JPH02502172A - 円柱状構成要素の外側磁気研摩機械加工をするための装置 - 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】 円柱状構成要素の外側磁気研摩機械加工をするための装置 技術分野 本発明は、一般に構成要素の研摩機械加工に関し、特に円柱状構成要素の外側磁 気機械加工をするための装置に関する。

背景技術 現在の技術状態では、ワイヤストックを、二つの円板の間に圧縮させる強磁性の 研摩材粉末を通して引っ張ることによりワイヤストックをクリーニングする装置 が知られている（ソ連発明者証７８７，１３１参照）。円板の一方は回転させる ことができ、かつ粉末を保持するための７ランジを備えている。他方の円板はば ねで負荷されかつ研摩材粉末を機械加工領域で機械的に圧縮するのに役立つ。

前述した従来技術の装置では、特に鍛造またはタッチ合金で作られたワイヤの場 合に、ワイヤストックの高品質の機械加工をすることができない。なぜなら、研 摩材粉末が機械領域で詰まる傾向があり、そのため機械加工すべき表面が研摩材 粉末で浸透されることになる。この傾向は、圧縮円板か研摩材粉末に及ぼす圧力 を減らすことにより防止できるが、工程の効率が実質的に減少する。

ここに提案された本発明に最も近いのは、特にワイヤストックまたは大形の圧延 ストックをスケールまたは錆からクリーニングするために円柱状構成要素の外側 磁気研摩機械加工のための装置である（ソ連発明者証９７５゜１３４参照）。

前述した周知の装置のうち後者は、環状の作用領域を形成するように互いに対向 して取りつけられた一対の磁極片を組み込んである電磁システムと、ワイヤまた は大形のストックを作用領域へ長手方向に給送するための機構とを有する。

この周知の装置に組み込まれた磁極片は、電磁コイルに対し軸方向に整合された 円板として形成され、これらの円板はその端面が互いに対向して取りつけられ、 かつワイヤまたは大形のストックが通過できる中心孔を備えている。

磁極片の間のコイルの内側に設けられた空間が強磁性の研摩材粉末で満たされ、 かつ磁極片が非磁気カバーにより外部から保護される。

普通知られているように、電流が電磁コイルを通るときに、フィルの周りに磁場 が発生し、かつ一度はコイルの正規の位置に、磁力線がその軸線と平行に整列さ れる。

コイルの内側に配置された強磁性の研摩材粉末粒子が磁化されて、磁力線に沿っ て整列された列を形成する。強磁性研摩材粉末の粒子は、それらの長い方の軸線 が磁力線に沿った状態で配向される。棒またはワイヤのストックが、磁極片に設 けられた中心孔を通ってコイル軸線の長さ方向に引っ張られる際に、研摩材粉末 粒子の列がゆがめられて半径方向に変位され、それによって磁力線の方向に並べ られた新しいいっそう密集した列が生じる。

このため、研摩材粒子で機械加工すべき表面がスナッギングすることになり、そ れにより構成要素がその表面層ではぎ取られる。しかしながら、機械加工は、磁 力線の直接隣接する列に属する粒子によってのみ行なわれる。

粒子の切刃が鈍くなるときに、機械加工条件が低下する。

前述した従来技術の装置が粒子の切断能力を再調整するための便宜を与えること ができない限りでは、粒子が急速に鈍くなり、そのため工程の効率と機械加工さ れる表面の品質が急に低下する。さらに、研摩材粒子により機械加工される表面 がスナッギングすることにより微小な切れ端が発生し、これが機械領域から除去 されないで研摩材粉末と混ざり、そのため研摩材粉末の切断能力がそこなわれる 。このように、実際の機械加工には限定された数の研摩材粒子が関係することと 、切れ端で粉末が汚染することと、磁力線が構成要素の給送方向と平行に整列さ れることにより引き起こされる機械加工すべき表面に研摩材粒子が加える圧力が 低いことなどのため、強磁性研摩材粉末の切断能力が急速に失われ、かつ長さ方 向に円柱状に形成された構成要素、特にワイヤまたは棒のストックが不規則に機 械加工されることになる。

発明の開示 本発明は、電磁システムの構造上の具体化と磁極片の配置が、構成要素の全表面 からのスケールやフィルム酸化物の完全でかつ一様な除去を確保するようになさ れ、その結果磁気研摩機械加工の効率と品質が相当に改良される、円柱状構成要 素の外側磁気研摩機械加工をするための装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するには、環状の作用領域を形成するように互いに対向して取 りつけられた一対の磁極片が組み込まれた電磁システムと、構成要素を作用領域 へ長手方向に給送するための機構とを備えた、円柱状構成要素を外側磁気研摩機 械加工するための装置において、本発明により、電磁システムには、第一の対に 対向して付加的な対の磁極片を設け、この対の磁極片が、機械加工すべき構成要 素の長手方向軸線に沿って長さ方向に第一の対に関して距離Ｌ−（０，２〜１． ０）Ｄの間変位されるようにし、この式でＤは磁極片の直径であり、また各対の 前記磁極片は互いに運動学的に関連し、共通の回転軸線上に設置され、かつその 軸線に関して反対方向に指向した偏心を特色とするようにすればよい。

磁極片は、磁力線が構成要素の給送方向と直角な方向に環状の作用領域を通るよ うに取りつけられる。研摩材粒子が磁力線に沿って列をなして並んで、機械加工 すべき表面に最大の圧力効果を発生する。

磁極片が回転すると、環状の「切断ブラシ」を形成する研摩材粉末粒子が、機械 加工すべき構成要素の表面に衝突し、それによって圧力がこの表面にもたらされ 、研摩作用を生じ、構成要素を磁極片の間に内方へ押しやる。

磁極片がさらに回転すると、粉末粒子が機械加工すべき構成要素表面から離れ、 それらの最初の状態に戻って、再び環状の「切断ブラシ」として付形された初め のスナッギング集団を形成する。対にして取り付けられた磁極片は林状に付形さ れていることにより、磁極片の外縁の間で最大の磁気誘導が可能となり、それに より粒子がそれらの初めの状態に戻るように助長される。磁極片が回転し続ける につれて、構成要素表面が、それと接触する粒子により連続的にスナッギングさ れつつあると共に、研摩材粉末粒子で構成された「切断ブラシ」の再調整（修復 ）が磁極片の縁の直径上に対向する位置に起こる。

環状の「切断ブラシ」の連続的な修復の結果として、その構成粒子が、機械加工 すべき表面に対してそれらの姿勢を変えながら空間で耐えず再配向される。それ 故、実際に「ブラシ」粒子のすべての切刃がスナッギング過程に関係し、それに より研摩材粉末の耐久性が延び、かつ工程の効率が改良される。

転させないで前進させる場合に、その表面の半分だけが単一の対の磁極片により 機械加工される。もう一対の磁極片を最初の対に対向して取りつけ、がっ構成要 素軸線の長さ方向に最初の対に関して距離りの間変位させると、完全な機械加工 が得られる。Ｌの量は、スナッギング過程特性に著しい効果を有する。

Ｌが小さい（Ｌ＜０．２Ｄ、ここでＤは磁極片の直径である）場合には、各対の 磁極片により作られた磁場が相互に作用し、その結果機械効率が減少する。Ｌが 比較的大きい（Ｌ＞１．０Ｄ）と、装置の全体寸法がいっそう大きくなり、磁気 回路構成要素の磁気抵抗が増加し、作用領域の磁気誘導が減少し、それによりそ の工程の効力が減少する。

図面の簡単な説明 次に本発明を、添付図面に関連してその例証となる具体例の詳細な記載に開示す る。図面において、第１図は、本発明による、円柱状構成要素の外側磁気研摩機 械加工をするための装置の基本的な構成図の横断面図であり、第２図は第１図の 線■−Ｈに沿って切断した横断面であり、第３図は第１図の線■−■に沿って切 断した横断面である。

発明を実施するための最良の形態 例えば第１図に示したように、円柱状構成要素の外側磁気研摩機械加工のための ここに提案された装置は、例えば機械ベース（第１図から省略）に取りつけられ た磁気ヨーク１と、磁極片４（第２図）および５（第３図）からなる二つの対２ および３とからなる。磁気ヨーク１は、直流電源に接続された電磁コイル６（第 ２図）を担持している。磁気ヨーク１には、軸８を支持する軸受７が組み込まれ ている。対２と３の各々には、磁極片４と５がそれぞれ、作用領域９を形成する ように互いに対向して軸８に取りつけられている。対２と３の各々について、磁 極片４および５はブラケット１ｏを介して互いに運動学的に関連しており、ブラ ケット１０は、磁極片４と５を軸８に保持するための実質的にねじとして作られ 本装置は、磁極片４と５を回転させるための駆動機構（第１図では省略）を有し 、磁極片４と５がベルト駆動部１１により、軸８に取りつけられたプーリー１２ を経て（第２図に見られるように矢印Ａに沿った方向に）回転される。

間隙りが対２と３の磁極片４および５の間に設けられており、これらの磁極片は 単一の回転軸線ｏ−ｏに設置されかつその軸線から反対方向に距Ｍｅだけ間隔を 置いている。磁極片４と５の端面１３の間の空間が強磁性の研摩粉末１４で満た されている。

ローラ１６を組み込んである長手方向給送機構が、構成要素１５を給送するため の装ばに設けられている。ローラ１６を回転させるための駆動機構は意図的に示 してない。

構成要素１５を完全に機械加工するために、例えば第１図に示したように、磁極 片４の対２が磁極片５の対３から構成要素１５の軸線０−０に沿って長さ方向に 距離りだけ間隔を置いている。距離りは、（０，２から１．０）Ｄの範囲内にあ るように特定される。

Ｌ＜０．２Ｄの場合には、磁極片４と５の対２と３により作られる磁場が相互に 作用して作用領域９の連続性を中断する。Ｌ＞１．０Ｄの場合には、作用領域９ の磁気誘導の大きさが減少する。

ここに提案された装置は、次のように作動する。電磁コイル６を通る電流がコイ ル６の周りに電磁場を生じ、それによって磁極片４と５が磁化される。磁場の影 響を受けて、粉末１４が磁極片４と５の間の間隙りで圧縮されることにより二つ の環状作用領域９が形成される。磁極片をベルト駆動部１１から軸８およびプー リー１２を介して回転させる。矢印ＢとＢｌにより示された方向に回転するロー ラ１６が、軸線Ｏ−０の長さ方向に矢印Ｓに沿った前進運動を、機械加工すべき ワイヤストックに与え、それによってワイヤストックを、その軸線が研摩材粉末 １４で満たされた環状作用領域９の外面に対し接線であるように磁極片４と５の 対２と３の間を前進させる。

対２と３の磁極片４と５が単一の回転軸線０−０に設定されているときに、対２ と３の各々がワイヤストック１５の表面のそれぞれの半部を機械加工する。スト ックの除去は、これらの半部の境界線の方が、機械加工された表面の他の部分よ りもそんなに激しくない。完全な表面の有効な機械加工と一様なストックの除去 のために、対２と３の各々の磁極片４と５は、回転軸線０−０から反対方向に距 離ｅだけ間隔を置くように軸線に対して反対方向にずらされている。磁極片４と ５の対２と３が回転すると、反対方向に指向した半径方向のふれを示し、それに より粉末粒子が、機械加工すべき表面の周りを円を描きながら揺動運動を実施し ようとする。その結果とい面積が、磁極片４と５の対２と３の各々により機械加 工される。対２と３の各々により機械加工された表面の部分が互いに多少型なり 、それによっていっそう一様なスナッギングが確保される。

実　　施　　例 例１ ｄ＝５ｍｍの直径を有しかつＲａ−１，０〜０．８μｍの初めの表面仕上げを有 するＴｉ−Ｗ合金製の棒ストックの磁気研摩スナッギング。スナッギング過程の 条件は次の通りである。すなわち、磁極片の回転線速度１．５龍、コイル磁場の 強さ１２ＯＡ／ｍである。

１４６ｍｍ、９０鰭および１２２ｍ１１の直径を有する磁極片が使用され、これ らは可変距離りに設置されかつ反対方向に可変距１ｌｉｔｅで隔置された。冷却 流体で混合された３１５／１００μｍの粒度を有するＦｅ−Ｔｉｃ（４０％）の 強磁性研摩材粉末が用いられた。スナッギングの結果は以下の表に示す。

例２ ｄ＝１．０ｓ＋ｍの直径を有しかッＲａ−０，８〜０．　６μｍの初めの表面仕 上げを有するＡｌ　−Ｍｇ合金製の溶接ワイヤストックの磁気研摩スナッギング 。スナッギング過程の条件は、例１と同じである。得られた結果は、下の表に示 す。

上記の例において、機械加工効率は、機械加工される表面の単位面積から除去さ れるストックのマスｇによって評価した。表面仕上げの品質は、機械加工後達成 された表面仕上げＲａに基いて評価した。

効率と表面仕上げの最も高い価は、テスト猛５．６と１５〜１８（例１）および テストＮＣＬ２３．２４および３３〜３６（例２）で得られた。すなわち、例１ で、ｇ−４，８〜６．　３■／５ｑｃＩ！ｌとＲａ−０，１２〜０．２５μｍ 例２で、ｔ＝６．０〜８．１■／ｓｑｃｍとＲａ−０，１０〜０．１８μｍ０ 残りの結果によれば、磁極片の対の間の最適の距離はＬ−（０，２〜１．０）Ｄ である。Ｌ＜０．２Ｄの場合に、環状の粉体「ブラシ」の連続性が磁極片の磁場 の相互作用により中断され、かつ工程特性が低下する。Ｌ〉１．０Ｄの場合に、 装置の全体寸法および磁気回路の磁気抵抗が増大し、作用間隙における磁気誘導 ならびにｇとＲａの値を減少させる。

偏心の値がｅ　−（０，３〜３．　０＞　　ｄの範囲内にある場合に、最適の機 械加工特性が与えられる。ｅ＜０．３ｄであれば、機械加工が構成要素の表面の 周りで一様でなくなり、ｅ＞３．Ｏｄであれば、環状の粉末「ブラシ」が機械加 工中に粉砕され、このため効率と表面仕上げの品質が低下する。

ここに提案された装置と周知の装置の比較試験を実施した。直径が５鰭のＴ　ｉ −Ｗ合金製の棒ストックを周知の装置を用いて機械加工後、ｇ−４，５ｍｇ／ｓ ｑｃｍとＲａ−０，２８μｍの値が得られた。また、直径が１龍のＡｌ−Ｍｇ合 金製の棒ストックをここに提案された装置を用いて機械加工後、ｇ＝５．　６ｍ ｇ／５ｑａｎとＲａｍ０１２１μｍの値が得られた。この試験により、ここに提 案された装置は、従来技術の装置に比較して効率が１．４倍、および表面仕上げ の品質が２．　１−２．　３倍増加できることが証明された。

円柱状構成要素の外側磁気研摩機械加工をするためのここに提案された装置によ れば、機械加工工具（環状ブラシ）と機械加工すべき構成要素との間に弾性的接 触を与えることにより高い品質の表面仕上げを達成できる。

作動中、磁極片と構成要素の間の粉末粒子の詰まりが取り除かれ、それにより粉 末粒子が構成要素に埋められないように防止され、かつその表面層が粉末研摩材 で浸透されないように保護する。

粉末粒子が環状の作用領域で連続的に再配向することにより、および実際に研摩 材粉末の全容積がスナッギング過程に関係するため、高い機械加工効率が達成さ れる。

産業上の利用可能性 本発明は、ワイヤや棒のストックを研摩するためおよびそれをフィルム酸化物や スケールからクリーニングするために特に有利に用いることができる。

２　　　　　　　２９．２　　　１．０　　０．４４　　４．０３　　　　１４ ６　７３　　　　１６．５　　０．４０　　２．８６　　　　　　　　１８　　 　　１５．０　　　０．２５　　５．１　　　ない規則的に機械ない部分がある 。

５．０ １１　　　　　　　　１２　　　　１５．０　　　０．４０　　２．９１２　　 　　　　　　２４．４　　　１６．５　　　０４８　　２．８１３　　　　１２ ２　１３５　　　　　１．５　　　０．３０　　４．４１８　　　　１２２１２ ２　　　　１５．０　　　０．１５　　　Ｂ、３　　　、Ｓノないａり的に機械 加工された表 ２１　　　　　１４６　　７３　　　　　０．２　　　０．３４　　５゜２２４ 　　　　　　　　４５　　　　　１．５　　　０．１５　　７．４　　　ない規 則的に機械２６　　　　　９０　　１０　　　　　：１．０　　　０．４０　　 ４．２　　　された表面　　　　　２７　　　　　　　　９０　　　　　０．２ 　　　０．３７　　５．４２８　　　　　　　１００　　１．０　０Ｊ　　　　 Ｏ，２７４，７２９１２１，０１，５０，３８４，０ ３０２４，４０，２０，３２４Ｊ ３１　　　　１２２　　７０　　　　　４．０　　　０．２２　　４．２３４　 　　　　１４Ｂ　　　２９．２　　　　３．０　　　０．１８　　１０　　　　 （痕跡、かき傷、３５　　　　　９０　　４５　　　　　１．５　　　０．１２ 　　７．７　　　埋めこまれた研摩３６　　　　１２２　１２２　　　　０．３ 　　　０．１０　　８．１　　　材粒子）ののない国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 環状の作用領域（９）を形成するように互いに対向して取付けられた一対（２） の磁極片（４）が組み込まれた電磁システムと、構成要素を前記作用領域へ長手 方向に給送するための機構（１６）とを備えた、円柱状構成要素を外側磁気研摩 機械加工するための装置において、前記電磁システムは第一の対（２）に対向し て付加的な一対（３）の磁極片（５）を設け、この一対の磁極片が、機械加工す べき構成要素（１５）の長手方向軸線（０１−０１）に沿って長さ方向に第一の 対に関して距離Ｌ−（０．２〜１．０）Ｄの間変位されるようにし、ここでＤは 磁極片（４，５）の直径であり、各対（２，３）の磁極片（４，５）は互いに運 動学的に関連し、共通の回転軸線（０−０）上に設置され、かつ前記軸線に関し て反対方向に偏心（ｅ）するよう指向されていることを特徴とする外側磁気研摩 機械加工装置。