TWI672196B - 研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之研磨方法包含如下步驟：準備包含加工構件及產生抽吸力之抽吸機構之研磨裝置；將工件設置於加工構件；及利用藉由抽吸機構之作動而產生之氣流，使朝向工件投入之研磨材加速至特定之速度，且使該研磨材與工件接觸或碰撞而對該工件進行研磨。

Description

研磨裝置及研磨方法
本揭示係關於一種藉由研磨材之碰撞或接觸而對工件進行研磨之研磨裝置及研磨方法。
作為對工件進行研磨之方法，廣泛使用噴擊加工，該噴擊加工係將研磨材與壓縮空氣一起作為氣固兩相流而自噴嘴朝向工件噴射，使研磨材與工件碰撞或接觸，藉此對工件進行研磨。一般所使用之噴擊加工裝置具備形成為漏斗狀之回收部。回收部設置於用以對工件進行噴擊加工之噴擊室之下部。該噴擊加工裝置係將掉落至回收部之粉塵(經噴射之噴射材及工件之切削粉)抽吸回收，藉由分級裝置而為分級能夠再使用之噴射材與除此以外之微粒子(產生破裂或缺漏之研磨材、及工件之切削粉)之後，藉由能夠再使用之噴射材而再次進行噴擊加工(例如，專利文獻1)。於此種噴擊加工裝置中，研磨材飛散至容積較大之噴擊加工室整體，故而難以於工件之更換時等完全防止粉塵飛散至噴擊加工室外。又，由於產生抽吸力之設備要求較高之抽吸能力，故而存在噴擊加工裝置整體大型化之問題。
揭示有如下構成之噴擊加工裝置：為了高效率地回收上述粉塵，而於噴嘴出口附近具備與抽吸設備連結之罩部，藉由該罩部而防止粉塵之飛散，並且將滯留於該罩部內之粉塵利用抽吸設備回收(例如專利文獻2)。此種噴擊加工裝置係僅可應用於被加工面相對於噴嘴為充分大之平面之情形時，故而根據工件之形狀無法使用該構成之噴 擊加工裝置。
於噴擊加工中，氣固兩相流之噴射壓力通常為0.2MPa以上之高壓。因此，存在根據工件之形狀或尺寸而藉由氣固兩相流將工件本身吹散之問題、及研磨材刺進工件之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平09-323263號公報
專利文獻2：日本專利實用新型登錄第3031304號公報
噴擊加工存在如上所述之問題。於本技術領域中，業者期望一種與噴擊加工不同之新的研磨裝置及研磨方法。
於本發明之一態樣中，提供一種利用研磨材對工件進行研磨之研磨方法。該研磨方法包含下述(1)~(3)之步驟。
(1)準備包含加工構件及產生抽吸力之抽吸機構之研磨裝置之步驟。
(2)將工件設置於加工構件之步驟。
(3)利用藉由抽吸機構之作動而產生之氣流，使朝向工件投入之研磨材加速至特定之速度，且使研磨材與工件接觸或碰撞而對工件進行研磨之步驟。
根據一態樣之研磨方法，朝向工件投入之研磨材利用由抽吸機構產生之氣流，被加速至特定之速度。藉由該加速，可獲得適合於研磨材對工件進行研磨之運動能量，故而研磨材與工件接觸或碰撞時進行工件之研磨。再者，此處所言之「研磨材之投入」，係指僅將研磨材朝向工件無初速度地供給，或者將研磨材朝向工件以非常小之初速 度供給，與如噴擊加工裝置般將研磨材朝向被加工物噴射或投射不同。例如，既可藉由使研磨材自由掉落而將研磨材朝向工件供給，亦可以不向周圍飛散或不對研磨帶來影響之程度之較弱之風量將研磨材朝向工件供給。
於一實施形態之研磨方法中，加工構件亦可具備載置盤，該載置盤具有第一面及第一面之相反側之面即第二面。亦可於載置盤，設置有於自第一面朝向第二面之方向貫通載置盤之複數個貫通孔。複數個貫通孔之各者亦可具有能夠供研磨材通過且無法供工件通過之大小。而且，於將工件設置於加工構件之步驟中，亦可將工件載置於第一面。於該情形時，不損害研磨能力，即可將工件設置於加工構件。
於一實施形態之研磨方法中，抽吸機構亦可配置於第二面側。而且，氣流亦可為自第一面朝向第二面之氣流。根據該構成，於工件之附近產生自第一面側朝向第二面側之氣流，故而可藉由該氣流而對工件良好地進行研磨。
一實施形態之研磨方法亦可進而包含回收研磨材之步驟。於對工件進行研磨之步驟中，研磨材亦可自第一面側朝向工件投入。於回收步驟中，亦可利用抽吸機構抽吸到達第二面之研磨材而加以回收。研磨材、及微粒子(將該等研磨材及微粒子於以下總稱為「粉塵」)朝向抽吸機構前進，故而可抑制粉塵飛散至研磨區域以外。微粒子包含產生破裂或缺漏之研磨材、及藉由研磨而產生之切削粉。
一實施形態之研磨方法亦可進而包含藉由抽吸機構而對氣流進行整流之步驟。於整流步驟中，亦可藉由對氣流進行整流，而控制研磨材與工件接觸或碰撞之態樣。藉由整流步驟，可控制相對於工件之研磨材之行為，變更研磨之形態。藉此，可形成與加工目的相應之研磨之形態。
於一實施形態之研磨方法中，加工構件亦可進而具備設置於載 置盤之外緣部之框體。於該情形時，即便暫時地投入過剩之研磨材，亦可防止研磨材掉落至加工構件之外側。又，於將複數個工件載置於加工構件之情形時，亦可防止研磨材掉落至加工構件之外側。
一實施形態之研磨方法亦可進而包含藉由使複數個工件為流動狀態而對複數個工件進行攪拌之步驟。於設置工件之步驟中，亦可將複數個工件載置於第一面。於對工件進行研磨之步驟中，亦可使研磨材與流動狀態之複數個工件接觸或碰撞而對複數個工件進行研磨。於複數個工件被攪拌之狀態下研磨材與複數個工件接觸或碰撞，故而可使複數個工件之研磨均等化。
於一實施形態之研磨方法中，於對複數個工件進行攪拌之步驟中，亦可藉由使加工構件以特定之角度傾斜而配置，且使該加工構件旋轉，而對複數個工件進行攪拌。於該情形時，工件藉由離心力追隨加工構件之旋轉而沿著框體旋轉，若重力大於離心力則自框體離開並掉落。如此，可對複數個工件進行攪拌，且使其均等地分散。又，於一實施形態中，使加工構件傾斜而配置之角度亦可為30~70°。又，於一實施形態中，加工構件之旋轉速度亦可為臨界旋轉速度之5~50%。
於一實施形態之研磨方法中，工件之維氏硬度為3~200Hv，研磨材與工件接觸或碰撞時之研磨材之速度亦可為5~30m/sec。如此，藉由調整研磨材之速度，可對硬度相對較低之工件良好地進行研磨。又，藉由使研磨材加速至該速度，可抑制研磨材刺進工件，且可對工件良好地進行研磨。又，於一實施形態中，研磨材相對於工件有助於研磨之空間中之研磨材所占之比例為3~20體積%。
一實施形態之研磨方法亦可進而包含朝向工件投入研磨材之步驟。研磨裝置亦可進而具備朝向工件投入研磨材之研磨材供給機構。於投入研磨材之步驟中，亦可藉由研磨材供給機構，朝向工件自由掉 落地投入研磨材。於該情形時，無須對研磨材賦予初速度，故而可降低研磨材飛散至研磨區域外之可能性。
本發明之另一態樣提供一種用以對工件進行研磨之研磨裝置。該研磨裝置具備：加工構件，其用以載置工件；研磨材供給機構，其朝向載置於加工構件之工件投入研磨材；及抽吸機構，其藉由抽吸力而於自研磨材供給機構朝向加工構件之方向產生氣流。抽吸機構係使藉由研磨材供給機構而朝向工件投入之研磨材藉由氣流而加速至特定之速度，並且藉由使經加速之研磨材與工件接觸或碰撞而對工件進行研磨。
根據另一態樣之研磨裝置，朝向工件投入之研磨材由藉由抽吸機構而產生之氣流，加速至特定之速度。藉由該加速，可獲得適合於研磨材對工件進行研磨之運動能量，故而於研磨材與工件接觸或碰撞時進行工件之研磨。
根據本發明之各種態樣及各實施形態，可不產生如上所述之噴擊加工中之問題地對工件進行研磨。
01‧‧‧研磨裝置(第一實施形態)
02‧‧‧研磨裝置(第二實施形態)
10‧‧‧加工構件
11‧‧‧載置盤
11a‧‧‧第一面
11b‧‧‧第二面
12‧‧‧框體
20‧‧‧攪拌機構
21‧‧‧保持構件
22‧‧‧旋轉機構
22a‧‧‧馬達
22b‧‧‧旋轉力傳遞構件
30‧‧‧研磨材供給機構
31‧‧‧貯存槽
32‧‧‧搬出部
32a‧‧‧排出口
40‧‧‧抽吸機構
41‧‧‧抽吸部
42‧‧‧集塵器
43‧‧‧軟管
43a‧‧‧第一軟管
43b‧‧‧第二軟管
50‧‧‧篩選機構
A‧‧‧加速區域
F(F1、F2、F3)‧‧‧研磨材之行為
G‧‧‧研磨材
P‧‧‧研磨區域
S01~S09‧‧‧步驟
W‧‧‧工件
α‧‧‧傾斜角度
圖1係用以說明本發明之第一實施形態中所使用之研磨裝置之模式圖。
圖2係用以說明第一實施形態中之研磨之機制之模式圖。
圖3係表示第一實施形態中之研磨之步驟之流程圖。
圖4係用以說明本發明之第二實施形態中所使用之研磨裝置之模式圖。
圖5係表示第二實施形態中之研磨之步驟之流程圖。
參照圖對本發明之研磨裝置及研磨方法之一例進行說明。於以 下之說明中，上下左右之方向只要未特別說明則係指圖中之方向。再者，本發明並不限定於本實施形態之構成，可根據需要適當變更。
如圖1所示，第一實施形態中所使用之研磨裝置01具備加工構件10、研磨材供給機構30、抽吸機構40、及篩選機構50。
加工構件10係用以收容工件W之構件。加工構件10具備載置盤11。載置盤11具有載置工件W之面即第一面11a(載置面)及其相反側之面即第二面11b。載置盤11具有不使工件W通過但可使研磨材通過之複數個開口部。具體而言，於載置盤11，設置有於自第一面11a朝向第二面11b之方向貫通載置盤11之複數個貫通孔。複數個貫通孔之各者具有能夠供研磨材G通過且無法供工件W通過之大小。載置盤11例如既可為構成為網狀之盤，亦可為穿孔金屬，亦可為設置有複數個狹縫之盤。
載置盤11之形狀並不特別限定。又，加工構件10亦可進而具備設置於載置盤11之外緣部之框體。藉由加工構件10具備框體，而工件W不會掉落至較加工構件10之外緣部靠外側。
本實施形態之加工構件10具備構成為網狀之圓盤形狀之載置盤11及固定於載置盤11之外緣部之框體12。框體12於至少載置盤11之第一面11a中，包圍載置盤11之周緣。即，本實施形態之加工構件10具有載置盤11之上方(第一面11a側)開放之圓筒形狀。
研磨材供給機構30係用以將研磨材G朝向工件W投入之機構。研磨材供給機構30包含貯存槽31及搬出部32。貯存槽31係用以貯存研磨材G之槽。於搬出部32設置有排出口32a。以排出口32a位於載置盤11之第一面11a之上方之方式，配置搬出部32。搬出部32亦可以可將貯存槽31(漏斗)內之研磨材G自排出口32a以定量排出之方式構成。搬出部32例如亦可具備搬送螺桿及內包該搬送螺桿之槽，且以使貯存槽31內之研磨材G朝向設置於該槽之排出口32a前進之方式構成。又，搬 出部32亦可具備圓盤狀之底盤及以該底盤之中心為軸心水平旋轉之刮板。於該情形時，搬出部32亦可以如下方式構成：藉由使貯存槽31之底面稍微離開該底盤配置而利用靜止角使特定量之研磨材G堆積於該底盤，並利用該刮板將其朝向排出口32a刮出。作為搬出部32，亦可使用其他公知之構成。於本實施形態中，搬出部32具備前者之構成。
抽吸機構40兼備使研磨材G加速之功能及抽吸之功能。抽吸機構40具備軟管43及集塵器42。軟管43之一端面(於本實施形態中為抽吸部41)設置於載置盤11之第二面11b之下，且與第二面11b隔開。集塵器42連結於軟管43。
篩選機構50係自粉塵篩選能夠再使用之研磨材之機構。又，篩選機構50配置於自抽吸部41朝向集塵器42之路徑之中途。即，一端面形成抽吸部41之第一軟管43a連結於篩選機構50，篩選機構50藉由第二軟管43b而與集塵器42連結。篩選機構50如下所述，係將粉塵分離為能夠再利用之研磨材與除此以外之微粒子(產生破裂或缺漏之研磨材、及藉由研磨而產生之工件之切削粉)之機構。篩選機構50亦可以利用粉塵之比重差及氣流進行分級之方式構成。作為篩選機構50，例如，亦可使用旋風分離器、離心分級機、或其他公知之構成。於本實施形態中，作為篩選機構50，使用旋風分離器，且旋風分離器之底部連結於貯存槽31。
其次，進而使用圖2及圖3，對研磨方法進行說明。
(S01：準備步驟)
準備研磨裝置01。預先將研磨材G裝入至圖1所示之貯存槽31。本實施形態中所使用之研磨材G之材質可配合被加工物之材質及形狀、以及加工目的而適當選擇。例如，研磨材G可自金屬或非金屬之粒子(珠粒、砂粒、及鋼線粒)、陶瓷系粒子(Al2O3、SiC、及ZrO2等)、天然石之粒子(金剛砂、矽石、及金剛石等)、植物系粒子(核桃 殼、桃核、及杏核等)、以及樹脂系粒子(尼龍、三聚氰胺、及尿素等)選擇。
又，研磨材G之粒徑亦可配合被加工物之材質及形狀、以及加工目的而適當選擇。但是，研磨材G之粒徑必須以成為可使加工構件10之開口部(貫通孔)通過之直徑之方式選擇。例如，於使陶瓷系粒子作為研磨材G之情形時，研磨材G之粒徑係以JIS(Japanese Indusrial Standards，日本工業標準)R6001；1998規定之粒度為F220或# 240以上# 1000以下，且成為可使加工構件10之開口部(貫通孔)通過之直徑之方式選擇。
(S02：將工件設置於加工構件之步驟)
藉由將工件W載置於載置盤11之第一面11a，而將工件W收容(設置)於加工構件10。於圖2中，為了方便起見記載有1個工件W，但亦可於加工構件10載置複數個工件W並進行研磨。
(S03：產生氣流之步驟)
若使集塵器42作動，則於載置盤11附近產生自第一面11a朝向第二面11b之氣流。
(S04：整流步驟)
藉由對氣流之流動進行整流，可有意地變更(控制)研磨材G與工件W碰撞或接觸之態樣。該步驟例如可藉由變更抽吸部41之位置及大小、以及集塵器42之抽吸風量等而進行。又，如下所述，由於研磨材G與工件W碰撞或接觸時之研磨材G之速度非常低，故而可藉由整流步驟而容易地變更研磨材G與工件W碰撞或接觸之態樣。再者，整流步驟S04亦可省略。
(S05：投入研磨材之步驟)
若使研磨材供給機構30作動，則裝入至貯存槽31之研磨材G自排出口32a以定量排出，朝向工件W投入(於本實施形態之情形時為掉 落)。研磨材G自排出口32a排出時之朝向工件W之方向之研磨材G之速度為0m/sec或非常小之速度，即便研磨材G藉由自由掉落而與工件W碰撞或接觸工件W亦不被研磨。
(S06：使研磨材加速之步驟)
自排出口32a排出之研磨材G藉由上述之步驟S03中產生之氣流，而自由掉落地到達加速區域A(於第一面11a側產生該氣流之區域)。到達加速區域A之研磨材G以與工件W碰撞或接觸時之速度成為特定之速度之方式，朝向抽吸部41加速。該特定之速度亦可為可對工件W良好地進行研磨，且不對工件W產生損傷及研磨材G之刺進之速度。例如，於工件W之維氏硬度(由JIS Z2244；2009規定)為3~200Hv(試驗力為0.2N)之情形時，該特定之速度既可為5~30m/sec，亦可為10~20m/sec。於先前之研磨方法即噴擊加工中，由於噴射壓力為0.2MPa以上之高壓，故而無法實現此種速度。假設於以非常低之噴射壓力噴射研磨材而欲實現該速度之情形時，來自噴嘴之噴射材之噴射量不穩定，故而於工件之完成程度產生不均。藉由本實施形態之研磨方法，可使研磨材G與工件W碰撞或接觸時之研磨材G之速度為非常低之速度，故而可利用非常低之速度之研磨材G對工件W進行研磨。該速度之調整可藉由集塵器42之抽吸風量之調整以及抽吸部41之尺寸及形狀之變更等而進行。集塵器42之抽吸風量之調整例如可藉由變更內置於集塵器42之馬達之轉數，或於軟管43設置用以抽吸外部氣體之阻尼器，調整阻尼器之開度等而進行。
(S07：對工件進行研磨之步驟)
到達加速區域A之研磨材G一面被加速一面朝向抽吸部41前進，到達工件W之被加工面。然後，研磨材G與工件W碰撞或接觸，對被加工面進行研磨之後，朝向抽吸部41進而前進。圖2所示之行為F表示研磨材G之行為。將研磨材G與工件W碰撞或接觸之態樣之一例作為 行為F1、F2、F3而進行說明。
行為F1：研磨材G與工件W之上表面碰撞之後，回彈。藉由研磨材G與工件W碰撞時之衝擊力而被加工面被研磨。
行為F2：研磨材G與工件W之上表面碰撞之後，沿著上表面前進。藉由研磨材G與工件W碰撞時之衝擊力及研磨材G沿著上表面前進時之摩擦力而被加工面被研磨。
行為F3：研磨材G以沿著工件W之稜角部之方式前進。藉由研磨材G與工件W之稜角部碰撞時之衝擊力或通過稜角部時之摩擦力之至少任一者而研磨。因此，可進行稜角部之弧化加工(倒角加工)或去毛刺。
又，於工件W附近之區域，即研磨材G有助於研磨之區域(例如，距工件W之各面1mm以內之區域)即研磨區域P，相對於空間之研磨材G之比例亦可為3~20體積%。若相對於空間之研磨材G之比例過小，則研磨材G與工件W接觸之機會較少，故而至研磨結束為止之時間增大。若相對於空間之研磨材G之比例過大，則研磨材G以於研磨區域P中分散之狀態與工件W無法碰撞或接觸，故而研磨效率變差。
於本實施形態中，即便工件W為樹脂亦可良好地進行工件W之研磨。例如，於使具有由JIS K7202；2001規定之M標度之洛氏硬度為10~100之範圍之硬度之樹脂為工件W之情形時亦可良好地進行工件W之研磨。
(S08：回收研磨材之步驟)
與工件W碰撞或接觸之研磨材G通過載置盤11移動至第二面11b側。移動至第二面11b側之研磨材G自抽吸部41藉由集塵器42而抽吸。此時，上述微粒子亦通過載置盤11，自抽吸部41被抽吸。研磨材G及微粒子之粉塵通過第一軟管43a被移送至篩選機構50。於篩選機構50為旋風分離器之情形時，自旋風分離器之上部沿著壁面導入之粉 塵螺旋狀地掉落。於該過程中，作為質量較輕之粒子之上述微粒子向上方浮游，通過連接於旋風分離器之頂部之第二軟管43b由集塵器42捕集。另一方面，作為質量較重之粒子之能夠再利用之研磨材G朝向篩選機構50之底部移動，貯存於連結於篩選機構50之底部之貯存槽31。該研磨材G再次自排出口32a朝向工件W投入。
如以上般，自配置於第一面11a側之研磨材供給機構30中之排出口32a投入，由藉由集塵器42而產生之抽吸力加速至特定之速度之研磨材G與工件W碰撞或接觸，藉此工件W被研磨。與工件W碰撞或接觸之後之研磨材G由配置於第二面11b側之抽吸部41抽吸。藉此，不會如先前之研磨方法即噴擊加工般研磨材G飛散至周圍。又，由於可使研磨材G與工件W碰撞或接觸時之研磨材G之速度非常慢，故而即便於對硬度相對較低之工件W進行研磨之情形時，亦可不產生對工件W之損傷，對工件W良好地進行研磨。
於本實施形態中，將相對於研磨材G之自排出口32a向抽吸部41之流路之工件W之位置固定而進行研磨，但亦可配合工件W之尺寸、形狀及數量，使工件W之位置相對於該流路一面移動一面進行研磨。例如，研磨裝置01亦可進而具備使加工構件10、排出口32a、及抽吸部41之至少任一者移動之機構。又，研磨裝置01亦可進而具備使加工構件10振動之機構，亦可藉由該機構而使工件W一面轉動一面進行研磨。
其次，將另一形態之研磨方法之一例作為第二實施形態進而使用圖4進行說明。於以下之說明中，以與第一實施形態之不同點為中心進行說明。
於第二實施形態中，於對複數個工件W進行研磨時對所有工件W更均勻地進行研磨。本實施形態中所使用之研磨裝置02除了具備第一實施形態中所使用之研磨裝置01之構成以外，還具備攪拌機構20。
本實施形態之加工構件10為與第一實施形態之加工構件10相同之構成。於將複數個工件W載置於第一面11a(即，收容於加工構件10)而對該工件W進行攪拌時，工件W藉由框體12而不會灑落至加工構件10之外。
攪拌機構20連接於加工構件10，藉由使收容於加工構件10之複數個工件W為流動狀態，而對複數個工件W進行攪拌。只要可對工件W進行攪拌則攪拌機構20之構成並不特別限定。例如，攪拌機構20既可以使加工構件10旋轉之方式構成，亦可以使加工構件10振動之方式構成。作為攪拌機構20，亦可使用其他公知之構成。於本實施形態中，攪拌機構20以載置盤11之平面中心為軸心而使加工構件10旋轉。具體而言，攪拌機構20具備保持構件21及旋轉機構22。保持構件21於使加工構件10以特定之傾斜角度α傾斜之狀態下，以可旋轉地保持加工構件10。
旋轉機構22為使加工構件10以特定之速度旋轉之機構。旋轉機構22具備產生旋轉力之馬達22a及將馬達22a之旋轉力傳遞至加工構件10之旋轉力傳遞構件22b。
其次，進而使用圖5，對第二實施形態之研磨方法進行說明。第二實施形態之研磨方法與上述第一實施形態之研磨方法大致相同，但「S02：將工件設置於加工構件之步驟」之處理內容、及進而具備於步驟S02與步驟S03之間進行之「S9：對工件進行攪拌之步驟」之方面與第一實施形態之研磨方法不同。以下進行說明。
(S02：將工件設置於加工構件之步驟)
藉由將複數個工件W載置於載置盤11之第一面11a，而將複數個工件W收容(設置)於加工構件10。工件W之收容量係配合工件W之性狀及加工構件10之尺寸而適當選擇，以可由加工構件10保持工件W，且可藉由良好地使工件W為流動狀態而對複數個工件W進行攪拌。
(S09：攪拌工件之步驟)
使馬達22a作動，而使加工構件10旋轉。收容於加工構件10之工件W追隨加工構件10之旋轉而沿著框體12移動。由於加工構件10被傾斜地保持，故而對工件W附加有朝向框體12之方向之離心力與沿著載置盤11之重力之分力。若工件W移動(上升)至特定之位置，則重力之分力較離心力變大，故而工件W自框體12離開，沿著載置盤11朝向下方掉落。如此，工件W之移動與掉落連續地進行，藉此複數個工件W成為流動狀態。藉此，複數個工件W被攪拌。為了實現該流動狀態，加工構件10之傾斜角度α相對於水平面既可設為30~70°，亦可設為40~60°。若加工構件10之傾斜角度α過小，則重力之流動化之促進之效果較少。若加工構件10之傾斜角度α過大，則相對於離心力而重力之分力變得過大，故而難以追隨加工構件10之旋轉而使工件W移動。
又，若加工構件10之旋轉速度過大則離心力變得過強，故而難以藉由重力之分力而使工件W掉落。相反，若加工構件10之旋轉速度過小則離心力變得過弱，故而難以藉由加工構件10之旋轉而使工件W移動。於任一之情形時，均無法良好地使工件W為流動狀態。為了藉由使複數個工件W為流動狀態，而良好地進行攪拌，而加工構件10之旋轉速度既可設為臨界旋轉速度之5~50%，亦可設為10~30%。所謂臨界旋轉速度，係指於使加工構件10之旋轉速度上升時，附加至工件W之離心力大於重力之分力，工件W不會掉落而與框體12一起旋轉之時間點之速度。
如以上般，於藉由對工件進行攪拌之步驟(S09)而攪拌複數個工件W之狀態下進行S03以後之步驟。即，研磨材G與流動狀態之工件W碰撞或接觸，故而可無不均地均等地對複數個工件W進行研磨。
其次，對藉由該等研磨裝置而對工件W進行研磨之結果進行說明。此處，作為工件選擇下述之2種，將稜角部之去毛刺設為加工目 的。
工件A：工件A為將複合材料(SiC/Al2O3)藉由壓縮成型而成形之陶瓷之成形品。藉由調整壓縮荷重，而將工件A之維氏硬度設為Hv3~200。
工件B：工件B為以鐵為母材並實施鋅鍍金者，鋅鍍金之維氏硬度為Hv80左右。
工件C：工件C為由PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)樹脂而構成，工件C之洛氏硬度(M標度)為70左右。
作為裝置，使用第一實施形態之研磨裝置(裝置A)及第二實施形態之研磨裝置(裝置B)。又，作為比較例，使用噴擊加工裝置(將新東工業股份有限公司製MY-30C型之圓筒型噴擊加工裝置改造)。
作為研磨材，使用氧化鋁質之研磨材(新東工業股份有限公司製WA # 800)，使裝置A及裝置B作動30分鐘，使噴擊加工裝置作動30分鐘，而進行研磨。
研磨後，評價工件之加工狀態。加工狀態之評價係利用由顯微鏡(股份有限公司KEYENCE製VHX-2000)，分別觀察成為觀察之對象之工件而進行。成為觀察之對象之工件於將1個工件、3個工件、及20個工件設置於加工構件而加工之情形時為全量之工件，於將加工構件之容積之1/5之量之工件裝入至加工構件而進行研磨之情形時，為自全量之工件取樣之20個工件。加工狀態之評價基準如下所述。
○‧‧‧於所有工件中，毛刺被去除，且無工件之損傷(破裂及缺漏、以及研磨材之刺進)。
△‧‧‧存在稍微殘留有毛刺之工件，但所有工件無損傷。
×‧‧‧較多之毛刺未被去除。或者存在受損傷之工件。
又，於藉由第一實施形態之研磨裝置及第二實施形態之研磨裝置而進行之工件之研磨後對加工構件之周邊進行觀察。於藉由噴擊加 工裝置而進行之工件之研磨後對圓筒之周邊進行觀察。而且，於加工構件之周邊或圓筒之周邊未確認研磨材之附著之情形時將研磨材之飛散之評價設為「○」，於加工構件之周邊或圓筒之周邊確認有研磨材之附著之情形時將研磨材之飛散之評價設為「×」。同樣地，於加工構件之周邊或圓筒之周邊未確認工件之情形時將工件之飛散之評價設為「○」，於加工構件之周邊或圓筒之周邊確認有工件之情形時將工件之飛散之評價設為「×」。
將各研磨條件之上述評價之結果示於表1。關於表1之裝置之項目，傾斜角度係於第一實施形態之研磨裝置及第二實施形態之研磨裝置中表示加工構件相對於水平面之傾斜角度(°)，於噴擊加工裝置中表示圓筒相對於水平面之傾斜角度(°)。又，旋轉速度係表示相對於臨界旋轉速度之比例(%)。又，研磨材之速度中記載有利用流速測量系統(股份有限公司FLOWTECH RESEARCH製PIV系統)預先測定各條件下之研磨材之粒體速度之結果。
含量表示上述研磨材相對於工件有助於研磨之空間之容積中之研磨材之體積之比例(體積%)。表1中記載之含量之數值係使用集塵器之抽吸風量L、投入之研磨材之重量M、及研磨材之比重ρ，以含量(體積%)=ρ×M/L而算出之數值。又，於比較例2~4中使用噴擊加工裝置之情形時，將集塵器之抽吸風量L替換為自噴嘴噴射之壓縮空氣之風量，將投入之研磨材之重量M替換為供給至噴嘴之研磨材之重量，而算出研磨材之含量。
於利用第一實施形態之研磨裝置對工件進行研磨之情形時，無論工件之種類如何加工狀態之評價均為「○」或「△」(實施例1~13、22、24)。於加工狀態之評價為「△」之實施例中，為於工件稍微殘留有毛刺之狀態，且工件不受損傷，故而顯示藉由使研磨時間更長，而加工狀態之評價可成為「○」之情況。
又，於將工件之硬度變更為Hv3~200之情形時，亦可良好地進行工件之研磨(實施例5~7)。
又，於對複數個工件進行研磨之情形時亦可良好地進行工件之研磨(實施例12及13)，但於相對於研磨材之流動而工件之量過多之情形時，多數之工件中無法將毛刺去除(比較例1)。因此，若利用由第二實施形態之研磨裝置使複數個工件流動化，而一面對複數個工件進行攪拌一面進行研磨，則無論工件之種類、尺寸、硬度及量如何，所有工件之加工狀態之評價成為「○」或「△」(實施例14~21、23、25)。此處，關於加工狀態之評價為「△」之實施例，顯示藉由以與上述相同之理由使研磨時間更長，而加工狀態之評價可成為「○」之情況。
又，於實施例1~25及比較例1中，於研磨後對加工構件之周圍進行觀察，結果於加工構件之周圍未確認研磨材之附著及工件之掉落。藉此，判斷第一實施形態及第二實施形態之研磨裝置不使研磨材飛散至周圍，又不吹散工件，可對工件進行研磨。
另一方面，於利用噴擊加工裝置進行工件之研磨之情形時，工件之毛刺被去除，但產生工件之損傷，加工狀態之評價成為「×」(比較例2及3)。又，若於研磨後對圓筒之周邊，即加工室內進行觀察，則於噴擊加工室之壁面確認有研磨材之附著，研磨材之飛散之評價成為「×」。進而，若對連結於噴擊加工裝置之分級機構進行確認，則確認有工件之混合存在。其表示於研磨中工件被自圓筒吹散。
又，於利用噴擊加工裝置進行工件之研磨時，於使噴射壓力為非常低壓，使噴射材之速度為15m/sec之情形時，研磨材之飛散及工件之飛散之各評價均成為「○」，加工狀態之評價成為「×」(比較例4)。此係因為，來自噴嘴之噴射材之噴射量不穩定而噴射量律動，噴射噴射材，結果於工件之完成之程度產生不均，較多之工件中毛刺未被去除。再者，由於來自噴嘴之噴射材之噴射量不穩定，故而無法算出含量。
[產業上之可利用性]
根據上述實施形態，可提供新的研磨方法。該研磨方法中，藉由抽吸力而將研磨材加速至特定之速度並將適合於研磨之運動能量賦予至研磨材，具有該運動能量之研磨材與工件碰撞或接觸，藉此工件被研磨。而且，該研磨材及微粒子之全量藉由抽吸構件而回收。藉此，獲得如下之效果。
(1)研磨材不會飛散至周圍。
(2)工件於研磨中不會飛濺至加工容器外。
(3)研磨時之噴射材之速度為10~30m/sec左右，可利用非常低之速度之噴射材進行工件之研磨，故而相對於硬度相對較低之工件亦可良好地進行研磨。例如，可對如銅、鋁及錫般之金屬材料、燒成前之陶瓷及磁性材料之成形品、以及樹脂之成形品等良好地進行研磨。

Claims (13)

  1. 一種研磨方法，其包含如下步驟：準備包含加工構件及研磨材供給機構及產生抽吸力之抽吸機構之研磨裝置；將工件設置於上述加工構件；藉由上述研磨材供給機構朝向上述工件以自由落下的方式投入上述研磨材；及利用藉由上述抽吸機構之作動而產生之氣流，使朝向上述工件投入之研磨材加速至特定之速度，且使上述研磨材與上述工件接觸或碰撞而對上述工件進行研磨。
  2. 如請求項1之研磨方法，其中上述加工構件具備載置盤，該載置盤具有第一面及上述第一面之相反側之面即第二面，於上述載置盤，設置有於自上述第一面朝向上述第二面之方向貫通上述載置盤之複數個貫通孔，上述複數個貫通孔之各者具有能夠供上述研磨材通過且無法供上述工件通過之大小，於將上述工件設置於上述加工構件之步驟中，將上述工件載置於上述第一面。
  3. 如請求項2之研磨方法，其中上述抽吸機構配置於上述第二面側，上述氣流為自上述第一面朝向上述第二面之氣流。
  4. 如請求項2或3之研磨方法，其進而包含回收上述研磨材之步驟，於對上述工件進行研磨之步驟中，上述研磨材係自上述第一面側朝向上述工件投入， 於上述回收步驟中，利用上述抽吸機構抽吸到達上述第二面之上述研磨材並加以回收。
  5. 如請求項1至3中任一項之研磨方法，其進而包含藉由上述抽吸機構而對上述氣流進行整流之步驟，於上述整流步驟中，藉由對上述氣流進行整流，而控制上述研磨材與上述工件接觸或碰撞之態樣。
  6. 如請求項2或3之研磨方法，其中上述加工構件進而具備設置於上述載置盤之外緣部之框體。
  7. 如請求項6之研磨方法，其進而包含藉由使複數個上述工件為流動狀態而對複數個上述工件進行攪拌之步驟，於設置上述工件之步驟中，將複數個上述工件載置於上述第一面，於對上述工件進行研磨之步驟中，使上述研磨材與流動狀態之上述複數個工件接觸或碰撞而對上述複數個工件進行研磨。
  8. 如請求項7之研磨方法，其中於對上述複數個工件進行攪拌之步驟中，藉由使上述加工構件以特定之角度傾斜而配置，且使上述加工構件旋轉，而對上述複數個工件進行攪拌。
  9. 如請求項8之研磨方法，其中上述特定之角度為30~70°。
  10. 如請求項8之研磨方法，其中上述加工構件之旋轉速度為臨界旋轉速度之5~50%。
  11. 如請求項1至3中任一項之研磨方法，其中上述工件之維氏硬度為3~200Hv，上述研磨材與工件接觸或碰撞時之上述研磨材之速度為5~30m/sec。
  12. 如請求項11之研磨方法，其中上述研磨材相對於上述工件有助於研磨之空間中之研磨材所占之比例為3~20體積%。
  13. 一種研磨裝置，其係用以對工件進行研磨者，且具備：加工構件，其用以載置上述工件；研磨材供給機構，其朝向載置於上述加工構件之上述工件以自由落下的方式投入研磨材；及抽吸機構，其藉由抽吸力而於自上述研磨材供給機構朝向上述加工構件之方向產生氣流；上述抽吸機構係使藉由上述研磨材供給機構而朝向上述工件投入之上述研磨材藉由上述氣流而加速至特定之速度，且藉由使經加速之上述研磨材與上述工件接觸或碰撞而對上述工件進行研磨。
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