較的広い領域に追従性よく均一に接触することができるように、図9に示すように、所定面積以上、例えば1mm2以上の面積を有するフレキシブルな板状加工工具6を用いる。こうした板状加工工具を用い、且つ電磁力(加工力)を制御することによって、工作物表面の精密加工を実現する。なお、板状加工工具6の作動原理としては、先に、図1〜3ないし図5等において説明したもののいずれかを利用することが可能である。
図11に示すような比較的口径の大きな工作物2の内面の研磨を行う場合には、加工工具として、例えば図11(A)及び図11(C)に示すようなコイル工具8を用いて、これに図11(C)に示すように直流電流を流す。そして、工作物2の外側に配置した磁石3で変動磁場又は回転磁場を形成し、コイル工具8に電磁力を与えることによって内面研磨加工を効率よく実現できる。また、図11(B)に示すような導線束工具7を用いて、これに直流電流を流す。そして、工作物2の内側と外側に配置した磁石3,3で変動磁場又は回転磁場を形成し、導線束工具7に電磁力を与えることによって内面研磨加工を効率よく実現できる。
工作物2としての金型の型面の研磨を行う場合には、図12に示すように、金型の型面に応じた様々な形のフレキシブルなプレートコイル9を加工工具として用い、変動磁場中に置く。プレートコイル9に直流電流を流すと、コイル面の垂直方向に磁場が発生する。プレートコイル9で発生した磁場は変動磁場の中にいるから、吸引、反発の繰り返し運動をする。プレートコイル9の吸引、反発によってプレートコイルに振動運動が発生することによって、工作物2である金型にプレートコイルを繰り返し接触させることができ、精密加工を実現することができる。この実施例によれば、比較的狭い箇所で磁場を発生し易く、コイルはいくらでも薄く小さくできるので、この実施例の方法は、微細金型の研磨加工に有効であると考えられる。
工作物2の隙間加工に関しても、実施例5と同様に、加工工具としてプレートコイル9を用いることで容易に行うことが可能である。すなわち、図13に示すように、プレートコイル9を工作物2の隙間に入れ、変動磁場中に置く。プレートコイル9に直流電流を流すと、プレートコイル9の先端に磁場が発生する。プレートコイル9の磁場は変動磁界中で、吸引、反発で変動磁界と同周期に変化する。このようにして、プレートコイル9に振動運動が発生することによって、隙間を形成する工作物2の両側面にプレートコイル9を繰り返し接触させ、精密加工を実現することができる。この実施例によれば、特に、小さい箇所に磁場をかけ易く、プレートコイル9はいくらでも薄くできるので、この実施例の方法は微細な隙間加工に有効であると考えられる。
2 工作物
3 磁石
4 電磁石
5 工作物(微細管)
6 板状加工工具(加工工具)
7 導線束(加工工具)
8 コイル工具(加工工具)
9 プレートコイル(加工工具)
Claims (6)
- 電流を流した導線を磁場中に配して当該導線にフレミングの法則に従う電磁力を与え、当該電磁力を前記電流の変化によって変動させて前記導線に運動を与え、当該運動を利用して管内部の研磨加工を行う電気・磁気複合加工方法であって、
前記管内部に前記導線を配置し、該導線の半径方向の管外側に永久磁石を配置し、
前記永久磁石を回転させて回転磁場を形成しつつ前記導線に直流電流を流して前記導線に回転運動を生じさせて管内面の研磨加工を行う、
ことを特徴とする電気・磁気複合加工方法。 - 電流を流した導線を磁場中に配して当該導線にフレミングの法則に従う電磁力を与え、当該電磁力を前記電流の変化によって変動させて前記導線に運動を与え、当該運動を利用して管内部の研磨加工を行う電気・磁気複合加工方法であって、
前記管内部に前記導線を配置し、該導線の半径方向の管外側に永久磁石を配置し、
前記永久磁石を回転させて回転磁場を形成しつつ前記導線に直流電流を流して前記導線に回転運動を生じさせて管内面の研磨加工を行い、又は、前記永久磁石を固定して静磁場を形成しつつ前記導線に交流電流を流して前記導線に振動運動を生じさせて管内面の研磨加工を行い、
前記導線にフレミングの法則に従う電磁力を与える電流の波形を交流又はパルス波形とし、当該導線の固有振動数と共振し得る周波数の変動電磁力を前記導線に作用させ、与えられた変動電磁力により前記導線に共振現象を生じさせて振幅の大きな振動を起こしながら研磨加工を行うことを特徴とする電気・磁気複合加工方法。 - 前記導線の少なくとも表面には、耐摩耗性層が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気・磁気複合加工方法。
- 前記導線の表面には、砥粒が固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気・磁気複合加工方法。
- 前記導線は、遊離研磨材の存在下で用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気・磁気複合加工方法。
- 前記導線に波動的運動を与え、前記遊離研磨材の流動特性を促進して研磨加工を行うことを特徴とする請求項5に記載の電気・磁気複合加工方法。
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