JP2013544195A - 電極ホルダ - Google Patents

Abstract

電極ホルダは、ＥＤＭ機械に動作可能なように付随する内側端部と機械加工される構成要素の加工表面に係合可能な自由端部との間を電極が長手方向に貫通する取替え可能ガイドを有する。前記電極は中空とすることができる。前記電極は、前記内側端部内に導入されて被加工物に向かって外側に流れる高圧の潤滑剤供給を受け取るよう構成することができる。前記取替え可能ガイドが管の取替え可能な一区間とすることができる。前記取替え可能ガイドは湾曲とすることができる。
【選択図】図１

Description

本明細書で説明される技術は、一般に、放電加工（ＥＤＭ）で使用されるタイプの電極ホルダに関する。

ＥＤＭ機械加工は、基本的に、特定の形状または形態にすること目的として金属／材料を除去する処理を実行するために、黒鉛、真鍮、銅またはタングステンなどの、導電性媒体（電極）を通して伝達される電荷を制御することである。シンカータイプのＥＤＭ処理は一般に銅または黒鉛の電極を使用し、機械加工される領域を冷却および洗浄する絶縁油溶液（石油ベース）内に浸漬される。これらのシンカー電極は、顧客の仕様に合わせて、通常、研削、スタンピング、または一般的な機械加工処理によって作られる成形加工形状を有し、これらの電極は幾何形状を作るためにシンカー機械内で使用されるが、これは従来の機械加工によって作られる場合は容易ではなく、費用対効果が低い。電極は通常固定され、成形形状を作ることを可能にすることを目的として回転したり移動したりすることはない。ほとんどの場合、電極は１回か２回使用された後で、調整されて再構築されるかまたは取り替えられなければならない。

穴あけＥＤＭはＤ．Ｉ．水システム内で行われる。電極は一般に真鍮または銅であり、円形状になるように押出し成形／引抜き加工が行われる。用途に応じた固有の直径を有するこれらの円形の電極は何らかのタイプのホルダ内に配置され、所定のスポットまたは位置まで誘導される。制御式の放電が開始され、電極が被加工物内へと送られ、顧客要求／設計要求に応じて多様なサイズおよび深さの円形孔が作られる。高速な穴あけ処理での電極は一般に（プログラム制御で）回転させられ、電極を洗浄する間も高い圧力を有し、この高い圧力は、放電プロセスによって作られる廃材料を除去するのに使用される。孔が「ＥＤＭにより穿孔」された後、電極は引っ込められて次の位置に移動され、このステップは、電極が別の孔を作るのに不十分な長さになるまで繰り返される。ＥＤＭのいくつかの制御可能パラメータには、アンペア数、オン・オフタイム、電圧、静電容量、送り速度、水圧などが含まれる。

ガスタービンエンジン構成要素を製造するのに使用されるような多くの製造処理では、非目視線（ｎｏｎ−ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ（ＮＬＳ））を穿孔すること、逆の角度のＮＬＳ（ｒｅｖｅｒｓｅ ａｎｇｌｅ ＮＬＳ（ＲＮＬＳ））を穿孔すること、ブラインド部分を穿孔すること、および、小さいポケットまたはキャビティ内の孔を穿孔することが必要となる。現在利用可能なＥＤＭ製造技術は、湾曲したピペットを用いてオイル穿孔またはエレクトロストリーム（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓｔｒｅａｍ（ＥＳ））穿孔で動作する、銅の標準的な１回使用の電極に依存している。これらの方法のいずれも高コストであり、小さいキャビティ内で精密なＥＤＭを行うことができない。

したがって、費用対効果が高いが必要な能力を有するような、小さいポケットまたはキャビティ内で精密なＥＤＭを行うための改善された電極ホルダが依然として必要とされる。

英国特許第２２４６９７５号

一態様では、電極ホルダが、ＥＤＭ機械に動作可能なように付随する内側端部と機械加工される構成要素の加工表面に係合可能な自由端部との間を長手方向に電極が貫通する取替え可能ガイドを有する。

例示の電極ホルダを示す断面図である。 電極ホルダの別の実施形態を示す断面図である。 動作中の図１の電極ホルダを示す斜視図である。

図１は、ガイドボディ１２と、ガイドシャンク１４と、ガイドノーズクランプ１６と、ガイドノーズ１８とを有する例示の電極ホルダ１０の断面図である。電極２０が、ガイドボディ１２と、ガイドシャンク１４と、ガイドノーズ１８とを長手方向に貫通して、機械加工処理を行う自由端部２２まで延びる。内側端部２４がＥＤＭ機械（図示せず）に動作可能なように接続される。

ガイドシャンク１４はガイドボディ１２内に押圧されるかまたは別の場合ではガイドボディ１２内で固定される。ガイドノーズクランプ１６は、対合ねじなどにより、ガイドシャンク１４に取り外し可能に固定される。ガイドノーズクランプ１６がガイドノーズ１８を支持し、コレットタイプの構成などにより、ガイドシャンク１４およびガイドボディ１２内でガイドノーズ１８を固定する。

ガイドボディ１２は中央キャビティ３０およびアパーチャ３２を含み、このアパーチャ３２を介して低圧の潤滑剤３４の供給が導入される。この低圧の潤滑剤３４がキャビティ３０およびガイドノーズ１８の中空内部を充填し、潤滑剤ストリーム３６の形態で被加工物（図示せず）に向かって外側へと流れる。

図１の実施形態では、電極２０は中空であり、ストリーム４２の形態の高圧の潤滑剤４０の供給を受け取り、この潤滑剤は内側端部２４内に導入されて潤滑剤ストリーム４４の形態で被加工物（図示せず）に向かって外側に流れる。本明細書で説明する実施形態では、低圧の潤滑剤３４は高圧の潤滑剤４０より相対的に低い動作圧力を有する。

低圧の潤滑剤３４が電極２０を囲んでおり、それにより、ガイドノーズ１８を通るときに電極２０が相対的に摺動運転するのを補助しており、さらには、加工表面からのすべてのデブリおよび電極２０とガイドノーズ１８との間の接合面からのすべてのデブリを洗い流す働きもする。高圧の潤滑剤４０も、ＥＤＭ処理中に加工表面からデブリを洗い流す働きをする。

ガイドノーズ１８は管の取替え可能な一区間であり、摩耗または損傷したときに必要に応じて交換され得、これは、ガイドノーズクランプ１６のねじを緩め、摩耗したガイドノーズ１８を取り外し、摩耗したガイドノーズ１８を新しいガイドノーズ１８に取り替え、ガイドノーズクランプ１６を締めることにより、行われる。ガイドノーズ１８は、同一のガイドボディ１２，ガイドシャンク１４およびガイドノーズクランプ１６を使用して何度も取り替えられ得る。これにより、多様な長さ、直径および構成のガイドノーズを同一のガイドボディおよびガイドシャンクと共に使用することが可能となり、電極は、補充される場合にはガイドノーズまで途切れず送られ、処理を実行する際には適切な向きでガイドノーズによって保持され得る。

図１に示される実施形態では、ガイドノーズ１８が湾曲しており、それにより、小さい加工領域または非常に限定された加工領域に到達するのを可能にすることなどを目的として、電極２０の自由端部２２がガイドボディ１２の軸に対して約９０度となるように方向付けられるようになる。ガイドノーズ１８および電極２０が細いことから、ここでの曲率半径を非常に小さくすることができる。

図２は電極ホルダ１０の別の実施形態の断面図であり、ここでは、ガイドノーズ１８がガイドノーズクランプ１６から外側に直線状に延出する。同様の要素には図１で示される符号と同じ参照符号が付される。このような実施形態は、加工表面付近の空間があまり限定されないような状況、すなわちガイドボディ１２の軸に沿ってより直接的にアクセスすることが可能であるような状況において有用となり得る。

図３では、構成要素６０の加工表面５０上で処理を実施する図１の電極ホルダ１０が斜視図で示されており、この構成要素６０は、ノズルなどの、ガスタービンエンジンの一構成要素であってよい。

電極ホルダ１０のこの構成要素は、任意の適当な材料から製造することができ、任意の適当な構成となるように構成することができる。限定された領域を加工するのを可能にするためにガイドノーズを比較的小さい半径（０．２５０Ｒなど）で曲げることができる。例えば、ガイドノーズはステンレス鋼から製造され得、電極は真鍮から製造することができ、対して、ガイドボディ、ガイドシャンク、ガイドノーズおよびガイドノーズクランプは、高分子材料などの非金属材料または複合材料から製造することができる。電極は供給装置から連続的に送られるように延びた長さであってもよく、または、ガイドボディを通して移動されるときおよび加工表面に対して自由端部を露出するときのいずれかで区間ごとに交換可能な区切られた長さを有してもよい。

種々の特定の実施形態に関連させて本発明を説明してきたが、特許請求の精神および範囲内で本発明が修正され得ることを当業者であれば認識するであろう。

１０ 電極ホルダ
１２ ガイドボディ
１４ ガイドシャンク
１６ ガイドノーズクランプ
１８ ガイドノーズ
２０ 電極
２２ 自由端部
２４ 内側端部
３０ 中央キャビティ
３２ アパーチャ
３４ 低圧の潤滑剤
３６、４４ 潤滑剤ストリーム
４０ 高圧の潤滑剤
４２ ストリーム
５０ 加工表面
６０ 構成要素

Claims (10)

1. 取替え可能ガイドと、
   内側端部および自由端部を有する電極と
   を備え、
   前記電極が、放電加工（ＥＤＭ）機械に動作可能なように付随する前記内側端部と機械加工される構成要素の加工表面に係合可能な前記自由端部との間を長手方向に前記ガイドを貫通する、
   電極ホルダ。
2. 前記電極が中空である、請求項１記載の電極ホルダ。
3. 前記電極が、前記内側端部内に導入されて被加工物に向かって外側に流れる高圧の潤滑剤供給を受け取る、請求項２記載の電極ホルダ。
4. 前記取替え可能ガイドが管の取替え可能な一区間である、請求項１記載の電極ホルダ。
5. 前記取替え可能ガイドが湾曲している、請求項１記載の電極ホルダ。
6. 前記取替え可能ガイドが直線状である、請求項１記載の電極ホルダ。
7. 前記電極が区切られた長さを有する、請求項１記載の電極ホルダ。
8. 前記電極が供給装置から連続的に送られるように延びた長さである、請求項１記載の電極ホルダ。
9. 前記自由端部が前記ガイドを越えて延出する、請求項１記載の電極ホルダ。
10. 管の取替え可能な一湾曲区間で形成される取替え可能ガイドと、
    内側端部および自由端部を有する中空電極と
    を備え、
    前記電極が、前記内側端部内に導入されて被加工物に向かって外側に流れる高圧の潤滑剤供給を受け取り、
    前記電極が、放電加工（ＥＤＭ）機械に動作可能なように付随する前記内側端部と機械加工される構成要素の加工表面に係合可能な前記自由端部との間を長手方向に前記ガイドを貫通する、
    電極ホルダ。