JP3230981B2 - Electrolytic microgrooving method and apparatus - Google Patents
Electrolytic microgrooving method and apparatusInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、対向配置された電
極工具と被加工物との間に高速で流動する電解液を介し
て通電することにより被加工物に所定の微小溝形状を加
工する電解微小溝加工方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention processes a predetermined minute groove shape on a workpiece by energizing a high-speed flowing electrolytic solution between an electrode tool and a workpiece arranged opposite to each other. The present invention relates to a method and an apparatus for processing an electrolytic micro groove.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電解加工は、電解溶出を被加工物の所要
の部位に集中することによって行われるものであるが、
例えば図１１に示されているような電解加工装置が従来
から知られている。すなわち図１１に示されているよう
に、ベース１上に絶縁物２を介して設置された治具３に
被加工物４が載置されるとともに、当該被加工物４に近
接するようにして電極工具５が対向配置される。そして
上記被加工物４が、図示を省略した電解加工用電源の正
極（＋極）側に接続されるとともに、電極工具５が負極
（−）側に接続される。2. Description of the Related Art Electrolytic machining is performed by concentrating electrolytic elution on a required portion of a workpiece.
For example, an electrolytic processing apparatus as shown in FIG. 11 has been conventionally known. That is, as shown in FIG. 11, the workpiece 4 is placed on the jig 3 installed on the base 1 via the insulator 2 so as to be close to the workpiece 4. Electrode tool 5 is arranged opposite. The workpiece 4 is connected to the positive electrode (+ electrode) of a power supply for electrolytic processing (not shown), and the electrode tool 5 is connected to the negative electrode (-).
【０００３】また、外部に蓄えられた電解液６は、電解
液供給手段としてのポンプ７によりフィルター８を介し
て上記電極工具５と被加工物４との隙間に供給され、電
極工具５と被加工物４との間に電解液６を流動させなが
ら両者間に通電が行われる。そしてこれにより、被加工
物４が電気化学的に溶出して被加工物４の電解加工が行
われるようになっている。The electrolytic solution 6 stored outside is supplied to a gap between the electrode tool 5 and the workpiece 4 through a filter 8 by a pump 7 serving as an electrolytic solution supply means, and the electrode tool 5 Electricity is supplied between the workpiece 4 and the workpiece 4 while flowing the electrolyte 6 therebetween. As a result, the workpiece 4 is electrochemically eluted and the workpiece 4 is subjected to electrolytic processing.
【０００４】このとき、上記電極工具５には送り装置１
０が付設されており、被加工物４における加工の進行に
伴い電極工具５が被加工物４側に送り込まれていくこと
によって両者間に所定の加工間隙（平衡間隙）が維持さ
れ、結果的に、電極工具５の形状を反転した形状が被加
工物４に形成されるようになっている。そして、このよ
うな電解加工によって発生した気体は、ファン１１によ
って外部に排気される。またジュール熱により昇温され
た電解液中には種々の電解生成物が含まれることとなる
が、使用済み電解液１２は遠心分離器１３を通して清浄
化された後、再び電極工具５と被加工物４との間に供給
されるようになっている。At this time, the feeder 1 is attached to the electrode tool 5.
0 is provided, and the electrode tool 5 is fed toward the workpiece 4 as the machining of the workpiece 4 progresses, whereby a predetermined machining gap (equilibrium gap) is maintained between the two. In addition, a shape obtained by inverting the shape of the electrode tool 5 is formed on the workpiece 4. The gas generated by such electrolytic processing is exhausted to the outside by the fan 11. Although various electrolytic products are contained in the electrolytic solution heated by Joule heat, the used electrolytic solution 12 is cleaned through the centrifugal separator 13 and then reprocessed with the electrode tool 5. It is supplied between the object 4.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来装置では、電極工具５を被加工物
４側に送り込みながら加工を行っているため電極工具５
の送り込み誤差が必ず生じ、そのため平衡間隙を常時維
持することが困難となって加工量を高精度に制御するこ
とができないという問題がある。またこのような加工精
度の問題は、加工時に生成するジュール熱や気体等の影
響によって電解液の流動方向に加工量が異なってしまう
ことからも生じている。従って、平衡間隙に基づいて加
工量を制御する従来の電解加工では、±３０μｍ程度の
誤差は当然生じるものとして考えられており、そのため
電解加工は狭い範囲に限定して適用されているのが現状
である。However, in the conventional apparatus having such a configuration, the machining is performed while feeding the electrode tool 5 to the workpiece 4 side.
The feeding error always occurs, which makes it difficult to always maintain the equilibrium gap, and there is a problem that the machining amount cannot be controlled with high accuracy. Further, such a problem of processing accuracy also arises from the fact that the processing amount varies in the flowing direction of the electrolytic solution due to the influence of Joule heat, gas or the like generated during processing. Therefore, it is considered that an error of about ± 30 μm naturally occurs in the conventional electrolytic processing in which the processing amount is controlled based on the equilibrium gap, and therefore, the electrolytic processing is applied only in a narrow range. It is.
【０００６】これに対して本発明は、ミクロンオーダー
の深さの微小溝の加工においてサブミクロン程度の高精
度加工を容易に行うことができるようにした電解微小溝
加工方法及び装置を提供することを目的とする。On the other hand, the present invention provides an electrolytic micro-groove processing method and apparatus which can easily perform high-precision processing on the order of submicron in processing micro-grooves having a depth on the order of microns. With the goal.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明にかかる電解微小溝加工方法は、所定の微小溝形
状が電解加工される被加工物と、当該被加工物に加工さ
れる微小溝形状に対応した微小溝形状の電極露出部を有
する電極工具と、を互いに近接して対向配置するととも
に、これら被加工物及び電極工具を電解加工用電源の負
極及び正極にそれぞれ接続し、電極工具と被加工物との
間に所定の電解液を流動させながら通電することによっ
て上記被加工物を前記微小溝形状に対応して溶出させ微
小溝の電解加工を行うようにした電解加工方法におい
て、上記電極工具及び被加工物を所定の加工間隙をもっ
て相対的に不動状態に固定するとともに、前記電解加工
用電源から所定の時間間隔でパルス状電圧を出力するこ
とにより、上記加工間隙を拡大させながら被加工物の加
工を行う方法であって、当該電解加工用電源から与えら
れた総電気量を制御することによって、被加工物におけ
る微小溝形状の電解加工量を制御し、前記電極工具と被
加工物との間の通電電流値を計測して電流密度を求め、
予め求めておいた電流密度とミクロンオーダーの加工深
さとの関係データに基づいて前記総電気量を算出する構
成、又は電解加工量の制御を、電極工具と被加工物との
間の通電を目標加工量に対応した総電気量を得るための
総通電時間経過時に停止して行う構成になされている。According to the present invention, there is provided an electrolytic micro-grooving method according to the present invention, comprising the steps of: An electrode tool having an electrode-exposed portion having a minute groove shape corresponding to the groove shape is arranged close to and opposed to each other, and these workpieces and the electrode tool are connected to a negative electrode and a positive electrode of a power supply for electrolytic machining, respectively. electrolytic machining method odor which to perform the electrolytic processing of the fine grooves eluted corresponding to the workpiece to the fine groove shape by passing in flowing predetermined electrolytic solution between the tool and the workpiece
Te, the electrode tool and is fixed relative immobility a workpiece with a predetermined machining gap, the output child a pulse voltage from the electrolytic machining power supply at a predetermined time interval
With this, the processing gap can be increased while the workpiece is being processed.
A method for performing a factory, by controlling the total quantity of electricity supplied from the electrolytic machining power supply, and controls the electrolytic processing amount of the fine groove shape in the workpiece, the said electrode tool
The current density between the workpiece and the current is measured to determine the current density.
Current density and micron order machining depth determined in advance
Calculating the total amount of electricity based on the relationship data between
Control of the machining or electrolytic machining amount between the electrode tool and the workpiece
To obtain the total amount of electricity corresponding to the target machining amount.
It is configured to stop when the total energization time has elapsed .
【０００８】また本発明にかかる電解微小溝加工装置
は、電解加工用電源と、所定の微小溝形状が電解加工さ
れる被加工物と、この被加工物に近接対向配置され上記
微小溝形状に対応した電極露出部を有する電極工具と、
これら電極工具及び被加工物の間に電解液を流動させる
電解液供給手段と、を備え、上記被加工物及び電極工具
を電解加工用電源の負極及び正極にそれぞれ接続し、こ
れら電極工具と被加工物との間に電解液を流動させなが
ら通電することによって上記被加工物を溶出させ前記微
小溝形状の加工を行う電解微小溝加工装置において、所
定の加工間隙をもって相対的に不動状態に固定された電
極工具及び被加工物と、所定の時間間隔でパルス状電圧
を出力することにより、上記加工間隙を拡大させながら
被加工物の加工を行う電解加工用電源と、前記電解加工
用電源から与えられた総電気量を制御することによって
被加工物における微小溝形状の電解加工量を制御する加
工制御手段と、を備え、前記加工制御手段が、電極工具
と被加工物との間の通電電流値を計測して電流密度を求
め、予め求めておいた電流密度とミクロンオーダーの加
工深さとの関係データに基づいて微小溝加工に必要な総
電気量を算出する電気量演算手段を有する構成、又は前
記加工制御手段が、電極工具と被加工物との間の通電
を、目標加工量に対応した総電気量を得るための総通電
時間経過時に停止して電解加工量を制御する通電制御手
段を有する構成になされている。[0008] The electrolytic micro-grooving apparatus according to the present invention comprises a power source for electrolytic processing, a workpiece on which a predetermined micro-groove shape is electrolytically processed, and a micro-groove shape which is disposed close to and opposed to the workpiece. An electrode tool having a corresponding electrode exposure portion,
An electrolytic solution supply means for flowing an electrolytic solution between the electrode tool and the workpiece; connecting the workpiece and the electrode tool to a negative electrode and a positive electrode of a power source for electrolytic machining, respectively; In the electrolytic micro-grooving apparatus for performing the processing of the micro-groove shape by eluting the workpiece by energizing while flowing the electrolytic solution between the workpiece and the workpiece, the micro-groove processing apparatus is fixed in a relatively immobile state with a predetermined processing gap. By outputting a pulsed voltage at predetermined time intervals with the electrode tool and the workpiece to be processed, while expanding the processing gap,
A power supply for electrolytic processing for processing the workpiece, and processing control means for controlling the amount of electrolytic processing of the minute groove shape in the workpiece by controlling the total amount of electricity provided from the power supply for electrolytic processing, The machining control means comprises an electrode tool
The current density between the workpiece and the workpiece is measured to determine the current density.
Current density and micron order
Based on the relationship data with the working depth, the total
Configuration with electricity quantity calculation means for calculating electricity quantity, or before
The machining control means controls the energization between the electrode tool and the workpiece.
To obtain the total amount of electricity corresponding to the target machining amount.
Energization control means that stops after a lapse of time and controls the amount of electrolytic machining
It is configured to have a step .
【０００９】このような構成を有する電解微小溝加工方
法及び装置においては、電極工具を動かすことなく固定
したまま加工が行われることから、電極工具の送り込み
誤差による加工精度の低下が防止される。また電解加工
量と、その電解加工に要する総電気量との関係を利用し
て総電気量の制御が行われることから、加工深さが正確
に操作され高精度な微小溝形状の電解加工が容易に行わ
れるようになっている。In the electrolytic micro-grooving method and apparatus having the above-described configuration, since the machining is performed while the electrode tool is fixed without moving, the machining accuracy is prevented from lowering due to a feeding error of the electrode tool. In addition, since the total amount of electricity is controlled using the relationship between the amount of electrolytic machining and the total amount of electricity required for the electrolytic machining, the machining depth can be accurately controlled, and highly precise electrolytic machining of minute grooves can be performed. It is easy to do.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、まず本発明の実施の形態に
かかる電解加工装置を図面に基づいて説明する。図１に
示されているように、非導電性材料で形成された中空状
のハウジング２１には、電解加工用のキャビティーが略
水平方向に延在するように設けられており、そのキャビ
ティー内に、金属材料からなる平板状の被加工物２２が
略水平状態にて固定されている。本実施形態における平
板状被加工物２２の材質としては、ステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４）又は銅が用いられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an electrolytic processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a hollow housing 21 made of a non-conductive material is provided with a cavity for electrolytic processing so as to extend in a substantially horizontal direction. Inside, a flat workpiece 22 made of a metal material is fixed in a substantially horizontal state. Flat in the present embodiment
The material of the plate- like workpiece 22 is stainless steel (SU
S304) or copper is used.
【００１１】また、上記平板状被加工物２２の上方側に
対向するようにして平板状電極工具２３が略水平に固定
されている。上記平板状電極工具２３の対向部分は、例
えば図２に示されているように、英字の「Ｇ」を型どっ
た３条の微小溝からなる電極露出部２３ａを除いて、非
導電性材料２３ｂで覆われている。上記電極露出部２３
ａを構成する各微小溝は所定の深さを備えているが、他
の模様等を構成する微小溝形状であっても構わない。A flat electrode tool 23 is fixed substantially horizontally so as to face the upper side of the flat workpiece 22. As shown in FIG. 2, for example, the opposing portion of the flat electrode tool 23 is made of a non-conductive material except for an electrode exposed portion 23a formed of three small grooves shaped like an alphabet "G". 23b. The electrode exposed portion 23
Each of the microgrooves forming a has a predetermined depth, but may have a shape of a microgroove forming another pattern or the like.
【００１２】そして、上記電極工具２３と平板状被加工
物２２との平行度が調整されることによって、上記各電
極露出部２３ａと平板状被加工物２２とが全面にわたっ
て均一な加工間隙を備えるように構成されており、この
ように電極工具２３の電極露出部２３ａと平板状被加工
物２２とが所定の加工間隙を介して対向されることによ
って電解加工部Ａが形成されている。この電解加工部Ａ
における加工間隙は、本実施形態においては０．１ｍｍ
に設定されている。By adjusting the parallelism between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22, each of the electrode exposed portions 23a and the flat workpiece 22 have a uniform processing gap over the entire surface. The electrode processing portion A is formed by facing the electrode exposed portion 23a of the electrode tool 23 and the plate-shaped workpiece 22 with a predetermined processing gap therebetween. This electrolytic processing part A
Is 0.1 mm in this embodiment.
Is set to
【００１３】さらに上記平板状被加工物２２には、電解
加工用パルス電源２４の正極（＋極）から延出する接片
２４ａが接続されており、その接続経路の途中部位に、
前記電極工具２３と平板状被加工物２２との間の通電電
流値を検出する電流計２５が設けられている。一方、前
記電極工具２３に対しては、上記電解加工用パルス電源
２４の負極（−）から延出する接片２４ｂが接続されて
おり、その接続経路の途中部位に、電解加工用パルス電
源２４のオン・オフを行う通電スイッチ２６が設けられ
ている。本実施形態における上記電解加工用パルス電源
２４の出力電圧は、電極工具２３と平板状被加工物２２
との間の通電電流密度が、例えば４０Ａ／ｃｍ2となる
電圧に設定されている。Further, a contact piece 24a extending from the positive electrode (+ electrode) of the electrolytic machining pulse power source 24 is connected to the flat workpiece 22.
An ammeter 25 is provided for detecting the value of a current flowing between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22. On the other hand, to the electrode tool 23, a contact piece 24b extending from the negative electrode (-) of the electrolytic machining pulse power supply 24 is connected. There is provided an energizing switch 26 for turning on and off the switch. The output voltage of the electrolytic machining pulse power supply 24 in the present embodiment is the same as the electrode tool 23 and the flat workpiece 22.
Is set to a voltage at which, for example, the current density becomes 40 A / cm 2 .
【００１４】上記電流計２５で検出された電極工具２３
と平板状被加工物２２との間の通電電流値は、電極工具
２３と平板状被加工物２２との対向面積とともに電流密
度を算出するデータとして用いられる。またそれにより
得た電流密度が所定の値となるように、電解加工用パル
ス電源２４の出力電圧が設定されるとともに、この設定
出力電圧から、目標電解加工量を得るための総電気量す
なわち総通電時間が決定される。これらの各手法につい
ては後述する。The electrode tool 23 detected by the ammeter 25
The value of the energizing current between the workpiece and the plate-shaped workpiece 22 is used as data for calculating the current density together with the facing area between the electrode tool 23 and the plate-shaped workpiece 22. In addition, the output voltage of the electrolytic machining pulse power supply 24 is set so that the current density obtained thereby becomes a predetermined value, and from this set output voltage, the total amount of electricity for obtaining the target electrolytic machining amount, that is, the total The energization time is determined. Each of these techniques will be described later.
【００１５】一方、前述した通電スイッチ２６は、タイ
マー２７からの指令によってオン・オフ動作が行われる
ように構成されている。具体的には、上述した目標電解
加工量を得るための総通電時間がタイマー２７に設定さ
れ、このタイマー２７からの指令信号により、総通電時
間の経過時に通電スイッチ２６がオフ状態になされ遮断
される。そしてこのような総通電時間の制御によって、
電極工具２３の電極露出部２３ａに対応した文字等の模
様が、平板状被加工物２２側に所定の深さにて形成され
る。On the other hand, the above-described energizing switch 26 is configured to perform an on / off operation in response to a command from a timer 27. Specifically, the total energizing time for obtaining the target electrolytic machining amount described above is set in the timer 27, and the energizing switch 26 is turned off and shut off by the command signal from the timer 27 when the total energizing time has elapsed. You. And by controlling such total energizing time,
A pattern such as a character corresponding to the electrode exposed portion 23a of the electrode tool 23 is formed at a predetermined depth on the flat workpiece 22 side.
【００１６】また、電解液貯蔵タンク３０内には、Ｎa
ＮＯ3（硝酸ナトリウム）を３０重量％含有する電解液
３１が所定量蓄えられているとともに、この電解液貯蔵
タンク３０とハウジング２１との間に、電解液供給手段
としての液供給管３２及び液排出管３３が接続されてい
る。このうち液供給管３２は、電解液貯蔵タンク３０か
らポンプ３４を介して前記ハウジング２１の上部図示右
側から当該ハウジング２１の内部側に入り、略鉛直方向
下方に所定量延びてキャビティーの図示右端側に開口し
ている。また液排出管３３は、キャビティーの図示左端
側からハウジング２１の内部を略鉛直上方向に所定量延
び、ハウジング２１の上部図示左側から電解液貯蔵タン
ク３０に向かって延出している。すなわち、上記液供給
管３２を通してハウジング２１内に供給された電解液３
１は、平板状被加工物２２の図示右側から当該平板状被
加工物２２と電極工具２３の電極露出部２３ａとの間の
電解加工部Ａを通って、平板状被加工物２２の図示左側
に抜け、そこから液排出管３３を通して電解液貯蔵タン
ク３０内に回収されるように構成されている。The electrolyte storage tank 30 contains Na.
A predetermined amount of electrolyte 31 containing 30% by weight of NO3 (sodium nitrate) is stored, and between this electrolyte storage tank 30 and housing 21, a liquid supply pipe 32 as an electrolyte supply means and a liquid discharge pipe are provided. Tube 33 is connected. The liquid supply pipe 32 enters the inside of the housing 21 from the right side in the upper part of the housing 21 via the pump 34 from the electrolyte storage tank 30, extends substantially vertically downward by a predetermined amount, and extends rightward in the illustrated right side of the cavity. Open to the side. The liquid discharge pipe 33 extends a predetermined amount substantially vertically upward from the left end side of the cavity in the housing 21 toward the electrolyte solution storage tank 30 from the upper left side of the housing 21 in the figure. That is, the electrolyte 3 supplied into the housing 21 through the liquid supply pipe 32
Reference numeral 1 denotes a left side of the flat plate-shaped workpiece 22 from the right side of the flat plate-shaped workpiece 22 through an electrolytic processing portion A between the flat plate-shaped workpiece 22 and the electrode exposed portion 23a of the electrode tool 23. Through the liquid discharge pipe 33 and collected in the electrolyte storage tank 30.
【００１７】一方、図３に示されているように、上記電
解加工部Ａの入口部側及び出口部側には、圧力調整用の
リリーフ弁３５，３６がそれぞれ設けられているととも
に、これらの各圧力調整用リリーフ弁３５，３６に対し
て圧力計３７，３８が付設されている。そして、これら
の圧力計３７，３８が所定の値を示すように圧力調整用
リリーフ弁３５，３６が適宜操作され、それに伴って電
解加工部Ａにおける電解液３１の流速が所定の値に設定
されるように構成されている。本実施形態においては、
圧力計３７が１０ｋｇｆ／ｃｍ2、圧力計３８が１ｋｇ
ｆ／ｃｍ2となるように設定されており、これによっ
て、加工間隙０．１ｍｍの電解加工部Ａにおける電解液
３１の流速が、１０ｍ／ｓｅｃ前後の値に維持されてい
る。On the other hand, as shown in FIG. 3, relief valves 35 and 36 for pressure adjustment are provided on the inlet side and the outlet side of the electrolytic processing section A, respectively. Pressure gauges 37 and 38 are attached to the pressure regulating relief valves 35 and 36, respectively. The pressure adjusting relief valves 35 and 36 are appropriately operated so that the pressure gauges 37 and 38 indicate a predetermined value, and accordingly, the flow rate of the electrolytic solution 31 in the electrolytic processing part A is set to a predetermined value. It is configured to: In the present embodiment,
Pressure gauge 37 is 10 kgf / cm 2 , pressure gauge 38 is 1 kg
f / cm 2 , whereby the flow rate of the electrolytic solution 31 in the electrolytic processing portion A with the processing gap of 0.1 mm is maintained at a value of about 10 m / sec.
【００１８】このとき、上述した目標電解加工量を得る
ための総電気量すなわち平板状被加工物２２に印加すべ
き電圧及び総通電時間は、予め求めておいた関係データ
に基づいて以下のような手法で決定される。At this time, the total amount of electricity for obtaining the above-mentioned target amount of electrolytic machining, that is, the voltage to be applied to the flat workpiece 22 and the total energizing time are determined as follows based on the relation data obtained in advance. Is determined by an appropriate method.
【００１９】まず、前記電極工具２３と平板状被加工物
２２との間における通電電流の電流密度（Ａ／ｃｍ2）
と、その電流密度を得るための印加電圧すなわち電解加
工用パルス電源２４の出力電圧（Ｖ）との関係を、平板
状被加工物２２の材料、例えばステンレス鋼（図４）或
は銅（図５）ごとに各々予め求めておく。これら図４及
び図５に示されたデータ及び以下述べるその他の各デー
タは、加工材料ごとに数μｍ電解加工したときの測定値
の平均値を採用したものである。すなわち電解加工の進
行に伴い加工隙間が次第に拡大してくると、それに従っ
て加工速度が変化することとなるが、上記各データは、
当初の加工隙間（０．１ｍｍ）に対して微小量（１０μ
ｍ弱）だけ加工したときの値を平均して求めたものであ
る。First, the current density (A / cm 2 ) of the energizing current between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22.
The relationship between the applied voltage for obtaining the current density, that is, the output voltage (V) of the pulse power supply 24 for electrolytic machining, is determined by the material of the plate-like workpiece 22 such as stainless steel (FIG. 4) or copper (FIG. 4). Each of them is obtained in advance for each 5). The data shown in FIGS. 4 and 5 and the other data described below employ the average value of the measured values obtained when electrolytic processing is performed for several μm for each processing material. That is, if the machining gap gradually increases with the progress of electrolytic machining, the machining speed will change accordingly, but each of the above data is
Small amount (10μ) with respect to the initial machining gap (0.1mm)
m) is calculated by averaging the values obtained when processing is performed for just under m).
【００２０】そして、平板状被加工物２２としてステン
レス鋼（ＳＵＳ３０４）を採用したときには、図４を用
いて、電極工具２３と平板状被加工物２２との間の通電
電流の電流密度（横軸；Ａ／ｃｍ2）と、その電流密度
を得るための印加電圧（縦軸；Ｖ）との関係を求める。
すなわち図４から、電極工具２３と平板状被加工物２２
との間における通電電流の電流密度を４０Ａ／ｃｍ2と
するには、電解加工用パルス電源２４の出力電圧として
６Ｖを要することが解る。When stainless steel (SUS304) is employed as the flat workpiece 22, the current density of the current flowing between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22 (horizontal axis) will be described with reference to FIG. A / cm 2 ) and the applied voltage (vertical axis; V) for obtaining the current density.
That is, from FIG. 4, the electrode tool 23 and the flat workpiece 22
It can be seen that in order to make the current density of the energizing current between 40 and 40 A / cm 2 , 6 V is required as the output voltage of the pulse power supply 24 for electrolytic processing.
【００２１】ついで図６のように、電解加工用パルス電
源２４の出力電圧すなわち平板状被加工物２２への印加
電圧（横軸；Ｖ）と、単位時間当たりの加工深さ（縦
軸；μｍ／ｓｅｃ）との関係を予め求めておく。この図
６における平板状被加工物２２への印加電圧と単位時間
当たりの加工深さとの関係から明らかなように、平板状
被加工物２２への印加電圧を６Ｖに設定したときには、
単位時間当たりの加工深さが約８μｍであることが解
る。Next, as shown in FIG. 6, the output voltage of the pulse power source 24 for electrolytic machining, that is, the voltage applied to the flat workpiece 22 (horizontal axis; V), and the machining depth per unit time (vertical axis: μm) / Sec) in advance. As is clear from the relationship between the applied voltage to the flat workpiece 22 and the processing depth per unit time in FIG. 6, when the applied voltage to the flat workpiece 22 is set to 6 V,
It can be seen that the processing depth per unit time is about 8 μm.
【００２２】このように電流密度を固定して加工時間を
変化させれば、加工時間に対応して加工量すなわち加工
深さが変化することとなるから、本実施形態のように、
予め求めておいた各関係データに基づいて電流密度を管
理すれば、目的の微小溝形状精度が得られることとな
る。従って、最終の加工量（加工深さ）は、加工に要し
た総電気量を厳密に制御することによって数ミクロンの
加工量をサブミクロンオーダーの精度で制御可能とな
り、高精度電解加工が容易に得られる。If the machining time is changed while the current density is fixed as described above, the machining amount, that is, the machining depth changes in accordance with the machining time.
If the current density is managed based on the relation data determined in advance, the desired micro-groove shape accuracy can be obtained. Therefore, the final machining amount (machining depth) can control the machining amount of several microns with sub-micron order accuracy by strictly controlling the total amount of electricity required for machining, making high-precision electrolytic machining easy. can get.
【００２３】さらに目標とする電解加工量と、この目標
電解加工量を得るための加工時間すなわち総通電時間と
の関係を、例えば図７に示されているように求めてお
く。この図７に示された関係データは、目標電解加工深
さ（縦軸；μｍ）と、加工時間（横軸；ｓｅｃ）との関
係を予め求めておいたものであって、前述した電解加工
用パルス電源２４からの出力電圧のオン・オフ時間、電
解液の種類、電極工具２３と平板状被加工物２２とのギ
ャップ（加工間隙）量、及び印加電圧のそれぞれをパラ
メータとしている。Further, a relationship between a target electrolytic machining amount and a machining time for obtaining the target electrolytic machining amount, that is, a total energizing time is obtained as shown in FIG. 7, for example. The relationship data shown in FIG. 7 is obtained in advance from the relationship between the target electrolytic processing depth (vertical axis; μm) and the processing time (horizontal axis; sec). The on / off time of the output voltage from the pulse power supply for use 24, the type of the electrolytic solution, the gap (machining gap) between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22, and the applied voltage are used as parameters.
【００２４】より具体的には、上記図７は、電解加工用
パルス電源２４からの出力電圧のオン時間を５ｍｓｅ
ｃ、オフ時間を４５ｍｓｅｃとした場合における電解加
工量と総通電時間（加工時間）との関係を示したもので
あって、この図７から、目標加工量（加工深さ）を１０
μｍとしたときに必要な加工時間は１２秒であることが
解る。More specifically, FIG. 7 shows that the ON time of the output voltage from the electrolytic machining pulse power supply 24 is 5 msec.
c, shows the relationship between the amount of electrolytic machining and the total energizing time (machining time) when the off time is 45 msec. FIG. 7 shows that the target machining amount (machining depth) is 10
It can be seen that the required processing time is 12 seconds when set to μm.
【００２５】このようにして求め設定した電解加工用パ
ルス電源２４の出力電圧（６Ｖ）及び加工時間（１２
秒）により、実際に加工を行った結果が図８に示されて
いる。すなわち図８においては、４枚の電極板Ｐ1，Ｐ
2，Ｐ3，Ｐ4が、加工域長さ１０ｍｍ（Ｐ1先端からＰ4
後端まで）にわたり矢印で表した電解液の流れに沿って
並設されており、これら各電極板Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4に
よる実際の加工深さを、目標加工深さ１０μｍに対する
誤差として測定してみた。その結果は、電解液の流動方
向上流側から順に、＋０．１μｍ、±０．０μｍ、−
０．２μｍ、０．２μｍであり、サブミクロンオーダー
の極めて小さな加工誤差内に収まる結果となった。The output voltage (6 V) of the pulse power source 24 for electrolytic processing and the processing time (12
FIG. 8 shows the result of the actual processing for (sec). That is, in FIG. 8, the four electrode plates P1, P
2, P3 and P4 are the processing area length 10mm (P4 from the tip of P1)
(To the rear end) along the flow of the electrolyte indicated by the arrow, and the actual machining depth of each of the electrode plates P1, P2, P3, P4 is measured as an error with respect to the target machining depth of 10 μm. I tried to. The results are +0.1 μm, ± 0.0 μm, −
The values were 0.2 μm and 0.2 μm, and the result was within an extremely small processing error on the order of submicrons.
【００２６】次に、上述した電解加工装置を用いた本発
明にかかる電解加工方法の形態を説明する。まず、上述
した電解加工装置のハウジング２１内に、電極工具２３
と平板状被加工物２２とを平行に対向するように固定
し、所定の加工間隙（０．１ｍｍ）を有する電解加工部
Ａを形成する。そして通電スイッチ２６のオン動作が行
われて電解加工用パルス電源２４から上記電解加工部Ａ
に対して所定のパルス電圧が与えられる。このようなパ
ルス電圧を用いれば、電解加工で生成するジュール熱や
水素ガス等の気体の蓄積を抑制することができ、流路方
向の加工量の「ばらつき」が直流の場合よりも減少して
加工精度を向上させることができる。Next, an embodiment of the electrolytic processing method according to the present invention using the above-described electrolytic processing apparatus will be described. First, the electrode tool 23 is placed in the housing 21 of the above-described electrolytic processing apparatus.
And the flat workpiece 22 are fixed so as to face each other in parallel to form an electrolytically processed portion A having a predetermined processing gap (0.1 mm). Then, the energizing switch 26 is turned on so that the electrolytic machining pulse power supply 24 supplies the electrolytic machining portion A
Is supplied with a predetermined pulse voltage. By using such a pulse voltage, the accumulation of gases such as Joule heat and hydrogen gas generated by electrolytic processing can be suppressed, and the “variation” of the processing amount in the flow path direction is reduced as compared with the case of direct current. Processing accuracy can be improved.
【００２７】ついで、前記電解加工用パルス電源２４か
らの出力電圧及び総通電時間（加工時間）が、前述した
ように予め求めていた各関係データ（図４乃至図７参
照）に基づいて決定され、電解加工用パルス電源２４に
対して例えば出力電圧６Ｖが設定されるとともに、タイ
マー２７に対して例えば総通電時間（加工時間）１２秒
が設定される。そして、電解加工用パルス電源２４から
の電圧の出力開始によって電解加工が開始されるととも
に、加工開始後、上記総通電時間を経過したときにタイ
マー２７からの信号によって通電スイッチ２６がオフさ
れ、これにより加工を終了する。Next, the output voltage from the electrolytic machining pulse power supply 24 and the total energizing time (machining time) are determined based on the previously obtained relational data (see FIGS. 4 to 7). For example, an output voltage of 6 V is set for the electrolytic machining pulse power supply 24, and a total energization time (machining time) of 12 seconds is set for the timer 27, for example. Then, the electrolytic processing is started by the start of the output of the voltage from the electrolytic processing pulse power supply 24, and the energizing switch 26 is turned off by the signal from the timer 27 when the total energizing time has elapsed after the processing is started. To end the processing.
【００２８】このような実施形態にかかる電解微小溝加
工方法及び装置においては、電極工具２３を動かすこと
なく固定したまま加工が行われることから、電極工具２
３の送り込み誤差による加工精度の低下が防止される。
また電解加工量と、その電解加工に要する総電気量との
関係に基づいて総電気量が制御されるから、微小溝の加
工深さが正確に操作され高精度な電解加工が行われるよ
うになっている。In the method and apparatus for machining an electrolytic micro-groove according to such an embodiment, since the machining is performed with the electrode tool 23 fixed without moving, the electrode tool 2
The lowering of the processing accuracy due to the feeding error of No. 3 is prevented.
In addition, since the total amount of electricity is controlled based on the relationship between the amount of electrolytic machining and the total amount of electricity required for the electrolytic machining, the machining depth of the microgroove is accurately operated and highly accurate electrolytic machining is performed. Has become.
【００２９】なお上記実施形態では、電解加工量と、そ
の電解加工に要する総電気量との関係が略直線的な比例
関係にある範囲を利用して加工深さを制御しているが、
必ずしも直線的な比例関係を利用しなければならないも
のではなく、比例関係にない範囲を利用することも可能
である。In the above embodiment, the machining depth is controlled by using a range in which the relationship between the amount of electrolytic machining and the total amount of electricity required for the electrolytic machining is in a substantially linear proportional relationship.
It is not always necessary to use a linear proportional relationship, but it is also possible to use a range that is not in a proportional relationship.
【００３０】次に、上述した実施形態装置と同一の構成
物を同一の符号で表した図９にかかる実施形態装置で
は、電流計２５で検出された電極工具２３と被加工物２
２との間の通電電流値が、加工制御手段を構成する電気
量演算手段２８に入力されている。この電気量演算手段
２８では、上記電流計２５で検出された電極工具２３と
被加工物２２との間の通電電流値、及び電極工具２３の
電極面の対向面積から、電流密度が算出されるととも
に、この電流密度から、目標電解加工量を得るための総
電気量すなわち総通電時間及び印加電圧が演算されるよ
うになっている。この電気量計測手段２８における演算
手法は、前述したものと同様であるので説明を省略す
る。Next, in the embodiment shown in FIG. 9 in which the same components as those in the above embodiment are represented by the same reference numerals, the electrode tool 23 detected by the ammeter 25 and the workpiece 2
2 is input to the electric quantity calculating means 28 constituting the machining control means. The electric quantity calculating means 28 calculates the current density from the value of the current flowing between the electrode tool 23 and the workpiece 22 detected by the ammeter 25 and the area of the electrode surface facing the electrode tool 23. At the same time, the total amount of electricity for obtaining the target amount of electrolytic processing, that is, the total energization time and the applied voltage are calculated from the current density. The calculation method in the electric quantity measuring means 28 is the same as that described above, and a description thereof will be omitted.
【００３１】上記電気量演算手段２８からは、目標電解
加工量を得るための総電気量すなわち総通電時間及び印
加電圧の設定指令信号が出力されることとなるが、総通
電時間の設定時間指令信号は、同じく加工制御手段を構
成する通電制御手段２９に受けられている。加工制御手
段２９には、タイマー２７が設けられており、このタイ
マー２７からの指令によって前述した通電スイッチ２６
のオン・オフ動作が行われるようになっている。具体的
には、上記タイマー２７による通電スイッチ２６のオフ
動作が、上記電気量演算手段２８により設定された総通
電時間の経過時に行われる。また印加電圧の設定指令信
号は、電解加工用パルス電源２４に受けられており、こ
の設定指令信号で指定された印加電圧が、電解加工用パ
ルス電源２４に設定されるように構成されている。The electric quantity calculating means 28 outputs a total electric quantity for obtaining a target electrolytic machining amount, that is, a total energizing time and an applied voltage setting command signal. The signal is received by the power supply control means 29 which also constitutes the processing control means. The processing control means 29 is provided with a timer 27.
Is turned on and off. Specifically, the turning-off operation of the energizing switch 26 by the timer 27 is performed when the total energizing time set by the electric quantity calculating means 28 has elapsed. The applied voltage setting command signal is received by the electrolytic machining pulse power supply 24, and the applied voltage specified by the setting command signal is set in the electrolytic machining pulse power supply 24.
【００３２】このような電解加工装置においては、まず
電解加工用パルス電源２４の出力電圧が、所定の電流密
度を得るように設定され、この電解加工用パルス電源２
４からの通電電流値が、電流計２５で常時検出される。
この電流計２５で検出された電極工具２３と平板状被加
工物２２との間の実際の通電電流値は、加工制御手段を
構成する電気量演算手段２８に入力され、この電気量演
算手段２８において、電流計２５で検出された実際の通
電電流値に基づいて電流密度が算出される。さらにこの
電流密度から、予め求めておいた関係データ（図４乃至
図７参照）に基づいて、加工に必要な総電気量すなわち
総通電時間が演算される。In such an electrolytic processing apparatus, first, the output voltage of the electrolytic processing pulse power supply 24 is set so as to obtain a predetermined current density.
4 is constantly detected by the ammeter 25.
An actual current value between the electrode tool 23 and the flat workpiece 22 detected by the ammeter 25 is input to an electric quantity calculating means 28 which constitutes a machining control means. In, the current density is calculated based on the actual energizing current value detected by the ammeter 25. Further, from this current density, the total amount of electricity required for machining, that is, the total energization time is calculated based on the relation data (see FIGS. 4 to 7) obtained in advance.
【００３３】そして、上記電気量演算手段２８から出力
される総通電時間の設定信号により、通電制御手段２９
に設けられたタイマー２７に総通電時間が設定され、こ
れにより通電スイッチ２６は、オン動作後の総通電時間
経過時に上記タイマー２７から発せられる切替信号によ
ってオフされ、これにより加工が終了する。Then, the energization control unit 29 is set in accordance with the total energization time setting signal output from the electric quantity calculation unit 28.
The energization time is set in a timer 27 provided in the power supply switch, so that the energization switch 26 is turned off by a switching signal issued from the timer 27 when the total energization time elapses after the ON operation, thereby completing the machining.
【００３４】このような実施形態にかかる装置によれ
ば、総通電時間（加工時間）及び印加電圧の制御が、自
動的かつリアルタイムで精度良く行われることとなり、
前述した微細電解加工が一層効率的かつ高精度に実行さ
れる。すなわち、電解加工用パルス電源２４の出力電圧
値や、被加工物２２と工具電極２３との加工間隙（ギャ
ップ）や、電解液３０の電導度等が、何らかの原因で予
定した値からずれてしまった場合には、電流密度が変化
して加工量に誤差を生じることとなるが、上述した実施
形態のような制御系を設けておけば、各設定値が常時自
動的に略一定に維持され、微細電解加工が極めて良好に
行われる。According to the apparatus according to this embodiment, the control of the total energizing time (processing time) and the applied voltage is performed automatically and in real time with high accuracy.
The above-described fine electrolytic processing is more efficiently and accurately performed. In other words, the output voltage value of the electrolytic machining pulse power supply 24, the machining gap (gap) between the workpiece 22 and the tool electrode 23, the conductivity of the electrolytic solution 30, and the like deviate from the expected values for some reason. In this case, the current density changes and an error occurs in the machining amount. However, if a control system as in the above-described embodiment is provided, each set value is always automatically kept substantially constant. In addition, fine electrolytic processing is performed extremely well.
【００３５】次に、図１０に示されている実施形態の電
解加工装置について説明する。本実施形態において、非
導電性材料で形成された中空状のハウジング４１には電
解加工用のキャビティーが設けられており、そのキャビ
ティー内の軸方向（図示上下方向）略中央部分に、金属
材料からなる中空円筒状の被加工物４２が固定されてい
る。Next, the electrolytic processing apparatus of the embodiment shown in FIG. 10 will be described. In the present embodiment, a hollow housing 41 formed of a non-conductive material is provided with a cavity for electrolytic processing, and a metal is provided at a substantially central portion in the axial direction (vertical direction in the drawing) in the cavity. A hollow cylindrical workpiece 42 made of a material is fixed.
【００３６】また上記円筒状被加工物４２を軸方向に貫
通するようにして中実円筒状の電極工具４３がハウジン
グ４１に固定されている。上記電極工具４３の軸方向
（図示上下方向）両端部分は、上記ハウジング４１の軸
方向両端における閉塞壁４１ａ，４１ｂにそれぞれ固定
されており、当該電極工具４３の軸方向略中央部分に形
成された英文字「Ｃ」形状の３条の微小溝からなる電極
露出部４３ａが、上記円筒状被加工物４２の内周壁面４
２ａに対向するように配置されている。A solid cylindrical electrode tool 43 is fixed to the housing 41 so as to penetrate the cylindrical workpiece 42 in the axial direction. Both ends of the electrode tool 43 in the axial direction (vertical direction in the drawing) are fixed to closing walls 41a and 41b at both ends in the axial direction of the housing 41, respectively, and are formed at a substantially central portion in the axial direction of the electrode tool 43. The electrode exposed portion 43a composed of three small grooves having the English letter “C” shape is formed on the inner peripheral wall surface 4 of the cylindrical workpiece 42.
2a.
【００３７】すなわち上記電極工具４３の外表面は、上
述したＣ型微小溝形状の電極露出部４３ａを除いて非導
電性材料４３ｂで覆われており、当該電極工具４３の電
極露出部２３ａが円筒状被加工物４２の内周壁面４２ａ
に対して全周にわたって均一な加工間隙を備えるよう
に、電極工具４３と円筒状被加工物４２との同軸度が調
整されている。そしてこのように電極工具４３の電極露
出部４３ａと円筒状被加工物４２の内周壁面４２ａとが
所定の加工間隙を介して対向されることによって電解加
工部Ｂが形成されている。この電解加工部Ｂにおける加
工間隙は、本実施形態においては０．１ｍｍに設定され
ている。That is, the outer surface of the electrode tool 43 is covered with a non-conductive material 43b except for the above-mentioned C-shaped fine groove-shaped electrode exposed portion 43a, and the electrode exposed portion 23a of the electrode tool 43 is cylindrical. Inner peripheral wall surface 42a of the workpiece 42
The coaxiality between the electrode tool 43 and the cylindrical workpiece 42 is adjusted so as to provide a uniform machining gap over the entire circumference. The electrode-exposed portion 43a of the electrode tool 43 and the inner peripheral wall surface 42a of the cylindrical workpiece 42 are thus opposed to each other with a predetermined machining gap therebetween, thereby forming the electrolytic machining portion B. The processing gap in the electrolytic processing section B is set to 0.1 mm in the present embodiment.
【００３８】さらに上記円筒状被加工物４２には、電解
加工用パルス電源２４の正極（＋極）から延出する接片
２４ａが接続されており、その延出途中部位に、前記電
極工具４３と円筒状被加工物４２との間の通電電流値を
検出する電流計２５が設けられている。一方、前記電極
工具４３に対しては、上記電解加工用パルス電源２４の
負極（−）から延出する接片２４ｂが接続されており、
その延出途中部位に、電解加工用パルス電源２４のオン
・オフを行う通電スイッチ２６が設けられている。本実
施形態における上記電解加工用パルス電源２４の出力電
圧は、電極工具４３と円筒状被加工物４２との間の電極
工具面上の通電電流密度が、例えば４０Ａ／ｃｍ2とな
る電圧に設定されている。The cylindrical workpiece 42 is further connected to a contact piece 24a extending from the positive electrode (+ electrode) of the electrolytic machining pulse power supply 24. An ammeter 25 is provided for detecting the value of the current flowing between the cylindrical workpiece 42. On the other hand, a contact piece 24b extending from the negative electrode (-) of the electrolytic machining pulse power supply 24 is connected to the electrode tool 43,
An energizing switch 26 for turning on / off the electrolytic machining pulse power supply 24 is provided in the middle of the extension. The output voltage of the pulse power supply 24 for electrolytic machining in the present embodiment is set to a voltage at which the current density on the electrode tool surface between the electrode tool 43 and the cylindrical workpiece 42 becomes, for example, 40 A / cm 2. Have been.
【００３９】また、電解液貯蔵タンク３０とハウジング
４１との間を接続する電解液供給手段としての液供給管
５２及び液排出管５３のうち、液供給管５２は、電解液
貯蔵タンク５０からポンプ５４を介して前記ハウジング
４１の図示上側すなわち前記円筒状被加工物４２の上部
側のキャビティー内に開口するように接続されていると
ともに、液排出管５３は、ハウジング４１の図示下側す
なわち前記円筒状被加工物４２の下部側のキャビティー
内から電解液貯蔵タンク５０に向かって延出しており、
上記液供給管５２からハウジング４１内に供給された電
解液５１が、円筒状被加工物４２の上部側から当該円筒
状被加工物４２と電極工具４３の電極露出部４３ａとの
間の電解加工部Ｂを通って、円筒状被加工物４２の下部
側に抜け、そこから液排出管５３を通して電解液貯蔵タ
ンク５０内に回収されるように構成されている。The liquid supply pipe 52 of the liquid supply pipe 52 and the liquid discharge pipe 53 serving as an electrolyte supply means for connecting the electrolyte storage tank 30 and the housing 41 is connected between the electrolyte storage tank 50 and the pump. The liquid discharge pipe 53 is connected to the lower side of the housing 41, that is, the lower side of the housing 41, while being connected to the upper side of the housing 41, that is, into the cavity on the upper side of the cylindrical workpiece 42, via a 54. Extending from the lower cavity of the cylindrical workpiece 42 toward the electrolyte storage tank 50,
The electrolytic solution 51 supplied into the housing 41 from the liquid supply pipe 52 is subjected to electrolytic processing between the cylindrical workpiece 42 and the electrode exposed portion 43 a of the electrode tool 43 from above the cylindrical workpiece 42. It is configured to pass through the portion B to the lower side of the cylindrical workpiece 42, from which it is recovered through the liquid discharge pipe 53 into the electrolytic solution storage tank 50.
【００４０】その他の構成は、前述した実施形態と同様
であるので、対応する構成物に対して同一の符号を付し
て説明を省略するが、このような実施形態装置において
も上記実施形態と同様な電解加工方法を実施することが
でき、同様な作用・効果を得ることができ、円筒状被加
工物４２の内面に、文字・絵模様等が所定の深さにて形
成される。The other components are the same as those of the above-described embodiment, and the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. A similar electrolytic processing method can be performed, and a similar operation and effect can be obtained. Characters, pictures, and the like are formed at a predetermined depth on the inner surface of the cylindrical workpiece 42.
【００４１】なおこの場合には、電極工具４３の電極露
出部４３ａと円筒状被加工物４２とが、同心状に内外周
に位置において対向するように配置されているため、こ
れら両者の各対向面積どうしは、内周側及び周外側の配
置関係分だけ異なっている。従って、この両者の面積差
分だけ電流密度も異なることになるので、上述した目標
電解加工量を得るための総電気量すなわち円筒状被加工
物４２に印加すべき電圧及び総通電時間を設定するに当
たっては、予め求めておいた関係データに対して、上記
両者の面積差に対応する補正を行うことが必要となる。In this case, since the electrode exposed portion 43a of the electrode tool 43 and the cylindrical workpiece 42 are concentrically disposed so as to oppose each other at the inner and outer peripheries, the opposing surfaces of the two are opposed to each other. The areas differ from each other by an arrangement relationship between the inner peripheral side and the outer peripheral side. Therefore, the current density is also different by the area difference between the two, so that in setting the total amount of electricity for obtaining the above-described target electrolytic machining amount, that is, the voltage to be applied to the cylindrical workpiece 42 and the total energizing time. It is necessary to perform a correction corresponding to the above-mentioned area difference on the relation data obtained in advance.
【００４２】以上本発明者によってなされた発明の実施
形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形可能であるというのはいうまでもない。例えば、上
述した実施形態では、通電スイッチ２６のオン・オフ動
作をタイマー手段によって行っているが、電解加工用パ
ルス電源からの出力パルスをカウントし、その総パルス
数に基づいて通電スイッチ２６のオン・オフ動作を行わ
せるように構成することもできる。Although the embodiments of the present invention made by the inventor have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say. For example, in the above-described embodiment, the on / off operation of the energizing switch 26 is performed by the timer means. However, output pulses from the electrolytic machining pulse power source are counted, and the energizing switch 26 is turned on and off based on the total number of pulses. -It can also be configured to perform an off operation.
【００４３】また本発明は、上述したＳＵＳ材や銅以外
の金属材料に対する電解加工についても同様に適用する
ことができ、あらゆる種類の形状加工に対しても同様に
適用することができる。The present invention can be similarly applied to the electrolytic processing of the above-mentioned metal materials other than the SUS material and copper, and can be similarly applied to all types of shape processing.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる電解微
小溝加工方法及び装置は、加工すべき微小溝形状の電極
露出部を備えた電極工具と被加工物とを所定の加工間隙
をもって相対的に不動状態に固定し、電極工具を動かす
ことなく微小溝加工を行うことによって電極工具の送り
込み誤差による微小溝加工精度の低下を防止するととも
に、電解加工用電源から与えられる電気量を計測し、予
め求めた微小溝加工に要する総電気量と加工量との関係
に基づいて被加工物の微小溝形状電解加工量を制御する
ことによって最終加工量を正確に得るように構成したも
のであるから、被加工物への微小溝加工量を精度良く制
御してサブミクロン程度の高精度微小溝加工を容易に得
ることができる。As described above, the method and the apparatus for machining an electrolytic micro-groove according to the present invention provide an electrode tool having an electrode exposed portion having a micro-groove shape to be machined and a workpiece with a predetermined machining gap. In order to prevent a decrease in precision of micro-groove machining due to electrode tool feeding errors by performing micro-groove machining without moving the electrode tool, it measures the amount of electricity supplied from the electrolytic machining power supply. The final machining amount is accurately obtained by controlling the micro-groove shape electrolytic machining amount of the workpiece based on the relationship between the total amount of electricity and machining amount required for the micro-groove machining determined in advance. Therefore, it is possible to easily control the amount of micro-groove processing on the workpiece with high precision, thereby achieving high-precision micro-groove processing on the order of submicron.
【００４５】従って本発明によれば、切削加工等のよう
な高コスト加工によらねばならなかった微小溝加工を電
解加工によって低コストで実現することができ、また転
造加工等ではできない微小溝形状も本発明にかかる電解
加工によって容易かつ高精度でしかも低コストで加工す
ることができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize, at a low cost, microgroove machining, which had to be performed by high-cost machining such as cutting, etc., and to perform microgroove machining which cannot be performed by rolling or the like. The shape can be processed easily, with high precision, and at low cost by the electrolytic processing according to the present invention.
【図１】本発明の一実施形態にかかる電解微小溝加工装
置を表した原理的説明図である。FIG. 1 is a principle explanatory view showing an electrolytic micro grooving apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置に用いられている電極工具を表した
平面説明図である。FIG. 2 is an explanatory plan view showing an electrode tool used in the apparatus of FIG. 1;
【図３】図１の装置に用いられている電解液の循環系を
表した系統説明図である。FIG. 3 is a system explanatory diagram showing a circulation system of an electrolytic solution used in the apparatus of FIG. 1;
【図４】加工材料としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
を採用した場合についての電流密度と印加電圧との関係
を予め求めたデータ線図である。FIG. 4 Stainless steel (SUS304) as processing material
FIG. 9 is a data diagram in which a relationship between a current density and an applied voltage in a case where is adopted is obtained in advance.
【図５】加工材料として銅を採用した場合についての電
流密度と印加電圧との関係を予め求めたデータ線図であ
る。FIG. 5 is a data diagram in which a relationship between a current density and an applied voltage in a case where copper is employed as a processing material is obtained in advance.
【図６】加工材料としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
を採用した場合についての電圧と単位時間当たりの加工
深さとの関係を予め求めたデータ線図である。FIG. 6: Stainless steel (SUS304) as processing material
FIG. 9 is a data diagram in which a relationship between a voltage and a processing depth per unit time in a case where is adopted is obtained in advance.
【図７】所定の条件下における加工時間と加工深さとの
関係を表した予め求めたデータ線図である。FIG. 7 is a previously obtained data diagram showing a relationship between a processing time and a processing depth under a predetermined condition.
【図８】流れ方向の位置による加工量の差異を目標値１
０μｍからの誤差として測定した結果を表した平面説明
図である。FIG. 8 shows a difference in machining amount depending on a position in a flow direction as a target value 1
FIG. 9 is an explanatory plan view showing a result measured as an error from 0 μm.
【図９】本発明の他の実施形態にかかる電解微小溝加工
装置を表した原理的説明図である。FIG. 9 is a principle explanatory view showing an electrolytic micro grooving apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の更に他の実施形態にかかる電解微小
溝加工装置を表した原理的説明図である。FIG. 10 is a principle explanatory view showing an electrolytic micro grooving apparatus according to still another embodiment of the present invention.
【図１１】一般の電解加工装置を表した原理的説明図で
ある。FIG. 11 is a principle explanatory view showing a general electrolytic processing apparatus.
２２，４２ 被加工物 ２３，４３ 電極工具 Ａ，Ｂ 電解加工部 ２４ 電解加工用パルス電源 ２５ 電流計 ２６ 通電スイッチ ２７ タイマー ２８ 電気量演算手段（加工制御手段） ２９ 通電制御手段（加工制御手段） 22, 42 Workpiece 23, 43 Electrode tool A, B Electrolytic machining part 24 Pulse power supply for electrolytic machining 25 Ammeter 26 Energizing switch 27 Timer 28 Electric quantity calculation means (machining control means) 29 Energization control means (machining control means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小口 和明 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地 株式会 社三協精機製作所内 審査官 神崎 孝之 (56)参考文献 特開 昭63−272422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−22731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45819（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132440（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23H 3/00 B23H 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuaki Oguchi 5329 Shimosuwa-cho, Suwa-gun, Suwa-gun, Nagano Examiner at Sankyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. Takayuki Kanzaki (56) JP-A-50-22731 (JP, A) JP-A-58-45819 (JP, A) JP-A-4-13887 (JP, A) JP-A-53-132440 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B23H 3/00 B23H 3/02
Claims (5)
工物と、当該被加工物に加工される微小溝形状に対応し
た微小溝形状の電極露出部を有する電極工具と、を互い
に近接して対向配置するとともに、これら被加工物及び
電極工具を電解加工用電源の負極及び正極にそれぞれ接
続し、電極工具と被加工物との間に所定の電解液を流動
させながら通電することによって上記被加工物を前記微
小溝形状に対応して溶出させ微小溝の電解加工を行うよ
うにした電解加工方法において、 上記電極工具及び被加工物を所定の加工間隙をもって相
対的に不動状態に固定するとともに、前記電解加工用電
源から所定の時間間隔でパルス状電圧を出力することに
より、上記加工間隙を拡大させながら被加工物の加工を
行う方法であって、 当該電解加工用電源から与えられた総電気量を制御する
ことによって、被加工物における微小溝形状の電解加工
量を制御し、 前記電極工具と被加工物との間の通電電流値を計測して
電流密度を求め、予め求めておいた電流密度とミクロン
オーダーの加工深さとの関係データに基づいて前記総電
気量を算出する ようにしたことを特徴とする電解微小溝
加工方法。1. An object to be processed in which a predetermined micro-groove shape is electrolytically machined and an electrode tool having a micro-groove-shaped electrode exposed portion corresponding to the micro-groove shape to be machined in the workpiece are brought close to each other. The workpiece and the electrode tool are connected to the negative electrode and the positive electrode of the power source for electrolytic machining, respectively, and a current is supplied while flowing a predetermined electrolyte between the electrode tool and the workpiece. In the electrolytic processing method in which the workpiece is eluted in accordance with the shape of the micro-groove to perform electrolytic processing of the micro-groove , the electrode tool and the workpiece are fixed in a relatively immovable state with a predetermined processing gap. Output a pulsed voltage from the power source for electrolytic processing at predetermined time intervals.
The processing of the workpiece can be performed while expanding the processing gap.
A method of performing, by controlling the total quantity of electricity supplied from the electrolytic machining power supply, and controls the electrolytic processing amount of the fine groove shape in the workpiece, between the electrode tool and the workpiece Measure the current value
Calculate the current density and determine the current density and micron
Based on the data related to the machining depth of the order,
An electrolytic microgrooving method characterized by calculating an air volume .
物と、当該被加工物に加工される微小溝形状に対応した
微小溝形状の電極露出部を有する電極工具と、を互いに
近接して対向配置するとともに、これら被加工物及び電
極工具を電解加工用電源の負極及び正極にそれぞれ接続
し、電極工具と被加工物との間に所定の電解液を流動さ
せながら通電することによって上記被加工物を前記微小
溝形状に対応して溶出させ微小溝の電解加工を行うよう
にした電解加工方法において、 上記電極工具及び被加工物を所定の加工間隙をもって相
対的に不動状態に固定するとともに、前記電解加工用電
源から所定の時間間隔でパルス状電圧を出力することに
より、上記加工間隙を拡大させながら被加工物の加工を
行う方法であって 、当該電解加工用電源から与えられた総電気量を制御する
ことによって、被加工物における微小溝形状の電解加工
量を制御し、 前記 電解加工量の制御は、電極工具と被加工物との間の
通電を、目標加工量に対応した総電気量を得るための総
通電時間経過時に停止して行うようにしたことを特徴と
する電解微小溝加工方法。2. A workpiece in which a predetermined minute groove shape is electrolytically processed.
Object and the micro-groove shape to be machined on the workpiece
And an electrode tool having a micro-groove-shaped electrode exposed portion.
The work piece and the electrical
Connect the pole tool to the negative and positive electrodes of the power supply for electrolytic machining
And a predetermined electrolyte is flowed between the electrode tool and the workpiece.
The workpiece while applying power
Electrolytic machining of minute grooves by eluting according to the groove shape
In the electrolytic machining method described above, the electrode tool and the workpiece are separated with a predetermined machining gap.
And fixed to the stationary state,
Output a pulsed voltage from the source at predetermined time intervals.
The processing of the workpiece can be performed while expanding the processing gap.
A method of performing, controlling the total quantity of electricity supplied from the electrolytic machining power source
Electro-machining of minute grooves on workpieces
To control the amount, the electrolytic processing of control, the energization between the electrode tool workpiece to perform stop when the total energization time for obtaining the total quantity of electricity corresponding to the target processing amount An electrolytic microgroove machining method, characterized in that:
電解加工される被加工物と、当該被加工物に近接対向配
置され上記微小溝形状に対応した微小溝形状の電極露出
部を有する電極工具と、これら電極工具及び被加工物の
間に所定の電解液を流動させる電解液供給手段と、を備
え、 上記被加工物及び電極工具を前記電解加工用電源の負極
及び正極にそれぞれ接続し、これら電極工具と被加工物
との間に電解液を流動させながら通電することによって
上記被加工物を前記微小溝形状に対応して溶出させ電解
加工を行うように構成した電解微小溝加工装置におい
て、 所定の加工間隙をもって相対的に不動状態に固定した電
極工具及び被加工物と、 所定の時間間隔でパルス状電圧を出力することにより、
上記加工間隙を拡大させながら被加工物の加工を行う電
解加工用電源と、 前記電解加工用電源から与えられた総電気量を制御する
ことによって、被加工物における微小溝形状の電解加工
量を制御する加工制御手段と、を備え、 前記加工制御手段は、電極工具と被加工物との間の通電
電流値を計測して電流密度を求め、予め求めておいた電
流密度とミクロンオーダーの加工深さとの関係データに
基づいて微小溝加工に必要な総電気量を算出する電気量
演算手段を有する ことを特徴とする電解微小溝加工装
置。3. A power supply for electrolytic machining, a workpiece to be subjected to electrolytic machining of a predetermined minute groove shape, and an electrode exposed portion of the minute groove shape which is disposed in close proximity to the workpiece and corresponds to the minute groove shape. And an electrolytic solution supply means for flowing a predetermined electrolytic solution between the electrode tool and the workpiece. The workpiece and the electrode tool are respectively provided as a negative electrode and a positive electrode of the power supply for electrolytic processing. An electrolytic micro-groove configured to connect and perform an electro-machining by eluting the workpiece corresponding to the micro-groove shape by applying an electric current while flowing an electrolytic solution between the electrode tool and the workpiece. processing apparatus smell
Te, a relatively electrode tool and the workpiece fixed to the stationary state with a predetermined machining gap, by outputting a pulse voltage at a predetermined time interval,
By controlling the total amount of electric power supplied from the power source for electrolytic processing for processing the workpiece while enlarging the processing gap and the power source for electrolytic processing, the minute groove shape in the workpiece is controlled. Machining control means for controlling the amount of electrolytic machining of the workpiece , wherein the machining control means is configured to supply current between the electrode tool and the workpiece.
The current density is measured by measuring the current value, and the
For data related to flow density and micron order machining depth
Calculates the total amount of electricity required for microgroove machining based on
An electrolytic microgrooving apparatus comprising a calculating means .
電解加工される被加工物と、当該被加工物に近接対向配
置され上記微小溝形状に対応した微小溝形状の電極露出
部を有する電極工具と、これら電極工具及び被加工物の
間に所定の電解液を流動させる電解液供給手段と、を備
え、 上記被加工物及び電極工具を前記電解加工用電源の負極
及び正極にそれぞれ接続し、これら電極工具と被加工物
との間に電解液を流動させながら通電することによって
上記被加工物を前記微小溝形状に対応して溶出させ電解
加工を行うように構成した電解微小溝加工装置におい
て 、所定の加工間隙をもって相対的に不動状態に固定した電
極工具及び被加工物と、 所定の時間間隔でパルス状電圧を出力することにより、
上記加工間隙を拡大させながら被加工物の加工を行う電
解加工用電源と、 前記電解加工用電源から与えられた総電気量を制御する
ことによって、被加工物における微小溝形状の電解加工
量を制御する加工制御手段と、を備え、 前記 加工制御手段は、電極工具と被加工物との間の通電
を、目標加工量に対応した総電気量を得るための総通電
時間経過時に停止して電解加工量を制御する通電制御手
段を備えていることを特徴とする電解微小溝加工装置。4. A power supply for electrolytic processing and a predetermined minute groove shape
A workpiece to be subjected to electrolytic machining, and
Micro-groove-shaped electrode exposure corresponding to the above-mentioned micro-groove shape
Electrode tool with a part, these electrode tool and workpiece
And an electrolyte supply means for flowing a predetermined electrolyte therebetween.
For example, the workpiece and the negative electrode of the electrode tool power supply the electrolytic processing
And the electrode tool and the workpiece
By flowing electricity while flowing the electrolyte between
The work piece is eluted in accordance with the shape of the microgroove and electrolyzed.
In an electrolytic micro-grooving machine configured to perform machining
And fixed relatively immovable with a predetermined machining gap
By outputting a pulse-like voltage at a predetermined time interval with the pole tool and the workpiece ,
An electrode for machining the workpiece while enlarging the machining gap
Controlling the total amount of electricity supplied from the power supply for the solution processing and the power supply for the electrolytic processing
Electro-machining of minute grooves on workpieces
Comprising a machining control means for controlling the amount of the machining control means stops energizing between the electrodes tool workpiece, when the total energization time for obtaining the total quantity of electricity corresponding to the target processing amount An electrolytic micro-grooving apparatus characterized by comprising an energization control means for controlling the amount of electrolytic machining by means of the method.
演算手段により算出された設定時間経過時に通電を停止
するタイマー又はパルスカウント手段を有していること
を特徴とする電解微小溝加工装置。5. The micro-grooving process according to claim 4, wherein the energization control means includes a timer or a pulse counting means for stopping the energization when the set time calculated by the electric quantity calculation means elapses. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02034796A JP3230981B2 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrolytic microgrooving method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02034796A JP3230981B2 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrolytic microgrooving method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09192932A JPH09192932A (en) | 1997-07-29 |
| JP3230981B2 true JP3230981B2 (en) | 2001-11-19 |
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ID=12024602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02034796A Expired - Lifetime JP3230981B2 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrolytic microgrooving method and apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102941383B (en) * | 2012-09-28 | 2015-05-20 | 南京航空航天大学 | Thinning and electrolytic machining device for inner wall of static cutter cover of shaver and machining process method of device |
| CN111136354B (en) * | 2019-12-31 | 2020-12-25 | 安徽工业大学 | Electrolytic machining method for tool cathode for electrolytically machining variable cross-section micro groove |
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- 1996-01-11 JP JP02034796A patent/JP3230981B2/en not_active Expired - Lifetime
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