JP4586419B2 - Centrifugal barrel polishing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、自転と同時に公転をする複数の研磨槽を備えた遠心型バレル研磨装置及び遠心型バレル研磨方法に関する。特に、湿式遠心型バレル研磨により重切削を行う場合に好適な新規な遠心型バレル研磨装置に関する。 The present invention relates to a centrifugal barrel polishing apparatus and a centrifugal barrel polishing method including a plurality of polishing tanks that revolve simultaneously with rotation. In particular, the present invention relates to a novel centrifugal barrel polishing apparatus suitable for heavy cutting by wet centrifugal barrel polishing.
バレル研磨装置には、遠心型、流動型、振動型及び回転型がある。これらの内で、遠心型バレル研磨は、最も研磨力が大きい。そして、遠心型バレル研磨には、湿式と乾式の両方式があるが、一般に、湿式の方が乾式より強力な研磨力を得ることができる。 The barrel polishing apparatus includes a centrifugal type, a fluid type, a vibration type, and a rotary type. Among these, centrifugal barrel polishing has the largest polishing power. Centrifugal barrel polishing includes both wet and dry methods, but in general, wet methods can provide stronger polishing power than dry methods.
また、湿式遠心型バレル研磨においては、ワーク(被研磨物)をメディア、コンパウンド及び水とともに研磨槽内に投入してバレル研磨を行うのが一般的であるが、メディアを使用せず、少量の研磨助剤(例えば、アルミナ微粉末)を投入して混合したいわゆる共摺り研磨も行われている。 In wet centrifugal barrel polishing, it is common to perform barrel polishing by putting a work (object to be polished) into a polishing tank together with media, compound and water. So-called co-grinding polishing in which a polishing aid (for example, alumina fine powder) is added and mixed is also performed.
そして、上記いずれの場合も、ワークとメディアとの、又は、ワーク相互の摩擦により、発熱して、研磨槽が高温となるとともに内圧が増大する。この傾向は、長時間運転の場合顕著となる。 In any of the above cases, heat is generated by the friction between the workpiece and the medium or between the workpieces, and the internal pressure increases as the polishing tank becomes hot. This tendency becomes prominent when driving for a long time.
しかし、本発明者らが、知る限りにおいては、自転と同時に公転をする複数の研磨槽を備えた遠心型バレル研磨装置において、研磨槽の高温化とともに内圧増大を抑制する機構を備えたものは公知ではない。 However, as far as the inventors know, in a centrifugal barrel polishing apparatus provided with a plurality of polishing tanks that revolve simultaneously with rotation, those equipped with a mechanism that suppresses an increase in internal pressure as the polishing tank becomes hot. Not known.
なお、湿式遠心型バレル研磨において水噴霧等の手段により研磨槽を冷却しながらセラミックス部品のバレル研磨を行う先行技術として、特許文献1がある。 Patent Document 1 is a prior art for performing barrel polishing of ceramic parts while cooling a polishing tank by means such as water spraying in wet centrifugal barrel polishing.
本文献における湿式遠心バレル研磨は、排気機構(排気手段)を備えたものではなく本発明の湿式バレル研磨とは別異であり、本発明の発明性に影響を与えるものではない。 The wet centrifugal barrel polishing in this document does not include an exhaust mechanism (exhaust means) and is different from the wet barrel polishing of the present invention, and does not affect the inventiveness of the present invention.
また、バレルポットの複数個を自公転させて各バレルポット内で流動する乾式メディアにより被研磨物を乾式研磨する乾式遠心バレル研磨方法において、各バレルポットに接続される集塵機により各バレルポットの内部に外気を採り入れ、その外気をマス中に通過させた上、吸引してマス中に発生した粉塵の集塵とマスの冷却を行う技術として、特許文献2がある。 Further, in a dry centrifugal barrel polishing method in which a plurality of barrel pots revolve and dry-polish an object to be polished by a dry medium flowing in each barrel pot, the interior of each barrel pot is collected by a dust collector connected to each barrel pot. Patent Document 2 discloses a technique for collecting outside air into the mass, allowing the outside air to pass through the mass, and sucking and collecting the dust generated in the mass and cooling the mass.
本文献における、バレルポットは、排気機構として、本発明の如く、研磨槽の自転軸方向の通気手段と、さらには、冷却機構(冷却手段)を備えたものではなく、本発明の発明性に影響を与えるものではない。 The barrel pot in this document is not equipped with a ventilation means in the direction of the rotation axis of the polishing tank and further a cooling mechanism (cooling means) as an exhaust mechanism, as in the present invention. It has no effect.
本発明の課題は、上記にかんがみて、研磨槽の高温化とともに内圧増大を抑制するとともに、研磨終了後研磨槽内でワークの洗浄・防錆処理を同時にすることのできる新規な遠心型バレル研磨装置を提供することにある。 In view of the above, the object of the present invention is to provide a novel centrifugal barrel polishing capable of suppressing an increase in internal pressure as the polishing bath becomes hot and simultaneously cleaning and rust-proofing the workpiece in the polishing bath after polishing. To provide an apparatus.
本発明の遠心バレル型バレル研磨装置は、上記課題を解決するために鋭意開発に努力をした結果、下記構成により、研磨槽の高温化とともに内圧の増大を抑制できて、連続長時間運転可能になることを見出して、下記構成の本発明に想到した。 The centrifugal barrel type barrel polishing apparatus of the present invention has made extensive efforts to solve the above problems, and as a result, with the following configuration, it is possible to suppress an increase in internal pressure as the polishing tank becomes hot, and it can be operated continuously for a long time. As a result, the inventors have conceived the present invention having the following constitution.
自転・公転をする複数の研磨槽を備えた遠心型バレル研磨装置において、研磨槽に、研磨槽の自転軸方向の通気手段、及び、適宜外部冷却手段を設けたことを特徴とする。 In a centrifugal barrel polishing apparatus provided with a plurality of polishing tanks that rotate and revolve, the polishing tank is provided with ventilation means in the direction of the axis of rotation of the polishing tank and external cooling means as appropriate.
本発明の研磨装置においては、極めて過酷な重研削研磨(研磨槽内の温度が上昇し、それに伴いガスが発生する。)であっても、通気手段(給気・排気)により、研磨槽内で発生するガスを、研磨中に常時、研磨槽外へ排気することができ、研磨中に外部の冷えた空気を研磨槽内に給気したり、研磨槽の表面に間欠的または連続的に水を吹き付けたりして、研磨槽内の温度上昇を抑制することができる。 In the polishing apparatus of the present invention, even in extremely severe heavy grinding polishing (the temperature in the polishing tank rises and gas is generated accordingly), the aeration means (supply / exhaust) can The gas generated in the process can be exhausted to the outside of the polishing tank at all times during polishing, and external cold air can be supplied into the polishing tank during polishing, or intermittently or continuously on the surface of the polishing tank. The temperature rise in the polishing tank can be suppressed by spraying water.
したがって、長時間研磨においても、研磨途中で装置の運転を止めて、冷却やガス抜きを行う必要がなく、さらには、研磨終了後、研磨槽の蓋を閉じたまま給気口から洗浄水を給水してワークを洗浄し、その後同じ方法で防錆剤を注入して防錆処理まで行った後、製品を取り出すことが可能となる。 Therefore, even during long-time polishing, there is no need to stop the operation of the apparatus during the polishing, and to cool or vent the gas.Furthermore, after the polishing, the cleaning water is supplied from the air supply port with the polishing tank lid closed. It is possible to remove the product after supplying water and washing the workpiece, and then injecting a rust preventive by the same method until the rust prevention treatment is performed.
上記装置において、研磨槽の通気手段としては、開閉蓋を有した筒状の胴体部の少なくとも一方の側板部の中心位置又はその近傍位置に通気孔を設け、該通気孔に、前記研磨槽内に冷却用気体の給気及び/又は前記研磨槽内に発生する圧力気体を排気するための気体配管を連接した構成とすることができる。 In the above apparatus, the ventilation means of the polishing tank is provided with a ventilation hole at the central position of at least one side plate part of the cylindrical body part having an open / close lid or in the vicinity thereof, and the ventilation hole is provided in the polishing tank. Further, it is possible to provide a configuration in which a gas piping for supplying cooling gas and / or exhausting pressure gas generated in the polishing tank is connected.
同じく研磨槽の冷却手段としては、該研磨槽の胴体部と側板部の材質を熱伝導率が高い部材とするとともに、前記胴体部の外周面に、熱伝導率及び/又は保液率が高い部材から成る熱交換媒体を被覆する一方、研磨中に自転及び公転をする研磨槽の熱交換媒体に冷却液が吹き付けられるように冷却液吹付手段を配設した構成とすることができる。 Similarly, as a cooling means of the polishing tank, the material of the body part and the side plate part of the polishing tank is made of a member having high thermal conductivity, and the outer peripheral surface of the body part has high thermal conductivity and / or liquid retention. The cooling liquid spraying means may be arranged so that the cooling liquid is sprayed to the heat exchange medium of the polishing tank that rotates and revolves during polishing while coating the heat exchange medium composed of the members.
また、研磨槽の冷却手段としては、該研磨槽の胴体部及び側板部の材質を熱伝導率の高い部材とするともに、前記胴体部に冷却液通路を形成し、該冷却液通路の一方に給水路、他方に排水路をそれぞれ連通させた構成とすることもできる。 As a means for cooling the polishing tank, the material of the body and side plates of the polishing tank is made of a material having high thermal conductivity, a coolant passage is formed in the body, and one of the coolant passages is formed. It can also be set as the structure which connected the drainage channel to the water supply path and the other, respectively.
上記各構成の遠心型バレル研磨装置において、研磨槽の胴体部及び側板部の内面に、交換自在に設けられた耐磨耗性のライナーの内、少なくとも胴体部のライナーを熱伝導率の高い部材にすることが望ましい。熱伝導率の高い部材とすることにより、槽胴体の周壁から放熱が促進されて、被研磨物の冷却効率が向上する。 In the centrifugal barrel polishing apparatus having each configuration described above, at least one of the wear-resistant liners provided on the inner surfaces of the body portion and the side plate portion of the polishing tank in a replaceable manner is a member having a high thermal conductivity. It is desirable to make it. By setting it as a member with high heat conductivity, heat dissipation is accelerated | stimulated from the surrounding wall of a tank body, and the cooling efficiency of a to-be-polished object improves.
そして、上記各構成の遠心型バレル研磨装置においては、複数の研磨槽を収納するキャビネット本体には換気手段を設け、該換気手段にミストコレクタを接続することが望ましい。 In the centrifugal barrel polishing apparatus having the above-described configuration, it is desirable that a ventilation means is provided in the cabinet body that houses the plurality of polishing tanks, and a mist collector is connected to the ventilation means.
そして、上記各構成の遠心型バレル研磨装置は、下記構成を備えたものに適用することが望ましい。 And it is desirable to apply the centrifugal barrel polishing apparatus having the above-mentioned configurations to those having the following configurations.
回転駆動源に連設される公転軸と一体回転する回転円盤と;該回転円盤に自転軸を介して軸支させた複数の研磨槽と;前記公転軸と前記自転軸との間に連接し前記各研磨槽を公転及び自転させる遊星回転手段とを備えた遠心型バレル研磨装置であって、
前記各研磨槽の自転軸の軸心が、前記回転円盤の公転軸の軸心に対して、平行又は傾斜しており、
該遊星回転手段が、各研磨槽の自転方向を公転方向と逆方向とするとともに、その自転と公転の回転数比率を前者/後者=1/1〜2.5/1とすることを特徴とする。
A rotating disk integrally rotating with a revolving shaft connected to a rotation drive source; a plurality of polishing tanks pivotally supported on the rotating disk via a rotating shaft; and connected between the revolving shaft and the rotating shaft A centrifugal barrel polishing apparatus provided with planetary rotating means for revolving and rotating each polishing tank,
The axis of rotation axis of each polishing tank is parallel or inclined with respect to the axis of revolution axis of the rotating disk,
The planetary rotating means is characterized in that the rotation direction of each polishing tank is opposite to the revolution direction, and the rotation / revolution speed ratio is the former / the latter = 1/1 to 2.5 / 1. To do.
そして、上記において、前記回転円盤の公転軸の軸心に対して、各研磨槽の自転軸の軸心が傾斜、特に5〜15°傾斜している構成とすることが望ましい。均一な研磨が可能となるためである。 In the above, it is desirable that the axis of the rotation axis of each polishing tank is inclined with respect to the axis of the revolution axis of the rotating disk, particularly 5 to 15 °. This is because uniform polishing is possible.
本発明の装置を使用しての本発明に係る遠心型研磨方法は、下記構成となる。 The centrifugal polishing method according to the present invention using the apparatus of the present invention has the following configuration.
自転と公転をする複数の研磨槽を備えた遠心型バレル研磨装置を用いて、金属製被研磨物をバレル研磨する方法であって、
前記研磨槽内を、研磨槽の自転軸方向の通気、及び、適宜冷却をしながら研磨することを特徴とする。
A method of barrel-polishing a metal workpiece using a centrifugal barrel polishing apparatus having a plurality of polishing tanks that rotate and revolve,
The inside of the polishing tank is polished while ventilating in the direction of the rotation axis of the polishing tank and appropriately cooling.
そもそも、本発明者らは、鉄系ワークの遠心バレル研磨においては、水素ガスが発生して研磨槽の内圧増大の研磨を通気(給気・排気)により、研磨槽(バレル)内で、ガス発生が抑制されることを見出して、本発明に想到したものである。すなわち、研磨中強い加圧力によりワークは微粉研磨材によって削られ鉄の微粉が多く発生する。このとき、大量の摩擦熱が発生して温度が上昇する。また、鉄の微粉が作用して水が水素と酸素に分解され内部圧力が増大する。しかし、適宜の外部冷却により槽内温度の上昇を抑えることで、ガス発生も抑制される。このとき、水素と同時に発生した酸素は、鉄の微粉と反応して水酸化鉄や酸化鉄として消費され、研磨槽中のガスはほとんどが水素である。 In the first place, in the centrifugal barrel polishing of iron-based workpieces, the present inventors generated hydrogen gas and polished the increased internal pressure of the polishing tank by ventilation (air supply / exhaust), and the gas in the polishing tank (barrel) The inventors have found that generation is suppressed and have arrived at the present invention. That is, the workpiece is scraped by the fine abrasive material due to a strong pressure during polishing, and a lot of iron fine powder is generated. At this time, a large amount of frictional heat is generated and the temperature rises. In addition, iron fine powder acts to decompose water into hydrogen and oxygen, increasing the internal pressure. However, gas generation is also suppressed by suppressing an increase in the temperature in the tank by appropriate external cooling. At this time, oxygen generated simultaneously with hydrogen reacts with iron fine powder and is consumed as iron hydroxide or iron oxide, and the gas in the polishing tank is mostly hydrogen.
また、本発明の遠心型バレル研磨方法は、研磨槽内に、ワークを、加工液、微粉研磨材とともに投入後、研磨槽の胴体外面に冷却液を間欠的又は連続的に吹き付けながら、前記研磨槽内に発生するガスの換気を行う構成となる。 Further, the centrifugal barrel polishing method of the present invention is a method in which the workpiece is put into the polishing tank together with the processing liquid and the fine abrasive powder, and then the polishing liquid is sprayed intermittently or continuously on the outer surface of the body of the polishing tank. It is configured to ventilate the gas generated in the tank.
研削・研磨量の大きな重研削研磨においては、一工程のバレル研磨では対応できない。強いて、一工程で行おうとすると、途中で機械の運転を止めたりして、ガス抜きや冷却のため一度排出し、洗浄し、再度メディア、コンパウンド、水を装入して研磨を行う必要がある。 In heavy grinding and polishing with a large amount of grinding and polishing, one-step barrel polishing cannot be used. If you try to do it in one step, it is necessary to stop the machine on the way, exhaust it once for degassing or cooling, wash it, wash it again, insert media, compound, water again and polish it .
しかし、本発明では、メディアを使用せずに実質的にワークのみで研磨を行う、いわゆる共摺りにより、後述の実施例で示す如く、一工程でワークのエッジ研磨が可能となる。 However, in the present invention, the edge polishing of the workpiece can be performed in one step as shown in the examples described later by so-called co-grinding in which the polishing is performed substantially only by the workpiece without using the medium.
その理由は、ワークの研磨により、研磨槽内の温度が上昇し、それに伴いガスが発生しても、1)通気手段(給気・排気)により、研磨槽内で発生するガスを、研磨中に常時、研磨槽外へ排気することができ、しかも、2)研磨中に外部の冷えた空気を研磨槽内に給気したり、研磨槽の表面に間欠的または連続的に水を吹き付けたりして、研磨槽内の温度上昇を抑制することができるためである。 The reason is that even if the temperature in the polishing tank rises due to the polishing of the workpiece and gas is generated along with it, 1) The gas generated in the polishing tank is being polished by the ventilation means (supply / exhaust) In addition, it can be exhausted to the outside of the polishing tank at all times, and 2) externally cooled air is supplied into the polishing tank during polishing, or water is sprayed intermittently or continuously on the surface of the polishing tank. This is because the temperature rise in the polishing tank can be suppressed.
なお、メディアを使用しないため、同能力(同容量)の湿式研磨バレル装置を使用した場合、研磨槽1個当たりの処理量も格段に大きくなる。 In addition, since no media is used, when a wet polishing barrel apparatus having the same capacity (same capacity) is used, the processing amount per polishing tank is significantly increased.
上記構成において、換気は、研磨槽の一側壁の略中心部又はその近傍に形成した排気口により行うことが望ましい。遠心バレル研磨では、運転中においてワークが研磨槽内壁部に遠心力で押し付けられ、中心部にはワーク、水とも存在しない状態となっており、中心穴から流出するおそれはない。 In the above-described configuration, it is desirable that ventilation is performed by an exhaust port formed in the approximate center of one side wall of the polishing tank or in the vicinity thereof. In centrifugal barrel polishing, the workpiece is pressed against the inner wall of the polishing tank by centrifugal force during operation, and the workpiece and water are not present in the central portion, and there is no possibility of flowing out of the central hole.
前記換気を、さらに、前記排気口を形成した一側壁の対抗壁の略中心部又はその近傍に形成した給気口による給気の併用により行うことが望ましい。換気が効率よく行えるとともに、給気による研磨槽内の冷却も効率よく行える。 It is desirable that the ventilation be further performed by the combined use of air supplied from an air supply port formed at or near the center of the opposing wall of the one side wall where the exhaust port is formed. Ventilation can be performed efficiently and cooling of the polishing tank by supplying air can be performed efficiently.
また、上記研磨槽として、該研磨槽の胴体部と側板部を熱伝導率の高い部材で形成するとともに、胴体部の外周面を、熱伝導率及び/又は保液率が高い部材からなる熱交換媒体で被覆したものを使用することが望ましい。冷却液を吹き付けたときにおける研磨槽冷却効率の向上が期待できる。 Further, as the polishing tank, the body part and the side plate part of the polishing tank are formed of a member having a high thermal conductivity, and the outer peripheral surface of the body part is a heat made of a member having a high thermal conductivity and / or a liquid retention rate. It is desirable to use a coating with an exchange medium. Improvement of the polishing tank cooling efficiency when the coolant is sprayed can be expected.
前記各研磨槽は、自転方向を公転方向と逆方向とするとともに、自転と公転の回転数比率を前者/後者(自転比)≒1/1〜2.5/1となるように、前記各研磨槽を自転・公転させて運転することが望ましい。 Each of the polishing tanks has a rotation direction opposite to the revolution direction, and the rotation ratio of rotation to revolution is such that the former / the latter (rotation ratio) ≈1 / 1 to 2.5 / 1. It is desirable to operate by rotating and revolving the polishing tank.
加工液の複雑な流動によりワーク相互の摩擦流動頻度が増大して、ワーク相互の共摺りによる研磨能が増大する。なお、自転比が高い約1.5/1〜2.5/1とすることにより、さらに、研磨能の向上が期待できる。 The frequency of frictional flow between the workpieces increases due to the complex flow of the machining fluid, and the polishing ability due to the mutual sliding of the workpieces increases. In addition, by setting the rotation ratio to about 1.5 / 1 to 2.5 / 1, it is possible to further improve the polishing ability.
また、各研磨槽の自転軸の軸心を公転軸の軸心に対して傾斜させて、前記各研磨槽を自転・公転させることが、さらには、その傾斜角度は5〜15°が望ましい。ワークの軸方向の往復移動が頻繁となり、上記同様、ワーク相互の共摺りによる研磨能が増大するとともに均一な研磨が可能となる。 Further, it is desirable that the axis of the rotation axis of each polishing tank is inclined with respect to the axis of the revolution axis to rotate and revolve each of the polishing tanks, and the inclination angle is preferably 5 to 15 °. The reciprocating movement of the workpiece in the axial direction is frequent, and as described above, the polishing ability by the mutual sliding of the workpieces is increased and uniform polishing is possible.
上記各構成において、微粉研磨材として、酸化アルミナ、炭化けい素、及びジルコニアの群から選択される1種又は2種以上からなるものを使用することが望ましい。これらは、研磨力が、通常使用する場合より大きくなる。 In each of the above-mentioned configurations, it is desirable to use one or two or more selected from the group of alumina oxide, silicon carbide, and zirconia as the fine powder abrasive. These have a greater polishing force than in normal use.
そして、上記遠心型バレル研磨方法においては、研磨終了後のワークの洗浄を、研磨槽を自転させながら、研磨槽の自転軸方向の通気のための一方の給気口を液供給口とし、他方の排気口を液排出口として洗浄液を通液することにより、研磨槽内とワークの洗浄を行うことができる。 In the centrifugal barrel polishing method, the work after the polishing is finished, while rotating the polishing tank , the one air supply port for ventilation in the rotation axis direction of the polishing tank is used as the liquid supply port, and the other The cleaning tank and the workpiece can be cleaned by passing the cleaning liquid through the exhaust port as a liquid discharge port.
このとき、研磨槽の蓋は閉じたままの状態で洗浄液を供給するため、汚水は一方の液排出口から排出され、洗浄液が飛散することはない。また、洗浄液(水道水)を通液することにより、洗浄が終了するまでには、研磨槽内は冷却される。 At this time, since the cleaning liquid is supplied while the lid of the polishing tank is closed, the sewage is discharged from one liquid discharge port, and the cleaning liquid does not scatter. Further, by passing the cleaning liquid (tap water), the inside of the polishing tank is cooled until the cleaning is completed.
このときの各研磨槽は、一回転未満の部分公転をさせて間欠的に、又は遠心力を発生させない低速公転させて連続的に、各研磨槽の位置関係を変更させながら洗浄を行うことが望ましい。水道水圧によるヘッドに基づく各研磨槽の通水量の差がでず、各研磨槽における洗浄レベルの差が発生しない。 Each polishing tank at this time can be cleaned while changing the positional relationship of each polishing tank intermittently by performing a partial revolution of less than one revolution, or by continuously rotating at a low speed without generating centrifugal force. desirable. There is no difference in the amount of water passing through each polishing tank based on the head due to the tap water pressure, and there is no difference in the cleaning level in each polishing tank.
そして洗浄終了後に、研磨槽内が洗浄液残存状態で、さらに、液供給口から防錆剤を投入後、前記研磨槽を自転させて、製品に防錆処理を施すことができる。 And after completion | finish of washing | cleaning, the inside of a grinding | polishing tank is a washing | cleaning liquid remaining state, Furthermore, after supplying a rust preventive agent from a liquid supply port, the said grinding | polishing tank can be rotated and a rust prevention process can be given to a product.
こうして、防錆処理を施した後、マスを排出するため、従来の如く、高温で排出する場合に比して、汚水の飛散、作業者の安全性、後工程における精密洗浄のし易さ、ワークの防錆処理の点で優れた効果がある。 In this way, after the rust prevention treatment is performed, the mass is discharged, so as compared with the case of discharging at a high temperature as in the past, the scattering of sewage, the safety of the worker, the ease of precision cleaning in the subsequent process, It has an excellent effect in terms of rust prevention treatment of workpieces.
上記の洗浄又は防錆処理における研磨槽の自転回転数は、ワークを槽内で適度に回転させ洗浄効率を上げるため、通常、10〜30min-1の範囲で適宜設定する。 The rotation speed of the polishing tank in the above cleaning or rust prevention treatment is usually appropriately set in the range of 10 to 30 min −1 in order to appropriately rotate the work in the tank and increase the cleaning efficiency.
図1〜4に本発明の一実施形態を示す。 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
図1に示す如く、回転駆動源(原動機)12に連設される公転軸14と一体回転する回転円盤16と;該回転円盤16、16間に公転軸14の周縁に自転軸18を介して軸支させた複数個(図例では4個)の研磨槽20と;前記公転軸14と自転軸18との間に連接し前記各研磨槽20を自転させる遊星回転手段32とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
具体的には、下記の如くである。 Specifically, it is as follows.
原動機(電動機:モータ)12からなる回転駆動源(原動機)12と公転軸14の連接は、回転駆動源12から第一段被動プーリ26及び第二段被動プーリ28の二段減速を経て行われている。なお、公転軸14は、図2に示す如く、研磨装置箱体(キャビネット)の両側壁24a、24aの対向内側に取付けられた公転軸用軸受け25、25を介して、キャビネットの両側壁24a、24aに支持されている。ここで、原動機12から公転軸14駆動のための伝導手段30、30Aは、通常、ベルト伝導とするが、鎖伝導、更には歯車伝導等の他の伝動手段(伝動装置)を使用してもよい。
The rotation drive source (prime mover) 12 including the prime mover (electric motor: motor) 12 and the revolving
そして、自転軸18、18は、回転円盤16、16の外側に取付けられた自転軸用軸受け19、19を介して、回転円盤16、16に取付けられている。そして、遊星回転手段は、本実施形態では、太陽歯車34と遊星歯車36とからなる遊星歯車装置32とされている。太陽歯車34は、一方の回転円盤16の外側で公転軸14に取付けられ、遊星歯車36は自転軸18に取付けられている。
The
上記遊星歯車装置32では、自転方向が公転方向と逆方向となるようにしている。自転方向と公転方向とが同一方向であると、研磨槽内のマス(ワーク及び研磨剤)に撹乱が発生し難く、研磨力が低下するためである。また、自転と公転の回転数比率(前者/後者:自転比率)は、約1/1〜2.5/1の範囲で適宜設定可能である。なお、遠心バレル研磨装置においては、自転比率は、通常、1/1としている。しかし、高い研削率が要求されるいわゆる重研削研磨においては、自転比率を高く、例えば、1.5/1〜2.5/1、特に、2/1前後とした方が、研磨力の増大が期待できる。さらに、自転比率を高くした状態で、後述の如く、自転軸の軸心を公転軸に対して傾斜させた場合、研磨の均一性の向上が期待できる。
In the
各研磨槽20は、本実施形態では、後述の実施形態の如く、自転軸18、18の先端に直接取付けてもよいが、本実施形態では排気口67をキャビネット内に開放とするため、一対の取付けブロック22a、22bと取付けフレーム22cとからなる取付けアダプタ22を介して取付けられている。なお、研磨槽が小型の場合は、回転円盤を1個として、自転軸に研磨槽を片持ちばりで支持することも可能である。
In this embodiment, each polishing
ここで、各研磨槽20の自転軸18の軸心は、前記回転円盤16の公転軸14の軸心に対して、平行でもよいが、傾斜させている。研磨槽20の軸心Lが傾斜していることにより、研磨の均一性の向上が期待できる。このときの傾斜角度αは、約5〜15°、更には10°前後が望ましい。傾斜角度を15°より大きくすると、マスで給気口及び/又は排気口が、マスで閉じられたり、投入液体が流出したりするおそれがある。
Here, the axis of the
勿論、給気口57又は排気口67には、金網を配して、内部のワーク等の飛び出しや流出を確実に防止することもできる。
Of course, a wire mesh can be provided at the
さらに、本実施形態では、研磨槽20を収納する装置箱体(キャビネット)24には、換気ダクト(換気手段)40が接続され、該換気ダクト40は、ミストコレクタ42と接続されている(図1参照)。本実施形態のキャビネット24には、研磨中に、間欠的に研磨槽の表面に冷却水を噴霧した際発生するミストや発生する水素ガスを捕集するためのミストコレクタ42が併設されている。
Further, in the present embodiment, a ventilation duct (ventilating means) 40 is connected to an apparatus box (cabinet) 24 that houses the polishing
そして、上記研磨槽20には、軸方向の通気手段及び冷却手段を設けてある。
The polishing
研磨槽20は、断面六角形の筒状胴体で、マス投入/排出口20aを備え、該マス投入/排出口20aには、カムレバー(従節)38により開閉される開閉蓋21を備えている。開閉蓋21の下面にはライナー層74が形成されているとともに、周囲当たり面にはゴムパッキン75が貼着されている。なお、研磨槽20の断面形状は、六角形に限られず、五角形、八角形等の多角形、さらには、円形であってもよい。
The polishing
本実施形態では、通気手段(給気手段)は、公転軸14内に軸方向に形成された主給気通路54と、該主給気通路54から回転円盤16手前位置で分岐接続された4個の分岐給気配管56と、各分岐給気配管56と接続され、自転軸18内に形成され研磨槽20内に臨む位置で給気口57となる副給気通路58とで形成されている。当然、研磨槽20が公転・自転可能に、公転軸14内の主給気通路は、公転軸14の一端側に取付けられた主ロータリジョイント60を介して外部給気配管62と接続されている。なお、外部給気配管62には、元部側が、図示しない空気輸送機(例えば、コンプレッサ)と接続されている。また、自転軸18の副給気通路58は、自転軸18の先端部に取付けられた副ロータリジョイント(図例ではロータリエルボ)64を介して分岐給気配管56と接続されている。
In this embodiment, the ventilation means (air supply means) is a
そして、本実施形態では、排気手段は、研磨槽20が側板20cに形成された給気口57に対向する研磨槽20の側板20dの中央部(又はその近傍)に、排気口67を設けてある。軸方向の通気を担保するためである。なお、研磨槽20の軸心に沿って空気流れが発生しやすいように両側板の対向位置に設ける給気口/排気口対は、本実施形態の如く軸心位置又はその近傍とする。
And in this embodiment, the exhaust means provides the
また、本実施形態における冷却手段は、熱伝導率及び/又は保水率が高い部材からなり、胴体部52aの外周面を被覆する熱交換媒体68と、熱交換媒体68に対して冷却水(冷却液)を吹き付け可能に配設された冷却液吹付手段70とで構成されている。ここで、該研磨槽(胴体部と側板部)52は熱伝導率が高い部材で形成されている。また、熱交換媒体68は、適宜、交換自在としておく。
The cooling means in the present embodiment is made of a member having a high thermal conductivity and / or water retention rate, and a cooling water (cooling) for the
ここで、研磨槽52の本体を形成する熱伝導率の高い部材としては、鉄合金(鋼)系、アルミ合金系、銅合金系の金属部材等を挙げることができる。なお、鉄の熱伝導率(20℃)は、0.17cal/(s・m・℃)[0.714W/(m・℃)]である。本実施形態では、研磨槽本体52の胴体部は、上記熱交換媒体との接触面積を増大させるために、図例の如く、蛇腹状フィン72が形成されている。そして、該蛇腹状フィン72には短繊維植毛層68が形成されている。なお、槽本体52の胴体部52aに蛇腹状フィン72を設けず、平面状として、保液性及び耐熱性がある短繊維植毛層やタオル地などで被覆してもよい。
Here, examples of the high thermal conductivity member forming the main body of the polishing
さらに、内側ライナー層74は、従来の如く、耐摩耗性ゴム部材で形成してもよいが、熱伝達率の良好な耐摩耗鉄系合金(例えば、高クロム鋳鉄)等で形成することが望ましい。冷却性能のさらなる向上が期待できる。
Further, the
なお、冷却液吹付手段70は、通常、水道水に直結した、水道分岐配管71の先端部に複数のノズルからなるシャワー部71aにより形成する。なお、水より蒸発潜熱の大きな冷却液の使用も可能である。
In addition, the coolant spraying means 70 is normally formed by the
次に、上記実施形態の研磨装置を使用しての研磨方法を説明する。 Next, a polishing method using the polishing apparatus of the above embodiment will be described.
先ず、遊星回転手段を操作して研磨槽20を開閉蓋21が上側に来るように位置させた状態で、カム操作により研磨槽20の開閉蓋21を開いて、被研磨物とコンパウンドを水とともに投入し、開閉蓋21を閉じる。その後、回転駆動源12を駆動させるとともに、外部給気配管62のバルブ及び水道配管69のバルブを開とする。
First, in a state where the planetary rotating means is operated so that the polishing
すると、自転・公転している研磨槽20内には軸方向に通気が行われるため、研磨槽20内に発生するガスも積極的に外部に排気されるとともに、発生熱も水冷却により奪われて被研磨物の昇温が抑制される。このため、研磨中にガス排気等のために研磨装置の運転を中止する必要がなく、また、研磨加工が終了した後にそのまま水洗、防錆を行い開閉蓋21を開けて、加工終了物を取り出すことができる。このとき、開閉蓋21が下側に位置するよう研磨槽20を位置させて、自重落下により内容物(製品、加工終了物)を取り出す。
Then, since the ventilation is performed in the axial direction in the polishing
図5に示すものは、上記実施形態において、排気手段を開放系とせずに、閉鎖系としたものである。なお、遊星歯車手段は、上記とは異なり、分岐給気・排気配管の内側に位置している。これは、適宜設計事項である。また、両自転軸を接続されるロータリジョイント64A、64Aは、グランドパッキン65で通路が密封されるT接合タイプである。また、前記実施形態と同一部分又は対応部分については、同一図符号を付して、それらの説明の全部又は一部を省略する。 FIG. 5 shows a closed system instead of an open system in the above embodiment. Unlike the above, the planetary gear means is located inside the branch air supply / exhaust pipe. This is an appropriate design matter. Further, the rotary joints 64 </ b> A and 64 </ b> A to which both rotation shafts are connected are T-junction type in which the passage is sealed by the gland packing 65. In addition, the same or corresponding parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted in whole or in part.
すなわち、排気手段は、公転軸内に軸方向に形成された主排気通路と、該主排気通路に回転円盤手前位置で集合接続される4個の分岐給気56と、各集合排気配管76と接続され、自転軸18内に形成され研磨槽20内に臨む位置で排気口66となる副排気通路78とで形成されている。当然、研磨槽20が公転・自転可能に、図示しないが、公転軸内の主排気通路は、公転軸の一端側に取付けられたロータリジョイントを介して外部排気配管と接続されている。また、自転軸18の副排気通路78には自転軸18の先端部に取付けられた副ロータリジョイント(第二)64Bを介して分岐排気配管とそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、研磨槽20内への通気を、上記実施形態の場合と同様、圧縮空気を送入する供給通気(給気)としてもよいが、主排気通路を空気輸送気(コンプレッサ)の吸引口側に接続して、研磨槽内への通気を吸引通気とすることもできる。
That is, the exhaust means includes a main exhaust passage formed in the axial direction in the revolution shaft, four
使用態様は、前記実施形態と同様である。 The usage mode is the same as in the above embodiment.
図6〜7に示す実施形態は、前記図5に示す実施形態において、さらに、胴体冷却のための、冷却水循環回路による冷却手段が形成されている。本実施形態も、図5に示す実施形態と同一部分又は対応部分については、同一図符号を付して、それらの説明の全部又は一部を省略する。 In the embodiment shown in FIGS. 6 to 7, in the embodiment shown in FIG. 5, a cooling means by a cooling water circulation circuit for cooling the body is further formed. In the present embodiment, the same or corresponding parts as those in the embodiment shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted in whole or in part.
当該冷却水循環回路の構造も、冷却水路(冷却液路)82を胴体周壁に形成する以外は、基本的には、上記給気・排気手段を結合させた構造とである。なお、冷却水路82は、蓋体形成部を除いて六角形の各辺部に独立路として形成されている。
The structure of the cooling water circulation circuit is basically a structure in which the above air supply / exhaust means is combined except that a cooling water path (cooling liquid path) 82 is formed on the peripheral wall of the body. The cooling
すなわち、給水側は、公転軸内の主給水路と、出口側が胴体冷却水路82の入口側と接続(連通)される自転軸18内の副給水路88と、主給水路(図示せず)から放射状に配されて副給水路88と接続される分岐給水配管86とを備えたものである。
That is, the water supply side includes a main water supply channel in the revolution shaft, a sub
また、排水側は、公転軸内の主排水路と、入口側が胴体冷却水路82の出口側と接続される自転軸18内の副排水路98と、副排水路98から主排水路(図示せず)に向かって放射状に集合されて主排水路と接続される集合排水配管96とを備えたものである。
Further, the drain side is a main drainage channel in the revolution shaft, a
そして、外部冷却機(熱交換器)と接続され循環ポンプを備えた冷却水循環路100の出口、入口はそれぞれ主ロータリジョイントを介して、前記主給水路及び主排水路と接続されている。なお、研磨槽20における冷却水の流れ方向は、研磨槽20における通気方向と対向する向流としたが、並流でもよい。
An outlet and an inlet of a cooling
そして、冷却水の冷却効果を担保するために、前記同様、研磨槽20の胴体部及び側板部の材質を熱伝導率の高い部材とし、また、ライナー層74も熱伝達率の高い部材で形成している。
And in order to ensure the cooling effect of cooling water, the material of the body part and the side plate part of the polishing
上記実施形態の使用態様も、前述の各実施形態と同様である。 The usage mode of the above embodiment is also the same as that of each of the above embodiments.
本発明の研磨方法は、ワークを、断面円形長尺素材から調製した無数の切断(細断)物として、各ワークの切断端面にR付けを行うような重研削研磨に好適である。なお、ワークとしては、上記のような断面長尺素材物ばかりでなく,共摺り研磨できるものなら特に限定されず、例えば、プレス品のエッジ研磨にも適用可能である。 The polishing method of the present invention is suitable for heavy grinding polishing in which workpieces are made into innumerable cuts (chopped) prepared from a long circular cross-section material, and the cut end surfaces of each workpiece are rounded. The workpiece is not particularly limited as long as it is capable of being ground with a cross-section as well as the above-described long cross-section material. For example, the workpiece can be applied to edge polishing of a pressed product.
ここで断面円形長尺素材とは、棒材(ロッド材)、線材(コイル材)、管材(パイプ材)を挙げることができる。本発明の研磨方法を、適用する対象製品としては、例えば、小型モータにおけるマイクロシャフトを挙げることができる。 Here, the cross-section circular long material includes a rod material (rod material), a wire material (coil material), and a pipe material (pipe material). Examples of products to which the polishing method of the present invention is applied include a micro shaft in a small motor.
次に、研磨装置を用いて、コイル線材細断物からなるワークを研磨する方法について説明する(図1・5参照)。 Next, a method of polishing a workpiece made of a coil wire chopped material using a polishing apparatus will be described (see FIGS. 1 and 5).
先ず、金属製(通常スチール)のコイル線材を切断機で所定長さに切断(細断)して、無数の切断物からなるワークを調製する。 First, a coil wire made of metal (usually steel) is cut (chopped) into a predetermined length with a cutting machine to prepare a work made of countless cut products.
次に、遊星回転手段を操作して、即ち部分公転させて、研磨槽20を開閉蓋21が上側に来るように位置させた状態で、カム操作により研磨槽20の開閉蓋21を開いて、ワーク(被研磨物)、微粉研磨材を加工液(コンパウンド分散液)とともに投入し、開閉蓋21を閉じる。その後、回転駆動源12を駆動させるとともに、外部給気配管62、外部排気配管、及び水道配管69のバルブを開とする。
Next, the planetary rotating means is operated, that is, partially revolved, and the polishing
このときの研磨槽20へ装入するワーク、微粉研磨材、加工液からなるマスの容積量は、45%以下が望ましい。給気口57や排気口67から、ワークが飛び出したり、加工液及び研磨時加工液とともに流動する微粉研磨剤が流出したりするおそれがなくなる。運転中は、遠心力により流動性を有する投入体は、遠心力により研磨槽の内周壁に押し付けられながら流動回転しており、中心部は常時は空洞状態となるためである。
At this time, the volume of the mass composed of the work, the fine abrasive, and the processing liquid charged in the polishing
また、自転/公転比:1/1〜2.5/1の間で適宜設定するとともに、研磨槽の自転軸の公転軸に対する傾斜角度0〜15°の間で適宜設定する。研磨効率及び研磨均一性が要求される場合は、自転/公転比:1.5/1〜2.5/1、望ましくは2前後とし、傾斜角度も5〜15°、望ましくは10°前後とする。 Further, the rotation / revolution ratio is appropriately set between 1/1 and 2.5 / 1, and is appropriately set between an inclination angle of 0 to 15 ° with respect to the revolution axis of the rotation axis of the polishing tank. When polishing efficiency and polishing uniformity are required, rotation / revolution ratio: 1.5 / 1 to 2.5 / 1, preferably around 2, and an inclination angle of 5-15 °, preferably around 10 °. To do.
また、このときの基本回転数(公転回転数)は、ワーク(線材細断物)の大きさ、ワーク投入量、研磨槽容量等により異なるが、例えば、研磨槽容量8〜20dm3の場合、120〜200min-1の範囲で適宜設定する。 In addition, the basic rotational speed (revolution rotational speed) at this time varies depending on the size of the work (wire material shredded material), the work input amount, the polishing tank capacity, etc., for example, when the polishing tank capacity is 8 to 20 dm 3 , It sets suitably in the range of 120-200min- 1 .
そして、研磨槽の自転・公転に伴い、ワークは相互に加圧流動を繰り返し研磨される。当該加圧流動作用により、ワークのエッジ部は、優先的に摩耗されて丸みを帯びてくる。なお、微粉研磨材は、通常のバレル研磨におけるメディアの役目を担うが、メディアは研磨終了後選別して再使用するためサイズが小さくなる。しかし、微粉研磨材は一回毎の使い捨てのため、選別工程は不要である。このため、メディアを使用する場合の如く、磨耗した量のメディア補充や、槽内のメディア径の均一化等に注意を払う必要も無く、本実施形態における研磨状態は常に安定する。 Then, as the polishing tank rotates and revolves, the workpieces are repeatedly polished under pressure flow. Due to the pressure flow action, the edge portion of the workpiece is preferentially worn and rounded. The fine abrasive material serves as a medium in normal barrel polishing, but the size of the medium is reduced because it is selected and reused after polishing. However, since the fine abrasive is disposable every time, no sorting process is required. For this reason, there is no need to pay attention to replenishing a worn amount of media, equalizing the media diameter in the tank, and the like in the case of using media, and the polishing state in this embodiment is always stable.
こうして、マスから発生する磨耗粉が、加工液中に発生して、加工液は微粉研磨材の分散も相まって粘度の高いスラリー状態となる。この際、大量の摩擦熱が発生して、内部温度は、加工液の分散媒である水の沸点(100℃)近くまで上昇しようとする。そして、線材がスチール(鉄系合金)の場合、水素が発生して、内部圧が増大しようとする。 In this way, abrasion powder generated from the mass is generated in the processing liquid, and the processing liquid is in a slurry state having a high viscosity in combination with the dispersion of the fine powder abrasive. At this time, a large amount of frictional heat is generated, and the internal temperature tends to rise to near the boiling point (100 ° C.) of water that is a dispersion medium of the working fluid. When the wire is steel (iron-based alloy), hydrogen is generated and the internal pressure tends to increase.
この水素ガス発生は、下記化学反応に起因するものと推定される。 This hydrogen gas generation is presumed to be caused by the following chemical reaction.
Fe+2H2O→FeO+H2 ,
2Fe+6H2O→2Fe(OH)3+3H2O
このとき、自転・公転している研磨槽20内には軸方向に通気(給気・排気)が行われるため、研磨槽20内に発生するガスも積極的に外部に排気されるとともに、摩擦発生熱も水冷却により奪われて被研磨物の昇温が抑制される。
Fe + 2H 2 O → FeO + H 2 ,
2Fe + 6H 2 O → 2Fe (OH) 3 + 3H 2 O
At this time, since the ventilation (air supply / exhaust) is performed in the axial direction in the rotating / revolving
このとき、水冷却は、噴霧により間欠的に行う。このとき、研磨槽胴体は、フィン付きであり、しかも、植毛により保液層が形成されており、気化熱冷却で効率よく、研磨槽胴体壁面が冷却される。 At this time, water cooling is intermittently performed by spraying. At this time, the polishing tank body is provided with fins, and a liquid retention layer is formed by flocking, and the wall surface of the polishing tank body is cooled efficiently by vaporization heat cooling.
こうして、ワークのエッジ研磨中に発生するガス排気等のために研磨装置の運転を中止する必要がなく、効率よく且つ均一なエッジ研磨が一工程で可能となる。 Thus, it is not necessary to stop the operation of the polishing apparatus due to gas exhaust generated during edge polishing of the workpiece, and efficient and uniform edge polishing can be performed in one step.
研磨が終了したら、開閉蓋21を閉じたまま水洗・防錆処理を行った後、開閉蓋21が下側に位置するよう研磨槽20を位置させ研磨槽20内のマス(ワーク、加工液、微粉研磨材)を自重落下により取り出す。
After the polishing is completed, after washing and rust prevention treatment is performed with the open /
以下、上記各実施形態に示す、研磨、洗浄、防錆処理を一連に施すことができるようにした手順について詳細に説明する(主として図8参照)。 Hereinafter, the procedure in which the polishing, cleaning, and rust prevention treatment shown in the above embodiments can be performed in series will be described in detail (mainly refer to FIG. 8).
この洗浄・防錆処理は、上記のようなワークの両端エッジにR付けするような重研削研磨で、しかも、製品がマイクロシャフトのような精密部品の場合は、後の本洗浄(例えば、超音波洗浄、純水洗浄)のための予備工程(仮洗浄・仮防錆)となる。研削が重研削研磨でなく、また、本洗浄も水道水のみで可能なときは、この洗浄及び防錆処理の時間を長くすれば、本洗浄、本防錆処理とすることができる。 This cleaning / rust prevention treatment is heavy grinding and polishing such as R-attached to both edges of the workpiece as described above, and if the product is a precision part such as a microshaft, the main cleaning (for example, super This is a preliminary process (temporary cleaning / temporary rust prevention) for sonic cleaning and pure water cleaning). When the grinding is not heavy grinding and the main cleaning can be performed only with tap water, the main cleaning and the main antirust treatment can be performed by increasing the time of the cleaning and the antirust processing.
研磨終了後に、研磨槽20を自転させながら、研磨槽20軸方向の通気のための一方の通気口を液供給口(図例では給気口57)、他方の液排出口(図例では排気口67)として、洗浄液(水道水)を通液(通水)する。具体的には、下記の如くである。
After polishing, while rotating the polishing
切替弁(図示せず:通常電磁切替弁とする。)を介して、分岐給気配管56に水道配管を接続しておき、給気口57から給水可能としておく。
A water supply pipe is connected to the branch
切替弁を操作して給気口57から研磨槽20内に給水を開始する。研磨終了後の給水開始当初の研磨槽20内水位は図8に記載のL1であるが、L2まで水位が上昇すれば、汚水は排気口67から槽外へ排出される。排気口67は小径(20mmφ)であるため、たとえ、排気口67が図2に示すような排気通路を有しない開放型であっても、樋24bなどの簡単な手段で飛散を防止できる(図2参照)。
The switching valve is operated to start water supply from the
このとき、研磨槽20が実質的に自転のみを行っているため、マスが内部で転がり洗浄される。こうして、研磨槽20内が通水状態を継続させることにより、洗浄が初期・中期・終期と進んで洗浄が終了する。洗浄が終了したら切替弁を閉じて、水道水の給水を止める。
At this time, since the polishing
続いて、研磨槽20内に水道水(洗浄液)を残存させた状態で、さらに、給気口57から、防錆剤を投入する。このとき、洗浄終了後であるため、研磨槽20内に残存する水道水は綺麗な状態である。この防錆剤の投入は、給気配管の途中に、開閉弁(図示せず)を介して防錆剤供給路を設けポンプ等によって送液(供給)可能としておく。そして、連続して自転を続けることにより、ワーク(被研磨物)に防錆処理を施すことができる。
Subsequently, with the tap water (cleaning liquid) remaining in the polishing
上記の各洗浄及び防錆処理における、自転回転数は、10〜30min-1の範囲で適宜、設定をする。また、洗浄(通水)時間及び防錆処理時間は、それぞれ前者:10〜20min、後者:1〜3minの範囲で適宜設定する。 The rotation speed in each of the above washing and rust prevention treatments is appropriately set within a range of 10 to 30 min −1 . In addition, the cleaning (water flow) time and the antirust treatment time are appropriately set within the range of the former: 10 to 20 minutes and the latter: 1 to 3 minutes.
なお、上記において、研磨槽を一回転未満の部分公転をさせて間欠的に、または、各研磨槽20の位置関係を、間欠的又は徐々に変更させながら前記洗浄及び防錆処理を実施することが望ましい。通常、洗浄水(水道水)の供給動力として水道水圧を利用するため、4個ある各研磨槽20間にヘッド(水頭)に伴う、通水量の差が発生する。この通水量の差を補整するためである。例えば、1分ごとに90°づつ、または、回転数1min-1とする。
In the above, the cleaning and rust prevention treatment are performed intermittently by causing the polishing tank to undergo a partial revolution of less than one rotation, or intermittently or gradually changing the positional relationship of each polishing
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明をする。 Examples carried out to confirm the effects of the present invention will be described below.
<試験例1>
研磨槽20の材質を表1に示す2種類とし、下記運転条件で研磨を行い、研磨槽20外側から10分毎に水道水を噴霧して、研磨槽20内の温度と、発生ガス量を測定した。なお、研磨槽20は、8.5dm3(研磨槽形状:六角形)のものを4個、回転円盤16の590φの円周上に自転軸18がくるように等間隔で取付けた。
<Test Example 1>
The polishing
槽内温度は、1h後、2h後にそれぞれ直接温度計を挿入して測定した。発生ガス量は、図2の装置において、給気を行わずに排気のみとして、水中に導入して、水上置換法により測定した。 The temperature in the tank was measured by inserting a thermometer directly after 1 h and 2 h, respectively. The amount of generated gas was measured by the water displacement method in the apparatus of FIG. 2 by introducing into the water only as exhaust without supplying air.
研磨運転条件
回転円盤16回転数 185min-1
ワーク充填量 10kg/研磨槽1個
水投入量 2L/研磨槽1個
研磨剤(アルミナ)投入量 0.4kg/研磨槽1個
コンパウンド(研磨助剤) 5g/研磨槽1個
上記試験結果を示す表1から、下記のことが分かる。
Polishing operation
Work load 10 kg / polishing tank 1 Water input 2 L / polishing tank 1 Abrasive (alumina) input 0.4 kg / polishing tank 1 compound (polishing aid) 5 g / polishing tank 1 The above test results are shown From Table 1, the following can be understood.
噴霧冷却をした実施例1・2は、噴霧冷却をしない比較例1・2に比して、内部温度の上昇が小さく、且つ、ガス発生量も小さい。特に、研磨槽20の構成を、ライニング層及び本体層をそれぞれ熱伝導率の高い耐摩耗鉄及び鉄とし、本体被覆層を保液性(保水性)の高いタオル地として噴霧冷却を行った実施例1は、ライニング層:耐摩耗ゴム、本体層:鉄とした汎用の研磨槽の外面をタオル地として噴霧冷却を行った実施例2に比しても、冷却効率が良好で、内部温度の上昇及びガス発生量も格段に小さい。
In Examples 1 and 2 that were spray-cooled, the increase in internal temperature was small and the amount of gas generated was also small compared to Comparative Examples 1 and 2 that were not spray-cooled. In particular, the polishing
研磨槽20の構成が実施例1のものについて、研磨槽20の姿勢(水平又は傾斜)及び自公転比(1/1又は2/1)を変えて、運転条件を試験例1と同様とし、水道水による噴霧冷却を10分毎に行った場合の研磨効率の判定を行った。
For the configuration of the polishing
判定方法は、一個当りの寸法がΦ2mm×L20mmである無数のワーク(10kg)中に、そのサイズがワークと明らかに異なるΦ7mm×L10mmのマーカーを10個混合して2h研磨加工を行った後に、10個のマーカーの重量を測定して研磨量とそのバラツキを算出した。なお、研磨槽の傾斜角度は9°とした。 Judgment method is that after measuring 2h by mixing 10 markers of Φ7mm × L10mm whose size is clearly different from the workpiece in innumerable workpieces (10kg) whose size per piece is Φ2mm × L20mm, The weight of 10 markers was measured to calculate the polishing amount and its variation. The inclination angle of the polishing tank was 9 °.
その結果を表2に示すが、研磨槽20を傾斜させた場合は、水平状態と比較して研磨量のバラツキが小さい。これは、研磨槽20内でワークの攪拌(撹乱)移動が円滑に行われるためと推定される。また、自転率が高い方が、研磨量が大となり、研磨効率が良好である。これは、ワークの研磨槽20内での反転頻度が高いためと推定される。
The results are shown in Table 2. When the polishing
表3に示す各種バレル装置を使用して、ワークを、メディア(実施例はメディアの代わりに微粉研磨材)、コンパウンド及び水とともに、それぞれ記載する量を投入して、無数の線材細断物をワークとしてエッジ研磨を行った。
Using the various barrel devices shown in Table 3, the workpiece is put together with the media (in the example, fine powder abrasive instead of the media), compound and water, and the amounts described respectively are added, and innumerable wire strips are cut. Edge polishing was performed as a workpiece.
なお、ワークとして使用した線材細断物の寸法は、2.5φ×16Lのものを使用し、また、研磨槽20は従来の胴体(SS400:10mmt)にナイロン短繊維の静電植毛層を形成したものを使用し、傾斜角度:9°、自転/公転比:1/1とし(比較例3も同じ)、さらに水吹付を10min間隔(吹付時間:15s)で行った。
The size of the wire shredded material used as the workpiece is 2.5φ × 16L, and the polishing
実施例2は、研磨時間が2hと最も短く、ワーク(線材細断物集合体)の研磨槽20の容量に対して投入量(処理量)も多い。このことは比較例2−1・2・3に比して、メディアを使用していないためである。格段に投入量を多くできる。したがって、ワークのエッジ研磨(重研削研磨)の生産性が格段に向上することを意味している。
In Example 2, the polishing time is as short as 2 h, and the input amount (processing amount) is large with respect to the capacity of the polishing
また、微粉研磨材(アルミナ微粉)は、使い捨てであるが、その一回当りの使用量は、メディアの損耗量より少ない。このため、微粉研磨材は価格も通常メディアより安価であることを参酌すると、ワーク単位量当たりのランニングコストは、極めて低廉となる。 Moreover, although the fine abrasive (alumina fine powder) is disposable, the amount used per time is less than the amount of wear of the media. For this reason, the running cost per unit amount of the work becomes extremely low considering that the price of the fine powder abrasive is also lower than that of the normal medium.
また、各比較例では、研磨終了後、メディアをワーク(製品)とを選別分離する工程が必要があるが、本実施例では共摺り研磨であるため当該工程は不要である。メディアを使用する通常の研磨では、選別を容易にするために、ワークに比して識別(選別)可能な大きさのメディアを使用する必要がある。 In each comparative example, a process of separating and separating the media from the work (product) is necessary after the polishing is completed. However, in the present embodiment, the process is unnecessary because of the co-grinding. In normal polishing using media, in order to facilitate sorting, it is necessary to use media having a size that can be identified (sorted) compared to the workpiece.
<試験例4>
冷却液(水)吹付による冷却効果を見るために、前記実施例と同構成(参考例1)、実施例でゴムライニング(7mmt)付き(参考例2)及び実施例でタオル地被覆無し(参考例3)の各構成について、前記実施例1と換気を行わない以外は同条件で(参考例3は冷却無し)、すなわち、密閉方式で湿式遠心バレル研磨によりワークのエッジ研磨を行って、研磨槽20内の温度を1hおきに、内圧及びガス発生量を0.5hおきにそれぞれ、ガス抜きを行って測定した。
<Test Example 4>
In order to see the cooling effect by spraying the coolant (water), the same configuration as in the above example (reference example 1), with the rubber lining (7 mmt) in the example (reference example 2), and without toweling in the example (reference example) 3) With respect to each configuration, the workpiece is polished by wet centrifugal barrel polishing in a sealed manner under the same conditions as in Example 1 except that ventilation is not performed (Reference Example 3 is not cooled). The temperature inside 20 was measured every 1 h, and the internal pressure and the amount of gas generated were degassed every 0.5 h.
なお、参照例2・3は、研磨槽20内の圧力上昇速度が速く、密閉した状態では、運転を継続できないため、実施例2では0.5h後に、実施例3では、最初から10minおきにガス抜きをして、そのたび毎に発生ガス量及び圧力を計測した(参照例2及び参照例3は発生ガス量及び圧力共に累計値である。)。
In Reference Examples 2 and 3, the pressure increase rate in the polishing
試験結果を示す表5から下記のことが分かる。 The following can be understood from Table 5 showing the test results.
保液層(タオル地)を有すると参照例1では、ワーク相互の摩擦により発生する熱が、研磨槽表面から気化熱で奪われるため、温度上昇がある程度抑えることができ、結果的に、密閉方式であっても、内圧上昇及び発生ガス量をある程度抑制することができる。しかし、換気しないため、2h後の研磨槽20内圧は、0.087MPaであり、また、ガス発生量も合計12.5Lである。このため、換気が必然的であることが分かる。
In Reference Example 1, when the liquid retaining layer (towel material) is provided, the heat generated by the friction between the workpieces is taken away from the surface of the polishing tank by the heat of vaporization, so that the temperature rise can be suppressed to some extent. Even so, the increase in internal pressure and the amount of generated gas can be suppressed to some extent. However, since ventilation is not performed, the internal pressure of the polishing
参照例2では、水吹付による冷却を行うが、ライニング層が伝熱性の低いゴム材であるため、冷却効果において劣り、内圧上昇及びガス発生の抑制効果は小さい。 In Reference Example 2, cooling is performed by water spraying, but since the lining layer is a rubber material having low heat conductivity, the cooling effect is inferior and the effect of suppressing the increase in internal pressure and gas generation is small.
参照例3では、水吹付による冷却も行わないため、内圧上昇及びガス発生の抑制効果が無く、内圧上昇速度が極めて速く、且つ、ガス発生量も極めて大きいことが分かる。 In Reference Example 3, since cooling by water spraying is not performed, it can be seen that there is no effect of suppressing internal pressure increase and gas generation, the internal pressure increase rate is extremely fast, and the amount of gas generation is extremely large.
次に、研磨終了後の後処理工程である洗浄・防錆処理における洗浄・防錆効果に関し、実用機を用いて確認した。
Next, the cleaning / rust prevention effect in the cleaning / rust prevention treatment, which is a post-treatment process after the polishing, was confirmed using a practical machine.
使用機種(実用機):研磨槽20を4槽取付けた「遠心バレル研磨機SKC型」(新東ブレータ社製)の各研磨槽20に、無数のスチール線材の細断物(φ20mm×L20mm)からなるワーク20kgとともに、研磨剤(アルミナ粉)1kg、研磨助剤10g及び水道水4Lを投入した。なお、研磨槽20は、図5に示す仕様で、容量20dm3のものを使用した。
Model used (practical machine): countless steel wire rods (φ20mm × L20mm) in each polishing
そして、自転回転数:140min-1、自公転比1:1の条件で研磨3hを行った。この研磨中は、試験例1と同様にして噴霧冷却を行い研磨終了後に、洗浄及び防錆処理を連続的に行った。 And polishing 3h was performed on the conditions of autorotation rotation speed: 140min < -1 >, autorotation ratio 1: 1. During this polishing, spray cooling was performed in the same manner as in Test Example 1, and after the polishing was completed, washing and rust prevention treatment were continuously performed.
洗浄の程度の評価として、研磨槽20内の合計給水量に対し、排出水の浮遊物質量を測定し、その結果を表6に示す。最も優れた洗浄効果を得た給水量は、120L/槽であった。このときの、自転回転数:15min-1、間欠公転:90°min-1とした。
As an evaluation of the degree of cleaning, the amount of suspended matter in the discharged water was measured with respect to the total amount of water supplied in the polishing
また、防錆処理では、「コンパウンドSLM」(新東ブレータ社製)1%希釈液を5L/槽に投入して2min間行った。このときの、自転回転数:15min-1とし、公転は90°・0.5min-1とした。 In addition, the rust prevention treatment was performed for 2 minutes by introducing a 1% diluted solution of “Compound SLM” (manufactured by Shinto Blator Co., Ltd.) into 5 L / tank. At this time, rotation rpm: 15min and -1, the revolution was 90 ° · 0.5 min -1.
14 公転軸
16 回転円盤
18 自転軸
20 研磨槽
32 遊星回転装置
34 太陽歯車
36 遊星歯車
56 分岐給気配管
57 給気口
58 副給気通路
67 排気口
70 冷却液吹付手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記研磨槽の胴体部と側板部を熱伝導率が高い部材とするとともに、前記胴体部の外周面を、熱伝導率及び/又は保液率が高い部材から成る熱交換媒体で被覆し、研磨中に自転及び公転をする前記研磨槽の熱交換媒体に冷却液が吹き付けられるようにした冷却手段を設けたことを特徴とする遠心型バレル研磨装置。 In the centrifugal barrel polishing apparatus in which the ventilation means is formed in the rotation axis direction of the polishing tank, the polishing tank includes a plurality of polishing tanks that rotate and revolve, and the cabinet body that houses the polishing tanks includes the ventilation means .
The body and side plates of the polishing tank are made of a member having high thermal conductivity, and the outer peripheral surface of the body is covered with a heat exchange medium made of a member having high thermal conductivity and / or liquid retention. A centrifugal barrel polishing apparatus comprising a cooling means for allowing a cooling liquid to be sprayed onto a heat exchange medium of the polishing tank that rotates and revolves therein .
前記研磨槽内を、研磨槽の自転軸方向の通気、及び、胴体部および側板部の冷却をするとともに前記キャビネット本体内を換気しながら研磨することを特徴とする遠心型バレル研磨方法。 Ventilation means is formed in the direction of the rotation axis of the polishing tank, and a plurality of polishing tanks that rotate and revolve are provided. A cabinet body that houses the plurality of polishing tanks is provided with ventilation means, and a body portion of the polishing tank; The side plate portion is formed of a member having a high thermal conductivity, and the outer peripheral surface of the body portion is covered with a heat exchange medium made of a member having a high thermal conductivity and / or a liquid retention rate, and rotates and revolves during polishing. Using a centrifugal barrel polishing apparatus provided with cooling means for spraying a cooling liquid onto the heat exchange medium of the polishing tank, the edge R of the metal workpiece (hereinafter referred to as “workpiece”) is used. A barrel polishing method for rounding,
A centrifugal barrel polishing method characterized by polishing the inside of the polishing tank while ventilating the inside of the cabinet body while ventilating in the rotation axis direction of the polishing tank and cooling the body part and the side plate part .
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