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研磨裝置以及研磨方法與流程

文檔序號:11630545閱讀:579來源:國知局
研磨裝置以及研磨方法與流程

本發明涉及通過研磨材料的碰撞或接觸對工件進行研磨的研磨裝置以及研磨方法。



背景技術:

作為對工件進行研磨的方法,廣泛使用如下噴丸加工:將研磨材料與壓縮空氣一起作為氣固二相流從噴嘴朝向工件噴射,使研磨材料與工件碰撞或接觸,由此,對工件進行研磨。通常使用的噴丸加工裝置具備形成為漏斗狀的回收部。回收部設置于應用對工件進行噴丸加工的噴丸室的下部。該噴丸加工裝置將掉落在回收部的粉塵(噴射出的噴射材料以及工件的切削粉)吸引回收,利用分級裝置分級為能夠再使用的噴射材料和除此以外的微粒(產生了破裂或缺口的研磨材料、以及工件的切削粉)之后,利用能夠再使用的噴射材料再次進行噴丸加工(例如,專利文獻1)。在這樣的噴丸加工裝置中,研磨材料飛散至容積較大的噴丸加工室整體,由此,難以在工件更換時等完全防止粉塵飛散至噴丸加工室外。另外,產生吸引力的設備需要較高的吸引能力,由此,存在噴丸加工裝置整體大型化的問題。

公開有如下結構的噴丸加工裝置:為了高效地回收上述粉塵,在噴嘴出口附近具備連結于吸引設備的罩,利用該罩防止粉塵的飛散,并且通過吸引設備將滯留在該罩內的粉塵回收(例如專利文獻2)。這樣的噴丸加工裝置僅能夠應用于被加工面是相對于噴嘴足夠大的平面的情況,由此,無法根據工件的形狀使用該結構的噴丸加工裝置。

在噴丸加工中,氣固二相流的噴射壓力是通常為0.2mpa以上的高壓。因此,存在因工件的形狀或者尺寸而使得工件本身被氣固二相流吹飛的問題、以及研磨材料穿刺工件的問題。

專利文獻1:日本特開平09-323263號公報

專利文獻2:日本實用新型注冊第3031304號公報



技術實現要素:

噴丸加工中存在上述那樣的問題。在本技術領域中,期望一種與噴丸加工不同的新的研磨裝置以及研磨方法。

在本發明的一個方面中,提供用研磨材料對工件進行研磨的研磨方法。該研磨方法包括下述(1)~(3)的工序。

(1)準備包括加工部件及產生吸引力的吸引機構的研磨裝置的工序。

(2)將工件設置在加工部件的工序。

(3)利用由吸引機構的動作產生的氣流,使朝向工件投入的研磨材料加速至規定的速度,并且使研磨材料與工件接觸或碰撞從而對工件進行研磨的工序。

根據一個方面所涉及的研磨方法,利用由吸引機構產生的氣流將朝向工件投入的研磨材料加速至規定的速度。通過該加速,能夠得到適合于研磨材料對工件進行研磨的動能,由此,在研磨材料與工件接觸或碰撞時進行工件的研磨。此外,這里所說的“研磨材料的投入”意味著僅將研磨材料朝向工件無初速度地供給,或者將研磨材料朝向工件以非常小的初速度供給,不同于如噴丸加工裝置那樣將研磨材料朝向被加工物噴射或投射。例如,可以通過使研磨材料自由落體來將研磨材料朝向工件供給,也可以以不向周圍飛散或者不對研磨造成影響的程度的較弱的風量將研磨材料朝向工件供給。

在一實施方式的研磨方法中,加工部件也可以具備載置盤,該載置盤具有第一面以及第一面的相反側的面亦即第二面。也可以在載置盤設置有沿從第一面朝向第二面的方向將載置盤貫通的多個貫通孔。多個貫通孔的各個也可以具有能夠供研磨材料通過且無法供工件通過的大小。而且,在將工件設置在加工部件的工序中,也可以在第一面載置工件。在這種情況下,不損害研磨能力,就能夠將工件設置在加工部件。

在一實施方式的研磨方法中,吸引機構也可以配置于第二面側。而且,氣流也可以是從第一面朝向第二面的氣流。根據該結構,在工件的附近產生從第一面側朝向第二面側的氣流,由此,能夠利用該氣流對工件良好地進行研磨。

一實施方式的研磨方法也可以還包括回收研磨材料的工序。在對工件進行研磨的工序中,研磨材料也可以從第一面側朝向工件投入。在進行回收的工序中,也可以利用吸引機構吸引到達第二面的研磨材料并將研磨材料回收。研磨材料、以及微粒(將這些研磨材料以及微粒總體上在以下記為“粉塵”)朝向吸引機構前進,由此,能夠抑制粉塵飛散至研磨區域以外。微粒包括產生破裂或缺口的研磨材料、以及由研磨產生的切削粉。

一實施方式的研磨方法也可以還包括利用吸引機構對氣流進行整流的工序。在進行整流的工序中,也可以通過對氣流進行整流,來控制研磨材料與工件接觸或碰撞的狀態。通過進行整流的工序,能夠控制研磨材料相對于工件的動作、變更研磨的形態。由此,能夠形成與加工目的一致的研磨的形態。

在一實施方式的研磨方法中,加工部件也可以還具備設置于載置盤的外緣部的框體。在這種情況下,即使暫時投入過多的研磨材料,也可防止研磨材料落至加工部件的外側。另外,即使在將多個工件載置在加工部件的情況下,也可防止研磨材料落至加工部件的外側。

一實施方式的研磨方法也可以還包括使多個工件處于流動狀態從而對多個工件進行攪拌的工序。在設置工件的工序中,也可以在第一面載置多個工件。在對工件進行研磨的工序中,也可以使研磨材料與流動狀態的多個工件接觸或碰撞從而對多個工件進行研磨。在多個工件被攪拌的狀態下,研磨材料與多個工件接觸或碰撞,由此,能夠使多個工件的研磨均勻化。

在一實施方式的研磨方法中,在對多個工件進行攪拌的工序中,也可以使加工部件以規定的角度傾斜地配置且使該加工部件旋轉,從而對多個工件進行攪拌。在這種情況下,工件借助離心力隨著加工部件的旋轉而沿著框體旋轉,但若重力大于離心力,則從框體離開并掉落。這樣,能夠對多個工件進行攪拌并將它們均勻地分散。另外,在一實施方式中,將加工部件傾斜地配置的角度也可以為30~70°。另外,在一實施方式中,加工部件的旋轉速度也可以為臨界旋轉速度的5~50%。

在一實施方式的研磨方法中,也可以為:工件的維氏硬度為3~200hv,研磨材料與工件接觸或碰撞時的研磨材料的速度為5~30m/sec。這樣,通過調整研磨材料的速度,能夠對硬度相對較低的工件也良好地進行研磨。另外,通過將研磨材料加速至該速度,能夠抑制研磨材料穿刺工件,并對工件良好地進行研磨。另外,在一實施方式面中,研磨材料在研磨材料在有助于對工件進行研磨的空間中的占有比例也可以為3~20體積%。

一實施方式的研磨方法也可以還包括朝向工件投入研磨材料的工序。研磨裝置也可以還具備朝向工件投入研磨材料的研磨材料供給機構。在投入研磨材料的工序中,也可以利用研磨材料供給機構,朝向工件以自由落體的方式投入研磨材料。在這種情況下,無需對研磨材料賦予初速度,由此,能夠減少研磨材料飛散至研磨區域外的可能性。

在本發明的另一方面中,提供用于對工件進行研磨的研磨裝置。該研磨裝置具備:加工部件,其用于載置工件;研磨材料供給機構,其朝向載置到加工部件的工件投入研磨材料;以及吸引機構,其通過吸引力而沿從研磨材料供給機構朝向加工部件的方向產生氣流。吸引機構利用氣流使通過研磨材料供給機構朝向工件投入的研磨材料加速至規定的速度,并且使加速后的研磨材料與工件接觸或碰撞從而對工件進行研磨。

根據另一方面所涉及的研磨裝置,利用由吸引機構產生的氣流將朝向工件投入的研磨材料加速至規定的速度。通過該加速,能夠得到適合于研磨材料對工件進行研磨的動能,由此,可在研磨材料與工件接觸或碰撞時進行工件的研磨。

根據本發明的各種方面以及各實施方式,能夠對工件進行研磨而不產生如上所述的噴丸加工中的問題。

附圖說明

圖1是用于對本發明的第一實施方式中使用的研磨裝置進行說明的示意圖。

圖2是用于對第一實施方式中的研磨的機制進行說明的示意圖。

圖3是表示第一實施方式中的研磨的工序的流程圖。

圖4是用于對本發明的第二實施方式中使用的研磨裝置進行說明的示意圖。

圖5是表示第二實施方式中的研磨的工序的流程圖。

具體實施方式

參照附圖對本發明的研磨裝置以及研磨方法的一個例子進行說明。在以下的說明中,上下左右的方向若無特別說明則表示圖中的方向。此外,本發明并不限定于本實施方式的結構,能夠根據需要適當地變更。

如圖1所示,第一實施方式中使用的研磨裝置01具備加工部件10、研磨材料供給機構30、吸引機構40、以及分選機構50。

加工部件10是用于收容工件w的部件。加工部件10具備載置盤11。載置盤11具有供工件w載置的面亦即第一面11a(載置面)、以及第一面11a的相反側的面亦即第二面11b。載置盤11具有不使工件w通過但能夠使研磨材料通過的多個開口部。具體而言,在載置盤11設置有多個貫通孔,多個貫通孔沿從第一面11a朝向第二面11b的方向將載置盤11貫通。多個貫通孔的各個具有能夠供研磨材料g通過且無法供工件w通過的大小。載置盤11例如可以是構成為網狀的盤,可以是穿孔金屬板,也可以是設置有多條狹縫的盤。

載置盤11的形狀并未被特別限定。另外,加工部件10可以還具備設置于載置盤11的外緣部的框體。由于加工部件10具備框體,從而工件w不會掉落在比加工部件10的外緣部靠外側的部位。

本實施方式的加工部件10具備構成為網狀的圓盤形狀的載置盤11以及固定于載置盤11的外緣部的框體12。框體12至少在載置盤11的第一面11a包圍載置盤11的周緣。即,本實施方式的加工部件10具有載置盤11的上方(第一面11a側)敞開的圓筒形狀。

研磨材料供給機構30是用于將研磨材料g朝向工件w投入的機構。研磨材料供給機構30包括貯存箱31及搬出部32。貯存箱31是用于貯存研磨材料g的箱。在搬出部32設置有排出口32a。以排出口32a位于載置盤11的第一面11a的上方的方式配置搬出部32。搬出部32也可以構成為能夠將貯存箱31(料斗)內的研磨材料g從排出口32a定量地排出。搬出部32例如也可以構成為:具備輸送螺桿以及內置該輸送螺桿的槽,使貯存箱31內的研磨材料g朝向設置于該槽的排出口32a前進。另外,搬出部32也可以具備圓盤狀的底盤以及以該底盤的中心為軸心水平旋轉的刮板。在這種情況下,搬出部32也可以構成為:使貯存箱31的底面與該底盤稍稍分離地配置從而利用安息角使規定量的研磨材料g堆積在該底盤,并利用該刮板將其朝向排出口32a刮出。作為搬出部32,也可以使用其它公知的結構。在本實施方式中,搬出部32具備前者的結構。

吸引機構40兼備使研磨材料g加速的功能以及吸引研磨材料g的功能。吸引機構40具備軟管43及吸塵器42。軟管43的一端面(在本實施方式中為吸引部41)設置于載置盤11的第二面11b之下,并與第二面11b分離。吸塵器42連結于軟管43。

分選機構50是從粉塵分選能夠再使用的研磨材料的機構。另外,分選機構50配置于從吸引部41朝向吸塵器42的路徑的中途。即,一端面形成有吸引部41的第一軟管43a連結于分選機構50,分選機構50通過第二軟管43b與吸塵器42連結。分選機構50如后述那樣,是將粉塵分離為能夠再利用的研磨材料、及除此以外的微粒(產生破裂或缺口的研磨材料、以及由研磨產生的工件的切削粉)的機構。分選機構50也可以構成為利用粉塵的比重差及氣流進行分級。作為分選機構50,例如也可以使用旋風式分離器、離心分級機、或者其它公知的結構。在本實施方式中,作為分選機構50,使用旋風式分離器,旋風式分離器的底部連結于貯存箱31。

接下來,進一步使用圖2及圖3對研磨方法進行說明。

(s01:準備工序)

準備研磨裝置01。預先將研磨材料g裝入圖1中示出的貯存箱31。本實施方式中使用的研磨材料g的材質可結合被加工物的材質及形狀、以及加工目的適當地選擇。例如,研磨材料g可從金屬或者非金屬的粒子(鋼丸、砂粒、以及鋼線粒)、陶瓷系粒子(al2o3、sic、以及zro2等)、天然石的粒子(金剛砂、硅石、以及金剛石等)、植物系粒子(核桃的殼、桃核、以及杏核等)、以及樹脂系粒子(尼龍、三聚氰胺、以及脲等)中選擇。

另外,研磨材料g的粒徑也可結合被加工物的材質及形狀、以及加工目的適當地選擇。但是,研磨材料g的粒徑必須以成為能夠通過加工部件10的開口部(貫通孔)的直徑的方式選擇。例如,在將陶瓷系粒子作為研磨材料g的情況下,研磨材料g的粒徑以如下方式進行選擇:jis(japaneseindusrialstandards:日本工業標準)r6001;1998所規定的粒度為f220或#240以上#1000以下,且成為能夠通過加工部件10的開口部(貫通孔)的直徑。

(s02:將工件設置在加工部件的工序)

將工件w載置在載置盤11的第一面11a,從而將工件w收容(設置)于加工部件10。在圖2中,為了方便而記載有一個工件w,但也能夠在加工部件10載置多個工件w進行研磨。

(s03:產生氣流的工序)

若使吸塵器42動作,則在載置盤11附近產生從第一面11a朝向第二面11b的氣流。

(s04:進行整流的工序)

通過對氣流的流動進行整流,能夠有意地對研磨材料g與工件w碰撞或接觸的狀態進行變更(控制)。該工序例如可通過變更吸引部41的位置及大小、以及吸塵器42的吸引風量等來進行。另外,如后述那樣,研磨材料g與工件w碰撞或接觸時的研磨材料g的速度非常低,由此,能夠通過整流工序容易地變更研磨材料g與工件w碰撞或接觸的狀態。此外,整流工序s04也可以省略。

(s05:投入研磨材料的工序)

若使研磨材料供給機構30動作,則裝入于貯存箱31的研磨材料g從排出口32a定量地排出,并被朝向工件w投入(在本實施方式的情況下為掉落)。研磨材料g從排出口32a排出時的朝向工件w的方向的研磨材料g的速度為0m/sec或者非常小的速度,即使研磨材料g因自由落體而與工件w碰撞或接觸,工件w也不被研磨。

(s06:使研磨材料加速的工序)

從排出口32a排出的研磨材料g利用在上述的工序s03中產生的氣流,以自由落體的方式到達加速區域a(在第一面11a側產生該氣流的區域)。到達加速區域a的研磨材料g以與工件w碰撞或接觸時的速度成為規定的速度的方式,朝向吸引部41加速。該規定的速度也可以是如下速度:能夠對工件w良好地進行研磨,且對工件w不產生損傷以及不產生研磨材料g的穿刺。例如,在工件w的維氏硬度(由jisz2244;2009規定)為3~200hv(試驗力為0.2n)的情況下,該規定的速度可以為5~30m/sec,也可以為10~20m/sec。在現有的研磨方法亦即噴丸加工中,噴射壓力為0.2mpa以上的高壓,由此,不能實現這種速度。假設在欲以非常低的噴射壓力噴射研磨材料而實現該速度的情況下,來自噴嘴的噴射材料的噴射量不穩定,從而在工件的完成程度上產生不均。通過本實施方式的研磨方法,能夠使研磨材料g與工件w碰撞或接觸時的研磨材料g的速度成為非常低的速度,由此,能夠利用非常低的速度的研磨材料g對工件w進行研磨。該速度的調整可通過吸塵器42的吸引風量的調整、以及吸引部41的尺寸及形狀的變更等來進行。吸塵器42的吸引風量的調整例如可通過變更內置于吸塵器42的馬達的轉速、或者在軟管43設置用于吸引外部空氣的阻尼器并調整阻尼器的開度等來進行。

(s07:對工件進行研磨的工序)

到達加速區域a的研磨材料g一邊被加速一邊朝向吸引部41前進,而到達工件w的被加工面。然后,研磨材料g與工件w碰撞或接觸,對被加工面進行了研磨之后,朝向吸引部41進一步前進。圖2中示出的動作f表示研磨材料g的動作。將研磨材料g與工件w碰撞或接觸的狀態的一個例子作為動作f1、f2、f3進行說明。

動作f1:研磨材料g在與工件w的上表面碰撞之后反彈。利用研磨材料g與工件w碰撞時的沖擊力研磨被加工面。

動作f2:研磨材料g在與工件w的上表面碰撞之后,沿著上表面前進。利用研磨材料g與工件w碰撞時的沖擊力以及研磨材料g沿著上表面前進時的摩擦力研磨被加工面。

動作f3:研磨材料g以沿著工件w的棱角部的方式前進。利用研磨材料g與工件w的棱角部碰撞時的沖擊力或者通過棱角部時的摩擦力中的至少任一個進行研磨。因此,能夠進行棱角部的倒圓加工(r角加工)、去毛刺。

另外,在工件w附近的區域、即有助于研磨材料g進行研磨的區域(例如,距工件w的各面1mm以內的區域)亦即研磨區域p中,研磨材料g相對于空間的比例也可以為3~20體積%。若研磨材料g相對于空間的比例過小,則研磨材料g與工件w接觸的機會較少,從而直到研磨結束為止的時間增大。如研磨材料g相對于空間的比例過大,則研磨材料g在研磨區域p中分散的狀態下無法與工件w碰撞或接觸,由此,研磨效率變差。

在本實施方式中,即使工件w為樹脂也能夠良好地進行工件w的研磨。例如,即使在將具有由jisk7202;2001規定的m標尺的洛氏硬度為10~100的范圍的硬度的樹脂作為工件w的情況下,也能夠良好地進行工件w的研磨。

(s08:回收研磨材料的工序)

與工件w碰撞或接觸了的研磨材料g通過載置盤11移動至第二面11b側。移動至第二面11b側的研磨材料g從吸引部41被吸塵器42吸引。此時,上述的微粒也通過載置盤11,從吸引部41被吸引。研磨材料g及微粒之類的粉塵通過第一軟管43a被移送至分選機構50。在分選機構50為旋風式分離器的情況下,以從旋風式分離器的上部沿著壁面的方式導入的粉塵呈螺旋狀地掉落。在該過程中,質量輕的粒子亦即上述微粒向上方漂浮,通過連接于旋風式分離器的頂板部的第二軟管43b被吸塵器42收集。另一方面,質量重的粒子亦即能夠再利用的研磨材料g朝向分選機構50的底部移動,貯存在連結于分選機構50的底部的貯存箱31。該研磨材料g再次從排出口32a朝向工件w被投入。

如以上那樣,通過從配置于第一面11a側的研磨材料供給機構30的排出口32a投入并利用由吸塵器42產生的吸引力加速至規定的速度的研磨材料g與工件w碰撞或接觸,由此,工件w被研磨。與工件w碰撞或接觸之后的研磨材料g被配置于第二面11b側的吸引部41吸引。由此,不會如現有的研磨方法亦即噴丸加工那樣,使研磨材料g飛散至周圍。另外,由于能夠使研磨材料g與工件w碰撞或接觸時的研磨材料g的速度非常慢,所以即使在對硬度比較低的工件w進行研磨的情況下,也能夠對工件w良好地進行研磨而不產生對工件w的損傷。

在本實施方式中,將工件w相對于研磨材料g從排出口32a朝向吸引部41的流路的位置固定來進行研磨,但也可以結合工件w的尺寸、形狀以及數量,使工件w的位置相對于該流路一邊移動一邊進行研磨。例如,研磨裝置01可以還具備使加工部件10、排出口32a、以及吸引部41中的至少任一個移動的機構。另外,研磨裝置01可以還具備使加工部件10振動的機構,也可以利用該機構使工件w一邊轉動一邊進行研磨。

接下來,將另一形式的研磨方法的一個例子作為第二實施方式,并進一步使用圖4進行說明。在以下的說明中,以與第一實施方式不同的不同點為中心進行說明。

在第二實施方式中,在對多個工件w進行研磨時,對所有工件w更均勻地進行研磨。本實施方式中使用的研磨裝置02除了第一實施方式中使用的研磨裝置01的結構之外,還具備攪拌機構20。

本實施方式的加工部件10是與第一實施方式的加工部件10相同的結構。在第一面11a載置多個工件w(即,收容于加工部件10)并對該工件w進行攪拌時,工件w利用框體12而不會灑落至加工部件10之外。

攪拌機構20連接于加工部件10,使收容于加工部件10的多個工件w處于流動狀態,由此,對多個工件w進行攪拌。只要能夠對工件w進行攪拌,攪拌機構20的結構并不被特別限定。例如,攪拌機構20可以以使加工部件10旋轉的方式構成,也可以以使加工部件10振動的方式構成。作為攪拌機構20,也可以使用其它公知的結構。在本實施方式中,攪拌機構20使加工部件10以載置盤11的平面中心為軸心旋轉。具體而言,攪拌機構20具備保持部件21及旋轉機構22。保持部件21,將加工部件10保持為能夠在使加工部件10以規定的傾斜角度α傾斜的狀態下旋轉。

旋轉機構22是使加工部件10以規定的速度旋轉的機構。旋轉機構22具備產生旋轉力的馬達22a、以及將馬達22a的旋轉力傳遞到加工部件10的旋轉力傳遞部件22b。

接下來,進一步使用圖5對第二實施方式的研磨方法進行說明。第二實施方式的研磨方法與上述的第一實施方式的研磨方法大致相同,但在“s02:將工件設置在加工部件的工序”的處理內容、以及還具備在工序s02與工序s03之間進行的“s9:對工件進行攪拌的工序”的方面與第一實施方式的研磨方法不同。以下進行說明。

(s02:將工件設置在加工部件的工序)

將多個工件w載置在載置盤11的第一面11a,從而將多個工件w收容(設置)于加工部件10。工件w的收容量結合工件w的性狀及加工部件10的尺寸適當地選擇,以便能夠由加工部件10保持工件w,且能夠使工件w良好地處于流動狀態從而對多個工件w進行攪拌。

(s09:對工件進行攪拌的工序)

使馬達22a動作,從而使加工部件10旋轉。收容于加工部件10的工件w隨著加工部件10的旋轉而沿著框體12移動。因加工部件10被傾斜地保持,由此,對工件w施加朝向框體12的方向的離心力和沿著載置盤11的重力的分力。若工件w移動(上升)至規定的位置,則重力的分力比離心力大,由此,工件w與框體12分離,沿著載置盤11朝向下方掉落。這樣,工件w的移動和掉落連續地進行,由此,多個工件w處于流動狀態。由此,多個工件w被攪拌。為了實現該流動狀態,加工部件10的傾斜角度α相對于水平面可以設為30~70°,也可以設為40~60°。若加工部件10的傾斜角度α過小,則基于重力的流動化的促進的效果較少。若加工部件10的傾斜角度α過大,則相對于離心力而言重力的分力變得過大,由此,難以使工件w隨著加工部件10的旋轉而移動。

另外,若加工部件10的旋轉速度過大則離心力變得過強,由此,難以基于重力的分力使工件w掉落。相反,若加工部件10的旋轉速度過小則離心力變得過弱,由此,難以通過加工部件10的旋轉使工件w移動。在任一情況下,都不能使工件w良好地處于流動狀態。為了使多個工件w處于流動狀態從而良好地進行攪拌,加工部件10的旋轉速度可以設為臨界旋轉速度的5~50%,也可以設為10~30%。臨界旋轉速度是指,在使加工部件10的旋轉速度上升時,施加于工件w的離心力大于重力的分力,工件w不會掉落而與框體12一起旋轉的時刻的速度。

如以上那樣,在通過對工件進行攪拌的工序(s09)攪拌多個工件w的狀態下進行s03以后的工序。即,由于研磨材料g與流動狀態的工件w碰撞或接觸,由此,能夠無不均地均勻地對多個工件w進行研磨。

接下來,對利用上述研磨裝置研磨工件w的結果進行說明。這里,作為工件選擇下述的兩種,并將棱角部的去毛刺作為加工目的。

工件a:工件a是將復合材料(sic/al2o3)通過壓縮成型而成形的陶瓷的成形品。通過調整壓縮載荷而將工件a的維氏硬度設為hv3~200。

工件b:工件b是以鐵為母材且實施了鍍鋅的工件,鍍鋅的維氏硬度為hv80左右。

工件c:工件c由pet樹脂構成,工件c的洛氏硬度(m標尺)為70左右。

作為裝置,使用第一實施方式的研磨裝置(裝置a)以及第二實施方式的研磨裝置(裝置b)。另外,作為比較例,使用噴丸加工裝置(對新東工業株式會社制my-30c型的滾筒型噴丸加工裝置進行改造)。

作為研磨材料,使用氧化鋁質的研磨材料(新東工業株式會社制wa#800),使裝置a以及裝置b動作30分鐘,使噴丸加工裝置動作30分鐘,而進行研磨。

研磨后,對工件的加工狀態進行評價。用顯微鏡(株式會社keyence制vhx-2000)對成為觀察的對象的工件分別進行觀察,由此進行加工狀態的評價。成為觀察的對象的工件在將1個工件、3個工件、以及20個工件設置在加工部件來進行加工的情況下是全部量的工件,在將加工部件的容積的1/5的量的工件裝入加工部件來進行研磨的情況下,是從全部量的工件取樣出的20個工件。加工狀態的評價基準如下。

○···在所有工件中,毛刺被除去,且無工件的損傷(破裂及缺口、以及研磨材料的穿刺)。

△···存在稍微殘留有毛刺的工件,但在所有工件中無損傷。

×···較多的毛刺未被除去。或者存在受到損傷的工件。

另外,在由第一實施方式的研磨裝置以及第二實施方式的研磨裝置實施工件的研磨后,觀察加工部件的周邊。在由噴丸加工裝置實施工件的研磨后,觀察滾筒的周邊。而且,在加工部件的周邊或者滾筒的周邊未確認有研磨材料的附著的情況下將研磨材料的飛散的評價設為“○”,在加工部件的周邊或者滾筒的周邊確認有研磨材料的附著的情況下將研磨材料的飛散的評價設為“×”。相同地,在加工部件的周邊或者滾筒的周邊未確認有工件的情況下將工件的飛散的評價設為“○”,在加工部件的周邊或者滾筒的周邊確認有工件的情況下將工件的飛散的評價設為“×”。

將各研磨條件下的上述評價的結果在表1中示出。關于表1的裝置的項目,傾斜角度在第一實施方式的研磨裝置以及第二實施方式的研磨裝置中表示加工部件相對于水平面的傾斜角度(°),在噴丸加工裝置中表示滾筒相對于水平面的傾斜角度(°)。另外,旋轉速度表示相對于臨界旋轉速度的比例(%)。另外,在研磨材料的速度中記載了用流速計測系統(株式會社flowtechresearch制piv系統)預先測定各條件下的研磨材料的粒體速度的結果。

含量表示研磨材料在上述研磨材料有助于對工件進行研磨的空間的容積中的的體積的比例(體積%)。表1中記載的含量的數值是使用吸塵器的吸引風量l、被投入的研磨材料的重量m、以及研磨材料的比重ρ,以含量(體積%)=ρ×m/l計算出的數值。另外,在比較例2~4中使用噴丸加工裝置的情況下,將吸塵器的吸引風量l替換為從噴嘴噴射的壓縮空氣的風量,將被投入的研磨材料的重量m替換為供給至噴嘴的研磨材料的重量,從而計算研磨材料的含量。

[表1]

在用第一實施方式的研磨裝置對工件進行研磨的情況下,無論工件的種類如何,加工狀態的評價均為“○”或者“△”(實施例1~13、22、24)。在加工狀態的評價為“△”的實施例中,是在工件稍微殘留有毛刺的狀態,且工件未受到損傷,由此,表示通過使研磨時間進一步變長從而可使加工狀態的評價成為“○”。

另外,在將工件的硬度變更為hv3~200的情況下,也能夠良好地進行工件的研磨(實施例5~7)。

另外,即使在對多個工件進行研磨的情況下,也能夠良好地進行工件的研磨(實施例12以及13),但在工件的量相對于研磨材料的流動而過多的情況下,在多數的工件中無法除去毛刺(比較例1)。因此,若利用第二實施方式的研磨裝置使多個工件流動化,從而對多個工件一邊進行攪拌一邊進行研磨,則無論工件的種類、尺寸、硬度以及量如何,所有工件的加工狀態的評價成為“○”或者“△”(實施例14~21、23、25)。這里,針對加工狀態的評價為“△”的實施例,表示通過以與上述相同的理由使研磨時間進一步變長從而可使加工狀態的評價成為“○”。

另外,在實施例1~25以及比較例1中,在研磨后對加工部件的周圍進行觀察的結果是,在加工部件的周圍未確認有研磨材料的附著以及工件的掉落。由此,判斷第一實施方式以及第二實施方式的研磨裝置能夠對工件進行研磨而不使研磨材料飛散至周圍、還不使工件被吹飛。

另一方面,在用噴丸加工裝置進行工件的研磨的情況下,工件的毛刺被除去,但產生工件的損傷,加工狀態的評價成為“×”(比較例2以及3)。另外,若在研磨后對滾筒的周邊、即加工室內進行觀察,則在噴丸加工室的壁面確認有研磨材料的附著,研磨材料的飛散的評價成為“×”。并且,若對連結于噴丸加工裝置的分級機構進行確認,則確認有工件的混合。這示出工件在研磨中被從滾筒吹飛。

另外,在用噴丸加工裝置進行工件的研磨時,在將噴射壓力設為非常低的壓力、將噴射材料的速度設為15m/sec的情況下,研磨材料的飛散以及工件的飛散的各評價均稱為“○”,但加工狀態的評價成為“×”(比較例4)。這是因為,來自噴嘴的噴射材料的噴射量不穩定使得噴射量脈動,噴射材料被噴射的結果是,在工件的完成的程度上產生不均,在較多的工件中未除去毛刺。此外,由于來自噴嘴的噴射材料的噴射量不穩定,所以無法計算含量。

工業上的可利用性

根據上述的實施方式,能夠提供新的研磨方法。在該研磨方法中,利用吸引力將研磨材料加速至規定的速度將適合于研磨的動能賦予給研磨材料,具有該動能的研磨材料與工件碰撞或接觸從而使工件被研磨。而且,該研磨材料以及微粒的全部量被吸引部件回收。由此,可得到如下效果。

(1)研磨材料不飛散至周圍。

(2)工件在研磨中不向加工容器外飛出。

(3)研磨時的噴射材料的速度為10~30m/sec左右,能夠用速度非常低的噴射材料進行工件的研磨,由此,即使對硬度比較低的工件也能夠良好地進行研磨。例如,能夠對銅、鋁及錫那樣的金屬材料、燒成前的陶瓷及磁性材料的成形品、以及樹脂的成形品等良好地進行研磨。

附圖標記說明:

01…研磨裝置(第一實施方式);02…研磨裝置(第二實施方式);10…加工部件;11…載置盤;11a…第一面;11b…第二面;12…框體;20…攪拌機構;21…保持部件;22…旋轉機構;22a…馬達;22b…旋轉力傳遞部件;30…研磨材料供給機構;31…貯存箱;32…搬出部;32a…排出口;40…吸引機構;41…吸引部;42…吸塵器;43…軟管;43a…第一軟管;43b…第二軟管;50…分選機構;a…加速區域;p…研磨區域;f(f1、f2、f3)…研磨材料的動作;g…研磨材料;w…工件。

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