(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、
前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に前記放電表面処理用電極に所定の深さを有する彫り込み部を形成する第１の工程と、
前記Ｘ軸駆動装置及びＹ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記彫り込み部の側面との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第２の工程とからなることを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項２】
Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、
前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に前記放電表面処理用電極に所定の深さの彫り込み部を形成する第１の工程と、
前記Ｘ軸駆動装置及びＹ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記彫り込み部の側面との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第２の工程と、
前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する第３の工程と、
前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極の前記彫り込み部以外の平面部との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する第４の工程とからなることを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項３】
Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、
前記Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に、前記放電表面処理用電極に所定の深さの彫り込み部を形成し、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第１の工程と、
前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する第２の工程と、
前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極の前記彫り込み部と別の箇所との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する第３の工程とからなることを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記被処理材料が摩耗した場合に、前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する工程と、
前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する工程とを備えることを特徴とする放電表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、工具、機械部品等の被処理材料の端面及び側面に表面処理を施す放電表面処理方法の改良に関するものである。
背景技術
第４図は、塑性加工の一例である、せん断加工を示したものであり、図において、１はパンチ、２はダイ、３は被加工物、４はパンチ１の端面、４ａはパンチ１の端面４の切り刃部分、５はパンチ１の側面、５ａはパンチ１の側面５の切り刃部分である。せん断加工は、第４図の（ａ）乃至（ｃ）に示すように、ダイ２上の被加工物３に対して、パンチ１を押し付け、被加工物３を押し切って分離させる加工法であり、打ち抜かれたものが製品となる場合を打ち抜き加工、打ち抜かれて残った部分が製品となるものを穴あけ加工と呼んでいる。
このようなせん断加工は、複雑な輪郭形状をもつ製品であっても一工程で短時間に加工できるため、各種の機械部品や２次加工用素材の製造技術として広く利用されているものである。また、このような塑性加工用の工具として使用されるパンチには、長寿命化のために、その端面及び側面に表面処理が施されている。被処理材料に対して特に硬質の被膜を形成できる表面処理方法としては、ＰＶＤ、ＣＶＤ及び放電表面処理が挙げられる。これらの中で、ＰＶＤ及びＣＶＤは、装置が大掛かりであり表面処理コストが大きく、また納期がかかるという問題点がある。従って、前記のパンチに対する表面処理には、放電表面処理による方法が適しているといえる。
第５図は、日本国特開平９−１９２９３７号公報に開示された、放電表面処理方法における装置構成を示す説明図であり、図において、６はＴｉＨ２を圧縮成形してなる放電表面処理用電極である圧粉体電極、７は被処理材料、８は加工槽、９は加工液、１０は圧粉体電極６と被処理材料７に印加する電圧及び電流のスイッチングを行うスイッチング素子、１１はスイッチング素子１０のオン・オフを制御する制御回路、１２は加工電源、１３は被処理材料７に形成された硬質被膜である。このような構成による放電表面処理により、鉄鋼、超硬合金等の表面に強固な密着力を持つ硬質被膜を形成することができる。
最近では、歯車、カム等の精密機械部品やＩＣリードフレームのような電子部品がせん断加工によって製作されるようになっており、このような製品の製作に必要な複雑形状を持つパンチの長寿命化が要求されている。
このようなパンチにおいては、その端面の切り刃部分（第４図の４ａ）及び側面の切り刃部分（第４図の５ａ）に表面処理を施す必要がある。しかし、例えば、複雑形状を持つパンチの第６図に示す断面図において、パンチの側面のＡ部乃至Ｃ部に放電表面処理を施すことは困難である。これは、特殊形状の放電表面処理用電極である圧粉体電極を製作することが困難であること等によるものである。このようなことから、複雑形状を持つパンチ等の、その端面及び側面に表面処理を行う必要がある被処理材料に対しては、放電表面処理を効果的に施すことができなかった。
発明の開示
この発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、複雑形状を持つパンチ等の、その端面及び側面に表面処理を行う必要がある被処理材料に対しても放電表面処理を効果的に施すことができる放電表面処理方法を得ることを目的とする。
また、簡単な修正で繰り返し使用することができ、保守コストを低減することができる放電表面処理方法を得ることを目的とする。
この発明に係る放電表面処理方法は、Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に前記放電表面処理用電極に所定の深さを有する彫り込み部を形成する第１の工程と、前記Ｘ軸駆動装置及びＹ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記彫り込み部の側面との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第２の工程とからなるものである。
また、Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、前記Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する工程からなるものである。
また、Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に前記放電表面処理用電極に所定の深さの彫り込み部を形成する第１の工程と、前記Ｘ軸駆動装置及びＹ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記彫り込み部の側面との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第２の工程と、前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する第３の工程と、前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極の前記彫り込み部以外の平面部との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する第４の工程とからなるものである。
また、Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、前記Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成すると共に、前記放電表面処理用電極に所定の深さの彫り込み部を形成し、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極とを相対的に揺動させながら、前記被処理材料の側面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の側面に硬質被膜を形成する第１の工程と、前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する第２の工程と、前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極の前記彫り込み部と別の箇所との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する第３の工程とからなるものである。
また、Ｘ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置及びＺ軸駆動装置を駆動制御し、被処理材料と放電表面処理用電極とを相対移動せしめ、前記被処理材料と前記放電表面処理用電極との極間に供給する放電エネルギにより、前記被処理材料に硬質被膜を形成する放電表面処理方法において、前記被処理材料が摩耗した場合に、前記被処理材料の端面に形成した前記硬質被膜を研削する工程と、前記Ｚ軸駆動装置を駆動制御して前記被処理材料の端面と前記放電表面処理用電極との間に放電を発生させ、この放電エネルギにより前記被処理材料の端面に硬質被膜を形成する工程とを備えるものである。
この発明は、以上のように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
この発明に係る放電表面処理方法は、複雑形状を持つパンチ等の、その端面及び側面に表面処理を行う必要がある被処理材料に対しても放電表面処理を効果的に施すことができる効果がある。
また、より精度の高い硬質被膜を形成することができる効果がある。
また、簡単な修正で繰り返し使用することができ、保守コストを低減することができる効果がある。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図は、この発明の実施の形態１における放電表面処理方法を示す構成図である。図において、１はパンチであり、その端面及び側面に表面処理を行う必要がある被処理材料の例として示している。また、８は加工槽、９は加工液、１４は放電表面処理用電極、１５はパンチ１を支持するチャッキング装置、１６はＸテーブル、１７はＹテーブル、１８はチャッキング装置１５と連結された主軸、１９はＸテーブル１６を駆動するＸ軸駆動装置、２０はＹテーブル１７を駆動するＹ軸駆動装置、２１は主軸１８を駆動するＺ軸駆動装置、２２は加工電源及びスイッチング素子等からなる加工電源装置、２３は制御装置である。放電表面処理用電極１４はＸテーブル１６上の加工槽８に固定されており、パンチ１と放電表面処理用電極１４との相対移動は、制御装置２３の指令によりＸ軸駆動装置１９、Ｙ軸駆動装置２０及びＺ軸駆動装置２１を駆動制御することにより行われる。放電表面処理用電極１４は所定の硬質被膜を形成する材料からなり、放電表面処理用電極１４とパンチ１との極間を制御しつつ、加工電源装置２２により加工電力を供給することにより、パンチ１の表面に放電表面処理用電極１４の材料又は放電表面処理用電極１４の材料と加工液９の成分との化合物からなる硬質被膜を形成することができる。
次に、動作について説明する。まず、Ｚ軸駆動装置２１を制御装置２３により駆動制御し、放電表面処理用電極１４とパンチ１との極間に加工電源装置２２により加工電力を供給することにより、第２図の（ａ）のように、パンチ１の端面４と放電表面処理用電極１４との間に放電を発生させ、パンチ１の端面４に硬質被膜２４を形成すると共に放電表面処理用電極１４に所定の深さの彫り込み部１４ａを形成する。彫り込み部１４ａの深さは、例えば数ｍｍ程度とする。次に、Ｘ軸駆動装置１９及びＹ軸駆動装置２０を制御装置２３により駆動制御し、パンチ１と放電表面処理用電極１４とを、水平面内で相対的に揺動させながら、放電表面処理用電極１４とパンチ１との極間に加工電源装置２２により加工電力を供給することにより、第２図の（ｂ）のように、パンチ１の側面５に硬質被膜２５を形成する。
このような方法により、その端面及び側面に表面処理を行う必要がある被処理材料の例として示した、パンチ１が複雑な形状を持つ場合であっても、パンチ１の端面の切り刃部分４ａ及び側面の切り刃部分５ａに放電表面処理を施すことができる。
以上の説明においては、放電表面処理用電極１４を所定の深さに彫り込んだ後に、水平面内でパンチ１と放電表面処理用電極１４とを相対的に揺動させながら、パンチ１の側面５に硬質被膜２５を形成する場合を示したが、放電表面処理用電極１４を所定の深さに彫り込みながら、パンチ１と放電表面処理用電極１４とを相対的に揺動させてパンチ１の側面５に硬質被膜２５を形成してもよい。
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２の放電表面処理方法について説明する。実施の形態１では、放電表面処理用電極１４に彫り込み部１４ａを形成して、パンチ１の側面５の放電表面処理を行うものであるが、この場合には第２図の彫り込み部１４ａの隅部１４ｂに放電集中が生じやすいために、第３図の（ａ）ようにパンチ１の角部２６にだれが生じやすい。従って、より高い製品精度が要求される場合には、このままパンチ１を使用することができない。このような場合に、第３図の（ｂ）のようにパンチ１の端面に形成した硬質被膜２４を研削後、第３図の（ｃ）のように放電表面処理用電極１４の彫り込み部１４ａ以外の平面部でパンチ１の端面４に放電表面処理を行い、第３図の（ｄ）のように硬質被膜２７を形成することにより、シャープな角部２８を形成することができる。従って、このように製作したパンチ１を用いた塑性加工において、より高精度な製品を製作することができる。
なお、第３図の（ｄ）においては、放電表面処理用電極１４が消耗し放電表面処理用電極１４に凹部が形成されるが、この凹部は説明の都合上拡大して表示しているものであり、実際は数μｍ〜数十μｍ程度である。従って、第２図の彫り込み部１４ａ（数ｍｍ程度の深さ）の隅部１４ｂとパンチ１間のように放電集中が生じないため、前記のように、シャープな角部２８を形成することができる。
実施の形態３．
実施の形態１及び２で示したように、パンチ１の側面５には例えば数ｍｍ程度の所定の幅で放電表面処理が施されているため、使用により前記角部２６又は２８が摩耗した場合に、このパンチ１の端面に形成した硬質被膜２４又は２７を第３図の（ｂ）にように研削し（例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度）、端面４に第３図の（ｃ）及び（ｄ）のように放電表面処理用電極１４により放電表面処理を施すことにより、パンチ１を再利用できる。このような簡単な修正により、パンチ１を繰り返し使用することができるため、保守コストを低減することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る放電表面処理方法は、耐久性の向上のために、被処理材料の端面及び側面に施す表面処理に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１における放電表面処理方法を示す構成図である。
第２図は、この発明の実施の形態１における放電表面処理方法を示す説明図である。
第３図は、この発明の実施の形態２における放電表面処理方法を示す説明図である。
第４図は、せん断加工の例を示す説明図である。
第５図は、従来の放電表面処理方法における装置構成を示す説明図である。
第６図は、複雑形状を持つパンチの例を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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