專利名稱：噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴丸強(qiáng)化加工方法。
背景技術(shù)：
噴丸強(qiáng)化加工方法用于向金屬表面層上附加殘余壓縮應(yīng)力。在噴丸強(qiáng)化加工方法中，向被加工物投射介質(zhì)(投射材)。在以往的噴丸強(qiáng)化加工方法中，在決定噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合后，決定加工條件以獲得被加工物所要求的強(qiáng)度以及覆蓋范圍。用于縮短噴丸強(qiáng)化加工所需要的時(shí)間的有效且系統(tǒng)的方法成為必要。特開2006-205342號(hào)公報(bào)公示了以往的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法。利用氣體式噴丸強(qiáng)化裝置，求出單位時(shí)間內(nèi)投射的投射材的重量和達(dá)到覆蓋范圍100%時(shí)的弧高值之間的關(guān)系。在單位時(shí)間內(nèi)投射的投射材的重量比某值大的區(qū)域中，若單位時(shí)間內(nèi)投射的投射材的重量增加，則弧高值大幅降低。根據(jù)該值設(shè)定單位時(shí)間內(nèi)投射的投射材重量的最佳值。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2006-205342號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法以及金屬零件的制造方法，能夠縮短噴丸強(qiáng)化加工所需要的時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)飽和時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的第一最佳投射條件的步驟。優(yōu)選的是，所述多個(gè)投射條件的條件因子包括第一條件因子和第二條件因子。所述多個(gè)投射條件包括第一投射條件、僅所述第一條件因子的水平與所述第一投射條件不同的第二投射條件、第三投射條件、僅所述第二條件因子的水平與所述第三投射條件不同的第四投射條件。根據(jù)所述飽和時(shí)間決定所述第一最佳投射條件的所述步驟包括根據(jù)所述第一投射條件中的第一飽和時(shí)間和所述第二投射條件中的第二飽和時(shí)間，決定所述第一最佳投射條件中的所述第一條件因子的水平的步驟；和根據(jù)所述第三投射條件中的第三飽和時(shí)間和所述第四投射條件中的第四飽和時(shí)間，決定所述第一最佳投射條件中的所述第二條件因子的水平的步驟。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工裝置，利用空氣從噴嘴投射介質(zhì)。所述第一條件因子以及所述第二條件因子為從介質(zhì)流量、空氣的壓力、所述噴嘴和被處理面之間的距離、所述噴嘴和被處理面之間的角度、所述噴嘴的內(nèi)徑、以及所述噴嘴的移動(dòng)速度中選擇的任意兩項(xiàng)。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工裝置，利用葉輪投射介質(zhì)。所述第一條件因子以及所述第二條件因子為從所述葉輪的轉(zhuǎn)速、所述葉輪和被處理面之間的距離、所述葉輪和被處理面之間的角度、噴射口的大小、被處理物的移動(dòng)速度、以及被處理物的轉(zhuǎn)速中選擇的任意兩項(xiàng)。 優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備所述噴丸強(qiáng)化加工裝置在所述第一最佳投射條件下向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片上的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟。所述壓痕面積率表示在單位面積內(nèi)的由介質(zhì)形成的壓痕所占的面積。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，并且具備根據(jù)所述面積或所述寬度與所述投射時(shí)間之間的關(guān)系而決定加工區(qū)(spot)移動(dòng)條件的步驟。所述加工區(qū)移動(dòng)條件表示加工區(qū)所移動(dòng)的相互平行的移動(dòng)軌跡的間距，所述加工區(qū)是在所述噴丸強(qiáng)化加工裝置對被加工物進(jìn)行加工時(shí)介質(zhì)撞擊的所述被加工物的區(qū)域。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備在與所述第一最佳投射條件對應(yīng)的強(qiáng)度與被加工物所要求強(qiáng)度不符時(shí)，在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第二組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)與所述第二組合對應(yīng)的所述飽和時(shí)間而決定與所述第二組合對應(yīng)的第二最佳投射條件的步驟。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，并且具備求出所述第一最佳投射條件下的強(qiáng)度的步驟。優(yōu)選的是，所述噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備利用在求出所述飽和時(shí)間的步驟中所使用的阿爾門試片，在所述多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的第三最佳投射條件的步驟；和根據(jù)所述第一最佳投射條件以及所述第三最佳投射條件決定第四最佳投射條件的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第二觀點(diǎn)的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備噴丸強(qiáng)化加工裝置向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片上的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟。所述壓痕面積率表示在單位面積內(nèi)的由介質(zhì)形成的壓痕所占的面積。根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的覆蓋范圍相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的最佳投射條件的步驟。優(yōu)選的是，所述多個(gè)投射條件的條件因子包括第一條件因子和第二條件因子。所述多個(gè)投射條件包括第一投射條件、僅所述第一條件因子的水平與所述第一投射條件不同的第二投射條件、第三投射條件、和僅所述第二條件因子的水平與所述第三投射條件不同的第四投射條件。根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定所述最佳投射條件的所述步驟包括根據(jù)所述第一投射條件中的第一覆蓋范圍時(shí)間和所述第二投射條件中的第二覆蓋范圍時(shí)間，決定所述最佳投射條件中的所述第一條件因子的水平的步驟；和根據(jù)所述第三投射條件中的第三覆蓋范圍時(shí)間和所述第四投射條件中的第四覆蓋范圍時(shí)間，決定所述最佳投射條件中的所述第二條件因子的水平的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)的金屬零件的制造方法，其具備決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟。決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述飽和時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的第一最佳投射條件的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第5觀點(diǎn)的金屬零件的制造方法，其具備決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟。決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括所述噴丸強(qiáng)化加工裝置向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片上的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟；根據(jù)所述面積或所述寬度與所述投射時(shí)間之間的關(guān)系而決定加工區(qū)移動(dòng)條件的步驟。所述加工區(qū)移動(dòng)條件表示加工區(qū)的移動(dòng)條件，所述加工區(qū)是所述噴丸強(qiáng)化加工裝置對被加工物進(jìn)行加工時(shí)介質(zhì)撞擊的所述被加工物的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的第6觀點(diǎn)的金屬零件的制造方法，其具備決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟。決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的覆蓋范圍相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的最佳投射條件的步驟。根據(jù)本發(fā)明，提供一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法以及金屬零件的制造方法， 能夠縮短噴丸強(qiáng)化加工所需要的時(shí)間。


本發(fā)明的上述目的、其他目的、效果、以及特征，參照附圖而由實(shí)施方式的描述將會(huì)更加明確。圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工方法的流程圖。圖2是決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟的流程圖。圖3是決定對應(yīng)裝置以及介質(zhì)的組合的最佳加工條件的步驟的流程圖。圖4是決定最佳投射條件的步驟的流程圖。圖5是表示噴丸強(qiáng)化加工裝置的投射部和被加工物面的位置關(guān)系的概略圖。圖6是表示投射條件的表格。圖7是表示弧高值和投射時(shí)間的關(guān)系的圖表。圖8A是表示強(qiáng)度及飽和時(shí)間與壓力之間的關(guān)系的圖表。圖8B是表示強(qiáng)度以及飽和時(shí)間和介質(zhì)流量之間的關(guān)系的圖表。圖8C是表示強(qiáng)度及飽和時(shí)間與投射角度之間的關(guān)系的圖表。圖8D是表示強(qiáng)度及飽和時(shí)間與投射距離之間的關(guān)系的圖表。
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圖9是決定加工區(qū)移動(dòng)條件的步驟的流程圖。圖10表示用于求出壓痕面積率分布和投射時(shí)間之間的關(guān)系的試驗(yàn)片。圖11是表示壓痕面積率分布和投射時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。圖12是表示有效處理寬度和投射時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。圖13是表示加工區(qū)移動(dòng)軌跡的概略圖。圖14是表示有效處理寬度和投射時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。圖15是表示每單位面積的處理時(shí)間和投射時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。圖16是決定本發(fā)明的第二實(shí)施方式的最佳投射條件的步驟的流程圖。圖17是表示投射條件的表格。圖18是決定本發(fā)明的第三實(shí)施方式的最佳投射條件的步驟的流程圖。圖19是表示覆蓋范圍和投射時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法以及噴丸強(qiáng)化加工方法的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。(第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工方法的流程圖。噴丸強(qiáng)化加工方法包括步驟Sl及S2。在步驟Sl中，決定噴丸強(qiáng)化加工條件。在步驟S2中，根據(jù)在步驟Sl中決定的條件對被加工物進(jìn)行加工。參照圖2，決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟Sl包括步驟Sll S13。在步驟Sll中， 決定噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合。在此，決定使用空氣式噴丸強(qiáng)化加工裝置的哪個(gè)機(jī)種或者使用機(jī)械式噴丸強(qiáng)化加工裝置的哪個(gè)機(jī)種這樣具體地決定成為評(píng)價(jià)對象的噴丸強(qiáng)化加工裝置。氣體式噴丸強(qiáng)化加工裝置利用空氣從噴嘴投射介質(zhì)。機(jī)械式噴丸強(qiáng)化加工裝置利用葉輪投射介質(zhì)。并且，從所決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置中可使用的、且按照一定品質(zhì)基準(zhǔn)進(jìn)行管理的介質(zhì)中決定其一。通過使用按照一定品質(zhì)基準(zhǔn)進(jìn)行管理的介質(zhì)，確保了噴丸強(qiáng)化加工的再現(xiàn)性。所謂的按照一定品質(zhì)基準(zhǔn)進(jìn)行管理的介質(zhì)，例如，是以公共標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的介質(zhì)。在步驟S12中，決定與在步驟Sll中決定的組合對應(yīng)的最佳加工條件。在步驟S13 中，在使用在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置及介質(zhì)并根據(jù)步驟S12中決定的最佳加工條件對被加工物進(jìn)行加工的情況下，判斷是否滿足被加工物所要求的強(qiáng)度。在不滿足強(qiáng)度要求的情況下，返回步驟S11。在滿足強(qiáng)度要求的情況下，進(jìn)入步驟S2。參照圖3，決定最佳加工條件的步驟S12包括步驟S20以及S30。在步驟S20中，決定在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置投射步驟Sll中決定的介質(zhì)時(shí)的最佳投射條件。 在步驟S30中，決定加工區(qū)移動(dòng)條件。加工區(qū)移動(dòng)條件表示在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置在對被加工物進(jìn)行加工時(shí)，作為介質(zhì)撞擊的所述被加工物的區(qū)域的加工區(qū)(spot) 的移動(dòng)條件。參照圖4，決定最佳投射條件的步驟S20，包括步驟S21 S26。在步驟S21中，決定評(píng)價(jià)對象條件因子。對于氣體式噴丸強(qiáng)化加工裝置的評(píng)價(jià)對象條件因子例如是介質(zhì)流量(kg/分)、空氣的壓力(MPa)、作為氣體式噴丸強(qiáng)化加工裝置的投射部的噴嘴和被處理物面之間的距離(投射距離)、噴嘴和被處理面之間的角度(投射角度)、噴嘴內(nèi)徑、以及噴嘴的移動(dòng)速度。對于機(jī)械式噴丸強(qiáng)化加工裝置的評(píng)價(jià)對象條件因子例如是作為機(jī)械式噴丸強(qiáng)化加工裝置的投射部的葉輪的轉(zhuǎn)速(rpm)、葉輪和被處理物面之間的距離(投射距離)、葉輪和被處理物面之間的角度(投射角度)、向被處理物噴射介質(zhì)的噴射口的大小、被處理物的移動(dòng)速度、以及被處理物的轉(zhuǎn)速(rpm)。參照圖5，表示了噴丸強(qiáng)化加工裝置的投射部1和被加工物面2的距離D和投射部 1和被加工物面2的角度θ。在步驟S22中，決定多個(gè)投射條件。例如，多個(gè)投射條件的條件因子包括作為在步驟S21中決定的條件因子的流量、壓力、角度、距離等。圖6表示多個(gè)投射條件中所包含的投射條件1-1 1-3。投射條件1-1 1-3中僅流量的水平相互不同，其他的條件因子的水平相同。多個(gè)投射條件包括僅壓力的水平不同的投射條件群、僅角度的水平不同的投射條件群和僅距離的水平不同的投射條件群。在步驟23中，在步驟22中決定的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，做出表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線。圖7表示根據(jù)在某投射條件下使投射時(shí)間為5秒、10秒、20秒、40秒時(shí)的弧高值而得到的飽和曲線10.在步驟M中，根據(jù)在步驟S23中得到的飽和曲線，求出在步驟S22中決定的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下的強(qiáng)度以及飽和時(shí)間。參照圖7，說明求出強(qiáng)度以及飽和時(shí)間的方法。根據(jù)美國的航空宇宙標(biāo)準(zhǔn)AMS-S-13165A，把即使將投射時(shí)間增大2倍弧高值的增量也在10%以下的飽和曲線10上的點(diǎn)11稱為飽和點(diǎn)11，飽和點(diǎn)11的弧高值為強(qiáng)度I，飽和點(diǎn)11的投射時(shí)間為飽和時(shí)間S。在步驟S25中，決定各條件因子下的最佳水平以使飽和時(shí)間最短。例如，圖8Α表示如上述所得強(qiáng)度和壓力的關(guān)系以及飽和時(shí)間和壓力的關(guān)系。根據(jù)飽和時(shí)間和壓力的關(guān)系，決定壓力的最佳水平為0. 3MPa以上。圖8B表示如上述所得強(qiáng)度和流量的關(guān)系以及飽和時(shí)間和流量的關(guān)系。根據(jù)飽和時(shí)間和流量的關(guān)系，決定流量的最佳水平為4Kg/分。圖8C 表示如上述所得強(qiáng)度和角度的關(guān)系以及飽和時(shí)間和角度的關(guān)系。根據(jù)飽和時(shí)間和角度的關(guān)系，決定角度的最佳水平為90度。圖8D表示如上述所得強(qiáng)度和距離的關(guān)系以及飽和時(shí)間和距離的關(guān)系。根據(jù)飽和時(shí)間和距離的關(guān)系，決定距離的最佳水平為200mm以下。在步驟沈中，決定與在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置以及介質(zhì)的組合對應(yīng)的最佳投射條件。最佳投射條件為在步驟S25中決定的各條件因子的最佳水平的組合。如圖6所示投射條件1-2符合在步驟S16中決定的最佳投射條件。因此，由圖8B 求出最佳投射條件下的強(qiáng)度。因此，可根據(jù)步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置以及介質(zhì)的組合有效地(短處理時(shí)間)得到的強(qiáng)度由圖8B可知為O.OllinchN。另外，也可再次試驗(yàn)而求出最佳投射條件下的強(qiáng)度。在步驟S^后，進(jìn)入步驟S30。如上述所示，根據(jù)飽和時(shí)間，決定在使用步驟Sll中決定的組合進(jìn)行加工時(shí)的處理時(shí)間變短的最佳投射條件。一般可以認(rèn)為，飽和時(shí)間越短則覆蓋范圍成100%的覆蓋范圍時(shí)間越短。跟覆蓋范圍時(shí)間相比，飽和時(shí)間易于決定。若使加工區(qū)的移動(dòng)條件最佳化，則可進(jìn)一步縮短處理時(shí)間。以下，對決定加工區(qū)移動(dòng)條件的步驟S30進(jìn)行說明。參照圖9，步驟S30包括步驟S31 S33.
對步驟S31進(jìn)行說明。圖10表示在步驟S31中使用的試驗(yàn)片5。試驗(yàn)片5為阿爾門試片、或者，由與被處理物相同材質(zhì)形成的板材。試驗(yàn)片5優(yōu)選相對于后述的有效處理寬度(面積)足夠大。在步驟S31中，在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置在步驟S20中決定的最佳投射條件下，將步驟Sll中決定的介質(zhì)向試驗(yàn)片5投射。此時(shí)的投射時(shí)間例如在包含最佳投射條件下的飽和時(shí)間的范圍內(nèi)設(shè)定3水平程度。在此，噴丸強(qiáng)化加工裝置的投射部和試驗(yàn)片5也能夠以一定條件做相對移動(dòng)。在這種情況下，例如，投射部做平行移動(dòng)或搖擺移動(dòng)，以使作為介質(zhì)撞擊區(qū)域的加工區(qū)沿試驗(yàn)片5的中心線4做往返移動(dòng)。試驗(yàn)片 5的中心線4方向的長度為X。在步驟S31中，用放大鏡觀察進(jìn)行投射后的試驗(yàn)片5的表面，對于試驗(yàn)片5的表面上所定義的多個(gè)面積率計(jì)算區(qū)域7的每個(gè)面積率計(jì)算區(qū)域，計(jì)算出壓痕面積率。在試驗(yàn)片 5的中心線4的兩側(cè)，沿與中心線4在中心位置6正交的直線配置多個(gè)面積率計(jì)算區(qū)域7。 多個(gè)面積計(jì)算區(qū)域7為相同形狀并且相同大小的區(qū)域。各面積計(jì)算區(qū)域7，例如，是2. 56mm 見方的矩形區(qū)域。圖示有表示面積率計(jì)算區(qū)域7的測定位置的數(shù)字。距離中心位置6越遠(yuǎn)該數(shù)字的絕對值則越大，該數(shù)字的符號(hào)在中心線4的一側(cè)為正，中心線4的另一側(cè)為負(fù)。壓痕面積率表示單位面積內(nèi)的由介質(zhì)形成的壓痕(凹陷)所占的面積。在步驟S31中，求出試驗(yàn)片5的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系。圖11表示試驗(yàn)片5中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系。圖11的縱軸及橫軸分別為壓痕面積率及試驗(yàn)片5上的測定位置。在圖11中，表示了對于投射時(shí)間為1、2、3、4秒的各個(gè)情況下的壓痕面積率和測定位置的關(guān)系。在步驟S32中，根據(jù)圖11所示壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，對于投射時(shí)間為1、2、3、4秒的各個(gè)情況，求出試驗(yàn)片5上的壓痕面積率飽和的區(qū)域的寬度。壓痕面積率飽和的區(qū)域?yàn)楦采w范圍達(dá)到100%以上的區(qū)域。壓痕面積率飽和的區(qū)域的寬度，被稱為有效處理寬度。另外，替代試驗(yàn)片5上的壓痕面積率飽和的區(qū)域的寬度(有效處理寬度)，也可使用該區(qū)域的面積(有效處理面積)。圖12表示有效處理寬度和投射時(shí)間的關(guān)系。圖 12的縱軸為有效處理寬度，橫軸為投射時(shí)間。投射時(shí)間增加則有效處理寬度增加，但若投射時(shí)間超過1秒，則有效處理寬度的增加將變緩慢。在步驟S33中，由圖12的有效處理寬度和投射時(shí)間的關(guān)系決定加工區(qū)移動(dòng)條件。 參照圖13，當(dāng)在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置對被加工物進(jìn)行加工3時(shí)，使作為介質(zhì)撞擊的被加工物3的區(qū)域的加工區(qū)沿移動(dòng)軌跡4A 4C分別做往復(fù)移動(dòng)。移動(dòng)軌跡4A 4C 相互平行。在此，移動(dòng)軌跡4A 4C的方向的被加工物3的長度為Y，移動(dòng)軌跡4A 4C的間距為P。間距P為移動(dòng)軌跡4A 4C之中相鄰的軌跡間的間隔。在圖12中，由于投射時(shí)間為1秒時(shí)的有效處理寬度是25mm，因而間距P為25mm，且使加工區(qū)分別沿移動(dòng)軌跡4A 4C往復(fù)移動(dòng)的投射時(shí)間為1秒的(Y/X)倍，將這些決定為加工區(qū)移動(dòng)條件。對步驟S30的其他例子進(jìn)行說明。圖14表示了有效處理寬度w和投射時(shí)間t的關(guān)系的其他例子。在投射時(shí)間t中，長度為X、寬度為W的矩形區(qū)域內(nèi)的覆蓋范圍在100% 以上。即，面積Xw在時(shí)間t內(nèi)被處理。在此，由于長度X為常數(shù)，并與每單位面積的處理時(shí)間t/w成正比。圖15表示由圖14的有效處理寬度w和投射時(shí)間t的關(guān)系而求出的t/w和 t的關(guān)系。在此情況下，根據(jù)t/w的值為最小的t值1. 5秒和此時(shí)的有效處理寬度9mm，決定加工區(qū)移動(dòng)條件間距P為9mm且使加工區(qū)分別沿移動(dòng)軌跡4A 4C往復(fù)移動(dòng)的投射時(shí)間為1. 5秒的(Y/X)倍。另外，在應(yīng)處理被加工物已具體決定時(shí)，優(yōu)選在步驟S20之后并且在步驟S30之前執(zhí)行步驟S13。另外，在步驟S20中，也可在固定了特定條件因子的水平的基礎(chǔ)上決定其他條件因子的最佳水平。例如，在被處理物的表面有很多凹凸，以投射角度90度不能投射到被處理物的表面全體的情況下，可在將投射角度固定為45度后，決定其他條件因子的最佳水平。(第二實(shí)施方式)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，除用決定最佳投射條件的步驟S210替換步驟S20這點(diǎn)外，與第一實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法相同。如圖16所示，步驟S210具備所述的步驟S21 SM和步驟S211 S214。在步驟 S211中，與步驟S25同樣地判定各條件因子中飽和時(shí)間為最短的水平。在步驟S212中，在步驟S211中，在判定的水平的鄰近實(shí)施追加試驗(yàn)。圖17表示追加試驗(yàn)中的投射條件的例子。投射條件1-4除流量為3kg/分這點(diǎn)外， 與投射條件1-2相同。投射條件1-5除流量為^g/分這點(diǎn)外，與投射條件1-2相同。投射條件1-6除壓力為0. 這點(diǎn)外，與投射條件1-2相同。對于各投射條件求出強(qiáng)度和飽和時(shí)間。在步驟S213中，根據(jù)在步驟S212中求出的飽和時(shí)間和步驟S24中求出的飽和時(shí)間，決定各條件因子的最佳水平。在步驟S214中，決定對應(yīng)在步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置以及介質(zhì)的組合的最佳投射條件。最佳投射條件為步驟S213中決定的各條件因子的最佳水平的組合。(第三實(shí)施方式)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，除用步驟S220替換步驟S20并除去步驟S30這點(diǎn)外，與第一或第二實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法相同。參照圖18，步驟S220具備所述的步驟S21 S^和步驟S221 S2M。在步驟 S221中，使用在步驟S23中使用的阿爾門試驗(yàn)片，在步驟S22中決定的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出阿爾門試驗(yàn)片全面的覆蓋范圍和投射時(shí)間的關(guān)系。覆蓋范圍例如根據(jù)對如JIS B 2711的附錄中的覆蓋范圍判定用的照片和阿爾門試片表面進(jìn)行比較而被判斷。并且，對于各投射條件，求出如圖19所示的表示覆蓋范圍相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線。圖19的縱軸為覆蓋范圍，橫軸為投射時(shí)間。并且，根據(jù)飽和曲線，求出覆蓋范圍成 100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間C。如此，在多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出覆蓋范圍時(shí)間。在步驟S222中，以使覆蓋范圍時(shí)間最短的方式?jīng)Q定各條件因子的最佳水平。在步驟S223中，決定與步驟Sll中決定的噴丸強(qiáng)化加工裝置以及介質(zhì)的組合對應(yīng)的最佳投射條件。最佳投射條件為步驟S222中決定的各條件因子的最佳水平的組合。在步驟S2M中，根據(jù)步驟S26中決定的最佳投射條件和步驟S223中決定的最佳投射條件，求出一個(gè)最佳投射條件。例如，可通過選擇步驟幻6中決定的最佳投射條件以及步驟S223中決定的最佳投射條件的一方，而決定步驟S2M中的最佳投射條件，也可根據(jù)步
11驟S223中決定的最佳投射條件修正步驟S^中決定的最佳投射條件而決定步驟S2M中的最佳投射條件。在本實(shí)施方式中，在步驟S2中，根據(jù)在步驟S2M中決定的最佳投射條件對被加工物進(jìn)行加工。僅根據(jù)飽和時(shí)間所決定的最佳投射條件下的覆蓋范圍時(shí)間可能較長。根據(jù)本實(shí)施方式，決定最佳投射條件以確實(shí)縮短覆蓋范圍時(shí)間。另外，也可不根據(jù)飽和時(shí)間決定最佳投射條件，而僅根據(jù)覆蓋范圍時(shí)間決定最佳投射條件。所述各實(shí)施方式的噴丸強(qiáng)化加工方法可適用于金屬零件的制造方法中。以上參照實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不被所述實(shí)施方式所限定。 可對所述實(shí)施方式進(jìn)行各種變更。本說明書主張2009年3月4日提出的日本專利申請2009-050673號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其公示內(nèi)容全部包含于本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述飽和時(shí)間來決定與所述第一組合對應(yīng)的第一最佳投射條件的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，所述多個(gè)投射條件的條件因子包括第一條件因子和第二條件因子， 所述多個(gè)投射條件包括第一投射條件、僅所述第一條件因子的水平與所述第一投射條件不同的第二投射條件、第三投射條件、僅所述第二條件因子的水平與所述第三投射條件不同的第四投射條件，根據(jù)所述飽和時(shí)間決定所述第一最佳投射條件的所述步驟包括 根據(jù)所述第一投射條件中的第一飽和時(shí)間和所述第二投射條件中的第二飽和時(shí)間，決定所述第一最佳投射條件中的所述第一條件因子的水平的步驟；和根據(jù)所述第三投射條件中的第三飽和時(shí)間和所述第四投射條件中的第四飽和時(shí)間，決定所述第一最佳投射條件中的所述第二條件因子的水平的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法， 所述噴丸強(qiáng)化加工裝置，利用空氣從噴嘴投射介質(zhì)，所述第一條件因子以及所述第二條件因子為從介質(zhì)流量、空氣的壓力、所述噴嘴和被處理面之間的距離、所述噴嘴和被處理面之間的角度、所述噴嘴的內(nèi)徑、以及所述噴嘴的移動(dòng)速度中選擇的任意兩項(xiàng)。
4.如權(quán)利要求2所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法， 所述噴丸強(qiáng)化加工裝置，利用葉輪投射介質(zhì)，所述第一條件因子以及所述第二條件因子為從所述葉輪的轉(zhuǎn)速、所述葉輪和被處理面之間的距離、所述葉輪和被處理面之間的角度、噴射口的大小、被處理物的移動(dòng)速度、以及被處理物的轉(zhuǎn)速中選擇的任意兩項(xiàng)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備所述噴丸強(qiáng)化加工裝置在所述第一最佳投射條件下向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片上的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟，所述壓痕面積率表示在單位面積內(nèi)的由介質(zhì)形成的壓痕所占的面積。
6.如權(quán)利要求5所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備根據(jù)所述面積或所述寬度與所述投射時(shí)間之間的關(guān)系而決定加工區(qū)移動(dòng)條件的步驟，所述加工區(qū)移動(dòng)條件表示加工區(qū)所移動(dòng)的相互平行的移動(dòng)軌跡的間距，所述加工區(qū)是在所述噴丸強(qiáng)化加工裝置對被加工物進(jìn)行加工時(shí)介質(zhì)撞擊的所述被加工物的區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備 在與所述第一最佳投射條件對應(yīng)的強(qiáng)度與被加工物所要求強(qiáng)度不符時(shí)，在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第二組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)與所述第二組合對應(yīng)的所述飽和時(shí)間而決定與所述第二組合對應(yīng)的第二最佳投射條件的步驟。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法， 還具備求出所述第一最佳投射條件下的強(qiáng)度的步驟。
9.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，還具備利用在求出所述飽和時(shí)間的步驟中所使用的阿爾門試片，在所述多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的第三最佳投射條件的步驟；和根據(jù)所述第一最佳投射條件以及所述第三最佳投射條件決定第四最佳投射條件的步馬聚O
10.一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備 所述噴丸強(qiáng)化加工裝置向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片中的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟，所述壓痕面積率表示在單位面積內(nèi)的由介質(zhì)形成的壓痕所占的面積。
11.一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的覆蓋范圍相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的最佳投射條件的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，所述多個(gè)投射條件的條件因子包括第一條件因子和第二條件因子， 所述多個(gè)投射條件包括第一投射條件、僅所述第一條件因子的水平與所述第一投射條件不同的第二投射條件、第三投射條件、和僅所述第二條件因子的水平與所述第三投射條件不同的第四投射條件，根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定所述最佳投射條件的所述步驟包括 根據(jù)所述第一投射條件中的第一覆蓋范圍時(shí)間和所述第二投射條件中的第二覆蓋范圍時(shí)間，決定所述最佳投射條件中的所述第一條件因子的水平的步驟；和根據(jù)所述第三投射條件中的第三覆蓋范圍時(shí)間和所述第四投射條件中的第四覆蓋范圍時(shí)間，決定所述最佳投射條件中的所述第二條件因子的水平的步驟。
13.一種金屬零件的制造方法，其具備 決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟， 決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述飽和時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的第一最佳投射條件的步驟。
14.一種金屬零件的制造方法，其具備 決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟， 決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括 噴丸強(qiáng)化加工裝置向試驗(yàn)片投射介質(zhì)的步驟；和求出所述試驗(yàn)片中的壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系的步驟；和根據(jù)所述壓痕面積率的分布和投射時(shí)間的關(guān)系，求出所述試驗(yàn)片上的所述壓痕面積率飽和的區(qū)域的面積或?qū)挾扰c所述投射時(shí)間之間的關(guān)系的步驟；根據(jù)所述面積或所述寬度與所述投射時(shí)間之間的關(guān)系而決定加工區(qū)移動(dòng)條件的步驟， 所述加工區(qū)移動(dòng)條件表示加工區(qū)的移動(dòng)條件，所述加工區(qū)是所述噴丸強(qiáng)化加工裝置對被加工物進(jìn)行加工時(shí)介質(zhì)撞擊的所述被加工物的區(qū)域。
15.一種金屬零件的制造方法，其具備 決定噴丸強(qiáng)化加工條件的步驟；和根據(jù)所述噴丸強(qiáng)化加工條件對被加工物進(jìn)行加工的步驟， 決定所述噴丸強(qiáng)化加工條件的所述步驟包括在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的覆蓋范圍相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出覆蓋范圍為100%時(shí)的投射時(shí)間即覆蓋范圍時(shí)間的步驟；和根據(jù)所述覆蓋范圍時(shí)間決定與所述第一組合對應(yīng)的最佳投射條件的步驟。
全文摘要
一種噴丸強(qiáng)化加工條件的設(shè)定方法，其具備在與作為噴丸強(qiáng)化加工裝置和介質(zhì)的組合的第一組合相對的多個(gè)投射條件中的每個(gè)投射條件下，根據(jù)表示阿爾門試片的弧高值相對于投射時(shí)間的變化的飽和曲線求出飽和時(shí)間的步驟；和根據(jù)飽和時(shí)間決定與第一組合對應(yīng)的第一最佳投射條件的步驟。
文檔編號(hào)B24C1/10GK102341217SQ20108001070
公開日2012年2月1日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者井上明子, 山田毅 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社