JPH0885059A - Method for removing open flaw - Google Patents
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- JPH0885059A JPH0885059A JP22222294A JP22222294A JPH0885059A JP H0885059 A JPH0885059 A JP H0885059A JP 22222294 A JP22222294 A JP 22222294A JP 22222294 A JP22222294 A JP 22222294A JP H0885059 A JPH0885059 A JP H0885059A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば連続鋳造ライ
ンおよびその後工程において、鋳片および鋼片の表面の
開口疵を研削して除去するために好適に実施することが
できるアブレイシブウォータジェットを用いる開口疵の
除去方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can be suitably used for grinding and removing open flaws on the surface of a slab and a steel slab, for example, in a continuous casting line and subsequent steps. The present invention relates to a method for removing opening flaws.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鋼片の表面の開口疵を除去する鋼片手入
れ作業の先行技術としては、ホットスカーフによる溶削
の手法が知られており、これはたとえば特開昭５２−５
６４４および特開昭５２−８１０４８などに開示されて
いる。このようなホットスカーフ作業は、高温、高粉塵
を伴い、作業環境を著しく悪化する不具合があるばかり
でなく、ホットスカーフ処理後の溶削鋼片の表面に残存
する疵の判別が困難である。またホットスカーフ処理で
は、溶削深さのコントロールが不可能であり、溶削むら
が発生し、したがって疵の取残しを生じやすく、あるい
は取残し防止のためにホットスカーフによる溶削量を多
くする必要があり、このように溶削量を多くすると、歩
留りの低下を招くことになる。2. Description of the Related Art As a prior art for servicing a steel slab for removing open flaws on the surface of the slab, a method of fusing by a hot scarf is known.
644 and JP-A-52-81048. Such hot scarf work involves high temperature and high dust, and not only has a problem that the working environment is significantly deteriorated, but also it is difficult to identify flaws remaining on the surface of the welded steel piece after the hot scarf treatment. Also, with hot scarf treatment, it is not possible to control the depth of fusing, and uneven fusing occurs, so defects are likely to be left behind, or the amount of fusing with a hot scarf is increased to prevent leftovers. It is necessary to increase the amount of fusing in this way, which leads to a decrease in yield.
【０００３】このようなホットスカーフによる溶削の他
に、グラインダによる研削によって疵の除去を行う手法
があり、これはたとえば特開平１−２４２７２９に開示
されている。この先行技術では、ステンレス鋳片、ステ
ンレス鋼片をグラインダにより研削する際に、特定温度
範囲でグラインダ手入れを行い、ステンレス鋼の自硬性
を回避して効果的に欠陥部除去を行う。このようなステ
ンレス鋳片、ステンレス鋼片をグラインダにより研削す
る際に、特定温度範囲でグラインダ手入れを行う方法
も、鋼片の種類によっては上述ホットスカーフ方式と同
様に高温、高粉塵発生という悪環境下での作業となり、
しかも、研削後の表面に残存する疵の判別は上述と同様
に困難である不都合さがあり、疵取りコストが極めて高
い等の欠点を伴うものである。グラインダ幅を広くする
と、不要な削り量が多く、駆動力が大きくなり、ランニ
ングコストが大となって歩留りが悪く、このためグライ
ンダの幅を狭くすると、能率が低下し、多くのグライン
ダを要し、手入れ時間が長くなり、好ましくない。In addition to the above-described hot scarf fusing, there is a method of removing flaws by grinding with a grinder, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-2242729. In this prior art, when a stainless cast piece or a stainless steel piece is ground by a grinder, the grinder is cared for within a specific temperature range to avoid self-hardening of the stainless steel and effectively remove the defective portion. When grinding such stainless slabs and stainless steel slabs with a grinder, the method of performing grinder maintenance in a specific temperature range is also the same as the above hot scarf method, depending on the type of steel slabs. Work below,
In addition, it is difficult to determine the flaws remaining on the surface after grinding as in the above case, and the flaw removal cost is extremely high. If the grinder width is wide, the amount of unnecessary cutting is large, the driving force is large, the running cost is large, and the yield is poor.Therefore, if the width of the grinder is narrow, the efficiency is reduced and many grinders are required. However, the maintenance time becomes long, which is not preferable.
【０００４】またこのようなグラインダによる研削の手
法では、図１２（１）に示されるように鋳片または鋼片
などの被加工物１に疵２が存在するとき、回転砥石３を
回転して深さｄ１だけ研削すると、図１２（２）に示さ
れるように疵２の一部分である疵４が被加工物１の内部
に残存しているにも拘わらず、表面５からは見えない状
態となっていることがある。このような被加工物１の内
部に残存した疵４は、研削後において目視では見つける
ことが困難であり、疵２を確実に除去することが困難で
ある。したがってこのような疵２の残存部分４は、研削
後においても、被加工物１の表面から見える状態になっ
ていることが望まれるのである。Further, in the grinding method using such a grinder, as shown in FIG. 12 (1), when a flaw 2 is present on a workpiece 1 such as a cast piece or a steel piece, the rotary grindstone 3 is rotated. When the surface is ground by the depth d1, it cannot be seen from the surface 5 although the flaw 4 which is a part of the flaw 2 remains inside the workpiece 1 as shown in FIG. It has become. Such a flaw 4 remaining inside the workpiece 1 is difficult to be visually detected after grinding, and it is difficult to reliably remove the flaw 2. Therefore, it is desired that such a remaining portion 4 of the flaw 2 be visible from the surface of the workpiece 1 even after grinding.
【０００５】さらに他の先行技術は、特開昭５１−９７
８９４に開示されている。この先行技術では、ステンレ
ス鋼板の表面に湿式で所定の研磨材をノズルから噴射し
て研削と脱スケールを併せて行う。このようなステンレ
ス鋼板の表面に湿式で研磨材をノズルから噴射して研削
と脱スケールを行う等の鋼片の疵手入れ除去方式は現状
では後者の脱スケールを行うことが主体であって、鋼片
の疵欠陥を研削除去するには技術的に未だ不充分であ
り、実効上採用できないものである。Still another prior art is Japanese Patent Laid-Open No. 51-97.
894. In this prior art, a predetermined abrasive is wetly sprayed onto the surface of a stainless steel plate from a nozzle to perform both grinding and descaling. At present, the current method for removing flaws on steel slabs, such as grinding and descaling by spraying an abrasive from a nozzle on the surface of such a stainless steel plate, is mainly the latter descaling. It is not technically sufficient to grind and remove flaw defects on one side, and it cannot be practically adopted.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鋳片
および鋼片などの金属片などの被加工物の開口疵を、ア
ブレイシブウォータジェットを用いて確実に除去するこ
とができるようにした開口疵の除去方法を提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reliably remove open flaws in a work piece such as a metal piece such as a cast piece and a steel piece by using an abrasive water jet. Another object of the present invention is to provide a method of removing the opening flaw.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルのノズ
ル孔から、砥粒と液体との混合物であるウォータジェッ
トを噴射して被加工物を研削する開口疵の除去方法にお
いて、ウォータジェットを、被加工物の開口疵とその付
近に噴射して研削する第１ステップと、第１ステップに
おけるウォータジェットによる被加工物の表面上のエネ
ルギより小さくして、かつウォータジェットを被加工物
の開口疵とその付近に噴射して開口疵の第１ステップに
よって形成された研削ばりを除去する第２ステップとを
含むことを特徴とする開口疵の除去方法である。また本
発明は、第２ステップで用いられる砥粒の径を、第１ス
テップで用いられる砥粒の径未満に選ぶことを特徴とす
る。また本発明は、第２ステップにおける被加工物の表
面とノズル軸線との成す角度θを、第１ステップにおけ
る角度未満に選ぶことを特徴とする。また本発明は、第
２ステップにおけるノズルの先端部から、そのノズルの
軸線に沿う被加工物の表面までの距離を、第１ステップ
における距離を超える値に選ぶことを特徴とする。また
本発明は、第１ステップで用いられる砥粒の径を０．４
ｍｍφ以上とし、第２ステップで用いられる砥粒の径を
０．３ｍｍφ未満とすること特徴とする。また本発明
は、第１ステップにおける前記角度を約４５度とし、第
２ステップにおける前記角度を約３０度未満とすること
を特徴とする。また本発明は、第１および第２のステッ
プにおけるノズルの移動軌跡は、相互に異なることを特
徴とする。また本発明は、第１および第２の各ステップ
におけるノズルの移動軌跡は、同一であることを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a workpiece. A first step of injecting and grinding an opening flaw of a workpiece and its vicinity, and making the energy smaller than the energy on the surface of the workpiece by the water jet in the first step and opening the water jet An opening flaw removing method comprising: a flaw; and a second step of ejecting the flaw near the flaw and removing a grinding flash formed by the first step of the opening flaw. Further, the present invention is characterized in that the diameter of the abrasive grains used in the second step is selected to be smaller than the diameter of the abrasive grains used in the first step. Further, the present invention is characterized in that the angle θ formed by the surface of the work piece and the nozzle axis in the second step is selected to be smaller than the angle in the first step. Further, the present invention is characterized in that the distance from the tip of the nozzle in the second step to the surface of the workpiece along the axis of the nozzle is selected to be a value exceeding the distance in the first step. The present invention also sets the diameter of the abrasive grains used in the first step to 0.4.
The diameter of the abrasive grains used in the second step is less than 0.3 mmφ. Further, the present invention is characterized in that the angle in the first step is about 45 degrees and the angle in the second step is less than about 30 degrees. Further, the present invention is characterized in that the movement loci of the nozzles in the first and second steps are different from each other. Further, the present invention is characterized in that the movement loci of the nozzles in the first and second steps are the same.
【０００８】[0008]
【作用】本発明に従えば、開口疵をアブレイシブウォー
タジェットを用いて研削して除去するにあたり、先ず第
１ステップとしてウォータジェットを被加工物の開口疵
とその付近に噴射して研削した後、研削ばりが発生して
いる場合には、次に第２ステップとして、被加工物の表
面上のエネルギが、第１ステップに比べてもっと小さく
なるようにして、ウォータジェットを開口疵とその付近
に噴射する。被加工物の表面上のエネルギを、第２ステ
ップでは第１ステップに比べて小さくするためには、た
とえば具体的には、第２ステップでは砥粒の径を小さく
し、または被加工物の表面とノズル軸線との成す角度θ
を小さくし、またはノズル孔から、すなわちノズルの先
端部から、そのノズルの軸線に沿う被加工物の表面まで
の距離を大きくする。According to the present invention, when the opening flaw is removed by grinding with the abrasive water jet, first, as the first step, the water jet is jetted to the opening flaw of the workpiece and its vicinity to be ground. After that, if grinding burrs are generated, then in a second step, the energy on the surface of the workpiece is made smaller than that in the first step, and the water jet is opened and its flaws are formed. Inject near. In order to make the energy on the surface of the work piece smaller in the second step than in the first step, specifically, for example, in the second step, the diameter of the abrasive grains is made smaller, or the surface of the work piece is made smaller. Angle θ between the nozzle axis and
Or decrease the distance from the nozzle hole, that is, from the tip of the nozzle to the surface of the workpiece along the axis of the nozzle.
【０００９】また本発明に従えば、第１ステップでは砥
粒の径を０．４ｍｍφ以上、ただし２ｍｍφ未満とし、
第２ステップではその砥粒の径を０．３ｍｍφ未満、し
かしたとえば０．２ｍｍφ以上として、第２ステップで
は被加工物の表面上のウォータジェットによるエネルギ
を小さくする。According to the invention, in the first step, the diameter of the abrasive grains is 0.4 mmφ or more, but less than 2 mmφ,
In the second step, the diameter of the abrasive grains is less than 0.3 mmφ, but, for example, 0.2 mmφ or more, and in the second step, the energy due to the water jet on the surface of the workpiece is reduced.
【００１０】また本発明では、第１ステップでは角度θ
を約４５度とし、第２ステップでは約３０度未満、ただ
したとえば約１５度以上として、ウォータジェットの被
加工物の表面への衝突エネルギを小さくする。In the present invention, the angle θ is set in the first step.
Is about 45 degrees, and in the second step is less than about 30 degrees, but for example about 15 degrees or more to reduce the collision energy of the water jet with the surface of the workpiece.
【００１１】さらに本発明では、第１および第２のステ
ップにおけるノズルの各トラバース移動軌跡を相互に異
ならせ、または同一とする。Further, in the present invention, the trajectories of traverses of the nozzles in the first and second steps are made different from each other or made the same.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は、本発明の一実施例の被加工物１５の
研削状態を示す簡略化した斜視図である。この被加工物
１５は、たとえば連続鋳造ラインのスラブ、ブルーム、
ビレッドなどの鋳片であり、またはその後工程における
鋼片などであり、このような金属片のほかに、そのほか
の材料から成ってもよい。たとえば鋳片である被加工物
１５の表面には、割れまたはヘアクラックなどの開口疵
１６が存在し、本発明ではこの開口疵１６を、図３に示
される砥粒と液体である水との混合物であるアブレイシ
ブウォータジェット２６を噴射することによって研削し
て除去する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a simplified perspective view showing a grinding state of a work piece 15 according to an embodiment of the present invention. This workpiece 15 is, for example, a slab, a bloom, a slab of a continuous casting line.
It is a slab such as billed, or a steel slab in the subsequent process, and may be made of other materials besides such a metal slab. For example, an opening flaw 16 such as a crack or a hair crack is present on the surface of the workpiece 15 that is a slab, and in the present invention, the opening flaw 16 is formed by the abrasive grains shown in FIG. 3 and the liquid water. It is ground and removed by spraying a mixture of abrasive water jets 26.
【００１３】ノズル１７は、複数軸を有するロボットの
手首に装着され、図２に示される被加工物１５の平面図
において、第１ステップでは、トラバース移動軌跡２５
を辿る。ロボットノズル１７を、１パスＰ１ずつ、被加
工物１５の幅方向に移動し、またその被加工物１５の長
手方向に１ピッチＰ２だけ移動し、同様な１パスＰ１毎
の研削作業のための移動を行う。ピッチＰ２は、たとえ
ば２ｍｍ程度であってもよい。The nozzle 17 is attached to the wrist of a robot having a plurality of axes, and in the plan view of the workpiece 15 shown in FIG.
Follow. The robot nozzle 17 is moved by one pass P1 in the width direction of the work piece 15, and is also moved by one pitch P2 in the longitudinal direction of the work piece 15, for the same grinding work for each pass P1. Make a move. The pitch P2 may be, for example, about 2 mm.
【００１４】こうして第１ステップの研削終了後には、
図に示されている研削ばり４１を除去するために、第２
ステップの研削を行う。この第２ステップでは、ノズル
１７のトラバース移動軌跡３９は、本発明の一実施例で
は、移動軌跡２５に垂直であり、すなわち１パスＰ３ず
つ、被加工物１５の幅方向に移動し、またその被加工物
１５の長手方向に１ピッチＰ４だけ移動し、同様な１パ
スＰ３毎の研削作業のための移動を行う。Ｐ１＝Ｐ３，
Ｐ２＝Ｐ４としてもよい。開口疵１６の大小により適宜
その研削範囲を決定する。Thus, after finishing the grinding in the first step,
To remove the grinding beam 41 shown in the figure, a second
Perform step grinding. In the second step, the traverse movement locus 39 of the nozzle 17 is, in one embodiment of the present invention, perpendicular to the movement locus 25, that is, one path P3 is moved in the width direction of the workpiece 15, and The workpiece 15 is moved by one pitch P4 in the longitudinal direction, and the same movement for each grinding operation P3 is performed. P1 = P3
P2 = P4 may be set. The grinding range is appropriately determined depending on the size of the opening flaw 16.
【００１５】図３は、ノズル１７によって被加工物１５
の表面を研削している状態の原理を示す簡略化した斜視
図である。開口疵１６の軸線１８が延びる方向と、被加
工物１５の表面上へのノズル１７の軸線１９の投影され
た直線２０との成す角度αを、３０〜１５０度に選び、
好ましくは６０〜１２０度に選ぶ。これによって平坦度
を向上し、研削率を向上することができるようになる。
図１では、説明の便宜のために開口疵１６の被加工物１
５における表面上の軸線１８をｙ軸とし、その軸線１８
に垂直であって被加工物１５の表面内の方向をｘ軸と
し、この被加工物１５の表面に垂直方向をｚ軸とする。In FIG. 3, the work piece 15 is processed by the nozzle 17.
FIG. 3 is a simplified perspective view showing the principle of a state in which the surface of is being ground. The angle α formed by the direction in which the axis 18 of the opening flaw 16 extends and the projected straight line 20 of the axis 19 of the nozzle 17 onto the surface of the workpiece 15 is selected to be 30 to 150 degrees,
It is preferably selected from 60 to 120 degrees. This makes it possible to improve the flatness and the grinding rate.
In FIG. 1, the workpiece 1 having the opening flaw 16 is illustrated for convenience of description.
The axis 18 on the surface in 5 is the y-axis, and the axis 18
The direction perpendicular to the surface of the work piece 15 and perpendicular to the surface is the x-axis, and the direction perpendicular to the surface of the work piece 15 is the z-axis.
【００１６】さらに被加工物１５の表面とノズル１７の
軸線１９との成す角度θを７〜８０度に選ぶ。このこと
によってもまた、研削率を向上することができる。Further, the angle θ formed by the surface of the workpiece 15 and the axis 19 of the nozzle 17 is selected to be 7 to 80 degrees. This also can improve the grinding rate.
【００１７】図４はノズル１７の縦断面図であり、図５
はこのノズル１７の底面を示す。ノズル１７は直円筒状
に形成され、その長さＬ１は、たとえば２００ｍｍであ
り、ノズル孔３８の内径Ｄ１は、たとえば４ｍｍφであ
る。ノズル１７の上部には、混合容器２１が設けられ、
管路２２を介して１０3 〜１０4ｋｇｆ／ｃｍ2、たとえ
ば３０００ｋｇｆ／ｃｍ2の高圧力水が供給され、また
管路２３からは、砥粒が供給され、両者が混合容器２１
内の混合室２４で混合され、これらはノズル孔３８の先
端部から噴射されてアブレイシブウォータジェットを形
成して被加工物１５の表面に噴射させる。砥粒は、ガー
ネット、鋳鉄グリッド、鋳鋼グリッド、砂鉄、アルミ
ナ、珪砂などの微粒状であり、粒経は前述のように０．
２ｍｍ〜２ｍｍφとし、高圧水に混入した状態で、ノズ
ル１７に混合室２４から導かれる。このノズル１７は、
複数軸を有するロボットの手首に装着され、トラバース
移動される。FIG. 4 is a vertical sectional view of the nozzle 17, and FIG.
Indicates the bottom surface of the nozzle 17. The nozzle 17 is formed in a right cylindrical shape, and its length L1 is, for example, 200 mm, and the inner diameter D1 of the nozzle hole 38 is, for example, 4 mmφ. Above the nozzle 17, a mixing container 21 is provided,
High-pressure water of 10 3 to 10 4 kgf / cm 2 , for example, 3000 kgf / cm 2 is supplied via the conduit 22, and abrasive grains are supplied from the conduit 23, both of which are mixed container 21.
The mixture is mixed in the mixing chamber 24 inside, and these are jetted from the tip of the nozzle hole 38 to form an abrasive water jet, which is jetted onto the surface of the workpiece 15. The abrasive grains are fine particles such as garnet, cast iron grid, cast steel grid, iron sand, alumina, and silica sand, and the grain size is 0.
The pressure is set to 2 mm to 2 mmφ and is introduced from the mixing chamber 24 to the nozzle 17 in a state of being mixed with high pressure water. This nozzle 17
It is attached to the wrist of a robot having multiple axes and traversed.
【００１８】本発明に従えば、先ず第１ステップにおい
て、前記角度θを約４５度とし、ウォータジェット２６
の砥粒の径を０．４ｍｍφ以上とし、移動軌跡２５を辿
り、疵１６の効率的な研削を行う。According to the present invention, first, in the first step, the angle θ is set to about 45 degrees, and the water jet 26
The diameter of the abrasive grains is set to 0.4 mmφ or more, the movement locus 25 is traced, and the flaw 16 is efficiently ground.
【００１９】図６は、この第１ステップにおけるウォー
タジェット２６による被加工物１５の研削状態を示す断
面図である。ウォータジェット２６によって被加工物１
５の表面が研削され、参照符４０で示されるように、そ
の表面の一部が潰されてゆく。その結果、第１ステップ
の研削終了後には、図７に示されるように、疵１６の研
削されて小さくなった残存している疵１６ａの上を少な
くとも部分的に覆う研削ばり４１が生成する。このよう
な研削ばり４１が生成すると、その下方にある疵１６ａ
を目視などによって容易に検出することはできない。そ
こでこのような研削ばり４１を除去するために、第２ス
テップが行われる。この第２ステップは、表１の実施例
１〜７で示すとおりである。FIG. 6 is a sectional view showing a state of grinding the workpiece 15 by the water jet 26 in the first step. Workpiece 1 by water jet 26
The surface of No. 5 is ground and, as indicated by reference numeral 40, part of the surface is crushed. As a result, after the completion of the grinding in the first step, as shown in FIG. 7, a grinding beam 41 is formed which at least partially covers the remaining scratches 16a of the scratches 16 which have been ground and reduced in size. When such a grinding beam 41 is generated, the flaw 16a located below it
Cannot be easily detected by visual inspection. Therefore, a second step is performed in order to remove such grinding flash 41. The second step is as shown in Examples 1 to 7 of Table 1.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】第２ステップの構成要件ａは、ノズル１７
の移動軌跡３９を辿ることであり、したがって第１ステ
ップにおける移動軌跡２５とは９０度ずれた移動軌跡３
９を辿ることである。これによって研削ばり４１の除去
が容易になる。The constituent requirement a of the second step is that the nozzle 17
Of the moving locus 3 of the first step.
9 is to be traced. This facilitates removal of the grinding flash 41.
【００２２】第２ステップにおける構成要件ｂは、ウォ
ータジェット２６を構成する砥粒の径を、第１ステップ
で用いられる砥粒の径未満に選ぶことであり、たとえば
第１ステップで砥粒の径を前述のように０．４ｍｍφ以
上としたとき、第２ステップでは砥粒の径を０．３ｍｍ
φ未満とする。こうして被加工物１５の表面上における
ウォータジェット２６によるエネルギを、第１ステップ
におけるそのエネルギの値未満となるようにし、研削ば
り４１を研削して除去する。なお、第１ステップにおけ
る砥粒の径は、２ｍｍφ未満に選び、これによってノズ
ル１７のノズル孔３８の内周面が砥粒によって摩耗する
ことを防ぐ。The constituent requirement b in the second step is to select the diameter of the abrasive grains forming the water jet 26 to be smaller than the diameter of the abrasive grains used in the first step. For example, the diameter of the abrasive grains in the first step. Is 0.4 mmφ or more as described above, the diameter of the abrasive grains is 0.3 mm in the second step.
It is less than φ. In this way, the energy of the water jet 26 on the surface of the workpiece 15 is set to be less than the energy value in the first step, and the grinding flash 41 is ground and removed. The diameter of the abrasive grains in the first step is selected to be less than 2 mmφ, which prevents the inner peripheral surface of the nozzle hole 38 of the nozzle 17 from being worn by the abrasive grains.
【００２３】第２ステップの構成要件ｃは、被加工物１
５の表面とノズル軸線１９との成す角度θを、第１ステ
ップにおける角度未満に選ぶことであり、たとえば第１
ステップにおける角度θを前述のように約４５度とした
とき、第２ステップではその角度θを約３０度未満に選
ぶ。角度θを３０度未満の値に選ぶことによって、ウォ
ータジェットのエネルギによって研削ばり４１を研削し
て吹き飛ばすことができる。この角度θは、たとえば１
５度以上の値に選ばれ、この値以上として、研削ばり４
１の除去を可能する。The constituent requirement c of the second step is that the workpiece 1
The angle θ formed by the surface of No. 5 and the nozzle axis 19 is selected to be less than the angle in the first step.
When the angle θ in the step is about 45 degrees as described above, the angle θ is selected to be less than about 30 degrees in the second step. By selecting the angle θ to be less than 30 degrees, the grinding beam 41 can be ground and blown by the energy of the water jet. This angle θ is, for example, 1
It is selected as a value of 5 degrees or more, and if it is more than this value, grinding beam 4
Allows the removal of 1.
【００２４】第２ステップの構成要件ｄは、ノズル１７
のノズル孔３８の先端部から、そのノズル１７の軸線１
９に沿う被加工物１５の表面までの距離を、第１ステッ
プにおける距離を超える値に選ぶことであり、このこと
によってもまた、ウォータジェットによる被加工物１５
の表面上のエネルギを、第１ステップのエネルギの値未
満とすることができる。The constituent requirement d of the second step is that the nozzle 17
From the tip of the nozzle hole 38 of the
The distance to the surface of the work piece 15 along 9 is chosen to be greater than the distance in the first step, which again leads to the work piece 15 with the water jet.
The energy on the surface of the can be less than the value of the energy of the first step.
【００２５】第２ステップでは、このような各構成要件
ａ〜ｄを選択的に１または複数、組合わせて行う。第２
ステップでは、ノズル１７のトラバース移動軌跡３９
は、第１ステップと同一であってもよい。In the second step, one or a plurality of such constituent features a to d are selectively combined. Second
In the step, the traverse movement locus 39 of the nozzle 17
May be the same as the first step.
【００２６】図８は本件発明者の実験結果を示すグラフ
であり、角度αと被加工物１５の表面の平坦度とを示
す。また図９は、本件発明者の実験による角度αと研削
率との関係を示すグラフである。研削率は、単位時間当
たりの研削重量であり、その単位はｇ／分で表すことが
できる。角度αが３０〜１５０度の範囲で平坦度が良好
であり、また研削率が良好であることが理解される。ま
た角度αを、好ましくは６０度〜１２０度の範囲に選
ぶ。図８および図９の実験において、角度θ＝４５度と
する。FIG. 8 is a graph showing the experimental results of the inventor of the present invention, showing the angle α and the flatness of the surface of the workpiece 15. Further, FIG. 9 is a graph showing the relationship between the angle α and the grinding rate according to the experiment by the present inventors. The grinding rate is a grinding weight per unit time, and its unit can be expressed in g / min. It is understood that the flatness is good and the grinding rate is good when the angle α is in the range of 30 to 150 degrees. Further, the angle α is preferably selected in the range of 60 degrees to 120 degrees. In the experiment of FIGS. 8 and 9, the angle θ = 45 degrees.
【００２７】図１０は、本件発明者の実験結果を示すグ
ラフであり、ウォータジェット２６を形成する砥粒の平
均粒径と平坦度との関係を示す。また図１１は本件発明
者の実験結果を示し、砥粒の平均粒径と研削率との関係
を示す。砥粒の粒径が０．２ｍｍφ以上において平坦度
および研削率が良好であることが判る。したがって砥粒
の径は０．２ｍｍφ以上に選ばれる。図１０および図１
１において角度θ＝４５度とする。FIG. 10 is a graph showing the experimental results of the inventor of the present invention, showing the relationship between the average grain size of the abrasive grains forming the water jet 26 and the flatness. Further, FIG. 11 shows the experimental results of the present inventors, showing the relationship between the average grain size of the abrasive grains and the grinding rate. It can be seen that the flatness and the grinding rate are good when the grain size of the abrasive grains is 0.2 mmφ or more. Therefore, the diameter of the abrasive grains is selected to be 0.2 mmφ or more. 10 and 1
In 1 the angle θ = 45 degrees.
【００２８】砥粒の粒径が２ｍｍφを超えると、ノズル
１７のノズル孔３８の内周面が砥粒によって摩耗し、長
期間の使用が困難となる。そこで本発明では、砥粒は２
ｍｍφ以下の粒径に選ぶ。When the grain size of the abrasive grains exceeds 2 mmφ, the inner peripheral surface of the nozzle hole 38 of the nozzle 17 is worn by the abrasive grains, making it difficult to use for a long period of time. Therefore, in the present invention, the number of abrasive grains is 2
Select a particle size of mmφ or less.
【００２９】さらに本発明では、角度θは、７〜８０度
の範囲に選ぶ。角度θが７度未満であるときには、ウォ
ータジェット２６は被加工物１５の表面の研削面に平行
に近くなって衝突することになり、したがって衝突エネ
ルギが被加工物１５に伝わらず、研削率が低下する。ま
た角度θが８０度を超えると、ウォータジェット２６の
吐出エネルギが被加工物１５の表面による反射エネルギ
と干渉し、研削エネルギが大幅に低下してしまう。Further, in the present invention, the angle θ is selected in the range of 7 to 80 degrees. When the angle θ is less than 7 degrees, the water jet 26 collides with the surface of the work piece 15 in parallel with the grinding surface, so that the collision energy is not transmitted to the work piece 15 and the grinding rate is reduced. descend. Further, when the angle θ exceeds 80 degrees, the discharge energy of the water jet 26 interferes with the reflection energy by the surface of the workpiece 15, and the grinding energy is significantly reduced.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、砥粒と液
体、たとえば水との混合物であるアブレイシブウォータ
ジェットを、被加工物に噴射して研削し、開口疵の除去
を行うにあたり、先ず第１ステップとして、ウォータジ
ェットを開口疵とその付近に噴射して研削し、この研削
のための被加工物の表面上におけるウォータジェットの
エネルギを大きくするために、砥粒の径をたとえば０．
４ｍｍφ以上とし、また被加工物の表面とノズル軸線と
の成す角度θを約４５度とし、こうして効率的な研削を
可能とする。このような第１ステップの研削によって、
開口疵付近に研削ばりが生成し、この研削ばりを除去す
るために、第２ステップでは、被加工物の表面上のウォ
ータジェットによるエネルギが小さくなるように、その
開口疵とその付近にウォータジェットを噴射し、たとえ
ば粒の粒径を０．３ｍｍφ未満とし、また前記角度θを
約３０度未満とし、これによって被加工物の表層をたと
えば０．２〜０．５ｍｍだけの厚みで研削して除去し、
こうして研削ばりを効率よく除去することができ、この
第２ステップでは、大きな研削率で積極的に研削を行う
ことはしない。こうして被加工物の開口疵を、周囲の環
境を悪化することなく、希望する研削深さで確実に除去
することを可能にし、また歩留まりが良好であり、さら
に研削ばりが残存してしまうことが防がれる。As described above, according to the present invention, an abrasive flaw is removed by injecting an abrasive water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, for example, water, onto a work to be ground. First, as the first step, a water jet is sprayed on the opening flaw and its vicinity for grinding, and the diameter of the abrasive grain is changed to increase the energy of the water jet on the surface of the workpiece for this grinding. For example, 0.
It is 4 mmφ or more, and the angle θ formed by the surface of the workpiece and the nozzle axis is about 45 degrees, thus enabling efficient grinding. By such grinding of the first step,
A grinding flash is generated near the opening flaw, and in order to remove this grinding flash, in the second step, the energy of the water jet on the surface of the workpiece is reduced so that the water jet is formed in the vicinity of the opening flaw and the water jet. Is sprayed, and the grain size of the grains is less than 0.3 mmφ, and the angle θ is less than about 30 degrees, whereby the surface layer of the workpiece is ground to a thickness of only 0.2 to 0.5 mm. Removed,
In this way, the grinding flash can be removed efficiently, and in the second step, grinding is not actively performed at a large grinding rate. In this way, it is possible to reliably remove the opening flaws of the work piece at the desired grinding depth without deteriorating the surrounding environment, and the yield is good, and further, grinding burrs may remain. It is prevented.
【図１】本発明の一実施例のたとえば鋳片である被加工
物１５の開口疵１６をウォータジェット２６によって研
削して除去する動作を説明するための簡略化した斜視図
である。FIG. 1 is a simplified perspective view for explaining an operation of grinding and removing an opening flaw 16 of a work piece 15, which is a cast piece, for example, by a water jet 26 according to an embodiment of the present invention.
【図２】第１ステップおよび第２ステップにおけるノズ
ル１７のトラバース移動軌跡２５，３９を示す被加工物
１５の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the workpiece 15 showing traverse movement loci 25 and 39 of the nozzle 17 in the first step and the second step.
【図３】ノズル１７によって被加工物１５の表面を研削
している状態の原理を示す簡略化した斜視図である。FIG. 3 is a simplified perspective view showing the principle of a state in which the surface of the workpiece 15 is ground by the nozzle 17.
【図４】ノズル１７の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a nozzle 17.
【図５】ノズル１７の底面図である。FIG. 5 is a bottom view of the nozzle 17.
【図６】本発明の一実施例における第１ステップによっ
て被加工物１５をウォータジェット２６で研削している
状態を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a state in which the workpiece 15 is ground by the water jet 26 in the first step in the embodiment of the present invention.
【図７】図６に示される第１ステップで被加工物１５を
研削した後の状態を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state after grinding the workpiece 15 in the first step shown in FIG.
【図８】本件発明者の実験結果を示し、角度αと平坦度
との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the experimental results of the inventors of the present invention and showing the relationship between the angle α and the flatness.
【図９】本件発明者の実験結果を示すグラフであり、角
度αと研削率との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an experimental result of the inventor of the present application, which is a graph showing a relationship between an angle α and a grinding rate.
【図１０】本件発明者の実験結果を示し、砥粒の粒径と
平坦度との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the experimental results of the present inventors, showing the relationship between the grain size of abrasive grains and flatness.
【図１１】本件発明者の実験結果を示し、砥粒の粒径と
研削率との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of experiments conducted by the present inventor, showing the relationship between the grain size of abrasive grains and the grinding rate.
【図１２】先行技術のグラインダによる被加工物１の研
削の手法を説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a method of grinding the work piece 1 by the grinder of the prior art.
１５ 被加工物 １６ 開口疵 １６ａ 残存した疵 １７ ノズル １８ 疵１６の軸線 １９ ノズル軸線 ２０ 被加工物１５の表面上へのノズル１７のノズル軸
線１９の投影された直線 ２５ ノズル１７のトラバース移動軌跡 ２６ アブレイシブウォータジェット ２７ 研削領域 ２８，３０ 周縁部分 ２９，３１ 傾斜面 ３８ ノズル孔 ３９ ノズル１７の第２ステップにおけるトラバース移
動軌跡 ４１ 研削ばり ４２ 内方の部分15 Workpiece 16 Opening Defect 16a Remaining Defect 17 Nozzle 18 Axis 16 of Defect 16 Nozzle Axis 20 Projected Line of Nozzle Axis 19 of Nozzle 17 on Surface of Workpiece 25 Traverse Trajectory of Nozzle 17 Abrasive water jet 27 Grinding region 28,30 Peripheral part 29,31 Sloping surface 38 Nozzle hole 39 Traverse movement locus of the nozzle 17 in the second step 41 Grinding beam 42 Inner part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 琢也 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 稲岡 数麿 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 下笠 知治 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 永井 裕善 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 池本 喜和 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 朽木 宏綱 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 木村 剛 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takuya Kubota, No. 1 Tobata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture (72) Inside the Yawata Works, Nippon Steel Co., Ltd. (72) Inaoka, Sumaru Tobata-ku, Kitakyushu, Fukuoka No. 1 Tobahatamachi, Nippon Steel Co., Ltd., Yawata Works (72) Inventor Tomoji Shimogasa No. 1 Tobahata, Tobata-ku, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka, Japan (72) Inventor, Yahata Works (72) Yuzen Nagai 3-1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside Kawasaki Heavy Industries Ltd. (72) Inventor Yoshikazu Ikemoto 3-1-1 Higashi-kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd. Inside the Kobe Factory (72) Hirotsuna Kuchiki, 3-1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside the Kobe Factory (72) Inventor Gohei Kimura 3-1, 1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Kako Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe factory
Claims (8)
混合物であるウォータジェットを噴射して被加工物を研
削する開口疵の除去方法において、 ウォータジェットを、被加工物の開口疵とその付近に噴
射して研削する第１ステップと、 第１ステップにおけるウォータジェットによる被加工物
の表面上のエネルギより小さくして、かつウォータジェ
ットを被加工物の開口疵とその付近に噴射して開口疵の
第１ステップによって形成された研削ばりを除去する第
２ステップとを含むことを特徴とする開口疵の除去方
法。1. A method of removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a workpiece. The first step of spraying and grinding in the vicinity thereof, and making the energy smaller than the energy on the surface of the work piece by the water jet in the first step, and jetting the water jet to the opening flaw of the work piece and its vicinity A second step of removing the grinding flash formed by the first step of the opening flaw, the method of removing the opening flaw.
第１ステップで用いられる砥粒の径未満に選ぶことを特
徴とする請求項１記載の開口疵の除去方法。2. The diameter of the abrasive grains used in the second step,
The method for removing opening flaws according to claim 1, wherein the diameter is smaller than the diameter of the abrasive grains used in the first step.
ノズル軸線との成す角度θを、第１ステップにおける角
度未満に選ぶことを特徴とする請求項１記載の開口疵の
除去方法。3. The method for removing opening flaws according to claim 1, wherein the angle θ formed by the surface of the workpiece and the nozzle axis in the second step is selected to be less than the angle in the first step.
ら、そのノズルの軸線に沿う被加工物の表面までの距離
を、第１ステップにおける距離を超える値に選ぶことを
特徴とする請求項１記載の開口疵の除去方法。4. The distance from the tip of the nozzle in the second step to the surface of the workpiece along the axis of the nozzle is selected to be a value that exceeds the distance in the first step. Method for removing open flaws.
０．４ｍｍφ以上とし、第２ステップで用いられる砥粒
の径を０．３ｍｍφ未満とすること特徴とする請求項２
記載の開口疵の除去方法。5. The diameter of the abrasive grains used in the first step is 0.4 mmφ or more, and the diameter of the abrasive grains used in the second step is less than 0.3 mmφ.
The method for removing the described opening flaw.
度とし、 第２ステップにおける前記角度を約３０度未満とするこ
とを特徴とする請求項３記載の開口疵の除去方法。6. The angle in the first step is set to about 45.
4. The method according to claim 3, wherein the angle in the second step is less than about 30 degrees.
ルの移動軌跡は、相互に異なることを特徴とする請求項
１〜４のうちの１つに記載の開口疵の除去方法。7. The method for removing opening flaws according to claim 1, wherein the movement loci of the nozzles in the first and second steps are different from each other.
ズルの移動軌跡は、同一であることを特徴とする請求項
１〜４のうちの１つに記載の開口疵の除去方法。8. The method for removing opening flaws according to claim 1, wherein the movement loci of the nozzles in the first and second steps are the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22222294A JPH0885059A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Method for removing open flaw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22222294A JPH0885059A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Method for removing open flaw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0885059A true JPH0885059A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=16779042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22222294A Pending JPH0885059A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Method for removing open flaw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0885059A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8568197B2 (en) | 2008-05-02 | 2013-10-29 | Rolls-Royce Plc | Method of fluid jet machining |
| JP2015020241A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | マコー株式会社 | Abrasive grain for use in wet blasting method, and wet blasting method |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP22222294A patent/JPH0885059A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8568197B2 (en) | 2008-05-02 | 2013-10-29 | Rolls-Royce Plc | Method of fluid jet machining |
| JP2015020241A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | マコー株式会社 | Abrasive grain for use in wet blasting method, and wet blasting method |
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