CN1322953C - 放电加工方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

在对由绝缘材料等组成的被加工物(2a)进行加工的放电加工装置中，包括：对电极(1)与被加工物(2a)的极间电压(V)与设定成电源电压(Vo)以下的接近于电源电压值的第1基准电压(V1)进行比较的第1比较装置(17)；对极间电压(V)与设定成比第1基准电压(V1)小的值的第2基准电压(V2)进行比较的第2比较装置(18)；以及控制装置(19)，该控制装置(19)根据第1比较装置(17)的比较结果，在从极间电压(V)小于第1基准电压(V1)的时刻开始后的所定时间(To)经过时点，根据第2比较装置(18)的比较结果，当极间电压(V)小于第2基准电压(V2)时设定短的放电脉冲幅度(Tp1)、当所述极间电压大于第2基准电压(V2)时设定长的放电脉冲幅度(Tp2)。由此，可实现由绝缘材料等组成的被加工物(2a)的加工稳定化和提高加工面品质。

Description

放电加工方法及其装置
技术领域
本发明涉及向由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物与电极的极间供给加工电力、使所述极间发生脉冲状的放电进行所述被加工物的除去加工的放电加工方法及其装置的改良。
背景技术
图8为放电加工的结构原理的说明图，图中，1是电极、2是被加工物，3是电弧柱、4是加工液，5是由放电加工生成的加工屑。一边反复进行以下的(a)至(e)的循环(与图8的(a)至(e)对应)，一边进行放电方式的被加工物2的除去加工。即，(a)通过发生放电形成电弧柱3，(b)利用放电的热能使其局部性熔化及加工液4的气化，(c)发生加工液4的气化爆发力，(d)熔化部(加工屑5)的飞散，(e)由加工液形成的冷却、凝固以及极间的绝缘恢复。通过高频度地反复这些循环进行被加工物2的除去加工。
这种放电加工作为金属模的加工技术已确立了牢固的地位，并广泛应用于汽车产业、家电产业、半导体产业等的金属模加工的领域中。但由于是一种如图8的(a)至(e)循环的、利用放电现象的加工方法，因此，放电加工通常使用于被加工物2是铁系材料等的导电性材料的场合。
作为被加工物2是绝缘性材料的场合进行放电加工的方法，可详见日本专利特开昭63-1501096号公报所公开的、通过熔射或蒸镀等在绝缘性材料的表面涂覆导电性覆膜之后在含有碳素的加工液中进行放电加工的方法。又，还可详见日本专利特开平7-136849号公报和日本专利特开平9-253935号公报所公开的、以不需要进行所述导电性覆膜涂覆用的特别性处理装置等为其目的、通过将由绝缘材料或高电阻材料等组成的被加工物与导电性材料接触固定之后在含有碳素的加工液中进行放电加工的方法。
图9为表示日本专利特开平9-253935号公报所公开的线切割放电加工装置结构的说明图，图中，1a是线切割电极，2a是由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物，4a是含有碳素的加工液。6是载置被加工物2a的工作台，7是固定夹具，8a、8b是加工液喷嘴，9a、9b是线切割导向器，10是给电子，11是加工液供给装置即加工液供给用泵，12是导电性材料，13是加工电力供给装置。被加工物2a和导电性材料12由固定夹具7固定成接合状态。由未图示的定位装置将线切割电极1a定位于被加工物2a与导电性材料12的接合部分，一旦由加工电力供给装置13将加工电力供给于线切割电极1a与被加工物2a及导电性材料12之间，首先只是在导电性材料12的部分发生放电，其次在离被加工物2a的导电性材料12最近的部分进行热能方式的加工和电极材料成分的复制。然后，上述复制部分也发生放电，利用放电的冲击和热能进行被加工物2a的加工。随着加工的进行，在被加工物2a的加工表面复制有电极材料成分，同时加工液4a被热分解，加工液4a中含有的碳素作为电阻较小的乱层碳(结晶性碳素)沾附在被加工物2a上形成导电性覆膜。对这样形成的导电性覆膜发生放电，进行被加工物2a的加工。
如上所述，对传统的由绝缘材料或高电阻材料等组成的被加工物进行放电加工技术的基本原理就是通过在所述被加工物上形成的导电性覆膜来进行所述被加工物的加工。
然而，在目前，因存在着加工的不稳定及其加工面的品质低下的问题，故至今尚未实现真正意义上的实用化。
发明内容
为了解决上述的课题，本发明目的在于，提供一种可实现由绝缘材料或高电阻材料等组成的被加工物的加工稳定化和提高加工面品质的放电加工方法及其装置。
本发明的放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：从放电开始对所定时间经过时点的极间电压进行计测，根据所述计测值设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
又，本发明的放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：从放电开始对所定时间经过时点的极间电压进行计测，当所述计测值小于所定的基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
又，本发明的放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：对小于电源电压的至少1个基准电压与极间电压作出比较，根据所述比较结果设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
又，本发明的放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：从极间电压处于设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压以下的时刻开始对所定时间经过时点的极间电压作出计测，当所述计测值小于所定的第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压进行计测的极间电压计测装置、以及控制装置，该控制装置根据由所述极间电压计测装置的极间电压的计测值设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电、对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压进行计测的极间电压计测装置、以及控制装置，该控制装置根据由所述极间电压计测装置的极间电压的计测值，当所述计测值小于所定的基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对极间电压进行计测的极间电压计测装置、以及控制装置，该控制装置从由所述极间电压计测装置的计测值(第1计测值)处于设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压以下的时刻开始，当所定时间经过时点的由所述极间电压计测装置的计测值(第2计测值)小于所定的第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对小于电源电压的基准电压与极间电压进行比较的至少1个比较装置、以及控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压与所定的基准电压进行比较的比较装置、以及控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果，当所述极间电压小于所述基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述极间电压大于所述基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
又，本发明的放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：对极间电压与设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压进行比较的第1比较装置；对所述极间电压与设定成比所述第1基准电压小的值的第2基准电压进行比较的第2比较装置；以及控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果，在从所述极间电压小于所述第1基准电压的时刻开始后的所定时间经过时点，根据所述第2比较装置的比较结果，当所述极间电压小于所述第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述极间电压大于所述第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
本发明的放电加工方法及其装置由于采用了以上的结构，因此，可获得实现由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工稳定化和提高加工面品质的效果。
附图的简单说明
图1为表示对由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物进行除去加工的、传统的放电加工装置中的极间电压波形例的说明图。
图2为表示本发明实施例1的放电加工装置结构的说明图。
图3为表示本发明实施例1的放电加工装置中的极间电压波形例的说明图。
图4为表示由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物的加工时的放电现象的说明图。
图5为表示与图4对应的极间电压波形的说明图。
图6为由导电性覆膜状态引起的极间电压波形变化例的说明图。
图7为表示本发明实施例2的放电加工装置结构的说明图。
图8为放电加工的结构原理的说明图。
图9为表示对由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物进行除去加工的传统的线切割放电加工装置结构的说明图。
具体实施方式
实施例1
图1为表示对由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物进行除去加工的传统的放电加工装置中的极间电压波形例的说明图，图中，t是时间，V是极间电压，Vo是电源电压，Vg是电弧电压，Vs是放电检测电压，Tp是所定的放电脉冲幅度，Tp1是比以某一频度出现的放电脉冲幅度Tp长的放电脉冲幅度，Tr是休止时间。
在对由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物进行除去加工的传统的放电加工装置中，为了能以一定的放电能来获得表面粗糙度均一的加工面，即使在设定了一定的放电脉冲幅度Tp进行加工的场合，若识别放电加工的状态，就会识别到图1所示的比放电脉冲幅度Tp长的放电脉冲幅度Tp1。下面对这一极间电压波形的含义作一考察。
目前一般使用的放电加工装置如上所述，其原理是为了以放电脉冲幅度作为所定的放电脉冲幅度Tp，将电源电压Vo以下的所定电压作为放电检测电压Vs，一旦从放电检测电压Vs下降的时点开始放电，即进行识别并开始计测放电脉冲幅度Tp。然而在由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工中，因所述被加工物表面的电阻大，故放电开始后的极间电压(也含有因被加工物的电阻下降部分的电压)增高，如图1的A所示，尽管开始了放电，但因极间电压V未使放电检测电压Vs下降，故识别不到放电加工装置已发生了放电，出现不断施加电压的现象。在此场合，极间电压V缓慢下降，从放电检测电压Vs下降的时点开始，经过所定的放电脉冲幅度Tp部分(例如数10μs)的时间之后停止电压的施加而成为休止时间Tr。这样，出现了实际的放电脉冲幅度成为从前述所定的放电脉冲幅度Tp的数倍至约数十倍的长的放电脉冲幅度TpL的现象。
可以说，这种现象本身就是使用将钢材等导电性材料即被加工物作为对象加工的放电加工装置时对由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物进行加工的场合出现的一种误动作现象，但上述现象在由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工中起到了重要的作用。即，利用这种现象，可通过出现极端地说比设定的脉冲幅度还要长的放电脉冲进行绝缘性材料或高电阻材料的加工。在由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工中，按照背景技术所示，虽然需要一边在所述被加工物的表面形成导电性覆膜一边进行加工，但根据本发明人的研究可以确认，按照设定值的短的脉冲幅度的放电脉冲(以下称为「短的放电脉冲」)有助于导电性覆膜的除去及所述被加工物的加工，超过设定值的长的脉冲幅度的放电脉冲(以下称为「长的放电脉冲」)则是在所述被加工物的表面形成导电性覆膜。
一般来讲，已知在使用油作为加工液的放电加工时，若加长放电脉冲幅度，则会使加工液分解的碳沾附在一方的极上，但在由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的放电加工中，这一现象对加工本身具有很大的意义。即，当出现了长的放电脉冲时，利用放电加工的热量将加工液分解，从加工液中含有的碳素中生成电阻较小的乱层碳(结晶性碳素)，将所述被加工物的放电面覆盖。这样，所述被加工物表面可通电，可在所述被加工物表面与工具即电极之间持续性发生放电。短的放电脉冲与通常的放电加工一样进行所述被加工物的除去加工，因对上述生成的表面的导电性覆膜发生了放电，故可以推测，在除去导电性覆膜的同时，可利用该热的影响对所述被加工物进行熔化或升华除去。
这样，在对由绝缘材料等组成的被加工物进行除去加工的传统的放电加工装置中，通过在绝缘性材料等的放电加工中利用可说是一种误动作现象的、具有重要意义的长的放电脉冲，在长的放电脉冲的脉冲幅度不一定的状态下使所述被加工物放电面形成的导电性覆膜的厚度变动，其结果可以认为，这就是出现了本发明着眼的加工不稳定及其加工面的品质低下这一问题。
图2为表示本发明实施例1的放电加工装置结构的说明图，图中，1是电极，2a是由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物(例如绝缘性陶瓷)，14是直流电源，15是开关元件，16是电阻器，17是对极间电压与所定的基准电压进行比较的比较装置即第1比较器，18是对极间电压与所定的基准电压进行比较的比较装置即第2比较器，19是控制装置。省略了将电极1与被加工物2a作出相对定位的定位装置等的传统的放电加工装置一般性结构及其同样的部分。又，被加工物2a就是日本专利特开昭63-1501096号公报所公开的、进行导电性覆膜涂覆的结构以及日本专利特开平7-136849号公报和日本专利特开平9-253935号公报所公开的、与导电性材料接触固定的结构。
图3为表示本发明实施例1的放电加工装置中的极间电压波形例的说明图。与图1相同的符号表示同一或相当部分。又，图3中，将从图2的开关元件15驱动用的控制装置19发出的信号(a)、第1比较器17的输出信号(b)和第2比较器18的输出信号(c)与极间电压波形同步表示。
图3中，Tp1是适用于被加工物2a加工的较短的放电脉冲幅度，Tp2是适用于在被加工物2a加工面上形成导电性覆膜的长的放电脉冲幅度，To是从放电开始的所定时间，V1是第1比较器17的基准电压，V2是第2比较器18的基准电压。第1比较器17的基准电压V1设定成接近于电源电压Vo的值，第2比较器18的基准电压V2设定成比基准电压V1低的值。又，基准电压V1和V2一起设定成比电弧电压Vg高的值。将极间电压V与基准电压V1作一比较，第1比较器17是在基准电压V1低于极间电压V时输出H信号，在基准电压V1高于极间电压V时输出L信号。同样，将极间电压V与基准电压V2作一比较，第2比较器18是在基准电压V2低于极间电压V时输出H信号，在基准电压V2高于极间电压V时输出L信号。第1比较器17的输出信号(b)将从H变化为L的时点判断为放电开始。
由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物2a表面的电阻小时，如图3的短的放电脉冲幅度Tp1所示，放电开始后的极间电压V急剧下降，成为比第1比较器17的基准电压V1和第2比较器18的基准电压V2低的电压。反之，被加工物2a表面的电阻大时，如图3的长的放电脉冲幅度Tp2所示，放电开始后的极间电压V不急剧下降，成为比第1比较器17的基准电压V1低但比第2比较器18的基准电压V2高的电压。
在从放电开始的所定时间To经过时点(图3中的B的时点)，根据第1比较器17和第2比较器18的输出信号，由控制装置19设定放电脉冲幅度。即，在从放电开始的所定时间To经过时点，当被加工物2a表面的电阻较小时，由控制装置19设定短的放电脉冲幅度Tp1，在从放电开始的所定时间To经过时点，当被加工物2a表面的电阻较大时，由控制装置19设定长的放电脉冲幅度Tp2。下面说明设定这种短的放电脉冲幅度Tp1或长的放电脉冲幅度Tp2的含义。
如前所述，一般认为，短的放电脉冲(短的放电脉冲幅度Tp1)有助于导电性覆膜的除去及被加工物2a的加工，长的放电脉冲(长的放电脉冲幅度Tp2)在被加工物2a的表面形成导电性覆膜。又，通过本发明人的研究可以确认，当被加工物2a的放电开始位置形成了牢固的导电性覆膜时会加大电压下降(极间电压低)，而在被加工物2a的放电开始位置形成了导电性覆膜减少时会减少电压下降(极间电压高)。
图4为表示由绝缘性材料或高电阻材料组成的被加工物的加工时的放电现象的说明图，图中，1是电极，2a是由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物，3是电弧柱，20是导电性覆膜。又，图4(a)表示被加工物2a上形成的导电性覆膜20的电阻小时发生放电的场合，图4(b)表示被加工物2a上形成的导电性覆膜20的电阻大时发生放电的场合。图5为表示与图4对应的极间电压波形的说明图，图中，t是时间，V是极间电压，Vo是电源电压，Vg是电弧电压。又，图5(a)表示与图4(a)对应的极间电压波形，图5(b)表示与图4(b)对应的极间电压波形。
在通过图2所示的比较器对极间电压V与基准电压作一比较时，如图4所示，可以看到电极1与通过导电性覆膜20的被加工物2a侧的电压。放电中的电压如图4(a)所示，当形成有牢固的导电性覆膜20而使电压较小时，与直接测定电弧柱3的电位差大致等效，极间电压V成为与电弧电压Vg同等的约20V～30V(参照图5的(a))。另一方面，如图4(b)所示，当导电性覆膜20变少而电阻较大时，不仅电弧柱3的电位，而且电阻大的放电点附近的电压下降部分也可作为极间电压V检测，由此可提高检测极间电压V的能力(参照图5的(b))。
如上所述，可利用放电刚开始后的电压判断出放电开始部分的电阻即导电性覆膜20的状态。
图6为表示由导电性覆膜20的状态引起的极间电压波形变化例的说明图，图中，t是时间，V是极间电压，Vo是电源电压。图6中，可以判断出放电刚开始后的极间电压V的高低、例如按照(A)至(C)，放电开始部分的电阻是(A)最大，以下依次是(B)、(C)，放电开始部分的导电性覆膜20厚度是(C)最大，以下依次是(B)、(A)。
又，与导电性覆膜20的厚度例如图4(b)所示变薄的场合相符的合适的放电脉冲幅度Tp，则可以通过预先实验来求出。
即，例如使用图2所示的比较器，在对从极间电压V放电点的导电性覆膜20的状态进行判断时，通过实验已预先求出了与导电性覆膜20薄的场合(从放电开始的所定时间To经过时点的极间电压V高的场合)相符的长的放电脉冲幅度Tp2，从放电开始的所定时间To的经过时点的极间电压V对放电点的导电性覆膜20的状态作出判断，从放电开始的所定时间To的经过时点的极间电压V低时(即、导电性覆膜20厚时)设定短的放电脉冲幅度Tp1，从放电开始的所定时间To的经过时点的极间电压V高时(即、导电性覆膜20薄时)设定长的放电脉冲幅度Tp2，这样，就可根据导电性覆膜20的状态来设定合适的放电脉冲幅度，可进行放电加工以及在导电性覆膜变薄的放电部分形成导电性覆膜。
由此，可解决在传统的由绝缘材料等组成的被加工物除去加工的放电加工装置中、长的放电脉冲的脉冲幅度不一定的状态下会使所述被加工物放电面形成的导电性覆膜的厚度变动的问题，结果是可实现由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工稳定化及其加工面的品质提高。
例如，在采用传统技术的雕模放电加工装置的放电加工时，被加工物加工面的表表面粗糙度约10μm，但若采用本发明的雕模放电加工装置的放电加工时，可改良到约3μm。
在上述的说明(例如图2)中，对设置了2个比较器、根据第1比较器17的输出信号来判断放电开始、根据第2比较器18的输出信号来判断被加工物表面的电阻大小、根据所述电阻来设定2种放电脉冲幅度的场合作出了说明，但也可增加比较器的数量，设定3种以上的放电脉冲幅度。这样，在设定与极间的电阻对应的3种以上的放电脉冲幅度时，由于可设定与导电性覆膜沾附于被加工物的状态相对应的、纹路更细的放电脉冲幅度，因此，不仅能进一步使由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工稳定化，而且还能进一步提高加工面的品质。
本发明的放电加工方法及其装置可适用于线切割放电加工、雕模放电加工以及细孔加工等。
如上所述，在由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的加工中，本发明的放电加工方法及其装置是从由所述被加工物表面的电阻引起变化的外观上的极间电压中判断所述被加工物表面的状态，为了增大所述被加工物变薄的导电性覆膜的厚度，将长的放电脉冲的脉冲幅度设定成适当的值，这与例如日本专利特开3-3722号公报等所公开的、根据极间电压的计测值调整放电脉冲幅度、以求在放电能一定的状态下进行加工的发明是不一样的。
实施例2
图7为表示本发明实施例2的放电加工装置结构的说明图，与实施例1的图2的同一符号表示同一或相当部分。图7中，21是计测极间电压、将计测值送向控制装置19的极间电压计测装置即电压计，由电压计21计测的极间电压处于第1基准电压(设定成电源电压以下的与电源电压相近的电压)以下时，判断为放电开始。
在从放电开始的所定时间(例如与图3的To相当的时间)经过时点，从控制装置19将信号送向电压计21，电压计21在该时点进行极间电压的计测。在此场合，如实施例1所示，因可通过极间的电阻对导电性覆膜的附着程度作出判断，故可根据由电压计21的极间电压的计测值，将该计测值与第2基准电压(设定成所述第1基准电压以下但高于电弧电压值的电压)进行比较，当所述计测值小于所述第2基准电压时，由控制装置19对与被加工物2a的加工相符的较短的放电脉冲幅度(例如图3的Tp1)进行设定；当所述计测值大于所述第2基准电压时，由控制装置19对适合在被加工物2a加工面上形成导电性覆膜的较长的放电脉冲幅度(例如图3的Tp2)进行设定。
在采用上述结构时，也能获得与实施例1同样的效果。
产业上的可利用性
综上所述，本发明的放电加工方法及其装置适合于由绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物的放电加工中使用。

Claims (10)

1.一种放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：
从放电开始对所定时间经过时点的极间电压进行计测，将极间电压的计测值与一个低于电源电压且高于电弧电压的基准电压相比较，根据比较的结果设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
2.一种放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：
从放电开始对所定时间经过时点的极间电压进行计测，当所述计测值小于所定的基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
3.一种放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：
对小于电源电压的第2基准电压与极间电压作出比较，根据所述比较结果设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
4.一种放电加工方法，包括：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力，在含有碳素的加工液中，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还包括：
从极间电压处于设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压以下的时刻开始对所定时间经过时点的极间电压作出计测，当所述计测值小于所定的第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度并进行加工。
5.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压进行计测的极间电压计测装置；
将极间电压的计测值与一个低于电源电压且高于电弧电压的基准电压相比较的比较装置；以及
控制装置，该控制装置根据比较的结果设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
6.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电、对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压进行计测的极间电压计测装置；以及
控制装置，该控制装置根据由所述极间电压计测装置的极间电压的计测值，当所述计测值小于所定的基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述计测值大于所定的基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
7.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电、对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对极间电压进行计测的极间电压计测装置；以及
控制装置，该控制装置从由所述极间电压计测装置的第1计测值处于设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压以下的时刻开始，当所定时间经过时点的由所述极间电压计测装置的第2计测值小于所定的第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述第2计测值大于所定的第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
8.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对小于电源电压的基准电压与极间电压进行比较的至少1个比较装置；以及
控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果，设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度或与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
9.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对从放电开始的所定时间经过时点的极间电压与所定的基准电压进行比较的比较装置；以及
控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果，当所述极间电压小于所述基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述极间电压大于所述基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
10.一种放电加工装置，具有：向由实施导电性覆膜涂覆的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物或由与导电性材料接触固定的绝缘材料或高电阻材料组成的被加工物与电极之间供给加工电力的加工电力供给装置；以及对所述被加工物与所述电极进行相对定位的定位装置，使所述极间发生脉冲状的放电，对所述被加工物进行除去加工，其特征在于，还具有：
对极间电压与设定成电源电压以下的与电源电压相近值的第1基准电压进行比较的第1比较装置；
对所述极间电压与设定成比所述第1基准电压小的值的第2基准电压进行比较的第2比较装置；以及
控制装置，该控制装置根据所述比较装置的比较结果，在从所述极间电压小于所述第1基准电压的时刻开始后的所定时间经过时点，根据所述第2比较装置的比较结果，当所述极间电压小于所述第2基准电压时设定与所述被加工物的加工相符的较短的放电脉冲幅度，当所述极间电压大于所述第2基准电压时设定与在所述被加工物加工面上形成导电性覆膜相符的较长的放电脉冲幅度。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7892410B2 (en) * 2003-06-04 2011-02-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Discharge surface treatment method and discharge surface treatment apparatus
DE602006006457D1 (de) * 2006-11-06 2009-06-04 Agie Sa Verfahren und Vorrichtung zum Funkenerosionsbearbeiten
EP2610025B1 (en) * 2011-12-30 2016-04-06 Agie Charmilles SA Electric discharge machining method and apparatus
CN103920944A (zh) * 2014-03-26 2014-07-16 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种半导体硼的电火花成型加工方法
CN107552904B (zh) * 2017-09-04 2018-12-11 哈尔滨工业大学 一种用于对金属-陶瓷功能梯度材料进行电火花加工的加工电源及加工方法
US11084112B2 (en) 2018-05-31 2021-08-10 Johnson Technology, Inc. Electrical discharge machine time slice power supply
CN110293270B (zh) * 2019-07-02 2020-07-17 哈尔滨工业大学 绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工的材料类型辨识装置及方法
GB2607061A (en) * 2021-05-27 2022-11-30 Texture Jet Ltd An electrical machining device
CN114905178B (zh) * 2022-06-17 2023-09-08 河南科技大学 一种基于放电参数的电火花沉积接触伺服控制装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5434380A (en) * 1990-07-16 1995-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Surface layer forming apparatus using electric discharge machining
JPH09253935A (ja) * 1996-03-26 1997-09-30 Naotake Mori ワイヤ放電加工方法および装置
CN1286731A (zh) * 1998-05-08 2001-03-07 三菱电机株式会社 放电表面处理用的电源装置
WO2001051240A1 (fr) * 2000-01-11 2001-07-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alimentation electrique pour traitement de surface de decharge et procede de traitement de surface de decharge

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62218024A (ja) * 1986-03-19 1987-09-25 Amada Co Ltd ワイヤカツト放電加工機
JPS63150109A (ja) * 1986-12-15 1988-06-22 Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd 電気絶縁体の加工方法
JP2860050B2 (ja) 1993-11-16 1999-02-24 康 福澤 放電加工方法及びその装置
JP3241936B2 (ja) 1994-06-20 2001-12-25 科学技術振興事業団 絶縁材料の放電加工方法
JPH08108318A (ja) 1994-10-12 1996-04-30 Riken Corp 電気絶縁性セラミックスの放電加工方法
JP3633989B2 (ja) 1995-02-28 2005-03-30 三菱電機株式会社 絶縁性セラミックスの放電加工方法
JP4417530B2 (ja) * 1999-11-26 2010-02-17 株式会社放電精密加工研究所 セラミック被覆層を有する金属部材の放電加工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5434380A (en) * 1990-07-16 1995-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Surface layer forming apparatus using electric discharge machining
JPH09253935A (ja) * 1996-03-26 1997-09-30 Naotake Mori ワイヤ放電加工方法および装置
CN1286731A (zh) * 1998-05-08 2001-03-07 三菱电机株式会社 放电表面处理用的电源装置
WO2001051240A1 (fr) * 2000-01-11 2001-07-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alimentation electrique pour traitement de surface de decharge et procede de traitement de surface de decharge

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