JPH0655446B2 - バレル研磨用メディアの製造法 - Google Patents

バレル研磨用メディアの製造法

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JPH0655446B2
JPH0655446B2 JP63006154A JP615488A JPH0655446B2 JP H0655446 B2 JPH0655446 B2 JP H0655446B2 JP 63006154 A JP63006154 A JP 63006154A JP 615488 A JP615488 A JP 615488A JP H0655446 B2 JPH0655446 B2 JP H0655446B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バレル研磨加工に用いられるメディアの製造
法に関するものである。
〔従来の技術とその課題〕
一般にバレル研磨加工は、例えばゴムライニングされた
バレル槽内でメディア(またはチップ)と称される遊離
砥粒と、湿式法であれば水と、必要に応じ加えられるコ
ンパウンドと、工作物(被加工物)とを入れ、回転や、
振動などの運動により発生するメディアと工作物の相互
作用によってバレル研磨加工を行う方法である。かかる
バレル研磨加工は鉄、鋼部品またはメガネフレーム、ボ
タンなどのバリ取り、丸みつけ、ディスケーティング、
研磨などを目的としている。
ところで、かかるバレル研磨加工に使用されるメディア
は、不定形のものから特定化された形のものまで、また
大きさも様々で、それぞれ比重と硬度に特長を備えて特
定の工作物にマッチして使用されている。このうち、人
造的に成形された特定の形状をもつ人造メディアも多く
用いられている。この人造メディアは任意の粒度の人造
砥粒や天然砥粒などをバンイダーにより粘結成形したも
ので、その形状は三角柱形、円筒柱形、立方形など多種
多様に成形されている。
一方、かかる人造メディア成形用のバインダーとして、
プラスチックが使用されている。すなわち、砥粒とプラ
スチック粉末との複合体からなるメディアは、大きく破
砕することなく適当に摩損すること、更には、排水処理
問題のない乾式法が適用できることなどから好評を博し
ている。そのため、かかるプラスチックをバインダーと
したメディアに関し、多くの技術が紹介されている。例
えば、特公昭50−39870号公報、特開昭51−1
47093号公報、特開昭55−57459号公報、特
開昭59−129659号公報、特開昭60−4296
0号公報等参照。
さて、一般に砥粒とプラスチック粉末との複合体からな
るメディアの製造方法としては、前記公報群では特に記
載されていないが、プラスチックの常法の成形方法であ
る注型法、圧縮成形法、押出成形法および射出成形法が
応用されている。特に、プラスチックが熱可塑性樹脂の
場合には、カッティング装置を備えた押出成形法、また
は射出成形法が応用されている。
しかしながら、砥粒自体が強力な研磨力を有するため、
押出成形法にあってはスクリューおよびカッターの摩耗
・損傷が激しく、また、射出成形法にあってはスクリュ
ーの摩耗・損傷が激しく、しかもスプルー、ランナーな
どの処理における再生粉砕機の損傷も激しい。
更に、かかる押出または射出成形法における成形条件に
関し、砥粒とプラスチック粉末との混合された原料を、
スクリューによって円滑な送りをするためには、本発明
者らの実験結果によれば、その重量配合比(または砥粒
率ともいう)は75:25(砥粒:プラスチック粉末)
が限度であり、したがって、研削力を増大するために
は、更に砥粒の配合比を増加する必要があるが、かかる
増量ができない。
これに加えて、かかる押出または射出成形法におけるメ
ディアの品質に関し、押出成形法にあっては、カッティ
ングの問題からメディアの大きさは直径5mmφ程度が限
界であり、射出成形法にあっては、射出圧力によって高
密度のメディアとなり、また、射出成形機の金型との接
触面、すなわち、先に溶融樹脂が成形品の表面側に回
り、メディアの表皮部に樹脂リッチなスキン層が生成さ
れ、このためバレル研磨加工時、特に滑りを生じ、メデ
ィアとしての研削効果が発揮されない。
更に、押出または射出成形法のいずれの場合でも、メデ
ィアが高密度の製品となり、バレル研磨加工時において
メディアの磨損量が少なく、そのために常に新しい研削
面が現われない。また、工作物の金属粉末(被加工物が
金属の場合)と、メディアの摩損による粉末との混合粉
末、すなわち研削粉末がメディアの表面に再び付着し、
これがメディアから脱落せず、その結果、メディアとし
ての研削力の再生効果が少なくなる。これらの理由によ
って、同一バレル槽におけるバレル研磨加工作業の場
合、作業の標準化が困難となる。
その上、前掲の特開昭60−242960号公報で示さ
れているバレル研磨用メディアでは、多数の気孔を形成
するため、発泡スチロール樹脂を加えて混合している
が、そのため、20〜30℃の温度で約1時間混合す
る、という手間をかけている。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明は、砥粒とプラスチック粉末とからなるメ
ディアの製造法における、前記諸欠点を一掃することに
着目して創作されたもので、特に高周波加熱の性質とプ
ラスチックの物性の一つである誘電体損と結び付ける着
想から出発して前記諸欠点を解決しようとしたもので、
その要旨とするところは、1)砥粒と、この砥粒を結合
するための高周波加熱可能なプラスチック粉末とを混合
し、この混合物を周囲の空気と共に成形型に流し込み、
次いで、この成形型と共に、この混合物を、高周波加熱
を施すことにより、前記空気をポーラス状に分散した微
小気孔を形成して溶融固化させた後、成形型より取り出
してメディアを成形することを特徴とするバレル研磨用
メディアの製造法にあり、また、2)混合物中のプラス
チック粉末を、高周波加熱を施すことにより溶融固化さ
せ外面に樹脂リッチなスキン層の生成を回避するように
した請求項(1)記載のバレル研磨用メディアの製造法に
あり、また、3)プラスチック粉末溶融温度は成形型の
耐熱性温度の範囲とする請求項(1)記載のバレル研磨用
メディアの製造法にある。
〔実施例〕
本発明のメディアの製造法の1例を添付第1図に示す製
造工程にもとづき詳細に説明する。第1図は、メディア
1を製造する工程図を示し、図中、符号2は、粉末状の
砥粒(例えば、ジルコニア系、アルミナ系、チタン系、
または珪素系のセラミックスなどを主成分とした砥粒a
で、好ましくは、60〜1500メッシュのものがよ
く、例えば、240メッシュのものが用いられる)aを
供給するホッパーを示す。
3は、この砥粒aを結合するためのバインダーとしての
プラスチック粉末(誘電体損(力率)(10c/s〜10
6c/s)が約0.02以上のもの、例えば、フェノール樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、セルローズ
トリアセテート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン−6樹脂、また
はナイロン−12樹脂などの粉末)bを供給するホッパ
ーを示す。
4は混合機で、前記砥粒aとプラスチック粉末bとを適
当に混合するもので、後述のように、混合比の巾が大き
くとれるため、いずれの混合比となってもメディアは製
品に供することができ、無駄がない。
5は平板状の成形型で、誘電体損(10c/s〜1
6c/s)が約0.02以下の値で、かつメディア成形温度以
上の耐熱性を有する材料で構成されている。したがっ
て、例えばテフロン(商標名)やシリコンゴム、セラミ
ック等で構成されている。この成形型5には、所定のメ
ディア1の大きさの貫通穴6が多数穿設されている。
そして、成形型5の材料が誘電体損が約0.02以下の値の
ものであっても、例えば、スチロール樹脂製の成形型と
すれば、高周波加熱それ自身では溶融されることはない
が、後述の高周波加熱装置によって溶融固化されたメデ
ィア1の熱により、成形型自身が溶融するので、メディ
ア1の成形温度以上の耐熱性材料にしなければならな
い。
7は高周波(またはマイクロ波も含むが、本明細書で
は、一括して高周波と称する)加熱装置で、8は可変コ
ンデンサ、9はインダクタンス、10,10は電極、1
1は高周波発信器、12は収容容器を示す。
しかして本実施例の作用を述べると、砥粒aとプラスチ
ック粉末bとを混合機4に供給し、適宜混合した後、こ
れを定盤(図示せず)上に載置された成形型5の各貫通
穴6に、自重でもって流し込む。したがって、周囲の空
気も同時に混入され、完成されたメディア1内には微細
な気孔cがメディア全体にわたって存在する(第2図参
照)。次いで、定盤とともに成形型5を高周波加熱装置
7にセットし、0.5分〜3分間加熱操作を行う。すなわ
ち、加熱時間は、後述の砥粒aとプラスチック粉末bと
の配合割合が自由に選べることから、厳格でなくてもよ
く、その容量によっても異なるが、通常のもので0.5分
〜3分としている。その結果、プラスチック粉末bが溶
融され、各砥粒aのバインダーとして作用し、メディア
1が成形できる。ここで、0.5分〜3分の範囲を超えて
加熱すれば、プラスチック粉末bが過剰溶融し、貫通穴
6へも溶着することとなり、メディア1を貫通穴6より
取り出すのが困難となるばかりではなく、メディア1の
成形型5と接する外周面に樹脂リッチなスキン層が生成
されて、バレル研磨加工上好ましくない、ということが
判明した。
次いで、成形型5を高周波加熱装置7から取り出し、高
温中にメディア1の外形を整えるため、押型(図示しな
いが、平板の下面に前記貫通穴6に遊嵌できる突起を多
数突設したもの)で、軽く押圧する。
次いで、メディア1が冷却された後、前記押型を利用し
て、第2図に示すようなメディア1を成形型5より取り
出す。
すなわち、本発明のメディア製造法によるメディア1
は、砥粒aとプラスチック粉末b、および微細な気孔c
とから構成されている。
また、本発明の製造法で得られたメディア1が8mmφの
円柱状のものであれば、切抜き鉄板のR付けや、鋳物の
イバリ取のバレル研磨加工に用いることができる。ま
た、これには20mm角のメディアを用いてもよい。
なお、以上の説明の製造工程は、いわゆるバッチ式をと
っているが、コンベア上に成形型を設け、高周波加熱装
置をコンベア上に跨設した連続式の製造工程を採用して
もよい。
次に、本発明の試験例を述べる。
(A)メディアのサイズ 8mmφ×8mm(円柱) 砥粒の種類 アルミナ240 プラスチック粉末の種類 12ナイロン 混合比(重量にて、アルミナ対12ナイロン) 60:40 加熱時間(sec)15〜30 (B)メディアのサイズ 12mmφ×12mm(円柱) 砥粒の種類 アルミナ240 プラスチック粉末の種類 12ナイロン 混合比 80:20 加熱時間(sec)50〜80 (C)メディアのサイズ 20mm×20mm×20mm(立方体) 砥粒の種類 アルミナ80 プラスチック粉末の種類 12ナイロン 混合比 90:10 加熱時間(sec)50〜85 (D)メディアのサイズ 12mmφ×12mm(円柱) 砥粒の種類 ジルコニア240 プラスチック粉末の種類 6ナイロン 混合比 65:35 加熱時間(sec)60〜80 以上、いずれの試験結果でも、樹脂リッチなスキン層は
形成されず、気孔も均一化されており、製品化されたメ
ディアは鋳物など金属の荒仕上げ、中仕上げ、微小仕上
げのいずれの用途にも適用できることが判明した。
〔発明の効果〕
本発明は、次のすぐれた諸効果を奏する。
成形型に、砥粒とプラスチック粉末との混合物を流し
込み、次いで、これを高周波加熱により結合したので、
砥粒とプラスチック粉末との配合比の巾を大きくさせ
(自由度を大とし)、かつ、メディアの大きさも任意と
することができ、発泡樹脂等の混合がないことと相俟っ
て、混合時間を短縮することができる。
高周波加熱装置によって加熱できるプラスチック粉末
を選んだので、従来の外部加熱方式(メディア原型の表
面から溶融する方式、例えば赤外線加熱方式または加熱
炉)と異なり、メディア原型は、その内部から、ない
し、内外均一温度によつて、しかも、短時間に加熱さ
れ、ひいては、プラスチック粉末が均一溶融されるため
(但し、内部温度が若干高いので、内部溶融はより促進
される)、成形型との接触表面に溶融樹脂が特に廻るこ
とがなく、砥粒が接触表面に露出した状態で結合されて
成形できる。したがって、樹脂リッチなスキン層のない
メディアとなるから、バレル研磨加工における研削効果
が特段に良好となる。また、成形型との接する外面まで
完全溶融しない場合でも、前述のように内部は溶融状態
にあるため、外面のプラスチック粉末をふるい落とせ
ば、砥粒が露出し、良好な外面のメディアを得ることが
できる。
砥粒とプラスチック粉末との複合物を成形型に自重で
押し込み、しかも成形型では、この混合物が無圧状態
で、内部迄一様に加熱する高周波加熱により加熱され、
溶融状態の自重により沈下しながら形成されるので、射
出成形法や押出成形法と異なりメディアは高密度にはな
らず、メディア内部および外面の全体にわたり微細な気
孔を残し、いわゆるポーラス状となり、ひいてはバレル
研磨加工時において、メディア摩損時に気孔と新しい砥
粒とが外面に順次現われ、その結果、外面に粉末が付着
せず、メディアの磨損量を適切(すなわち、研削力を均
一とする)にすることができる。これを詳しくいえば、
メディア内では均一なポーラス状であることから、バレ
ル研磨加工時の研削力の再生(自生)効果が発揮できる
とともに、同一バレル槽において繰返し研磨作業を行っ
た場合でも、その作業が標準化できる。
短時間の加熱および短時間の混合により生産性を向上
させる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造法によるメディアの製造工程図、
第2図はメディアの断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】砥粒と、この砥粒を結合するための高周波
    加熱可能なプラスチック粉末とを混合し、この混合物を
    周囲の空気と共に成形型に流し込み、次いで、この成形
    型と共に、この混合物を、高周波加熱を施すことによ
    り、前記空気をポーラス状に分散した微小気孔を形成し
    て溶融固化させた後、成形型より取り出してメディアを
    成形することを特徴とするバレル研磨用メディアの製造
    法。
  2. 【請求項2】混合物中のプラスチック粉末を、高周波加
    熱を施すことにより溶融固化させ外面に樹脂リッチなス
    キン層の生成を回避するようにした請求項(1)記載のバ
    レル研磨用メディアの製造法。
  3. 【請求項3】プラスチック粉末溶融温度は成形型の耐熱
    性温度の範囲とする請求項(1)記載のバレル研磨用メデ
    ィアの製造法。
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