本公開涉及去除被處理品的毛刺的去毛刺裝置以及毛刺去除方法。
背景技術:
電子部件被廣泛應用于智能手機、平板終端、以及便攜式音樂播放器等多數電子設備中。尤其是近年來,因電子設備的小型化而期待更加小型的電子部件。
作為這些電子設備的電子部件,使用在利用加壓成型法、刮涂法、或者注塑成型法等將陶瓷或者磁性材料等硬脆材料的原料粉末成型之后進行燒成而得的部件。若在構成該電子部件的成型體上存在毛刺,則成為例如在由自動安裝機進行的安裝工序中的由毛刺的遺漏所導致的電子設備的性能降低,以及由毛刺引起的安裝不良等的原因,因此在安裝前進行毛刺的去除。
作為去除構成電子部件的成型體的毛刺的方法,在專利文獻1中公開有通過濕式滾磨方法來去除毛刺的方法。在專利文獻1中公開了如下方法:將含有原料的糊劑成型為片狀而生成生片(greensheet),通過由濕式滾磨進行的研磨來去除切斷生片得到的生晶片(greenchip)的毛刺。濕式滾磨方法是研磨能力相對較高的研磨方法,因此基于成型體的強度,過度地研磨對電子部件的尺寸精度產生影響。另外,由于需要進行由研磨所產生的廢水的處理、以及研磨后的成型體的干燥等,因此增加制造成本。
作為除去構成電子部件的成型體的毛刺的其他方法,考慮應用了鼓風裝置的方法(例如,專利文獻2的段落0002所記載的內容)。通常,鼓風裝置將磨粒與具有0.2mpa以上的非常高的壓力的壓縮空氣一同作為氣固二相流對工件進行噴射。因此,在通過研磨來去除如電子部件那樣的小型的工件的毛刺的情況下,工件本身會因該氣固二相流而向周圍飛散。另外,由于在應用了鼓風裝置的方法中,比上述的滾磨方法的研磨力更強,因此存在基于工件的強度而產生破裂、以及缺口等缺陷的擔憂。
專利文獻1:日本特開2008-227314號公報
專利文獻2:日本特開2010-188470號公報
技術實現要素:
在本技術領域中期待一種去除被處理品的毛刺的新的去毛刺裝置以及毛刺去除方法。
本發明的一個方面提供去除被處理品的毛刺的毛刺去除方法。該毛刺去除方法包括下述(1)~(4)的工序。
(1)準備包括加工容器和產生吸引力的吸引機構的去毛刺裝置、以及多個被處理品的工序。
(2)將多個被處理品安置在加工容器的工序。
(3)對安置到加工容器的多個被處理品進行攪拌的工序。
(4)利用由吸引機構的動作而產生的氣流,使朝向處于正在被攪拌的狀態的多個被處理品投入的磨粒加速至規定的速度,并且使磨粒與多個被處理品接觸或者碰撞從而去除多個被處理品的毛刺。
根據一個方面所涉及的毛刺去除方法,朝向被處理品投入的磨粒借助由吸引機構的動作而產生的氣流加速至規定的速度(在一個實施方式中,磨粒與多個被處理品接觸或者碰撞時的磨粒的速度為5~30m/sec)。根據該加速,磨粒具有適于去除毛刺的動能,因此不會在磨粒接觸或者碰撞被處理品時過度地切削被處理品,就能夠從被處理品去除毛刺。此時,由于安置在加工容器的多個被處理品正在被攪拌,因此能夠從全部的被處理品均勻地去除毛刺。此外,這里所述的“磨粒的投入”與像噴丸加工裝置那樣將磨粒朝向被處理品進行噴射或投射不同,是指僅將磨粒朝向被處理品無初速度地進行供給、或者將磨粒朝向被處理品以非常小的初速度進行供給。例如,可以通過使磨粒自由下落來將磨粒朝被處理品供給,也可以以不向周圍飛散或者不對毛刺的去除處理帶來影響的程度的較弱風量將磨粒朝向被處理品進行供給。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,多個被處理品可以分別通過將原料粉末成型或者在將原料粉末成型之后進行煅燒來獲得。例如,像生晶片那樣將原料粉末成型而成的成型體、或者在將原料粉末成型之后進行煅燒而成的成型體、即在進行燒成而形成燒結體之前的狀態的成型體與燒結體相比,毛刺的強度較低。因此,通過將成型體設為毛刺的去除對象從而能夠良好地去除毛刺。這里,燒成是指使對原料粒子進行加壓而成型的成型體加熱,使相鄰的原料粒子粘合而減小粒子間的縫隙,而進行燒固。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,多個被處理品可以分別是通過壓粉成型法而成型的陶瓷或者磁性材料。雖然對被處理品的成型方法不作特別限定,但在通過壓粉成型法成型的被處理品中,在能夠成為制品的部分和毛刺部分中,彼此相鄰的原料粒子未通過加熱而粘合。因此,能夠尤其良好地去除存在于被處理品的毛刺。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,在對多個被處理品進行攪拌的工序中,可以通過使安置到加工容器的多個被處理品處于流動狀態來攪拌多個被處理品。由于被處理品為較小的尺寸(例如,一邊為100~1600μm),因此通過使多個被處理品成為流動狀態來進行攪拌,從而能夠均勻地分散。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,加工容器可以具備加工盤以及框體。加工盤可以具有第一面以及第一面的相反側的面亦即第二面。可以在加工盤設置有沿從第一面朝向第二面的方向貫通加工盤的多個貫通孔。多個貫通孔可以分別具有能夠供磨粒通過且無法供多個被處理品的各個通過的大小。框體可以在加工盤的第一面包圍加工盤的周緣。另外,在將多個被處理品安置在加工容器的工序中,可以在第一面載置多個被處理品。在該情況下,能夠不損害去除毛刺的能力,將被處理品安置在加工容器,并良好地攪拌。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,加工盤的厚度可以為30~100μm,加工盤的第一面與框體所成的棱角部可以被加工為半徑為0.5~5.0mm的圓弧面。根據該結構,能夠抑制被處理品滯留在加工容器的棱角部的情況,或者能夠抑制被處理品被夾在形成加工容器的各部件之間的情況。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,吸引機構可以配置于第二面側。而且,氣流可以是從第一面朝向第二面的氣流。根據該結構,由于在被處理品的附近、即在加工容器內產生從第一面側朝向第二面側的氣流,因此能夠借助該氣流良好地去除被處理品的毛刺。
一個實施方式的毛刺去除方法還可以包括回收磨粒的工序。在去除多個被處理品的毛刺的工序中,磨粒可以從第一面側朝向多個被處理品投入。在回收磨粒的工序中,可以通過吸引機構對到達第二面的磨粒進行吸引并回收。由于磨粒、以及微粒(以下將這些磨粒以及微粒統稱為“粉塵”)朝向吸引機構前進,因此能夠抑制粉塵向進行毛刺的去除的區域之外進行飛散的情況。微粒包括產生了破裂或者缺口的磨粒、以及因毛刺的去除處理而產生的切削粉。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,每單位時間到達第二面的磨粒的量相對于每單位時間從第一面側朝向攪拌中的多個被處理品投入的磨粒的量的比例(通過比例)可以為80~95重量%。通過將通過比例設在該范圍,從而能夠不妨礙磨粒的加速地,將磨粒與被處理品抵接的頻率抑制為超過固定以上。因此,磨粒被良好地加速,而能夠良好地去除被處理品的毛刺。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,每單位時間從第一面側朝向多個被處理品投入的磨粒的體積相對于每單位時間由吸引機構吸引的吸引流量的比例(吸引比例)可以為10~50體積%。通過將吸引比例設在該范圍,從而不妨礙磨粒的加速地,形成能夠充分進行毛刺的去除的程度的磨粒的量。另外,通過將吸引比例設在上述的范圍,從而能夠通過吸引機構充分地吸引朝向多個被處理品投入的磨粒。因此,磨粒被良好地加速,另外能夠降低磨粒以及微粒向周圍飛散的可能性。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,在對多個被處理品進行攪拌的工序中,可以通過攪拌多個被處理品,從而減弱毛刺的固著力。通過被處理品中的毛刺部分與其他被處理品以及加工容器接觸,從而能夠誘發成為疲勞破壞的起點的裂紋。其結果,能夠更加容易地進行由磨粒進行的毛刺的去除。
一個實施方式的毛刺去除方法還可以包括對氣流進行整流的工序。在進行整流的工序中,通過對氣流進行整流來對磨粒與多個被處理品接觸或者碰撞的狀態進行控制。通過對氣流進行整流,從而能夠控制磨粒對被處理品的動作,變更去毛刺的形態。由此,能夠配合被處理品的強度及形態、以及毛刺的去除難以程度等來變更磨粒的動作。
在一個實施方式的毛刺去除方法中,在攪拌多個被處理品的工序中,可以通過將加工容器以規定的角度(在一個實施方式中為30~70°)傾斜地配置,并使該加工容器旋轉(在一個實施方式中,加工容器的旋轉速度為臨界旋轉速度的5~50%),來攪拌多個被處理品。在該情況下,對被處理品施加由加工容器的旋轉產生的離心力和沿著加工盤的重力的分力。通過對加工容器的傾斜角度以及旋轉速度進行控制,從而能夠利用這些力來使多個被處理品成為流動狀態,并良好地進行攪拌。
在本發明的另一方面中,提供一種用于去除被處理品的毛刺的去毛刺裝置。該去毛刺裝置具備:加工容器,其用于安置多個被處理品;攪拌機構,其對安置到加工容器的多個被處理品進行攪拌;磨粒供給機構,其朝向處于由攪拌機構進行攪拌的狀態的多個被處理品投入磨粒;以及吸引機構,其借助吸引力而沿從磨粒供給機構朝向加工容器的方向產生氣流。吸引機構借助氣流使通過磨粒供給機構朝向多個被處理品投入的磨粒加速至規定的速度,并使加速后的磨粒與多個被處理品接觸或者碰撞從而去除多個被處理品的毛刺。
根據另一方面所涉及的去毛刺裝置,朝向被處理品投入的磨粒借助由吸引機構的動作而產生的氣流而被加速至規定的速度。根據該加速,到達被處理品的磨粒具有適于毛刺的去除的動能。因此,不會在磨粒碰撞或者接觸被處理品時過度地切削被處理品,就能夠從被處理品去除毛刺。此時,由于安置在加工容器的多個被處理品被攪拌,因此能夠從全部的被處理品均勻地去除毛刺。
根據本發明的各方面以及各實施方式能夠得到良好地去除毛刺的被處理品。
附圖說明
圖1是用于對本發明的實施方式所使用的去毛刺裝置進行說明的示意圖。
圖2是用于對本發明的實施方式中的毛刺去除機制進行說明的示意圖。
圖3是表示本發明的實施方式中的毛刺去除工序的流程圖。
具體實施方式
參照附圖對本發明的去毛刺裝置以及毛刺去除方法的一個例子進行說明。在以下的說明中,作為工件(被處理品),使用將原料粉末成型來固定的成型體,即在通過燒成而形成燒結體之前的狀態的成型體。在以下的說明中,上下左右的方向除非特別說明是指圖中的方向。此外,本發明并不限定于本實施方式的結構,能夠根據需要適當地進行變更。
如圖1所示,本實施方式所使用的去毛刺裝置01具備加工容器10、攪拌機構20、磨粒供給機構30、吸引機構40以及分選機構50。
加工容器10是用于收納工件w的部件。工件w是被處理品,例如是構成電子部件的成型體。作為電子部件可以列舉出電容器、電阻器、電感器、壓敏電阻、帶通濾波器、以及壓電元件等。工件w可以是通過將原料粉末成型或者在將原料粉末成型之后進行煅燒來獲得的成型體。工件w可以是通過壓粉成型法而成型的陶瓷或者磁性材料。工件w的形狀可以是立方體,工件w的一邊例如可以為100~1600μm左右。加工容器10具備加工盤11。加工盤11具有供工件w載置的面亦即第一面11a(載置面)、以及第一面11a的相反側的面亦即第二面11b。加工盤11具有多個開口部,上述多個開口部具有透氣性且能夠供磨粒通過,但不使工件w通過而能夠使工件w滯留在第一面11a側。具體而言,在加工盤11設置有多個貫通孔,上述貫通孔沿從第一面11a朝向第二面11b的方向貫通加工盤11。多個貫通孔分別具有能夠供磨粒g通過且無法供工件w通過的大小。加工盤11例如可以是構成為網狀的盤,可以是穿孔金屬板,也可以是設置有多個狹縫的盤。另外,對加工盤11的形狀不作特別限定。
本實施方式的加工容器10具備構成為網狀的圓盤形狀的加工盤11以及固定于加工盤11的外緣部的框體12。框體12至少在加工盤11的第一面11a包圍加工盤11的周緣。即,本實施方式的加工容器10具有加工盤11的上方(第一面11a側)被敞開的圓筒形狀。
攪拌機構20與加工容器10連接,以使收納(安置)到加工容器10的多個工件w成為流動狀態的方式對其進行攪拌。只要能夠攪拌工件w,攪拌機構20的結構不作特別限定。例如,攪拌機構20可以構成為使加工容器10旋轉,也可以構成為使加工容器10振動。作為攪拌機構20也可以使用其他公知的結構。在本實施方式中,攪拌機構20使加工容器10以加工盤11的平面中心為軸心旋轉。具體而言,攪拌機構20具備保持部件21、以及旋轉機構22。保持部件21將加工容器10保持為能夠在使加工容器10以規定的傾斜角度α傾斜的狀態下進行旋轉。
旋轉機構22是使加工容器10以規定的速度旋轉的機構。旋轉機構22具備產生旋轉力的馬達22a、以及將馬達22a的旋轉力傳遞到加工容器10的旋轉力傳遞部件22b。
磨粒供給機構30是用于將磨粒g朝向工件w投入的機構。磨粒供給機構30包括貯存箱31、以及搬出部32。貯存箱31是用于貯存磨粒g的箱。在搬出部32設置有排出口32a。搬出部32被配置為排出口32a位于加工盤11的第一面11a的上方。搬出部32可以構成為能夠從排出口32a定量地排出貯存箱31(料斗)內的磨粒g。搬出部32例如也可以構成為具備輸送螺桿以及內置該輸送螺桿的槽,使貯存箱31內的磨粒g朝向設置于該槽的排出口32a前進。另外,搬出部32可以具備以圓盤狀的底盤以及以該底盤的中心為軸心進行水平旋轉的刮板(未圖示)。在該情況下,搬出部32可以構成為通過將貯存箱31的底面與該底盤稍稍遠離地配置從而利用安息角使規定量的磨粒g向該底盤堆積,并通過該刮板將磨粒g朝向排出口32a刮出。作為搬出部32也可以使用其他公知的結構。在本實施方式中,搬出部32具備前者的結構。
吸引機構40具備使磨粒g加速的功能以及對磨粒g進行吸引的功能。吸引機構40具備軟管43、以及吸塵器42。軟管43的一端面(在本實施方式中為吸引部41)設置于加工盤11的第二面11b的下方,并與第二面11b分離。吸塵器42與軟管43連結。
分選機構50是從粉塵中分選出能夠再利用的磨粒的機構。另外,分選機構50配置于從吸引部41朝向吸塵器42的路徑的中途。即,一端面形成有吸引部41的第一軟管43a與分選機構50連結,分選機構50通過第二軟管43b與吸塵器42連結。分選機構50如將在后面詳細敘述那樣,是將粉塵分離為能夠再利用的磨粒、以及除此之外的微粒(產生破裂或者缺口的磨粒、以及因毛刺的去除而產生的工件的切削粉)的機構。分選機構50可以構成為利用粉塵的比重差以及氣流來分級。分選作為機構50例如可以使用旋風式分離器、離心分級機、或者其他公知的結構。在本實施方式中,作為分選機構50使用旋風式分離器,旋風式分離器的底部與貯存箱31連結。
接下來,進一步使用圖2以及圖3對毛刺去除方法進行說明。
(s01:準備工序)
準備去毛刺裝置01以及多個工件w。預先在圖1所示的貯存箱31中裝入磨粒g。本實施方式所使用的磨粒g的材質可以配合工件w的材質及形狀、以及加工目的而適當地進行選擇。例如磨粒g可以從金屬或者非金屬的粒子(鋼丸、砂粒、以及鋼線粒)、陶瓷系粒子(al2o3、sic、以及zro2等)、天然石的粒子(金剛砂、硅石、以及金剛石等)、植物系粒子(核桃的殼、桃核、以及杏核等)、以及樹脂系粒子(尼龍、三聚氰胺、以及脲等)中選擇。
另外,磨粒g的粒徑也可以配合工件w的材質及形狀、以及加工目的而適當地進行選擇。其中,磨粒g的粒徑必須選為能夠通過加工容器10的開口部(貫通孔)的直徑。例如,在以陶瓷系粒子為磨粒g的情況下,磨粒g的粒徑以如下方式進行選擇:jis(japaneseindusrialstandards:日本工業標準)r6001;1998所規定的粒度為f220或者#240以上#1000以下,并且能夠通過加工容器10的開口部(貫通孔)的直徑。
(s02:將工件收納于加工容器的工序)
通過將多個工件w載置于加工盤11的第一面11a,從而將多個工件w收納(安置)于加工容器10。工件w的收納量配合工件w的性狀以及加工容器10的尺寸來適當地進行選擇,以使得能夠用加工容器10來保持工件w,且能夠使工件w呈良好流動狀態地進行攪拌。此外,在圖2中,為了方便敘述而記載了一個工件w。
(s03:攪拌工件的工序)
使馬達22a動作而使加工容器10旋轉。收納到加工容器10的工件w隨著加工容器10的旋轉而沿框體12移動。由于加工容器10被傾斜地保持,因此對工件w施加朝向框體12的方向的離心力和沿著加工盤11的重力的分力。若工件w移動(上升)到規定的位置,則重力的分力比離心力大,因此工件w遠離框體12,沿著加工盤11朝向下方落下。這樣,通過連續進行工件w的移動和落下從而多個工件w處于流動狀態,并被攪拌。為了實現該流動狀態,加工容器10的傾斜角度α相對于水平面可以設為30~70°,也可以設為40~60°。若加工容器10的傾斜角度α過小則由重力產生的流動化的促進的效果減少。若加工容器10的傾斜角度α過大則因重力的分力相對于離心力過大,由此難以使工件w隨著加工容器10的旋轉而移動。
另外,若加工容器10的旋轉速度過大則離心力變得過強,因此難以利用重力的分力使工件w落下。相反地,若加工容器10的旋轉速度過小則離心力變得過小,因此難以利用加工容器10的旋轉使工件w移動。無論在哪種情況下都無法使工件w成為良好地流動狀態。為了使多個工件w成為流動狀態并良好地進行攪拌,加工容器10的旋轉速度可以設為臨界旋轉速度的5~50%,也可以設為10~30%。這里臨界旋轉速度是指在使加工容器10的旋轉速度上升了時,施加到工件w的離心力比重力的分力大,工件w不會落下而與框體12一同進行旋轉的時刻的旋轉速度。在加工容器10的旋轉速度過慢的情況下,由于相對于離心力而言重力的影響過大,因此工件w沿著加工容器10的框體12的移動無法充分地進行,其結果,無法充分地進行基于工件w的落下的流動。在加工容器10的旋轉速度過快的情況下,由于重力相對于離心力過小,因此存在推壓在加工容器10的框體12而不落下的工件w,無法充分地進行流動。
另外,通過使工件w成為流動狀態進行攪拌而工件w彼此碰撞,減弱形成于工件w的毛刺的固著力,從而容易將毛刺從工件w去除。
(s04:產生氣流的工序)
若使吸塵器42動作,則在加工盤11附近產生從第一面11a朝向第二面11b的氣流。
(s05:進行整流的工序)
通過對氣流的流動進行整流,從而能夠有意地對磨粒g與工件w碰撞或者接觸的狀態進行變更(控制)。該工序例如可以通過變更吸引部41的位置以及大小、以及吸塵器42的吸引流量等來進行。另外,如將在后面詳細敘述那樣,由于在磨粒g與工件w碰撞或者接觸時的磨粒g的速度非常低,因此能夠借助整流工序(s05)容易地對磨粒g與工件w碰撞或者接觸的狀態進行變更。此外,整流工序s05也可以省略。
(s06:投入磨粒的工序)
若使磨粒供給機構30動作,則裝入貯存箱31的磨粒g從排出口32a定量地排出,朝向工件w投入(本實施方式的情況下為落下)。磨粒g從排出口32a排出時的朝向工件w的方向的磨粒g的速度為0m/sec或者非常小的速度,磨粒g自由下落不施加吸引力等外力而即使與工件w碰撞或者接觸也不會去除工件w的毛刺。
(s07:使磨粒加速的工序)
如圖2所示,利用在產生氣流的工序(s04)中所產生的氣流,將從排出口32a排出的磨粒g以自由下落的方式到達加速區域a(在第一面11a側產生該氣流的區域)。到達加速區域a的磨粒g以與工件w碰撞或者接觸時的速度成為規定的速度的方式朝向吸引部41被加速。該規定的速度可以是能夠良好地去除工件w的毛刺并且不對工件w產生損傷以及不產生磨粒g的穿刺的速度。例如在工件w的維氏硬度(jisz2244;2009所規定)為3~200hv(試驗力為0.2n)的情況下,該規定的速度可以是5~30m/sec,也可以是10~20m/sec。該規定的速度是為了通過磨粒的接觸或者碰撞進行毛刺的去除的非常低的速度,在現有的毛刺去除方法中無法實現。例如,在由噴丸加工裝置進行的研削中,噴射壓力為高壓(例如0.2mpa以上),因此無法實現像上述的規定的速度那樣的非常慢的速度。假設在為了使磨粒的速度為該規定的速度而將噴射壓力設為非常低的情況下,由于從噴嘴噴射的噴射材料的噴射量不穩定,因此在工件的完成程度上產生不均。通過本實施方式的毛刺去除方法,能夠將磨粒g碰撞或者接觸工件w時的磨粒g的速度設為非常低的速度,因此能夠以非常低的速度的磨粒g來去除工件w的毛刺。該速度的調整通過由吸塵器42進行的吸引流量的調整、以及吸引部41的尺寸以及形狀的變更等來得到。由吸塵器42進行的吸引流量的調整例如可以通過變更內置于吸塵器42的馬達的旋轉速度、或者在軟管43設置用于吸引外部空氣的閥并調整閥的開度來得到。
(s08:去除工件的毛刺的工序)
到達加速區域a的磨粒g邊被加速邊朝向吸引部41前進而到達工件w的被加工面。然后,在磨粒g碰撞或者接觸工件w之后,朝向吸引部41進一步前進。如圖2所示的動作f表示磨粒g的動作。將磨粒g碰撞或者接觸工件w的狀態的一個例子以動作f1、f2、f3來進行說明。
動作f1:磨粒g直接碰撞工件w的毛刺后反彈。借助磨粒g碰撞毛刺時的沖擊力來去除毛刺。
動作f2:磨粒g碰撞工件w的上表面之后,沿著上表面前進。借助磨粒g碰撞工件w時的沖擊力以及磨粒g沿上表面前進時的摩擦力來去除毛刺。
動作f3:磨粒g以沿著工件w的棱角部的方式前進。利用磨粒g碰撞工件w的棱角部時的沖擊力或者磨粒g通過棱角部時的摩擦力中的至少一種來去除毛刺。
(s09:回收磨粒的工序)
碰撞或者接觸到工件w的磨粒g通過加工盤11并向第二面11b側移動。移動到第二面11b側的磨粒g從吸引部41被吸塵器42吸引。此時,上述的微粒也通過加工盤11并從吸引部41被吸引。磨粒g以及微粒之類的粉塵通過第一軟管43a被移送到分選機構50。在分選機構50為旋風式分離器的情況下,以從旋風式分離器的上部沿著壁面的方式導入的粉塵呈螺旋狀落下。在該過程中,質量輕的粒子亦即上述微粒向上方漂浮,,通過與旋風式分離器的頂部連接的第二軟管43b被吸塵器42捕集。另一方面,質量重的粒子亦即能夠再利用的磨粒g朝向分選機構50的底部移動,并貯存于與分選機構50的底部連結的貯存箱31。該磨粒g被再次從排出口32a朝向工件w投入。
如上所述,通過從配置于第一面11a側的磨粒供給機構30的排出口32a投入并利用由吸塵器42所產生的氣流加速到規定的速度的磨粒g碰撞或者接觸工件w,來去除工件w的毛刺。碰撞或者接觸工件w之后的磨粒g被配置于第二面11b側的吸引部41吸引。由此,不會出現像作為現有的毛刺去除方法的噴丸加工法那樣,磨粒g向周圍飛散的情況。另外,由于能夠將磨粒g碰撞或者接觸工件w時的磨粒g的速度設為非常慢,因此即使在去除硬度較低的工件w的毛刺的情況下,也不會產生對工件w的損傷,從而能夠良好地去除工件w的毛刺。例如,在以構成電子部件的成型體為工件w的情況下,能夠制造可靠性高的電子部件。
這里,加工盤11的厚度可以是30~100μm。若加工盤11的厚度過薄則在去除毛刺的期間存在加工盤11破裂的擔憂。若加工盤11的厚度過厚則由于磨粒g通過加工盤11的距離過長而引起堵塞的可能性變高,或因壓力損失而磨粒g未在加速區域a被充分地加速。另外,加工盤11的第一面11a與框體12所成的棱角的半徑的大小(棱角半徑)可以為0.5~5.0mm。換句話說,加工盤11的第一面11a與框體12所成的棱角部可以加工成半徑0.5~5.0mm的圓弧面。若棱角半徑過小則工件w被夾在棱角部分的可能性變高,若棱角半徑過大則難以將工件w留在加工容器10內。
另外,在本實施方式中“吸引比例”和“通過比例”這兩個值被確定。這里“吸引比例”是指每單位時間從磨粒供給機構30投入的磨粒的體積(體積/秒)相對于每單位時間由吸引機構40吸引的吸引流量(體積/秒)的比例。“通過比例”是指每單位時間到達第二面11b側的磨粒g的量(克/秒)相對于每單位時間從第一面11a側朝向流動狀態的多個工件w投入的磨粒g的量(克/秒)的比例。這里,從第一面11a側朝向流動狀態的多個工件w投入的磨粒g的量(克)是指從排出口32a排出的磨粒g的重量。另外,到達第二面11b側的磨粒g的量(克)是指通過加工盤11由吸引機構40吸引的磨粒g的重量。
吸引比例可以在10~50體積%的范圍內。若吸引比例過低,則從排出口32a排出的磨粒g的量相對于被吸引機構40吸引的吸引流量較少,從而無法充分地進行多個工件w的毛刺的去除。另外,若吸引比例過高,則從排出口32a排出的磨粒g的量相對于被吸引機構40吸引的吸引流量較多,從而無法在加速區域a內將磨粒g充分加速到能夠去除工件w的毛刺的速度。另外,導致磨粒g以及微粒向周圍飛散。
在加工容器10內的多個工件w之間通過的距離越長,磨粒g滯留在多個工件w之間的時間越長,通過比例越低。通過比例可以在80~95重量%的范圍內。若通過比例過高,則由于磨粒g通過多個工件w之間的距離過短,從而磨粒g與工件w抵接的頻率變低,從而無法良好地進行工件w的毛刺的去除。另外,若通過比例過低,則由于磨粒g通過多個工件w之間的距離過長,因此在多個工件w之間,磨粒g未被氣流加速而滯留的時間變長,從而妨礙工件w的毛刺的去除。
接下來,對利用上述去毛刺裝置去除工件w的毛刺的結果進行說明。這里選擇下述兩種作為工件w,加工目的在于棱角部的毛刺的去除。
工件a:工件a是通過壓縮成型將復合材料(sic/al2o3)成型得到的陶瓷的燒成前的成型品。工件a的尺寸是0.5mm×0.5mm×1.0mm,工件a的維氏硬度是hv100。
工件b:工件b是通過壓縮成型將具有尖晶石型晶體構造的鐵氧體粉末成型得到的陶瓷的燒成前的成型品。工件b的尺寸是0.5mm×0.5mm×1.0mm,工件b的維氏硬度是hv20。
作為裝置,使用了上述實施方式的去毛刺裝置。另外,作為比較例,使用了作為現有技術的噴丸加工裝置(對新東工業株式會社制my-30c型的滾筒型噴丸加工裝置進行改造)。
在本實施例中利用磨粒a以及磨粒b分別進行了工件w的毛刺的去除。磨粒a是平均粒徑為18μm的鋁質的粒子(新東工業公司制造的wa#800),磨粒a的表觀密度為4.0g/cm3。磨粒b是平均粒徑為14μm的鐵氧體質的粒子,磨粒b的表觀密度為2.5g/cm3。
使去毛刺裝置或者噴丸加工裝置動作30分鐘而進行了工件w的毛刺的去除之后,對工件w的加工狀態進行了評價。加工狀態的評價借助顯微鏡(株式會社keyence制vhx-2000)分別對成為觀察對象的工件進行觀察來進行。成為觀察對象的工件是將加工容器的容積的1/5數量的工件收納于加工容器并去除了工件的毛刺之后(裝置的動作結束后)從全部量的工件中取樣出的20個工件。加工狀態的評價基準如下。
○···在全部的工件中,毛刺被去除,并且沒有工件的損傷(破裂以及缺口、以及磨粒的穿刺)。
△···雖然存在稍稍殘留毛刺的工件,但在全部的工件中沒有損傷。
×···多數的毛刺未被去除。或者存在受到損傷的工件。
另外,在進行了由上述實施方式的去毛刺裝置進行的工件w的毛刺的去除之后對加工容器10的周邊進行了觀察。在進行了由噴丸加工裝置進行的工件w的毛刺的去除之后對滾筒的周邊進行了觀察。然后,在加工容器10的周邊或者滾筒的周邊未確認到磨粒的附著的情況下將磨粒的飛散的評價設為“○”,在加工容器10的周邊或者滾筒的周邊確認到磨粒的附著的情況下將磨粒的飛散的評價設為“×”。同樣地,在加工容器10的周邊或者滾筒的周邊未確認到工件的情況下將工件的飛散的評價設為“○”,在加工容器10的周邊或者滾筒的周邊確認到工件的情況將工件的飛散的評價設為“×”。
各條件下的上述評價的結果如表1所示。關于表1的裝置的項目,“傾斜角度”如圖1所示那樣在上述實施方式的去毛刺裝置中表示加工容器10相對于水平面的傾斜角度α(°),在噴丸加工裝置中表示滾筒相對于水平面的傾斜角度。另外,“旋轉速度”表示旋轉速度相對于臨界旋轉速度的比例(%)。另外,在磨粒的“速度”中記載有通過流速計測系統(株式會社flowtechresearch制piv系統)預先測定在各條件下的與工件w接觸緊前的磨粒的粒體速度的結果。并且,“厚度”表示加工盤11的厚度(μm),“棱角半徑”表示由加工盤11的第一面11a和框體12形成的棱角的半徑的大小(mm)。
通過使從第一面11a側朝向流動狀態的多個工件w投入的磨粒的量(克/秒)變化,來使吸引比例變化。
通過對每單位時間從第一面11a側朝向流動狀態的多個工件w投入的磨粒的量、以及每單位時間到達第二面11b側的磨粒的量進行預先測定,來計算通過比例。具體而言,通過預先測定將沒有毛刺的工件a的燒成品作為工件使去毛刺裝置動作1分鐘時的下述(1)、(2),來計算通過比例。
(1)從磨粒供給機構30的排出口32a排出的磨粒的量(每單位時間從第一面11a側朝向流動狀態的多個工件w投入的磨粒的量)
(2)通過多個工件w以及加工盤11并被吸引機構40吸引的磨粒的量(每單位時間到達第二面11b側的磨粒的量)
這里,將沒有毛刺的工件a的燒成品作為工件w是為了難以產生工件w的毛刺等切削粉。
[表1]
首先,在上述實施方式的去毛刺裝置中,以將加工容器10的傾斜角度設為45°,將旋轉速度設為30%,將加工盤11的厚度設為40μm,將加工盤11的棱角半徑設為1.0mm,將磨粒的速度設為15m/sec,將吸引比例設為30%的條件為基準條件。在上述實施方式的去毛刺裝置中,使基準條件中的吸引比例在5~60體積%之間變化,使用磨粒a進行了工件a的毛刺的去除(實施例1~5)。另外,在上述實施方式的去毛刺裝置中,使基準條件中的吸引比例在5~60體積%之間變化,并使用磨粒b進行了工件b的毛刺的去除(實施例17~21)。在吸引比例為10~50體積%之間,加工狀態的評價與工件的種類無關全部設為“○”或者“△”(實施例1~3以及實施例17~19)。另一方面,若吸引比例不在10~50體積%的范圍,將加工狀態的評價設為“×”(實施例4、5以及實施例20、21)。
接下來,從上述基準條件,使“傾斜速度”、“旋轉速度”、“速度”、“厚度”、以及“棱角半徑”中的任一個依次變化而進行了工件a以及工件b的毛刺的去除(實施例6~15以及實施例22~31)。此外,在工件a的毛刺的去除中使用了磨粒a,在工件b的毛刺的去除中使用了磨粒b。其結果,加工狀態的評價全部變為“○”或者“△”。在加工狀態的評價為“△”的實施例中,表示在工件稍稍殘留毛刺的狀態,且工件未受到損傷,由此通過將處理時間進一步延長而加工狀態的評價可變為“○”。
對于上述的實施例1~15以及實施例17~31中的加工狀態的評價為“○”或者“△”的實施例(實施例1~3、實施例6~19、實施例22~31),通過比例是80~95重量%。因此,能夠以該范圍中的通過比例良好地進行毛刺的去除。
在上述實施方式的去毛刺裝置中,使用材質與工件a的材料亦即鋁質不同的材料亦即鐵氧體質的磨粒b在上述基準條件下進行了工件a的毛刺的去除,由于鋁比鐵氧體更硬,因此磨粒能夠不刺入工件而良好地進行毛刺的去除(實施例16)。另一方面,使用材質與工件b的材料亦即鐵氧體質不同的材料亦即鋁質的磨粒a在上述基準條件下進行了工件b的毛刺的去除,確認有磨粒的穿刺(實施例32)。可以認為這是由于鐵氧體比鋁柔軟。因此,可以知曉在去除鐵氧體質的工件的毛刺時,使用作為同質材料的鐵氧體質的磨粒或使用以比鐵氧體柔軟的材質制作而成的磨粒能夠良好地去除毛刺。
另外,在實施例1~32中,在毛刺的去除處理后觀察加工容器10的周圍,結果,未確認到在加工容器10的周圍磨粒的附著以及工件w的落下。由此,判斷出上述實施方式的去毛刺裝置不會使磨粒向周圍飛散,并且工件不會被吹飛,就能夠從工件w去除毛刺。
另一方面,在通過噴丸加工裝置進行了工件w的毛刺的去除處理的情況下,雖然去除了工件w的毛刺,但是產生工件w的損傷,因此加工狀態的評價變為“×”(比較例1以及比較例2)。另外,若在毛刺的去除處理后對滾筒的周邊、即加工室內進行觀察,則確認到在噴丸加工室的壁面有磨粒的附著,磨粒的飛散的評價變為“×”。并且,若確認與噴丸加工裝置連結的分級機構,則確認有工件w的混入。這表示基于工件w的性狀,在毛刺的去除處理中工件從滾筒被吹飛。
根據上述的實施方式,能夠提供一種新的毛刺去除方法。在該毛刺去除方法中,通過氣流將磨粒加速到規定的速度并將適于毛刺的去除的動能賦予至磨粒,通過使具有該動能的磨粒與工件碰撞或者接觸來從工件去除毛刺。而且,該磨粒以及微粒的全部量被吸引部件回收。由此,得到以下的效果。
(1)磨粒不向周圍飛散。
(2)工件在毛刺的去除處理中不向加工容器外飛出。
(3)磨粒的速度為10~30m/sec左右,能夠以非常低的速度的磨粒來進行工件的毛刺的去除處理,因此能夠尤其良好地進行通過燒成而形成燒結體之前的狀態的工件的毛刺的去除。
另外,一實施方式的毛刺去除方法對于硬度較低的工件(例如銅或者鋁等)也能夠良好地應用。
附圖標記說明:
01…去毛刺裝置;10…加工容器;11…加工盤;11a…第一面;11b…第二面;12…框體;20…攪拌機構;21…保持部件;22…旋轉機構;22a…馬達;22b…旋轉力傳遞部件;30…磨粒供給機構;31…貯存箱;32…搬出部;32a…排出口;40…吸引機構;41…吸引部;42…吸塵器;43…軟管;43a…第一軟管;43b…第二軟管;50…分選機構;a…加速區域;f(f1、f2、f3)…磨粒的動作;g…磨粒;w…工件。