(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して対向配置された被加工物との間隙に、粉末物質を混入された加工液を供給される放電加工機の電極と、
前記放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した加工液を収容するための汚濁加工液収容槽と、
該汚濁加工液収容槽に収容された加工液から前記残渣を除去するためのフィルタを有する濾過器と、
該濾過器により前記残渣が除去された加工液を収容し、収容した該加工液を前記間隙へ供給するための清浄加工液収容槽と
を備える放電加工機の加工液供給装置であって、
前記濾過器は、前記粉末物質が凝集して前記フィルタに付着することにより形成される凝集固形物を当該フィルタから剥離させるための逆洗機能を有するとともに、
該逆洗機能の作用により前記フィルタから剥離した前記凝集固形物を、前記濾過器から排出された加工液とともに収容して攪拌することによって該凝集固形物を前記加工液に分散させ、前記凝集固形物が分散した加工液を前記汚濁加工液収容槽へ供給する凝集固形物分散槽を備えること
を特徴とする放電加工機の加工液供給装置。
【請求項２】
前記放電加工機の電極と前記汚濁加工液収容槽との間に、該放電加工機の電極から排出される加工液に含まれる残渣を除去するための、磁力を利用した第１の残渣除去装置、および／または、重力を利用した第２の残渣除去装置を有すること
を特徴とする請求項１に記載された放電加工機の加工液供給装置。
【請求項３】
前記電極は、加工油流出孔を備えるとともに前記被加工物であるロールにダル加工を施す放電加工用電極であって、加工油流出方向と直交する断面における孔部を除く電極断面積が70mm2 以下であって、該断面における電極の長軸方向長さ(L) とそれに直交する短軸方向長さ(T) の比である扁平率(L/T) が1.5 以上の電極である請求項１または請求項２に記載された放電加工機の加工液供給装置。
【請求項４】
前記放電加工機が、放電加工用電極を、電極の長軸方向が前記ロールの軸長方向と一致するように、該ロールに対向配置した放電加工機である請求項３に記載された放電加工機の加工液供給装置。
【請求項５】
前記粉末物質はカーボン粉末である請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された放電加工機の加工液供給装置。
【請求項６】
粉末物質を混入された加工液を、放電加工機の電極および該電極に離間して対向配置された被加工物の間隙に供給し、
該放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した加工液を汚濁加工液収容槽に供給し、
該汚濁加工液収容槽に供給された加工液を濾過機に供給し、前記粉末物質が凝集して前記フィルタに付着することにより形成された凝集固形物を、前記加工液を逆流させることにより当該フィルタから剥離させ、
前記フィルタから剥離した凝集固形物を前記加工液とともに攪拌することにより前記凝集固形物を前記加工液に分散させた後、該凝集固形物が分散した加工液を汚濁加工液収容槽に供給し、
該汚濁加工液収容槽に収容された加工液を前記濾過器を介して前記間隙に供給すること
を特徴とする放電加工機の加工液供給方法。
【請求項７】
前記放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した、粉末物質を混入された加工液を、磁力を利用した第１の残渣除去装置、および／または重力を利用した第２の残渣除去装置に供給し、前記第１の残渣除去装置および／または前記第２の残渣除去装置に供給された加工液を汚濁加工液収容槽に供給すること
を特徴とする請求項６に記載された放電加工機の加工液供給方法。
【請求項８】
前記粉末物質はカーボン粉末である請求項６または請求項７に記載された放電加工機の加工液供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電加工機の加工液供給装置および加工液供給方法に関する。具体的には、本発明は、例えば、電極内部から加工液を供給させながら、鋼帯の圧延ロールの表面を放電ダル加工（粗面化加工）するための放電ダル加工機の加工液供給装置および加工液供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、放電加工とは、パルス状の放電で材料を加熱および溶融することにより除去加工を行う加工法であり、例えば圧延用ワークロールの表面にダル加工を施す際に利用される。なお、以降の説明では、被加工材が鋼帯の圧延用ロールである場合を例にとる。
【０００３】
この放電加工は、鉱油や脱イオン状態にある水等の加工液中で電極と圧延用ロールとの間にパルス状の50〜300V程度の電圧を印加することによって放電を繰り返し発生させ、放電による溶融現象と冷却による溶融部の飛散現象とを繰り返し生じさせることが可能な放電加工機を用いて、行われる。この放電加工機において加工液を用いる理由は、電極と圧延用ロールとの間の間隙を電気的絶縁性を有する加工液で満たすことにより、放電に必要な電気的絶縁を確保するとともに、加工粉の排出や加工熱の冷却等を併せて行うためである。したがって、圧延用ロールに高品質の放電加工を安定して行うためには、放電加工機への加工液の供給に充分配慮する必要がある。
【０００４】
図６は、一般的な放電ダル加工機１を用いて圧延用ロール４に放電加工を行う際における加工液供給装置２の構成例を模式的に示す説明図である。同図に示すように、放電加工機本体３および圧延用ロール４は、ともに、放電加工液収容槽５の内部に配置される。放電加工液収容槽５には加工液６が満たされており、電極3aと圧延用ロール４との間の間隙が加工液６により満たされる。
【０００５】
放電加工液収容槽５内の加工液６は、クリーンタンク７からポンプ (図示しない) によって供給される。放電加工液収容槽５へ供給された加工液６は、放電加工後に一旦ダーティータンク８へ戻され、逆洗機能付きの濾過器９へ送られて固形物を捕捉・除去された後に、クリーンタンク７へ移送される。濾過器９により捕捉された固形物は、逆洗工程によってスラッジバック10へ排出される。なお、濾過器９により捕捉される固形物とは、放電加工によって発生した圧延用ロール４あるいは電極3aの消耗粉や塵埃等であり、加工液６にカーボン等の粒子を添加した場合にはこの粒子も含まれる。なお、加工液供給装置２は、このような循環系統に加えて、さらにこの循環系統外に沈殿タンク (図示しない) を設置して、定期的に加工液６を入れ替えることも一般的に行われている。
【０００６】
ところで、放電加工の問題点として、放電の集中現象による局部加工が挙げられる。特に、圧延用ロール４にダル加工を行う、いわゆる放電ダル加工は、一般に圧延ロール４を回転させながら、電極3aや圧延用ロ一ル４をロール回転軸方向 (図面に直交する方向) に往復移動させながら行われるため、局部放電痕が電極の通り道に沿ったスパイラル状の筋模様となって表れ易く、圧延用ロール４の表面に欠陥を生じることがある。そのため、放電の集中現象を抑制するために、加工液６中にシリコンやカーボン等の導電粒子を添加する方法が知られている。
【０００７】
例えば米国特許第4870243 号では、添加する導電粒子の濃度は加工液６に対して0.05〜７質量％が好適であり、また、添加する導電粒子の大きさは７μm 以上が好適であるとしている。また、放電加工における電極3aと圧延用ロール４との間隙は加工する目的にもよるが、圧延用ロール４の表面を粗面化する放電ダル加工では概して数μｍ〜数10μｍ程度であるとされている。さらに、電極3aの消耗や圧延用ロール４の粗面化による加工残査の発生もあり、これら残査は概して比重が大きいため、放電加工液収容槽５に沈殿し易く、装置廻りに溜まり易いことら、定期的に除去することが必要となる。
【０００８】
つまり、放電加工機における加工液供給装置には、ある程度の大きさの導電粒子をある程度の濃度に保ちながら、発生する加工残査をできるだけ系外へ排出することが求められる。そのためには、加工液６の濾過器を設置し、定期的に沈殿除去を行えばよいのではとも一見考えられる。しかし、濾過器や放電加工液収容槽への沈殿によって、加工に必要となる粒子も同時に捕捉されてしまうため、その都度導電粒子を補給せねばならず、その費用や作業の繁雑さが懸念される。
【０００９】
そこで、特開平２−30423 号公報には、図７に示すように、放電加工液収容槽11内の電極12と被加工物13とで形成する加工極間に荒加工時には加工液を供給するとともに、仕上加工時にはシリコン粉末を混入した加工液を供給して被加工物13の放電加工を行う放電加工機14において、シリコン粉末を加工液内に混入させる混合用のタンク15と、加工液に含まれたシリコン粉末を粒子の大きさによって加工粉から分離する分離器C11 、C12 、C21 、C22 と、分離器C11 〜C22 を通って仕上用の加工液タンク16内の加工液を逆流して環流させる逆流流路17とを備え、逆流流路17に仕上用の加工液タンク16内の加工液を逆流させて分離器C11 〜C22 に付着した粉末物質を混合用のタンク15内に環流して回収することにより繰り返して使用する、放電加工機14の加工液処理装置18にかかる発明が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、この発明には以下に列記する課題(1) 〜(3) がある。
【００１１】
(1) 粉末物質と加工粉とを分離器を用いて分離するとしているが、例えばカーボン粒子のような、フィルタによる分離の際に凝集してフィルタに高粘度の凝集固形物を形成する粉末物質を含む加工液には、適用できない。
【００１２】
すなわち、特開平２−30423 号公報において実施例として開示されたシリコン粒子以外の粒子を含む加工液、例えばカーボン粒子を含む加工液の場合には、フィルタを用いてカーボン粒子を加工残査とともに濾過しようとすると、このカーボン粒子は凝集して非常に高粘度の凝集固形物を形成して、フィルタに付着する。このため、特開平２−30423 号公報に開示されているように、粉末粒子の粒子径に着目した分離、遠心分離器による分離さらには磁気力による分離を行ったとしても、カーボン粉末と加工粉とを分離することはできない。このため、この発明によっても、加工液から、例えばカーボン粒子のような、フィルタによる分離の際に凝集してフィルタに高粘度の凝集固形物を形成する粉末物質を分離・回収することは不可能である。
【００１３】
(2) 荒加工用と仕上加工用の２種類の加工液タンクを必要とし、さらにこれら２種類の加工液タンクを使い分けるための複雑な流路を設ける必要があるとともに、粗加工および仕上加工に応じて、加工液タンクを切り替えるための複雑な制御弁の切り換え操作を行う必要もあり、作業が極めて煩雑なものとなる。
【００１４】
(3) 上述したように、加工液中にシリコン粒子が含有されている場合にしか適用できず、加工液中にカーボン粒子が含有されている場合には適用できないため、シリコン粒子はカーボン粒子よりも高価であることから、基本的に加工液の処理コストの低減を図ることができない。
【００１５】
したがって、例えばカーボン粒子のような、フィルタによる分離の際に凝集してフィルタに高粘度の凝集固形物を形成する粉末物質に対しては、濾過器のフィルタに付着した凝集固形物を逆洗により定期的にスラッジバックに排出せざるを得ない。このため、凝集したままの状態で戻された凝集固形物は、タンク底に堆積し、結果的に必要な添加粒子を確保するためにその都度粒子の補給をしなけらばならなくなり、タンクの清掃も必要となる。したがって、この発明によっても、導電粒子の使用量を削減することはできず、処理コストが著しく嵩んでしまう。
【００１６】
したがって、この加工液処理装置18を備える放電加工機14では、加工条件を最適な状態に維持することが極めて難しく、安定した放電加工を長期間にわたって維持することができないという課題があった。
【００１７】
本発明は、従来の技術が有するかかる課題に鑑みてなされたものであり、例えばカーボン粒子のような、フィルタによる分離の際に凝集してフィルタに高粘度の凝集固形物を形成する粉末物質を含有する加工液を用いた場合であっても、導電粒子の使用量を削減できるために処理コストの低下を図ることができるとともに、安定した放電加工を長期間にわたって維持することができる放電加工機の加工液供給装置および加工液供給方法、具体的には、例えば、鋼帯の圧延ロールの表面を放電ダル加工するための放電ダル加工機の加工液供給装置および加工液供給方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、離間して対向配置された被加工物との間隙に、粉末物質を混入された加工液を供給される放電加工機の電極と、放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した加工液を収容するための汚濁加工液収容槽と、汚濁加工液収容槽に収容された加工液から残渣を除去するためのフィルタを有する濾過器と、濾過器により残渣が除去された加工液を収容し、収容した加工液を間隙へ供給するための清浄加工液収容槽とを備える放電加工機の加工液供給装置であって、濾過器が、粉末物質が凝集してフィルタに付着することにより形成される凝集固形物をフィルタから剥離させるための逆洗機能を有するとともに、逆洗機能の作用によりフィルタから剥離した凝集固形物を、濾過器から排出された加工液とともに収容して攪拌することによって凝集固形物を加工液に分散させ、凝集固形物が分散した加工液を汚濁加工液収容槽へ供給する凝集固形物分散槽を備えることを特徴とする放電加工機の加工液供給装置である。
【００１９】
この本発明にかかる放電加工機の加工液供給装置では、放電加工機の電極と汚濁加工液収容槽との間に、放電加工機の電極から排出される加工液に含まれる残渣を除去するための、磁力を利用した第１の残渣除去装置、および／または、重力を利用した第２の残渣除去装置を有することが望ましい。
【００２０】
これらの本発明にかかる放電加工機の加工液供給装置では、電極が、加工油流出孔を備えるとともに被加工物であるロールにダル加工を施す放電加工用電極であって、加工油流出方向と直交する断面における孔部を除く電極断面積が70mm2 以下であって、この断面における電極の長軸方向長さ(L) とそれに直交する短軸方向長さ(T) の比である扁平率(L/T) が1.5 以上の電極であることが望ましい。
【００２１】
これらの本発明にかかる放電加工機の加工液供給装置では、放電加工機が、放電加工用電極を、電極の長軸方向がロールの軸長方向と一致するように、ロールに対向配置した放電加工機であることが望ましい。
【００２２】
これらの本発明にかかる放電加工機の加工液供給装置では、粉末物質がカーボン粉末であることが望ましい。
別の観点からは、本発明は、粉末物質を混入された加工液を、放電加工機の電極および電極に離間して対向配置された被加工物の間隙に供給し、放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した加工液を汚濁加工液収容槽に供給し、汚濁加工液収容槽に供給された加工液を濾過機に供給し、粉末物質が凝集してフィルタに付着することにより形成された凝集固形物を、加工液を逆流させることによりフィルタから剥離させ、フィルタから剥離した凝集固形物を加工液とともに攪拌することにより凝集固形物を加工液に分散させた後、凝集固形物が分散した加工液を汚濁加工液収容槽に供給し、汚濁加工液収容槽に収容された加工液を濾過器を介して間隙に供給することを特徴とする放電加工機の加工液供給方法である。
【００２３】
この本発明にかかる放電加工機の加工液供給方法では、放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した、粉末物質を混入された加工液を、磁力を利用した第１の残渣除去装置、および／または重力を利用した第２の残渣除去装置に供給し、第１の残渣除去装置および／または第２の残渣除去装置に供給された加工液を汚濁加工液収容槽に供給することが望ましい。
【００２４】
さらに、これらの本発明にかかる放電加工機の加工液供給方法では、粉末物質がカーボン粉末であることが例示される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる、放電ダル加工機の加工液供給装置および加工液供給方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、被加工物が鋼帯の圧延用ロールであるとともに、加工液が粉末物質としてカーボン粒子を含有する場合を例にとる。また、以降の説明では、放電ダル加工機20が放電加工液収容槽22を有する場合を例にとるが、本発明はこれに限定されるものではなく、放電加工液収容槽を有さない放電ダル加工機であっても等しく適用される。
【００２６】
図１は、本実施の形態の放電ダル加工機20の加工液供給装置21を示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態の加工液供給装置21は、放電加工液収容槽22と、汚濁加工液収容槽23と、濾過器24と、清浄加工液収容槽25と、第１の残渣除去装置26と、第２の残渣除去装置27と、凝集固形物分散槽35とを有する。そこで、以下、加工液供給装置21のこれらの構成要素について順次説明する。
【００２７】
[放電加工液収容槽22]
本実施の形態の加工液供給装置21は、放電加工液収容槽22を有する。放電加工液収容槽22は、放電加工機の電極28、およびこの電極28に離間して対向配置された圧延用ロール29の間隙に供給される加工液30が収容される。加工液30は、粉末物質としてカーボン粉末 (導電粒子) を混入された加工液である。
【００２８】
この電極28は、被加工物である圧延用ロール29にダル加工を施す放電加工用電極であって、圧延用ロール29に臨む面に加工油流出孔28a を備えている。そして、この電極28は、加工油流出方向と直交する断面における孔部を除く電極断面積が70mm2 以下であって、この断面における電極の長軸方向長さ(L) とそれに直交する短軸方向長さ(T) の比である扁平率(L/T) が1.5 以上である、扁平の横断面形状を有する。本実施の形態の電極28は、かかる寸法を有するため、圧延用ロール29の表面における放電集中現象を抑制し、放電の分散を促進させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態の電極28は、その長軸方向が圧延用ロール29の軸方向と一致するように、ロールに離間して対向配置されている。
この本実施の形態の電極28によれば、電極28の内部から加工油を流出することができるため、極間における加工残査の排出が充分に行われるとともに、扁平状の水平断面の長軸方向が圧延用ロール29の軸方向と一致するように圧延用ロール29に対向配置されている。このため、この電極28を用いて放電加工を行えば、加工筋が発生せず、また放電の集中現象も生じない。
【００３０】
本実施の形態の放電加工液収容槽22の上記以外の構成要素は、この種の収容槽として慣用される放電加工液収容槽の構成要素と同じであるため、これ以上の説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態の放電加工液収容槽22は、以上のように構成される。
[汚濁加工液収容槽23]
本実施の形態の加工液供給装置21は、汚濁加工液収容槽23を有する。汚濁加工液収容槽23は、放電加工液収容槽22に収容された放電加工機による放電加工に伴って残渣が発生した加工液30を、後述する第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27による残査除去処理を介して、収容する。
【００３２】
すなわち、放電加工液収容槽22に収容されて残渣が発生した加工液30は、配管31を介して第１の残渣除去装置26に送られるとともに、配管32を介して第２の残渣除去装置27に送られる。そして、第１の残渣除去装置26に送られた加工液30は、後述するように磁力による残査除去処理を行われ、配管33を介して汚濁加工液収容槽23に送られる。一方、第２の残渣除去装置27に送られた加工液30は、後述するように重力による残査除去処理を行われ、配管34を介して汚濁加工液収容槽23に送られる。
【００３３】
このように、汚濁加工液収容槽23は、第１の残査除去装置26および第２の残査除去装置27を用いても除去できなかった粒子が含まれた加工液30に、凝集固形物分散槽35から戻った液が加えられて、濾過器24に送られる。
【００３４】
本実施の形態の汚濁加工液収容槽23の上記以外の構成要素は、この種の収容槽として慣用される汚濁加工液収容槽の構成要素と同じであるため、これ以上の説明は省略する。
【００３５】
本実施の形態の汚濁加工液収容槽23は、以上のように構成される。
[濾過器24]
本実施の形態の加工液供給装置21は、濾過器24を有する。濾過器24は、配管40を介して汚濁加工液収容槽23から加工液30を供給され、加工液30に含まれる残渣を除去する。
【００３６】
この濾過器24は逆洗機能を有する。図２は、この濾過器24の構成の一例を模式的に示す説明図である。
同図に示すように、濾過器24の内部には、加工液30を上下２層に区分するための仕切り板Ｐが水平に設けられており、この仕切り板Ｐの略中央には加工液30を通過させるための孔Ｈが設けられている。そして、この孔部Ｈの下面には上端面が開放されたフィルタＦの上端部が装着されている。また、濾過器24の上部には、濾過器24の内部へエアーまたは加工液を供給するための配管60が接続されるとともに、仕切り板Ｐの上部には濾過された加工液30を清浄加工液収容槽25に供給するための配管41が、濾過器24の仕切り板Ｐの下部にはフィルタＦに付着した凝集固形物を凝集固形物分散槽35へ送るための配管38が取り付けられている。また、配管41、40、38、60には、加工液30の流通を制御するための制御弁Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがそれぞれ設けられている。
【００３７】
この濾過器24において、制御弁ＡおよびＢを開放するとともに制御弁ＣおよびＤを閉鎖すると、汚濁加工液収容槽23に収容された加工液30は配管40を介してフィルタＦにより加工残査 (鉄粉や電極の消耗粉等) を濾過された後、カーボン等の粉末粒子とともに清浄加工液収容槽25に送られる。かかる状態を一定時間継続すると、本実施の形態の加工液30にはカーボン粒子が含まれているために、フィルタＦに高粘度の凝集固形物が一定量堆積する。このため、フィルタＦによる濾過開始後一定時間が経過した時点で、制御弁ＡおよびＢを閉じるとともに制御弁Ｃ、Ｄを開放する切り換え操作を行って、フィルタＦに堆積した凝集固形物をフィルタＦから剥離させる。
【００３８】
すなわち、制御弁ＡおよびＢを閉じるとともに制御弁Ｃ、Ｄを開放し、さらに、濾過器24の内部に配管60を介して高圧のエアーまたは加工液を濾過器24の上側から供給することにより濾過器24内に収容された加工液30の液面を濾過器24の底部まで押し下げることにより、フィルタＦに付着した凝集固形物 (添加粉末、鉄粉、電極消耗粉、加工液油等からなる) を剥離させる。そして、フィルタＦから剥離した凝集固形物を、配管38を介して、加工液30とともに凝集固形物分散槽35へ送ることにより、濾過器24の逆洗を行う。
【００３９】
このように、凝集された凝集固形物を含む濾過器24の逆洗液は、濾過器24に接続された配管38を介して、凝集固形物分散槽35に供給される。凝集固形物分散槽35に供給された濾過器24の逆洗液は、凝集固形物分散槽35の内部に配置された攪拌機37により、凝集固形物が微細に分散されるまで充分な時間をかけて分散される。そして、凝集固形物が微細に再分散された加工液30は、配管39を介して、汚濁加工液収容槽23へ戻される。
【００４０】
すなわち、濾過器24により、汚濁加工液収容槽23から送られた加工液30に含まれる、主として、鉄粉、カーボン粒子および電極消耗粉がフィルタＦにおいて凝集し、これらは逆洗により凝集固形物分散槽35へ送られる。そして、凝集固形物分散槽35にはフィルタＦにより捕捉されたものが送られてくるため、各粒子の濃度は高められている。
【００４１】
このように、本実施の形態の濾過器24は、カーボン粒子が凝集してフィルタＦに付着することにより形成される高粘度の凝集固形物をフィルタＦから剥離させるための逆洗機能を有する。また、本実施の形態の凝集固形物分散槽35は、上述した逆洗機能の作用により、フィルタＦから剥離した凝集固形物を、濾過器24から排出された加工液30とともに収容して攪拌することによって凝集固形物を加工液30に分散させ、凝集固形物が分散した加工液30を汚濁加工液収容槽23へ向けて供給する。
【００４２】
本実施の形態の濾過器24は、以上のように構成される。
[清浄加工液収容槽25]
本実施の形態の加工液供給装置21は、清浄加工液収容槽25を有する。清浄加工液収容槽25は、濾過器24により残渣が除去された加工液30を配管41を介して収容するとともに、収容したこの加工液30を配管42を介して放電加工液収容槽22へ供給する。
【００４３】
すなわち、清浄加工液収容槽25には、フィルタＦを通過できた粒子を含む加工液30が送られる。この加工液30の一部には、鉄粉および電極消耗粉の一部も含まれるが、大部分はカーボン粒子である。
【００４４】
本実施の形態の清浄加工液収容槽25は、以上のように構成される。
[第１の残渣除去装置26]
本実施の形態の加工液供給装置21は、第１の残渣除去装置26を有する。図３は、この第１の残渣除去装置26の構成を模式的に示す説明図である。
【００４５】
同図に示すように、この第１の残渣除去装置26は、放電加工によって発生した圧延用ロール29の加工残査を吸着するためのマグネット式鉄分除去装置であるマグネットロール43と、このマグネットロール43により吸着された加工残査をそぎ落とすための擦り板44とを有する。すなわち、本実施の形態では、磁力を利用した第１の残査除去装置26により、放電加工液収容槽22から排出される加工液30に含まれる残査のうちの、主に鉄粉が除去される。
【００４６】
このように、本実施の形態の第１の残渣除去装置26は、放電加工液収容槽22および汚濁加工液収容槽23の間に配置されて、放電加工液収容槽22から排出される加工液30に含まれる残渣を磁力を利用して除去し、系外に排出する。
【００４７】
本実施の形態の第１の残渣除去装置26は、以上のように構成される。
[第２の残渣除去装置27]
本実施の形態の加工液供給装置21は、第２の残渣除去装置27を有する。図４は、この第２の残渣除去装置27の構成を模式的に示す説明図である。
【００４８】
同図に示すように、この第２の残渣除去装置27は、循環沈殿タンク45を有する。この循環沈殿タンク45には、タンク底部排出用バルブ46と、タンク上部排出用バルブ47とが設けられており、通常、タンク底部排出用バルブ46は閉じられているとともにタンク上部排出用バルブ47は開かれている。循環沈殿タンク45は、放電加工液収容槽22から排出された加工液30を常時収容し、加工液30の液面高さがタンク上部排出用バルブ47の設置高さを超えると、加工液30をオーバーフロー配管34を介して系外へ排出する。これにより、放電加工液収容槽22から排出される加工液30に含まれる鉄分や電極の消耗粉、砂屑等の比較的比重の重い固形物48を循環沈殿タンク45の底部に堆積させるとともに、比重の軽いカーボン粒子を加工液30とともにオーバーフロー配管34を介して、汚濁加工液収容槽23へ戻すことが可能である。
【００４９】
なお、ある期間循環させることにより循環沈殿タンク45の下層に堆積する固形物48の堆積量が一定量に達した場合にはタンク底部排出用バルブ46を開くことにより、固形物48は、底部配管49を介してスラツジバック50へ排出される。
【００５０】
つまり、循環沈殿タンク45を有する第２の残査除去装置47は、放電加工液収容槽22から戻ってくる加工液30を収容し、マグネット式鉄粉除去装置である第１の残査除去装置26だけでは捕捉することが難しい、鉄粉や砂屑さらには電極消耗粉のような比較的比重の大きい異物を重力により沈殿させるとともにタンク上部排出用バルブ47からのオーバーフローによって加工液30を汚濁加工液収容槽23に戻すことにより、除去する。すなわち、本実施の形態では、重力を利用した第２の残査除去装置27により、放電加工液収容槽22から排出される加工液30に含まれる残査のうちの、主に、鉄粉および電極消耗粉が除去される。
【００５１】
このように、本実施の形態の第２の残渣除去装置27は、放電加工液収容槽22および汚濁加工液収容槽23の間に配置されて、放電加工液収容槽22から排出される加工液30に含まれる残渣を重力を利用して除去する。
【００５２】
本実施の形態の第２の残渣除去装置27は、以上のように構成される。
本実施の形態の放電ダル加工機20の加工液供給装置21は、以上のように構成される。次に、放電ダル加工機20により圧延用ロール29に放電加工を行う際における、加工液供給装置21による加工液の循環状況を説明する。
【００５３】
すなわち、放電ダル加工機20の電極28およびこの電極28に離間して対向配置された圧延用ロール29の間隙に供給されるとともに、放電ダル加工機20による放電加工に伴って残渣が発生した、粉末物質を混入された加工液30は、磁力を利用した第１の残渣除去装置26、および重力を利用した第２の残渣除去装置27へ供給される。そして、加工液30は、第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27それぞれにより、残渣を除去される。
【００５４】
次に、第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27に供給されて残査を除去された加工液30は、汚濁加工液収容槽23に供給される。
そして、汚濁加工液収容槽23に供給された加工液30は、濾過機24に供給される。濾過器24では、前述したように、初めに制御弁ＡおよびＢは開放されるとともに制御弁ＣおよびＤは閉鎖されており、これにより、加工液30は配管40を介してフィルタＦにより、第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27によっても除去されずに残存した加工残査 (鉄粉や電極の消耗粉等) を完全に濾過されて除去される。この際、濾過機24を通過した後の加工液30には、カーボン粒子が含まれており、このカーボン粒子を含む加工液30は清浄加工液収容槽25に送られる。制御弁Ａ〜Ｄのかかる開閉状態は、濾過器24のフィルタＦに高粘度の凝集固形物が相当量形成されるまで、一定時間継続して維持される。
【００５５】
そして、カーボン粒子がフィルタＦによる分離の際に凝集することにより形成される高粘度の凝集固形物がフィルタＦに一定量堆積すると、濾過器24が有する逆洗機能が発揮される。すなわち、制御弁ＡおよびＢを閉じるとともに制御弁ＣおよびＤを開放し、さらに、濾過器24の内部に配管60を介して高圧のエアーまたは加工液を濾過器24の上側から供給することにより濾過器24内に収容された加工液30の液面を濾過器24の底部まで押し下げる。これにより、フィルタＦに付着した凝集固形物 (添加粉末、鉄粉、電極消耗粉、加工液油等からなる) は、フィルタＦの内部から外部へ向かう加工液流によりフィルタＦの外表面から剥離し、配管38を介して、加工液30とともに凝集固形物分散槽35へ送られる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、制御弁Ａ〜Ｄのかかる開閉切り換えは、予め適宜定めた一定時間毎に定期的に行った。
このように、本実施の形態によれば、濾過器24に供給された加工液30を、濾過器24が有する逆洗機能を利用して逆流することにより、フィルタＦにカーボン粒子の凝集に起因して形成された高粘度の凝集固形物が多量に付着していても、この凝集固形物をフィルタＦから容易かつ確実に剥離させることができる。
【００５７】
さらに、剥離した凝集固形物を含む逆洗液 (加工液)30 は、濾過器24に接続された配管38を介して、凝集固形物分散装置35に供給される。そして、凝集固形物分散装置35に収容された加工液30は、凝集固形物分散槽35の内部に回転自在に設けられた攪拌機37により、凝集固形物が加工液中に微細小片として分散するまで、充分時間をかけて攪拌される。本実施の形態では、濾過器24を15分間おきに５分間の逆洗をさせ、逆洗液を受け入れてから７分間攪拌した後、汚濁加工液収容槽23に戻した。
【００５８】
そして、凝集固形物が微細に再分散された加工液30は、配管39を介して、汚濁加工液収容槽23へ戻される。汚濁加工液収容槽23に逆流した加工液30は、制御弁ＡおよびＢを開放するとともに制御弁ＣおよびＤを閉鎖することにより、濾過器24を介して清浄加工液収容槽25に供給される。
【００５９】
さらに、清浄加工液収容槽25に供給された加工液30は、図示しないポンプにより電極28の上端開孔部へ送られ、電極28の内部の流通孔を介して、電極28および圧延用ロール29の間隙に供給され、放電加工時の加工液として用いられる。
【００６０】
すなわち、本実施の形態の加工液供給装置21によれば、加工液30は、清浄加工液収容槽25から図示しないポンプを使って、放電加工液収容槽22に供給される。そして、放電加工液収容槽22において放電ダル加工に供された加工液30は、放電加工によって発生した残査をも含んで汚濁加工液収容槽23へ送られる。
【００６１】
この際に、本実施の形態では、第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27の双方を用いて、加工液30に含まれる残査の除去が充分に行われる。
さらに、本実施の形態では、第１の残渣除去装置26および第２の残渣除去装置27の双方を介して汚濁加工液収容槽23へ送られた加工液30を、図示しないポンプを使って濾過器24へ供給し、さらに清浄加工液収容槽25ヘ送られる。
【００６２】
この際、濾過器24は一定時間毎に逆洗機能によりフィルタＦの逆洗を行い、この逆洗により、濾過器24の表面に凝集された高粘度の凝集固形物は、配管38を介して、凝集固形物分散装置35に送られ、攪拌機37によって充分な時間をかけて微細小片に分散される。そして、凝集固形物が充分に微細に分散された加工液30は、その後に汚濁加工液収容槽23へ戻され、最終的に電極28の内部に戻される。このため、残査の除去に伴って放電加工のために有効なカーボン粒子を無駄に系外排出することが防止され、カーボン粒子を循環再利用することができる。
【００６３】
このように、本実施の形態の加工液供給装置21は、大別すると、
▲１▼放電ダル加工機20の加工液供給系統に、逆洗機能付きの濾過器24を設け、逆洗液を攪拌機37付きの凝集固形物分散装置35のタンク内で充分な時間をかけて攪拌することにより、フィルタＦに付着した高粘度の凝集固形物を剥離させ、加工液中に微細に分散させること、
▲２▼第１の残査除去装置であるマグネット式の鉄分除去装置26を設置することにより、加工により発生したロールの消耗残査を系外に排出することができるとともに、カーボン粒子が排出されることを防止できること、および
▲３▼第２の残査除去装置27を設置することにより、比重の大きな残査を沈殿させて系外に排出することができること
という３つの特徴を有する。
【００６４】
このため、本実施の形態の加工液供給装置21によれば、カーボン粒子を無駄に排出することを防いで確実に回収することができる。このため、カーボン粒子の使用量を削減でき、これにより、処理コストの低下を図ることができるとともに、安定した放電加工を長期間にわたって維持することができる。
【００６５】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより具体的に説明する。
図１〜図４により示す本発明にかかる装置21を使用した場合 (本発明例) と、図６に示す従来例とについて、放電加工を行い、加工液性状を、清浄加工液収容槽25、７で採取した加工液30、６に含まれる固形物の重量％の変化により、比較した。本発明例の結果を図５(a) に、比較例の結果を図５(b) にそれぞれグラフで示す。なお、重量測定では、平均メッシュが0.8 、５、10μｍである３種のフィルタを用いて固形物を採取した。また、本データを採取した時の各機器の操業条件を表１にまとめて示す。
【００６６】
【表１】
0003849543.tif 000002
【００６７】
図５(b) にグラフで示すように、比較例では、カーボン固形物を添加した初期状態から徐々に固形物濃度が低下し、特に粒子径の大きな固形物の減少が著しいことがわかる。これは、濾過器９によって捕捉された固形物が逆洗によりスラッジバック10に廃棄されたことによるものと推定される。
【００６８】
これに対し、図５(a) にグラフで示すように、本発明例では、固形物の濃度の低下は見られるものの、比較例と対比すると極端に小さく、操業上問題のないレベルであることがわかる。
【００６９】
また、加工液30に含まれる固形物を数種に分類して重量比率を調査した。その結果を表２にまとめて示す。
【００７０】
【表２】
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【００７１】
表２から、本発明例では、磁力および沈殿の双方を利用して凝集固形物を分散させたため、鉄分及び砂屑のような不要固形物の含有量が極端に低く、第１の残渣除去装置26ならびに第２の残渣除去装置27との組合せにより一層効果的に不要固形物の含有量を低下させることができたことがわかる。
【００７２】
なお、凝集固形物の分散時間が不充分であると、固形物 (多くはカーボン) の重量が減少していき安定した加工をするためにカーボン粒子の添加が必要になり、また汚濁加工液収容槽には凝集固形物が沈殿堆積するために好ましくない。
【００７３】
以上のように、本実施例によれば、加工液30の性状が安定化され、加工液30に添加されたカーボン粒子の使用量の削減、さらにはタンク切替といった繁雑な作業の回避が可能となり、放電加工も安定化されることがわかる。
【００７４】
(変形形態)
以上の実施の形態および実施例の説明では、第１の残渣除去装置であるマグネット式鉄分除去装置と、第２の残渣除去装置とを、放電加工液収容槽と汚濁加工液収容槽との間に並列に配置した場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、第１の残渣除去装置および第２の残渣除去装置の配列順序は特に限定を要さない。また、これらの装置に汚濁加工液収容槽から例えばポンプ等の適当な供給手段により供給するようにしてもよい。
【００７５】
また、汚濁加工液収容槽や清浄加工液収容槽の内面底部に添加剤やその他固形物が沈殿堆積しないように、例えば図１に例示するように、加工液30を循環させるとともに底面に向かって加工液30を吐出させる攪拌配管51を設けるようにしてもよい。
【００７６】
さらに、実施の形態および実施例の説明では、加工液に含まれる粉末物質がカーボン粉末である場合を例にとった。しかし、本発明は加工液に含まれる粉末物質が、カーボン粉末に限定されるものではなく、フィルタにより濾過を行った場合にフィルタの表面に高粘度の凝集固形物を形成する粉末粒子である場合であれば、同様に適用される。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、例えばカーボン粒子のような、フィルタによる分離の際に凝集してフィルタに高粘度の凝集固形物を形成する粉末物質を含有する加工液を用いた場合であっても、導電粒子の使用量を削減できるために処理コストの低下を図ることができるとともに、安定した放電加工を長期間にわたって維持することができる放電加工機の加工液供給装置および加工液供給方法、例えば、鋼帯の圧延ロールの表面を放電ダル加工するための放電ダル加工機の加工液供給装置および加工液供給方法を提供することができた。
【００７８】
かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の放電ダル加工機の加工液供給装置を示す説明図である。
【図２】濾過器の構成の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】第１の残渣除去装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】第２の残渣除去装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】実施例の結果を示すグラフであり、図５(a) は本発明例を示し、図５(b) は比較例の結果を示す。
【図６】一般的な放電ダル加工機を用いて圧延用ロールに放電加工を行う際における加工液供給装置の構成例を模式的に示す説明図である。
【図７】特開平２−30423 号公報により提案された、放電加工機の加工液処理装置の構成を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
20  放電加工機
21  加工液供給装置
22  放電加工液収容槽
23  汚濁加工液収容槽
24  濾過器
25  清浄加工液収容槽
26  第１の残渣除去装置
27  第２の残渣除去装置
28  電極
29  圧延用ロール
30  加工液
35  凝集固形物分散装置
【図１】
0003849543.tif 000004
【図２】
0003849543.tif 000005
【図３】
0003849543.tif 000006
【図４】
0003849543.tif 000007
【図５】
0003849543.tif 000008
【図６】
0003849543.tif 000009
【図７】
0003849543.tif 000010