專利名稱：噴砂方法和噴砂機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴砂方法和該噴砂方法用噴砂機(jī)，更具體而言，涉及使 用了含有一定量的水或其他液體以具有所需彈性的磨料(這樣的磨料在 本說明書中稱為"彈性磨料")的噴砂方法和噴砂機(jī)。
背景技術(shù)：
與使用砂紙、砂布或磨石等的研磨相比，將磨料與諸如壓縮空氣等 壓縮氣體一起噴射到工件的表面上的噴砂可以相對容易地用于復(fù)雜形狀 的物體。因此，噴砂廣泛用于各種用途，包括模具表面的清潔、氧化膜 的除去和各種制品的去毛刺等。
對于這樣的噴砂，通常將砂或磨料顆粒用作磨料。因此，當(dāng)將磨料 轟擊在制品的表面上時，在表面形成鋸齒痕。在被加工制品的表面的這
些鋸齒痕導(dǎo)致類似于梨子表面的粗糙、緞狀的飾面(satin-like finish)。
由于該原因，噴砂無法用于被加工表面需要為平滑或鏡面狀的表面 的制品。如果要將噴砂用于這樣的制品，則需要進(jìn)行額外的諸如去毛刺 等處理，然后進(jìn)一步研磨或拋光，從而通過除去噴砂所形成的凹凸使制
品表面平滑。
噴砂本身具有可以用于各種形狀的工件的優(yōu)點，換言之，它甚至可 以相對容易地用于復(fù)雜形狀的工件。另一方面，如果使用常用磨料則噴 砂具有將工件表面加工為緞狀飾面的缺點，因此，其無法用于不希望形 成緞狀飾面的用途或材料。
為了克服該缺點，也提出了一種將彈性磨料以傾斜于工件表面的入 射角投射從而提供鏡面狀飾面或平滑表面而不在被加工工件的表面上形 成凹凸的噴砂方法。根據(jù)該方法，當(dāng)磨料被轟擊在工件表面上時，磨料 本身由于磨料的彈性而變形，不形成鋸齒痕(凹凸)。此外，由于彈性磨料在被轟擊到表面上之后在該工件表面上滑動，所以工件表面可以被加 工成平面或鏡面狀的飾面。
提出的用于這樣的噴砂方法的彈性磨料通過將研磨粉(磨料顆粒) 負(fù)載在由例如天然植物纖維制成的彈性多孔載體的表面上而形成(日本
特開平9-314468號公報)。如果植物纖維形成的載體含有水，則它將工件 表面研磨為幾乎鏡面狀的飾面。不過，研磨過程中產(chǎn)生的熱導(dǎo)致載體中 的水蒸發(fā)，從而降低載體的粘性和彈性。結(jié)果，工件被加工成緞狀飾面。 還應(yīng)指出的是，該磨料的回收率由于例如載體的破碎而降低。為了防止 回收率的降低，還提出了用通過載體中含有的水的粘著力將磨料顆粒粘 著在由含有蒸發(fā)抑制劑的明膠制成的載體上而形成的彈性磨料進(jìn)行噴砂 (日本特許第3376334號公報)。
另外，雖然在磨料中保持有水分時保證了最優(yōu)的研磨，但是因為磨 料連續(xù)使用，所以水分蒸發(fā)不能完全避免。盡管磨料中含有水分蒸發(fā)抑 制劑，但是仍會發(fā)生一定程度的水分蒸發(fā)。為了克服該問題，提出了圖7 所示的研磨機(jī)10。在研磨機(jī)10中，聚集在殼體2底部的磨料在傳送帶 97上被輸送到在殼體2頂部旋轉(zhuǎn)的噴射轉(zhuǎn)子85的開口部85a，通過噴射 轉(zhuǎn)子85的旋轉(zhuǎn)所伴隨的離心力，磨料被投射到同樣設(shè)置在殼體2中的工 件W上，而投射的磨料聚集在殼體2的底部，從而可以被回收。此外， 研磨機(jī)10包括用于將水噴灑到聚集在殼體2的底部的磨料上以維持磨料 的含水量的水供給裝置7'(日本特開2003-211359號公報)。
上述的日本特開2003-211359號公報還提到，在不供給水的情況下 進(jìn)行預(yù)研磨來測量一定時間后磨料中水量的減少，從而基于該測量結(jié)果 來追加供給水。
上述彈性磨料的諸如硬度和彈性等物性取決于含水量而發(fā)生很大的 變化。更具體而言，彈性磨料在含有足量的水分時顯示出所需的彈性， 但在含水量降低時變得更硬和更易碎。
如上所述，當(dāng)水分從彈性磨料中蒸發(fā)并且彈性磨料的硬度增大時， 磨料變得較難以在工件表面上滑動，或者磨料不在工件表面上滑動，而 是在彈跳。這導(dǎo)致工件表面變?yōu)榫劆铒椕?，極大地影響了被加工工件的表面的光澤度和加工性。在此情況中，彈性磨料變得更易碎，磨料的回 收率降低。
另一方面，對于上述的日本特開2003-211359號公報中公開的發(fā)明， 通過使用水供給裝置7'將水噴灑到聚集在殼體2的底部的磨料中，從而 對干燥的磨料補(bǔ)水。因此，上述的日本特開2003-211359號公報中的發(fā)明 能夠有望對抵抗磨料干燥導(dǎo)致的磨料硬化所引起的加工性變化或回收率 降低具有一定程度的有效性。
不過，應(yīng)當(dāng)注意到，聚集在殼體2的底部的磨料的量較大并且多層 的磨料依次沉積成塊。因此，即使在由傳送帶97向上輸送的同時稍微攪 拌磨料，磨料也可能殘留在塊體中。于是，從上方噴灑到此固化的磨料 上的水分無法令人滿意地到達(dá)磨料的下層，雖然此水分可以到達(dá)磨料的 上層。
更糟糕的是，如果供給大量水以使磨料的下層充分補(bǔ)水，則磨料的 上層會被水飽和。如果將被水飽和的磨料噴射在工件上，則工件會被其 上附著的水分污染。此外，對于將磨料與壓縮氣體一起噴射的砂磨機(jī)， 顆粒形式的磨料由于水分而凝集，產(chǎn)生相對較大的二次顆粒，將在用于 噴射磨料的噴槍中引起堵塞。
此外，由于將磨料以補(bǔ)給有足量的水分的柔軟、高彈性的磨料與不 能吸收足量水分的干燥、硬質(zhì)且易碎的磨料混合的狀態(tài)噴射在工件上， 所以磨料的各成分以不同狀態(tài)轟擊在工件表面上。由此，無法實現(xiàn)所希 望的加工狀態(tài)，因而被加工制品的品質(zhì)降低，次品率上升。
為了供給最優(yōu)量的水分，上述的日本特開2003-211359號公報中的 發(fā)明還公開了測量預(yù)研磨過程中水量的減少從而基于得到的水量減少數(shù) 據(jù)來確定追加的水量的方法。
根據(jù)該方法，蒸發(fā)的水分的量需要通過例如獲得預(yù)研磨前后的殼體 2中的磨料的總量然后測定預(yù)研磨前后之間的重量變化來確定。此工作不 僅十分復(fù)雜，而且在測定中需要暫停機(jī)器運行。
此外，盡管總是希望根據(jù)通過預(yù)研磨獲得的蒸發(fā)的水量來供給最優(yōu) 量的水分，但是從磨料中蒸發(fā)的水量取決于各種條件(諸如磨料的噴射條件、工件的形狀和溫度等)而時時刻刻都在變化。尤其是，對于磨料 是在含有諸如空氣、氬氣或氮氣等壓縮氣體的混合流體的狀態(tài)下進(jìn)行噴 射的噴砂，蒸發(fā)的水量還取決于用以噴射磨料的壓縮氣體的成分、壓力 和溫度等。
由于這個原因，為了使材料相同且形狀相同的多個加工物(即工件) 總是具有恒定品質(zhì)的加工結(jié)果，必要時需要根據(jù)噴砂過程中各種條件的 變化來調(diào)節(jié)水供給量。
不過，在上述的日本特開2003-211359號公報公開的方法中，在噴 砂過程中無法獲取水量調(diào)整所需的數(shù)據(jù)。換言之，可能供給過量或不足 量的水分，這增大了次品率。
對于上述另兩篇文獻(xiàn)中提及的彈性磨料，磨料顆粒的載體由天然植 物纖維或明膠的多孔部件形成，磨料顆粒通過載體中含有的水的粘著力 而負(fù)載在這些載體的表面上。因此，當(dāng)粘著力由于干燥而失去時， 一些 磨料顆粒掉落，因而切削力減小。
此外，即使在含有足量水分的狀態(tài)中， 一旦負(fù)載在表面上的磨料掉 落，切削力也無法恢復(fù)。而且，當(dāng)加工過程中產(chǎn)生的毛刺或切削粉末通 過載體的粘著力而附著在磨料表面時，它們增大了磨料顆粒的切削力。 由于此原因，工件表面可能被切削得比所希望的要多，無法制得鏡面狀 的飾面，也就是說，無法將工件加工為具有所需的表面。

發(fā)明內(nèi)容
基于這些情況，為了克服與上述現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題而構(gòu)思了本發(fā) 明。更具體而言，在使用了含有一定量的液體以表現(xiàn)所需彈性的彈性磨 料的噴砂方法中，使要噴射到工件上的個體磨料的液體含量保持均一恒 定。因此，本發(fā)明的一個目的是提供即使在依次連續(xù)加工許多工件時也 能夠防止品質(zhì)波動因而能夠降低次品率的噴砂方法和用于實現(xiàn)該方法的 噴砂機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供能夠根據(jù)由加工條件變化導(dǎo)致的磨料中浸 漬的液體的蒸發(fā)速度的變化來調(diào)節(jié)液體供給量、從而供給最優(yōu)量的液體
10的噴砂方法和噴砂機(jī)。
本發(fā)明的再一目的是提供通過使用能夠防止切削力因各種原因(諸 如磨料顆粒掉落或噴砂過程中產(chǎn)生的毛刺和切削粉末附著到工件表面) 導(dǎo)致的變化的彈性磨料而能夠加工具有所需的高加工精度的工件的噴砂 方法。
在下述的發(fā)明內(nèi)容的說明中，引用實施方式的附圖標(biāo)記以使本發(fā)明 易讀，不過這些附圖標(biāo)記并非旨在將本發(fā)明限制為實施方式。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于噴砂加工的噴砂方法，包括從噴 槍8到磨料回收容器3的磨料循環(huán)系統(tǒng)，其中
在殼體2內(nèi)的噴砂室21中，將磨料與壓縮氣體從所述噴槍8中一起
噴射，所述噴砂室21具有形成為漏斗狀的下部；
通過與所述噴砂室21底部相通的所述磨料回收容器3內(nèi)的抽氣用排 風(fēng)機(jī)6所產(chǎn)生的氣流的作用，在所述磨料回收容器3中產(chǎn)生負(fù)壓；
通過所述負(fù)壓的作用將所述噴砂室21內(nèi)的磨料回收到所述磨料回 收容器3內(nèi)；禾口
使用磨料供給裝置將回收到所述磨料回收容器3內(nèi)的所述磨料供給 到所述噴槍8，
其特征在于包括以下步驟
在所述磨料循環(huán)系統(tǒng)中，使用液體供給裝置7在輸送所述磨料的氣 流中噴灑液體；和
將噴灑有所述液體的磨料以銳角入射角噴射到工件W的表面上，
其中，所述磨料是含有一定量的液體以顯示出所需彈性的磨料(彈 性磨料)。
本發(fā)明的噴砂機(jī)的特征在于包含
殼體2，所述殼體2內(nèi)含下部形成為漏斗狀的噴砂室21; 噴槍8，所述噴槍8用于在所述噴砂室21中將磨料與壓縮氣體一起 噴射；
旋風(fēng)型磨料回收容器3，所述旋風(fēng)型磨料回收容器3與所述噴砂室 21的底部相通；排風(fēng)機(jī)6，所述排風(fēng)機(jī)6用于抽取所述磨料容器中的氣體； 磨料供給裝置，所述磨料供給裝置用于將回收到所述磨料回收容器 3內(nèi)的可再使用的磨料供給到所述噴槍8;和
磨料循環(huán)系統(tǒng)，其中，通過所述排風(fēng)機(jī)6產(chǎn)生的負(fù)壓將從所述噴槍
8噴射的所述磨料回收到所述磨料回收容器3內(nèi)，并將所述回收的磨料供 給到所述噴槍8，
其中，在所述磨料循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置有液體供給裝置7，所述液體供 給裝置7用于在輸送所述磨料的氣流中噴灑預(yù)定的液體。
在所述噴砂方法中，所述的噴灑液體的步驟優(yōu)選通過使用平均直徑 為10 pm以下的液滴形式的所述液體來進(jìn)行。優(yōu)選的是從液體供給裝置7 的噴嘴72噴灑具有上述平均直徑的液滴。
所述的液體供給裝置7噴灑液體的步驟在所述殼體2與所述磨料回 收容器3之間連通的磨料回收管91內(nèi)和/或所述磨料回收容器3內(nèi)進(jìn)行， 從而將由氣體、液體和作為磨料的固體構(gòu)成的三相混合流體形式的所述 磨料在所述磨料回收管91內(nèi)和/或所述磨料回收容器3內(nèi)輸送。
可以對導(dǎo)入到所述噴槍8內(nèi)之前的壓縮氣體進(jìn)行所述的液體供給裝 置7噴灑液體的步驟，從而從所述噴槍8將由壓縮氣體、液體和作為磨 料的固體構(gòu)成的三相混合流體形式的所述磨料噴射出。
所述液體供給裝置7的液體噴灑量可以是可變的。在此情況中，本 發(fā)明的噴砂方法可以還包括
提供具有相同材料、相同形狀和基本上相同的經(jīng)加工的表面的多個 工件W1、 W2……Wn;
用含有一定量的液體的磨料對工件Wl進(jìn)行噴砂；
在所述噴砂完成后，獲取表面反射率R作為參比表面反射率Rl;
用含有未知量的液體的磨料對其他工件W2 (或其他Wn)進(jìn)行噴砂；
在所述噴砂完成后，測量表面反射率R2 (或其他Rn)，并比較該測 量值與所述參比表面反射率R1;和
控制液體噴灑量，以使在所述其他工件W2 (……Wn)上測得的表 面反射率變得接近于所述參比表面反射率Rl 。在這樣的噴砂機(jī)1中，還可以包含
表面反射率測定裝置16，所述表面反射率測定裝置16用于測定被 加工工件W的表面反射率；和
控制器15，所述控制器15用于比較所述表面反射率測定裝置16測
得的表面反射率R2 (或其他Rn)與參比表面反射率R1，從而控制所述 液體供給裝置7的液體噴灑量，以使測得的表面反射率R2 (或其他Rn) 變得接近于所述參比反射率R1，所述參比表面反射率R1是從使用含有 一定量的液體的磨料加工過的工件Wl獲取的表面反射率Rl;
其中，所述液體供給裝置7的液體噴灑量是可變的。
本發(fā)明的噴砂方法還可以包括
提供具有攪拌在所述磨料回收容器3底部回收的所述磨料的攪拌葉 34和旋轉(zhuǎn)該攪拌葉34的電動機(jī)35的噴砂機(jī)1;
在所述磨料回收容器3內(nèi)攪拌含有一定量的液體的磨料S1時，獲取 測得的所述電動機(jī)35的電流值A(chǔ)作為參比電流值A(chǔ)l;
使用其他磨料S2進(jìn)行噴砂；和
在使用其他磨料S2進(jìn)行噴砂時，測量所述電動機(jī)35的電流值A(chǔ)2 (或其他An)，并比較測得的該電流值A(chǔ)2 (或其他An)與所述參比電 流值A(chǔ)1;和
控制液體噴灑量，以使測得的電流值A(chǔ)2 (……An)變得接近于所述 參比電流值A(chǔ)1。
在此情況中，本發(fā)明的噴砂機(jī)l還可以包含
電流檢測裝置17，所述電流檢測裝置17用于檢測流經(jīng)所述電動機(jī) 35的電流值；禾口
控制器15，所述控制器15用于比較所述電流檢測裝置17檢測到的 電流值與參比電流值，從而控制所述液體供給裝置7的液體噴灑量，以 使測得的電流值變得接近于所述參比電流值。
液體噴灑量可以同時基于工件W的表面反射率和旋轉(zhuǎn)攪拌葉34的 電動機(jī)35的電流值來控制。
在本發(fā)明的噴砂方法中，優(yōu)選使用在通過攪拌和混煉魔芋粉、重量為魔芋粉的5.0 50倍的所述磨料顆粒和重量為該魔芋粉的30 50倍的 水的混合物而得到的糊狀物中加入凝固劑從而使其凝固為膠體而得到的 磨料。
根據(jù)上述的本發(fā)明的噴砂方法和噴砂機(jī)，在使用過程中所含有的液 體蒸發(fā)的彈性磨料可以被均勻地供給液體以保持所需彈性，從而消除加 工精度的波動。
因此，即使重復(fù)使用該彈性磨料，也可以防止由于磨料干燥所引起 的加工狀態(tài)劣化和次品率上升等。
尤其是，根據(jù)本發(fā)明，在上述噴砂加工和噴砂機(jī)中形成的磨料循環(huán) 系統(tǒng)中，以上述液體對輸送磨料的氣流進(jìn)行噴灑。具有此結(jié)構(gòu)時，磨料 在氣流中飛行的同時被分成個體顆粒。因此，各個磨料可以被均勻地供 給液體。結(jié)果，能夠消除要噴射到工件上的磨料間的含水量的波動。因 此，可以防止由于具有不同物性的磨料噴射在工件上所引起的產(chǎn)品品質(zhì) 的下降。
由于噴灑的液體由平均直徑為10 )Lim以下的微細(xì)液滴形成，所以這 樣的液滴即使與磨料回收管91、磨料回收容器3、噴槍8等的內(nèi)壁碰撞 時也不會破碎，而是跳離所述內(nèi)壁。因此，磨料流路的內(nèi)壁不會變濕。 所以，可以令人滿意地避免磨料附著到流路的內(nèi)部，從而能夠適當(dāng)?shù)胤?止堵塞。
由于上述液體噴灑在磨料回收管91和/或磨料回收容器3中，所以 微細(xì)液滴形式的薄霧可以與由磨料和載氣構(gòu)成的二相(固體和氣體)混 合流體合并。從而，液體可以均勻地分布在磨料之間。
此外，當(dāng)將液體噴灑到導(dǎo)入至噴槍8之前的壓縮氣體時，由于上述 同一原因，液體可以均勻地分布在磨料之間。而且，由于從噴槍8將由 壓縮氣體、上述液體和磨料構(gòu)成的三相(氣體、液體和固體)混合流體 噴射出，所以可以有效地抑制由于使用含有液體成分的彈性磨料而引起 的殼體2的噴砂室21中的靜電。
當(dāng)磨料的含水量降低時，用這樣的磨料加工的工件具有緞狀飾面； 即，被加工工件的表面反射率下降。根據(jù)該現(xiàn)象，可以通過控制液體噴灑量來供給根據(jù)從磨料蒸發(fā)的不斷變化的液體量所確定的最優(yōu)量的液 體，以使表面反射率變得接近于用含有預(yù)定量的液體的磨料加工的工件 的表面反射率(參比表面反射率)。
尤其是，由于工件的表面反射率可以容易地用表面反射率檢測裝置 16 (如反射率光電傳感器)檢測到，并且檢測到的表面反射率可以轉(zhuǎn)換 為電信號，所以液體噴灑量可以容易地進(jìn)行自動控制。而且，即使噴砂 機(jī)l處于運行中，也可以對液體噴灑量進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
當(dāng)彈性磨料中的液體含量降低時，彈性磨料重量上變輕，失去其彈 性，并硬化。因此，隨著液體蒸發(fā)，在攪拌磨料回收容器3中的磨料時 發(fā)生的阻力減小。根據(jù)該現(xiàn)象，由于不斷變化的液體量可以容易地通過
檢測用于旋轉(zhuǎn)磨料攪拌用攪拌葉34的電動機(jī)35的電流值來獲取，所以 通過基于電流值的變化來改變噴灑量總是可以噴灑最優(yōu)量的液體。
此外，由于基于電流檢測裝置17的電流值的變化而改變噴灑量，所 以待合并的液體量可以容易地得到自動控制。
當(dāng)將通過向魔芋粉、磨料顆粒和水的混煉物中加入凝固劑而得到的 凝膠狀的磨料用于該彈性磨料時，即使液體(水)蒸發(fā)也僅有少量的磨 料顆粒脫落。此外，即使暴露在表面上的磨料顆粒脫落，但凝膠狀的部 分磨損，內(nèi)部分散的磨料顆粒又新露出，從而可保持切削力。而且，由 于相對較低的粘著性，所以不容易負(fù)載磨料顆?；蛎蹋蝗菀渍T發(fā)由 這種負(fù)載而引起的切削力變化。這確保了噴砂法能進(jìn)行穩(wěn)定精度的加工。


根據(jù)聯(lián)系以下附圖而提供的下述的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的詳細(xì)說
明，本發(fā)明的目的和優(yōu)點將變得顯而易見，其中
圖1是噴砂機(jī)(抽氣式)的示意圖2是噴砂機(jī)(直壓式)的示意圖3是描述液體供給裝置的構(gòu)成例的示意圖4是液體噴灑量自動控制單元的視圖5是另一個液體噴灑量自動控制單元的視圖；圖6是作用于轟擊在工件的被加工面上的磨料上的力的分量的視
圖；禾口
圖7是配有已知水供給裝置的研磨機(jī)(日本特開2003-211359號公
報)的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。 噴砂機(jī)的總體結(jié)構(gòu)
將參照圖1和圖2對本發(fā)明的噴砂方法所用的噴砂機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。
圖1所示的噴砂機(jī)1是所謂的"抽氣式"噴砂機(jī)，其包括與磨料回 收容器3相通的磨料供給管93和與壓縮氣體供應(yīng)源(未示出)相通的壓 縮氣體供給管94，使得磨料供給管93與壓縮氣體供給管94在噴槍8中 匯合。在通過經(jīng)壓縮氣體供給管94導(dǎo)入的諸如空氣、氬氣或氮氣等壓縮 氣體(本實施方式中為壓縮空氣)所產(chǎn)生的磨料供給管93內(nèi)的負(fù)壓的幫 助下，來自磨料回收容器3的磨料在噴槍8內(nèi)與壓縮氣體合并，從而從 噴槍8噴射磨料與壓縮氣體的混合物。噴砂機(jī)1包括容納噴砂室21 (含 有噴槍8和工件W以進(jìn)行噴砂)的殼體2、用于分離和回收噴砂室21中 噴射的磨料的旋風(fēng)型磨料回收容器3和用于經(jīng)集塵器5對除去磨料回收 容器3中的磨料之后產(chǎn)生的排氣進(jìn)行抽氣的排風(fēng)機(jī)6。
圖2所示的噴砂機(jī)為所謂的"直壓式"噴砂機(jī)，其中輸送到經(jīng)加壓 的磨料加壓容器4中的磨料與壓縮氣體一起噴射。在圖1所述噴砂機(jī)1 中，磨料回收容器3回收的磨料被直接供給到噴槍8。相反，在圖2所示 直壓式噴砂機(jī)1中，使用于回收磨料的磨料回收容器3的下部經(jīng)泄料閥 31與上述磨料加壓容器4相通，通過開./關(guān)泄料閥使等效于一次噴射的量 的磨料掉入磨料加壓容器4中，在從壓縮氣體供應(yīng)源導(dǎo)入到磨料加壓容 器4中的壓縮氣體的幫助下從磨料加壓容器4對磨料進(jìn)行泵送，在來自 壓縮氣體供應(yīng)源的經(jīng)分支管941導(dǎo)入的另一壓縮氣體流中，將泵送的磨 料導(dǎo)入到磨料泵送管95中，磨料被送到安裝在磨料泵送管95的前端的噴槍8內(nèi)并噴射到工件W上。
如上所述，在圖2所示的直壓式噴砂機(jī)1中，被回收到磨料回收容
器3中的磨料的噴射方法不同于圖1所述的抽氣式噴砂機(jī)1所采用的方
法。不過，在噴射后的磨料的回收方法和將噴射后的磨料回收再噴射的
磨料循環(huán)系統(tǒng)方面，圖2所示的直壓式噴砂機(jī)1與圖1所述的噴砂機(jī)1相似。
以下說明主要集中于圖1所示的抽氣式噴砂機(jī)1，僅在需要說明與 抽氣式噴砂機(jī)的不同之處時將參照直壓式噴砂機(jī)的結(jié)構(gòu)。
上述噴砂機(jī)1包括容納設(shè)有噴槍8的噴砂室21的殼體2。磨料被噴 射到置于噴砂室21內(nèi)的工件W的表面上以進(jìn)行所需噴射。殼體2在其 前壁上具有操作孔(圖中未示出，經(jīng)此孔操作者可以將他/她的手伸入上 述噴砂室21中從而操作者可以在噴砂室21中進(jìn)行各種操作)和用于檢 査例如操作過程中工件的加工狀態(tài)的裝有如平板玻璃等透明板的觀察口 (圖中未示出)。
在前壁上，還設(shè)有可開關(guān)的門(圖中未示出)，從而可以通過開啟/ 關(guān)閉該可開關(guān)的門將工件W送入或取出噴砂室21。
噴砂室21形成為漏斗狀，即向下逐漸變細(xì)的基本豎直的反向梯形 (剖視圖中)，使得噴射的磨料和產(chǎn)生的粉塵可以聚集在噴砂室21的下 部。噴砂室21的最下端部連接至磨料回收管91，磨料回收管91用于將 從噴槍8噴射的磨料和/或磨料與工件碰撞產(chǎn)生的粉塵導(dǎo)入到磨料回收容 器3內(nèi)(在后說明)。
上述磨料回收容器3為旋風(fēng)型容器。在圖1所示的實例中，磨料被 供給到設(shè)置于殼體2的噴砂室21中的噴槍8，然后隨壓縮氣體供應(yīng)源(圖 中未示出)供給的壓縮氣體加速并噴射，從而轟擊在工件W上。
如上所述，設(shè)置在噴砂室21的上部的磨料回收容器3起旋風(fēng)器的作 用。通過將與噴砂室21的下部相通的磨料回收管91連接到入口 32和將 與集塵器5 (在后說明)相通的粉塵收集管92連接到排氣口33，從而將 磨料回收容器3經(jīng)集塵器5連接到排風(fēng)機(jī)6。
在該實施方式中，集塵器5可以通過袋濾器收集粉塵。當(dāng)驅(qū)動安裝在集塵器5的上端的排風(fēng)機(jī)6從而將空氣從集塵器5排出時，導(dǎo)入到集
塵器5的氣流中含有的粉塵被濾器所捕獲，并回收在集塵器5的底部。
于是，僅有經(jīng)例如濾器凈化的空氣被排出。
附圖標(biāo)記22表示放置工件W的平臺，可以對放置在平臺22上的工 件W進(jìn)行噴砂。
噴砂機(jī)中的磨料循環(huán)系統(tǒng)
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴砂機(jī)l中，當(dāng)驅(qū)動安裝在集塵器5上的排風(fēng)機(jī) 6時，集塵器5中的空氣被排出，在集塵器5中產(chǎn)生負(fù)壓。
集塵器5中的負(fù)壓產(chǎn)生從殼體2中的噴砂室21到磨料回收容器3和 集塵器5的氣流。
該氣流使得從噴砂室21中的噴槍8處與壓縮氣體一起噴射的磨料沿 與噴砂室21底部相通的磨料回收管91飛行并被導(dǎo)入到磨料回收容器3 中。磨料然后在磨料回收容器3中產(chǎn)生的漩渦流中飛行和渦旋，從而使 可再使用的磨料聚集在磨料回收容器3的下部。
另一方面，經(jīng)受磨損、破裂或破壞等的磨料，以及經(jīng)上述排氣口33 排出并與含有粉塵的氣流一起導(dǎo)入到集塵器5中的粉塵和粉碎的磨料(如 工件的切削粉末)經(jīng)集塵器5進(jìn)行過濾，僅凈化空氣通過排風(fēng)機(jī)6排出 到機(jī)外。
在圖l所示的抽氣式噴砂機(jī)中，如上所述，回收到磨料回收容器3 中的可再使用的磨料，通過導(dǎo)入到噴槍8中的壓縮氣體在磨料供給管93 中產(chǎn)生的負(fù)壓的作用，從磨料回收容器3的底部輸送到噴槍8。可再使用 的磨料然后在噴槍8中與壓縮氣體合并，并從噴槍8噴射。以該方式， 形成了包含噴砂室21、磨料回收容器3和噴槍8的磨料循環(huán)系統(tǒng)。
在圖2所示的直壓式噴砂機(jī)中，當(dāng)通過操作泄料閥31 (在磨料回收 容器3和磨料加壓容器4之間起開/關(guān)作用)使等效于一次噴射的量的磨 料從磨料回收容器3掉入設(shè)置于磨料回收容器3下方的磨料加壓容器4 中，磨料加壓容器4中的磨料被從壓縮氣體供應(yīng)源(圖中未示出)導(dǎo)入 到磨料加壓容器4中的壓縮氣體泵送，并從磨料加壓容器4的底部排出。 之后，磨料與壓縮氣體供應(yīng)源(圖中未示出)供給的壓縮氣體合并，并到達(dá)噴槍8。以該方式，磨料經(jīng)與噴砂室21中所噴射的磨料相同的路徑 進(jìn)行循環(huán)。
因此，在上述噴砂機(jī)l中，在作為磨料回收路徑的磨料回收管91和
磨料回收容器3中產(chǎn)生用于輸送磨料的氣流。對于圖1所示的抽氣式噴 砂機(jī)1，在噴槍8內(nèi)，來自壓縮氣體供應(yīng)源的壓縮氣體起輸送磨料的氣流 的作用。另一方面，對于圖2所示的直壓式噴砂機(jī)1，在從磨料加壓容器 4的下端至噴槍8的路徑中，來自壓縮氣體供應(yīng)源的壓縮氣體起輸送磨料 的氣流的作用。
液體供給方法和液體供給裝置
如上所述，在噴砂機(jī)1中形成有磨料循環(huán)系統(tǒng)。還提供有液體供給 裝置7，液體供給裝置7用于噴灑諸如水、醇類(例如，甲醇、乙醇)或 表面活性劑等液體，從而通過使磨料循環(huán)系統(tǒng)中的磨料輸送氣流中的彈 性顆粒溶脹而使彈性磨料具有一定程度的彈性。
在使用了以魔芋粉(在后說明)為成分形成的彈性磨料的實施方式 中，利用水作為所述液體。
液體供給裝置7的液體噴灑沿上述磨料循環(huán)系統(tǒng)中的磨料輸送氣流 進(jìn)行。例如，液體噴灑可以沿與噴砂室21的下部相通的磨料回收管91 中的氣流、磨料回收容器3中產(chǎn)生的漩渦流和供給至噴槍8之前的壓縮 氣體中的一個或多個進(jìn)行。
液體噴灑可以通過任何公知方式進(jìn)行，只要能夠?qū)㈩A(yù)定的液體噴灑 到上述氣流即可。例如，液體供給裝置7可以如下構(gòu)造。參見圖3，設(shè)置 用于將壓縮氣體從與供給壓縮氣體到噴槍8的壓縮氣體供應(yīng)源相同的壓 縮氣體供應(yīng)源或者單獨設(shè)置的壓縮氣體供應(yīng)源導(dǎo)入到磨料回收管91中的 管道96。而且，在管道96中設(shè)置潤滑器71，并將水儲存在潤滑器71的 容器內(nèi)。于是，容器內(nèi)的水通過在管道96中流動的壓縮氣體的壓力而噴 灑，并與上述磨料回收管91中的壓縮氣體一起分散。
代替圖3所示的磨料回收管91，可以使管道96與磨料回收容器3 相通，從而將液體噴灑在磨料回收容器3中發(fā)生的漩渦流中。此外，在 將液體噴灑到供給至噴槍之前的壓縮氣體時，可以在從壓縮氣體供應(yīng)源
19延伸至噴槍8的管道(例如，圖l中的壓縮氣體供給管94或圖2中的分 支管941)中設(shè)置容器內(nèi)儲存有水的潤滑器71，從而將液體噴灑在供給 至噴槍8之前的壓縮氣體中。
液體供給裝置7的另一種結(jié)構(gòu)可以通過下述方式實現(xiàn)如圖4和圖 5所示，設(shè)置管道98和99，管道98和99用于將來自壓縮氣體供應(yīng)源(圖 中未示出)的壓縮氣體以及來自水供應(yīng)源的水(如將來自城市供水系統(tǒng) 的水過濾而制得的水)導(dǎo)入到噴嘴72中；液體供給裝置7的上述噴嘴72 可以設(shè)置在磨料回收管91和/或磨料回收容器3中。此外，可以在從壓縮 氣體供應(yīng)源延伸至噴槍8的管道(例如，圖1中的壓縮氣體供給管94或 圖2中的分支管941)中設(shè)置濕度調(diào)節(jié)容器(圖中未示出)，并且可以將 上述噴嘴72設(shè)置在該濕度調(diào)節(jié)容器中，從而調(diào)節(jié)供給至噴槍8之前的壓 縮氣體的濕度。
噴灑量控制
上述液體供給裝置7優(yōu)選能夠調(diào)節(jié)液體噴灑量。因此，可以根據(jù)例 如噴砂條件的變化來調(diào)節(jié)液體噴灑量，從而可以將最優(yōu)量的液體供給至 彈性磨料。
對于圖3所述的液體供給裝置的構(gòu)成例，這樣的液體噴灑量調(diào)節(jié)可 以通過在潤滑器71的一次側(cè)(primary side)設(shè)置可變節(jié)流閥型流速調(diào)節(jié) 閥73并通過操作流速調(diào)節(jié)閥73控制經(jīng)過潤滑器71的壓縮氣體的流速來 實現(xiàn)。
同樣地，在圖4和圖5所示的實施方式中，可以在將液體(水)供 給至噴灑嘴的水供給管99中設(shè)置可變節(jié)流閥型流速調(diào)節(jié)閥75。而且，除 上述水供給管99以外，還可以在用于將壓縮氣體供給至上述噴嘴72的 管道98中設(shè)置可變節(jié)流閥型流速調(diào)節(jié)閥74。以此方式，噴嘴72的液體 噴灑量可以通過操作這些流速調(diào)節(jié)閥74和75來調(diào)節(jié)。
根據(jù)液體供給裝置7的液體噴灑量能夠自動控制的實施方式，上述 可變節(jié)流閥型流速調(diào)節(jié)閥73、 74和75由可以根據(jù)輸入電信號進(jìn)行節(jié)流 閥開口調(diào)節(jié)的比例電磁閥或者可以使用伺服電機(jī)改變節(jié)流閥的電子控制 裝置來實現(xiàn)。在此情況中，上述流速調(diào)節(jié)閥73 75可以根據(jù)來自用于基于預(yù)存程序輸出預(yù)定控制信號的控制裝置(控制器)15的控制信號來進(jìn) 行控制。
控制器15基于來自各種檢測裝置的檢測信號來控制上述液體供給
裝置7的液體噴灑量。在圖4所示的實施方式中，當(dāng)彈性磨料含有足量 的水時，以銳角的入射角噴射到工件W的表面上的彈性磨料在工件W的 表面上滑動，從而將表面加工成鏡面狀飾面或平滑表面，由此使工件W 的表面反射率變高。反之，當(dāng)彈性磨料變干變硬時，工件W的表面變?yōu)?緞狀飾面，從而降低表面反射率。根據(jù)該現(xiàn)象，將諸如反射率光電傳感 器等表面反射率檢測裝置16設(shè)置在噴砂室21中，從而噴灑量可以通過 基于表面反射率檢測裝置16的檢測信號控制液體供給裝置7的流速調(diào)節(jié) 閥74和75來調(diào)節(jié)。
為了實現(xiàn)這樣的噴灑量控制，可以釆用下述方法。即，使用具有預(yù) 定含水量的彈性磨料在預(yù)定加工條件下對試件(如鏡面板)進(jìn)行噴砂， 將用該試件檢測到的表面反射率預(yù)設(shè)為參比表面反射率，在噴砂機(jī)連續(xù) 運行的情況下以預(yù)定間隔在相同的加工條件下對相同的試件進(jìn)行噴砂， 使用表面反射率檢測裝置16測定表面反射率，基于來自控制器15的控 制信號來控制液體供給裝置7，使得測得的表面反射率變得接近于預(yù)設(shè)參 比表面反射率。使用上述方法，當(dāng)彈性磨料的液體含量減小時，測得的 表面反射率相對于參比表面反射率也減小，因此，可以增大液體噴灑量。
當(dāng)依次連續(xù)加工材料相同且形狀相同的大量工件W時，可以采用下 述方法。即，將通過測量已使用具有預(yù)定含水量的彈性磨料進(jìn)行噴砂的 一個工件W而獲取的表面反射率設(shè)定為上述參比表面反射率。之后，每 當(dāng)一個工件W的噴砂完成時或者每當(dāng)預(yù)定數(shù)量的工件W的噴砂完成時， 測量進(jìn)行過噴砂的工件W的表面反射率，控制器15控制液體供給裝置7， 以使測得的表面反射率變得接近于上述參比表面反射率，從而調(diào)節(jié)液體 噴灑量?！?br> 此外，在圖5所示的實施方式中，在磨料回收容器3中設(shè)置有用于 攪拌聚集在磨料回收容器3的底部的彈性磨料以避免這樣的彈性磨料的 凝集的攪拌葉34，以及用于旋轉(zhuǎn)該攪拌葉34的電動機(jī)35。當(dāng)彈性磨料變干并因而重量變輕時，彈性磨料失去其彈性并硬化。結(jié)果，攪拌葉34
的旋轉(zhuǎn)阻力減小，因此，流經(jīng)電動機(jī)35的電流值根據(jù)阻力變化而改變。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，設(shè)置用于檢測上述電動機(jī)35的電流值的電流檢測裝置17。 由此，將攪拌磨料回收容器3中的具有預(yù)定含水量的彈性磨料時獲取的 電流值預(yù)設(shè)為參比電流值，在噴砂機(jī)1處于運行的同時用電流檢測裝置 17監(jiān)測上述電動機(jī)的電流值，控制器15控制液體供給裝置7的液體噴灑 量，以使電流檢測裝置17檢測到的電動機(jī)的電流值變得接近于上述參比 電流值。
簡言之，當(dāng)彈性磨料變干且重量變輕并因而失去其彈性時，由于重 量減小和彈性喪失所引起的接觸阻力的減小，所以攪拌葉34的旋轉(zhuǎn)速度 降低。因此，由于電動機(jī)35上的負(fù)載減小，所以流經(jīng)電動機(jī)35的電流
值增大。
于是，當(dāng)相對于參比電流值檢測到高電流值時，增大液體供給裝置 7的液體噴灑量以防止彈性磨料變干。反之，當(dāng)相對于參比電流值檢測到 低電流值時，減小噴灑量以防止過量供給水。
彈性磨料
一般彈性磨料
根據(jù)上述噴砂機(jī)1所采用的本發(fā)明的噴砂方法，可以使用通過包含 預(yù)定量的水或其他液體而顯示出所需彈性的各種彈性磨料。也可以使用 作為現(xiàn)有技術(shù)描述的已知類型的彈性磨料例如，通過使由植物類成分 制成的彈性多孔載體負(fù)載研磨粉(磨料顆粒)而形成的彈性磨料(曰本 特開平9-314468號公報)和根據(jù)載體中含有的水的粘著力將磨料顆粒粘 著在由含有蒸發(fā)抑制劑的明膠制成的載體(核)上而形成的彈性磨料(曰 本特許第3376334號公報)。
在本實施方式中，使用了在通過攪拌和混煉魔芋粉、重量為魔芋粉 的5.0 50倍的所述磨料顆粒和重量為該魔芋粉的30 50倍的水的混合 物而得到的糊狀物中加入凝固劑從而凝固為膠體的彈性磨料。該彈性磨 料的特征在于，含水時的粘著性與上述公知彈性磨料相比較低，因此噴 砂過程中除去的毛刺和/或切削粉末等不易負(fù)載在表面上；由于凝膠狀物質(zhì)與磨料顆粒混煉使得磨料顆粒分散在該凝膠狀物質(zhì)中，所以當(dāng)凝膠狀 物質(zhì)磨損時內(nèi)部的磨料顆粒露出在表面上，從而使得即使表面上的磨料 顆粒脫落也防止了切削力減小。
作為該彈性磨料的成分的魔芋粉可以通過將該魔芋粉與水混合、混 煉并使該混合物溶脹然后添加作為凝固劑的堿性化學(xué)物質(zhì)(例如，氫氧 化鈣、草木灰、蛋殼鈣)而形成為凝膠狀物質(zhì)。盡管以該方式得到的凝 膠狀物質(zhì)不溶于水，但是其在含有大量水時顯示出彈性。通過將混煉彈 性物質(zhì)與磨料顆粒而形成的彈性磨料以銳角的入射角噴射在工件上，彈 性磨料在工件表面上滑動，從而將表面加工成鏡面狀飾面或者平滑表面 而不形成凹凸。
準(zhǔn)備重量為魔芋粉的30 50倍的水，最優(yōu)選地，準(zhǔn)備重量為魔芋粉
的36倍的水。磨料顆粒與魔芋粉的混合比(重量比)為1:5.0 1:50，優(yōu) 選為1:10 1:40。此外，水量優(yōu)選為包含磨料顆粒和魔芋粉在內(nèi)的總重量 (IOO)的10% 100% (以下，水與包含磨料顆粒和魔芋粉在內(nèi)的總重量之 比稱為"含水量")，更優(yōu)選的是磨料的含水量應(yīng)為20% 80%。
如果所用的彈性磨料的含水量為10%以下，則魔芋粉的結(jié)合狀態(tài)較 差。在該情況中，噴射并加工后的磨料會破碎，不能保持其正常形狀。
具有100%以上的水含量時，噴射時水排出，從而導(dǎo)致工件或室內(nèi)部 變濕。如果發(fā)生該情況，則不利的是磨料可能附著在殼體的內(nèi)壁，而不 能被循環(huán)或噴射。
對于與魔芋粉混煉的磨料顆粒，其材質(zhì)、形狀、尺寸等沒有具體限 制，可以使用各種磨料顆粒，只要這樣的磨料顆粒能夠與工件接觸從而 將工件加工成所需的狀態(tài)并且該磨料顆粒能夠被分散在上述凝膠狀物質(zhì) 中即可。
可以使用通常用作磨料顆粒的各種材料。例如，可以使用下表1所 列的材料，包括氧化鋁(如白剛玉(WA)和剛玉(A))、綠色碳化硅(green carborundum)、金剛石、c-BN、硼化物、碳硼化物、硼化鈦、硬質(zhì)合金等。
此外，可以將這些材料中的兩種以上混合以用作磨料顆粒。表l
用作本發(fā)明的磨料的磨料顆粒的實例
植物類玉米芯；胡桃、桃、堅果、杏等的種子殼；漿粕(pulp);軟木(cork)
金屬類鐵、鋼、鑄鐵、鈷、鎳、鎵、鋯、鈮、鉬、銠、鈀、銀、銦、錫、銻、 鋅、不銹鋼、鈦、釩、鉻、鋁、硅、Mn02、 Cr2Cb或它們的合金
陶瓷類玻璃、石英、剛玉、白剛玉、碳化硅、綠色碳化硅、鋯石、氧化鋯、石 榴石、金剛砂、碳硼化物、硼化鈦、鋁-鎂硼化物或氮化硼
無機(jī)物類碳酸鈣、硫酸鈣或氟化鈣、硫酸鋇、氯化鋇、硫酸鋁、氫氧化鋁、碳酸 鍶、硫酸鍶、氯化鍶、氧化鈦、堿式碳酸鎂、氫氧化鎂、碳、石墨、氟 化石墨、二硫化鉬或二硫化鎢
上述磨料顆粒的粒徑?jīng)]有具體限制，合適的粒徑可以根據(jù)例如加工
目的來選擇。例如，可以使用粒徑為lmm 0.1 nm的磨料顆粒。而且， 在使工件的加工表面光澤化而進(jìn)行的鏡面加工的情況中，優(yōu)選采用平均 粒徑不超過6 pm (#2000以上)的細(xì)磨料顆粒。在本發(fā)明的噴砂方法所 使用的磨料顆粒中，可以采用平均粒徑不超過l pm (#8000以上)的細(xì) 磨料顆粒。
此外，在工件的加工表面要被切削或加工成預(yù)定形狀的情況中，可 以采用平均粒徑不小于30 pm (#400以下)的粗磨料顆粒，或者在本發(fā) 明中，也可以采用平均粒徑為1 mm的磨料顆粒。
盡管磨料顆?？梢月冻龆嘀疗淞降募s一半，但是在這樣的情況中， 磨料顆粒從載體露出的程度優(yōu)選為其粒徑的10% 50%。對于露出程度 不超過10%的磨料顆粒，參與加工的磨料顆粒長度減小，從而其研磨力 降低，其加工效率較差。對于露出程度不低于50%的磨料顆粒，磨料顆 粒被載體所負(fù)載(或包埋)的表面積減小，這導(dǎo)致磨料顆粒在載體中的 保持力降低，從而磨料顆粒在加工過程中從載體脫落，由此妨礙了加工 均一性的保持。而且，磨料的耐久性較差，成本較高。因此，露出程度 優(yōu)選為20% 40%。
如上所述，具有上述結(jié)構(gòu)的彈性磨料以相對于工件表面為銳角的入 射角被噴射出并在工件表面上滑動，從而將表面加工成鏡面狀飾面或者 平滑表面而不造成凹凸。此外，由于該彈性磨料含有大量的水，所以在 將彈性磨料轟擊在工件表面上時不會產(chǎn)生靜電。而且，由于該彈性磨料 顯示出令人滿意的彈性，所以不會產(chǎn)生粉塵。不過，由于作為該彈性磨料的成分的魔芋粉和通過用水使魔芋粉溶 脹并使所得混合物凝固從而生成的凝膠狀物質(zhì)(所謂的"魔芋")為天然 膳食纖維并且含水，所以具有該結(jié)構(gòu)的彈性磨料容易由于發(fā)霉或腐爛而 劣化。因此，除魔芋粉、磨料顆粒和水以外還可以供給最優(yōu)量的防腐劑 以防止發(fā)霉和由于腐爛而劣化。在該情況中，對于要添加的防腐劑，可 以使用各種防腐劑。例如，不僅可以使用源自天然成分的防腐劑，而且 可以使用合成物。優(yōu)選的是應(yīng)當(dāng)使用源自天然成分的防腐劑以使使用后 被廢棄的防腐劑所致的對環(huán)境的不利影響最小化。
此外，除上述防腐劑以外或者代替上述防腐劑，可以供給著色劑以 將彈性磨料染色。作為備選，可以采用下述結(jié)構(gòu)當(dāng)彈性磨料被轟擊在 工件上時，添加的著色劑轉(zhuǎn)移到工件表面從而將該工件染色。
本實施方式的彈性磨料的制造實施例
在將17 g的用于生產(chǎn)可食用魔芋的魔芋粉與400 g的磨料顆粒(綠
色碳化硅GC弁320，不二制作所制造)所生成的417g的混合粉末每次少 量地添加到600 g的水(優(yōu)選為40°C 50°C)中的同時，攪拌和混煉該 混合物，從而生成糊狀混煉物，將其放置30 120分鐘以使混合粉末中 所添加的魔芋粉充分溶脹。
再向如上所述已放置預(yù)定時間的混煉物中添加通過將0.7g 1.5 g (本實施方式中為1.1 g)的氫氧化鈣添加到70g的水(約30。C)中而生 成的凝固液，然后將所得混合物攪拌并混煉(在本實施方式中使用了混 煉機(jī))。
將混合有凝固液的混煉物澆注到模具中，然后在室溫放置60 180 分鐘(本實施方式中為120分鐘)，直至其凝固。之后，將凝固物從模具 箱中取出，放入溫度為75'C 85'C的水中，靜置30 60分鐘。
在如上所述得到的凝固物冷卻之后，將其粉碎或者切削成預(yù)定粒徑從 而制得彈性磨料。在本實施方式中，上述凝固物被切割成平面為約2mmx 2mm的正方形且厚度為1 mm的片狀，將此用作本發(fā)明的噴砂方法用彈 性磨料。
在使用這樣的厚度比長度和寬度小的片狀的彈性磨料時，能夠容易地使噴射的磨料顆粒沿工件W的表面形狀平行飛行。優(yōu)選用于制造鏡面 狀飾面或平滑表面。 操作和效果
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的噴砂機(jī)1中，當(dāng)在殼體2內(nèi)形成的噴砂 室21中從噴槍8與壓縮氣體一起噴射的彈性磨料以銳角的入射角轟擊在
工件W的表面上時，以該方式轟擊在表面上的彈性磨料按照圖7中的
v-cose所表示的速度分量在工件w的表面上滑動，該彈性磨料中含有的 磨料顆粒切削工件w的表面，從而使得工件w的表面平滑且如同鏡面。
當(dāng)將通過混煉魔芋粉、磨料顆粒和水的混合物然后添加凝固劑而凝 固為膠體的彈性磨料用于本發(fā)明的彈性磨料時，該彈性磨料不僅顯示出
令人滿意的彈性，而且具有相對較低的粘著性。于是，從工件w除去的
毛刺或切削粉末不易附著在表面，因此，不易誘發(fā)由于這樣的毛刺或切 削粉末的附著所引起的切削力的變化。
此外，即使露出在表面上的磨料顆粒脫落，然而運行過程中表面磨 損，包埋在彈性磨料內(nèi)的其他磨料顆粒露出。因此，即使重復(fù)使用，也 不易誘發(fā)切削力的變化。
以該方式用于切削工件W的表面的磨料掉落到形成為漏斗狀的噴砂 室21的底部。
在殼體2的底部，噴砂室21經(jīng)磨料回收管91與磨料回收容器3相 通。由于磨料回收管91的內(nèi)部經(jīng)集塵器5連接到排風(fēng)機(jī)6并由排風(fēng)機(jī)6 進(jìn)行抽氣，所以掉落到噴砂室21的底部的彈性磨料經(jīng)磨料回收管91回 收到磨料回收容器3中，經(jīng)與磨料回收容器3 (圖1)直接連通的磨料供 給管93或者經(jīng)與設(shè)置于磨料回收容器3下方的磨料加壓容器4連通的磨 料泵送管95 (圖2)而被送入噴槍8，在殼體2的噴砂室21內(nèi)與壓縮氣 體一起噴射。然后，重復(fù)上述循環(huán)。
當(dāng)彈性磨料與壓縮氣體一起噴射時，彈性磨料在工件的表面上滑動， 并如上所述被反復(fù)回收和噴射，彈性磨料中含有的水蒸發(fā)。結(jié)果，彈性 磨料由于水分蒸發(fā)而失去其彈性并變得更硬更易碎。
不過，根據(jù)本發(fā)明的噴砂機(jī)1，如上所述可以在彈性磨料循環(huán)系統(tǒng)
26中噴灑水以對彈性磨料補(bǔ)水。由此，當(dāng)重復(fù)使用該彈性磨料時，噴砂可 以在恒定的加工狀態(tài)下進(jìn)行，更具體而言，在彈性磨料的物性(如彈性 和硬度)不變的情況下進(jìn)行。
尤其是，在具有包括表面反射率檢測裝置16 (用于檢測工件或試件 的表面反射率)或電流檢測裝置17 (用于監(jiān)測使得用以攪拌磨料回收容
器3中的磨料的攪拌葉34旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)35的電流值)以及控制器15(用 于基于表面反射率檢測裝置16或電流檢測裝置17的檢測信號來控制噴 嘴72的液體噴灑量)的結(jié)構(gòu)的情況下，可以根據(jù)彈性磨料的含水量的變 化自動補(bǔ)給最優(yōu)量的水分。
因此，后述的最寬的權(quán)利要求不是涉及具體方式配置的機(jī)器。作為 替代，所述最寬的權(quán)利要求旨在保護(hù)該突破性發(fā)明的核心或本質(zhì)。本發(fā) 明無疑是新穎且實用的。而且，從作為整體考慮的現(xiàn)有技術(shù)來看，在本 發(fā)明完成時本發(fā)明對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言也不是顯而易見的。
此外，從本發(fā)明的革新性來看，其無疑是開拓性發(fā)明。因此，作為 法律事實，后述權(quán)利要求有權(quán)享有非常寬的解釋，從而保護(hù)本發(fā)明的核 心。
將由此可見的是，上述目的以及從前述描述中顯而易見的內(nèi)容可有
效地達(dá)到，由于在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以在上述構(gòu)造中作出
一定變化，所以意圖在于，前述描述中包含的或者附圖中顯示的所有內(nèi) 容應(yīng)當(dāng)被解釋為說明而非限制的意思。
還要理解，后述權(quán)利要求旨在覆蓋所有的本文中所述的本發(fā)明的一 般特征和特定特征，以及在語言上可能被認(rèn)為落入其間的本發(fā)明的范圍 的所有聲明。
至此本發(fā)明已得到了說明。
權(quán)利要求
1. 一種用于噴砂加工的噴砂方法，包括從噴槍到磨料回收容器的磨料循環(huán)系統(tǒng)，其中在殼體內(nèi)的噴砂室中，將磨料與壓縮氣體從所述噴槍中一起噴射，所述噴砂室具有形成為漏斗狀的下部；通過所述磨料回收容器內(nèi)的抽氣用排風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣流的作用，在所述磨料回收容器中引起負(fù)壓，所述磨料回收容器與所述噴砂室的底部相通；通過所述負(fù)壓的作用將所述噴砂室內(nèi)的磨料回收到所述磨料回收容器內(nèi)；和使用磨料供給裝置將回收到所述磨料回收容器內(nèi)的所述磨料供給到所述噴槍，所述噴砂方法包括以下步驟在所述磨料循環(huán)系統(tǒng)中，使用液體供給裝置在用于輸送所述磨料的氣流中噴灑液體；和將噴灑有所述液體的磨料以銳角的入射角噴射到工件的表面上，其中，所述磨料含有一定量的液體以顯示出所需彈性。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，其中，所述的噴灑所述液體的步 驟通過使用平均直徑為10 pm以下的液滴形式的所述液體來進(jìn)行。
3. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，其中，所述的噴灑所述液體的步 驟在所述殼體與所述磨料回收容器之間連通的磨料回收管內(nèi)和/或所述磨 料回收容器內(nèi)進(jìn)行，由氣體、液體和作為磨料的固體構(gòu)成的三相混合流 體形式的所述磨料在所述磨料回收管內(nèi)和/或所述磨料回收容器內(nèi)輸送。
4. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，其中，對導(dǎo)入到所述噴槍內(nèi)之前 的壓縮氣體進(jìn)行所述的噴灑所述液體的步驟，從而從所述噴槍噴射由壓 縮氣體、液體和作為磨料的固體構(gòu)成的三相混合流體形式的所述磨料。
5. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，所述方法還包括 提供具有相同材料、相同形狀和基本上相同的經(jīng)加工的表面的多個工件;用含有一定量的液體的磨料對一個工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，獲取表面反射率作為參比表面反射率； 用含有未知量的液體的磨料對其他工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，測量表面反射率，并比較該測量值與所述參比 表面反射率；和控制液體噴灑量，以使在所述其他工件上測得的表面反射率變得接 近于所述參比表面反射率。
6. 如權(quán)利要求3所述的噴砂方法，所述方法還包括 提供具有相同材料、相同形狀和基本上相同的經(jīng)加工的表面的多個工件；用含有一定量的液體的磨料對一個工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，獲取表面反射率作為參比表面反射率； 用含有未知量的液體的磨料對其他工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，測量表面反射率，并比較該測量值與所述參比 表面反射率；和控制液體噴灑量，以使在所述其他工件上測得的表面反射率變得接 近于所述參比表面反射率。
7. 如權(quán)利要求4所述的噴砂方法，所述方法還包括 提供具有相同材料、相同形狀和基本上相同的經(jīng)加工的表面的多個工件；用含有一定量的液體的磨料對一個工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，獲取表面反射率作為參比表面反射率； 用含有未知量的液體的磨料對其他工件進(jìn)行噴砂； 在所述噴砂完成后，測量表面反射率，并比較該測量值與所述參比 表面反射率；和控制液體噴灑量，以使在所述其他工件上測得的表面反射率變得接 近所述參比表面反射率。
8. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，所述方法還包括提供具有攪拌在所述磨料回收容器的底部回收的所述磨料的攪拌葉 和旋轉(zhuǎn)該攪拌葉的電動機(jī)的噴砂機(jī)；在所述磨料回收容器內(nèi)攪拌含有一定量的液體的所述磨料時，獲取測得的所述電動機(jī)的電流值作為參比電流值；在運行所述噴砂機(jī)時，測量所述電動機(jī)的電流值，并比較該測量值 與所述參比電流值；和控制液體噴灑量，以使測得的電流值變得接近于所述參比電流值。
9. 如權(quán)利要求1所述的噴砂方法，其中，攪拌和混煉魔芋粉、重量 為該魔芋粉的5.0 50倍的所述磨料顆粒和重量為該魔芋粉的30 50倍 的水的混合物，由此得到糊狀物，在該糊狀物中加入凝固劑，從而使所 述磨料凝固為膠體。
10. —種噴砂機(jī)，所述噴砂機(jī)包含殼體，所述殼體內(nèi)含噴砂室，該噴砂室具有形成為漏斗狀的下部； 噴槍，所述噴槍用于在所述噴砂室中將磨料與壓縮氣體一起噴射； 旋風(fēng)型磨料回收容器，所述旋風(fēng)型磨料回收容器與所述噴砂室的底 部相通；排風(fēng)機(jī)，所述排風(fēng)機(jī)用于抽取所述磨料容器中的氣體； 磨料供給裝置，所述磨料供給裝置用于將回收到所述磨料回收容器內(nèi)的可再使用的磨料供給到所述噴槍；和磨料循環(huán)系統(tǒng)，其中，通過由所述排風(fēng)機(jī)引起的負(fù)壓將從所述噴槍噴射的所述磨料回收到所述磨料回收容器內(nèi)，并將回收的所述磨料供給到所述噴槍，其中，在所述磨料循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置有液體供給裝置，所述液體供給 裝置用于在輸送所述磨料的氣流中噴灑預(yù)定的液體。
11. 如權(quán)利要求10所述的噴砂機(jī)，其中，所述液體供給裝置設(shè)有噴 嘴，所述噴嘴用于噴灑平均直徑為10 pm以下的液滴。
12.如權(quán)利要求10所述的噴砂機(jī)，其中，所述液體被所述液體供給 裝置噴灑到在所述殼體與所述磨料回收容器之間連通的磨料回收管內(nèi)的 和/或所述磨料回收容器內(nèi)的氣流中。
13. 如權(quán)利要求10所述的噴砂機(jī)，其中，所述液體被所述液體供給 裝置噴灑到供給至所述噴槍之前的壓縮氣體中。
14. 如權(quán)利要求10所述的噴砂機(jī)，所述噴砂機(jī)還包含 表面反射率測定裝置，所述表面反射率測定裝置用于測定被加工的工件的表面反射率；和控制器，所述控制器用于比較所述表面反射率測定裝置測得的表面 反射率與參比表面反射率，從而控制所述液體供給裝置的液體噴灑量， 以使測得的表面反射率變得接近于所述參比反射率，所述參比表面反射 率是從通過使用含有一定量的液體的磨料加工過的所述工件獲取的表面反射率；其中，所述液體供給裝置的液體噴灑量是可變的。
15. 如權(quán)利要求12所述的噴砂機(jī)，所述噴砂機(jī)還包含 表面反射率測定裝置，所述表面反射率測定裝置用于測定被加工的工件的表面反射率；和控制器，所述控制器用于比較所述表面反射率測定裝置測得的表面 反射率與參比表面反射率，從而控制所述液體供給裝置的液體噴灑量， 以使測得的表面反射率變得接近于所述參比反射率，所述參比表面反射 率是從通過使用含有一定量的液體的磨料加工過的所述工件獲取的表面 反射率；其中，所述液體供給裝置的液體噴灑量是可變的。
16. 如權(quán)利要求13所述的噴砂機(jī)，所述噴砂機(jī)還包含 表面反射率測定裝置，所述表面反射率測定裝置用于測定被加工的工件的表面反射率；和控制器，所述控制器用于比較所述表面反射率測定裝置測得的表面 反射率與參比表面反射率，從而控制所述液體供給裝置的液體噴灑量， 以使測得的表面反射率變得接近于所述參比反射率，所述參比表面反射 率是從通過使用含有一定量的液體的磨料加工過的所述工件獲取的表面 反射率；其中，所述液體供給裝置的液體噴灑量是可變的。
17.如權(quán)利要求10所述的噴砂機(jī)，所述噴砂機(jī)還包含攪拌葉，所述攪拌葉攪拌在所述磨料回收容器的底部回收的所述磨料；電動機(jī)，所述電動機(jī)旋轉(zhuǎn)所述攪拌葉；電流檢測裝置，所述電流檢測裝置用于檢測流經(jīng)所述電動機(jī)的電流 值；和控制器，所述控制器用于比較由所述電流檢測裝置檢測到的電流值 與參比電流值，從而控制所述液體供給裝置的液體噴灑量，以使測得的 所述電流值變得接近于所述參比電流值，所述參比電流值是通過在所述 磨料回收容器中攪拌含有一定量的液體的磨料而獲取的所述電動機(jī)的電 流值；其中，所述液體供給裝置的液體噴灑量是可變的。
全文摘要
本發(fā)明涉及噴砂方法和噴砂機(jī)。在使用含有液體以賦予彈性的磨料進(jìn)行的噴砂中，對在連續(xù)使用的過程中液體蒸發(fā)的該磨料均勻地供給液體。在包括殼體(2)的底部與磨料回收容器(3)之間連通的磨料回收管(91)、磨料回收容器(3)和導(dǎo)入到噴槍(8)中之前的壓縮氣體等的噴砂機(jī)(1)中，將用于使彈性磨料溶脹的液體噴灑在輸送該磨料的氣流中。由于在氣流中輸送的所述磨料被分離成個體顆粒，所以各磨料可以被均勻地供給液體。
文檔編號B24C1/00GK101439500SQ20081017774
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者石橋正三, 間瀬惠二 申請人:株式會社不二制作所