(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工槽内に貯留した加工液中に粉体を混入して、電極とワークとの極間に前記粉体を介在させながら前記電極と前記ワークとを相対移動させて前記ワークを加工する放電加工方法において、
前記加工液中に万有引力によって引き付け可能な第１の平均粒径を有する粉体と第２の平均粒径を有する粉体を混入し、前記第１の平均粒径を有する粉体及び前記第２の平均粒径を有する粉体のうち大きい平均粒径の粉体の周囲に小さい平均粒径の粉体を付着させて大きな粒子とし、粉体の沈降速度を高めることを特徴とした放電加工方法。
【請求項２】
加工液を攪拌することにより前記加工液中で降下または沈殿した前記粉体を前記第１の平均粒径を有する粉体と前記第２の平均粒径を有する粉体とに分離して前記加工液中に再び浮遊させる請求項１に記載の放電加工方法。
【請求項３】
前記加工液中に混入する前記第１の平均粒径を有する粉体又は前記第２の平均粒径を有する粉体の少なくとも一方の粉体は鱗状の石墨粉体である請求項１または２に記載の放電加工方法。
【請求項４】
前記加工液中に平均粒径が２から１０μｍの粉体と平均粒径が５０から１００μｍの粉体を混入する請求項１又は２に記載の放電加工方法。
【請求項５】
前記加工液中に前記第１の平均粒径を有する粉体及び前記第２の平均粒径を有する粉体のうち大きい平均粒径を有する粉体が粉体全体の重量比で２０から５０％含有する請求項１から４のいずれか１項に記載の放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
放電加工機の加工槽内に貯留させた加工液中に粉体を混入して、電極とワークとを相対移動させながら前記ワークを加工する放電加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放電加工では、荒加工、中加工、仕上加工の複数の段階に分けて加工を行うことにより、加工効率を高めながら加工精度を確保している。仕上加工では電極とワークとの間隙である極間が狭くなると共に、極間に供給される加工電流も小さくなる。こうした仕上加工条件の下で極間に安定した放電を形成するために、加工液にグラファイト、クロム、シリコン等の粉体を混入する放電加工方法が知られている。
【０００３】
加工液に粉体を混入させる従来技術として、特公昭５２−２６３５７号公報の放電加工方法には、グラファイト粉末を混入することが開示されており、特公平７−４９１７０号公報には、シリコン粉末を混入することが開示されており、特開平６−１９８５１６号には、加工液中にシリコン粉末を混入した場合においてシリコン粉末の沈降速度を低下させると共に、シリコン粉末の濃度を均一に保つために、加工液中に界面活性剤を添加することが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように加工液に粉体を混入、浮遊させると、加工液が不透明となり、加工液に浸漬されたワークおよび電極を直接目視することができなくなる。一般に放電加工機はＮＣ装置により制御されており、ワークと電極を直接目視できなくとも加工を行うことができるが、ＮＣプログラムの入力過誤や設計上の過誤が絶無ではないために、放電加工に携わる作業者は加工に先立ってワークおよび電極の相対位置関係を直接目視、確認することを望むという、実際上の必要性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、放電加工機において加工液中に浸漬されたワークおよび電極を直接目視できるようにするために、加工液中に粉体を均一に混入、浮遊させながら、加工液中において粉体が短時間で沈降し、加工液の透明度を高めた放電加工方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加工槽内に貯留した加工液中に粉体を混入して、電極とワークとの極間に前記粉体を介在させながら前記電極と前記ワークとを相対移動させて前記ワークを加工する放電加工方法において、前記加工液中に万有引力によって引き付け可能な第１の平均粒径を有する粉体と第２の平均粒径を有する粉体を混入し、前記第１の平均粒径を有する粉体及び前記第２の平均粒径を有する粉体のうち大きい平均粒径の粉体の周囲に小さい平均粒径の粉体を付着させて大きな粒子とし、粉体の沈降速度を高めることを特徴とした放電加工方法を要旨とする。
【０００７】
加工液を攪拌することにより前記加工液中で降下または沈殿した前記粉体を前記第１の平均粒径を有する粉体と前記第２の平均粒径を有する粉体とに分離して前記加工液中に再び浮遊させることができる。
好ましくは、前記加工液中に混入する前記第１の平均粒径を有する粉体又は前記第２の平均粒径を有する粉体の少なくとも一方の粉体は鱗状の石墨粉体である。
【０００８】
【作用】
加工液供給ポンプにより加工液タンクから加工槽内に粉体を含む加工液を供給すると、その勢いで攪拌されながら加工液が加工槽内に貯留される。また、必要に応じて加工液を加工槽内に貯留後、加工液を攪拌してもよい。粉体は大きい粒径及び小さい粒径の粉体でなり、それらを加工液中に混入していることから、所定時間が経過すると、大きい粒径の粉体の周囲に小さい粒径の粉体が引き寄せられ付着し、加工液中に粉体が沈降し始め、加工液が比較的透明になり始める。よって、加工液中に浸漬された電極及びワークを直接目視でき、電極とワークとの設定位置や電極とワークとの極間における放電発生状態を確認することができる。
【０００９】
また、放電加工の開始に当たっては、加工液供給ポンプまたは加工液攪拌用のポンプにより加工液を攪拌すれば、加工液中に降下及び沈殿していた粉体が加工液中に浮遊する。このとき、加工液の攪拌に勢いで大きい粒径の粉体の周囲から小さい粒径の粉体が離れて加工液中に浮遊することになり、電極とワークとの極間に比較的均一に粉体を介在させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の放電加工方法を実施する放電加工機の概略図である。
加工槽１内にはテーブル３が設けられており、テーブル３上にワーク５が固定されている。加工槽１内には加工液が貯留されており、ワーク５およびテーブル３は加工液に浸漬されている。加工液は、加工液供給ポンプ９により加工液タンク１１から加工液供給管路１３を介して加工槽１に供給され、加工槽１内に設けられたオーバーフロー（図示せず）等の加工液排出口から加工液回収管路１５を介して加工液タンク１１に回収される。図示する実施形態では、加工液供給管路１３は、複数の分岐管路１３ａ、１３ｂを有しており、加工液供給ポンプ９からの加工液を加工槽１内の複数箇所に吐出し、加工液の供給と同時に加工槽１内の加工液を撹拌するようになっている。また、加工液供給ポンプ９からの加工液の一部を加工槽１を迂回して直接加工液タンク１１内で循環させて、加工液タンク１１内を撹拌するようにしてもよい。更には、加工槽１内の撹拌および加工液タンク１１内の撹拌を各々独立したポンプ（図示せず）により行ってもよい。
【００１１】
また、ＮＣ電源装置１７は移動制御手段３１と、電源３３とを具備している。移動制御手段３１は、ＮＣプログラムからの制御データに基づきＸ軸送りモータ１９、Ｙ軸送りモータ２１、Ｚ軸送りモータ２３にサーボ出力を送出して、放電加工機の電極ヘッド２５および電極２７を装着した主軸２９の移動を制御する。電源３３は、電極２７とワーク５との極間にパルス電圧を印加する。移動制御手段３１により制御されるＺ軸送りモータ２３は、電極ヘッド２５で主軸２９をＺ軸方向にワーク５に対して前進、後退させ、主軸２９に装着された電極２７とワーク５との間に適切な極間距離を維持する。Ｘ軸送りモータ１９およびＹ軸送りモータ２１は、主軸２９に装着された電極２７をＺ軸に対して垂直な平面内で相互に直交する２軸、つまりＸ、Ｙ軸方向に移動させるものである。こうして、Ｘ軸送りモータ１９およびＹ軸送りモータ２１により、電極２７をワーク５に対して相対的な二次元揺動運動をさせることができ、更に、Ｘ軸送りモータ１９、Ｙ軸送りモータ２１、Ｚ軸送りモータ２３により、電極２７をワーク５に対して相対的な三次元揺動運動させることもできる。
【００１２】
本実施形態による加工液は、油等の通常の加工液に鱗状の表面を有する石墨粉体７、例えば商標名マイクロエスシーにて市販されている粉体が浮遊、混入されている。一例として示す本実施形態において、石墨粉体７は、２〜１０μｍの平均粒径を有する小粒径粉体７ａと、５０〜１００μｍの平均粒径を有する大粒径粉体７ｂとを含んでいる（図２参照）。加工液供給ポンプ９により加工液タンク１１から加工槽１へ石墨粉体７を含む加工液を供給すると、その勢いで加工液が加工槽１内で攪拌される。このとき石墨粉体７として、小粒径粉体７ａと大粒径粉体７ｂとを混入することにより、図２に示すように、小粒径粉体７ａは万有引力により大粒径粉体７ｂに引き付けられて付着する。大粒径粉体７ｂに付着した小粒径粉体７ａは、表面張力により比較的安定した状態で大粒径粉体７ｂの表面に付着し大きな粒子となって沈降し易くなる。
【００１３】
また、放電加工に当っては、再び加工液供給ポンプ９または加工液の攪拌用ポンプにより加工液を攪拌すれば、石墨粉体７が加工液中に分散し、電極２７とワーク５との極間に介在させることができる。
【００１４】
図３のグラフは、小粒径粉体７ａと大粒径粉体７ｂの混合比と沈降時間との関係を模式的に示している。図３のグラフの横軸は、小粒径粉体７ａと大粒径粉体７ｂの混合比を示しており、横軸の左端は小粒径粉体７ａを１００％含む場合であり、右端は大粒径粉体７ｂを１００％含む場合である。図３のグラフから明らかなように、大粒径粉体７ｂを多く含むほど粉体７全体の沈降時間が短くなるが、大粒径粉体７ｂの含有量が大きくなり過ぎると粉体７の沈降速度が大きくなり過ぎ、加工液中に粉体が均一に浮遊しにくくなる。
【００１５】
また、通常、加工液中に混入される粉体７は小粒径粉体７ａであり、大粒径粉体７ｂはその周囲に表面張力により比較的安定した状態で小粒径粉体７ａを付着させ、加工液中における粉体７の沈降速度を高める役目をするものである。よって、加工液中に大粒径粉体７ｂが混入されることにより加工精度に悪影響を及ぼさないようにする必要がある。
【００１６】
本願出願人は、石墨粉体７が２〜１０μｍの平均粒径を有する小粒径粉体７ａと、５０〜１００μｍの平均粒径を有する大粒径粉体７ｂとを含む場合では、大粒径粉体７ｂを粉体７全体に対する重量比で３０〜５０％含む場合に実用上有効な沈降速度が得られ、かつ加工精度に悪影響を及ぼさないことを見出した。
【００１７】
このように、石墨粉体７の沈降速度を高くすることにより、石墨粉体７は加工液中において比較的短時間のうちに沈降して、加工液の透明度が高くなり、加工液に浸漬されたワーク５および電極２７を目視できるようになる。なお、ワーク５および電極２７の相対位置関係を目視するとの観点からは、石墨粉体７が完全に沈殿してしまう必要はなく、ワーク５および電極２７が直接見える程度に石墨粉体７が沈殿すればよい。
【００１８】
既述の実施形態では、粉体として鱗状表面を有する石墨粉体を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、粉体としてグラファイト、シリコン等の導電性物質の粉体を用いることもできる。また、加工液中にこれらの粉体のうち少なくとも１つが混入されていればよい。
【００１９】
また、石墨粉体７は、２〜１０μｍの平均粒径を有する小粒径粉体７ａと、５０〜１００μｍの平均粒径を有する大粒径粉体７ｂとを含むように説明したが、他の粒径の粉体を用いてもよいことは言うまでもない。また、平均粒径としては、例えば、所定のサイズのメッシュを通過する粉体と定義してもよい。要は、大粒径粉体の表面に小粒径粉体が付着して沈降しやすくなるような大小２つの粒径の粒体を用いればよい。さらに、大粒径粉体及び小粒径粉体の２つの大きさを有した粉体を用いる代わりに、大、中、小の粒径を有した粉体を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。要は粒径の異なる粒体が２種類以上混入されていればよいのである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、加工液内に平均粒径の異なる大小２種類の粉体を混入し、大粒径粉体の周囲に小粒径粉体を付着させることにより粉体の沈降速度を高めたことにより、粉体は加工液中において比較的短時間のうちに沈降して、加工液の透明度が高くなり、加工液に浸漬されたワークおよび電極を容易に目視できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電加工方法を実施する放電加工機の概略図である。
【図２】石墨粉体の略拡大図であり、小粒径粉体が大粒径粉体の表面に凝集する様子を示す図である。
【図３】小粒径粉体と大粒径粉体の混合比と沈降時間との関係を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
１…加工槽
３…テーブル
５…ワーク
７…石墨粉体
９…加工液供給ポンプ
１１…加工液タンク
【図１】
0003786539.tif 000002
【図２】
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【図３】
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