JP2004106142A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイヤ電極をワーク2に対して微小間隙をおいて対向させ、このワイヤ電極とワーク2との双方の間にパルス電圧を印加して、加工液を介してアーク放電を発生させながら非接触加工を行うワイヤ放電加工装置であって、上方より下方のワークに向かって加工液を噴出する上部加工液噴出ノズル4と、下方より上方のワークに向かって加工液を噴出する下部加工液噴出ノズル5と、ワーク上面に沿って加工液を噴射するよう配置する加工液噴射ノズル13とを設け、更に加工液を吸引する吸引ダクト20を設けたこと。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工により生じたスラッジを除去し、ワークの電食を防止するワイヤ放電加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ICリードフレーム金型などの加工分野においては、最近一層細かい面粗さや微細な加工形状が要求されている。このため、この金型などの加工に用いられるワイヤ放電加工装置では、緻密な加工要求に応じてワイヤ径も例えばφ0.03mmという極細線を用いた加工が一般的となってきている。このような放電加工においては、ワイヤ径が細いことに起因して加工条件に厳密さが要求されるため、加工時間がいままで以上に増える傾向にある。そのため水を加工液とするワイヤ放電加工装置においては、加工時間が長くなることにより、放電加工により発生してワーク上面に堆積するスラッジがワーク表面を腐食させることが問題となってきており、この結果金型の寿命を短くさせてしまうことが問題になっている。ここでスラッジは、放電加工により除去されるワーク素材の加工粉のことであり、特に超硬素材の加工の場合、ワーク表面から、超硬素材のバインダとなるコバルトが流出することによって加工変質層を生じて表面の硬度を低下させ、金型寿命を縮めることとなる。このようなことから、加工中の腐食対策は非常に重要である。
【0003】
図6は、特許文献1に示された従来のワイヤ放電加工装置を示す構成図である。図6において、加工液を貯留する加工槽1が存在しこの中で放電加工が行われる。加工槽1内には、ワーク2、ワーク2を固定する定盤3、ワーク2の上面に向かって加工液を噴出する上部加工液噴出ノズル4、ワーク2の下面に向かって加工液を噴出する下部加工液噴出ノズル5、定盤3に延設された固定具12、固定具12により所定の角度で固定されワーク2の上面全体に斜め方向から加工液を噴出する加工液噴射ノズル13を有する。また、加工槽1の外部には、加工液を貯留するタンク6、加工液を供給するポンプ7を有する。更に管路としては、タンク6とポンプ7をつなぐ管路8、ポンプ7の出口側に接続した管路9、加工槽1内に加工液を供給する管路10、加工槽1内の加工液をタンク6に戻す管路11、加工液噴射ノズル13に加工液を供給する管路14がある。
【0004】
従来のワイヤ放電加工装置は以上のように構成されており、加工液中で図示しないワイヤ電極とワーク2との間にパルス電圧を印加して放電加工を行っている。即ち上部加工液噴出ノズル4と下部加工液噴出ノズル5との間に張設された図示しないワイヤ電極をワーク2に対して微小間隙を有する対向状態にして移動させつつ、その隙間にパルス電圧を繰り返し印加するとともに、同時に上部加工液噴出ノズル4及び下部加工液噴出ノズル5の両ノズルから加工液をワーク2の加工部に噴出して、図示しないワイヤ電極とワーク2との間で放電をさせ、そのときの放電エネルギを利用してワーク2の加工を行っている。また、このとき、加工槽1には管路10を通じて加工液が順次供給される一方、加工槽1内の加工液は管路11を通じて再びタンク6に戻されるが、この場合加工槽1の液面はワーク2の上面よりも高く設定されている。そしてこの加工液の導電率も、加工中のワイヤ電極と加工槽1との間の加工電圧の影響によるワーク2の表面の電食を防止するため高く設定されている。
【0005】
放電加工中に発生したスラッジは上部加工液噴出ノズル4及び下部加工液噴出ノズル5の両ノズルから噴出される加工液によって、図示しないワイヤ電極とワーク2との隙間から排除される。そしてこの排除されたスラッジは、加工液中を漂い、ワーク2上面に堆積しようとするが、上部加工液噴出ノズル4とワーク2との間は、通常、0.1mm以上離れた距離に設定されており、この上部加工液噴出ノズル4の周囲には加工液が噴出されるために、この加工部にはスラッジが堆積しにくく、加工部から離れた加工液の流れの比較的緩慢なワーク2の上面に堆積しようとする。しかし、加工部から離れた加工液の流れの比較的緩慢なワーク2の上面の部分も、今度は加工液噴射ノズル13からワーク2の上面に向けて、加工液を加工中常時噴出し、スラッジをワーク2の上面から除去することにより、ワーク2の上面にスラッジが堆積するのを防止している。
【0006】
【特許文献1】
特開平4−57623号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のワイヤ放電加工装置では、加工中に発生してワークの上面に堆積しようとするスラッジを一時的に除去することは出来るが、除去されたスラッジは加工槽1内を漂い、再びワーク2の上面に堆積しようとするので、加工液の流量や噴出圧力によってはワーク2の上面に堆積するスラッジを完全に除去することは不可能でワーク2の上面にわずかに残ることがあり、ワーク2の腐食を引き起こすことがあった。
【0008】
また加工終了後暫くワーク2を放置すると、加工液の噴出を停止することによりスラッジがワーク2の上面に再び堆積し、腐食を発生させることが顕著であった。
【0009】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、放電加工により発生したスラッジがワーク上面に堆積するのを防止するとともに、スラッジの絶対量を削減することで堆積自体が起こらないようにして、ワークの腐食が起きないワイヤ放電加工装置を得ることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極をワークに対して微小間隙をおいて対向させ、このワイヤ電極とワークとの双方の間にパルス電圧を印加して、加工液を介してアーク放電を発生させながら非接触加工を行うワイヤ放電加工装置であって、上方より下方のワークに向かって加工液を噴出する上部加工液噴出ノズルと、下方より上方のワークに向かって加工液を噴出する下部加工液噴出ノズルと、ワーク上面に沿って加工液を噴射するよう配置する加工液噴射ノズルとを設け、更に加工液を吸引する吸引ダクトを設けたことを特徴とする。
【0011】
この発明によれば、放電加工により発生したスラッジがワーク上面に堆積するのを防止するとともに、吸引によりスラッジの絶対量を削減することで堆積自体が起こらないようにして、ワークの腐食が起きないワイヤ放電加工装置を得ることができる。
【0012】
つぎの発明にかかるワイヤ放電加工装置は、上記の発明において、吸引ダクトは、加工液噴射ノズルから噴出される加工液を吸引するよう加工液噴射ノズルと対抗して配置したことを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、吸引ダクトで、加工液噴出ノズルから噴出される加工液を吸引するよう配置しているので、効率的に放電加工によるスラッジを除去することができる。
【0014】
つぎの発明にかかるワイヤ放電加工装置は、上記の発明において、加工液噴出ノズルの噴出口を直線状に複数個配置して横長に形成するとともに、この加工液噴出ノズルに対応して吸引ダクトの形状を横長に形成し、前記加工液噴出ノズルから噴出される加工液の全領域を前記吸引ダクトが吸引可能なように構成することを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、加工液噴出ノズルより噴出される加工液を吸引ダクトで吸引可能に構成しており、効率的に放電加工によるスラッジを除去することができる。
【0016】
つぎの発明にかかるワイヤ放電加工装置は、上記の発明において、前記下部加工液噴出ノズルに吸引手段を切替え可能に接続したことを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、下部加工液噴出ノズルをも含めて効率的に放電加工によるスラッジを除去することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に添付図1〜5を参照して、この発明にかかる好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0019】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1であるワイヤ放電加工装置の構成を示している。図1において、加工槽1、ワーク2、定盤3、上部加工液噴出ノズル4、下部加工液噴出ノズル5、タンク6、ポンプ7、管路8、9、10、11、14、固定具12、加工液噴射ノズル13は、それぞれ図6に示す従来例の構成部分と同一である。
【0020】
そして、更に図1においては、吸引ダクト20、この吸引ダクト20に接続された管路21、吸引手段22を有する。すなわち、加工槽1内に吸引ダクト20を配置し、この吸引ダクト20から加工槽1の外部に備えられるタンク6まで管路21を配管し、管路21の途中に吸引手段22を設けたものである。したがって、吸引ダクト20からスラッジを含んだ加工液が吸引され、タンク6に戻される。このようにこの実施の形態1のワイヤ放電加工装置は上述のように従来のワイヤ放電加工装置に吸引ダクト20等を追加しスラッジの絶対量を削減したものである。
【0021】
なお、加工液中での放電加工の動作に関しては、図示しないワイヤ電極とワーク2との間にパルス電圧を印加して放電加工を行うという加工動作自体は変りがなく図6および図1の構成共同一である。以下に相違点を中心に説明する。
【0022】
図1に示すように構成されたワイヤ放電加工装置では、放電加工により発生したスラッジは上部加工液噴出ノズル4及び下部加工液噴出ノズル5の両ノズルから噴出される加工液によって、図示しないワイヤ電極とワーク2との隙間から排除される。隙間より排除されたスラッジは加工液噴射ノズル13によってワーク2の上面全体に向けて噴射されるこの加工液により、さらにワーク2の上面より吹き飛ばされる。このとき加工液噴射ノズル13の向きは加工液をワーク2の上面に沿って流すよう、ワーク2の上面とほぼ平行に配置するのが望ましい。この場合、スムーズにスラッジを排除することが重要なので、さらにワーク2の高さや大きさによって加工液噴射ノズル13を適宜調整してワーク2の上面に並行して加工液がながれるようにするのが好ましい。加工液噴射ノズル13の向きをワーク2の上面とほぼ平行に配置することは、加工液がワーク上面に流れる面積を大きくし、吸引ダクトに入りやすく、加工液の流速が落ちないという効果をもたらす。なお、加工液噴射ノズル13を固定具12で固定するのでなく、上部ワイヤガイドの上下方向(Z方向)の移動に伴って移動するように加工液噴射ノズル13をワーク2のZ軸装置と連動して移動可能に構成すれば手動のわずらわしさもなくなり自動調整が可能となる。
【0023】
そして吹き飛ばされたスラッジは、一旦加工液中に飛散するがその大半は、吸引手段22により発生する負圧の効果で、ワーク2の端で吹き飛ばされたスラッジのすぐ下流にある吸引ダクト20により加工液とともに吸引されて、このスラッジを含んだ加工液は管路21を通ってタンク6に戻され、スラッジは図示しないフィルタをかけて排除される。
【0024】
この場合、吸引手段22としては吸引ポンプを用いても構わないし、また吸引する方向に、その外径がテーパ上に小さくなる中空ノズルを2つ同じ方向に間隔をあけて重ね合わせ、その重ね合わされた間隔から別の加工液を下流に向かって注入することにより、吸引口側に負圧を発生させるというような、吸引装置を用いてもよい。
【0025】
この実施の形態1では吸引ダクト20により吸引したスラッジと加工液は管路21を通ってタンク6へ戻すようにしているが、その戻し回路をタンク6を経由することなくタンク6とは別に設けても構わない。即ち、吸引ダクト20、管路21、吸引手段22及び図示しないフィルタを一連の構成とし、吸引手段22、図示しないフィルタを一つのユニットとして設け、フィルタを通してスラッジを排除したあとの加工液を再び加工槽1へ戻すように構成してもよい。この場合、タンク6とは別に上記一連の構成をフィルタリングユニットとして製品化が可能となる。
【0026】
実施の形態2.
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、加工液噴射ノズル13、吸引ダクト20の形状や構造を特定するものではない。しかしながら、加工液噴射ノズル13は効果的にスラッジをワーク2の上面に沿って吹き飛ばすようにするのが好ましく、また吸引ダクト20は吹き飛ばされたスラッジを効率よく捕捉するのが好ましい。このような点を踏まえて、図2、図3、図4はこの発明の実施の形態2であるワイヤ放電加工装置の加工液噴射ノズル13及び吸引ダクト20を特定している。
【0027】
図2において、加工液噴射ノズル13は、パイプ23、パイプ23に設けられた噴出口24、管路14より接続する管路接続口25からなる。簡略平面と斜視にて示す図3において、吸引ダクト20は、吸引ダクト本体26、吸引ダクト本体26の内部に設けられた仕切り板27、管路21に接続される管路接続口28からなる。図4において、加工液噴射ノズル13は、加工液噴射流が集まるように若干内側(噴出口24側)に曲げて形成されたパイプ29からなる。
【0028】
このように構成されたワイヤ放電加工装置の加工液噴射ノズル13においては、図2において、管路14より供給される加工液が、管路接続口25よりパイプ23内に注入され、例えば0.2MPaなど一定の圧力設定をすることにより、噴出口24より勢いよく噴出される。噴出口24はパイプ23に直線上に配置されることにより、ワーク2の上面を効率よく噴射してスラッジを吹き飛ばすことができる。
【0029】
ワーク2の一端より他端の方向、例えば−X方向に加工液を噴出する場合には、それと直行するY方向をもってパイプ23の長さを十分長く設定しておけば、ワーク2の全加工領域、全てのワークサイズに適用することができる。
【0030】
また図3において、吸引ダクト本体26の形状を横長に形成することによって、ワーク2の上面に噴出された加工液はスラッジとともに、効率よく吸引ダクト20により吸引される。また吸引ダクト20の内部は図3に示すように、仕切り板27により流れ方向を規制するように仕切られているため、加工液の流れが整流されて効率よい吸引が可能となる。吸引された加工液は管路接続口28より、管路21を通してタンク6に戻される。この場合、吸引される加工液の流量は20〜30L/minなど上下の加工液噴出ノズル4,5の流量に比較して大きいので、管路10より加工槽1へ供給する加工液の流量を増やす等の工夫が必要となる。
【0031】
また図4において、パイプ29の中央を若干内側に折り曲げたいわゆるくの字状に曲げられた形に形成されることによって噴出口24により噴出される加工液は、噴出口24から遠ざかっても拡散を抑制することができ、吸引ダクト20に回収されやすくなる。これにより効率的なスラッジの吸引が可能となる。
【0032】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3であるワイヤ放電加工装置を示すもので、図5において、実施の形態1に示したワイヤ放電加工装置と相違する部分を説明する。
【0033】
図5において、上部加工液噴出ノズル4と下部加工液噴出ノズル5とをつなぐ管路と、吸引ダクト20と吸引手段22とをつなぐ管路とを、管路32にて連通し管路32を開閉する遮断手段30を設けている。また、下部加工液噴出ノズル5への管路を開閉する遮断手段31を設けている。
【0034】
このように構成されたワイヤ放電加工装置においては、遮断手段31を閉鎖するとともに遮断手段30を開放することにより、管路9より供給される加工液が上部加工液噴出ノズル4からは加工液が噴出されるが、下部加工液噴出ノズル5からは、吸引手段22により発生する負圧の効果で、管路32を通して加工液が吸引されタンク6に戻される。この動作により、放電加工により発生したスラッジは上部加工液噴出ノズル4より加工液を噴射して、下部加工液噴出ノズル5より加工液を吸引することにより、図示しないワイヤ電極とワーク2との隙間から、加工液の中に漂う、もしくは吹き飛ばされることなく、その大半が直接排除されることが可能となる。
【0035】
またこのとき下部加工液噴出ノズル5により吸引されなかったスラッジも、実施の形態1にて説明したように、加工液噴射ノズル13により吹き飛ばされて、吸引ダクト20により加工液とともに吸引される。
【0036】
またこの実施の形態3の場合には下部加工液噴出ノズル5の口径を、例えば、φ8mmなど大きくすることでその効果はさらに高まる。
【0037】
またこの構成において、遮断手段31を開放するとともに遮断手段30を閉鎖することにより、容易に実施の形態1と同様のワイヤ放電加工装置を得ることができるため、加工する内容に応じて切り換えて用いることができる。また例えば、加工段階にて荒加工ではスラッジの排出状態により加工速度が決まるので、遮断手段31を開放するとともに遮断手段30を閉鎖するのがよく、仕上げ加工ではスラッジの量が少なくなるので遮断手段31を閉鎖するとともに遮断手段30を開放するのがよく効果的な吸引が可能となる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ワイヤ電極をワークに対して微小間隙をおいて対向させ、このワイヤ電極とワークとの双方の間にパルス電圧を印加して、加工液を介してアーク放電を発生させながら非接触加工を行うワイヤ放電加工装置であって、上方より下方のワークに向かって加工液を噴出する上部加工液噴出ノズルと、下方より上方のワークに向かって加工液を噴出する下部加工液噴出ノズルと、ワーク上面に沿って加工液を噴射するよう配置する加工液噴出ノズルとを設け、更に加工液を吸引する吸引ダクトを設けたことにより、放電加工により発生したスラッジがワーク上面に堆積するのを防止するとともに、スラッジの絶対量を削減することで堆積自体が起こらないようにして、ワークの腐食が起きないワイヤ放電加工装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1であるワイヤ放電加工機の構成図である。
【図2】この発明の実施の形態2であって加工液噴射ノズルの一例の斜視図である。
【図3】この発明の実施の形態2である吸引ダクトの内部構成と斜視図である。
【図4】この発明の実施の形態2であって加工液噴射ノズルの他の例の斜視図である。
【図5】この発明の実施の形態3であるワイヤ放電加工機の構成図である
。
【図6】従来のワイヤ放電加工機の構成図である。
【符号の説明】
1 加工槽、2 ワーク、3 定盤、4 上部加工液噴出ノズル、5 下部加工液噴出ノズル、6 タンク、7 ポンプ、8、9、10、11、14 管路、12 固定具、13 加工液噴射ノズル、20 吸引ダクト、21、32 管路、22 吸引手段、23、29 パイプ、24 噴出口、25、28 管路接続口、26 吸引ダクト本体、27 仕切り板、30、31 遮断手段。
Claims (4)
- ワイヤ電極をワークに対して微小間隙をおいて対向させ、このワイヤ電極とワークとの双方の間にパルス電圧を印加して、加工液を介してアーク放電を発生させながら非接触加工を行うワイヤ放電加工装置であって、
上方より下方のワークに向かって加工液を噴出する上部加工液噴出ノズルと、下方より上方のワークに向かって加工液を噴出する下部加工液噴出ノズルと、
ワーク上面に沿って加工液を噴射するよう配置する加工液噴射ノズルとを設け、
更に加工液を吸引する吸引ダクトを設けた、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - 吸引ダクトは、加工液噴射ノズルから噴出される加工液を吸引するよう加工液噴射ノズルと対抗して配置した、
ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工装置。 - 加工液噴出ノズルの噴出口を直線状に複数個配置して横長に形成するとともに、この加工液噴出ノズルに対応して吸引ダクトの形状を横長に形成し、前記加工液噴出ノズルから噴出される加工液の全領域を前記吸引ダクトが吸引可能なように構成する、
ことを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工装置。 - 前記下部加工液噴出ノズルに吸引手段を切替え可能に接続した、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載のワイヤ放電加工装置。
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JP2002274939A JP2004106142A (ja) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | ワイヤ放電加工装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105689828A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-06-22 | 发那科株式会社 | 放电加工机 |
EP3067139A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-14 | Fanuc Corporation | Wire electric discharge machine having function of cleaning inside of machining tank |
-
2002
- 2002-09-20 JP JP2002274939A patent/JP2004106142A/ja active Pending
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KR101970384B1 (ko) * | 2015-03-13 | 2019-04-18 | 화낙 코퍼레이션 | 가공조 내의 세정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기 |
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