本發(fā)明涉及噴嘴組裝體和使用該噴嘴組裝體進(jìn)行的表面處理方法，特別是涉及用于將與壓縮空氣混合了的噴射材料作為固氣二相流進(jìn)行噴射而處理被加工物的表面的噴嘴組裝體和使用該噴嘴組裝體進(jìn)行的表面處理方法。

背景技術(shù)：

以往已知有作為噴射材料將“磨粒(噴砂)”、“噴丸”、“覆膜形成材料等粉粒體”與壓縮空氣一同朝向被加工物噴射而進(jìn)行被加工物的表面處理(噴砂加工、噴丸強(qiáng)化、覆膜形成等)的做法。作為用于進(jìn)行這樣的被加工物的表面處理的噴嘴組裝體，已知有：加壓式，其利用壓縮空氣等將裝填有噴射材料的壓力容器加壓而將噴射材料向壓縮空氣流輸送，與壓縮空氣一同作為固氣二相流進(jìn)行噴射(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)；以及吸引式，其利用由導(dǎo)入到空氣噴嘴的壓縮空氣流產(chǎn)生的吸引力吸引噴射材料，與壓縮空氣一同作為固氣二相流進(jìn)行噴射(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

加壓式的噴嘴組裝體與吸引式的噴嘴組裝體相比能夠高速地噴射噴射材料，因此，在噴砂加工的過(guò)程中加工能力較高，而且在噴丸強(qiáng)化的過(guò)程中能夠施加壓縮殘留應(yīng)力到更深的位置，并且在覆膜形成的過(guò)程中能夠形成密合力更高的覆膜。但是，在加壓式的噴嘴組裝體中，噴射材料的噴射量和噴射時(shí)間被加壓罐的容積所限制，因此存在無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行噴射這樣的問(wèn)題。

相對(duì)于此，吸引式的噴嘴組裝體不必將用于儲(chǔ)存噴射材料的容器密封，因此具有能夠連續(xù)地噴射噴射材料這樣的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于吸引式的噴嘴組裝體是將處于大氣條件下的噴射材料與空氣一同進(jìn)行吸引，產(chǎn)生壓力損失，因此存在與加壓式的噴嘴相比噴射材料的噴射速度較慢這樣的問(wèn)題。為了加快噴射速度，考慮通過(guò)提高壓縮空氣的壓力而補(bǔ)充壓縮空氣的壓力損失量來(lái)加快噴射材料的噴射速度。但是，由于需要更強(qiáng)力的壓縮空氣供給源，因此，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用的增大、壓縮空氣供給源的運(yùn)轉(zhuǎn)能量的增大。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平02－160514號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平08－267360號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

本發(fā)明即是為了解決上述的以往技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供能夠朝向被加工物高速地噴射噴射材料而處理被加工物的表面的噴嘴組裝體和使用該噴嘴組裝體進(jìn)行的表面處理方法。

用于解決問(wèn)題的方案

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明是一種噴嘴組裝體，其用于將與壓縮空氣混合了的噴射材料作為固氣二相流噴射而處理被加工物的表面，其中，該噴嘴組裝體具有：噴嘴主體，其包括用于吸引噴射材料的噴射材料吸引口和用于將該吸引的噴射材料與壓縮空氣一同噴出的噴射口；以及空氣噴嘴，其用于向該噴嘴主體的內(nèi)部噴射壓縮空氣，噴嘴主體具有：混合室，其形成用于將從噴射材料吸引口吸引到噴嘴主體的內(nèi)部的噴射材料與從空氣噴嘴噴射來(lái)的壓縮空氣混合的空間；第一路徑，其是從噴射材料吸引口朝向混合室的路徑；以及第二路徑，其是從混合室朝向噴射口的路徑，空氣噴嘴包括形成在其頂端的壓縮空氣噴射部和朝向該壓縮空氣噴射部的路徑即第三路徑，并且以該第三路徑與噴嘴主體的第二路徑位于同一個(gè)軸心上且壓縮空氣噴射部位于噴嘴主體的混合室的方式向噴嘴主體插入，在空氣噴嘴的壓縮空氣噴射部設(shè)有具有比第三路徑的截面小的開(kāi)口截面的縮流部。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的噴嘴組裝體中，由于在空氣噴嘴的壓縮空氣噴射部設(shè)有縮流部，因此從壓縮空氣噴射部噴射的壓縮空氣的噴射流的流速變快。此外，由于利用縮流部抑制了壓縮空氣的噴射流的寬度方向上的膨脹，因此抑制了由與混合室的壁面的碰撞引起的減速。其結(jié)果，采用本發(fā)明的噴嘴組裝體，即便是與以往的噴嘴組裝體同等的壓縮空氣的流量，固氣二相流的流速也變快，因此表面處理的效率上升。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，空氣噴嘴的第三路徑包括具有連續(xù)的相同截面積的整流部，在該整流部連結(jié)有所述縮流部，所述縮流部的開(kāi)口的截面積(s2)相對(duì)于該整流部的截面積(s1)之比即截面積比(s2/s1)被設(shè)定為0.3～0.8。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，在壓縮空氣通過(guò)壓縮空氣噴射部的縮流部噴射時(shí)，能夠不攪亂該流動(dòng)地加快噴射流的流速。其結(jié)果，采用本發(fā)明，固氣二相流的流速變快，表面處理的效率上升。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，空氣噴嘴的縮流部的開(kāi)口的長(zhǎng)度(l2)相對(duì)于開(kāi)口的直徑(d2)之比即縮流部比(l2/d2)被設(shè)定在0.1～0.5的范圍。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，能夠提高從壓縮空氣噴射部噴射的壓縮空氣的噴射流的直行性，固氣二相流的流速變快，表面處理的效率上升。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，空氣噴嘴的整流部的長(zhǎng)度(l1)相對(duì)于整流部的直徑(d2)之比即整流部比(l1/d2)被設(shè)定在2～50的范圍。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，由于壓縮空氣的流動(dòng)在通過(guò)縮流部之前被整流，因此能夠進(jìn)一步提高壓縮空氣的噴射流的直行性，固氣二相流的流速變快，表面處理的效率上升。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，噴嘴組裝體是噴射噴砂加工裝置所使用的噴砂作為噴射材料的噴嘴組裝體。

采用這樣構(gòu)成的本發(fā)明，能夠利用噴嘴組裝體將噴射材料沒(méi)有脈動(dòng)地噴射。此外，由于噴射速度較快，因此噴砂加工能力升高。即，通過(guò)將本發(fā)明的噴嘴組裝體搭載在噴砂加工裝置上，能夠進(jìn)行效率較佳且穩(wěn)定的噴砂加工。

本發(fā)明是一種表面處理方法，其使用上述的噴嘴組裝體處理被加工物的表面，該表面處理方法的特征在于，包括以下的工序：從空氣噴嘴向噴嘴主體的混合室噴射壓縮空氣，使該混合室成為負(fù)壓；利用噴嘴主體的混合室的負(fù)壓從噴嘴主體的噴射材料吸引口向混合室吸引噴射材料并將其與從空氣噴嘴噴射來(lái)的壓縮空氣混合；將與該壓縮空氣混合了的噴射材料作為固氣二相流從噴嘴主體的噴射口噴射；以及通過(guò)該噴射來(lái)的噴射材料碰撞于被加工物的表面，從而進(jìn)行被加工物的表面處理，在利用空氣噴嘴噴射壓縮空氣的工序中，利用空氣噴嘴的縮流部抑制壓縮空氣的噴射流的膨脹。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，利用空氣噴嘴噴射的壓縮空氣的噴射流越靠外緣其流速越快。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，由于噴射流的外緣的流速變快，因此在外緣處直行性升高。因而，即便壓縮空氣欲在速度較低的中心部膨脹，也利用外緣處的噴射流抑制了膨脹，因此壓縮空氣的噴射流整體的直行性上升。

發(fā)明的效果

采用本發(fā)明的噴嘴組裝體，能夠滿足加壓式的優(yōu)點(diǎn)即較高的加工能力和吸引式的優(yōu)點(diǎn)即連續(xù)處理這兩者。由此，能夠以干式連續(xù)地進(jìn)行噴砂加工、噴丸強(qiáng)化、覆膜形成等表面處理。

附圖說(shuō)明

圖1是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的噴砂加工裝置的主視圖。

圖2是沿著圖1的ii－ii線觀察到的剖視圖。

圖3是表示圖1的噴砂加工裝置的分級(jí)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖4是沿著圖3的iv－iv線觀察到的剖視圖。

圖5是表示圖1的噴砂加工裝置的儲(chǔ)存料斗和噴射材料移送機(jī)構(gòu)的剖視圖。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的局部剖視圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的剖視圖。

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的縮流部的第1例的剖視圖。

圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的縮流部的第2例的剖視圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的縮流部的第3例的剖視圖。

圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的吸引力的變動(dòng)幅度的圖表。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體。首先，利用圖1和圖2說(shuō)明采用本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的噴砂加工裝置的概要。圖1是表示采用本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的噴砂加工裝置的主視圖，圖2是沿著圖2的ii－ii線觀察到的剖視圖。

如圖1和圖2所示，噴砂加工裝置1包括噴砂加工用的本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2、用于收納該噴嘴組裝體2的殼體4、用于吸引該殼體4的內(nèi)部的吸引機(jī)構(gòu)6、設(shè)于殼體4的下部且用于將噴射材料分級(jí)的分級(jí)機(jī)構(gòu)8、用于儲(chǔ)存分級(jí)了的噴射材料的儲(chǔ)存料斗10、以及用于將儲(chǔ)存在該儲(chǔ)存料斗10中的噴射材料移送到噴嘴組裝體2的噴射材料移送機(jī)構(gòu)12。

殼體4包括上部殼體14、設(shè)于該上部殼體14的下方的下部殼體16、以及固定在該下部殼體16的外側(cè)的外框18。上部殼體14和外框18利用合葉20和插芯鎖22相連結(jié)，通過(guò)打開(kāi)插芯鎖22，從而上部殼體14能夠相對(duì)于下部殼體16開(kāi)閉。

上部殼體14和下部殼體16的內(nèi)部的空間成為噴砂加工室24。在該噴砂加工室24中配置有噴嘴組裝體2。

在上部殼體14的正面設(shè)有作業(yè)部26。該作業(yè)部26兼作用于向噴砂加工室24吸入外部空氣的吸氣口和在噴砂加工時(shí)用于供作業(yè)人員將手放入噴砂加工室24的裝入口。在該作業(yè)部26上固定有橡膠板26a，在該橡膠板26a上形成有從中心部呈放射狀延伸的多條切口26b。

在噴砂加工室24上固定有在進(jìn)行噴砂加工時(shí)載置工件w的加工板28。在加工板28上設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，從而能夠使含有噴射材料的粉粒體通過(guò)。

在殼體4的正面?zhèn)劝惭b有操作面板30和壓力操作閥32。從該壓力操作閥32供給來(lái)的壓縮空氣利用軟管34被供給到噴嘴組裝體2。此外，儲(chǔ)存料斗10的噴射材料利用軟管36被移送到噴嘴組裝體2。

接著，利用圖3和圖4詳細(xì)說(shuō)明分級(jí)機(jī)構(gòu)8。圖3是表示圖1的噴砂加工裝置的分級(jí)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，圖4是沿著圖3的iv－iv線觀察到的剖視圖。

分級(jí)機(jī)構(gòu)8是將噴砂加工室24的粉粒體分離成能夠再次使用的噴射材料和粉塵的機(jī)構(gòu)。此處的粉塵是指在噴砂加工中產(chǎn)生的切削粉、因碰撞而成為不能再次使用的大小的噴射材料等。分級(jí)機(jī)構(gòu)8設(shè)在從噴砂加工室24朝向用于吸引噴砂加工室24的吸引機(jī)構(gòu)6的路徑的中途，其利用由吸引機(jī)構(gòu)6產(chǎn)生的風(fēng)力進(jìn)行分離。

在噴砂加工裝置1中，能夠再次使用的噴射材料是比粉塵重的顆粒，因此利用分級(jí)將能夠再次使用的噴射材料自粉塵分離。具體地講，如圖3所示，分級(jí)機(jī)構(gòu)8包括：圓筒狀的整流構(gòu)件38，其縱截面為圓形，該整流構(gòu)件38的一端面(在圖4中為右側(cè))被封閉板38a所封閉；分級(jí)構(gòu)件40，其從圖3所示的側(cè)面方向觀察到的縱截面的上方是直徑比整流構(gòu)件38的直徑大的圓形，下方朝向下端以間隔縮窄的方式延伸(即，朝向下端而橫截面的面積連續(xù)地縮小)，從圖4所示的正面方向觀察到的縱截面是縱長(zhǎng)的四邊形，該分級(jí)構(gòu)件40是四邊形的下端面開(kāi)口的形狀；圓筒形狀的吸引構(gòu)件42，其與整流構(gòu)件38同心狀地配設(shè)在整流構(gòu)件38的內(nèi)側(cè)，該吸引構(gòu)件42的兩端開(kāi)口；以及投入構(gòu)件44，其設(shè)于整流構(gòu)件38的側(cè)面。在該吸引構(gòu)件42上連結(jié)有上述的吸引機(jī)構(gòu)6。

在分級(jí)機(jī)構(gòu)8中，在與吸引構(gòu)件40相連結(jié)的吸引機(jī)構(gòu)6的工作作用下，含有噴射材料的粉粒體與外部空氣一同被移送到分級(jí)機(jī)構(gòu)8，并沿著整流構(gòu)件38的、由整流構(gòu)件38的內(nèi)壁面和吸引構(gòu)件42的外壁面形成的整流部38b的內(nèi)壁朝向分級(jí)構(gòu)件40呈螺旋狀流動(dòng)。通過(guò)了整流部38b的含有噴射材料的粉粒體進(jìn)而回旋地前進(jìn)，到達(dá)分級(jí)構(gòu)件40。然后，繼續(xù)回旋地減速并進(jìn)一步繼續(xù)前進(jìn)(圖4中的附圖標(biāo)記a)。在減速時(shí)，作為較重的顆粒的能夠再次使用的噴射材料利用重力落下到分級(jí)構(gòu)件40的底部，堆積在固定于分級(jí)機(jī)構(gòu)8的底部的儲(chǔ)存料斗10(圖4中的附圖標(biāo)記b)。另一方面，作為較輕的顆粒的不能再次使用的噴射材料、在噴砂加工中產(chǎn)生的切削粉利用吸引構(gòu)件42向吸引機(jī)構(gòu)6吸引，被設(shè)在吸引機(jī)構(gòu)6的內(nèi)部的收集過(guò)濾器所收集(圖4中的附圖標(biāo)記c)。

接著，利用圖5詳細(xì)說(shuō)明儲(chǔ)存料斗10和噴射材料移送機(jī)構(gòu)12。圖5是表示圖1的噴砂加工裝置的儲(chǔ)存料斗和噴射材料移送機(jī)構(gòu)的剖視圖。

如圖5所示，在儲(chǔ)存料斗10上配置有噴射材料移送機(jī)構(gòu)12，該噴射材料移送機(jī)構(gòu)12是用于將儲(chǔ)存在儲(chǔ)存料斗10中的噴射材料移送到噴嘴組裝體2的機(jī)構(gòu)。噴射材料移送機(jī)構(gòu)12包括以貫通儲(chǔ)存料斗10的側(cè)壁(在圖5中為左側(cè)壁)的方式固定的圓管狀的噴射材料取出管46、以貫通儲(chǔ)存料斗10的與噴射材料取出管46相對(duì)的側(cè)壁(圖5中的右側(cè)壁)的方式固定的圓管狀的外部空氣導(dǎo)入管安裝構(gòu)件48、以及貫穿于外部空氣導(dǎo)入管安裝構(gòu)件48而被固定的圓管狀的外部空氣導(dǎo)入管50。噴射材料取出管46借助上述的軟管36而與噴嘴組裝體2的后述的噴射材料吸引口70(參照?qǐng)D6)相連結(jié)。

在該噴射材料取出管46的內(nèi)部，利用在噴嘴組裝體2的內(nèi)部產(chǎn)生的吸引力產(chǎn)生朝向噴嘴組裝體2流動(dòng)的氣流。此時(shí)，從外部空氣導(dǎo)入管50吸引外部空氣。即，在外部空氣導(dǎo)入管50的頂端，外部空氣流成為噴射的狀態(tài)。利用該氣流，在噴射材料取出管46的右端附近產(chǎn)生朝向噴射材料吸引口70的氣流。儲(chǔ)存料斗10內(nèi)的噴射材料搭乘該氣流被吸引到噴射材料取出管46，并移送到噴嘴組裝體2。

接著，利用圖6～圖10詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體2。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的局部剖視圖，圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的剖視圖，圖8～圖10是分別表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴組裝體的空氣噴嘴的縮流部的第1例、第2例、第3例的剖視圖。

如圖6所示，本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2包括噴嘴主體60和用于向該噴嘴主體60的內(nèi)部噴射壓縮空氣的空氣噴嘴62。噴嘴主體60包括噴嘴保持件64和從該噴嘴保持件64的一端側(cè)(在圖3中為下端面?zhèn)?插嵌而被固定的圓筒形狀的噴射噴嘴66。在該噴嘴主體60的噴嘴保持件64的另一端側(cè)(在圖3中為上端面?zhèn)?插嵌固定有空氣噴嘴62。在噴嘴主體60內(nèi)部的空氣噴嘴62的下端和噴射噴嘴66的上端附近設(shè)有用于形成噴嘴主體60的內(nèi)部空間的混合室68。

在噴嘴保持件64的上部形成有用于吸引噴射材料的噴射材料吸引口70和從該噴射材料吸引口70朝向混合室68的路徑即第一路徑72。

在噴射噴嘴66的下端形成有用于噴射固氣二相流的圓形的噴射口74，并且在該噴射噴嘴66中形成有從混合室68朝向噴射口74的路徑即第二路徑76。

在噴嘴主體60中，上述的噴射材料吸引口70、第一路徑72、混合室68、第二路徑76、噴射口74相連通。

如圖7所示，空氣噴嘴62為圓筒形狀，在其內(nèi)部形成有壓縮空氣的路徑即第三路徑78，并且在噴射壓縮空氣的頂端(圖7中的下端)設(shè)有壓縮空氣噴射部80?？諝鈬娮?2的第三路徑78包括具有連續(xù)的直徑的壓縮空氣導(dǎo)入部82、與該壓縮空氣導(dǎo)入部82相連通且朝向頂端逐漸縮徑的加速部84、以及與該加速部84相連通且直徑恒定的整流部86。另外，只要壓縮空氣導(dǎo)入部82的截面積與整流部86的截面積之差是不阻害壓縮空氣的流動(dòng)的程度的大小，就也可以省略加速部84。

空氣噴嘴62以其壓縮空氣噴射部80位于噴嘴主體60的混合室68的方式插嵌于噴嘴保持件64而被固定。空氣噴嘴62的另一端(圖6和圖7中的上端)借助軟管34和壓力調(diào)整閥32而與壓縮空氣供給源(未圖示)相連結(jié)，利用壓縮空氣供給源的工作向混合室68噴射壓縮空氣。由于該噴射流在卷入周?chē)目諝獾耐瑫r(shí)直行，因此混合室68成為負(fù)壓，產(chǎn)生吸引力。由于該吸引力的大小根據(jù)壓縮空氣噴射部80與噴射噴嘴66的內(nèi)壁面之間的距離而變化，因此使空氣噴嘴62沿上下方向移動(dòng)而調(diào)整為最適合的吸引力，利用未圖示的螺栓等將空氣噴嘴62固定于噴嘴保持件64。利用該吸引力，從噴射材料吸引口70朝向混合室68吸引噴射材料。到達(dá)了混合室68的噴射材料與壓縮空氣混合，該混合了的壓縮空氣和噴射材料通過(guò)第二路徑76作為固氣二相流從噴射口74噴射出來(lái)。

在此，在以往的裝置中，從壓縮空氣噴射部噴射壓縮空氣時(shí)，在剛剛噴射之后噴射流膨脹并碰撞于混合室的壁面，噴射的能量產(chǎn)生了損失。由于該噴射能量的損失，用于吸引噴射材料的吸引力和固氣二相流的流速下降，加工能力降低。為了抑制該能量的損失，在本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2中，在壓縮空氣噴射部80上設(shè)有縮流部88，該縮流部88具有比整流部86附近的第三路徑78的截面積小的圓形開(kāi)口。由于縮流部88的開(kāi)口直徑較小，因此通過(guò)了整流部86的壓縮空氣在縮流部88中加速。并且，通過(guò)縮流部88噴射來(lái)的壓縮空氣越靠外緣其流速越快，而且直行性較高。其原因在于，通過(guò)了第三路徑78的壓縮空氣在縮流部88中急劇地壓縮，在該壓縮的作用下，壓縮空氣的流動(dòng)的外緣相對(duì)地加速。因而，即便從壓縮空氣噴射部80噴射的噴射流的中心部在寬度方向上膨脹，外緣的噴射流也抑制了該膨脹，因此壓縮空氣整體的直行性上升，能夠抑制由與混合室68的壁面的碰撞引起的能量損失。

在空氣噴嘴62中，若縮流部88的開(kāi)口的截面積s2相對(duì)于整流部86的截面積s1之比即截面積比(s2/s1)過(guò)小，則在壓縮空氣通過(guò)縮流部88時(shí)成為阻力，若該截面積比(s2/s1)過(guò)大，則在壓縮空氣通過(guò)縮流部88時(shí)不能加速。為了將壓縮空氣良好地加速，優(yōu)選的是，將縮流部88的開(kāi)口的截面積s2相對(duì)于整流部86的截面積s1之比即截面積比(s2/s1)設(shè)定為0.3～0.8的范圍。

在壓縮空氣通過(guò)縮流部88時(shí)，壓縮空氣被整流為直行。但是，若縮流部88過(guò)長(zhǎng)，則在壓縮空氣通過(guò)時(shí)成為阻力，噴射速度下降。因而，優(yōu)選的是，相對(duì)于縮流部88的開(kāi)口的直徑d2而言，該開(kāi)口的長(zhǎng)度l2盡可能短到獲得壓縮空氣的噴射流的直行性的程度。因此，在本實(shí)施方式中，在空氣噴嘴62中，縮流部88的開(kāi)口的長(zhǎng)度l2相對(duì)于開(kāi)口的直徑d2之比即縮流部比(l2/d2)被設(shè)定為0.1～0.5的范圍。

此外，由于空氣噴嘴62的第三路徑78如上所述具有整流部86，因此從壓縮空氣噴射部80噴射的壓縮空氣的直行性進(jìn)一步上升，由此噴砂加工的能力進(jìn)一步上升。并且，由于利用整流部86能夠抑制噴射流產(chǎn)生脈動(dòng)(沖擊波)，因此在混合室68中產(chǎn)生的吸引力恒定。因而，由于從噴嘴主體60的噴射材料吸引口70吸引的噴射材料的吸引量始終恒定，因此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的噴砂加工。為了獲得這些效果，優(yōu)選的是，將整流部的長(zhǎng)度l1相對(duì)于整流部86的直徑d1之比即整流部比(l1/d1)設(shè)定為2～50的范圍。

縮流部88的形狀并不限定于圖7和圖8所示的入口側(cè)和其他部分是相同直徑的形狀，例如既可以是圖9所示的、入口側(cè)為錐形且直徑放大的形狀，并且也可以是圖10所示的、入口側(cè)為字母r形且直徑放大的形狀。

(噴砂加工方法)

接著，對(duì)具備本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2的噴砂加工裝置1的噴砂加工方法進(jìn)行說(shuō)明。

首先，操作操作面板30，使吸引機(jī)構(gòu)6進(jìn)行工作，對(duì)噴砂加工室24內(nèi)進(jìn)行吸引。接著，將插芯鎖22開(kāi)鎖，打開(kāi)上部殼體14。接著，向噴砂加工室24投入預(yù)定量的噴射材料，借助分級(jí)機(jī)構(gòu)8將噴射材料移送到儲(chǔ)存料斗10。之后，關(guān)閉上部殼體14，利用插芯鎖22上鎖，將上部殼體14和下部殼體16固定，使噴砂加工室24成為封閉的空間。噴砂加工室24被吸引機(jī)構(gòu)6所吸引，因此成為負(fù)壓，外部空氣從作業(yè)部36流入到噴砂加工室24。即便利用該外部空氣的流動(dòng)如后所述從噴嘴組裝體2噴射噴射材料，含有噴射材料的粉粒體(噴射材料和粉塵)也不會(huì)漏出到噴砂加工室24的外部。

噴射材料只要是在噴砂加工中通常使用的粉粒體即可。例如作為噴射材料，可以使用鐵系和非鐵金屬系的噴丸、切丸以及砂礫、陶瓷的顆粒(例如氧化鋁、碳化硅、鋯石等)、玻璃的顆粒、樹(shù)脂的顆粒(例如尼龍樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、尿素樹(shù)脂等)、植物種子的顆粒(例如核桃、桃子等)等。

作業(yè)人員戴上手套，從作業(yè)部26伸入手并把持噴嘴組裝體2。接著，“開(kāi)啟”操作腳踏開(kāi)關(guān)(未圖示)，從噴射口74噴射含有噴射材料的固氣二相流。此時(shí)，作業(yè)人員在操作壓力調(diào)整閥32并調(diào)整為預(yù)定的噴射壓力之后，“關(guān)閉”操作腳踏開(kāi)關(guān)，停止噴射噴射材料，將手從作業(yè)部26抽出。

接著，將插芯鎖22開(kāi)鎖，打開(kāi)上部殼體14，在加工板28上載置了工件w之后關(guān)閉上部殼體14，利用插芯鎖22上鎖并將上部殼體14和下部殼體16固定。

作業(yè)人員操作操作面板30，從作業(yè)部26伸入手并把持噴嘴組裝體2和載置在加工板28上的工件w之后，“開(kāi)啟”操作腳踏開(kāi)關(guān)，從噴射口74噴射固氣二相流。然后，通過(guò)借助手套由作業(yè)人員自身相對(duì)于噴射口74掃描工件w，從而對(duì)工件w進(jìn)行拋丸清理。該工件w的拋丸清理在要求加工精度的情況下，作業(yè)人員在用手將工件w按壓固定在加工板28上的狀態(tài)下使噴嘴10裝置沿水平方向移動(dòng)進(jìn)行加工，另一方面，在加工精度的要求不高的情況下，作業(yè)人員也可以使噴嘴10裝置靠近或者遠(yuǎn)離工件w進(jìn)行加工。

含有從噴射口74噴射出來(lái)的噴射材料的粉粒體利用吸引機(jī)構(gòu)6的吸引力被移送到分級(jí)機(jī)構(gòu)8。在分級(jí)機(jī)構(gòu)8中被分離為能夠再次使用的噴射材料和粉塵，該能夠再次使用的噴射材料堆積于儲(chǔ)存料斗10。堆積于儲(chǔ)存料斗10的能夠再次使用的噴射材料被噴射材料移送機(jī)構(gòu)12移送到噴嘴組裝體2，再次從噴射口74噴射。另一方面，重量較輕的粉塵被吸引機(jī)構(gòu)6所吸引，被吸引機(jī)構(gòu)6內(nèi)的收集過(guò)濾器收集。

在朝向工件w噴射了固氣二相流預(yù)定的時(shí)間之后，“關(guān)閉”操作腳踏開(kāi)關(guān)，停止噴射固氣二相流，將手從作業(yè)部26抽出。之后，將插芯鎖22開(kāi)鎖，打開(kāi)上部殼體14，回收工件w。除去附著于該工件w的噴射材料、粉塵而完成一連串的噴砂加工。

接著，對(duì)使用為了確認(rèn)本實(shí)施方式的噴嘴組裝體10的效果而進(jìn)行的實(shí)施例和參考例得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)施例1)

在本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2中，使

(1)縮流部88的開(kāi)口的截面積(s2)相對(duì)于整流部86的截面積(s1)之比(截面積比：s2/s1)、

(2)縮流部88的開(kāi)口的長(zhǎng)度(l2)相對(duì)于開(kāi)口的直徑(d2)之比(縮流部比：l2/d2)、

(3)整流部的長(zhǎng)度(l1)相對(duì)于縮流部88的直徑(d2)之比(整流部比：l1/d2)分別發(fā)生變化，測(cè)量噴射材料吸引口70的吸引力。以下，說(shuō)明該測(cè)量結(jié)果。在實(shí)施例1中，作為吸引力，測(cè)量表示噴嘴組裝體2的吸引力的最大值的“最大靜壓”和表示噴射的吸引力的穩(wěn)定性(脈動(dòng)的程度)的“靜壓的變動(dòng)幅度”。

最大靜壓設(shè)為將噴射材料吸引口70封閉、在該噴射材料吸引口70上連接壓力傳感器(基恩士株式會(huì)社制；ap－44)、從空氣噴嘴62噴射壓縮空氣(0.2mpa)10分鐘時(shí)的平均值。

此外，在噴射材料吸引口70的側(cè)面設(shè)置孔，在該孔上連接壓力傳感器(基恩士株式會(huì)社制；ap－44)，從空氣噴嘴62噴射壓縮空氣(0.2mpa)10分鐘，并且使噴射材料吸引口70產(chǎn)生吸引力。將噴射材料以1kg/min向噴射材料吸引口70投入，測(cè)量噴射材料被吸引力吸引到混合室68時(shí)的靜壓。用壓力相對(duì)于10分鐘的平均壓力的最大值和最小值的％表示該測(cè)量值，將該測(cè)量值作為靜壓的變動(dòng)幅度。

表1和圖11表示測(cè)量結(jié)果。只要最大靜壓為－40kpa，無(wú)論噴射材料是什么種類(lèi)，都確認(rèn)能夠良好地吸引。在實(shí)施例1－1～1－7的條件中，確認(rèn)能夠良好地吸引。此外，只要變動(dòng)幅度在±5％以?xún)?nèi)，噴射就不脈動(dòng)，因此不會(huì)對(duì)精加工程度產(chǎn)生影響，即使在實(shí)施例1－1～1－7的條件下，也確認(rèn)能夠良好地吸引。

另一方面，在截面積比(s2/s1)、縮流部比(l2/d2)、整流部比(l1/d2)脫離了上述的范圍的比較例1－1～1－6中，發(fā)生了最大靜壓的不足或者脫離變動(dòng)幅度的基準(zhǔn)。但是，吸引力是能夠良好地吸引比較輕的噴射材料(例如粒徑為100μm以下的金屬系的噴射材料、粒徑為200μm以下的陶瓷系的噴射材料、玻璃顆粒、樹(shù)脂的顆粒、植物系的顆粒等)的吸引力。此外，變動(dòng)幅度是能夠沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行不要求精加工程度的嚴(yán)密管理的加工(例如毛刺去除、鑄件的落砂、表面粗糙化等)的變動(dòng)幅度。即，啟示了：只要截面積比(s2/s1)、縮流部比(l2/d2)、整流部比(l1/d2)在上述的范圍內(nèi)，不挑選條件就能夠良好且穩(wěn)定地吸引噴射材料，但即便脫離了上述的范圍也能夠根據(jù)條件進(jìn)行噴砂加工。

【表1】

(實(shí)施例2)

對(duì)使用實(shí)施例1的實(shí)施例1－1、1－4、1－5的噴嘴(之后依次記作“噴嘴a”“噴嘴b”“噴嘴c”)進(jìn)行噴砂加工的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。將氧化鋁質(zhì)的磨粒(新東工業(yè)株式會(huì)社制：af120(平均粒徑125μm))作為噴射材料，朝向工件(60×60×t6mm的ss400件)噴射1分鐘。另外，將噴射口74與工件w之間的距離設(shè)為100mm，將噴射壓力設(shè)為0.2mpa～0.4mpa。利用電子天平(株式會(huì)社a&d制：gh－200)測(cè)量加工前后的工件w的重量，算出切削量。此外，使用以往的吸引式的噴嘴組裝體(未設(shè)置本實(shí)施方式的縮流部88)進(jìn)行相同的加工和測(cè)量，算出切削量。根據(jù)這些切削量，利用下式算出加工效率。

【數(shù)1】

表2表示結(jié)果。如作為實(shí)施例2－1～實(shí)施例2－9所示，確認(rèn)了在任一種條件下加工效率都大于100％，與以往的噴嘴組裝體相比加工能力上升。此外，本實(shí)施方式的噴嘴組裝體2的噴射壓力越低，越顯著地體現(xiàn)加工效率的上升。

【表2】

在上述的實(shí)施方式中，以將本發(fā)明的噴嘴組裝體應(yīng)用于噴砂加工的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的噴嘴組裝體液也能夠應(yīng)用于其他的表面處理。例如能夠應(yīng)用于通過(guò)作為噴射材料朝向被加工物高速地噴射鋼鐵或者非鐵金屬的噴丸，從而進(jìn)行由被加工物的塑性變形實(shí)現(xiàn)的加工硬化、壓縮殘留應(yīng)力的施加的“噴丸強(qiáng)化”處理。作為另一個(gè)例子，能夠應(yīng)用于通過(guò)朝向被加工物高速地噴射覆膜形成材料的粉粒體(例如錫、鋅、鋁等金屬、二硫化鉬、氧化金屬等金屬化合物等)，從而利用該粉粒體的塑性變形在被加工物上形成覆膜的“覆膜形成”處理。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、噴砂加工裝置；2、噴嘴組裝體；4、殼體；6、吸引裝置；8、分級(jí)機(jī)構(gòu)；10、儲(chǔ)存料斗；12、噴射材料移送機(jī)構(gòu)；14、上部殼體；16、下部殼體；24、噴砂加工室；26、作業(yè)部；28、加工板；60、噴嘴主體；62、空氣噴嘴；64、噴嘴保持件；66、噴射噴嘴；68、混合室；70、噴射材料吸引口；72、第一路徑；74、噴射口；76、第二路徑；78、第三路徑；80、壓縮空氣噴射部；82、壓縮空氣導(dǎo)入部；84、加速部；86、整流部；88、縮流部。