JPS6239199A - 切断又は表面処理加工方法及び装置 - Google Patents

切断又は表面処理加工方法及び装置

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JPS6239199A
JPS6239199A JP17866785A JP17866785A JPS6239199A JP S6239199 A JPS6239199 A JP S6239199A JP 17866785 A JP17866785 A JP 17866785A JP 17866785 A JP17866785 A JP 17866785A JP S6239199 A JPS6239199 A JP S6239199A
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JP
Japan
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cutting
surface treatment
liquid jet
speed liquid
workpiece
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JP17866785A
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Inventor
潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Publication date
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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〕 本発明は切断又は表面処理加工方法及び装置に関し、特
に被加工体に対して高速液体ジェット噴流を噴射し、当
該ジェット噴流によって被加工体を切断又は表面処理、
加工する方法及び装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
被加工体に対して水その他の液体を単独で、又は適宜の
砥粒等の硬質粒子と共に高速で噴射し、当該ジェット噴
流によって被加工体を切断又は表面処理、加工する方法
は、布、皮革その他の比較的柔軟な材料や、プラスチッ
ク、石材等の硬質材料、モリブデンその他の特殊な金泥
材料、例えば金型や部品、或いは木材等の切断又は表面
処理加工に利用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記方法に於ては、被加工体に対して吹き付けられる高
圧高速の細いビーム状の液体ジェット噴流によって被加
工体の切断、又は表面処理加工が行なわれるものである
が、従来公知の液体噴射加工装置に於ては、ジェット噴
流が常時一定の流量及び圧力で噴射されるため、その衝
撃力が必ずしも充分でなく、切断幅又は表面処理幅が広
くなったり、切口が乱れたり、又は処理表面に規則性が
なく局部的に荒れたり、加工速度も遅いという問題があ
った。
本発明は叙上の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、切幅又は表面処理幅が狭
く、切口が滑らかで、又は表面処理面が規則的で均一で
あり、高精度且つ高速度の切断又は表面処理加工が可能
な切断又は表面処理加工方法及び装置を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、高速液
体ジェット噴流を被加工体に噴射し、その切断線又は表
面処理線に沿って移動せしめて被加工体を切断又は表面
処理する方法に於て、上記高速液体ジェット噴流をパル
ス状に断続せしめつ\加工を行なうことを特徴としてい
る。
上記方法を実施するための本発明に係る装置の第1の形
態のものは、高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と
、上記高速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表
面処理線に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は
表面処理加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジ
ェット噴流を断続させるバルブと、上記バルブの開閉制
御装置とを設けたことを特徴としている。
上記方法を実施するための本発明に係る装置の第2の形
態のものは、高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と
、上記高速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表
面処理線に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は
表面処理加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジ
ェット噴流を断続させる可動案内羽根と、上記可動案内
羽根の位置制御装置とを設けたことを特徴としている。
上記方法を実施するための本発明に係る装置の第3の形
態のものは、高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と
、上記高速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表
面処理線に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は
表面処理加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジ
ェット噴流を断続させる純流体素子と、上記純流体素子
の制御装置とを設けたことを特徴としている。
〔作 用〕
上記の如き構成であると、被加工体に対して高速液体ジ
ェット噴流がパルス状に断続的に噴射されるものである
から、液体を常時一定の圧力で間断なく噴射するよりも
衝撃力が太き(、そのため狭い切断幅又は表面処理幅で
、切口が滑らかな又は処理表面が規則的で均一な高精度
の加工が可能となり、しかも加工速度も従来より向上す
るものである。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照しつ\本発明の詳細を具体的に説明す
る。
第1図ないし第3図は本発明に係る切断又は表面処理加
工方法を実施するための装置のそれぞれ異なった形態の
ものを示す説明図である。
而して、第1図に示す装置に於て、■はポンプ、2はア
キュムレータ、3は電磁弁、4は逆止弁、5は高速液体
ジェット噴射装置、6は上記高速液体ジェット噴射装置
を保持するホルダ、7及び8は図では省略された駆動機
構を介して上記高速液体シェフ)噴射装置をそれぞれX
軸及びY軸方向に沿って移動させるモータ、9は直流電
源、1oはスイッチングトランジスタ、11はパルス発
振器、12は被切断又は被表面処理物であり、上記高速
液体ジェット噴射装置5中、51はハウジング、52は
上記ハウジング51の先端に取り付けられたノズル53
は液体導入室、54は液体導入口、55は液体通過孔5
5aを有する弁座、56はプランジャ、57はニードル
弁、58は押出しバネ、59は電磁コイルであるなお、
砥粒等の硬質粒子を混合噴出する場合には上記硬質粒子
をノズル52内に定量的に連続又は間歇的に供給し得る
ように構成する。
ポンプlによって高圧で送り出される水等の液体は、ア
キュムレータ2に蓄えられた後、電磁弁3及び逆止弁4
を介して定圧で高速液体ジェット噴射装置5の液体導入
口54から液体導入室53内へ供給される。ニードル弁
57が弁座55の液体通過孔55aから開離していると
きは、液体導入室53内へ導入された液体は上記液体通
過孔55aを通過した後ノズル52の先端から高速、高
圧で被切断又は被表面処理物12の表面に噴射される。
このとき、モータ7及び8を駆動して高速液体シェフ 
ト噴射装置5をX−Y軸方向に移動せしめることにより
、被切断又は被表面処理物12に対して所望の輪郭線に
沿った切断又は表面処理加工が可能となる。
而して、本発明に於てはニードル弁57を弁座55の液
体通過孔55aに対して高速で往復接離させることによ
りノズル52から噴射される高圧液体をパ。  ルス状
に断続させる。即ち、ニードル弁57の取り、  付け
られたプランジャ56は、押出しバネ580作用により
図中上方向へ向けて付勢されているが、電磁コイル59
に電流を通じると、プランジャ56が上記ハネ力に抗し
て下方向へ移動し、これによりニードル弁57が液体通
過孔55aに嵌合して液体の通過が阻止される。電磁コ
イル59への通電は直流電源9からの電流をスイッチン
グトランジスタ1oの開閉により断続せしめる形で行な
う。即ち、パルス発信器11から発せられるパルス信号
に基づきスイッチングトランジスタ10を開閉せしめる
ことにより電磁コイル59に供給される電流はパルス状
に断続せしめられ、これによりプランジャ56は上記パ
ルス発信器11から発せられるパルス信号の周波数と同
一の周波数で上下に往復移動せしめられ、これによって
ノズル52から噴出される高圧液体ジェツトは上記パル
ス信号の周波数と同一の周波数で断続せしめられるもの
である。然るときは、被切断又は被表面処理物12に対
するジェット噴流の衝撃力は従来公知の液体ジェットに
よる切断方法の場合に比べて増大され、切断幅又は表面
処理幅は狭く、切口は滑らかで、又は処理表面は規則的
で均一となり、しかも従来より高速度の加工が可能とな
るものである。
上記の如き装置により、噴射圧力を1500kg / 
csi 。
断続周波数を1211z、パルス幅を110μsとして
厚さ0.5mmのモリブデン材を切断したところ、切断
幅0.04mm、切断速度55mm/minで加工でき
た。
次に第2図に示す装置について説明する。第2図中、2
0は高速液体ジェット噴射装置、21はハウジング、2
2はハウジング21内に形成されたベーン収容室、23
は上記ハウジング内に回転自在に収容されたベーン、2
4はベーン収容室22内へ液体を供給するためハウジン
グ21に明けた液体導入口、25はハウジング21に固
着されたノズル、26はノズル25から噴出されるジェ
ット噴流を断続させる可動案内羽根、27は引張りハネ
、28は鉄片、29は電磁石である。
図では省略した駆動力源によりベーン収容室22内で高
速回転せしめられるベーン23の両面にはその半径方法
に沿って多数の条溝が形成されており、液体導入口24
からベーン収容室22内へ導入された液体はベーン23
の高速回転に伴う遠心力によって上記条溝に沿って外側
へ移動し、ベーン収容室22、  内でベーン23と共
に高速回転せしめられる。このとき、ハウジング内1に
対して軸26aを中心に回動可能に軸支さ°れた可動案
内羽根26の一端に取り付けられた鉄片28が図は示す
如く電磁石29に吸着されて可動案内羽根26が図中実
線で示すような位置にある場合には、ベーン収容室22
内で高速回転せしめられた液体はノズル25を通じて高
圧ジェット噴流となって被切断又は被表面処理物12に
向けて噴射される。
然しながら、電磁石29への通電を停止すると、可動案
内羽根26は引張りバネ27の作用を受けて図中段時計
方向に回転せしめられ、図中点線で示すような配置とな
ってベーン収容室22からノズル25へ通ずる流路を遮
断し、これによってノズル25からのジェット噴流の噴
射は停止される。従って、電磁石29への通電をパルス
状に断続せしめることにより、ジェット噴流の噴射もパ
ルス状に断続せしめられ、本発明の目的が達せられるも
のである。
次に、第3図を参照して本発明の他の実施例について説
明する。
第3図は上記高速液体ジェンI・噴流を断続させるため
に純流体素子を用いた実施例である。
第3図中、30は純流体素子であり、30aはその高圧
液体供給ポート、30bは整流管、30Cは制御ポート
、30dは出力ノズル、30eは制御室、30fはヘン
トである。又、31は高圧液供給源、32は制御用のポ
ンプ、33はソレノイドバルブ、34は被切断又は被表
面処理物である。
高圧液供給源31は、貯水タンク及び第1図で示した如
きポンプ1.アキュムレータ2.電磁弁3゜逆止弁4等
から成る液体供給装置であり、高圧液体供給ポート30
aに高圧の作業液体を供給する。
高圧液体供給ポート30aに供給された流体は整流管3
0bに流入する際その静圧力が速度エネルギに変換され
、高速度が与えられ、且つ長い整流管30b内を流れる
間に層流とされ、30c内に噴出する。このとき、制御
ポート30Cからの制御噴流が0であると、上記整流管
30bからの噴流はその速度エネルギを殆ど失うことな
く直進し、出力ノズル30dを通過してその先端から被
切断又は被表面処理物34に向かって噴出し、被切断又
は被表面処理物34を切断又は表面処理加工するが、制
御ポート30Cから制御噴流があるときは、整流管30
bからの噴流が散乱され、その相当部分がペン)30f
から流出するので、出力ノズル30dに流入する流体の
流量と速度エネルギが大幅に低下することとなる。
従って、ソレノイドバルブ33への通電をパルス状とす
ることにより出力ノズル30dから被切断又は被表面処
理物34に向かって噴出する噴流を断続させることがで
き、上記通電パルスの周期を制御することによりその周
期を制御することができる。
〔発明の効果〕
本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、切幅又は表面処理幅が狭(、切口が滑らかで、又は
処理表面が規則的で均一な高精度且つ高速度の切断又は
表面処理加工が可能な切断又は表面処理加工方法及び装
置が提供されるものである。
なお本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでな
く、例えば、制御弁としては上記のニードル弁の外、ス
プール弁等も利用でき、案内羽根の形状及び駆動方式も
自由に設計変更できるものであり、純流体素子も上記の
外、噴流偏向素子、その他の公知の素子が広く利用でき
るものであり、本発明はその目的の範囲内に於て上記の
説明から当業者が容易に相当し得るすべての変更実施例
を包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明に係る切断又は表面処理加
工方法を実施するための装置のそれぞれ異なった形態の
ものを示す説明図である。 1・・・・−・−一−−・−・−・・−−−一・ポンプ
2・−−−−−−−一−−・−−−−一−−−−−−−
アキュムレータ3・−−−−一一一−−−−−−−−−
−−−−−−一電磁弁4・−−−−一−−−・−・−・
−一一一一−−−−−逆止弁5・・−・−・−・−・−
−一−−−−−−−−−高速液体ジエツト噴射装置51
−−−−−−−−−−−−−−−−−−ハウジング52
−・−−−−−・−−−−−〜−一・−・ノズル53・
・・−−−−−−一−−−−−−・−・−・液体導入室
54−・−・・−一一一一一一一一−−−−−−液体導
入口55−−−−−−−−−−・−−−m−・−弁座5
6−− −−−−一・−・・・−−−−−一一プランジ
ャ57−−−−−−−・−−一−・・−・・ニードル弁
58−−−−−−−−一・・−一一−−−−−・押出し
バネ59−−−−−−−−一・−・−−一一−−−−−
電磁コイル6−−−−−−・−・−・−一−−−−−−
−ホルダ7.8・−−−一−−−−・・−・・・−モー
タ9・・−・−・・・・−・−一−−−−−・・−直流
電源10−一・−−一−−−・・−・・−−一−−−−
−−−スイッチングトランジスタ11−−−−−−・−
・・−・−−−−一−パルス発信器12−−−−−−−
−−−−一被切断物20−−−−−−m−−−−−−−
−高速液体ジエツト噴射装置21−−−−−−−−−−
−−−−ハウジング22−一−〜−一−−−一一−−一
−−−一−ベーン収納室23−−−−−   −ヘーン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)高速液体ジェット噴流を被加工体に噴射し、その切
    断線又は表面処理線に沿って移動せしめて被加工体を切
    断又は表面処理する方法に於て、上記高速液体ジェット
    噴流をパルス状に断続せしめつゝ加工を行なうことを特
    徴とする上記の切断又は表面処理加工方法。 2)高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と、上記高
    速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表面処理線
    に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は表面処理
    加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジェット噴
    流を断続させるバルブと、上記バルブの開閉制御装置と
    を設けたことを特徴とする上記の切断又は表面処理加工
    装置。 3)高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と、上記高
    速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表面処理線
    に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は表面処理
    加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジェット噴
    流を断続させる可動案内羽根と、上記可動案内羽根の位
    置制御装置とを設けたことを特徴とする上記の切断又は
    表面処理加工装置。 4)高速液体ジェット噴流を生じさせる装置と、上記高
    速液体ジェット噴流を被加工体の切断線又は表面処理線
    に沿って移動せしめる装置とから成る切断又は表面処理
    加工装置に於て、被加工体への上記高速液体ジェット噴
    流を断続させる純流体素子と、上記純流体素子の制御装
    置とを設けたことを特徴とする上記の切断又は表面処理
    加工装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539924A (ja) * 1999-03-24 2002-11-26 フロー インターナショナル コーポレイション 流体ジェット形成方法および装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539924A (ja) * 1999-03-24 2002-11-26 フロー インターナショナル コーポレイション 流体ジェット形成方法および装置

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