JPS61146428A - 流体ジエツト加工装置 - Google Patents
流体ジエツト加工装置Info
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- JPS61146428A JPS61146428A JP26708884A JP26708884A JPS61146428A JP S61146428 A JPS61146428 A JP S61146428A JP 26708884 A JP26708884 A JP 26708884A JP 26708884 A JP26708884 A JP 26708884A JP S61146428 A JPS61146428 A JP S61146428A
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- Japan
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- machining
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- Pending
Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は流体ジェットにより穴明け、切断、輪郭カット
等の加工をする流体ジェット加工装置に関する。
等の加工をする流体ジェット加工装置に関する。
ジェット加工は、例えば媒体に水を使用したとき、被加
工体表面に速度■の水流が衝突して比例した圧力Ｐを生
じ、この圧力が被加工体に作用し、剥離作用、キャビテ
ーション作用、浸蝕作用等が相互に作用しあって加工作
用が働くが、ポンプ等から供給する水流の運動エネルギ
を利用しただけでは限界があり、加工速度を更に向上さ
せることができなかった。
工体表面に速度■の水流が衝突して比例した圧力Ｐを生
じ、この圧力が被加工体に作用し、剥離作用、キャビテ
ーション作用、浸蝕作用等が相互に作用しあって加工作
用が働くが、ポンプ等から供給する水流の運動エネルギ
を利用しただけでは限界があり、加工速度を更に向上さ
せることができなかった。
本発明は加工速度を高めるために発明されたもので、先
端から噴射するノズル内の流体に焦点を結ばせてレーザ
、マイクロ波、その他の電磁波をパルス的に打込み照射
する照射装置と前記ノズルから噴射する流体に超音波振
動を伝播作用させる超音波照射装置を設けたことを特徴
とする。
端から噴射するノズル内の流体に焦点を結ばせてレーザ
、マイクロ波、その他の電磁波をパルス的に打込み照射
する照射装置と前記ノズルから噴射する流体に超音波振
動を伝播作用させる超音波照射装置を設けたことを特徴
とする。
以下図面の一実施例により本発明を説明する。
１はジェットノズルで、ホーン状に形成され、超音波振
動子２を設けて超音波を先端噴射口１ａから噴射する流
体ジェットに作用させる。媒体流体はポンプ３によって
供給され、ノズルの流入口１ｃから流路が拡大した室１
ｂ内を経て先端狭窄口１ａから噴出する。４はレーザ発
撮器で、発振レーザビ−ムをレンズ５で集束しノズルの
窓１ｄを通して室１ｂ内水中に打込みも照射する。６は
レーザ発振ビームをパルス照射するためのチョッパであ
る。７は被加工体で、加工タンク９内の台８上に設置さ
れる。１１．１２は加工台８をＸ−Ｙ軸方向に駆動する
モータ、１３がそのＮＧ制御装置でプログラムによる位
置制御を可能とする。１０は作用流体を貯蔵するタンク
で、加工タンク９に集められた流体が流下貯蔵され、ポ
ンプ３によって再度ノズルに供給して利用されるよう循
環される。
動子２を設けて超音波を先端噴射口１ａから噴射する流
体ジェットに作用させる。媒体流体はポンプ３によって
供給され、ノズルの流入口１ｃから流路が拡大した室１
ｂ内を経て先端狭窄口１ａから噴出する。４はレーザ発
撮器で、発振レーザビ−ムをレンズ５で集束しノズルの
窓１ｄを通して室１ｂ内水中に打込みも照射する。６は
レーザ発振ビームをパルス照射するためのチョッパであ
る。７は被加工体で、加工タンク９内の台８上に設置さ
れる。１１．１２は加工台８をＸ−Ｙ軸方向に駆動する
モータ、１３がそのＮＧ制御装置でプログラムによる位
置制御を可能とする。１０は作用流体を貯蔵するタンク
で、加工タンク９に集められた流体が流下貯蔵され、ポ
ンプ３によって再度ノズルに供給して利用されるよう循
環される。
ジェット流による加工は、対向する被加工体７の加工部
分にノズル１から集束した超高圧の噴射する流体ジェッ
ト２を衝突させ、衝突時の圧力による剥離作用等を働か
せて加工する。ジェット流体の例えば水はポンプ３によ
って加圧して供給され、ノズル１内の各交流路１ｂ 、
１ｃを通り狭窄された先端噴出口１ａにより細く絞られ
ビーム状ジエツ、ト流となって噴出する。しかるにノズ
ル内の流水が室１ｂを通過するとき、レーザビームが打
込まれる。即ち、発振器４から出力するレーザビームが
チョッパ６により断続パルス化されて照射し集光レンズ
５によって室１ｂ内の中心部分に焦点を結んで打込まれ
る。これにより室１ｂ内の水は衝撃的に加熱膨張し一部
蒸気化して衝撃圧を周りに作用し、このため室１ｂ内流
水はノズル先端１ａから著しく増圧された状態でジェッ
ト噴射する。流水のこのレーザ衝撃室１ｂの手前供給側
１Ｃは絞り狭窄しであるから、前記衝撃圧は先端ノズル
１ａに向けられ効率よくジェット流となって噴出し被加
工体７に衝突し、浸蝕作用が働き、強いキャビテーショ
ン、剥離作用が働き、これらの相互効果により高能率の
加工作用をするようになる。
分にノズル１から集束した超高圧の噴射する流体ジェッ
ト２を衝突させ、衝突時の圧力による剥離作用等を働か
せて加工する。ジェット流体の例えば水はポンプ３によ
って加圧して供給され、ノズル１内の各交流路１ｂ 、
１ｃを通り狭窄された先端噴出口１ａにより細く絞られ
ビーム状ジエツ、ト流となって噴出する。しかるにノズ
ル内の流水が室１ｂを通過するとき、レーザビームが打
込まれる。即ち、発振器４から出力するレーザビームが
チョッパ６により断続パルス化されて照射し集光レンズ
５によって室１ｂ内の中心部分に焦点を結んで打込まれ
る。これにより室１ｂ内の水は衝撃的に加熱膨張し一部
蒸気化して衝撃圧を周りに作用し、このため室１ｂ内流
水はノズル先端１ａから著しく増圧された状態でジェッ
ト噴射する。流水のこのレーザ衝撃室１ｂの手前供給側
１Ｃは絞り狭窄しであるから、前記衝撃圧は先端ノズル
１ａに向けられ効率よくジェット流となって噴出し被加
工体７に衝突し、浸蝕作用が働き、強いキャビテーショ
ン、剥離作用が働き、これらの相互効果により高能率の
加工作用をするようになる。
又、ノズル１には超音波振動子２により超音波振動が伝
播作用しノズル１ａから噴射するジェット流体に作用す
るから、これにより前記衝撃、キャビテーション作用等
を助長させる。特にレーザのパルス的打込み照射と前記
超音波振動の共振をとるよう整合制御することによって
、キャビテーション、衝突作用等が更に強調増幅され、
加工作用を高める。
播作用しノズル１ａから噴射するジェット流体に作用す
るから、これにより前記衝撃、キャビテーション作用等
を助長させる。特にレーザのパルス的打込み照射と前記
超音波振動の共振をとるよう整合制御することによって
、キャビテーション、衝突作用等が更に強調増幅され、
加工作用を高める。
実験によれば、ポンプ３によってノズル１Ｃに供給され
る流体圧力が３００ｋｔ ／ ｃ＊ ２でノズル室１ｂ
内に打込むレーザエネルギを４００Ｗ、 １０．６μと
し連続的に加えたとき、噴出ジェットは約２，０００ｋ
ｓ／ｃｍ２になった。又、パルス的照射したときは約２
．２００ｋｉ／ｃ■２と増大した。又、レーザのパルス
照射に対し振動子２による超音波振動を共振作用させ、
ジェット流を用いて８５５Ｃ材の切断加工したとき加工
速度が超音波を作用しないときに比べて約４０％スピー
ドアップした。更にノズルと被加工体間に２００Ｗの通
電をしたときは約８０％スピードアップした。
る流体圧力が３００ｋｔ ／ ｃ＊ ２でノズル室１ｂ
内に打込むレーザエネルギを４００Ｗ、 １０．６μと
し連続的に加えたとき、噴出ジェットは約２，０００ｋ
ｓ／ｃｍ２になった。又、パルス的照射したときは約２
．２００ｋｉ／ｃ■２と増大した。又、レーザのパルス
照射に対し振動子２による超音波振動を共振作用させ、
ジェット流を用いて８５５Ｃ材の切断加工したとき加工
速度が超音波を作用しないときに比べて約４０％スピー
ドアップした。更にノズルと被加工体間に２００Ｗの通
電をしたときは約８０％スピードアップした。
ジェット流による切断、輪郭カット等は、加工しようと
する加工形状を予めプログラムしておき、ＮＧ制御装［
１３から駆動モータ１１，１２に信号を加え、所要の加
工形状送りを被加工体７に与え、ノズル１との間に相対
的移動させながら加工する。
する加工形状を予めプログラムしておき、ＮＧ制御装［
１３から駆動モータ１１，１２に信号を加え、所要の加
工形状送りを被加工体７に与え、ノズル１との間に相対
的移動させながら加工する。
勿論相対移動送りはノズル１に駆動装置を設けて与える
ようにしてもよい。又、ノズル１との被加工体１の対向
する間隙の制御はノズル１に２輸送りを与えて調整をす
る。
ようにしてもよい。又、ノズル１との被加工体１の対向
する間隙の制御はノズル１に２輸送りを与えて調整をす
る。
尚、深穴加工するためには、加工進行に応じてノズル間
隔を追従制御し、常にジェット流の最大エネルギを被加
工体の加工部分に衝撃するよう制御する。又、形状加工
中コーナ等で送り速度を変えたとき又は定速移動のとき
、レーザの発振４を制御しチョッパ６の速度を制御する
等により高精度加工を行なうことができる。又、ノズル
１の対向方向を傾斜させてテーバカットをすることがで
きる。
隔を追従制御し、常にジェット流の最大エネルギを被加
工体の加工部分に衝撃するよう制御する。又、形状加工
中コーナ等で送り速度を変えたとき又は定速移動のとき
、レーザの発振４を制御しチョッパ６の速度を制御する
等により高精度加工を行なうことができる。又、ノズル
１の対向方向を傾斜させてテーバカットをすることがで
きる。
又、レーザ発振器はＹＡＧレーザ、Ａ「レーザ、エキシ
マレーザ、その他が用いられ、半導体レーザによれば制
御が簡単でパルス的出力も容易に制御できる。又、マイ
クロ波、その他の電磁波エネルギを利用してもよい。
マレーザ、その他が用いられ、半導体レーザによれば制
御が簡単でパルス的出力も容易に制御できる。又、マイ
クロ波、その他の電磁波エネルギを利用してもよい。
又、ジェット流の媒体には、水主体に表面活性剤、還元
剤、電解質、その他硬質粉末粒子を混合したものが利用
できる。レーザ照射により水中で硬質粒子を得るにはＴ
Ｉ ＋８−＋Ｔ！ ８２ 、Ｓｔ ＋Ｃ−’Ｓｉ Ｃ，
Ｔｉ ＋Ｂ＋Ｃ−＋Ｔｉ ＣＢ２ 、その他の組合せが
あり、Ｔｉ粒、３ｉ粒、０粒等を混入し、且つ窒素ガス
、硼素ガス等を混合する。気体、加圧空気の混合によっ
てキャビテーション作用を高めることができる。
剤、電解質、その他硬質粉末粒子を混合したものが利用
できる。レーザ照射により水中で硬質粒子を得るにはＴ
Ｉ ＋８−＋Ｔ！ ８２ 、Ｓｔ ＋Ｃ−’Ｓｉ Ｃ，
Ｔｉ ＋Ｂ＋Ｃ−＋Ｔｉ ＣＢ２ 、その他の組合せが
あり、Ｔｉ粒、３ｉ粒、０粒等を混入し、且つ窒素ガス
、硼素ガス等を混合する。気体、加圧空気の混合によっ
てキャビテーション作用を高めることができる。
以上のように本発明は、ジェットノズル内に供給された
流体に焦点を結ばせてレーザ、マイクロ波、その他の電
磁波を打込み照射し、更に噴射ノズルからジェット噴射
する流体に超音波振動を伝播作用させたから、小さいポ
ンプ圧で著しく増圧したジェット噴射を行なわせること
ができる。特に電磁波をパルス的に照射し、超音波振動
をこれに共振させるよう整合させることによって増圧効
果は高められ、ジェットによる加工効果は極めて向上し
、加工速度を高め高能率の加工を行なうことができる。
流体に焦点を結ばせてレーザ、マイクロ波、その他の電
磁波を打込み照射し、更に噴射ノズルからジェット噴射
する流体に超音波振動を伝播作用させたから、小さいポ
ンプ圧で著しく増圧したジェット噴射を行なわせること
ができる。特に電磁波をパルス的に照射し、超音波振動
をこれに共振させるよう整合させることによって増圧効
果は高められ、ジェットによる加工効果は極めて向上し
、加工速度を高め高能率の加工を行なうことができる。
セラミックス、プラスチックス、金属、半導体、その他
複合材等の加工に効果が大きい。
複合材等の加工に効果が大きい。
図面は本発明の一実施例装置の構成図である。
１・・・・・・・・・ノズル
２・・・・・・・・・超音波振動子
３・・・・・・・・・ポンプ
４・・・・・・・・・レーザ発振器
５・・・・・・・・・レンズ
６・・・・・・・・・チョッパ
７・・・・・・・・・被加工体
特 許 出 願 人
株式会社井上ジャパックス研究所
代表者 井 上 潔
Claims (1)
- （１）流体をノズルから噴射して加工する流体ジェット
加工装置に於て、前記ノズル内の流体に焦点を結ばせて
レーザ、マイクロ波、その他の電磁波をパルス的に打込
み照射する照射装置と前記ノズルから噴射する流体に超
音波振動を伝播作用させる超音波振動装置を設けたこと
を特徴とする流体ジェット加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26708884A JPS61146428A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 流体ジエツト加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26708884A JPS61146428A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 流体ジエツト加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146428A true JPS61146428A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17439873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26708884A Pending JPS61146428A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 流体ジエツト加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146428A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124260A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-06-05 | Hitachi Metals Ltd | 超硬度高速度工具鋼 |
| US7458440B2 (en) | 2004-04-01 | 2008-12-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle exhaust system support structure |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP26708884A patent/JPS61146428A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124260A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-06-05 | Hitachi Metals Ltd | 超硬度高速度工具鋼 |
| US7458440B2 (en) | 2004-04-01 | 2008-12-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle exhaust system support structure |
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