(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極を対向させ、前記回転工具と前記表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角に改質層を生成することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項２】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項３】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記表面処理用電極を円板形状とし、前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記円板形状の表面処理用電極を回転させながら、前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成すると共に、前記表面処理用電極を使用する研削加工により前記回転工具の切刃の切刃先端形状を鋭利に成形することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項４】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記表面処理用電極の放電面と前記回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具のエキセントリック刃付けされた外周切刃逃げ面に対して改質層を生成することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項５】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記表面処理用電極の放電面と前記回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の母材が加工される程度の放電エネルギーで放電加工を行うことにより、前記回転工具の外周切刃逃げ面に改質層を生成し、かつ、外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けを生成することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項６】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理方法において、
前記回転工具の切刃の外周切刃逃げ面と面一で、かつ、すくい面に対して密に接合する補助部材を取付けた状態で、前記回転工具の切刃及び補助部材と改質材料からなる前記表面処理用電極との間に放電を発生させると共に、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極を相対的に移動することにより、外周切刃逃げ面に改質層を生成し、その後、補助部材を除去することを特徴とする放電加工による表面処理方法。
【請求項７】
前記回転工具と前記表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れか１つに記載の放電加工による表面処理方法。
【請求項８】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理装置において、
前記回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、
前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、
前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源と
を具備することを特徴とする放電加工による表面処理装置。
【請求項９】
回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理装置において、
前記回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、
前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、
前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源と、
前記回転工具と前記表面処理用電極との間の極間電圧を検出する極間検出回路と、
前記極間検出回路の出力によって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に発生する放電を制御する制御回路と
を具備することを特徴とする放電加工による表面処理装置。
【請求項１０】
前記回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向する特定角度に固定したことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の放電加工による表面処理装置。
【請求項１１】
前記回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向させ、かつ、その対向角度を設定できることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の放電加工による表面処理装置。
【請求項１２】
前記回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を回転させることを特徴とする請求項８から請求項１１の何れか１つに記載の放電加工による表面処理装置。
【請求項１３】
前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させることを特徴とする請求項８から請求項１２の何れか１つに記載の放電加工による表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工を利用した回転工具等の切削工具の切刃先端の表面処理方法及びその表面処理装置に関するものであり、特に、切削工具に改質層を形成する放電加工による表面処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工により回転工具切刃に改質層を形成する方法及び装置としては、特開平７−１１２３２９号公報に掲載の技術を挙げることができる。前記公報には、次のような技術が開示されている。
図２４は従来の表面処理装置を説明する全体構成図である。
図において、１０１はエンドミル、ドリル等の表面処理を施す回転切削工具、１０２は改質材料の粉末を成形した圧粉体ブロックであり、改質材料としてＷ−Ｃ（タングステンカーバイト）にＣｏ（コバルト）の粉末を混入したものを焼結成形したものが使用される。１０３は回転切削工具１０１の上下方向（Ｚ軸方向）の移動を行う主軸、１０４は圧粉体ブロック１０２を固定すると共に放電加工用加工液１０５を充満する加工槽、１０６は回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２の間に電圧を印加する放電加工用電源、１０７は回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２の間の極間電圧または短絡を検出する極間検出装置、１０８は極間検出装置１０７の検出結果から回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２の相対移動速度を制御する制御装置である。１０９は回転切削工具１０１と共に主軸１０３をＺ方向（上下方向）に駆動するＺ軸駆動装置、１１０は圧粉体ブロック１０２と共に加工槽１０４をＸ方向に駆動するＸ軸駆動装置、１１１は圧粉体ブロック１０２と共に加工槽１０４をＹ方向の駆動を行うＹ軸駆動装置で、また、１１２はＺ軸駆動装置１０９の回転切削工具１０１を回転させる回転駆動装置である。
【０００３】
次に、この種の従来の表面処理装置の動作について説明する。
主軸１０３に保持された回転切削工具１０１はＺ軸駆動装置１０９の回転駆動装置１１２により回転され、Ｘ軸駆動装置１１０、Ｙ軸駆動装置１１１、Ｚ軸駆動装置１０９により回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２を相対移動させることにより圧粉体ブロック１０２の切削加工が行われる。具体的には、回転切削工具１０１がエンドミルの場合は、側面方向（即ち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の切削加工が、また、ドリルの場合には軸方向（即ち、Ｚ軸方向）の切削加工を行う。その際、放電加工用電源１０６により回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２の間には放電加工用電圧が印加されているため、切削加工の進行により回転切削工具１０１と圧粉体ブロック１０２の接触が解消されると、その間隙にて放電が発生する。間隙には切削加工により改質材料（Ｗ−Ｃ）が粉末となって浮遊しているため、回転切削工具１０１の切歯表面においては放電により加工液１０５中のＷ−Ｃ粉末が混入する。このように回転切削工具１０１の送り速度を適性に制御することにより、切削、放電を繰返しながら連続的に加工が行われ、切歯部分に均一な改質層、即ち、Ｗ−Ｃ合金が形成される。
即ち、前記公報は、被覆材料を含むブロックを回転工具で切削しながら放電加工する方法が開示されている。ここでは、改質材料を含むブロックと切刃先端部分との間に放電を発生させることによって回転工具切刃先端に改質層を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、改質材料を含むブロックと、回転工具切刃先端が接触状態にある切削加工と改質材料を含むブロックと、回転工具切刃先端が非接触状態にある放電加工といった相反する２つの加工プロセスを複合させているため、安定した加工を行うことが困難であり、回転工具切刃先端に対して均一な改質膜を形成することも困難となる。
また、切削プロセスでは改質材料を含むブロックとの摩擦で回転工具切刃先端が摩耗し、放電プロセスでは放電集中による切刃先端の鈍りが生じ、改質層が形成された切刃先端を研磨する工程が必要となる。更に、回転工具が改質材料を含むブロックを切削する際に発生する切削抵抗のため、通常の放電加工機以上に機械剛性を必要とすることになる。
【０００５】
そこで、この発明は、上記のような従来のものの課題を解消するためになされたもので、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる放電加工による表面処理方法及びその装置の提供を課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる放電加工による表面処理方法は、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極を対向させ、前記回転工具と前記表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角に改質層を生成するものである。
【０００７】
請求項２にかかる放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極と回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成するものである。
【０００８】
請求項３にかかる放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極を円板形状とし、前記表面処理用電極と回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記円板形状の表面処理用電極を回転させながら、前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成すると共に、前記表面処理用電極を使用する研削加工により前記回転工具の切刃の切刃先端形状を鋭利に成形するものである。
【０００９】
請求項４にかかる放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極の放電面と回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具のエキセントリック刃付けされた外周切刃逃げ面に対して改質層を生成するものである。
【００１０】
請求項５にかかる放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極の放電面と回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の母材が加工される程度の放電エネルギーで放電加工を行うことにより、前記回転工具の外周切刃逃げ面に改質層を生成し、かつ、外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けを生成するものである。
【００１１】
請求項６にかかる放電加工による表面処理方法は、回転工具の切刃の外周切刃逃げ面と面一で、かつ、すくい面に対して密に接合する補助部材を取付けた状態で、前記回転工具の切刃及び補助部材と改質材料からなる表面処理用電極との間に放電を発生させると共に、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極を相対的に移動することにより、外周切刃逃げ面に改質層を生成し、その後、補助部材を除去するものである。
【００１２】
請求項７にかかる放電加工による表面処理方法は、請求項２乃至請求項６の何れか１つに記載の回転工具と表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させるものである。
【００１３】
請求項８にかかる放電加工による表面処理装置は、回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理装置において、前記回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源とを具備するものである。
【００１４】
請求項９にかかる放電加工による表面処理装置は、回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理装置において、前記回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源と、前記回転工具と前記表面処理用電極との間の極間電圧を検出する極間検出回路と、前記極間検出回路の出力によって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に発生する放電を制御する制御回路とを具備するものである。
【００１５】
請求項１０にかかる放電加工による表面処理装置は、請求項８または請求項９に記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向する特定角度に固定したものである。
【００１６】
請求項１１にかかる放電加工による表面処理装置は、請求項８または請求項９に記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向させ、かつ、その対向角度を設定できるものである。
【００１７】
請求項１２にかかる放電加工による表面処理装置は、請求項８から請求項１１の何れか１つに記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を回転させるものである。
【００１８】
請求項１３にかかる放電加工による表面処理装置は、請求項８から請求項１２の何れか１つに記載の回転工具と表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放電加工による表面処理方法及びその装置の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、図中、各実施の形態における同一符号及び記号は各実施の形態に共通する構成部分を示すものである。
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の放電加工による表面処理装置の全体構成図、また、図２は本発明の実施の形態１の放電加工による表面処理装置で加工される回転工具の切刃の切刃先端の要部説明図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具、２は改質層を形成する成分、例えば、Ｔｉ  Ｃ、Ｔｉ  Ｈ２  等で形成した表面処理用電極で、前記改質材料の粉末で成形したものでもよい。３は回転工具１を保持するチャッキング機構、４は表面処理用電極２を保持する電極保持機構で、回転工具１と表面処理用電極２とをＺ軸方向に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構４は、表面処理用電極２をＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。５は回転工具１の上下方向、即ち、Ｚ軸方向の移動を行う主軸、６は回転工具１の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は回転工具１と共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽、１１は加工槽９の水平方向（Ｘ方向）の移動を自在とするＸテーブル、１２は加工槽９の水平方向（Ｙ方向）の移動を自在とするＹテーブル、１３はＸテーブル１１用のＸ軸駆動機構、１４はＹテーブル１２用のＹ軸駆動機構、１５はコンピュータ等を内蔵した制御回路、１６は制御回路１５内に設けられ、回転工具１の動作を制御する軌跡移動制御回路で、通常の数値制御回路に相当するものである。１７は回転工具１と表面処理用電極２の間の極間電圧または短絡を検出する極間検出回路、１８は回転工具１と表面処理用電極２との間で電圧を印加する放電加工用電源である。ここで、回転工具１と表面処理用電極２の間の極間電圧または短絡を検出する極間検出回路１７は、放電加工用電源１８の内部抵抗の電圧降下によって判断するものであり、放電加工用電源１８には図示しない放電抵抗等が存在する。
なお、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００２１】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。図２に示すように、本実施の形態の放電加工による表面処理装置で加工される回転工具１の切刃の切刃先端は、回転工具１の外周切刃逃げ角（外周二番角）βの接線で形成される面である外周切刃逃げ面１ａに平行して、表面処理用電極２の先端面２ａからなる放電面を設定する。
チャッキング機構３により保持された回転工具１は、回転軸駆動機構８により回転軸６と共に回転し、Ｚ軸駆動機構７により主軸５と共に上下移動を行う。このとき、上下移動と回転は同期しており、その同期状態は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれ角θに沿って表面処理用電極２の放電面が移動するように主軸５の移動量、即ち、回転工具１の軸方向の刃長分の送りに相当するその回転量が特定され、それが設定されている。
例えば、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）の右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する事例で説明する。
主軸マイナス方向への移動量、即ち、エンドミルの先端からチャッキング機構３の方向の移動量を刃長Ｌとするとき、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝との一定の割合でマイナス方向に右回転させるという関係を維持する。なお、主軸プラス方向、即ち、チャッキング機構３側からエンドミルの先端方向に移動させるときは逆方向へ回転させることになる。これにより、表面処理用電極２の放電面が、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａとの加工開始前の位置関係を維持しながら切刃のねじれに沿って外周切刃逃げ面１ａ上を往復移動されることになる。表面処理用電極２は電極保持機構４に取付けられ、更に、電極保持機構４は加工液１０が満たされた加工槽９内に配設される。極間検出回路１７は表面処理用電極２と回転工具１の位置関係を接触によって検出し、検出された情報は制御回路１５に送られ、表面処理用電極２の放電面と回転工具１の外周切刃逃げ角βを有する面である外周切刃逃げ面１ａ、すくい角γを形成する面であるすくい面１ｂ（図２参照）が互いに対向するように位置決めする場合に使用される。軌跡移動制御回路１６は処理対象の回転工具１のねじれ角θ、処理する刃長Ｌ、直径Ｄ、ねじれ刃の情報（右ねじれ、左ねじれ）、及び、移動速度、移動回数が入力されると、放電面が外周切刃逃げ面１ａをなぞるような指令を制御回路１５に与え、制御回路１５はこの指令に従ってＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４、Ｚ軸駆動機構７及び、回転軸駆動機構８を制御して所望の動作を回転工具１に行わせる。なお、１ｃはエンドミルやドリル等の回転工具１のねじれ溝である。
【００２２】
このようにして、放電部分が加工液１０中に浸漬された状態で、表面処理用電極２を処理刃面になぞらせながら、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。また、加工槽９内に設置された表面処理用電極２と回転工具１の処理部分を加工液１０に浸漬させずとも、放電加工部分に加工液１０を吹きかけながら前述の方法で放電加工することによっても回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成することができ、結果的に、外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成することは、その生成によりすくい角γを形成する面、即ち、すくい面１ｂに改質層１９を形成することになる。
【００２３】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置の回転工具と表面処理用電極との関係を示す正面図、図４は同じく回転工具と表面処理用電極との関係を示す側面図、図５は同じく回転工具と表面処理用電極との位置関係が変位した状態を示す正面図である。また、図６は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置の回転工具の中心軸と表面処理用電極との水平面上の位置関係を示す断面の説明図、図７は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上の位置関係を示す断面の説明図、図８は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上の接合深さの位置関係を示す断面の説明図、図９は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上での当接位置の関係を示す断面の説明図、図１０は同じく回転工具の切刃先端と表面処理用電極の外径線との位置関係を示す断面の説明図、図１１は同じく回転工具の刃面と表面処理用電極の端部面との角度関係を示す断面の説明図、図１２は同じく回転工具の刃面と表面処理用電極の端部面との平行関係を示す断面の説明図、図１３は同じく回転工具の刃面に改質層を形成する動作の説明図である。
なお、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の全体構成図は、図１に示した放電加工による表面処理装置の全体構成図と同一であるので、その説明を省略する。
【００２４】
図３乃至図１３において、１は表面処理を施すエンドミル、ドリル等の回転工具、２は改質層を形成する成分からなる表面処理用電極、３は回転工具１を保持するチャッキング機構、４は表面処理用電極２を保持する電極保持機構、５は回転工具１のＺ軸方向の移動を行う主軸、６は回転工具１の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は回転工具１と共に主軸５をＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構である。
【００２５】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について、図１４及び図１５に基き図３乃至図１３を参照して説明する。
図１４及び図１５は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置における回転工具と表面処理用電極との関係を設定して改質層を形成するフローチャートである。
まず、ステップＳ１で回転工具１と表面処理用電極２の条件を入力する。回転工具１の条件としては、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）、左右ねじれ、また、表面処理用電極２の条件としては、長さＭ（ｍｍ）、直径ｄ（ｍｍ）等を設定する。また、機械的構成として表面処理用電極２を保持する電極保持機構４の位置は、加工槽９に取付けた状態で一義的に決定される。また、電極保持機構４の表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａも一義的に決定され、その水平についても機械的取付けによって決定される。回転工具１の中心線Ｏ−Ｏも主軸５のＺ軸方向の中心線Ｚ−Ｚによって一義的に決定される。
図３に示すように、表面処理用電極２と回転工具１の取付け状態では、表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａと回転工具１の中心線Ｏ−Ｏ、即ち、主軸５のＺ軸方向の中心線Ｚ−Ｚは何れにあるか不明である。しかし、表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａが機械的に決定されていることから、図４に示すように、チャッキング機構３に保持された回転工具１（右ねじれ刃、４枚刃のエンドミル）と電極保持機構４に保持された表面処理用電極２との位置関係は、回転工具１と表面処理用電極２のそれぞれの表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａと回転工具１の中心線Ｏ−Ｏが直交するように、電極保持機構４の位置を調整することができる。したがって、ステップＳ２で動作キーの操作によって、ステップＳ３で電極保持機構４の位置を調整し、表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａに対して回転工具１の中心線Ｏ−Ｏを直交させる。なお、図４に示すＡｆ−Ａｆ線は中心線Ａ−Ａによる水平平面を表現したものである。このとき、回転工具１の刃長Ｌ（ｍｍ）と表面処理用電極２の長さＭ（ｍｍ）及び直径ｄ（ｍｍ）により、両者が衝突しない位置とする。
【００２６】
次に、ステップＳ４及びステップＳ５で回転工具１を下降させ、その底刃部分と表面処理用電極２の上部との接触を極間検出回路１７により検出し、回転工具１の底刃部分が表面処理用電極２の上部と接触したとき、回転工具１の底刃の位置と表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａとの距離ｄ／２から、ステップＳ６でそのときの回転工具１の底刃のＺ座標を求める。
その後、ステップＳ７で表面処理用電極２と干渉しない位置まで回転工具１を退避させた後、回転工具１の刃長Ｌに基き、図５に示すように、表面処理用電極２の先端面２ａの中心線Ａ−Ａ上に回転工具１のシャンク側の切刃終端（ネック）が位置するように回転工具１を移動させる。
実際に移動した表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａを含むＡｆ−Ａｆ線で示す水平平面における断面をチャッキング機構３側から見ると、表面処理用電極２の先端面２ａと回転工具１の切刃逃げ面１ａの位置関係は、図６または図７のようになっている。即ち、図６に示すように、表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａから回転工具１の中心線Ｏ−Ｏから右方向に回動している場合、或いは、図７に示すように、表面処理用電極２の中心線Ａ−Ａから回転工具１の中心線Ｏ−Ｏから左方向に回動している場合等になる。
【００２７】
そして、図７に示すように、ステップＳ８で表面処理用電極２の先端面２ａの左右端の延長線Ａ１  −Ａ１  が回転工具中心軸Ｏを通過するように（直角に交わるように）、回転工具１の位置を調整する。表面処理用電極２の左右端の延長線Ａ１  −Ａ１  上とは、回転工具１のねじれが右ねじれであれば、表面処理用電極２の先端面２ａからみて左端となり、回転工具１のねじれが左ねじれであれば、表面処理用電極２の先端面２ａからみて右端となる。また、表面処理用電極２が丸棒状である場合には最左右周面に接線となり、表面処理用電極２が角棒状である場合には、最左右端面の接線となる。表面処理用電極２の左右端の延長線Ａ１  −Ａ１  上は、極間検出回路１７により表面処理用電極２の側面と回転工具１のシャンク部分との接触を検出することによって得ることができ、また、表面処理用電極２の左右端の延長線Ａ１  −Ａ１  を確認することができる。本実施の形態では説明の簡略化のため、表面処理用電極２の半径ｄ／２から算出したものである。このときの回転工具１の中心線Ｏ−Ｏ（中心座標Ｏ）をＸテーブル１１及びＹテーブル１２の移動量から測定する。
【００２８】
図８に示すように、表面処理用電極２の先端面２ａを回転工具１の切刃先端の軌跡１Ａの内側で、かつ、回転工具１に接触しない位置関係とする。これは、表面処理用電極２の先端面２ａが回転工具１の中心線Ｏ−ＯからＤ／２内にあるときで、極間検出回路１７によって表面処理用電極２と回転工具１との接触を検出していないときを、ステップＳ９で判定することにより行われる。その後、ステップＳ１０で回転工具１を右ねじれ刃の場合は時計回り（図３乃至図１３の右回転）、左ねじれ刃の場合は反時計回りに回転させて、ステップＳ１１で図９に示すように、極間検出回路１７により表面処理用電極２の側面と回転工具１の切刃先端との接触検出を行う。ステップＳ１２で、このとき、切刃先端の座標（ｘ０  ，ｙ０  ）を読込む。この切刃先端の座標（ｘ０  ，ｙ０  ）は、回転工具１の中心線Ｏ−Ｏ及び半径Ｄ／２並びに表面処理用電極２の先端面２ａから回転工具１の中心線Ｏ−Ｏまでの距離によって求めることができる。なお、この切刃先端の座標（ｘ０  ，ｙ０  ）を仮想切刃先端の座標とすることもでき、この仮想切刃先端の座標とは、極間検出回路１７により表面処理用電極２の側面と回転工具１の切刃先端との接触検出を行った切刃先端の座標を、回転工具１の中心座標Ｏから読取り、それを座標（ｘ０  ＝０，ｙ０  ＝０）としてもよい。何れにせよ、回転工具１の切刃先端が特定できればよい。本実施の形態では切刃先端の座標（ｘ０  ，ｙ０  ）を読込んだこととする。
【００２９】
そして、この当接状態で回転軸６の回動を停止させて回転位置（以下、単に『Ｃ座標』という）を保持した状態で表面処理用電極２と干渉しない位置まで回転工具１を、ステップＳ１３で表面処理用電極２の左端の延長線Ａ１  −Ａ１  から離す方向に移動させる。このとき、図１０に示すように、表面処理用電極２からの移動量をΔｙで、回転工具１の切刃先端の座標は、座標（ｘ１  ，ｙ１  ）となる。図１１の状態では、表面処理用電極２の先端面２ａに対して、回転工具１の切刃の外周切刃逃げ角βの大きさだけ刃面、即ち、外周切刃逃げ面１ａが傾斜しており、この状態で表面処理用電極２の先端面２ａに切刃先端を平行移動して放電加工しても、切刃先端にも改質層１９が形成され、切刃先端が丸く鈍ってしまう。そこで、ステップＳ１４で、図１２に示すように、回転工具１の切刃の外周切刃逃げ角βの大きさだけ回転軸６によって回転工具１を回動し、処理する外周切刃逃げ面１ａが表面処理用電極２の先端面２ａに平行に対向するように設定する。なお、この回転工具１の外周切刃逃げ面１ａである外周切刃逃げ角βは、工具直径Ｄやその工具を製造したメーカによっても異なる。そこで、この外周切刃逃げ角βは再研削時に使用する工具メーカ発行の外周切刃逃げ角表等から求め、右ねじれ刃では右回りに、左ねじれ刃では左回りにその外周切刃逃げ角βを制御回路１５に入力して回転軸駆動機構８によって補正する。
本実施の形態においては、外周切刃逃げ角βの回動により、切刃先端の座標は回転工具１は直径Ｄであることから、座標ｘ１  ，ｙ１  から座標ｘ１  ＋Ｄ（１−ｃｏｓβ）とｙ１  ＋Ｄ×ｓｉｎβとなる。ここで、ｙ１  ＝ｙ０  −Δｙとすれば、ｘ１  ＋Ｄ×（１−ｃｏｓβ），ｙ０  −Δｙ＋Ｄ×ｓｉｎβとなる。
【００３０】
次に、ステップＳ１５で表面処理用電極２の直径ｄに基づき、少なくとも、回転工具１の切刃先端が表面処理用電極２の先端面２ａのエッジと同一またはそれよりも外に位置し、形成された改質層１９によって切刃先端が鈍くならないように、回転工具１をｙ軸方向へｄ−（ｙ０−Δｙ＋Ｄ×ｓｉｎβ）だけ移動させる。これにより、図１２に示すように、切刃先端から表面処理用電極２がはみ出さず、表面処理用電極２の先端面２ａに対して回転工具１の切刃先端を位置決めすることができる。ステップＳ１６で回転工具１と表面処理用電極２の先端面２ａとの間隙Δｘが位置決めされた後、ステップＳ１７で表面処理用電極２と外周切刃逃げ面１ａとの間で放電を発生させ、ステップＳ１８で実施の形態１で説明した表面処理用電極２とのＺ軸方向の移動とＣ軸方向の回動を行い、両者の相対移動により、表面処理用電極２の放電面と切刃先端処理面が常に同じ位置関係を維持しながら切刃の全体の刃長Ｌに沿って外周切刃逃げ面１ａに均一に改質層１９を形成する。ステップＳ１９で回転工具１の切刃の外周切刃逃げ面１ａの全体の刃長Ｌに均一に改質層１９を形成したか判定し、ステップＳ２０で回転工具１の刃数に応じて所定の角度回動させ、ステップＳ２１で回転工具１の刃数の回数だけ処理を行ったか判定し、刃数の回数だけ処理を行っていないとき、ステップＳ３からのルーチンの処理に戻り、同様の操作を繰返す。ステップＳ２１で回転工具１の刃数の回数だけ処理を行ったと判定したとき、このルーチンを脱する。
【００３１】
なお、放電加工エネルギーを大きくして、切刃先端が加工されるときは、回転工具１をＹ軸方向へ移動する際に、図１３のように、更に、移動量を多くして切刃先端を表面処理用電極２端面からはみ出させることで放電加工による切刃先端の鈍りを抑制した改質層１９を形成することができる。
また、この表面処理用電極２の先端面２ａに対して回転工具１の切刃先端を位置決めする位置決め方法は、処理する回転工具１の直径Ｄが異なっても外周切刃逃げ角βと刃長Ｌ、回転工具直径、及び、表面処理用電極直径を制御回路１５に入力するだけで回転工具１に対する表面処理用電極２の自動位置決めが可能となる。
そして、リーマのような切刃が螺旋状に形成されていない回転工具１に対しても、その刃面に対して表面処理用電極２の先端面２ａに対して位置決めが可能であり、表面処理用電極２をなぞらせて外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに均一な改質層１９を形成することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図１６は本発明の実施の形態３の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具、２は改質層を形成する成分で形成した表面処理用電極である。３は表面処理用電極２を保持するチャッキング機構、２４は回転工具１を保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、回転工具１と表面処理用電極２とをＸ軸方向またはＹ軸方向に相対移動させるものである。５は表面処理用電極２をＺ軸方向の移動を行う主軸、６は表面処理用電極２の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は表面処理用電極２と共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構２４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽である。また、１１はＸテーブル、１２はＹテーブル、１３はＸ軸駆動機構、１４はＹ軸駆動機構、１５は制御回路、１６は軌跡移動制御回路、１７は極間検出回路、１８は放電加工用電源であり、これらは基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
なお、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる電極保持機構２４及びＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００３３】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。表面処理用電極２はチャッキング機構３により保持され、主軸５に取付けられる。回転工具１は電極保持機構２４に取付けられ回転動作を行う。更に、電極保持機構２４は加工液１０が満たされた加工槽９内に配設され、Ｘテーブル１１とＹテーブル１２と共に移動する。制御回路１５は電極保持機構２４に内蔵する回転用モータを回転制御する。また、Ｘ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４を制御し、電極保持機構２４とＸテーブル１１とＹテーブル１２の位置を制御する。表面処理用電極２は回転工具１の切刃の外周切刃逃げ面１ａに対向するように設置され、更に、回転工具１はＸテーブル、Ｙテーブル、またはＸテーブルとＹテーブルにより、水平方向の移動をも行う。このときの水平移動と回転は同期しており、その同期動作は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれに沿って表面処理用電極２の放電面、即ち、先端面２ａが移動するように主軸５のプラス方向の移動量と回転工具１の回転量が調整される。例えば、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）の右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する場合には、Ｘ軸方向への移動量を刃長Ｌに等しいとすれば、それに対して、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝の割合でマイナス方向に回転させるという動作を与える。
【００３４】
なお、Ｘ軸プラス方向へエンドミルを移動させるときは、回転工具１を逆方向に回転させる。これにより、表面処理用電極２の放電面が、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂとの加工開始前の位置関係を維持しながら切刃のねじれに沿って外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂ上を往復移動することになる。極間検出回路１７は表面処理用電極２と回転工具１の位置関係を接触によって検出し、検出される情報は制御回路１５に送られ、表面処理用電極２の放電面と回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂが互いに対向するように位置決めに使用される。軌跡移動制御回路１６は処理対象の回転工具１のねじれ角θ、刃長Ｌ、直径Ｄ、ねじれ刃の情報（右ねじれ、左ねじれ）及び、移動（移動）速度、移動回数が入力されると、放電面が外周切刃逃げ面１ａをなぞるような指令を制御回路１５に与え、制御回路１５はこの指令に従ってＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４、Ｚ軸駆動機構７及び電極保持機構２４の回転用モータを制御して所望の動作を回転工具１に行わせる。
即ち、この実施の形態では、実施の形態１の表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具１、改質層１９を形成する成分で形成した表面処理用電極２の動作を逆にしたものである。当然、本実施の形態では、放電加工の電気条件設定の際の電極極性は実施の形態１の場合と逆になる。
【００３５】
このようにして、放電部分が加工液１０中に浸漬された状態で、表面処理用電極２を回転工具１の刃面になぞらせながら、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成する。また、加工槽９内に設置された表面処理用電極２と回転工具１の処理部分を加工液１０に浸漬させなくても、放電加工部分に加工液１０を吹きかけながら前述の方法で放電加工することによっても回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図１７は本発明の実施の形態４の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具、２は改質層を形成する成分で形成した表面処理用電極である。３は回転工具１を保持するチャッキング機構、３４は表面処理用電極２を保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２と回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構３４は、表面処理用電極２をＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。５は回転工具１のＺ軸方向の移動を行う主軸、６は回転工具１の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は回転工具１と共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構３４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽である。また、１１はＸテーブル、１２はＹテーブル、１３はＸ軸駆動機構、１４はＹ軸駆動機構、１５は制御回路、１６は軌跡移動制御回路、１７は極間検出回路、１８は放電加工用電源であり、これらは基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
なお、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる電極保持機構３４及びＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００３７】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。チャッキング機構３により保持された回転工具１は、回転軸駆動機構８により回転軸６と共に回転し、Ｚ軸駆動機構７により主軸５と共に上下移動を行う。このとき、上下移動と回転は同期しており、その同期動作は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれに沿って表面処理用電極２の放電面が移動するように主軸５の移動量と回転量が設定される。例えば、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）の右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する場合、主軸５のマイナス方向への刃長Ｌに相当する移動量に対して、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝の割合でマイナス方向に回転させるという動作を与える。なお、主軸５のプラス方向へエンドミルを移動させるときは逆方向へ回転させる。また、表面処理用電極２は電極保持機構３４に取付けられて回転している。この回転は、放電加工される回転工具１の回転と異なり、所定の定速回転を行えばよい。このときの回転速度は、表面処理用電極２の外周面が均一になる程度の速度で放電に影響を及さない速度が望ましい。これにより、表面処理用電極２の放電面、即ち、表面処理用電極２の長さ方向の外周面が、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａとの加工開始前の位置関係を維持しながら切刃のねじれに沿って外周切刃逃げ面１ａ上を往復移動される。更に、回転工具１を回転上下動させながら、表面電極に沿ってその軸方向へ往復運動させるような相対動作を行う。特に、この実施の形態では表面処理用電極２を回転させることにより、表面処理用電極２の磨耗の影響力を少なくでき、かつ、表面処理用電極２の外周が均一化でき、仕上げ精度を上げることができる。
【００３８】
このように、放電部分が加工液中に浸漬された状態で、表面処理用電極２の外周面によって回転工具１の刃面になぞらせながら、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより、表面処理用電極２の外周面全体が加工に使用され、表面処理用電極２が部分的に消耗することが無くなり、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９が均一に形成できる。また、加工槽９内に設置された表面処理用電極２と回転工具１の処理部分を加工液１０に浸漬させなくても、放電加工部分に加工液１０を吹きかけながら前述の方法で放電加工することによっても回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。
また、表面処理用電極２が電極保持機構３４によって所定の角度傾けることにより、外周切刃逃げ面１ａに生成する改質層１９に所定の角度を持たせることができる。この所定の角度は、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定すればよい。
【００３９】
実施の形態５．
図１８は本発明の実施の形態５の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等のエキセントリック刃付けがなされた回転工具、２Ａは改質層を形成する成分で形成した薄い円柱状、即ち、偏平円柱状の表面処理用電極であり、回転工具１との接触により機械的研削処理ができるものである。３は回転工具１を保持するチャッキング機構、４４は表面処理用電極２Ａを保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２Ａと回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構４４は、表面処理用電極２ＡをＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。５は回転工具１のＺ軸方向の移動を行う主軸、６は回転工具１の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は回転工具１と共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構４４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽である。また、１１はＸテーブル、１２はＹテーブル、１３はＸ軸駆動機構、１４はＹ軸駆動機構、１５は制御回路、１６は軌跡移動制御回路、１７は極間検出回路、１８は放電加工用電源であり、これらは基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
なお、回転工具１と表面処理用電極２Ａとを相対移動させる電極保持機構４４及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００４０】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。チャッキング機構３により保持された回転工具１は、回転軸駆動機構８により回転軸６と共に回転し、Ｚ軸駆動機構７により主軸５と共に上下移動を行う。このとき、上下移動と回転は同期しており、その同期動作は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれに沿って表面処理用電極２Ａの放電面が移動するように主軸５の移動量とその回転量が設定される。例えば、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）の右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する場合、主軸マイナス方向への刃長Ｌに相当する移動量に対して、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝の割合でマイナス方向に回転させるという動作を与える。
なお、主軸５のプラス方向へエンドミルを移動させるときは逆方向へ回転させる。表面処理用電極２Ａは改質層１９を形成する成分を持った材料が薄い円柱状に成形されており、その中心を回転中心として電極保持機構４４に取付けられ回転する。この回転は、放電加工される回転工具１の回転と異なり、所定の定速回転を行えばよい。この回転速度は、表面処理用電極２Ａの外周面が均一になる程度の速度で放電に影響を及さない速度が望ましい。このとき、表面処理用電極２Ａの放電面は、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａとの加工開始前の位置関係を維持しながら、切刃のねじれに沿って外周切刃逃げ面１ａ上を往復移動する。更に、回転工具１を回転し、かつ、上下動させながら、表面電極に沿ってその軸方向へ往復運動させるような相対動作を行う。
【００４１】
このようにして、放電部分が加工液中に浸漬された状態で、表面処理用電極２Ａを処理刃面になぞらせながら、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２Ａとの間に電圧を印加して放電を発生させることにより、径の大きい円板状の表面処理用電極２Ａの全体の外周が加工に使用され、表面処理用電極２Ａが部分的に消耗することが無くなり、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａにエキセントリック刃付けがなされた改質層１９が均一に形成される。そして、表面処理用電極２Ａを処理刃面に放電が発生しないとき、即ち、極間検出回路１７が接触を検出しているとき、径の大きい円板状の表面処理用電極２Ａにより改質層１９が研削され、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａにエキセントリック刃付けがなされた改質層１９が均一に形成され、その刃先の先端が尖鋭になる。
なお、加工槽９内に設置された表面処理用電極２Ａと回転工具１の処理部分を加工液１０に浸漬させなくても、放電加工部分に加工液１０を吹きかけながら放電加工することによっても、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。このときのエキセントリック刃付けを行う角度は、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定することになる。
【００４２】
実施の形態６．
図１９は本発明の実施の形態６の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具、２Ｂは改質層を形成する成分で形成した表面処理用電極で、所定の厚みのコーン状の形状に形成されており、回転工具１との接触により機械的研削処理ができるものである。５は回転工具１のＺ軸方向の移動を行う主軸、５４は表面処理用電極２Ｂを保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２Ｂと回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構５４は、表面処理用電極２ＢをＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。
なお、図において省略されているが、機械的構成及び電気的構成は、基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
また、回転工具１と表面処理用電極２Ｂとを相対移動させる電極保持機構５４及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００４３】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。改質層１９を形成する成分を持った材料がコーン形状に成形された表面処理用電極２Ｂの中心は、回転軸駆動機構８の回転軸に取付けられている。また、表面処理用電極２Ｂの回転工具１に対向する切刃のねじれに沿って表面処理を行う表面処理用電極２Ｂの回転環状面の径は、回転工具１の刃長Ｌよりも長い直径に設定され、表面処理用電極２Ｂの回転環状面に回転工具１が１個所のみ近接するように設定される。一方、回転工具１は、図示しない回転軸駆動機構８により回転軸６と共に回転し、Ｚ軸駆動機構７により主軸５と共に上下移動を行う。このとき、回転工具１の上下移動とその回転は同期しており、その同期動作は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれに沿って表面処理用電極２Ｂの回転環状面の放電面が移動するように、主軸５の移動量とその回転量が設定される。
更に、電極保持機構５４は加工液１０が満たされた加工槽９内に設置される。極間検出回路１７は表面処理用電極２Ｂと回転工具１の位置関係を接触によって検出し、検出された情報は制御回路１５に送られ、表面処理用電極２Ｂの側面と回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂが互いに対向するように位置決めに使用される。軌跡移動制御回路１６は処理対象の回転工具１のねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）、ねじれ刃の情報（右ねじれ、左ねじれ）、移動速度、処理回数が入力されると、右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する場合、主軸マイナス方向への刃長Ｌに相当する移動量に対して、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝の割合でマイナス方向に回転させるという動作を与え、放電面が切刃逃げ面１ａをなぞるような指令を制御回路１５に与え、制御回路１５はこの指令に従ってＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４、Ｚ軸駆動機構７及び電極保持機構５４の回転数を制御して所望の回転移動動作を回転工具１に行わせる。
【００４４】
このようにして、表面処理用電極２Ｂと処理刃面との間に放電を発生させることにより外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成し、表面処理用電極２Ｂを処理刃面に放電が発生しないとき、径の大きいコーン状の表面処理用電極２Ｂにより改質層１９が研削され、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９が均一に形成され、その刃先の先端が尖鋭になる。即ち、放電部分が加工液１０の中に浸漬された状態で、表面処理用電極２Ｂを回転させながら回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに接触させて切刃先端を表面処理用電極２Ｂで研削、または、研磨を行う。更に、同時に、表面処理用電極２Ｂと処理刃面との間に電圧を印加して放電を発生させることにより外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成する。また、加工槽９内に設置された表面処理用電極２Ｂと回転工具１の処理部分を加工液１０に浸漬させなくても、放電加工部分に加工液１０を吹きかけながら放電加工することによっても回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成することができる。また、表面処理用電極２Ｂの形状はコーン状以外にも円板形のもの、或いはカップ砥石と同じ形状のものを使用してもよい。
また、電極保持機構５４と回転工具１の外周切刃逃げ面１ａとの接触斯を設定することにより、エキセントリック刃付けがなされた改質層１９を均一に形成し、かつ、刃先の先端を尖鋭にすることができる。なお、このとき、エキセントリック刃付けを行う角度は、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定することになる。
【００４５】
実施の形態７．
図２０は本発明の実施の形態７の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等のエキセントリック刃付けがなされた回転工具、２Ｃは改質層１９を形成する成分で形成した表面処理用電極で、所定の厚みの円板状の形状に形成されており、回転工具１との接触により機械的研削処理ができるものである。５は回転工具１をＺ軸方向の移動を行う主軸、６４は表面処理用電極２Ｃを保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２Ｃと回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構６４は、表面処理用電極２ＣをＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。
なお、図において省略されているが、機械的構成及び電気的構成は、基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
また、回転工具１と表面処理用電極２Ｃとを相対移動させる電極保持機構６４及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００４６】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。チャッキング機構３にエキセントリック刃付けがなされた回転工具１を取付ける。実施の形態２に基づき、表面処理用電極２Ｃと回転工具１の切刃先端処理面との位置決めを行う。更に、表面処理用電極２Ｃはその表面処理用電極２Ｃの中心線Ａ−Ａと回転工具１の中心線Ｏ−Ｏに対して図２０に示すように、傾斜角αだけ傾けて設置する。この表面処理用電極２Ｃの傾斜角αは回転工具１の直径Ｄにより異なり、公知の機械研削盤においてエキセントリック刃付けが形成される角度にすればよい。例えば、回転工具１の直径Ｄが１０ｍｍのエンドミルでは傾斜角は９度程度とする。或いは、図２０において、ｔａｎα＝ｔａｎβ×ｔａｎθから算出される角度αとしもよい。ただし、βは外周切刃逃げ角、θはねじれ角である。本実施の形態の表面処理用電極２Ｃの上下移動方法に従って、表面処理用電極２Ｃが回転工具１の切刃先端をなぞりながら放電加工し、処理する回転工具１の刃数に応じて同様の処理を繰返す。この方法により、エキセントリック刃付けがなされた回転工具１の切刃に対して均一な改質層１９が生成できる。
更に、処理対象の回転工具１がその刃形がフラット刃付けされた回転工具１の場合、前述の手順で回転工具１の切刃先端と表面処理用電極２Ｃの位置決めを行い、実施の形態１の回転工具１と表面処理用電極２の相対回転移動方法に従って、表面処理用電極２Ｃが回転工具１切刃先端をなぞりながら放電加工する。このとき、放電によって母材、即ち、回転工具１の切刃先端が除去加工される程度の放電エネルギーで加工を行うことにより、処理刃面に改質層１９を形成しつつ、フラット刃付けの外周切刃逃げ面からエキセントリック刃付けの外周切刃逃げ面をもつ回転工具１が形成できる。この処理についても処理対象の回転工具１の刃数に応じて繰返す。なお、このとき、エキセントリック刃付けを行う角度αは、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定することになる。
【００４７】
実施の形態８．
図２１は本発明の実施の形態８の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等のエキセントリック刃付けがなされた回転工具、２Ｄは改質層を形成する成分で形成した表面処理用電極で、所定の厚みの円板状の形状に形成されており、回転工具１との接触により機械的研削処理ができるものである。７４は回転工具１を保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２Ｄと回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。なお、本発明を実施する場合の電極保持機構７４は、表面処理用電極２ＤをＺ軸方向に対して直角に保持できるものに限定されるものではなく、所定の距離離れてＺ軸方向に回動自在なものとすることができ、この場合には、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。
【００４８】
なお、３は表面処理用電極２Ｄを保持するチャッキング機構、５は表面処理用電極２ＤをＺ軸方向の移動を行う主軸、６は表面処理用電極２Ｄの回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は表面処理用電極２Ｄと共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構７４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽、１１はＸテーブル、１２はＹテーブル、１３はＸ軸駆動機構、１４はＹ軸駆動機構、１５は制御回路、１６は軌跡移動制御回路、１７は極間検出回路、１８は放電加工用電源であり、これらは基本的に実施の形態７の構成と相違するものではない。
また、回転工具１と表面処理用電極２Ｄとを相対移動させる電極保持機構７４及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００４９】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。チャッキング機構３に改質層１９を形成する成分からなり、所定の厚みの円板状の形状に表面処理用電極２Ｄを取付ける。図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構７４で、エキセントリック刃付けがなされた回転工具１を取付ける。そして、回転工具１と表面処理用電極２Ｄの切刃先端処理面との位置決めを行う。このとき、回転工具１はその回転工具１の中心線Ｏ−Ｏ（図２０参照）と表面処理用電極２Ｄの中心線Ａ−Ａ（図２０参照）に対して、所定の傾斜角だけ傾けて設置する。この回転工具１の傾斜角は、回転工具１の直径Ｄにより異なる。或いは、図２０に示すように、ｔａｎα＝ｔａｎβ×ｔａｎθから算出される角度αとしもよい。ただし、βは外周切刃逃げ角、θはねじれ角である。実施の形態１の回転工具１の上下移動方法に従って、表面処理用電極２Ｄで回転工具１の切刃先端をなぞりながら放電加工し、処理する回転工具１の刃数に応じて同様の処理を繰返す。この方法により、エキセントリック刃付けがなされた表面処理用電極２Ｄの切刃に対して均一な改質層１９が形成できる。
更に、処理対象の回転工具１の刃形がフラット刃付けされた回転工具１の場合、前述の手順で回転工具１の切刃先端と表面処理用電極２Ｄの位置決めを行い、実施の形態１の表面処理用電極２と回転工具１の相対回転移動方法に従って、表面処理用電極２Ｄが回転工具１の切刃先端をなぞりながら放電加工する。このとき、放電によって母材、即ち、回転工具１の切刃先端が除去加工される程度の放電エネルギーで加工を行うことにより、処理刃面に改質層１９を形成しつつ、フラット刃付けの外周切刃逃げ面１ａからエキセントリック刃付けの外周切刃逃げ面１ａをもつ回転工具１が形成できる。この処理を処理対象の回転工具１の刃数に応じて繰返す。なお、このとき、エキセントリック刃付けを行う角度αは、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定することになる。
【００５０】
実施の形態９．
図２２は本発明の実施の形態９の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等のエキセントリック刃付けがなされた回転工具、２Ｅは改質層１９を形成する成分で形成した表面処理用電極で、所定の長さの円柱状に形成されており、回転工具１との接触により機械的研削処理ができるものである。８４は表面処理用電極２Ｅを保持する図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で、表面処理用電極２Ｅと回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。電極保持機構８４はＺ軸方向に回動自在なものである。回転工具１の外周切刃逃げ面１ａを回転工具１の中心軸に対して所定の角度を持った外周切刃逃げ面１ａとすることができる。
なお、３は回転工具１を保持するチャッキング機構、５は回転工具１をＺ軸方向の移動を行う主軸、６は回転工具１の回転を行う回転軸（Ｃ軸）、７は回転工具１と共に主軸５を上下方向に駆動するＺ軸駆動機構、８は回転軸６を回転させるモータ等からなる回転軸駆動機構、９は電極保持機構８４を固定すると共に放電加工用の加工液１０を収容する加工槽、１１はＸテーブル、１２はＹテーブル、１３はＸ軸駆動機構、１４はＹ軸駆動機構、１５は制御回路、１６は軌跡移動制御回路、１７は極間検出回路、１８は放電加工用電源であり、これらは基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
また、回転工具１と表面処理用電極２Ｅとを相対移動させる電極保持機構８４及びＺ軸駆動機構７は、本実施の形態の相対移動駆動機構を構成している。
【００５１】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。図示されない回転用モータを内蔵する電極保持機構で表面処理用電極２Ｅを保持し、表面処理用電極２Ｅを傾斜角度αの仰角に設定する。即ち、表面処理用電極２Ｅはその中心線Ａ−Ａと回転工具１の中心線Ｏ−Ｏに対して図２２に示すように、傾斜角αだけ傾けて設置する。そして、チャッキング機構３にエキセントリック刃付けがなされた回転工具１を取付ける。実施の形態２に基づき、表面処理用電極２Ｅと回転工具１の切刃先端処理面との位置決めを行う。この表面処理用電極２Ｅの傾斜角αは、回転工具１の直径Ｄにより異なり、公知の機械研削盤においてエキセントリック刃付けが形成される角度にすればよい。例えば、回転工具１の直径Ｄが１０ｍｍのエンドミルでは傾斜角は９度程度とする。或いは、図２２において、ｔａｎα＝ｔａｎβ×ｔａｎθから算出される傾斜角αとしもよい。ただし、βは外周切刃逃げ角、θはねじれ角である。実施の形態１の表面処理用電極２Ｅの上下移動方法に従って、表面処理用電極２Ｅが回転工具１の切刃先端をなぞりながら放電加工し、処理する回転工具１の刃数に応じて同様の処理を繰返す。この方法により、エキセントリック刃付けがなされた回転工具１の切刃に対して均一な改質層１９が形成できる。
更に、処理対象の回転工具１がその刃形がフラット刃付けされた回転工具１の場合、前述の手順で回転工具１の切刃先端と表面処理用電極２Ｅの先端面２ａとの位置決めを行い、実施の形態１の回転工具１と表面処理用電極２の先端面２ａとの相対回転移動方法に従って、表面処理用電極２Ｅが回転工具１の切刃先端をなぞりながら放電加工する。このとき、放電によって母材、即ち、回転工具１の切刃先端が除去加工される程度の放電エネルギーで加工を行うことにより、処理刃面に改質層１９を形成しつつ、フラット刃付け外周切刃逃げ面からエキセントリック刃付けの外周切刃逃げ面１ａをもつ回転工具１が形成できる。この処理を処理対象の回転工具１の刃数に応じて繰返す。なお、このとき、エキセントリック刃付けを行う角度αは、重複する説明を省略するが、図１４及び図１５のフローチャートのステップＳ１６で設定することになる。
【００５２】
実施の形態１０．
図２３は本発明の実施の形態１０の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
図において、１は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具、２は改質層を形成する成分で形成した表面処理用電極で、所定の長さの円柱状に形成されている。４は表面処理用電極２を保持する電極保持機構で、表面処理用電極２と回転工具１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の１軸方向または２軸方向または３軸方向に同時に相対移動させるものである。２６は表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具１の刃数にねじれ溝１ｃの形状に合致した突部を有し、回転工具１の刃部のすくい角１ｂの面に密着して挿着される補助部材である。補助部材２６は、表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具１にねじれを有しない場合には、ねじれ溝１ｃの形状が直線状となる溝に合致した突部を有し、回転工具１の刃部のすくい角１ｂの面に密着して挿着されるものとなる。補助部材２６を表面処理を施すエンドミルやドリル等の回転工具１のねじれ溝１ｃに挿着した状態では、切刃逃げ面１ａに連続した面を形成する。
なお、図において省略されているが、機械的構成及び電気的構成は、基本的に実施の形態１の構成と相違するものではない。
【００５３】
次に、本実施の形態の放電加工による表面処理装置の動作について説明する。まず、前述の実施の形態のチャッキング機構３により回転工具１を保持する。この回転工具１のねじれ溝１ｃに対し、補助部材２６を挿着し、補助部材２６の外周面によって回転工具１の切刃逃げ面１ａに連続した面を形成する。そして、チャッキング機構３により保持された回転工具１及び補助部材２６は、回転軸駆動機構８により回転軸６と共に回転し、Ｚ軸駆動機構７により主軸５と共に上下移動を行う。このとき、上下移動と回転は同期しており、その同期状態は、放電加工される回転工具１の切刃のねじれ角θに沿って表面処理用電極２の放電面が移動するように主軸移動量とその回転量が設定されている。例えば、ねじれ角θ、刃長Ｌ（ｍｍ）、直径Ｄ（ｍｍ）の右ねじれ刃のエンドミルを表面処理する場合、主軸マイナス方向への移動量、即ち、エンドミルの先端からチャッキング機構３の方向の刃長Ｌに相当する移動量とするとき、｛（３６０°×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）｝との一定の割合でマイナス方向に右回転させるという関係を維持する。
このとき、表面処理用電極２の放電面が、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａとの加工開始前の位置関係を維持しながら切刃のねじれに沿って外周切刃逃げ面１ａ上を移動することになるが、表面処理用電極２の先端面２ａと回転工具１の切刃逃げ面１ａとの関係においては、表面処理用電極２の先端面２ａが回転工具１の切刃逃げ面１ａの切刃先端を越えて対向するようにする。
【００５４】
このようにして、放電部分が加工液１０中に浸漬された状態で、表面処理用電極２を処理刃面になぞらせながら、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を形成することができる。このとき、図２３のように、補助部材２６を外周切刃逃げ角βと面一になるようにすくい面１ｂに密着させているから、表面処理用電極２の先端面２ａと刃面との間で放電加工して、改質層１９を形成した後、補助部材２６を取除くと、放電による切刃先端の鈍りを生じさせず、回転工具１の切刃逃げ面１ａの切刃先端面まで改質層１９を形成することができる。また、すくい角１ｂ側からみれば、すくい角１ｂにも改質層１９を形成することになる。即ち、表面処理用電極２の電極放電面が切刃先端よりはみ出しても、回転工具１の切刃先端部分に対する放電集中を減少させるから、切刃先端形状の鈍り等を抑えることができる。
なお、上記各実施の形態の相対移動駆動機構は、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７からなるものであるが、本発明を実施する場合には、表面処理用電極２を保持する電極保持機構４との相対的に移動できるように制御できればよい。
【００５５】
ところで、上記各実施の形態の放電加工による表面処理装置は、回転工具１と表面処理用電極２との相対移動は、回転工具１の切刃のねじれ角θ、改質層１９を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、回転工具１の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、回転工具１の切刃と表面処理用電極２とを相対移動させるものであるが、回転工具１をその軸方向の移動速度よりも回転速度を速くし、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａが対向したときのみ放電加工することもできる。また、回転工具１の外周をその長さ方向に繰返し、平行移動させて、放電加工することもできる。
即ち、上記各実施の形態の放電加工による表面処理装置は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２，２Ａ〜２Ｅによって改質層１９を生成する放電加工による表面処理装置において、回転工具１との間の放電により、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する改質材料からなる表面処理用電極２と、回転工具１を回転させ、回転工具１の切刃に対向するように、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７、または電極保持機構２４及びＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４、または電極保持機構３４及びＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４、または電極保持機構４４及びＺ軸駆動機構７、または電極保持機構５４及びＺ軸駆動機構７、または電極保持機構６４及びＺ軸駆動機構７、または電極保持機構７４及びＺ軸駆動機構７、または電極保持機構８４及びＺ軸駆動機構７からなる相対移動駆動機構と、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に電圧を印加する放電加工用電源１８とを具備する構成として実施できる。
【００５６】
この構成を採用することによって、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、回転工具１の切刃に沿って表面処理用電極２を対向させ、回転工具１と表面処理用電極２を相対移動させ、かつ、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に放電を発生させ、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する方法を採用することができる。
したがって、回転工具１を回転させ、回転工具１の切刃に対向するように、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７からなる相対移動駆動機構によって相対移動させ、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。このとき、改質層１９を回転工具１の切刃先端に均一に形成でき、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させ、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。
【００５７】
また、上記各実施の形態の放電加工による表面処理装置は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理装置において、回転工具１との間の放電により、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する改質材料からなる表面処理用電極２と、回転工具１を回転させ、回転工具１の切刃に対向するように、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７からなる相対移動駆動機構と、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に電圧を印加する放電加工用電源１８と、回転工具１と表面処理用電極２との間の極間電圧を検出する極間検出回路１７と、極間検出回路１７の出力によって、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に発生する放電を制御する制御回路１５とを具備する構成として実施できる。
この構成を採用することによって、表面処理用電極２と回転工具１の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、回転工具１の外周切刃逃げ角βとすくい角γとの何れか１つ以上と表面処理用電極２の直径Ｄとを補正の情報として位置補正し、回転工具１と表面処理用電極２の位置を決定し、表面処理用電極２を回転工具１の切刃に沿って対向させて回転工具１と表面処理用電極２を相対移動させ、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に放電を発生させ、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する制御を行う方法を採用することができる。
即ち、先ず、処理対象の回転工具１の切刃先端と表面処理材料を円柱、角柱電極等の単純形状に成形した表面処理用電極２との位置決めを行い、処理切刃先端と表面処理用電極２との接触状態を検知することにより、切刃先端処理面と表面処理用電極２の放電面との位置関係を検出し、切刃先端処理面と表面処理用電極２の放電面が所定の位置関係になるように互いの位置を自動的に修正する。その後、螺旋状または直線状の切刃に対して、表面処理用電極２を刃面になぞらせるようにしながら放電加工面を一定速度で移動させることにより回転工具１の切刃全長に改質層１９を形成する。
したがって、回転工具１を回転させ、回転工具１の切刃に対向するように、回転工具１と表面処理用電極２とを相対移動させる例えば、回転軸駆動機構８及びＺ軸駆動機構７等からなる相対移動駆動機構によって相対移動させ、放電加工用電源１８により回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を形成することができる。特に、制御回路１５は極間検出回路１７の出力によって、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に発生する放電を制御するものであるから、安定した放電が維持でき、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａ、すくい面１ｂに改質層１９を均一化できる。
【００５８】
上記実施の形態３乃至実施の形態９は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、表面処理用電極２を円板形状或いはコーン形状とし、表面処理用電極２と回転工具１の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、回転工具１の外周切刃逃げ角βとすくい角γとの何れか１つ以上と表面処理用電極２の直径ｄとを補正の情報として位置補正し、回転工具１と表面処理用電極２の位置を決定し、円板形状の表面処理用電極２を回転させながら、回転工具１の切刃に沿って対向させて回転工具１と表面処理用電極２を相対移動させ、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に放電を発生させ、回転工具１の切刃に改質層１９を生成すると共に、表面処理用電極２を使用する研削加工により回転工具１の切刃の切刃先端形状を鋭利に成形するものである。
【００５９】
したがって、表面処理用電極２と回転工具１との放電加工を行う最適位置を自動設定でき、自動で表面処理用電極２を処理刃面になぞらせながら、回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の切刃に改質層１９を形成することができ、改質層１９を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる。また、回転工具１の切刃に形成した改質層１９を更に切削することにより回転工具１の切刃の切刃先端形状を鋭利に成形することができる。そして、回転工具１または表面処理用電極２の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具１の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化できる。更に、表面処理用電極２と回転工具１の切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係に位置決めするようにしたため、表面処理用電極２や処理対象回転工具１が変化しても対処でき、表面処理用電極２と回転工具１の切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係になるように補正するようにしたため、位置設定にばらつきがなく、処理結果のばらつきを抑えることができる。
【００６０】
上記実施の形態４乃至実施の形態９は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、表面処理用電極２の放電面と回転工具１の切刃の外周切刃逃げ面１ａとのなす角αを回転工具１の外周切刃逃げ面１ａにエキセントリック刃付けが生成される角度とし、回転工具１の切刃に沿って表面処理用電極２と回転工具１の切刃とが相対的に移動しながら、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に放電を発生させ、回転工具１のエキセントリック刃付けされた外周切刃逃げ面１ａに対して改質層１９を生成するものである。
したがって、エキセントリック刃付けされた回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の切刃に改質層１９を形成することができ、放電加工のみで回転工具１の特性に合致した改質が可能であり、工具寿命を大幅に向上させる改質層１９を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させる。そして、回転工具１または表面処理用電極２の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具１の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化できる。
【００６１】
上記実施の形態４乃至実施の形態９は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、表面処理用電極２の放電面と回転工具１の切刃の外周切刃逃げ面１ａとのなす角を回転工具１の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、回転工具１の切刃に沿って表面処理用電極２と回転工具１の切刃とが相対的に移動しながら、回転工具１の切刃と表面処理用電極２との間に放電を発生させ、回転工具１の母材が加工される程度の放電エネルギーで放電加工を行うことにより、回転工具１の外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を生成し、かつ、外周切刃逃げ面１ａにエキセントリック刃付けを生成するものである。
したがって、エキセントリック刃付けされていない回転工具１と表面処理用電極２との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具１の切刃にエキセントリック刃付けされた改質層１９を形成することができ、放電加工のみで回転工具１の特性を改善でき、かつ、工具寿命を大幅に向上させる改質層１９を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。特に、回転工具１の母材をも加工する放電エネルギーで放電加工することにより、機械式研削装置を使用せずに外周切刃逃げ面がフラット刃付けの刃部からエキセントリック刃付けを形成でき、再研削コスト等を低減させることができる。また、回転工具１または表面処理用電極２の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具１の外周切刃逃げ面に対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化できる。即ち、回転工具１を構成する母材をも加工する電気条件で加工するようにしたため、機械式研削機構を使用せずに外周切刃逃げ面がフラット刃付けの刃部からエキセントリック刃付けを形成できる。
【００６２】
上記実施の形態１０は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、回転工具１の切刃の外周切刃逃げ面１ａと面一で、かつ、すくい面１ｂに対して密に接合する補助部材２６を取付けた状態で、回転工具１の切刃及び補助部材２６と改質材料からなる表面処理用電極２との間に放電を発生させると共に、回転工具１の切刃に沿って表面処理用電極２を相対的に移動することにより、外周切刃逃げ面１ａに改質層１９を生成し、その後、補助部材２６を除去するものである。したがって、処理切刃先端に対して補助部材２６をあてることにより、放電による切刃先端の鈍りを生じさせないようにしているので、処理する回転工具１の切れ味を低下させずに工具寿命を延長させることができる。
【００６３】
上記各実施の形態は、回転工具１の切刃に改質材料からなる表面処理用電極２によって改質層１９を生成する放電加工による表面処理方法において、回転工具１と表面処理用電極２との相対移動は、回転工具１の切刃のねじれ角θ、改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、回転工具の軸方向の刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させるものである。処理対象の回転工具１のねじれ角θ、刃長Ｌ、直径Ｄ、刃のねじれ方向から回転工具１の処理面と表面処理用電極２の相対的な軌跡が得られるから、その軌跡生成を容易にすることができる。また、表面処理用電極面２と回転工具１の処理面が一定速度で移動するから、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具逃げ面１ａに生成される改質層１９の膜厚さ、面粗さ等を均一にできる。また、処理する回転工具１のねじれ角θと刃長Ｌ等を軌跡生成のデータとしているため、螺旋状の切刃を持たない回転工具１に対しても対応できる。
【００６４】
上記実施の形態１乃至実施の形態３等の回転工具１の切刃に改質層１９を生成する表面処理用電極２は、表面処理用電極２を回転工具１の切刃に対向する特定角度に固定したものであるから、表面処理用電極２を保持する機構を最も単純化することができる。
【００６５】
上記実施の形態４乃至実施の形態９等の放電加工による表面処理装置は、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する表面処理用電極２は、表面処理用電極２を回転工具１の切刃に対向させ、かつ、その傾斜角αを設定できるものであるから、回転工具１の処理切刃面に対して表面処理用電極２の設置角度を自由に設定でき、切刃の外周切刃逃げ面１ａがフラット刃付けまたはエキセントリック刃付けの回転工具１に対しても対応できる。
【００６６】
上記実施の形態４乃至実施の形態９等の放電加工による表面処理装置は、回転工具１の切刃に改質層１９を生成する表面処理用電極２は、表面処理用電極２を回転させるものであるから、表面処理用電極２を回転させることにより、表面処理用電極２の放電加工による磨耗の影響力を少なくでき、かつ、表面処理用電極２の外周が均一化でき、仕上げ精度を上げることができる。逆に、機械的研削を行わせたり、エキセントリック刃付けを行うことができる。そして、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具１の外周切刃逃げ面に生成される改質層１９の膜厚さや面粗さ等を均一にできる。
【００６７】
なお、上記実施の形態において、切削、放電の連続プロセスを維持するためには、回転切削工具１の相対移動速度（送り速度）の制御が重要となる。即ち、通常の放電加工においては、短絡等の発生時において電極移動軌跡を後退させる（短絡バック）制御が行われるが、この放電加工による表面処理においては、短絡は切削動作により解消されるため、短絡バックを頻繁に行う必要がない。むしろ、電極後退動作を行いすぎると放電加工が主体となるため、切削による極間の改質材粉末の濃度が低下し、表面改質効果が低下する可能性がある。即ち、この放電加工による表面処理においては、切削加工と放電加工が適当な比率にて行われるよう、電極後退の比率や電極送り速度の制御を行うのが望ましい。このため、極間検出回路１７は極間における極間電圧を検出し、この平均電圧から極間における放電周波数、即ち、放電加工量に相当する量を検出する。制御回路１５はこの結果及び現在の工具送り速度から放電加工と切削加工の比率を求め、この比率が適当な値に維持されるよう工具送り速度を変更制御する。また、工具送り速度を変更し、切削加工と放電加工の比率を変化させることにより、改質層１９の厚みを変化させることができる。即ち、処理の初期においては送り速度を高くとることにより厚い改質層を形成し、最終仕上げ処理として送り速度を低下させることにより改質層を薄く均一に仕上ることが可能となる。
放電の安定度は、回転工具１の回転速度による影響を受けるから、回転速度が高くなり過ぎると、極間の放電パルスの期間中における放電点が移動するため放電アークの維持が困難となり、放電の効率が低下する。即ち、回転速度が高いほど切削効率は増大するのに対して、放電効率は低下し、切削加工の比率が増大する。一方、回転速度が低くなると逆に切削効率は低下し、放電効率が増大するから、回転速度によっても、放電加工と切削加工の比率を変化させることができる。同一回転速度の場合にも工具直径によって周速が異なるため、工具直径に応じて適正な回転速度に制御することが望ましい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の放電加工による表面処理方法は、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極を対向させ、前記回転工具と前記表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角に改質層を生成するものである。
したがって、表面処理用電極を処理刃面になぞらせながら、回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃に改質層を形成することができ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。また、回転工具または表面処理用電極の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具の外周切刃逃げ面に対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化することができる。更に、表面処理用電極面が回転工具の切刃に対して均一に対向するように設置し、回転工具の処理面が一定速度で移動することにより、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具の外周切刃逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にできる。表面処理用電極面が回転工具の切刃に対してのみ改質層を形成するようにしたため、回転工具１本毎の処理速度を大幅に短縮でき、かつ、表面処理用電極が回転工具の切刃を移動することによって改質層を形成できることから、表面処理用電極を無駄に消耗せず、改質層の生成に有効に使用できる効果がある。
特に、処理対象の回転工具のねじれ角θ、刃長Ｌ、直径Ｄ、刃のねじれ方向から回転工具の処理面と表面処理用電極の相対的な軌跡が得られるから、その軌跡生成を容易にすることができる。また、表面処理用電極面と回転工具の処理面が一定速度で移動するから、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にする効果がある。そして、処理回転工具のねじれ角と刃長等を軌跡生成のデータとしているため、螺旋状の切刃を持たない回転工具に対しても処理できる効果がある。
【００６９】
請求項２の放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極と回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成するものである。
したがって、表面処理用電極と回転工具との放電加工を行う最適位置を自動設定でき、自動で表面処理用電極を処理刃面になぞらせながら、回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃に改質層を形成することができ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。また、表面処理用電極と回転工具切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係に位置決めするようにしたため、表面処理用電極や処理対象回転工具が変化しても対処でき、表面処理用電極と回転工具切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係になるように補正するため、位置設定にばらつきがなく、処理結果のばらつきを抑えることができる。更に、表面処理用電極面が回転工具の切刃に対して均一に対向するように設置し、回転工具の処理面が一定速度で移動することにより、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具の外周切刃逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にできる。表面処理用電極面が回転工具の切刃に対してのみ改質層を形成するようにしたため、回転工具１本毎の処理速度を大幅に短縮でき、かつ、表面処理用電極が回転工具の切刃を移動することによって改質層を形成することから、表面処理用電極を無駄に消耗せず、改質層の生成に有効に使用できる効果がある。
【００７０】
請求項３の放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極を円板形状とし、前記表面処理用電極と回転工具の切刃の切刃先端との相対的な位置を検出し、前記回転工具の外周切刃逃げ角とすくい角との何れか１つ以上と前記表面処理用電極の直径とを補正の情報として位置補正し、前記回転工具と前記表面処理用電極の位置を決定し、前記円板形状の表面処理用電極を回転させながら、前記回転工具の切刃に沿って対向させて前記回転工具と前記表面処理用電極を相対移動させ、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の切刃に改質層を生成すると共に、前記表面処理用電極を使用して研削加工するものである。
したがって、表面処理用電極と回転工具との放電加工を行う最適位置を自動設定でき、自動で表面処理用電極を処理刃面になぞらせながら、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる。また、回転工具の切刃に形成した改質層を更に切削することにより前記回転工具の切刃の切刃先端形状を鋭利に成形することができる。更に、表面処理用電極と回転工具切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係に位置決めするようにしたため、表面処理用電極や処理対象回転工具が変化しても対処でき、表面処理用電極と回転工具切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係になるように補正するようにしたため、位置設定にばらつきがなく、処理結果のばらつきを抑えることができる効果がある。
【００７１】
請求項４の放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極の放電面と回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具のエキセントリック刃付けされた外周切刃逃げ面に対して改質層を生成するものである。
したがって、エキセントリック刃付けされた回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃に改質層を形成することができ、放電加工のみで回転工具の特性に合致した改質が可能であり、工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。
【００７２】
請求項５の放電加工による表面処理方法は、改質材料からなる表面処理用電極の放電面と回転工具の切刃の外周切刃逃げ面とのなす角を前記回転工具の外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けが生成される角度とし、前記回転工具の切刃に沿って前記表面処理用電極と前記回転工具の切刃とが相対的に移動しながら、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に放電を発生させ、前記回転工具の母材が加工される程度の放電エネルギーで放電加工を行うことにより、前記回転工具の外周切刃逃げ面に改質層を生成し、かつ、外周切刃逃げ面にエキセントリック刃付けを生成するものである。
したがって、エキセントリック刃付けされていない回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃にエキセントリック刃付けされた改質層を形成することができ、放電加工のみで回転工具の特性を改善でき、かつ、工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。特に、回転工具の母材をも加工する放電エネルギーで放電加工することにより、機械式研削装置を使用せずに外周切刃逃げ面がフラット刃付けの刃部からエキセントリック刃付けを形成でき、再研削コスト等を低減させることができる。即ち、回転工具を構成する母材をも加工する電気条件で加工するようにしたため、機械式研削機構を使用せずに外周切刃逃げ面がフラット刃付けの刃部からエキセントリック刃付けを形成できる効果がある。
【００７３】
請求項６の放電加工による表面処理方法は、回転工具の切刃の外周切刃逃げ面と面一で、かつ、すくい面に対して密に接合する補助部材を取付けた状態で、前記回転工具の切刃及び補助部材と改質材料からなる表面処理用電極との間に放電を発生させ、外周切刃逃げ面に改質層を生成した後、補助部材を除去することにより、切刃先端の鈍り等を抑える効果がある。即ち、処理切刃先端に対して補助部材をあてることにより、放電による切刃先端の鈍りを生じさせないようにしたので、処理する回転工具の切れ味を低下させずに工具寿命を延長させる効果がある。
【００７４】
請求項７の放電加工による表面処理方法は、請求項２乃至請求項６の何れか１つに記載の回転工具と表面処理用電極との相対移動は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させるものである。
したがって、請求項２乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、処理対象の回転工具のねじれ角θ、刃長Ｌ、直径Ｄ、刃のねじれ方向から回転工具の処理面と表面処理用電極の相対的な軌跡が得られるから、その軌跡生成を容易にすることができる。また、表面処理用電極面と回転工具の処理面が一定速度で移動するから、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にする効果がある。また、処理回転工具のねじれ角と刃長等を軌跡生成のデータとしているため、螺旋状の切刃を持たない回転工具に対しても処理できる効果がある。
【００７５】
請求項８の放電加工による表面処理装置は、回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源とを具備するものであるから、表面処理用電極を処理切刃になぞらせながら、回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃に改質層を形成することができ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。また、回転工具の処理面が一定速度で移動するようにしたため、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にできる。そして、表面処理用電極面が回転工具の切刃に対してのみ改質層を形成するようにしたため、工具１本毎の処理速度を大幅に短縮でき、表面処理用電極を無駄に消耗せず、改質層生成に有効に使用できる。更に、回転工具または表面処理用電極の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具の外周切刃逃げ面に対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化することができる。
【００７６】
請求項９の放電加工による表面処理装置は、回転工具の切刃に改質材料からなる表面処理用電極によって改質層を生成する放電加工による表面処理装置において、前記回転工具との間の放電により、前記回転工具の切刃に改質層を生成する改質材料からなる表面処理用電極と、前記回転工具を回転させ、前記回転工具の切刃に対向するように、前記回転工具と前記表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構と、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に電圧を印加する放電加工用電源と、前記回転工具と前記表面処理用電極との間の極間電圧を検出する極間検出回路と、前記極間検出回路の出力によって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極との間に発生する放電を制御する制御回路とを具備するものである。
したがって、表面処理用電極を処理刃面になぞらせながら、回転工具と表面処理用電極との間に電圧を印加して放電を発生させることにより回転工具の切刃に改質層を形成することができ、放電加工のみで工具寿命を大幅に向上させる改質層を工具切刃先端に均一に形成でき、かつ、切刃の切れ味を向上させることができる。また、回転工具または表面処理用電極の一方を固定し、他方を移動するものであるから、従来の型彫放電加工機がそのまま使用でき、かつ、回転工具の回転上下動作により、直線または螺旋溝状に形成された回転工具の外周切刃逃げ面に対して切刃をなぞりながら加工を行うものであるから、その処理機構を簡単化することができる。更に、表面処理用電極と回転工具の切刃との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係に位置決めできるから、表面処理用電極や処理対象の回転工具が変化しても対処できる。また、表面処理用電極と回転工具切刃先端との接触検知により、その相対位置関係を検出して所定の位置関係になるように補正するようにしたため、位置設定にばらつきがなく、処理結果のばらつきを抑える効果がある。
【００７７】
請求項１０の放電加工による表面処理装置は、請求項８または請求項９に記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向する特定角度に固定したものである。したがって、請求項８または請求項９に記載の効果に加えて、前記表面処理用電極を保持する機構を最も単純化することができる。
【００７８】
請求項１１の放電加工による表面処理装置は、請求項８または請求項９に記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を前記回転工具の切刃に対向させ、かつ、その対向角度を設定できるものである。したがって、請求項８または請求項９に記載の効果に加えて、前記回転工具の処理切刃面に対して表面処理用電極の設置角度を自由に設定できるようようにしたため、切刃の外周切刃逃げ面がフラット刃付けまたはエキセントリック刃付けの回転工具に対しても対応できる効果がある。
【００７９】
請求項１２の放電加工による表面処理装置は、請求項８から請求項１１の何れか１つに記載の回転工具の切刃に改質層を生成する表面処理用電極は、前記表面処理用電極を回転させるものである。したがって、請求項８から請求項１１の何れか１つに記載の効果に加えて、表面処理用電極を回転させることにより、表面処理用電極の放電加工による磨耗の影響力を少なくでき、かつ、表面処理用電極の外周が均一化でき、仕上げ精度を上げることができる。逆に、機械的研削を行わせたり、エキセントリック刃付けを行うことができる。そして、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具の外周切刃逃げ面に生成される改質層の膜厚さや面粗さ等を均一にする効果がある。
【００８０】
請求項１３の放電加工による表面処理装置は、請求項８から請求項１２の何れか１つに記載の回転工具と表面処理用電極とを相対移動させる相対移動駆動機構は、前記回転工具の切刃のねじれ角θ、前記改質層を生成する刃長Ｌ、工具直径Ｄとするとき、前記回転工具の軸方向の前記刃長分の送りに対して（３６０×Ｌ×ｔａｎθ）／（π×Ｄ）の回転関係を維持することによって、前記回転工具の切刃と前記表面処理用電極とを相対移動させるものである。したがって、請求項８から請求項１２の何れか１つに記載の効果に加えて、処理対象の回転工具のねじれ角θ、刃長Ｌ、直径Ｄ、刃のねじれ方向から回転工具の処理面と表面処理用電極の相対的な軌跡が得られるから、その軌跡生成を容易にすることができる。また、表面処理用電極面と回転工具の処理面が一定速度で移動するから、処理面の放電加工状態のばらつきが減少し、回転工具逃げ面に生成される改質層の膜厚さ、面粗さ等を均一にする効果がある。また、処理回転工具のねじれ角と刃長等を軌跡生成のデータとしているため、螺旋状の切刃を持たない回転工具に対しても処理できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１の放電加工による表面処理装置で加工される回転工具の切刃の切刃先端の要部説明図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置の回転工具と表面処理用電極との関係を示す正面図である。
【図４】図４は同じく回転工具と表面処理用電極との関係を示す側面図である。
【図５】図５は同じく回転工具と表面処理用電極との位置関係が変位した状態を示す正面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置の回転工具の中心軸と表面処理用電極との水平面上の位置関係を示す断面の説明図である。
【図７】図７は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上の位置関係を示す断面の説明図である。
【図８】図８は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上の接合深さの位置関係を示す断面の説明図である。
【図９】図９は同じく回転工具と表面処理用電極の外径線との水平面上での当接位置の関係を示す断面の説明図である。
【図１０】図１０は同じく回転工具の切刃先端と表面処理用電極の外径線との位置関係を示す断面の説明図である。
【図１１】図１１は同じく回転工具の刃面と表面処理用電極の端部面との角度関係を示す断面の説明図である。
【図１２】図１２は同じく回転工具の刃面と表面処理用電極の端部面との平行関係を示す断面の説明図である。
【図１３】図１３は同じく回転工具の刃面に改質層を形成する動作の説明図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置における回転工具と表面処理用電極との関係を設定して改質層を形成する一部のフローチャートである。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態２の放電加工による表面処理装置における回転工具と表面処理用電極との関係を設定して改質層を形成する残りのフローチャートである。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態３の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態４の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態５の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態６の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
【図２０】図２０は本発明の実施の形態７の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
【図２１】図２１は本発明の実施の形態８の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図２２】図２２は本発明の実施の形態９の放電加工による表面処理装置の全体構成図である。
【図２３】図２３は本発明の実施の形態１０の放電加工による表面処理装置の要部構成図である。
【図２４】図２４は従来の表面処理装置を説明する全体構成図である。
【符号の説明】
１  回転工具、２  表面処理用電極、４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４  電極保持機構、５  主軸、６  回転軸、７  Ｚ軸駆動機構、８  回転軸駆動機構、９  加工槽、１０  加工液、１３  Ｘ軸駆動機構、１４  Ｙ軸駆動機構、１５  制御回路、１７  極間検出回路、１８  放電加工用電源、１９  改質層、２６  補助部材。
【図１】
0003563203.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003563203.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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