JP3383815B2 - 放電加工用パイプ電極およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電穿孔加工に使
用する長尺状パイプ電極の製造方法、特に、加工液を一
端から高圧で注入し、他端から加工部へ吐出して、高速
での細深孔の放電加工を可能とする極細パイプ電極およ
びその製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】上記した高速での細深孔（形状比Ｌ／Ｄ
〔Ｌ：加工孔の深さ、Ｄ：加工孔の径〕が５以上１００
０以下）の放電加工については、例えば、特公平２−５
５２７号公報に外径が約φ１．０ｍｍ以下、約φ０．１
ｍｍ以上の長尺パイプ電極を使用する場合につき詳しく
開示されている。そして上記公報記載のものは、加工液
として主として水系加工液を使用するものであるが、加
工液として鉱物油系のものを使用した場合にも、加工部
に必要量を供給し、かつ加工部から加工屑等を外部に排
出し得る加工液供給状態とすることにより、円滑な細深
孔の放電加工が可能なことが知られている。

【０００３】又、上記公報によれば、パイプ電極とし
て、外径φ０．５ｍｍ、内径約φ０．２７５ｍｍ（肉厚
約０．１ｍｍ）、長さ約４００ｍｍと、外径φ０．３ｍ
ｍ、内径φ０．１５ｍｍ（肉厚約０．０７５ｍｍ）、長
さ約１５０ｍｍの各銅パイプ電極を使用しているが、か
かる仕様の銅パイプ電極は極めて高価なものであったと
思われる。

【０００４】近時、上述細深孔の放電加工が広く普及
し、電極販売業者等より入手可能な銅又は黄銅製等のパ
イプ電極φ０．１ｍｍ〜φ０．５ｍｍのものの標準的な
寸法仕様は、大凡表１に記載の如きものである。なお、
各パイプ電極の長さは、約２００ｍｍ〜４００ｍｍであ
り、又表中の数値の単位は「ｍｍ」である。又、各寸法
のパイプ電極の、外形寸法に対する内径（肉厚）寸法の
関係は、加工テストにより、経験的に決められたものと
言われている。

【０００５】

【表１】

【０００６】しかして、これらの仕様のパイプ電極は、
かなり高価であるから、大量に使用、及び販売する場合
には、上記よりも寸法仕様の大きい銅母管のコイルを入
手して、所定の寸法仕様に多段の抽伸加工をし、得られ
た所定寸法の伸管コイルから仕上げ矯正機で直管に仕上
げながら所定長にカットして製作するようにしている。

【０００７】具体的には、例えば、φ０．５ｍｍの銅パ
イプ電極の場合には、外径φ１．０ｍｍ、内径φ０．６
２ｍｍ（肉厚０．１９ｍｍ）の銅母管コイル、又φ０．
３ｍｍの銅パイプ電極の場合には、外径φ０．８ｍｍ、
内径φ０．６２ｍｍ（肉厚０．０９ｍｍ）の銅母管コイ
ルを入手して、多段の抽伸加工に供することになるが、
銅母管をダイスを通して引き、外径を減少させると、中
が中空であるため、外径の減少率に比べ徐々に肉厚が厚
くなってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述外径がφ０．３ｍ
ｍよりも小さいφ０．２５ｍｍ、φ０．２ｍｍ、φ０．
１５ｍｍ、更にはφ０．１ｍｍ等の小径の電極は、例え
ば前述の外径φ０．３ｍｍに抽伸加工されたものを母管
として更に抽伸加工されることになるが、入手可能な母
管の肉厚（外径に対する内径の割合）によっては、上述
外径φ０．３ｍｍ及びφ０．５ｍｍのパイプ電極の製作
入手は満足し得るとしても、それらを更に抽伸加工した
より小径のパイプ電極では、肉厚が厚くなり、即ち、外
形寸法に対する内径寸法が小さくなり、加工液の供給、
吐出量が所望に得られず、放電加工性能を害するという
問題があった。

【０００９】表２及び表３は、前記外径φ０．３ｍｍ及
びφ０．５ｍｍの各銅パイプ電極を前述外径φ０．８ｍ
ｍ及びφ１．０ｍｍの銅母管から夫々多段の抽伸加工に
より伸管製作した抽伸加工の各工程と各加工に於ける寸
法数値を示したものである。

【００１０】

【表２】

【００１１】

【表３】

【００１２】上記銅母管の場合、特に外径φ０．３ｍｍ
銅パイプ電極製作用の外径φ０．８ｍｍの銅母管の場合
は、前述した内径φ０．０６２ｍｍ、即ち、肉厚０．０
９ｍｍよりも肉厚の薄い母管は、普通にはないから、外
径φ０．３ｍｍよりも細いφ０．２５ｍｍ又はそれ以下
の細い銅パイプ電極を、上記抽伸加工したφ０．３ｍｍ
の伸管を母管として、更に抽管加工により製作しようと
しても、上記φ０．３ｍｍの伸管は既に肉厚が約０．０
９ｍｍであるから、肉厚が同時に減少する抽伸加工をす
るか、抽伸加工以外に肉厚減少の加工工程を導入するこ
とが必要となる。そして、このことは、上記外径φ１．
０ｍｍの銅母管から多段の抽伸加工により製作した外径
φ０．５ｍｍのコイルを母管として、外径φ０．５ｍｍ
より細いパイプ電極を製作しようとする場合には、肉厚
が既に約０．１６ｍｍ、内径φ０．１８ｍｍであるか
ら、前記表１を見るまでもなく、より深刻なことが明ら
かである。

【００１３】而して、上述のような微小径の銅母管、パ
イプの肉厚を減少させる加工処理方法としては色々考え
られるので、少し詳しく検討することとする。

【００１４】先ず、銅母管を電気炉中で加熱した状態と
して重り等により引張り伸ばす方法であるが、パイプ全
体は細くなるが肉厚は殆ど減らず、更に問題なのは、均
一に細くならず採用できないものであった。

【００１５】次に、銅母管の中に液体（加工液）を入れ
密閉した状態として、ダイス引きする方法であるが、結
果として肉厚が殆ど減らないことと、液漏れ問題等作業
性が悪く、かつ封入液体の液圧をコントロールして引か
なければならないが、作業的に極めて難しい。

【００１６】次に、銅母管にバックテンション（後方へ
引張る力）を与えた状態で複数回空引きする方法であっ
て、上述外径φ０．３ｍｍ及びφ０．５ｍｍに伸管され
た母管に適用したが、肉厚は０．０７ｍｍ以下になら
ず、肉厚減少のためにバックテンションの力を大きくす
ると、母管が切れ、製作手法としては向いてないようで
ある。

【００１７】次に、抽伸加工による伸管の速度を増大し
て行なう方法であるが、これは、肉厚の減少にある程度
効果があるものの、軸方向に肉厚バラツキが出るだけで
なく、母管がきれやすく、実用は難しい。

【００１８】又、次に、抽伸加工による減面率を４５％
強の殆ど最大にして引く方法であるが、これはかなり効
果があり、前述表２及び表３の、特に表２の外径φ０．
４ｍｍ〜φ０．３ｍｍに引くときに利用しているように
肉厚減少効果を生ずるので、有力であるが、外径がφ
０．３ｍｍ前後程度以下の母管に適用すると、母管が小
さいことによる引張り強度の低下があり、切れてしまっ
て引くことができない。

【００１９】そして、抽伸加工の慣用手段であるフロー
ティングプラグを入れて引く方法であるが、減面率がそ
れ程大きくない、例えば１５％位でも、母管がプラグの
出口で切れてしまい、このため引張りをドローベンチ方
式等とすると共に、減面率を低下させ、一回引き当りの
肉厚の減少を約２〜３μｍずつ程度に小さくして繰り返
すようにすれば可能性はあるかと思われるが、作業性が
悪く、価格的にも、又大量生産にも向かないものと思惟
される。

【００２０】本発明は、外径がφ０．３ｍｍよりも小さ
いパイプ電極の母管コイルからの抽伸加工による伸管製
作に於て、長尺棒状体のパイプ電極としての剛性を保ち
ながら、加工液を加工継続可能な状態に供給吐出可能な
内径、外径寸法に対する内径率を保つように、換言すれ
ば、肉厚を所定に減少させて前記内径率を有するパイプ
電極を、効率的に作業性良く、かつ大量生産に適し、格
別高価とすることなく製作することができる極細パイプ
電極およびその製造方法を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前述の本発明の目的は、
（１）パイプ状素材から抽伸加工により伸管することに
よって放電加工用の長尺極細のパイプ電極を製造する方
法に於て、多段の抽伸加工工程中又は最終段の抽伸加工
工程後、電解加工液中で前記伸管パイプ素材を正極とし
て通電する肉厚減少の電解加工工程を設けて成る放電加
工用パイプ電極の製造方法とすることにより、又、
（２）前記電解加工工程は、電解加工液槽中に、長尺材
の軸方向通路を形成するように電解液中に浸漬して設け
た電極中を、伸管長尺パイプ素材が一方端から他端へ連
続的に挿通通過する迄の間に行われる前記（１）に記載
の放電加工用パイプ電極の製造方法とすることにより、
又、（３）前記電解加工による肉厚減少加工工程後、パ
イプ素材をダイスで１回以上空引き伸管加工して、表面
面質を整えると共に寸法精度を仕上げることを特徴とす
る前記（１）、又は（２）に記載の放電加工用パイプ電
極の製造方法とすることによって、よりよく達成される
ものである。更に本発明の目的は、（４）パイプ状素材
から抽伸加工により伸管することによって製造された放
電加工用の長尺極細のパイプ電極に於て、多段の抽伸加
工工程中又は最終段の抽伸加工工程後、電解加工液中で
前記伸管パイプ素材を正極として通電する電解加工工程
によって肉厚減少して製造される放電加工用パイプ電極
によって、よりよく達成されるものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、前述入手可能な、外径φ
０．８ｍｍ、肉厚０．０９ｍｍの銅パイプ母管から、外
径φ０．２ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍ、長さ３００ｍｍ
の、前述標準的な製品仕様の放電加工用パイプ電極を、
バックテンションを掛けた状態で所定寸法のダイスに通
して引く抽伸加工と電解加工による肉厚減少加工との併
用により製作する本発明の一実施例の製造工程説明図で
ある。

【００２３】工程１Ｓで、前記外径φ０．８ｍｍ、肉厚
０．０９ｍｍの購入銅母管から空引き抽伸加工を始め、
１抽伸加工工程当り、外径を０．１ｍｍずつ減じ、工程
４Ｓ迄で外径φ０．５ｍｍ、肉厚０．０８５ｍｍに加工
されているが、その間肉厚は殆ど変化、特に減少変化し
ていない。

【００２４】そして、このまま、外径φ０．２ｍｍ迄抽
伸加工により伸管加工を徐々に行なって行ったとして
も、既に前述表２で示したように、目標とする肉厚（内
径）を持ったパイプ電極が得られる可能性は少ない。

【００２５】それで、ここの工程４Ｓから工程５Ｓの間
で、後述する電解加工Ｅ１を行ない、母管の肉厚を約
０．０３５〜０．０４ｍｍ減少させて、工程５Ｓの外径
約φ０．４ｍｍ、肉厚約０．０５ｍｍの母管とする。な
お、この場合、電解加工による母管表面は、使用電解液
の種類や液温、及び電解加工電流密度等の電解加工条件
にもよるが、目標加工寸法と図１の工程４Ｓから５Ｓへ
の加工工程に於ける表記寸法には誤差があり、大凡の値
で一致していない。

【００２６】そして、この得られた外径約φ０．４２〜
０．４３ｍｍの肉厚減少母管を、工程５Ｓの空引きで外
径約φ０．４ｍｍ、肉厚約０．０５ｍｍの母管に調整精
度出しした後、バックテンションを掛けた状態で、所定
寸法のダイスによって引く抽伸加工の空引きを工程６Ｓ
から８Ｓ迄３回行なったところ、加工硬化して表面が滑
らかとなり、外径φ０．２ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍの前
述標準的な寸法仕様の長尺の硬い母管が得られるので、
これを回転式等の直線抗引仕上げ矯正機で直管に直しな
がら所望の長さに切断するものである。

【００２７】加工工程９Ｓ及び１０Ｓは、外径が上記φ
０．２ｍｍよりも小さいパイプ電極を製作する工程を説
明するためのもので、この実施例説明図の場合は、前述
外径φ０．２ｍｍのパイプ電極を製作する製作工程で、
上記工程６Ｓの外径φ０．３ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍの
母管を製作した所で、肉厚を片側で約０．０１ｍｍ減じ
て約０．０４ｍｍとする２度目の電解加工工程Ｅ２によ
って加工処理し、工程９Ｓの外径約０．２ｍｍ、肉厚約
０．０４ｍｍの母管を得、これを前述バックテンション
を掛けた複数回の空引き抽伸加工により、加工硬化させ
ながら表面面質の調整と寸法精度出しを行ない、工程１
０Ｓの外径φ０．１５ｍｍ、肉厚０．０４ｍｍの伸管を
得、これを前述の如く直線矯正して所望長さに切断し、
上記工程１０Ｓに記載の寸法仕様の銅パイプ電極を得る
ようにするものである。なお、上述の場合の抽伸加工工
程に於いては、母管の硬さや肉厚のばらつき程度等によ
り、減面率の大きい加工とした方が、肉厚の増加がない
場合があるので、かかる場合には、例えば、工程１Ｓの
外径φ０．８ｍｍから、一抽伸加工で、工程３Ｓの外径
φ０．６ｍｍの母管へと加工することがあるもので、工
程数や各工程での減径量等は所望により変更実施される
ものである。

【００２８】上述の抽伸加工途中の長尺母管に対し、連
続的に肉厚減少の電解加工を行なう一実施例を、図２の
上面図、図３の側断面図、及び図４の部分断面図により
説明すると、１は全体の架台で、上段に電解加工槽２と
水洗槽３とが、母管４を連続的に送って肉厚減少の加工
をする架台１の長さ方向に設置され、下段には上記上段
に合わせて電解加工液を加工槽２に供給循環させる電解
液供給装置５と水洗用の水を水洗槽３に浄化して供給循
環させる洗浄水供給装置６が設けられる。

【００２９】７は、例えば、図１工程６Ｓの外径φ０．
３ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍの母管４を巻回貯蔵するボビ
ンで、架台１の母管４送り出し側の左端に取り付けら
れ、該送り出し母管４は、電解加工用電源８の正極端子
に接続された通電ローラ９と接触給電されて電解加工槽
２に到り、母管の送り移動方向に複数個が連結して設け
られた電源８負極端子接続の電極装置１０の電極１０Ａ
と電解液中浸漬状態で所定の間隔を保って走行通過し、
ガイドローラ１１を介して水洗槽３に到り、所定水洗
後、サーボモータ１２Ａ付巻取りドラム１２により引張
られた母管４は、巻取りボビン１３に巻き取られ、かく
して電解加工により肉厚減少加工が為されたボビン１３
巻き取り母管４は、次工程の抽伸加工へ廻されることに
なる。

【００３０】図示実施例の場合、電解加工槽２と水洗槽
３は、夫々内槽２Ａ，３Ａと、外槽２Ｂ，３Ｂの２重構
造となっていて、夫々液及び水が外槽２Ｂ，３Ｂから外
部へ溢流することなく、内槽２Ａ，３Ａからの溢流液及
び水を各外槽２Ｂ，３Ｂで受けて、夫々供給装置５，６
に流下帰還するように構成されている。

【００３１】そして、電解液供給装置５は、加工槽２の
内槽２Ａ内電解液を所定の濃度で、所定以下の汚染度、
及び所定の一定温度を保つよう電解加工液を循環させる
ものであり、他方の洗浄水供給装置６は、洗浄槽３の内
槽３Ａ内に設けた多数の噴射ノズル等を有する洗浄樋１
４内を通過する間に電解加工された母管４を洗浄し、溢
流洗浄水を外槽３Ｂで受けて供給装置６に帰還され、浄
化処理して再使用される構成となっている。

【００３２】又、電解用電極１０Ａは、ステンレスの板
から成り、該電極板を内槽２Ａの上縁両側に対向すると
共に長さ方向に沿って設けられ、それ等は電気的に接続
してある。

【００３３】而して、前述母管４の肉厚減少電解加工に
使用する電解液としては、上記母管４としては、銅又は
黄銅等の銅を主成分とする合金が主であるところから、
リン酸系電解液か又はクロム酸系の電解液が主で、例え
ば前者の、リン酸２５０ｍｌ、蒸留水５００ｍｌ、エタ
ノール２５０ｍｌ、プロノール５０ｍｌ、及び尿素５ｇ
の電解液仕様で、加工時間、加工効率、及び加工寸法精
度、そして液の濁度や液寿命等の点で良好な結果を得て
いるが、電解加工条件の選択設定によっては、塩化ナト
リウム（ＮａＣｌ）系や、亜硝酸及び／又は硝酸のカリ
又はソーダ系の電解液の使用が可能なようである。

【００３４】以上のようにすることにより、銅製のパイ
プで、例えば外径φ０．５ｍｍ、肉厚０．０９ｍｍのも
のを肉厚０．０７ｍｍに減少させるには、前記内槽２Ａ
のパイプ送り方向の長さを約１，１００ｍｍとすると、
電解加工電流約１．５Ａで、上記パイプを約１０ｍｍ／
ｍｉｎの速度で連続的に電解加工処理することができ、
かなりの大量処理が可能なことが判る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、抽伸加工による伸
管で、肉厚が減少する場合と増加する場合とがあり、何
れにしても肉厚の大幅減少は望めず、このため各径がφ
０．３ｍｍよりも小さい極細パイプ電極の場合、外径寸
法に対する内径率の大きいものの、特に大量製作に困難
があったのであるが、本発明によれば、多段の抽伸加工
の間に、特に途中の段階で、電解液中での電解による電
解加工で、パイプ肉厚の減少加工処理をして、肉厚をほ
ぼ独立で、所望の値に制御できるようにしたから、深細
孔の放電加工用パイプ電極として有用なものを効率的に
作業性良く、かつ大量生産により安価に提供することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造工程の説明図。

【図２】電解加工工程を実施する一実施例装置の構成を
説明するための上面図で、左側から（ａ），（ｂ）とつ
ながる構成である。

【図３】電解加工工程を実施する一実施例装置の構成を
説明するための側断面図で、左側から（ａ），（ｂ）と
つながる構成である。

【図４】 電解加工工程を実施する一実施例装置の構成を
説明するための部分の縦断面図。

【符号の説明】

１，架台 ２，電解加工槽 ２Ａ，３Ａ，内槽 ２Ｂ，３Ｂ，外槽 ３，水洗槽 ４，母管 ５，電解液供給装置 ６，洗浄水供給装置 ７，貯蔵ボビン ８，電解加工用電源 ９，通電ローラ １０，電極装置 １０Ａ，電解電極 １１，ガイドローラ １２，巻取りドラム １２Ａ，巻取りサーボモータ １３，巻取りボビン １４，洗浄樋

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ状素材から抽伸加工により伸管す
   ることによって放電加工用の長尺極細のパイプ電極を製
   造する方法に於て、多段の抽伸加工工程中又は最終段の
   抽伸加工工程後、電解加工液中で前記伸管パイプ素材を
   正極として通電する肉厚減少の電解加工工程を設けて成
   ることを特徴とする放電加工用パイプ電極の製造方法。
2. 【請求項２】 前記電解加工工程は、電解加工液槽中
   に、長尺材の軸方向通路を形成するように電解液中に浸
   漬して設けた電極中を、伸管長尺パイプ素材が一方端か
   ら他端へ連続的に挿通通過する迄の間に行われるもので
   あることを特徴とする請求項１に記載の放電加工用パイ
   プ電極の製造方法。
3. 【請求項３】 前記電解加工による肉厚減少加工工程
   後、パイプ素材をダイスで１回以上空引き伸管加工し
   て、表面面質を整えると共に寸法精度を仕上げることを
   特徴とする請求項１、又は２に記載の放電加工用パイプ
   電極の製造方法。
4. 【請求項４】 パイプ状素材から抽伸加工により伸管す
   ることによって製造された放電加工用の長尺極細のパイ
   プ電極に於て、多段の抽伸加工工程中又は最終段の抽伸
   加工工程後、電解加工液中で前記伸管パイプ素材を正極
   として通電する電解加工工程によって肉厚減少して製造
   されることを特徴とする放電加工用パイプ電極。