JPH01295764A - ジエツト加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックス製の軸受、シールなどの表面の
精密加工法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来よりセラミックスなどの硬度の高い材料で製作され
た軸受やシールの表面の加工には、一部電気良導体のも
のについては、放電加工などによる表面加工が施されて
いるが、多くのセラミックスは、電気的絶縁体であり、
また、化ゝ学的にも安定しており、放電加工や化学的な
腐蝕を利用するホトエツチングなど表面加工は困難で、
主に、ダイヤモンド砥石による研削あるいはラッピング
によっている。

〔発明が解決しよ゛うとする課題〕

ところで従来のセラミックスなどの硬度の高い材料製の
軸受やシールの表面加工法では、セラミックスは、化学
的に比較的安定しておシ、そのため化学的な腐蝕を利用
するホトエツチングでは、加工に多大の時間を要する。

また、電気的絶縁体の場合（はとんどのセラミックスが
これに属する）放電加工が不可である。

したがって、従来、セラミックスでは、ダイヤモンド砥
石による研削、あるいは、ダイヤモンドパウダーに、よ
るラッピング加工によらねばならず、多大の時間を要し
ているのが現状である。このためセラミックスは、原材
料費は、安価にもかかわらず、加工費が含まれる製品コ
ストは非常に高価なものになると・云う不具合がある。

これは、加工のためのダイヤモンド砥石やダイヤモンド
パウダーなど加工材料のコストおよびこれを加工する加
工機の占有時間が長いための加工コストが大きなウェイ
トをしめるためである。

本発明は、このような従来技術の不具合点を解決するも
ので、ダイヤモンド砥石やダイヤモンドパウダーのよう
な高価な加工材料を用いないで、簡単な機械装置で、化
学的安定でかつ、電気的絶縁体であるようなセラミック
スなどの高硬度の材料の表面加工を実施するジェット加
工法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明のジェット加工法は、セラミックスなど
の高硬度材の表面加工において圧縮ガスをセラミック等
の微粒子容器に送シ、このガス圧によシ該微粒子をノズ
ルに送シ、前記ノズル内に、別系統の駆動ガスを送るこ
とにより加圧、加速し、これを被加工材表面に吹き付け
゛て高硬度材料の表面加工を行なうことを特徴としてい
る。

〔作用〕

本発明のジェット加工法では、被加工材である高硬度材
料に対し、接近して、空気等のガスジェットを噴射する
。ガスジェットの場合は、簡単に音速ま次は、それを越
える気流を作ることが可能である。この気流に、セラミ
ックスあるいは、金属の微粒子を乗せ、別の駆動ガスに
よシさらに加速し、これン加工すべき高硬度材料の部位
に吹き付ける。

材料の加工速度は粒子の速度の３〜５乗に比例する高速
気流で、音速相当の速度に加速されているため、加工速
度が大きく、比較的短時間で加工が可能である。

また、形状が複雑な物でもノズルあるいは、ワークを位
置制御し、所定の形状の加工が可能である。

〔実施例〕

以下図面によシ本発明の一実施例について説明すると、
第１図は本発明のジェット加工法のノズル部の作用状態
を示す説明図、第２図はセラミックス製加工品の１例と
してのセラミック軸受、第３図はスパイラルグループ軸
受を示す。

セラミックスはその優れた耐摩耗性から摺動材料によく
利用される。

第２図は、その代表的な軸受である。セラミック軸受Ａ
１には潤滑剤を供給するための軸方向の溝Ａ２が設けら
れる。このような溝加工は、極めて困難で、焼結前の加
工が可能なもののみ実現できる。第２図の如き軸受に、
焼結前加工をすると焼結時に割れたシする。また溝加工
のため軸受を２ツ割にする必要が生じたりする。

第３図は、スパイラル・グループ軸受で、軸受Ｂ１には
表面に深さ１０μｍ〜５０μｍのスパイラル状の浅い溝
Ｂ２があり、この加工は、ダイヤモンド砥石による研削
、あるいはホトエツチングなどによる加工がされるが、
大変時間の゛かかる作業となる。

そのため本発明のジェット加工法では、第１図に示すよ
うに１ジ工ツトノズル本体２に対し、フレキシブルホー
ス９、駆動ガス供給管８を経て、加工ガスを供給する。

一般に加工ガスは、ジェット流速を高くするためには、
臨界圧力比（空気では２弱である）を越えるような圧力
が選ばれ末広がりノズルが用いられる。

このガスは、ジェットノズル２内のＹで絞うれており、
ここで、音速に加速される。この絞りＹから流路面積が
拡大する部分において、粒子供給管３の出口を設けであ
るため、ここに、負圧が生じ、粒子容器５がガス管７よ
シ吸入するガスと共に、セラミックス等の微粒子を吸い
込み、ノズル内で該微粒子が、駆動ガスにより加速され
、ジェン）Ｘとなりテーブル１上に載置されたワークＢ
１に吹き付けられる。

ジェノ）Ｘに含まれている粒子とワークＢ１との衝突に
よりワークＢｌの表面の粒子が、たたかれ破壊し、取り
除かれていく。

このとき、ジェットＸ内の粒子の大きさを小さくするこ
とによシ、ワークＢ１に大きなりラックや、大きな粒子
の欠落を生ずることなく、表面の極めて浅い範囲に限ら
れるため、加工面もなめらかである。

加工速度は、主にノズル形状、駆動ガス圧力、粒子量（
ガス内の濃度）、および時間によって決まるので、予め
、ワークＢ１の材質による加工速度を把握しておくこと
により、加工深さを予測し、コントロールすることが可
能である。

なお、粒子には、ワーク材質より硬い材質のものが良く
じん性の大きな材料ワークの場合は粒子径を比較的太き
くシ、荒加工を行ない、後に、粒子径を小さくシタリ、
駆動ガス圧力を低くシ、個々の粒子の持っている速度エ
ネルギーを小さくシ、仕上げ加工をすることにより滑ら
かな加工が可能である。

第２図にＡ２で示すような、溝加工の場合は、゛ジェッ
トノズル２の先を振りながら、溝中央の吹き付け時間が
長くなるようにフントロールすることにより、深さの異
なる溝を１つの行程で加工することが可能である。

勿論、ノズル２の径の異なるものを用いて２度、３度の
加工によシ、深さ、巾など複雑な溝加工など可能である
。

特に図示していないが、ノズル２あるいはテーブル１を
自由に位置をフントロールすることによりワークＢ１な
どにマスキングすることなく、複雑な表面の加工が可能
である。

第１図に示す実施例では、ガス供給管７ば、大気解放し
、絞りＹのあとの負圧によって、吸込まれるように構成
されているが、ガス供給管７に加圧ガス配管し、ここか
らも、ガスを供給し、ノズル２内に送ることも十分可能
である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来の加工法であるダイヤモンド砥
石による研削では、砥石の損耗や、加工時間がかかり、
ダイヤモンドパウダーによるラッピングでは、加工量は
ミクロンオーダに限られていたものが、本発明のジェッ
ト加工法ではミリのオーダの加工が、比較的容易にでき
るばかりでなく、深さ、形状が、自由にコントロールで
きる。このためセラミック摺動材の用途を拡大すること
に寄与できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の作用説明図、第２図及び第
３図はセラミック軸受及びスパイラルグループ軸受の正
面図及び側面図を示す。 １・・・テーブル、　　２・・・ジェットノズル本体、
３・・・粒子供給管、　　４・・・フレキシブルホース
、５・・・粒子容器、　　６・・・粒子、　　７・・・
ガス管、８・・・駆動ガス供給管、　　ＡＩ・・・セラ
ミック軸受、Ｂ１・・・スパイラルグループ軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスなどの高硬度材の表面加工において
   圧縮ガスをセラミックス等の微粒子容器に送り、このガ
   ス圧により該微粒子をノズルに送り、前記ノズル内に、
   別系統の駆動ガスを送ることにより、加圧、加速しこれ
   を被加工材表面に吹き付け高硬度材料の表面加工をする
   ことを等徴とするジェット加工法。