(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０℃における動粘度が１〜５ｍｍ2／ｓの低粘度基油と数平均分子量３００以上のロジン誘導体を、加工液全量を基準として１〜３０質量％含むことを特徴とする放電加工液。
【請求項２】
更に、４０℃における動粘度が５より大きく、１００ｍｍ2／ｓ以下の中粘度油を、加工液全量を基準として１〜２０質量％含む請求項１に記載の放電加工液。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｋ  ２２４２に基づく冷却性能試験法において、液温４０℃で測定したときの特性温度が４６０℃以上で、且つ特性時間が６秒以下である請求項１又は２に記載の放電加工液。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の放電加工液を被加工物と電極との間に介在させ、この状態で被加工物と電極との間に放電を発生させ、被加工物を加工することを特徴とする放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工に使用する放電加工液及びこの放電加工液を用いた放電加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電加工機の加工能率に影響を及ぼす要因として、電気条件制御、サーボ方式、電極材料などは研究され著しく改良されている。
放電加工液に関しては二次的な要因と考えられていたが、最近になりその重要性が認められ研究が進められている。
すなわち、従来の低粘度鉱油及び合成油の使用から、これらに種々の添加剤を配合した放電加工液が報告されている。
【０００３】
低粘度鉱油に高分子化合物の少なくとも１種を添加してなり、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４２に基づく冷却性能試験方法において、特性温度が４５０℃以上の放電加工液が報告されている（例えば、特許文献１及び２）。
上記高分子化合物として、ポリアミド化合物などの少なくとも分子量１０００以上の合成高分子化合物が記載されており、実施例ではポリブテンが使用されている。
また、テルペン樹脂や石油樹脂も使用されている。
しかしながら、これらの放電加工液は放電加工性能の点で優れた効果を奏するが、加工速度の点でまだ改良の余地がある。
すなわち、放電加工に要求される基本性能は益々高度化し、細穴加工や仕上げ加工領域などにおける加工能率、面性状、電極消耗などの大幅な向上が望まれているが、上記放電加工液では、これらの要求を十分に満たすことができず、かつ電源の能力を最大限に引き出すことができないのが現状である。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０９５２７号公報
【特許文献２】特開平６−１５５１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記観点からなされたもので、放電加工液の粘度上昇が小さい等の低粘度基油としての利点を維持しつつ、放電加工に要求される加工速度、電極消耗、仕上げ面精度などの基本性能、特に加工速度を向上させる放電加工液及び該放電加工液を用いた放電加工方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、含酸素樹脂を含む放電加工液が、放電加工に要求される加工速度、電極消耗、仕上げ面精度などの基本性能、特に加工速度を向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
即ち、本発明は、
１．４０℃における動粘度が１〜５ｍｍ2／ｓの低粘度基油と数平均分子量３００以上の含酸素樹脂を、加工液全量を基準として１〜３０質量％含むことを特徴とする放電加工液、
２．更に、４０℃における動粘度が５より大きく、１００ｍｍ2／ｓ以下の中粘度油を、加工液全量を基準として１〜２０質量％含む請求項１に記載の放電加工液、
３．含酸素樹脂が、ロジン誘導体、クマロン誘導体、アルキルフェノール樹脂、アルキド樹脂、ケトン樹脂、メラミン樹脂から選ばれる一種以上である上記１又は２に記載の放電加工液、
４．ＪＩＳ  K  ２２４２に基づく冷却性能試験法において、液温４０℃で測定したときの特性温度が４６０℃以上で、且つ特性時間が6秒以下である上記１〜３のいずれかに記載の放電加工液、
５．上記１〜４のいずれかに記載の放電加工液を被加工物と電極との間に介在させ、この状態で被加工物と電極との間に放電を発生させ、被加工物を加工することを特徴とする放電加工方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の放電加工液は、冷却特性に優れ、加工速度が速く、加工面精度が向上し、更に電極消耗も少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に基油として使用する低粘度基油としては、冷却特性、加工屑の排出性能、臭気、安全性の観点から、４０℃での動粘度が１〜５ｍｍ2/ｓの鉱油又は合成油が挙げられる。
前記４０℃での動粘度は、好ましくは、１．２〜４．５ｍｍ2/ｓ、より好ましくは１．５〜４．０ｍｍ2/ｓである。
動粘度が５ｍ2/ｓ以下であると、冷却性や極間に介在する液の入れ替わり、加工屑の排出性能が良好であり、仕上げ加工領域及び深穴加工における加工能率が向上し、面性状が良好となる。
動粘度が１ｍｍ2/ｓ以上であると、引火点が高く、火災の危険性が小さくなり、又臭気が弱くなる。そして、適度な粘度のため皮膚かぶれを生じ難く、作業環境上好ましい。更には、揮発性が低く、油剤の消耗があまりなく液特性は変化し難くなる。
【００１０】
上記低粘度基油に含まれる含酸素樹脂は、その数平均分子量が３００以上、好ましくは４００以上、より好ましくは５００以上のものである。
その上限については特に制限はないが、通常１，５００程度である。
数平均分子量が３００以上であると、ＪＩＳ  K  ２２４２に基づく冷却性能試験において、特性温度が高く、金属（電極、工作物）表面温度を急冷することができ、加工中に異常アークが発生し難く、更に加工効率が良好である。
含酸素樹脂としては、例えば、ロジン誘導体、クマロン誘導体、アルキルフェノール樹脂、アルキド樹脂、ケトン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
ロジン誘導体としては、ロジンのエステル（例えば、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル等）、水素添加ロジン、水素添加ロジンのエステル（例えば、メチルエステル、トリエチレングリコールエステル、ペンタエリスリトールエステル）、重合ロジン、重合ロジンのエステル（例えば、グリセリンエステル）、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
クマロン誘導体としては、クマロン樹脂、クマロン・インデン樹脂等が挙げられる。
アルキルフェノール樹脂としては、ｏ，ｍ，ｐ−クレゾール、ｏ，ｍ，ｐ−ｔ−ブチルフェノール、各種キシレノールなどとホルムアルデヒドとを縮合させてなる樹脂が挙げられる。
アルキド樹脂としては、多価アルコールと多塩基酸の重合物を含むものが挙げられる。
多価アルコールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、エチレングリコール、ソルビトール、ジエチレングリコール等が挙げられ、多塩基酸としては、フタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラクロロフタル酸、ヘット酸及びこれらの酸無水物等が挙げられる。
ケトン樹脂としては、ポリエーテル・ケトン樹脂、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂等が挙げられる。
これらの含酸素樹脂は、１種又は２種以上を用いることができる。
本発明の放電加工液に含まれる含酸素樹脂成分は、１〜３０質量％、好ましくは１．５〜２０質量％、より好ましくは２．０〜１５質量％である。
含酸素樹脂成分が３０質量％以下であると、放電加工液の粘度上昇が小さいため加工屑の排出性能及びフィルター通油性が良好となり、又加工槽への液充填時間が短い。
含酸素樹脂成分が１質量％以上であると、冷却性能が十分となり，満足な加工性能が得られる。
【００１１】
なお、本発明の放電加工油が低粘度基油と含酸素樹脂のみからなる場合、放電加工時の諸性能は優れているものの、放電加工液が機械廻りに飛散・付着した場合、低沸点留分〔低粘度基油〕が蒸発して残留放電加工液がベタつく乃至固着することがある。
このような作業性の面に関し、上記低粘度基油よりも揮発性が低く、若干粘度が高い、例えば、４０℃での動粘度が５より大きく、１００．０ｍｍ2/ｓ以下の鉱油又は合成油などの中粘度油を含有させることにより、低沸点分の蒸発後においてもベタつき乃至固着を改善することができる。
中粘度油の動粘度は、好ましくは６〜７５ｍｍ2/ｓ、より好ましくは６．５〜５０ｍｍ2/ｓである。
本発明の放電加工液に含まれる中粘度油は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは２〜１８質量％、更に好ましくは３〜１５質量％である。
【００１２】
本発明の放電加工液には、必要に応じ公知の添加剤、例えば、他の鉱油や合成油、ポリブテン、防錆剤、油性向上剤、酸化防止剤、消泡剤などを任意に添加してもよい。
【００１３】
本発明の放電加工液は、ＪＩＳ  K  ２２４２に基づく冷却性能試験法において、液温４０℃で測定したときの特性温度が４６０℃以上で、且つ特性時間が６秒以下とすることができる。
従って、従来の放電加工油に比べ、冷却特性に優れ、放電加工中に核沸騰が激しく起こり、加工屑を極間外へ排出する効果が大きい。
この為，加工速度が速く、また異常アークが発生し難いので加工性が安定となり、加工面精度が向上する。更に電極消耗も小さく抑えることができる。
【実施例】
【００１４】
次に、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００１５】
実施例１〜５及び比較例１〜３
表１に示す組成の放電加工液を調製した。
表１における低粘度基油を表２に示す。また、表１におけるロジンエステル（含酸素樹脂）及びポリブテンは、それぞれ下記のものである。
【００１６】
【表１】
0004580306.tif 000002
【００１７】
ロジンエステル：４０℃で固体、数平均分子量約７００〔商品名；パインクリスタルＫＥ−１００、荒川化学工業社製〕。
ポリブテン：数平均分子量約２，９００〔商品名；出光ポリブテン２０００Ｈ、出光興産社製〕。
【００１８】
【表２】
0004580306.tif 000003
【００１９】
次に、得られた放電加工液の動粘度（４０℃）及び冷却特性を下記の方法により測定した。結果を表１に示す。
動粘度：ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３により４０℃で測定した。
特性時間：８００℃から２００℃に到達するまでの冷却時間を示し、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４２に準じて測定した。
特性温度：ＪＩＳ  Ｋ  ２２４２に準じて測定した。
【００２０】
図1は、実施例２、比較例１及び３の放電加工液のＪＩＳ  K  ２２４２冷却性能試験に基づいた冷却曲線である。
この曲線は、放電加工液の冷却特性を示しており、横軸が冷却時間、縦軸が冷却対象物の温度である。
図１から明らかなように、実施例２では、従来の放電加工液である比較例１及び３に比べ短時間で対象物を低い温度まで冷やすことができ、すなわち冷却速度が速いことが分かる。
従って、優れた冷却特性により異常アークが発生し難いため、更に高効率の放電加工を行うことができる。
【００２１】
実施例１〜５及び比較例１〜３の放電加工液を用い、次の加工条件下に、被加工材の放電加工を行ない、下記の評価項目について評価した。
その結果を表３に示す。
【００２２】
（放電加工機）
三菱電機（株）製ＤＩＡＸＭ３５Ｓ：電極；タフピッチ銅（１０×１０×１００ｍｍ）
（被加工材）
炭素鋼Ｓ５５Ｃ（３０×４０×５０ｍｍ）
【００２３】
（荒加工条件）
パルス幅：２５６μｓｅｃ
休止時間：２５６μｓｅｃ
ピーク電流値：１５．０Ａ、
加工時間：３０分間
【００２４】
（仕上げ加工条件）
パルス幅：１６μｓｅｃ
休止時間：１６μｓｅｃ
ピーク電流値：５．５Ａ、
加工時間：１０分間
（評価項目）
荒加工速度、仕上げ加工速度、仕上げ加工条件下における電極消耗率
なお、電極消耗率は、加工前後の電極及び工作物の質量比より、次式を用いて算出した。
電極消耗率（％）＝｛〔時間当たりの電極消耗量（ｇ）×電極密度（ｇ／ｃｍ3）〕／〔時間当たりの工作物除去量（ｇ）×工作物密度（ｇ／ｃｍ3）〕｝×１００
【００２５】
【表３】
0004580306.tif 000004
【００２６】
表３から、実施例１〜５の放電加工液は、比較例１〜３の放電加工液に比べ、荒加工速度及び仕上げ加工速度が速く、特に仕上げ加工領域で優れた性能を発揮することが分かる。
また、実施例１〜５の放電加工液は、比較例１〜３の放電加工液に比べ、電極消耗率が高くなる仕上げ加工領域で電極消耗率が低いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の放電加工液は、放電加工時に被加工物と電極との間に充填する加工液、特に仕上加工領域における加工速度、仕上面精度、電極消耗を向上させ、電源の最大能力を引き出すことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例２、比較例１及び３の放電加工液のＪＩＳ  K  ２２４２冷却性能試験に基づいた冷却曲線を示す図である。
【図１】
0004580306.tif 000005