(57)【要約】【課題】  深穴部においても精度の良い仕上げ加工ができ、効率的な仕上げ作業を行うことができる、高硬度材のバリ取り・仕上げ加工装置及び方法を提供する。【解決手段】  この発明の加工装置は、研磨材４を被加工材の加工部位に向けて噴射する筒状の供給ノズル５と、噴射された上記研磨材４を吸引し回収する吸引ノズル６と、上記供給ノズル５と吸引ノズル６とに接続され上記研磨材４を循環するための空気流を生成するポンプ１４とを備えたものである。【選択図】  図６
2005212009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨材を被加工材の加工部位に向けて噴射する筒状の供給ノズルと、噴射された上記研磨材を吸引し回収する吸引ノズルと、上記供給ノズルと吸引ノズルとに接続され上記研磨材を循環するための空気流を生成するポンプとを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置。
【請求項２】
被加工材の加工部位を覆うカバーと、研磨材を上記加工部位に向けて噴射する筒状の供給ノズルと、噴射された上記カバー内に積層する研磨材を吸引し回収する吸引ノズルと、上記供給ノズルと吸引ノズルとに接続され上記研磨材を循環するための空気流を生成するポンプと、このポンプに接続され上記吸引回収された研磨材から被加工材片を除去するフィルタとを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置。
【請求項３】
研磨材が噴射される上記加工部位に対する上記供給ノズルの位置を制御する位置制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の仕上げ加工装置。
【請求項４】
以下の工程を備えたことを特徴とする仕上げ加工方法。
（ａ）被加工材の加工部位に対する研磨材の噴射の位置を設定する第１の工程、
（ｂ）上記設定位置にて研磨材を上記加工部位に向けて噴射する第２の工程、
（ｃ）噴射された上記研磨材を吸引し回収する第３の工程、
（ｄ）回収された上記研磨材から被加工材片を除去する第４の工程。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載された仕上げ加工に使用される研磨材であって、粘性及び弾性を有する高分子材で形成された半固体粒状の研磨材本体と、この研磨材本体に含有された複数の砥粒とを備えたことを特徴とする研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品のバリ取り・仕上げ加工に係り、特に効率的で安定した仕上げ加工が可能な高硬度材（例えば焼入れした鉄、アルミ材など）のバリ取り・仕上げ加工装置、仕上げ加工方法及び仕上げ加工に適した研磨材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の部品に形成された深穴内の仕上げは、手作業による磨き、もしくは特許文献１などに示される冶具研削機を用いて行っていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８６６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、深穴部の一辺は数ミリと小さく、また穴数も多数存在するため、仕上げ作業には多大な時間を費やし、さらには見落としによる加工不良や深穴のために従来の装置では研磨に限界があるなどの問題が生じていた。この問題は、特に、高硬度材を材料とする部品の加工において顕著であった。
【０００５】
また、仕上げ部分は深穴のために手作業や従来の装置では研磨に限界があり、すべての部分を精度良く仕上げることは不可能に近い。
【０００６】
そして、多数存在する深穴を一つ一つ仕上げるのには多大な時間がかかり、効率的な仕上げ作業を行うことができない。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、深穴部においても精度の良い仕上げ加工ができ、効率的な仕上げ作業を行うことができる、高硬度材のバリ取り・仕上げ加工装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る仕上げ加工装置は、研磨材を被加工材の加工部位に向けて噴射する筒状の供給ノズルと、噴射された上記研磨材を吸引し回収する吸引ノズルと、上記供給ノズルと吸引ノズルとに接続され上記研磨材を循環するための空気流を生成するポンプとを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る仕上げ加工装置は、被加工材の加工部位を覆うカバーと、研磨材を上記加工部位に向けて噴射する筒状の供給ノズルと、噴射された上記カバー内に積層する研磨材を吸引し回収する吸引ノズルと、上記供給ノズルと吸引ノズルとに接続され上記研磨材を循環するための空気流を生成するポンプと、このポンプに接続され上記吸引回収された研磨材から被加工材片を除去するフィルター装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る仕上げ加工装置は、研磨材が噴射される上記加工部位に対する上記供給ノズルの位置を制御する位置制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のものである。
【００１１】
請求項４に係る仕上げ加工方法は、以下の工程を備えたことを特徴とするものである。
（ａ）被加工材の加工部位に対する研磨材の噴射の位置を設定する第１の工程、
（ｂ）上記設定位置にて研磨材を上記加工部位に向けて噴射する第２の工程、
（ｃ）噴射された上記研磨材を吸引し回収する第３の工程、
（ｄ）回収された上記研磨材から被加工材片を除去する第４の工程。
【００１２】
請求項５に係る研磨材は、請求項１乃至４に記載された仕上げ加工に使用されるものであって、粘性及び弾性を有する高分子材で形成された半固体粒状の研磨材本体と、この研磨材本体に含有された複数の砥粒とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明にあっては、仕上げ加工装置は、止まり穴の加工において、工具中に設けられた研磨材供給穴から研磨材を供給する部品、及び、加工後に工具を回収する吸引部を併せ持ち、連続した砥粒加工ができるようにしたので、高硬度材を安定、且つ、短時間で要求精度を満足する加工が可能となる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明にあっては、仕上げ加工装置は、研磨材をポンプを使って加工装置に取付けられた吸引ノズルから回収し、加工工具と鉄屑を分離するフィルター装置を通して再び供給ノズルへ送ることで研磨材の循環を行えるようにしたので、高硬度材を安定、且つ、短時間で要求精度を満足する加工が可能となる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明にあっては、仕上げ加工装置は、高精度位置決めが可能なマシニングセンタ等の加工機上で、その制御装置を用いて狙った位置に、研磨材を供給できるようにしたので、高硬度材を安定、且つ、短時間で要求精度を満足する加工が可能となる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明にあっては、仕上げ加工方法は、被加工材の所定位置に研磨材を噴射供給し、研磨材を回収し、研磨材と鉄屑を分離し、研磨材の循環再利用を行えるようにしたので、高硬度材を安定、且つ、短時間で要求精度を満足する加工が可能となる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明にあっては、研磨材は、砥粒とそれを保持する粘性と弾性の特徴を持つ半固体状の高分子材料とから構成したので、安定した加工能率を得ることができる。また、高硬度材について安定、且つ、短時間で要求精度を満足する加工が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施例．
図１は、本発明の仕上げ加工に適した研磨材の構造の説明図である。図２〜６は、本発明の実施例を表す高硬度材の止まり穴加工に係る仕上げ加工装置の模式図である。図２において、３は高硬度材よりなる金型であり、仕上げ加工装置が加工を施す被加工材である。４は研磨材である。研磨材４は、図１に示すように砥粒１と半固体状の高分子材料２からなる。砥粒には、ダイヤモンド片や炭化珪素片などが使用される。研磨材４は、望ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍの径の大きさを有する。５は研磨材の供給ノズルであり、研磨材を特定方向に精度良く噴射するために、穴径は約５．０ｍｍ位の大きさである。このノズルは、例えばセラミック材を用いて形成される。６は吸引ノズル、７はカバーであり、例えばセラミック材を用いて形成される。８は供給ノズル５を支持するホルダー、１０は被加工材３の加工部位である深穴側面のバリ、１３は循環管である。図３において、１１は研磨材の噴射位置などを制御する総合数値制御装置、１７はテーブル、１８は位置決め制御装置である。図４において、１２は研磨材の逆流を防ぐ弁、１９はエアー制御装置である。図５において、１４は空気流を生成するポンプ、１５は回収された研磨材よりゴミを除去するフィルター装置、２０はポンプ制御装置を示す。
【００１９】
次に動作について説明する。まず、高硬度材の金型３に噴射する研磨材４を供給するノズル５を含むエアーブラスト装置を備えるホルダー８は、マシニングセンタなどの数値制御装置に備え付けられているATC（Auto Tool Change、自動工具交換）装置により自動で交換が行える。ATCによって交換されたエアーブラスト装置付きホルダーはマシニングセンタの主軸部分９に装着される。ホルダーには研磨材を循環させる管１３が取付けられており、研磨材はホルダー内に供給され、主軸から供給されるエアーによってノズルから噴射される。また、噴射時に研磨材が四方に散らばらないようにホルダーにはカバー７が取付けられている。
【００２０】
図３は位置決め制御装置１８による、テーブル１７の位置決めを表す模式図である。マシニングセンタによる位置決めは、CAD(Computer Aided Design)/CAM(Computer Aided Machine)で作成されたNC(Numerical Control)データにそって、マシニングセンタの総合数値制御装置１１からの指令で位置決め制御装置１８により、テーブル１７を制御することで高精度の位置決めを可能とする。高精度な位置決めをマシニングセンタの制御装置を用いて行うことが特徴である。
【００２１】
次に、研磨材をノズルから噴射する機構について図４を用いて説明する。循環装置によってホルダー内に送られてきた研磨材は図２の管１３を通ってホルダー内の空間（ホール）に供給される。マシニングセンタの主軸部分から送られるエアーは、エアー制御装置１９でエアー圧力の制御を行なうことで、ノズルから噴射される研磨材の量や圧力を調整することができる。また、研磨材がエアーを供給する側へ流れないように弁１２が設けられている。
【００２２】
次に、研磨材の循環システムについて図５を用いて説明する。供給ノズルから発射される研磨材は深穴側面にあるバリ１０に照射され、深穴側面を研磨する。研磨材を連続して噴射すると、バリを研磨した研磨材は穴底に当たり、穴の上側へ流れる。このとき、ホルダーに取付けられたカバーによって研磨材が四方に散らばることを防ぎ、すべての研磨材を回収することができる。研磨を終えた研磨材は、ポンプ制御装置２０からの指令によりポンプ１４によって吸引部６から回収される。回収された研磨材は研磨した鉄屑を含み、内面をセラミックなどでコーティングされた管１３を通ってフィルター装置１５に送られ研磨材と切屑を分離する。そしてエアー制御装置により研磨材はエアーの圧力で再びホルダーに送られることで研磨材を循環させて再利用する。
【００２３】
多数個存在する深穴部を有する金型における研磨のプロセスについて説明する。まず、CAMによってマシニングセンタの主軸とホルダーに取付けた供給ノズルの経路を制御するNCデータと、その他に供給ノズルを含むホルダーのATC装置による交換指令や、噴射するエアーの圧力と噴射時間とタイミングの指令、研磨材を回収する指令を含むNCデータを作成する。このNCデータによって、マシニングセンタの制御と研磨材の噴射制御、研磨材の循環制御を行う。
【００２４】
上記のNCデータによって、まずエアーブラスト装置を備えるホルダーがマシニングセンタのATC装置により主軸に取付けられる。また、外部に設置された研磨材循環装置とホルダーの接合部は自動で結合される機構となっており、ホルダーは主軸に取付けられると同時に循環装置も取付けられる。
【００２５】
マシニングセンタの位置決め制御装置はNCデータにそった制御を行い、ホルダーに取付けられた供給ノズルが金型の深穴側面部へ位置決めされる。このとき、高さ方向の位置決めはカバーが金型と接する位置となる。
【００２６】
次にエアーとポンプの循環装置の制御を行い、ホルダー内へエアーを噴射し、研磨材をホルダー内へ供給する。そして研磨材はエアーによって供給ノズルを通って噴射される。噴射されて、バリを研磨した研磨材は吸引ノズルからポンプによって回収される。カバーによって覆われているので、研磨材の外部への排出はない。また、回収した研磨材は鉄屑を含むので、フィルター装置によって研磨材と鉄屑を分離し、研磨材のみを再びホルダーに供給し再利用される。
【００２７】
供給ノズルの先端は深穴側面をなぞるように移動しながら、研磨により深穴側面のバリが除去されるまで研磨材を噴射し、また、吸引ノズルで研磨材を回収する。研磨が終了するとエアーの噴射をやめ、研磨材がすべて回収される十分な時間で、ポンプを作動させる。
【００２８】
研磨材を回収し終わると、次の深穴へ移動し研磨を行う。あとは同じ動作を繰り返し、すべての深穴の研磨を自動で行う。
【００２９】
なお、上記説明では、止め穴の加工について説明したが貫通穴でも同様の加工が行える。図７は高硬度材の金型での貫通穴仕上げ加工を示したものである。１６はプレート状の冶具である。
【００３０】
貫通穴の仕上げ加工において、金型の下面にプレート状の冶具を取付けることで止まり穴と同じ状態にでき、上記の実施例と同じ加工が可能となる。動作は実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施例の研磨材に関する模式図である。
【図２】この発明の実施例の研磨工程に関する模式図である。
【図３】この発明の実施例のマシニングセンタによる制御に関する模式図である。
【図４】この発明の実施例のエアーによる研磨材の噴射部構造に関する模式図である。
【図５】この発明の実施例の研磨材の循環装置に関する模式図である。
【図６】この発明の実施例の仕上げ加工装置に関する全体模式図である。
【図７】この発明の他の実施例の研磨工程に関する模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  砥粒、  ２  高分子材、  ３  高硬度材の金型、  ４  研磨材、  ５  供給ノズル、  ６  吸引ノズル、  ７  カバー、  ８  ホルダー、  ９  マシニングセンタの主軸、  １０  バリ、  １１  総合数値制御装置、  １２  弁、  １３  循環管、  １４  ポンプ、  １５  フィルター装置、  １６  プレート冶具、  １７  テーブル、  １８  位置決め制御装置、  １９  エアー制御装置、  ２０  ポンプ制御装置。
【図１】
2005212009.tif 000003
【図２】
2005212009.tif 000004
【図３】
2005212009.tif 000005
【図４】
2005212009.tif 000006
【図５】
2005212009.tif 000007
【図６】
2005212009.tif 000008
【図７】
2005212009.tif 000009