JPH0794090B2 - 小径管内面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法 - Google Patents
小径管内面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法Info
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- JPH0794090B2 JPH0794090B2 JP1285259A JP28525989A JPH0794090B2 JP H0794090 B2 JPH0794090 B2 JP H0794090B2 JP 1285259 A JP1285259 A JP 1285259A JP 28525989 A JP28525989 A JP 28525989A JP H0794090 B2 JPH0794090 B2 JP H0794090B2
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- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
- B23H9/005—Machining elongated bodies, e.g. rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
- B23H5/08—Electrolytic grinding
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 半導体工業をはじめとして、清浄、高純度流体を圧送す
る流路に使用するために、内面を高度に鏡面仕上げした
小径ステンレス鋼管の需要が着実に増大している。
る流路に使用するために、内面を高度に鏡面仕上げした
小径ステンレス鋼管の需要が着実に増大している。
本発明は、このようなステンレス鋼製の小径管内面を電
解砥粒超鏡面仕上げするための方法に関するものであ
る。
解砥粒超鏡面仕上げするための方法に関するものであ
る。
［従来の技術］ 従来、清掃で高純度の流体を圧送する配管には、電解研
磨仕上げした管が最良であるとされているが、仕上げ面
粗さのRmaxのばらつきが大きく、実用上での保証値は0.
7μmRmax程度に止まっている。また、取り代が大きいた
めに生じる肉厚の減少、コスト高のほか、電解液の老化
や管素材成分の変化の影響を大きく受けるなどの問題も
ある。
磨仕上げした管が最良であるとされているが、仕上げ面
粗さのRmaxのばらつきが大きく、実用上での保証値は0.
7μmRmax程度に止まっている。また、取り代が大きいた
めに生じる肉厚の減少、コスト高のほか、電解液の老化
や管素材成分の変化の影響を大きく受けるなどの問題も
ある。
一方、本発明者らは、先に特開昭60−34227号におい
て、円筒内面の電解砥粒研磨法を提案している。
て、円筒内面の電解砥粒研磨法を提案している。
この方法は、導電性材料からなる回転支持体の外周に砥
粒を支持するナイロン不織布等の通液性ある弾性体を捲
回固定することにより工具を構成し、この工具を被加工
物における円筒内に圧入し、被加工物と工具との間に電
解液中で微小電流を流して円筒内面を電解すると共に、
これに並行して工具と被加工物との間に相対的運動を与
えることにより、上記弾性体に支持された砥粒によって
被加工物内面を機械的に研磨するものであり、上記弾性
体が円筒内面の形状に倣って変形し、砥粒をその内面に
無理なく押し付けるため、円筒内面が形状精度を保った
まま研磨され、表面粗さを時には0.1μmRmax程度に研磨
できるものである。
粒を支持するナイロン不織布等の通液性ある弾性体を捲
回固定することにより工具を構成し、この工具を被加工
物における円筒内に圧入し、被加工物と工具との間に電
解液中で微小電流を流して円筒内面を電解すると共に、
これに並行して工具と被加工物との間に相対的運動を与
えることにより、上記弾性体に支持された砥粒によって
被加工物内面を機械的に研磨するものであり、上記弾性
体が円筒内面の形状に倣って変形し、砥粒をその内面に
無理なく押し付けるため、円筒内面が形状精度を保った
まま研磨され、表面粗さを時には0.1μmRmax程度に研磨
できるものである。
しかしながら、上述した流体圧送用その他の用途におい
て、小径管内面の表面粗さを一層改善することが望まれ
ている。
て、小径管内面の表面粗さを一層改善することが望まれ
ている。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、電解砥粒研磨法を上記ステンレ
ス鋼製の小径管内面に適用して、下地面粗さ３μmRmax
程度の表面を数10nmRmax程度にまで超鏡面仕上げする方
法を得ることにある。
ス鋼製の小径管内面に適用して、下地面粗さ３μmRmax
程度の表面を数10nmRmax程度にまで超鏡面仕上げする方
法を得ることにある。
［課題を解決するための手段、作用］ 上記課題を解決するための本発明の電解砥粒超鏡面仕上
げ方法は、芯電極の周囲に弾性材を介してナイロン不織
布を巻いた仕上げ用電極工具を、ワークであるステンレ
ス鋼製の小径管内に圧入し、その小径管をプラス極、電
極工具をマイナス極として、電解液中において両極間に
電流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより、上
記小径管内面を電解により研磨し、これと並行して電極
工具と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向に
相対的な往復運動を与えることによって機械的に研磨
し、この前段研磨工程において、小径管内面の表面粗さ
が0.5μmRmaxを切った後に、工具として、芯電極にこの
周囲にウレタンを巻いた鏡面仕上げ用電極工具を用い、
これを上記小径管内に圧入して、小径管をプラス極、電
極工具をマイナス極として、電解液中において両極間に
電流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより上記
小径管内面を電解により研磨し、これと並行して電極工
具と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向に相
対的な往復運動を与え、電解液中に混入して上記ウレタ
ンに一時的に保持させた微細な遊離砥粒の作用をも付加
して機械的に鏡面研磨することを特徴とするものであ
る。
げ方法は、芯電極の周囲に弾性材を介してナイロン不織
布を巻いた仕上げ用電極工具を、ワークであるステンレ
ス鋼製の小径管内に圧入し、その小径管をプラス極、電
極工具をマイナス極として、電解液中において両極間に
電流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより、上
記小径管内面を電解により研磨し、これと並行して電極
工具と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向に
相対的な往復運動を与えることによって機械的に研磨
し、この前段研磨工程において、小径管内面の表面粗さ
が0.5μmRmaxを切った後に、工具として、芯電極にこの
周囲にウレタンを巻いた鏡面仕上げ用電極工具を用い、
これを上記小径管内に圧入して、小径管をプラス極、電
極工具をマイナス極として、電解液中において両極間に
電流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより上記
小径管内面を電解により研磨し、これと並行して電極工
具と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向に相
対的な往復運動を与え、電解液中に混入して上記ウレタ
ンに一時的に保持させた微細な遊離砥粒の作用をも付加
して機械的に鏡面研磨することを特徴とするものであ
る。
上記前段研磨工程は、順次細かいナイロン不織布を巻い
た仕上げ用工具を用いて複数段に行うこともできる。
た仕上げ用工具を用いて複数段に行うこともできる。
上記電解砥粒超鏡面仕上げ方法においては、前段研磨工
程において、ナイロン不織布を巻いた仕上げ用工具によ
る電解作用及び工具と小径管の相対的回転と軸方向の往
復運動による機械的な研磨作用、並びに適切な時点で切
換えて行う鏡面研磨工程において、ウレタンを巻いた鏡
面仕上げ用工具による電解作用及び電解液中に微細な遊
離砥粒を混入した状態での工具と小径管の相対的回転と
軸方向の往復運動による機械的な研磨作用が、後述する
実施例によって明らかなように、極めて有効に作用し、
下地面粗さ３μmRmax程度の表面が数10nmRmax程度にま
で超鏡面仕上げされる。
程において、ナイロン不織布を巻いた仕上げ用工具によ
る電解作用及び工具と小径管の相対的回転と軸方向の往
復運動による機械的な研磨作用、並びに適切な時点で切
換えて行う鏡面研磨工程において、ウレタンを巻いた鏡
面仕上げ用工具による電解作用及び電解液中に微細な遊
離砥粒を混入した状態での工具と小径管の相対的回転と
軸方向の往復運動による機械的な研磨作用が、後述する
実施例によって明らかなように、極めて有効に作用し、
下地面粗さ３μmRmax程度の表面が数10nmRmax程度にま
で超鏡面仕上げされる。
本発明の方法をさらに具体的に説明すると、先ず、第１
図A,Bに例示するように、本発明において用いる仕上げ
用電極工具１は、SUS管等からなる芯電極２に、ウレタ
ン材等の電解液の吸収性に優れた弾性材３を介してナイ
ロン不織布４を螺旋状に巻き、両端を接着剤で固定する
ことにより構成される。粗及び中仕上げ用電極工具を用
いて複数段の前段研磨工程を実施する場合には、例えば
＃500及び＃3000のナイロン不織布を用いた粗及び中仕
上げ用電極工具を用意し、順次細かいナイロン不織布の
工具を用いて研磨を行うことになる。鏡面仕上げ用電極
工具は、同様の芯電極にウレタン材のみを巻くことによ
り構成される。
図A,Bに例示するように、本発明において用いる仕上げ
用電極工具１は、SUS管等からなる芯電極２に、ウレタ
ン材等の電解液の吸収性に優れた弾性材３を介してナイ
ロン不織布４を螺旋状に巻き、両端を接着剤で固定する
ことにより構成される。粗及び中仕上げ用電極工具を用
いて複数段の前段研磨工程を実施する場合には、例えば
＃500及び＃3000のナイロン不織布を用いた粗及び中仕
上げ用電極工具を用意し、順次細かいナイロン不織布の
工具を用いて研磨を行うことになる。鏡面仕上げ用電極
工具は、同様の芯電極にウレタン材のみを巻くことによ
り構成される。
小径管内面の研磨では、加工面全体が常に工具と接触状
態にあり、工具外径により押付圧がほぼ決まるため、上
記工具の外径は押付圧を考慮して決定する必要がある。
態にあり、工具外径により押付圧がほぼ決まるため、上
記工具の外径は押付圧を考慮して決定する必要がある。
研磨に際しては、電極工具と小径管を相対的に回転させ
ると同時に、軸方向に相対的な往復運動を与えるが、こ
の往復運動により小径管内面の砥粒線に大きな交差角が
生じて円周方向の深い条痕発生が防止され、平滑作用も
大幅に向上するほか、工具作製のばらつきに起因する長
手方向の加工むらも平均化される。
ると同時に、軸方向に相対的な往復運動を与えるが、こ
の往復運動により小径管内面の砥粒線に大きな交差角が
生じて円周方向の深い条痕発生が防止され、平滑作用も
大幅に向上するほか、工具作製のばらつきに起因する長
手方向の加工むらも平均化される。
工具と小径管の相対的な回転速度と軸方向の往復運動の
速度は、小径管の内面の砥粒線に少なくとも５〜６゜の
平均交差角が生じるように設定される。第２図は、往復
運動の平均速度をパラメータとして、電極工具周速と平
均交差角の関係を示すものである 一方、一般的に、電解による研磨を行うに際しては、電
解液の流量を多くする必要がある。しかるに、上述した
電極工具を小径管に挿入すると、その小径管の一端から
自然流下により電解液を供給しても、小径管内面と工具
との間の隙間からは殆ど電解液が流下しない。そのた
め、電解液を自然流下により供給する場合には、加工に
影響が出る可能性があり、その対策としては、30秒位で
一旦停止して液を更新するとか、パルス電流を使用する
などの配慮が必要である。電解液に圧力をかけて強制的
に流すようにした場合には、上記配慮は不必要になり、
特に長尺管の場合には、強制的に流す必要があると考え
られるが、この場合には、パイプ状の芯電極を用い、そ
の中を通して供給した電解液を適宜位置に設けた穴を通
して流出させるのが望ましい。
速度は、小径管の内面の砥粒線に少なくとも５〜６゜の
平均交差角が生じるように設定される。第２図は、往復
運動の平均速度をパラメータとして、電極工具周速と平
均交差角の関係を示すものである 一方、一般的に、電解による研磨を行うに際しては、電
解液の流量を多くする必要がある。しかるに、上述した
電極工具を小径管に挿入すると、その小径管の一端から
自然流下により電解液を供給しても、小径管内面と工具
との間の隙間からは殆ど電解液が流下しない。そのた
め、電解液を自然流下により供給する場合には、加工に
影響が出る可能性があり、その対策としては、30秒位で
一旦停止して液を更新するとか、パルス電流を使用する
などの配慮が必要である。電解液に圧力をかけて強制的
に流すようにした場合には、上記配慮は不必要になり、
特に長尺管の場合には、強制的に流す必要があると考え
られるが、この場合には、パイプ状の芯電極を用い、そ
の中を通して供給した電解液を適宜位置に設けた穴を通
して流出させるのが望ましい。
実用面からは、前段研磨工程での電解による下地面処理
を２〜３分の一工程で行いたいという要請があるが、ピ
ット発生により仕上げ面粗さが急増大する現象が始まる
臨界電流密度近くにまで電流を上げるのは避ける方が安
全である。電流密度は、0.5A/cm2では部分的に粗さの急
増大がみられることから、0.3A/cm2前後に設定するのが
望ましい。
を２〜３分の一工程で行いたいという要請があるが、ピ
ット発生により仕上げ面粗さが急増大する現象が始まる
臨界電流密度近くにまで電流を上げるのは避ける方が安
全である。電流密度は、0.5A/cm2では部分的に粗さの急
増大がみられることから、0.3A/cm2前後に設定するのが
望ましい。
なお、臨界電流密度に対しては、芯電極の小径管中心軸
からのブレが大きな影響を及ぼしているほか、研磨材の
巻き方の不均一による極間抵抗の局所的ばらつきの影響
も考えられる。これらの点での改善がなされれば、加工
電流密度を0.5A/cm2程度まで上げることも可能である。
また、パルス電源を使用する場合には、電解液の更新に
伴う休止時間の省略のほか、臨界電流密度のアップも期
待できる。ナイロン不織布を用いた前段研磨工程からウ
レタン材を用いる鏡面研磨工程への切換は、一般的には
小径管内面の表面粗さが0.5μmRmaxを切った後に、望ま
しくは0.3μmRmaxを切った後に行うのが有効である。
からのブレが大きな影響を及ぼしているほか、研磨材の
巻き方の不均一による極間抵抗の局所的ばらつきの影響
も考えられる。これらの点での改善がなされれば、加工
電流密度を0.5A/cm2程度まで上げることも可能である。
また、パルス電源を使用する場合には、電解液の更新に
伴う休止時間の省略のほか、臨界電流密度のアップも期
待できる。ナイロン不織布を用いた前段研磨工程からウ
レタン材を用いる鏡面研磨工程への切換は、一般的には
小径管内面の表面粗さが0.5μmRmaxを切った後に、望ま
しくは0.3μmRmaxを切った後に行うのが有効である。
次に、第３図ないし第５図を参照して本発明の電解砥粒
超鏡面仕上げ方法を実施する装置について説明する。
超鏡面仕上げ方法を実施する装置について説明する。
第３図は、比較的短寸の小径管内面の研磨に適した装置
例を示すものである。この装置において、10は内面を研
磨すべき小径管で、保持具11によって垂直に保持するよ
うにし、小径管10の一端をプラスチック製のガイド12に
よって加工槽13の底部に臨ませている。電極工具14は、
第１図A,Bによって説明したような構成を有するもの
で、その芯電極15を図示しない回転及び軸方向往復駆動
装置に装着可能とし、またこの電極工具14と小径管10と
の間に電解のための電流を流すため、電極工具14は図示
しない電源装置のマイナス極に、小径管10はその電源装
置のプラス極に接続される。
例を示すものである。この装置において、10は内面を研
磨すべき小径管で、保持具11によって垂直に保持するよ
うにし、小径管10の一端をプラスチック製のガイド12に
よって加工槽13の底部に臨ませている。電極工具14は、
第１図A,Bによって説明したような構成を有するもの
で、その芯電極15を図示しない回転及び軸方向往復駆動
装置に装着可能とし、またこの電極工具14と小径管10と
の間に電解のための電流を流すため、電極工具14は図示
しない電源装置のマイナス極に、小径管10はその電源装
置のプラス極に接続される。
小径管10の内面の研磨に際しては、先に説明したよう
に、順次必要な電極工具14を取付け、また鏡面研磨工程
においては電解液中に微細な遊離砥粒を混入して、電解
及び機械的な研磨を行うものである。
に、順次必要な電極工具14を取付け、また鏡面研磨工程
においては電解液中に微細な遊離砥粒を混入して、電解
及び機械的な研磨を行うものである。
なお、量産を行う場合には、加工槽に多数の小径管を装
着可能にするとともに、電極工具の回転及び往復駆動装
置を多軸化すればよい。
着可能にするとともに、電極工具の回転及び往復駆動装
置を多軸化すればよい。
第４図及び第５図に示す装置例は、長尺の小径管の内面
研磨に適したもので、脚21,21,・・によって支持された
架台22,23上に、小径管20を横架状態で支持する支持台2
4、及び電極工具25をその小径管20と同一軸線上に保持
して取付ける工具スタンド26を設けている。この工具ス
タンド26は、架台23上に小径管20の軸線方向に摺動自在
に支持させたもので、電極工具25を回転駆動するモータ
27を備えるとともに、工具スタンド26自体を小径管の軸
線方向に駆動する移動用モータ28を備えている。また、
上記架台22には、小径管20を軸線方向に往復駆動するた
めの往復駆動装置30を設けている。なお、31は小径管20
を押えておくための押え機構である。
研磨に適したもので、脚21,21,・・によって支持された
架台22,23上に、小径管20を横架状態で支持する支持台2
4、及び電極工具25をその小径管20と同一軸線上に保持
して取付ける工具スタンド26を設けている。この工具ス
タンド26は、架台23上に小径管20の軸線方向に摺動自在
に支持させたもので、電極工具25を回転駆動するモータ
27を備えるとともに、工具スタンド26自体を小径管の軸
線方向に駆動する移動用モータ28を備えている。また、
上記架台22には、小径管20を軸線方向に往復駆動するた
めの往復駆動装置30を設けている。なお、31は小径管20
を押えておくための押え機構である。
この装置においては、電極工具25の芯電極を構成するロ
ッド32を長く形成して、それをモータ27で回転させなが
ら、小径管20の軸線方向の定速送りを掛けるようにし、
一方、往復駆動装置30によって小径管20を軸線方向に往
復駆動するようにしているが、工具スタンド26に定速送
りと往復駆動の複合動作を行わせることもできる。ま
た、原則として、小径管20の一端から挿入した電極工具
25は小径管20の他端まで送ってそこから取出し、１パス
で研磨を完了するのが望ましいが、必要に応じて電極工
具25を往復移動させることもできる。
ッド32を長く形成して、それをモータ27で回転させなが
ら、小径管20の軸線方向の定速送りを掛けるようにし、
一方、往復駆動装置30によって小径管20を軸線方向に往
復駆動するようにしているが、工具スタンド26に定速送
りと往復駆動の複合動作を行わせることもできる。ま
た、原則として、小径管20の一端から挿入した電極工具
25は小径管20の他端まで送ってそこから取出し、１パス
で研磨を完了するのが望ましいが、必要に応じて電極工
具25を往復移動させることもできる。
上記１パスで研磨を完了する場合には、電極工具25とし
て、その先端側から、順次、粗、中のナイロン不織布を
巻き、さらに鏡面仕上げ用のウレタン材を巻いた複合電
極工具を用いることもできるが、複数の研磨装置におい
て、それぞれ、粗、中、鏡面仕上げのための電極工具を
装着して、それらの装置により小径管を順次研磨するこ
ともできる。
て、その先端側から、順次、粗、中のナイロン不織布を
巻き、さらに鏡面仕上げ用のウレタン材を巻いた複合電
極工具を用いることもできるが、複数の研磨装置におい
て、それぞれ、粗、中、鏡面仕上げのための電極工具を
装着して、それらの装置により小径管を順次研磨するこ
ともできる。
また、電極工具25は図示しない電源装置のマイナス極
に、小径管20はその電源装置のプラス極に接続されるの
は勿論であるが、電解液は、小径管20の一端から、ある
いは電極工具25の芯電極内を通して加圧供給される。
に、小径管20はその電源装置のプラス極に接続されるの
は勿論であるが、電解液は、小径管20の一端から、ある
いは電極工具25の芯電極内を通して加圧供給される。
［実施例］ 以下に本発明の方法の実施例を示す。
実験においては、第１図Ａ及び第１図Ｂによって説明し
たような、粗、中、及び鏡面仕上げ用電極工具を使用し
た。
たような、粗、中、及び鏡面仕上げ用電極工具を使用し
た。
小径管としては、外径6.35mm、肉厚1mm、長さ35mmのス
テンレス鋼BA管（SUS316L:内表面積約4.8cm2）を使用し
たので、それに伴って、粗、中仕上げ用電極工具は、外
径2mmのSUS管を芯電極とし、ウレタン材とナイロン不織
布を螺旋状に巻いて両端を接着し、外径を約5mmに形成
した。鏡面仕上げ用電極工具は、ウレタン材のみを巻い
たものである。
テンレス鋼BA管（SUS316L:内表面積約4.8cm2）を使用し
たので、それに伴って、粗、中仕上げ用電極工具は、外
径2mmのSUS管を芯電極とし、ウレタン材とナイロン不織
布を螺旋状に巻いて両端を接着し、外径を約5mmに形成
した。鏡面仕上げ用電極工具は、ウレタン材のみを巻い
たものである。
研磨に際しては、上記工具を第３図に示すような態様
で、ボール盤を改造した研磨装置の主軸に取付け、毎秒
23回転と、7Hz、振幅8mmの往復運動を付加した。これに
より平均交差角は第２図の○印に設定される。
で、ボール盤を改造した研磨装置の主軸に取付け、毎秒
23回転と、7Hz、振幅8mmの往復運動を付加した。これに
より平均交差角は第２図の○印に設定される。
小径管と工具のすき間を通過して落下する電解液は殆ど
ゼロであるため、電解液を更新する目的で30秒毎に加工
槽を降下させて工具を小径管からほんの少し離す操作
（約12秒間）を行った。なお、電解液には、NaNO3の20
％水溶液を使用した。
ゼロであるため、電解液を更新する目的で30秒毎に加工
槽を降下させて工具を小径管からほんの少し離す操作
（約12秒間）を行った。なお、電解液には、NaNO3の20
％水溶液を使用した。
素材のステンレス鋼BA管の内面には、多数の微小ピット
が点在しており、このピットの深さが下地面粗さを支配
している。第６図は粗さ曲線から求めたRmax（カットオ
フ値0.8mm）の分布である（データ数630）。従って、き
ずを考慮しなければ、前段の粗研磨工程における＃500
ナイロン不織布による取り代は３μｍ程度を見込めば良
いことになる。
が点在しており、このピットの深さが下地面粗さを支配
している。第６図は粗さ曲線から求めたRmax（カットオ
フ値0.8mm）の分布である（データ数630）。従って、き
ずを考慮しなければ、前段の粗研磨工程における＃500
ナイロン不織布による取り代は３μｍ程度を見込めば良
いことになる。
第７図は、＃500ナイロン不織布による下地面粗さの改
善特性を示し、10分ほどで粗さは下限に達している。
善特性を示し、10分ほどで粗さは下限に達している。
電流密度を0.3A/cm2に設定し、加工時間を各２分間とす
る粗、中仕上げの研磨実験を行った結果の粗さ改善特性
を第８図A,Bに示す（カットオフ値0.25mm）。粗、中仕
上げでは同一の試験片を使用し、＃500による仕上げ面
がそのまま＃3000での下地面となっている。
る粗、中仕上げの研磨実験を行った結果の粗さ改善特性
を第８図A,Bに示す（カットオフ値0.25mm）。粗、中仕
上げでは同一の試験片を使用し、＃500による仕上げ面
がそのまま＃3000での下地面となっている。
＃500及び＃3000のナイロン不織布による粗、中仕上げ
面の粗さ曲線を観察した結果によれば、小径管内面の加
工表面は、かなり大きな交差角をもつ多数の砥粒線によ
り構成されており、その砥粒線の最も深いものが、仕上
げ面粗さRmaxを支配している。
面の粗さ曲線を観察した結果によれば、小径管内面の加
工表面は、かなり大きな交差角をもつ多数の砥粒線によ
り構成されており、その砥粒線の最も深いものが、仕上
げ面粗さRmaxを支配している。
第９図は、ウレタン材を用いた鏡面仕上げ用電極工具に
よる研磨工程の粗さ曲線の時間変化を示す（縦倍率２万
倍、横倍率100倍で測定）。電解液（NaNO3の20％水溶
液）中に混入したアルミナ砥粒の平均粒径は、１μｍ弱
である。
よる研磨工程の粗さ曲線の時間変化を示す（縦倍率２万
倍、横倍率100倍で測定）。電解液（NaNO3の20％水溶
液）中に混入したアルミナ砥粒の平均粒径は、１μｍ弱
である。
中心線平均粗さRaは、１〜２分で粗さ計の最小感度を下
回っており、Rmaxも２分で見かけ上の変化はなくなる。
このレベルの粗さではミクロのうねりと粗さの区別が難
しくなるため、目的、用途に応じて適切なカットオフ値
を用いてデータ整理する必要があると考えられる。カッ
トオフ値0.25mmとすると、最も良い場合では0.03μmRma
x、平均的には0.05μｍが得られた。
回っており、Rmaxも２分で見かけ上の変化はなくなる。
このレベルの粗さではミクロのうねりと粗さの区別が難
しくなるため、目的、用途に応じて適切なカットオフ値
を用いてデータ整理する必要があると考えられる。カッ
トオフ値0.25mmとすると、最も良い場合では0.03μmRma
x、平均的には0.05μｍが得られた。
以上の実験結果から、内径4.35mmのステンレス鋼BA管内
面に電解砥粒研磨法を適用し、３μmRmax程度の下地面
を0.05μmRmax程度にまで超鏡面仕上げすることができ
た。＃500及び＃3000ナイロン不織布による粗、中研磨
工程、ウレタン材による鏡面研磨工程の各２分のほか、
電解液流量がゼロに近いために30秒ごとに行う電解液更
新の際の休止時間が各３回加わり、総加工時間は８分弱
になる。多軸力が容易であることを考慮すれば、これは
十分に経済性のある値である。
面に電解砥粒研磨法を適用し、３μmRmax程度の下地面
を0.05μmRmax程度にまで超鏡面仕上げすることができ
た。＃500及び＃3000ナイロン不織布による粗、中研磨
工程、ウレタン材による鏡面研磨工程の各２分のほか、
電解液流量がゼロに近いために30秒ごとに行う電解液更
新の際の休止時間が各３回加わり、総加工時間は８分弱
になる。多軸力が容易であることを考慮すれば、これは
十分に経済性のある値である。
［発明の効果］ このような本発明の電解砥粒超鏡面仕上げ方法によれ
ば、電解砥粒研磨法を小径管内面に適用して、下地面粗
さ３μmRmax程度の表面を数10nmRmax程度にまで超鏡面
仕上げすることができる。
ば、電解砥粒研磨法を小径管内面に適用して、下地面粗
さ３μmRmax程度の表面を数10nmRmax程度にまで超鏡面
仕上げすることができる。
第１図A,Bは、本発明において用いる電極工具の製造の
過程及び完成状態を示す斜視図、第２図は電極工具周速
と平均交差角の関係を示すグラフ、第３図は本発明の方
法を実施する装置の概要を示す断面図、第４図及び第５
図は他の装置例の平面図及び正面図、第６図は素材管内
面の粗さ分布を示すグラフ、第７図は＃500ナイロン不
織布による下地面粗さの改善特性を示すグラフ、第８図
A,Bは粗、中仕上げの研磨実験を行った結果の粗さ改善
特性を示すグラフ、第９図はウレタン材を用いた鏡面仕
上げ用電極工具による研磨工程の粗さ曲線の時間変化を
示すグラフである。 １……電極工具、2,15……芯電極、 ３……弾性材、４……ナイロン不織布、 10,20……小径管、14,25……電極工具。
過程及び完成状態を示す斜視図、第２図は電極工具周速
と平均交差角の関係を示すグラフ、第３図は本発明の方
法を実施する装置の概要を示す断面図、第４図及び第５
図は他の装置例の平面図及び正面図、第６図は素材管内
面の粗さ分布を示すグラフ、第７図は＃500ナイロン不
織布による下地面粗さの改善特性を示すグラフ、第８図
A,Bは粗、中仕上げの研磨実験を行った結果の粗さ改善
特性を示すグラフ、第９図はウレタン材を用いた鏡面仕
上げ用電極工具による研磨工程の粗さ曲線の時間変化を
示すグラフである。 １……電極工具、2,15……芯電極、 ３……弾性材、４……ナイロン不織布、 10,20……小径管、14,25……電極工具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−34227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−237815（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】芯電極の周囲に弾性材を介してナイロン不
織布を巻いた仕上げ用電極工具を、ワークであるステン
レス鋼製の小径管内に圧入し、その小径管をプラス極，
電極工具をマイナス極として、電解液中において両極間
に電流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより、
上記小径管内面を電解により研磨し、これと並行して電
極工具と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向
に相対的な往復運動を与えることによって機械的に研磨
し、この前段研磨工程において、小径管内面の表面粗さ
が0.5μmRmaxを切った後に、工具として、芯電極にの周
囲にウレタンを巻いた鏡面仕上げ用電極工具を用い、こ
れを上記小径管内に圧入して、小径管をプラス極，電極
工具をマイナス極として、電解液中において両極間に電
流密度0.5A/cm2以下の微小電流を流すことにより上記小
径管内面を電解により研磨し、これと並行して電極工具
と小径管を相対的に回転させると同時に、軸方向に相対
的な往復運動を与え、電解液中に混入して上記ウレタン
に一時的に保持させた微細な遊離砥粒の作用をも付加し
て機械的に鏡面研磨することを特徴とする小径管内面の
電解砥粒超鏡面仕上げ方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の方法において、前段研磨
工程を、順次細かいナイロン不織布を巻いた仕上げ用電
極工具を用いて複数段に行うことを特徴とする小径管内
面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法。
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|---|---|---|---|
| JP1285259A JPH0794090B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 小径管内面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法 |
| DE69022579T DE69022579T2 (de) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Elektro-abrasives Polierverfahren zur Erzielung besonders glatter Spiegelflächen auf den Innenwänden von Rohren. |
| AU66091/90A AU645764B2 (en) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Method of super-mirror finishing with electrolytic grinding for internal surface of small-diameter tube |
| US07/691,012 US5294309A (en) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Electro-abrasive polishing of the inner surface of pipes to extra-smooth mirror finish |
| PCT/JP1990/001389 WO1991006388A1 (fr) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Procede de finissage superspeculaire par rectification electrolytique de la surface interne d'un tube de petit diametre |
| ES90915818T ES2078355T3 (es) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Un procedimiento de pulido electro abrasivo de la suprficie interna de tuberias para un acabado espejo extra suave. |
| CA002044581A CA2044581C (en) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | An electro-abrasive polishing process of the inner surface of pipes to extra-smooth mirror finish |
| EP90915818A EP0452501B1 (en) | 1989-11-01 | 1990-10-30 | Electro-abrasive Polishing Process of the Inner Surface of Pipes to Extra-smooth Mirror Finish |
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| JP1285259A JPH0794090B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 小径管内面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法 |
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| JP1285259A Expired - Fee Related JPH0794090B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 小径管内面の電解砥粒超鏡面仕上げ方法 |
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| EP (1) | EP0452501B1 (ja) |
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| CA (1) | CA2044581C (ja) |
| DE (1) | DE69022579T2 (ja) |
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| JP2014085254A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd | 超音波流量計及びこれを備える流体制御装置 |
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| JPH07266837A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | Horikiri Bane Seisakusho:Kk | 中空スタビライザの製造法 |
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| DE19924762C1 (de) * | 1999-05-29 | 2001-01-11 | Butting H Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Innenoberflächenbehandlung von metallischen Rohren |
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-
1990
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- 1990-10-30 EP EP90915818A patent/EP0452501B1/en not_active Expired - Lifetime
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