JPH0457672A - ショットピーニング方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミ合金部品や浸炭部品等の処理品の表面
にショット球を衝突して高強度化するショットピーニン
グ方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

スチール製の小さな球形粒子のショット球を第５図に示
す高速回転する羽根１や第６図に示す高圧エアーノズル
２によって加速して処理品の表面に衝突させ、そのショ
ット球の衝突エネルギーによって処理品表面近傍に加工
硬化と圧縮残留応力が生じて処理品の高強度化を図るシ
ョットピーニング方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかるショットピーニング方法による圧縮残留応力分布
はショット球の大きさによって異なる。

例えば、０．１φ關程度の小さなショット球を用いた場
合にはショット球の衝突エネルギーが小さく処理品の表
面より深い内部までピーニング効果が達せずに圧縮残留
応力域は浅く、最表面に最大の圧縮残留応力値が生じ、
０．６φ■ｌ〜１．０−鰭の大きなショット球を用いた
場合にはショット球の衝突エネルギーが大きく処理品の
表面より深い内部までピーニング効果が達し圧縮残留応
力域は深くなるが、最大の圧縮残留応力値は最表面から
少し内部寄り位置となる。

他方、一般に歯車の耐面圧強度は最表面の圧縮残留応力
値に関係し、また曲げ強度は圧縮残留応力値だけではな
く圧縮残留応力域の深さにも関係する。

しかしながら、従来のショットピーニング方法では前述
のように表面の圧縮残留応力値を大きくしようとして、
φ０．１ｍｍ程度のショット球でショットすると、圧縮
残留応力域が浅くなり、φ０．６ｍｍ程度の比較的大き
なショット球でショットを行なって圧縮残留応力域を深
くしても表面の圧縮残留応力値は、それ程大きくならな
いので、歯車の耐面圧強度と曲げ強度の両方を満足する
ことは困難であった。

そこで、本発明は表面の圧縮残留応力値を大きくでき、
しかも圧縮残留応力域を深くできて歯車の高強度化に好
適なショットピーニング方法及び装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕ショット球の速
度や大きさを異ならせてショット球の衝突エネルギーを
最初は大きく、次に小さくして、圧縮残留応力域を深く
した後に表面を高硬度にできるようにしたショットピー
ニング方法である。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の第１実施例を実施するためのショット
ピーニング装置を示し、処理室１０内にノズル１１が処
理品Ａと対向して配設され、このノズル１１は供給管１
２に接続し、その供給管１２には高圧ガス源１３の高圧
ガスが可変圧力コントロール弁１４を経て供給されると
共に、供給管１２の途中にショット球供給管１５が開閉
弁１６を介して接続し、その供給管１２はリザーブタン
ク１７に接続してショット球を高圧ガスで処理品Ａに衝
突させるようにしてあり、その処理品Ａに衝突したショ
ット球は搬送機構１８でリザーブタンク１７に回収され
る。

前記搬送機構１８はスクリューフィーダ等の機械的搬送
手段や管路内に高圧ガスを吹きつけて圧送する手段が利
用できると共に、その搬送機構１８の途中にふるい器１
９が設けられて異物が排出されショット球のみがリザー
ブタンク１７に回収されるようにしである。

前記ふるい器１９としては網体を振動させてショット球
より小さな異物を落下させるもの等か利用できる。

前記可変圧力コントロール弁１４はタイマー２０を備え
たコントローラ２１によってセット圧力が切換えられ、
供給管１２に圧送される高圧ガスの圧力が切換できるよ
うにしである。

次にショットピーニング方法を説明する。

リザーブタンク１７内に材質、大きさの均一なショット
球を入れて可変圧力コントロール弁１４を高圧セットと
し、供給管１２に高圧のガスを供給してショット球を高
速で処理品Ａに衝突させる。

所定時間後（タイマー２０の設定時間後）に可変圧力コ
ントロール弁１４を低圧セットとし、供給管１２に低圧
のガスを供給してショット球を低速で処理品Ａに衝突さ
せる。

このように、最初はショット球を高速で処理品に衝突さ
せるのでショット球の衝突エネルギーが大となって圧縮
残留応力域が深くなり、次にショット球を低速で処理品
に衝突させるのでショット球の衝突エネルギーが小とな
って表面の圧縮残留応力値が大きくなる。

また、大きさ・材質が同一のショット球を用いるので、
ショット球の分別装置等が不要となり、可変圧力コント
ロール弁１４のセット圧力を変えるだけで良く、しかも
小さなショット球を利用できるから小モジユール歯車の
歯底にショット球を衝突して高硬度化できる。

なお、ショット球供給管１５を第２図のように供給管１
２に直接臨ませても良いし、第３図のように羽根２２を
用いてショット球を処理品Ａに衝突させる場合には、そ
の羽根２２を駆動するモータ２３の回転速度をタイマー
２０を供えたコントローラー２１で制御すれば良い。

第４図は本発明の第２実施例を実施するためのショット
ピーニング装置を示し、第１リザーブタンク３０の出口
側を第１開閉弁３１でショット球供給管１５に接続する
と共に、第２リザーブタンク３２の出口側を第２開閉弁
３３でショット球供給管１５に接続し、その第１・第２
開閉弁３１．３３をタイマー３４を備えたコントローラ
３５が開閉するようにしである。

搬送機構１８で搬送された回収ショット球は分別器３６
に送られ、この分別器３６で大きなショット球と小さな
ショット球に分別されて大きなショット球３７が第１リ
ザーブタンク３０に送られ、小さなショット球３８が第
２リザーブタンク３２に送られる。

次にショットピーニング方法を説明する。

第１リザーブタンク３０と第２リザーブタンク３２に大
きなショット球３７と小さなショット球３８をそれぞれ
入れ、最初にコントローラ３５が第１開閉弁３１を開、
第２開閉弁３３を閉として大きなショット球３７を処理
品Ａに衝突する。

所定時間後（タイマー３４の設定時間後）にコントロー
ラ３５て第１開閉弁３１を閉、第２開閉弁３３を開とし
て小さなショット球３８を処理品Ａに衝突させる。

処理品Ａに衝突したショット球は分別器３６で分別され
て大きなショット球３７は第１リザーブタンク３０に回
収され、小さなショット球３８は第２リザーブタンク３
２に回収される。

このようにショット球の大きさを異ならせることで速度
を一定としても衝突エネルギーが異なるから、圧縮残留
応力域を深くできると共に、表面の圧縮残留応力値を大
きくできる。

なお、可変圧力コントロール弁１４のセット圧力を異な
らせてショット球の大きさを変えると同時に速度を異な
らせるようにしても良い。

例えば、最初は０，６φｍ１１〜１．０＃龍のスチール
球のショット球を９０■／ｓｅｃ以上の速度で処理品に
衝突させ、所定時間後に０．０５’〜０．１’ｍｍのス
チール球やグラスピースのショット球を５０　ｓ／ｓｅ
ｃ以上の速度で処理品に衝突させる。

〔発明の効果〕

最初のショット球衝突によって深い領域まで圧縮残留応
力を与え、次のショット球衝突によって表面の圧縮残留
応力値を高くできるから、圧縮残留応力域が深く表面が
高硬度である処理品が得られ、歯車のシヨ・ソトピーニ
ング方法として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すシヨ・ントビーニン
グ装置の説明図、第２図はそのショット球接続部の他の
例を示す断面図、＊３図はショット球衝突手段の他の例
を示す説明図、第４図は第２実施例を示すショットピー
ニング装置の説明図、第５図、第６図は従来例の説明図
である。 第 図 １ど 第 図 手続補装置（自発） 平成し３年

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ショット球を処理品に衝突して高硬度するショッ
   トピーニング方法において、 ショット球の衝突エネルギーを大きくして所定時間処理
   した後にショット球の衝突エネルギーを小さくして所定
   時間処理することを特徴とするショットピーニング方法
   。
2. （２）ショット球の衝突速度を変えて衝突エネルギーを
   変更する請求項１記載のショットピーニング方法。
3. （３）ショット球の大きさを変えて衝突エネルギーを変
   更する請求項１記載のショットピーニング方法。
4. （４）ショット球の衝突エネルギーと大きさを変えて衝
   突エネルギーを変更する請求項１記載のショットピーニ
   ング方法。
5. （５）ショット球を高圧ガスで処理品に衝突するショッ
   トピーニング装置において、前記高圧ガスの圧力を高圧
   、低圧とする手段を設けたことを特徴とするショットピ
   ーニング装置。
6. （６）ショット球を回転羽根で処理品に衝突するショッ
   トピーニング装置において、前記羽根の回転速度を高速
   ・低速とする手段を設けたことを特徴とするショットピ
   ーニング装置。
7. （７）大きなショット球用の第１リザーブタンク３０と
   小さなショット球用の第２リザーブタンク３２とを備え
   、この第１・第２リザーブタンク３０、３２内のショッ
   ト球を交互に処理品に衝突させる手段を設けたことを特
   徴とするショットピーニング装置。