JPS6228199A - Cutting and surface treating method and device - Google Patents

Cutting and surface treating method and device

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JPS6228199A
JPS6228199A JP16674785A JP16674785A JPS6228199A JP S6228199 A JPS6228199 A JP S6228199A JP 16674785 A JP16674785 A JP 16674785A JP 16674785 A JP16674785 A JP 16674785A JP S6228199 A JPS6228199 A JP S6228199A
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JP
Japan
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cutting
surface treatment
liquid jet
workpiece
jet
Prior art date
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JP16674785A
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潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切断又は表面処理方法及び装置、特に高速液
体ジェット噴流を被加工体に噴射し、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する方法及び装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a cutting or surface treatment method and apparatus, in particular, a cutting or surface treatment method and apparatus, in which a high-speed liquid jet is injected onto a workpiece, and the jet is used to cut or surface the workpiece. The present invention relates to a method and apparatus for processing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高速液体ジェット噴流を被加工体に噴射し、当該ジェッ
ト噴流を被加工体の切断線、又は表面処理線に沿って移
動せしめて被加工体を所望の形状に切断又は表面処理す
る方法は公知であり、プラスチックス、布地、木材、皮
革、金属薄板等の切断、又はプラスチックス、木材、セ
ラミックス、金型や各種部品等の全屈部材等の表面処理
に利用されている。
There is a known method for cutting the workpiece into a desired shape or treating the surface by injecting a high-speed liquid jet onto the workpiece and moving the jet along the cutting line or surface treatment line of the workpiece. Yes, it is used for cutting plastics, fabrics, wood, leather, thin metal plates, etc., and for surface treatment of fully bent parts such as plastics, wood, ceramics, molds, and various parts.

この高速液体ジェット噴流による切断又は表面処理加工
は、高速液体ジェット噴流を被加工体の所望の加工部に
噴射してその衝撃力により当該加工部の組織を微小量宛
破壊し、これを加工部より除去して切断又は表面処理す
るものである。
This cutting or surface treatment process using a high-speed liquid jet jet sprays a high-speed liquid jet jet onto the desired processed part of the workpiece, and uses the impact force to destroy a microscopic amount of tissue in the processed part. It is then removed by cutting or surface treatment.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

然しなから、上記従来の方法では、被加工体に対して噴
射される高速液体ジェット噴流が定常流であり、その圧
力が略一定であるため、被加工体に加わる衝撃力が弱く
、そのため加工又は表面処理速度が遅く、加工し得る板
厚が小さく、またその衝撃力が被加工体の切断線又は表
面処理線の周りに広がるため切幅又は表面処理幅が広く
なり、加工精度が低いという問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional method, the high-speed liquid jet jet sprayed against the workpiece is a steady flow, and the pressure is approximately constant, so the impact force applied to the workpiece is weak, and therefore the processing is difficult. Or, the surface treatment speed is slow, the thickness of the plate that can be machined is small, and the impact force spreads around the cutting line or surface treatment line of the workpiece, resulting in a wide cutting width or surface treatment width, resulting in low machining accuracy. There was a problem.

従って、上記従来の方法では適用し得る被加工体の種類
や板厚、製品の用途等が限定され、また被加工体に与え
る衝撃力を大きくしようとすると大型のポンプやアキュ
ムレータ等が必要となり、装置全体が大型で高価なもの
となるという問題点があった。
Therefore, the conventional method described above is limited in the type and thickness of the workpiece that can be applied, the application of the product, etc., and in order to increase the impact force applied to the workpiece, large pumps, accumulators, etc. are required. There was a problem in that the entire device was large and expensive.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

而して、上記の問題点は、高速液体ジェット噴流を脈動
流として被加工体に噴出せしめて加工を行なうことによ
って解決される。
The above-mentioned problems can be solved by machining the workpiece by ejecting the high-speed liquid jet stream as a pulsating flow onto the workpiece.

〔作 用〕[For production]

叙上の如(構成することによって、切断幅又は表面処理
幅が狭くなり、所望の切断線又は表面処理線に沿って精
度よ(切断又は表面処理することができ、また加工又は
表面処理速度及び加工効率が向上するものである。
As described above, the cutting width or surface treatment width becomes narrower, cutting or surface treatment can be performed with precision along the desired cutting line or surface treatment line, and the processing or surface treatment speed and This improves processing efficiency.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつ\本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る切断又は表面処理方法を実施する
ための装置の一実施例を示す説明図、第2図は他の実施
例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of an apparatus for carrying out the cutting or surface treatment method according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment.

第1図中、1は貯水タンク、2は昇圧ポンプ、3はアキ
ュムレータ、4は圧力計、5は電磁弁、6は逆止弁、7
は導管、8は液体シェフ)噴出ノズル、9はピストン、
10はシリンダ、11はピストンロッド、12はクラン
クロッド、13はクランク、14はモータ、15はクロ
ススライドテーブル、16及び17はクロススライドテ
ーブル15のX軸方向移動テーブル及びY軸方向移動テ
ーブル、18及び19はX軸テーブル駆動モータ及びY
軸テーブル駆動モータ、20は制御装置、21は被切断
又は被表面処理物である。
In Figure 1, 1 is a water storage tank, 2 is a booster pump, 3 is an accumulator, 4 is a pressure gauge, 5 is a solenoid valve, 6 is a check valve, 7
is a conduit, 8 is a liquid chef) jet nozzle, 9 is a piston,
10 is a cylinder, 11 is a piston rod, 12 is a crank rod, 13 is a crank, 14 is a motor, 15 is a cross slide table, 16 and 17 are an X-axis moving table and a Y-axis moving table of the cross slide table 15, 18 and 19 are the X-axis table drive motor and the Y-axis table drive motor.
A shaft table drive motor, 20 a control device, and 21 an object to be cut or surface treated.

尚、導管7の、好ましくはシリンダ10の取付部よりも
ノズル8側に、砥粒等の硬質粒子を供給混合する硬質粒
子供給装置が必要に応じて設けられる。
Note that a hard particle supply device for supplying and mixing hard particles such as abrasive grains is provided in the conduit 7, preferably closer to the nozzle 8 than the attachment portion of the cylinder 10, as necessary.

而して、ポンプ2は貯水タンク1に貯えられた水を所定
の圧力に昇圧しアキュムレータ3に送る。
Thus, the pump 2 boosts the water stored in the water storage tank 1 to a predetermined pressure and sends it to the accumulator 3.

アキュムレータ3はポンプ2によって昇圧された水を高
圧に維持して蓄え、これを電磁弁5及び逆止弁6が設け
られた導管7に供給する。
The accumulator 3 maintains and stores the water pressurized by the pump 2 at a high pressure, and supplies this to a conduit 7 provided with a solenoid valve 5 and a check valve 6.

導管7の先端には、例えば0.1〜0.5n+φの噴出
孔8aを有する液体ジェット噴出ノズル8が設けられ、
導管7に供給された液体は噴出孔8aがら、例えば10
0〜5000 atmの圧力でジェット噴流として被切
断又は被表面処理物21に向けて噴出する。
A liquid jet jet nozzle 8 having a jet hole 8a of, for example, 0.1 to 0.5n+φ is provided at the tip of the conduit 7,
The liquid supplied to the conduit 7 flows through the ejection holes 8a, for example 10
It is ejected as a jet stream toward the object 21 to be cut or surface treated at a pressure of 0 to 5000 atm.

モータ14の駆動軸はクランク13に接続されており、
モータ14の回転運動はクランク13、クランクロッド
12及びピストンロッド11によって往復運動に変換さ
れてピストン9をシリンダ10内で所定の周期で摺動せ
しめる。
The drive shaft of the motor 14 is connected to the crank 13,
The rotational motion of the motor 14 is converted into reciprocating motion by the crank 13, crank rod 12, and piston rod 11, causing the piston 9 to slide within the cylinder 10 at a predetermined period.

ピストン9がシリンダ10内で往復運動することにより
導管7内を高速で流れる流体に脈動成分が付加され、液
体ジェット噴出ノズル8がら噴出する液体ジェット噴流
は脈流となる。
As the piston 9 reciprocates within the cylinder 10, a pulsating component is added to the fluid flowing at high speed within the conduit 7, and the liquid jet stream ejected from the liquid jet nozzle 8 becomes a pulsating stream.

被切断又は被表面処理物21はクロススライドテーブル
15上に適宜の取付具により取り付けられ、X軸テーブ
ル駆動モータ18及びY軸テーブル駆動モータ19の駆
動によりX−Y方向に移動する。
The object to be cut or surface-treated 21 is mounted on the cross slide table 15 using appropriate fixtures, and is moved in the X-Y direction by the drive of the X-axis table drive motor 18 and the Y-axis table drive motor 19.

制御装置20は昇圧ポンプ2、電磁弁5、モータ14の
作動を制御して、アキュムレータ3に供給する水の量及
び圧力、ノズル8から噴出する噴流の量及び圧力、ノズ
ル8から噴出する噴流に与える脈動成分の周期等を制御
すると共に、X軸テーブル駆動モータ18及びY軸テー
ブル駆動モータ19ノ作動を制御し、被切断又は被表面
処理物21をX−Y方向に移動せしめて、ノズル8がら
噴出する液体ジェット噴流が所望の切断線又は被表面処
理線に沿って移動するように制御する。
The control device 20 controls the operation of the boost pump 2, the electromagnetic valve 5, and the motor 14, and controls the amount and pressure of water supplied to the accumulator 3, the amount and pressure of the jet jet ejected from the nozzle 8, and the jet flow ejected from the nozzle 8. In addition to controlling the cycle of the pulsating component to be applied, the operation of the X-axis table drive motor 18 and the Y-axis table drive motor 19 is controlled to move the object to be cut or surface treated 21 in the X-Y direction, and the nozzle 8 The liquid jet stream is controlled so that it moves along the desired cutting line or surface treatment line.

而して、ポンプ2によって昇圧されアキュムレータ3に
高圧で蓄えられた水は、制御装置2oの指令によって電
磁弁5が開かれると逆止弁6を経て導管7の先端に設け
られたノズル8から高速高圧でジェット噴流として噴出
する。
When the electromagnetic valve 5 is opened in response to a command from the control device 2o, the water that has been boosted by the pump 2 and stored at high pressure in the accumulator 3 passes through the check valve 6 and flows out from the nozzle 8 provided at the tip of the conduit 7. It is ejected as a jet stream at high speed and high pressure.

このとき、モータ14の駆動によりピストン9が往復運
動し、導管7内を高速で流れる流体に脈動成分を付加し
、ノズル8から噴出する液体ジェット噴流を脈流として
噴出せしめる。
At this time, the piston 9 reciprocates due to the drive of the motor 14, and adds a pulsating component to the fluid flowing at high speed in the conduit 7, causing the liquid jet stream ejected from the nozzle 8 as a pulsating stream.

被切断又は被表面処理物21は制御装置2oによって制
御されるX軸テーブル駆動モータ18及びY軸テーブル
駆動モータ19によって移動するクロススライドテーブ
ル15上に取り付けられており、高速液体ジェット噴流
がその切断線又は表面処理線に沿って移動するようにX
−Y方向に移動せしめられるから、ノズル8から噴出す
る液体ジェット噴流によって所望の切断線又は表面処理
線に沿って切断又は表面処理加工される。
The object to be cut or surface treated 21 is mounted on a cross slide table 15 that is moved by an X-axis table drive motor 18 and a Y-axis table drive motor 19 controlled by a control device 2o, and a high-speed liquid jet jet is used to cut the object. X to move along the line or surface treatment line
Since it is moved in the -Y direction, it is cut or surface treated along a desired cutting line or surface treatment line by the liquid jet jet ejected from the nozzle 8.

上記の如き構成の装置により、噴射圧力2000atm
、脈動の周期50Hzで0.1鰭φの噴出孔8aを有す
る液体ジェット噴出ノズルを用いてAl2O3の薄板を
切断したところ切幅は0.141mとなった。同様の条
件の下で通常の脈流でない液体ジェット噴流による切断
では0.3mmであった。
With the device configured as above, the injection pressure is 2000 atm.
When a thin plate of Al2O3 was cut using a liquid jet jet nozzle having a jet hole 8a of 0.1 fin diameter with a pulsation period of 50 Hz, the cutting width was 0.141 m. Cutting with a normal non-pulsating liquid jet under similar conditions resulted in a cut of 0.3 mm.

次に、第2図を参照して本発明の他の実施例について説
明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第2図は上記高速液体ジェット噴流に脈動成分を付加す
るために純流体素子を用いた実施例である。
FIG. 2 shows an embodiment in which a pure fluid element is used to add a pulsating component to the high-speed liquid jet flow.

第2図中、22は純流体素子であり、22aはその高圧
液体供給ポート、22bは整流管、22 cは制御ポー
ト、22dは出力ノズル、22eは制御室、22 fは
ベントである。又、23は高圧液供給源、24は制御用
のポンプ、5ばソレノイドバルブ、26は被切断又は被
表面処理物である。
In FIG. 2, 22 is a pure fluid element, 22a is its high pressure liquid supply port, 22b is a rectifier tube, 22c is a control port, 22d is an output nozzle, 22e is a control chamber, and 22f is a vent. Further, 23 is a high pressure liquid supply source, 24 is a control pump, 5 is a solenoid valve, and 26 is an object to be cut or surface treated.

高圧液供給源23は第1図で示した如き貯水タンク1、
ポンプ2、アキュムレータ3、電磁弁5、逆止弁6等か
ら成る液体供給装置であり、高圧液体供給ボー1−22
3に高圧の作業液体を供給する。
The high pressure liquid supply source 23 includes a water storage tank 1 as shown in FIG.
This is a liquid supply device consisting of a pump 2, an accumulator 3, a solenoid valve 5, a check valve 6, etc., and a high pressure liquid supply bow 1-22.
3. Supply high-pressure working fluid to 3.

高圧液体供給ポー1−22 aに供給された流体は整流
管22b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22b内を流
れる間に層流とされ、22 e内に噴出する。このとき
、制御ポート22 cからの制御噴流が0であると、上
記整流管22b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22dを通過してその先
端から被切断又は被表面処理物26に向かって噴出し、
被切断又は被表面処理物26を切断又は表面処理加工す
るが、制御ポート22 cから制御噴流があるときは、
整流管22 bがらの噴流が散乱され、その相当部分が
ベンl−22fから流出するので、出力ノズル22d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。
When the fluid supplied to the high-pressure liquid supply port 1-22a flows into the rectifier pipe 22b, its static pressure is converted into velocity energy, giving it high velocity, and creating a laminar flow while flowing inside the long rectifier pipe 22b. and erupts within 22 e. At this time, if the controlled jet flow from the control port 22c is 0, the jet flow from the rectifier pipe 22b will travel straight without losing much of its velocity energy, pass through the output nozzle 22d, and leave its tip to be cut or damaged. Spouts toward the surface treated object 26,
When cutting or surface treating the object 26 to be cut or surface treated, when there is a control jet from the control port 22c,
Since the jet flow from the rectifier tube 22b is scattered and a considerable portion thereof flows out from the vent 1-22f, the flow rate and velocity energy of the fluid flowing into the output nozzle 22d are significantly reduced.

従って、ソレノイドバルブ25への通電をパルス状とす
ることにより出力ノズル22dから被切断又は被表面処
理物26に向かって噴出する噴流を脈流とすることがで
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。
Therefore, by energizing the solenoid valve 25 in a pulsed manner, the jet jet ejected from the output nozzle 22d toward the object 26 to be cut or surface treated can be made into a pulsating flow, and the period of the energization pulse can be controlled. By doing so, the period can be controlled.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は叙上の如(構成されるから本発明によるときは
、必要に応じて硬質粒子を混合した高速液体ジェット噴
流による被加工体への衝撃力が強(、そのため加工速度
が大きく、加工し得る板厚が大きくなり、またその衝撃
力が被加工体の切断線又は表面処理線の周りに広がらな
いので切幅又は表面処理幅が狭くなって加工精度が向上
し、高精度、高速度で切断又は表面処理が可能な切断又
は表面処理方法及び装置を提供することができる。
The present invention is constructed as described above, so when the present invention is used, the impact force on the workpiece by the high-speed liquid jet jet mixed with hard particles as necessary is strong (therefore, the machining speed is high and the machining speed is high. The possible plate thickness increases, and since the impact force does not spread around the cutting line or surface treatment line of the workpiece, the cutting width or surface treatment width becomes narrower, improving machining accuracy, resulting in high precision and high speed. It is possible to provide a cutting or surface treatment method and apparatus that can perform cutting or surface treatment.

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでな
く、例えば上記第1図に示した実施例に於て液体ジェッ
ト噴出ノズル8を固定し、被切断又は表面処理物21を
X−Y方向に移動させることにより高速液体ジェット噴
流を被切断又は被表面処理物の切断線又は被表面処理線
に沿って移動せしめる構成としたが、導管7を可撓性の
材料で作成し、その先端に取り付けたノズル部をロボッ
トアームで支承してこれをX−Y方向に移動せしめるよ
うに構成してもよく、またピストン9を電磁石等により
駆動したり、ピストンの代りにダイヤフラムを用いるこ
ともでき、純流体素子も公知の総てのものを利用できる
ものであり、本発明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変更実施例を包摂するもの
である。
Note that the configuration of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the embodiment shown in FIG. Although the configuration is such that the high-speed liquid jet is moved along the cutting line or the surface treatment line of the object to be cut or surface treated by moving in the X-Y direction, the conduit 7 is made of a flexible material. , the nozzle attached to the tip may be supported by a robot arm and moved in the X-Y direction, or the piston 9 may be driven by an electromagnet or the like, or a diaphragm may be used instead of the piston. All known pure fluid elements can be used, and within the scope of the present invention, modifications that can be easily made by a person skilled in the art from the above description are included. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る切断又は被表面処理方法を実施す
るための装置の一実施例を示す説明図、第2図は他の実
施例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of an apparatus for carrying out the cutting or surface treatment method according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (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
ト噴流を脈動流として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方法。
(1) In a method of cutting or surface treating a workpiece by injecting a high-speed liquid jet onto the workpiece and moving the workpiece along the cutting line or surface treatment line, the high-speed liquid jet is used as a pulsating flow. The above-mentioned cutting or surface treatment method is characterized in that processing is carried out as follows.
(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
理装置に於て、被加工体への上記高速液体ジェット噴流
に脈動成分を付加するピストン装置と、上記ピストン装
置を駆動する装置とを設けたことを特徴とする上記の切
断又は表面処理装置。
(2) In a cutting or surface treatment device comprising a device that generates a high-speed liquid jet and a device that moves the high-speed liquid jet along a cutting line or a surface treatment line of the workpiece, The above-mentioned cutting or surface treatment apparatus is provided with a piston device for adding a pulsating component to the high-speed liquid jet flow to the surface, and a device for driving the piston device.
(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
理装置に於て、被加工体への上記高速液体ジェット噴流
に脈動成分を付加する純流体素子とを設けたことを特徴
とする上記の切断又は表面処理装置。
(3) In a cutting or surface treatment device comprising a device that generates a high-speed liquid jet and a device that moves the high-speed liquid jet along a cutting line or a surface treatment line of the workpiece, The cutting or surface treatment apparatus as described above, further comprising a pure fluid element that adds a pulsating component to the high-speed liquid jet flow.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6328600A (en) * 1986-07-21 1988-02-06 ダイキン工業株式会社 Cutter

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431441A (en) * 1977-08-12 1979-03-08 Ford Motor Co Vinyl dispersion coating material
JPS556865U (en) * 1978-06-29 1980-01-17

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