【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【産業上の利用分野Ｉ
本発明は遊離砥粒と気体の固気２相流を被加工物に噴射
して被加工物を加工するためのノズルに関する。
【発明のｌｉｔ飲１
先端部に例えば横長の偏平な開口から成る噴口が形成さ
れているノズル内に整流板を配し、遊瀬砥粒と気体との
固気２相流を上記整流板によって整流して先端部の噴口
から高圧噴ａ１させることにより、被加工物を巾広く一
様に加工し得るようにしたものである。
【従来の技術１
例えば特開昭６１２２２７２月公報に開山されているよ
うに、砥粒と気体との固気２ Ｉ１１流を噴射ノズルに
よって被加工物に噴射するようにしたサンドブラスト袋
間が知られでいる。このようへ装置に用いられるノズル
は円筒型の１コ径のものが多く、その直径も約５１１程
度の値を有している。
このようなノズルから砥粒と気体との固気２相流を噴射
して被加工物のパリ取りや面取り、あるいは塗装はがし
、美装加工等を行なうようにしている。
Ｋ発明が解決しようとする問題点］
従来のこのようなサンドブラスト用のノズルは、その口
径が大きく、噴口から噴射される噴流が乱流になってい
るために、微細加工できないという欠点があった。また
表面性および平坦性にも欠け、研磨ダレを生ずる欠点が
あった。さらに従来のこのようなサンドブラスト装置は
、加ｌｆｆ１の制御ができす、直線性も悪く、さらには
分解力が低いという欠点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、微細加工を高能率に行ない得るようにした′ｉＩｉ
離砥粒粗砥粒用噴射ノズルすることを目的とするのもの
である。
Ｋ問題点を解決するための手段】
本発明は、ＭＩＩｌｔ砥粒と気体の固気２相流を被加工
物に噴射するためのノズルにおいて、その内部であっで
噴口に臨むようにその上流側に整流板を設けるようにし
たものである。
１作用１
従って整流板によって整流された遊１Ｉｉｆｌ砥粒と気
体の固気２相流が噴口を通して噴射されることになり、
このような噴流によって被加工物の加工を高精度にかつ
良好な表面性および平坦性をもって行なうことが可能に
なる。
Ｋ実施例】
第１図および第２図は本発明の一実施例に係る固気２相
流用偏平ノズル１０を示している。なお第１図は正面側
から見た断面図であり、第２図は側断面図である。この
ノズル１０は上から主体部１１と、と中間部１２と、そ
して噴口８Ｂ１３とを備えている。主体部１１の上端側
には接続口１４が一体に設けられており、また主体部１
１の内部空間はテーバ状通路１５を構成している。この
通路１５は接続口１４の内側の口部通路１６と連通され
るようになっている。また接続口１４の外周面には雄ね
じが形成されており、この雄ねじは保持体１９の雌ねじ
孔２０に螺合されるようになっている。一方中間部１２
の内側の空間には整流板１７が互いに平行に所定の間隔
を保って配されている。そして整流板１７は噴口部１３
の先端部開口を構成する噴口１８に臨むようになってい
る。
このように本実施例に係るＴｉｗｉ砥粒噴射用ノズル１
０は、その口部１４の内側の通路が円形断面になってお
り、これに対してその下側に連通されるテーバ状通路１
５は第１図の断面でテーパ状に構成されるとともに、第
２図の断面ではほぼ同じ巾になっている。そして中間部
１２の内側の部分が矩形断面の開口になっており、この
開口の部分に複数枚の整流板１７が組込まれている。こ
れに対して噴口部１３の内側の通路は先細り状のテーバ
の形状を有しており、先端部が横長の偏平な噴口１８と
なって開口されている。なお主体部１１、中間部１２、
および噴口部１３はともにステンレス鋼から構成され、
溶接によって一体化されている。
以上のような構成において、砥粒と気体の固気２相流が
矢印２３で示されるように上方から供給される。なお保
持体１９内における２相流２３の流れは管路流れになっ
ている。そしてこの２相流が噴射ノズル１０の先端側の
噴口１８を通して噴流２４となって噴出されるようにな
っており、被加工物２５の表面に噴射されるようになっ
ている。
そしてノズル１０はその軸線方向に移動可能であって、
これによって噴口１８の先端部と被加工物２５との間の
距離を任意に設定できるようになっている。またノズル
１０と被加工物２５の内の方が他方に対して相対的に第
１図および第２図において横方向に移動されるようにな
っており、これによって加工される位置をＸ軸方向およ
びＹ軸方向に任意に調整できるようになっている。
このようなノズル１０によって噴射される噴流２４の圧
力分布は第３図へのようになる。すなわち第１図におけ
る巾方向の圧力分布はノズル１０の噴口１８のＹ軸方向
の位置に対して均一な圧力分布を有することになる。こ
のような圧力分布は、砥粒として１〜５μｓ程度の粒径
のＳｉＣやＡｎｚＯａ等を利用し、このような砥粒をド
ライＮ２に混合した固気２相流として、ノズル圧を４ｋ
ｇ／ｄとしたときの測定値である。なお第３図８に比較
のために示した圧力分布の特性は、整流板１７を３Ｑけ
ないときの特性である。また第３図ＡＪ５Ｊ、び第３図
Ｂはともに噴[Industrial Application Field I] The present invention relates to a nozzle for processing a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of free abrasive grains and gas onto the workpiece. Lit Drink of the Invention 1 A rectifying plate is disposed inside a nozzle in which a nozzle consisting of a horizontally long flat opening is formed at the tip, and the solid-gas two-phase flow of Yuse abrasive grains and gas is caused by the rectifying plate. By rectifying the flow and ejecting high pressure a1 from the nozzle at the tip, the workpiece can be uniformly machined over a wide area. [Prior art 1] For example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6122272, a sandblasting bag is known in which a solid air flow of abrasive grains and gas is injected onto a workpiece using an injection nozzle. I'm here. Most of the nozzles used in such devices are cylindrical and have a diameter of about 511 mm. A solid-gas two-phase flow of abrasive grains and gas is injected from such a nozzle to perform deburring, chamfering, paint removal, beautification, etc. of the workpiece. Problems to be Solved by Invention K] Conventional nozzles for sandblasting have a large diameter and the jet stream ejected from the nozzle is turbulent, so they have the disadvantage of not being able to perform fine processing. . It also lacks surface properties and flatness, and has the disadvantage of causing polishing sag. Furthermore, such a conventional sandblasting device has the drawbacks of being unable to control the addition lff1, having poor linearity, and furthermore having a low resolving power. The present invention has been made in view of these problems, and is an invention that enables microfabrication to be carried out with high efficiency.
It is intended to be used as a spray nozzle for coarse abrasive grains. Means for Solving Problem K] The present invention provides a nozzle for injecting a solid-gas two-phase flow of MIIlt abrasive grains and gas onto a workpiece, in which the upstream side faces the nozzle. A rectifying plate is installed in the 1 Effect 1 Therefore, the solid-gas two-phase flow of free abrasive grains and gas rectified by the rectifying plate is injected through the nozzle,
Such jet flow makes it possible to process the workpiece with high precision and good surface quality and flatness. K Embodiment FIGS. 1 and 2 show a flat nozzle 10 for solid-gas two-phase flow according to an embodiment of the present invention. Note that FIG. 1 is a sectional view seen from the front side, and FIG. 2 is a side sectional view. This nozzle 10 includes, from above, a main body part 11, an intermediate part 12, and a spout 8B13. A connection port 14 is integrally provided on the upper end side of the main body part 11.
1 constitutes a tapered passage 15. This passage 15 communicates with a mouth passage 16 inside the connection port 14. Further, a male thread is formed on the outer peripheral surface of the connection port 14, and this male thread is screwed into a female threaded hole 20 of the holder 19. On the other hand, the middle part 12
In the inner space, rectifier plates 17 are arranged parallel to each other at a predetermined interval. The current plate 17 is connected to the nozzle part 13.
It faces the nozzle 18 that constitutes the opening at the tip. In this way, the Tiwi abrasive grain injection nozzle 1 according to this embodiment
0, the passage inside the mouth part 14 has a circular cross section, and the tapered passage 1 communicates with the lower side thereof.
5 has a tapered shape in the cross section shown in FIG. 1, and has approximately the same width in the cross section shown in FIG. The inner portion of the intermediate portion 12 is an opening with a rectangular cross section, and a plurality of rectifying plates 17 are incorporated in this opening portion. On the other hand, the inner passage of the nozzle part 13 has a tapered tapered shape, and the tip thereof is opened as a horizontally long flat nozzle 18. Note that the main part 11, the intermediate part 12,
and the spout part 13 are both made of stainless steel,
Integrated by welding. In the above configuration, a solid-gas two-phase flow of abrasive grains and gas is supplied from above as shown by arrow 23. Note that the flow of the two-phase flow 23 within the holding body 19 is a pipe flow. Then, this two-phase flow is ejected as a jet stream 24 through the ejection port 18 on the tip side of the injection nozzle 10, and is ejected onto the surface of the workpiece 25. The nozzle 10 is movable in its axial direction,
This allows the distance between the tip of the nozzle 18 and the workpiece 25 to be set arbitrarily. Also, one of the nozzle 10 and the workpiece 25 is moved laterally in FIGS. 1 and 2 relative to the other, thereby changing the position to be processed in the X-axis direction. and can be adjusted arbitrarily in the Y-axis direction. The pressure distribution of the jet stream 24 injected by such a nozzle 10 is as shown in FIG. That is, the pressure distribution in the width direction in FIG. 1 has a uniform pressure distribution with respect to the position of the jet port 18 of the nozzle 10 in the Y-axis direction. Such a pressure distribution can be achieved by using SiC, AnzOa, etc. with a particle size of about 1 to 5 μs as abrasive grains, and setting the nozzle pressure to 4k by mixing such abrasive grains with dry N2 to create a solid-gas two-phase flow.
It is a measured value when expressed as g/d. The pressure distribution characteristics shown in FIG. 3 and 8 for comparison are the characteristics when the current plate 17 is not moved by 3Q. In addition, both Figure 3 AJ5J and Figure 3 B are
【１１８のＹ軸方向の寸法が２０１１のノ
ズルについての特性である。
第３図Ａに示す−ような圧力分布の特性を有するノズル
１０の下方に被加工物２５を配置する。そしてノズル１
０の先端側の噴口１８の端部と液加ｈｍ２５の表面との
間の距離を１〜３０ｎの範囲内で移動０１能とする。そ
して固気２相流を噴射するノズル１０と液用下物２５の
内の一方をＹ軸方向、すなわち第２図における左右の方
向に移動する。？ｌると第４図に示すように所定の巾を
有する固気２相流の噴流２４が相対移動方向に被加工物
２５に対して移動しながら段部２６のところを順次川下
することになる。。
第５図１ま被加工物２５のＸ軸方向の両側にそれ一すれ
マスク２７を施し、この状態でノズル１０に上−）で加
工を行なうようにしたものであって、マスク２７が施さ
れている部分が加工されることなく、ンスク２７間に段
部２６が形成されることに４【る。従って液加二［物２
５の巾に合わせた横巾をイｊ７７る偏平型）Ｘル１０を
用いることによって、短時間で効率的に微細加工を行な
うことがｉｌｌ能になり、さらにマスク２７を任意の位
置に被せることによって、所望の形状のｔｊ！細加丁用
下なわれろことになる。
このように本実施例に係るｌＩｉ′ａ躬用ノズ小用ノズ
ル１０内部に整流板１７を具備し、ｙｉ離砥粒粒有する
固気２相流の乱れをこの整流板１７によって幣流しＣ噴
０１８から高圧噴射させることにより、被加工物２５を
巾広く一様に１ノ１１土づるようにしたものである。こ
のような装部はイＡ−ンミーリング加■の約１００万倍
の生産性をイｉする馳葡１こ４ｚす、Ｆｌ】広く一様に
加工することが可能になる。、１．た加工表面の均一化
を図ることが可能になる。、、：５ら（、−ＩＡＩ気２
気流相流入される磁粒としく微粉磁粒を用いることによ
り、表面粗度を０．１ｕｍ以トにづることが可能になる
。また加干伊が大ぎく、アルチック林でも約３μｍ、”
ｓｅｃの（めが１；〕られることになる。さらには難加
工材、例えば−１記のＩルヂック材ぐも容易に加工が行
なわれる。また複雑な加Ｊや複数溝加にも簡単に行ない
得るようになる。
Ｋ ｃａ用例メ
以−Ｌ本発明を図丞の一実施例につき述べたが、本発明
は［記実施例によって限定されることなく、本発明の技
術的思想に１１いて各種の変更が可能である。Ｖ１４え
ば第６図に示すような円形の噴口１８を４１づ−るノズ
ル１０にも適用可能であって、このようなノズル１０の
噴口１８の内側において、整流板１７を互いに平（ｊに
複数枚配するようにしてもよい。あるいはまた第７図に
示すように、ｈいに直角に交差するように縦方向と横方
向とにそれぞれ整流板１７を複数枚配列するようにする
こともｉ］ｔ＊ ｃある。
（発明の効果］
以ｌの上うに本発明は、その内部であって噴１」に臨む
ようにその上流側に整流板を設番ノるようにしたちので
ある。従ってこの整流板によって固気２相流を整流して
被加工物に噴０４させるごどにより、被加工物を均一に
加１−することが可能に！、ｊろ。The dimension in the Y-axis direction of [118] is the characteristic of the nozzle of 2011. A workpiece 25 is placed below a nozzle 10 having pressure distribution characteristics as shown in FIG. 3A. and nozzle 1
The distance between the end of the nozzle 18 on the tip side and the surface of the liquid adding hm 25 is set to be movable within the range of 1 to 30n. Then, one of the nozzle 10 that injects the solid-gas two-phase flow and the liquid lower part 25 is moved in the Y-axis direction, that is, in the left-right direction in FIG. 2. ? Then, as shown in FIG. 4, a solid-gas two-phase jet 24 having a predetermined width moves in the relative movement direction with respect to the workpiece 25 and sequentially moves downstream at the stepped portion 26. . . Fig. 5 1 Masks 27 are applied to both sides of the workpiece 25 in the X-axis direction, and in this state machining is performed with the nozzle 10 above. This is because the stepped portions 26 are formed between the discs 27 without machining the remaining portions. Therefore, liquid addition two [object 2
By using the flat type 10 whose width matches the width of the mask 27, it becomes possible to perform microfabrication efficiently in a short time, and furthermore, the mask 27 can be placed on any desired position. tj! of the desired shape. It will be used for thin cutting. In this way, the rectifying plate 17 is provided inside the small nozzle 10 for lIi'a according to the present embodiment, and the turbulence of the solid-gas two-phase flow containing the yi abrasive grains is rectified by the rectifying plate 17. By injecting high pressure from 018, the workpiece 25 is uniformly covered with 1/11 soil over a wide area. Such a mounting part can be widely and uniformly processed with a productivity approximately one million times greater than that achieved by in-milling. , 1. This makes it possible to make the processed surface uniform. ,,:5 et al(,-IAI ki 2
By using fine magnetic particles as the magnetic particles introduced into the air flow phase, it is possible to achieve a surface roughness of 0.1 um or less. In addition, the size of the kaorii is large, and the thickness of the altic forest is about 3 μm.
Furthermore, difficult-to-process materials, such as I Ludik material listed in -1, can be easily machined. Also, complex machining and multiple groove machining can be easily performed. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in FIG. For example, it can be applied to a nozzle 10 having a circular nozzle 18 as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 7, a plurality of rectifying plates 17 may be arranged in the vertical and horizontal directions so as to intersect at right angles to the rectifying plates 17. (Effects of the Invention) As described above, the present invention has a method in which a rectifying plate is installed inside the jet on the upstream side facing the jet 1. Therefore, by rectifying the solid-gas two-phase flow and spraying it onto the workpiece using this rectifying plate, it is possible to uniformly apply pressure to the workpiece.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の一実施例に係るノズルの東部縦断面図
、第２図は第１図に＆ｊ ｌブる１■ヘーＩＩ ＩＡ断
面図、第３図はＡ、Ｂは噴流の圧力分布を示４グラノ、
第４図および第５図は加工中の液加４−物を示づ一！１
視図、第６図および第７図＋、１変形例のノズルの底向
図である。
また図面中の主背な部分の名称はつざの通りである。
１０・・・Ｑ平ノズル
１７・・・整流板
１８・・・噴口
２３・・・固気２相流（管路流れ）
２４・・・噴流
２５・・・被加工物Figure 1 is an eastern longitudinal cross-sectional view of a nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the nozzle shown in Figure 1, Figure 3 is A, and B are jet pressures. 4 grano showing the distribution,
Figures 4 and 5 show the liquid additives during processing. 1
FIG. 6 and FIG. 7+, a bottom view of the nozzle of one modification; Also, the names of the main spine parts in the drawings are as shown. 10...Q flat nozzle 17...straightening plate 18...spout 23...solid gas two-phase flow (pipe flow) 24...jet flow 25...workpiece