JP4624233B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、炭化水素系のベース油に所定量の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工に適する放電加工装置に関する。特に、放電加工に供された使用済の上記油系放電加工液を回収して再生処理し再度加工槽に供給する加工液供給装置を備えた放電加工装置に関する。

被加工物を放電加工液中に浸漬し、工具電極と被加工物とで形成される加工間隙に所定の電圧パルスを印加して放電を発生させ、放電エネルギにより被加工物から材料を除去して被加工物に所望の加工形状に加工する放電加工方法が知られている。被加工物から材料が除去されることにより発生する加工屑は、加工間隙に適度に存在している間、加工間隙に均等な放電を誘発させる。放電加工の進行にともなって加工間隙に比較的大きい加工屑が残留したり必要以上に多く加工屑が滞留するようになると、アーク放電のような異常放電が発生しやすくなるなどして放電加工の結果に悪い影響を与えるため、加工間隙に加工液噴流を噴射したり、工具電極にいわゆるジャンプ動作を与えるなど、種々の方法で加工屑を加工間隙から排出するようにされる。しかしながら、加工間隙の加工屑の管理は容易ではなく、加工形状によっては十分に放電加工液を排出させることができないことがある。

放電加工液は、大きく分けて油系放電加工液と水系放電加工液が知られており、それぞれ一長一短がある。油系放電加工液の場合は、水系放電加工液に比べて絶縁性が高いことから工具電極の形状をより精確に転写したりばらつきのない精密な加工面粗さを得る放電加工に有効であるが、放電加工液は放電による熱によって変質する。炭化水素系放電加工液の場合は、カルボン酸を含んだ脂肪酸のような酸化成分が多く含まれるようになる。このような酸化は、放電加工によって生み出される工具電極や被加工物の材料である銅や鉄のような金属加工屑による高温下の酸化触媒作用によってさらに進行する。

酸化した炭化水素系放電加工液中で放電加工を続けると、金属加工屑が酸化成分と反応を起こして金属錯体が生成される。酸化による金属錯体の生成は、分解カーボンの生成とともに油系放電加工液の経時劣化と考えられてきたが、この金属錯体が生成される作用を利用して、炭化水素系のベース油に特定の親油性の錯化剤を含有させた油系放電加工液を用い、この油系放電加工液中において工具電極と被加工物との加工間隙に放電パルスを発生させて放電加工を行なうようにする放電加工方法が考え出された（特許文献１参照）。この放電加工方法によると、金属加工屑が上記油系放電加工液中に金属錯体となって溶出し、加工間隙に残留する金属加工屑の量を低減したり小さな粒子にすることによって適度とし、放電状態を安定させて異常放電の発生を抑制し、優れた加工面を得ることができる。

ところで、放電加工を続けるに従って炭化水素系のベース油に含有させた錯化剤の成分が金属加工屑と反応して生成される金属錯体が増加して油系放電加工液中に含まれる金属錯体の濃度が高くなると、油系放電加工液の特性が変化する。また、未反応の錯化剤の成分が減少することで、金属錯体が生成される反応の活性が低下して金属加工屑を油系放電加工液中に溶出させにくくなる。このように、金属錯体の濃度が高くなり未反応の錯化剤の成分が著しく減少した油系放電加工液では、所期の安定した放電加工を続けることが難しくなる。また、加工条件によって錯化剤の濃度を調整することが必要になることがある。

一般に、放電加工装置は、放電加工に供された放電加工液を加工液貯留槽に回収した後、フィルタを通して放電加工液に含まれる金属加工屑を取り除いて清浄化して、再度加工槽に供給するようにした放電加工液を管理する加工液供給装置を備えている（特許文献２参照）。そのため、一回の放電加工ごとに放電加工液を交換して廃棄する必要がなく、放電加工液を繰返し放電加工に供することができる。

しかしながら、炭化水素系のベース油に錯化剤を含有する油系放電加工液を使用する放電加工では、金属加工屑の金属は油系放電加工液中に金属錯体として含まれているので、上記加工液供給装置の構成では、放電加工液中に溶出している金属だけを適切に取り除くことが困難である。また、金属錯体が多く形成されると未反応の錯化剤の成分が減少するが、新たに錯化剤を注ぎ足すと油系放電加工液全体に含まれる錯化剤の成分は増加してしまい実質的な錯化剤の濃度を著しく変えてしまう。そのため、炭化水素系のベース油に錯化剤を含有する油系放電加工液を使用する放電加工では、所定時間放電加工に供されて金属錯体が増加した油系放電加工液を所定量の錯化剤を含有する新たな油系放電加工液に交換する必要がある。

特開２００４−２８３９８７号公報 特公昭６０−３９３４号公報

このとき、炭化水素系放電加工液は消防法で規定される油であるとともに、簡便に金属錯体を生成できる錯化剤の多くは有機溶媒であって取扱いと廃棄に注意が必要な化学物質であるから、交換して不要になった油系放電加工液は適切に廃棄処理されなければならない。したがって、廃棄処理をする油系放電加工液の量が多くなると、作業者にとって交換作業が繁雑になるとともに廃棄処理に要する費用もより多く必要とする。また、有機溶媒の多くは、環境に悪影響を与えるものであるところから、近年使用が制限されるようになってきており、できる限り廃棄処理しなければならない油系放電加工液を減らすことが望まれる。

本発明は、所定量の錯化剤を含有する油系放電加工液をより長く放電加工に供することができる新規な放電加工装置を提供することを目的とする。特に、上記油系放電加工液を再生処理して供給することができる新規な放電加工装置を提供することを目的とする。本発明が有するいくつかの有利な点は、発明の実施の形態を説明において詳細に記述される。

本発明の放電加工装置は、炭化水素系のベース油に所定量の親油性の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工を実施する放電加工装置において、加工槽（１０）と、油系放電加工液中に生成された金属錯体から抽出溶媒によって金属を分離して金属のみを取り除く錯体分離装置（２０）と、放電加工に供された油系放電加工液を加工槽から錯体分離装置に送液する回収管路（４０）と、錯体分離装置（２０）に貯留された油系放電加工液を加工槽（１０）に送液する供給管路（３０）と、を備える。

具体的には、錯体分離装置（２０）は、油系放電加工液と、金属錯体の金属と反応して金属錯体から金属を抽出する性質を有し油系放電加工液に非溶性かつ油系放電加工液と比重の異なる抽出液と、を層状に貯留する分離槽（２１）で構成される。好ましくは、金属錯体の抽出溶媒である抽出液は、油系放電加工液よりも比重が大きいものとし、特に、水または水に添加物が含まれる水溶液であることが望ましい。また、水または水溶液に特定の金属と反応し当該金属を抽出させる添加剤を加える。また、特定の金属が鉄であるとき、水に鉄イオンが水酸化イオンよりも反応しやすい成分を含む添加剤を加える。

好ましくは、錯体分離装置（２０）が分離槽（２１）に設けられ上記抽出液を加振または攪拌する反応促進手段（８０）を含んでなる。また、供給管路（３０）ないしは回収管路（４０）に油系放電加工液から金属加工屑を除去するフィルタ（Ｆ１）ないしはフィルタ（Ｆ２）を設けてなる。

本発明の他の放電加工装置は、炭化水素系のベース油に所定量の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工を実施する放電加工装置において、上記油系放電加工液が被加工物（３）を浸漬するように上記油系放電加工液を貯留する加工槽（１０）と、上記油系放電加工液と水とを比重分離貯留する分離槽（２１）からなる錯体分離装置（２０）と、放電加工に供された上記油系放電加工液を加工槽（１０）から錯体分離装置（２０）の水に混入するように送液する回収管路（４０）と、錯体分離装置（２０）に貯留された上記油系放電加工液を加工槽（１０）に送液する供給管路（３０）と、を備える。

好ましくは、供給管路（３０）に設けられ上記油系放電加工液に残留する水分を除去する水分除去装置（６０）を含んでなる。

また、上述した本発明の放電加工装置は、錯体分離装置（２０）によって金属錯体から金属が取り除かれた上記油系放電加工液を貯留する貯留槽（５０）を含み、供給管路（３０）が上記油系放電加工液を錯体分離装置（２０）から貯留槽（５０）に送液する第１の供給管路（３１）と上記油系放電加工液を貯留槽（５０）から加工槽（１０）に送液する第２の供給管路（３２）とからなる。また、加工槽（１０）からの放電加工に供された上記油系放電加工液を貯留する貯留槽（５０）を含み、回収管路（４０）が上記油系放電加工液を加工槽（１０）から貯留槽（５０）に送液する第１の回収管路（４１）と、貯留槽（５０）から錯体分離装置（２０）に送液する第２の回収管路（４２）からなる。

本発明の放電加工装置の構成によると、加工槽から排出される錯化剤の濃度が低下した使用済の油系放電加工液の濃度を濃度管理装置によって所定の濃度にして再度加工槽へ供給することができる。その結果、放電加工を長時間中断させずに、錯化剤を含有する油系放電加工液による放電加工の利点を十分に生かした安定した放電加工を連続して実施することができる。また、錯化剤を含有する油系放電加工液の交換を減らし、作業を軽減するとともに、環境に対する影響を小さくする優れた効果を発揮する。

また、本発明の放電加工装置の構成によると、加工槽から金属錯体を多く含んだ油系放電加工液が錯体分離装置に送られて、金属錯体の特定の金属に反応する抽出溶媒によって金属錯体から金属のみが分離されて取り除かれ、錯化剤を含んだ油系放電加工液が再び加工槽へ供給される。したがって、油系放電加工液中に所定量含有させた錯化剤の成分の初期の濃度をあまり変化させずに油系放電加工液を連続して再生することができ、再生された油系放電加工液を再び放電加工に供することができるので、長時間にわたり油系放電加工液の特性を変化させず、あるいは金属錯体の生成能力の低下を可能な限り抑えることができる。その結果、放電加工を長時間中断させずに、錯化剤を含有する油系放電加工液による放電加工の利点を十分に生かした安定した放電加工を連続して実施することができる。また、錯化剤を含有する油系放電加工液の交換を減らし、作業を軽減するとともに、環境に対する影響を小さくする優れた効果を発揮する。

錯体分離装置は、油系放電加工液と抽出溶媒である抽出液とを層状に貯留する分離槽で構成されているので、放電加工によって発生した銅、鉄のような金属加工屑が錯化剤の成分と反応して生成された金属錯体を多く含む油系放電加工液を一度抽出液に接触させて貯留し、金属錯体の金属が抽出液と反応して金属が抽出され、錯化剤の成分と金属が分離される。したがって、錯体分離装置を比較的簡単かつ実用的な構成とすることができる。抽出液が油系放電加工液よりも比重が大きいと抽出液が分離槽の下層に滞留するので、分離抽出される金属をそのまま槽底に沈殿させても錯化剤の成分と再び反応して金属錯体が生成される可能性が低くなり、より簡単な構成にすることができ、金属加工屑もより確実に取り除くことができる。特に、取り除くべき特定の金属が加水分解しやすい金属であるときは、抽出液を水とすることができ、抽出液の管理がより容易になる。

錯体分離装置が分離槽に設けられ抽出液を加振または攪拌する反応促進手段を含んでなるときは、金属の抽出が促進され、より短時間かつ確実に油系放電加工液を再生することができる。錯体分離装置で金属錯体から金属が取り除かれた油系放電加工液から金属の加工屑を除去するフィルタが設けられているときは、金属錯体にならずに油系放電加工液中に残される金属加工屑および分解生成されたカーボンなどの不純物を取り除くので、油系放電加工液をよりよい再生状態で再度加工槽に供給することができ、より確実に安定した放電加工を実施できる。

また、本発明の放電加工装置の構成によると、加工槽の特定の金属錯体を多く含んだ油系放電加工液は、錯体分離装置の分離槽に送られ、分離槽の下層に貯留されている水に混入する。金属錯体の特定の金属は、水と反応して当該金属が抽出され、親油性を有する錯化剤は油系放電加工液に溶解し、油系放電加工液は時間とともに比重によって上層に移動する。抽出された特定の金属は、水酸化化合物もしくは別に添加される抽出溶媒の成分と結合した金属錯体となって水中に残り、あるいは金属粒子となって槽底に沈殿する。したがって、錯体分離装置を比較的簡単かつ実用的な構成にすることができるとともに、管理をより容易にすることができる。また、錯化剤を含有する油系放電加工液の交換を減らし、作業を軽減するとともに、環境に対する影響を小さくする優れた効果を発揮する。油系放電加工液に残留する水分を除去する水分除去装置が供給管路の中に設けられている場合、油系放電加工液の中に残留する水分をより確実に取り除くことができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態を示す概略構成図である。図１は、形彫放電加工装置の本機１と加工液供給装置２を示し、制御装置のような放電加工装置が一般的に具備するその他の付属装置は図示省略される。図２は、図１の放電加工装置の基本的な概念を示すブロック図である。図３は、別の実施の形態の概念を示すブロック図である。また、図４は、さらに別の実施の形態の概念を示すブロック図である。

本発明の放電加工装置は、炭化水素系のベース油に所定量の親油性の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工を実施する放電加工装置である。特定の金属を抽出するのに適当な錯化剤やその錯化剤を含有する油系放電加工液は、すでに述べられているように公知の技術であるから、詳細な説明を省略する。以下の説明では、特に明記されない限り炭化水素系のベース油に所定量の親油性の錯化剤を含有する油系放電加工液を示す。

本発明の放電加工装置は、図２に示されるように、本機１と、加工液供給装置２と、濃度管理装置３を備える。濃度管理装置３は、油系放電加工液に含まれる錯化剤の濃度を所定の濃度に維持する。実施の形態の放電加工装置は、具体的には、テーブル上に設けられる加工槽１０と、加工液供給装置２に設けられる錯体分離装置２０と、錯体分離装置２０と加工槽１０との間に設けられ、錯体分離装置２０に貯留された油系放電加工液を加工槽１０に送液する供給管路３０と、加工槽１０と錯体分離装置２０との間に設けられ、放電加工に供された使用済の油系放電加工液を加工槽１０から錯体分離装置２０に送液する回収管路４０と、を備える。

加工槽１０は、放電加工を実施するときに、被加工物４が所定の濃度に維持された油系放電加工液に浸漬されるように油系放電加工液を貯留する。錯体分離装置２０は、油系放電加工液に含まれる錯化剤の濃度を所定の濃度に維持する濃度管理装置３の具体的な例である。錯体分離装置２０は、錯化剤を含有する油系放電加工液中に生成された金属錯体から抽出溶媒によって金属のみを分離して取り除き、金属が分離された錯化剤の成分を油系放電加工液中に戻す。なお、Ｖ１はドレインバルブ、Ｐ１は供給ポンプ、Ｆ１は油系放電加工液に溶出していない残留金属加工屑や分解カーボンなどのスラッジを除去するフィルタである。

錯体分離装置２０は、具体的に、油系放電加工液と抽出溶媒である抽出液とを層状に貯留する分離槽２１で構成される。抽出液は、金属錯体の特定の金属と反応して金属錯体からその金属を抽出する性質を有し油系放電加工液に非溶性かつ油系放電加工液と比重の異なる抽出溶媒である。抽出液が金属錯体から金属を抽出するときの反応は、被加工物に主に含まれる金属とその金属に適合する錯化剤の成分とで形成される金属錯体の性質によって異なる。したがって、抽出液の具体的な成分は、少なくともその加工で使用される被加工物の材質と錯化剤の成分とで選定される。しかしながら、放電加工装置の構成上の問題としては、分離槽２１で構成される錯体分離装置２０は、抽出液が油系放電加工液と不作為の自然な状態でも分離して層状になる性質を有してさえいれば、抽出液の種類に制限を与えない。そのため、実施の形態に示される分離槽２１で構成される錯体分離装置２０は、錯体分離装置を比較的簡単かつ実用的な構成である利点を有する。

例えば、被加工物が鉄系の材料であって生成される金属加工屑が主に鉄であるときで、錯化材としてアセチルアセトンが選定される場合、抽出液を水にすることができる。水は、水に他の添加剤を加えた水溶液を含む。このとき放電加工にともなって油系放電加工液中に生成される金属錯体がアセチルアセトン鉄であるので、鉄イオンは水酸化イオンと結合し水酸化鉄となって容易に抽出され、アセチルアセトンは親油性であり油系放電加工液に溶解して戻る。図５に示された表１には、抽出溶媒として蒸留水２５ｍｌに、鉄７９．０５ｐｐｍを含む１０ｍｌの灯油を加えて１分間振盪した後に蒸留水と灯油を比重分離させ水相における鉄の濃度を原子吸光分析して測定し、有機相中の鉄の濃度に換算した結果が示される。

抽出液として水を利用できることは、安全性が高く環境に対する影響を小さくすることからも好ましいものである。ここで、処理するべき油系放電加工液の量が多いときは、油系放電加工液が必要最低限に再利用可能な状態に再生するまでの時間が長くなるので、その時間を短くすることができる。例えば、抽出する金属が主に鉄であるとき、水における２価および３価の鉄イオンの溶解度積はそれぞれ異なるものの鉄イオンに対する陰イオンである水酸化イオン濃度（ｐＨ）に左右され、水酸化イオン濃度が高いほど水に溶けるので、水に他の抽出溶媒、例えば、塩酸、クロロ酢酸、酢酸のような低ｐＨ（酸性）の抽出溶媒を添加剤として加えることによって水を低ｐＨとし、鉄を水により溶けるようにすることが可能である。したがって、水を低ｐＨとする措置を施すことによって、より短時間で油系放電加工液を再生することができ、別の観点からは、錯体分離装置の分離槽の大きさを小さくする利点がある。

鉄は、加水分解して水酸化鉄ができるが、その結果、水酸化イオン濃度が低下して高ｐＨとなり、錯体分離装置２０が油系放電加工液を再生する能力が低下する。そこで、好ましくは、別の添加物を加えて鉄を安定化させるようにする。鉄を安定化させる添加物としては、鉄のマスキング剤として知られている抽出溶媒を加えることが有効である。例えば、３価の鉄イオンに対しては、マスキング剤としてスルホサリチル酸やリン酸が知られている。図６に示される表２には、抽出溶媒として蒸留水２５ｍｌに、鉄７９．０５ｐｐｍを含む灯油１０ｍｌを加え、スルホサリチル酸またはリン酸を所定量添加して１分間振盪した後の水相の鉄の濃度を原子吸光分析して測定し、有機相中の鉄の濃度に換算した結果が示される。添加物を加えることにより中性領域でも鉄の抽出が促進され、特に、低ｐＨのスルホサリチル酸は極めて有効であることがわかる。

抽出液の比重が油系放電加工液よりも小さいときは、抽出液が上層に、油系放電加工液が下層に層状に分離貯留される。このとき、金属錯体から抽出された後に形成される金属粒子や金属化合物の比重が抽出液よりも大きいときは、時間差があるものの、抽出された金属は、やがて槽底に沈殿する。そうすると、金属加工屑が再び下層にある油系放電加工液の錯化剤の成分と反応するおそれが生じる。したがって、抽出液の比重が油系放電加工液よりも小さいときは、例えば、抽出液と油系放電加工液を透過させ金属粒子や金属化合物を通過させない膜材を分離槽２１の抽出液側に設けて金属粒子をその膜材上に堆積させるようにするなどして、金属加工屑だけを取り除けるように構成する。

油系放電加工液に含まれる金属錯体をより多く抽出液と接触させ反応させることで、金属を抽出して油系放電加工液を再生する速度をより速くすることができる。例えば、図４に示されるような錯体分離装置２０の分離槽２１に抽出液を十分に振盪することができる反応促進手段２２を設ける。反応促進手段２２は、例えば、リニアアクチュエータなどで分離槽２１を振動させる加振装置やスクリュを回転させて液をかき混ぜる攪拌装置でなる。反応促進手段２２は、実験において試験管の液体を振盪させることと同じ作用を分離槽２１に与えて、より短時間で油系放電加工液を再生することができる利点がある。

本発明の好適な実施の形態の放電加工装置は、図１に示されるように、本機１に設けられる加工槽１０と、加工液供給装置２に設けられる錯体分離装置２０、回収管路３０、供給管路４０と、を備える。また、実施の形態の放電加工装置は、加工液供給装置２に設けられる貯留槽５０と水分除去装置６０を有する。なお、符号Ｐはポンプ、符号Ｆはフィルタ、符号Ｖは電磁弁または手動弁である。

加工槽１０は、定盤上に取付固定される被加工物を収容する。所定の濃度で錯化剤を含有する油系放電加工液は、被加工物を浸漬するように加工槽１０に貯留される。放電加工中は、再生された新しい油系放電加工液が加工槽１０に供給され、放電加工に供された使用済の油系放電加工液は、濃度管理装置３である錯体分離装置２０に排出される。したがって、油系放電加工液は、放電加工装置の本機１と加工液供給装置２との間で循環している。循環する油系放電加工液は、図示しないオイルクーラで温度管理される。

炭化水素系のベース油に添加される錯化剤として、実施の形態では、実用上好ましいものとして、４シクロヘキサン酪酸を使用している。４シクロヘキサン酪酸は、引火点が７０℃と比較的高く火災の危険が小さい点、常温単体粉末で揮発しない反面ベース油に溶けやすい点、発癌性がなく人体に対する影響が小さい点、放電加工中の刺激や臭気が錯化剤を含有していない油系放電加工液とほとんど変わらない点、濾過と焼却が可能であり再利用や廃棄が容易である点、で実用に適している。

錯体分離装置２０は、油系放電加工液と抽出液とを比重分離貯留する分離槽２１を含んでなる。抽出液は、具体的には水（水溶液を含む）である。水は、使用済の油系放電加工液に多く含まれる金属錯体から金属のみを抽出する抽出溶媒として用いられる。したがって、基本的には、被加工物が加水分解しやすい鉄系の材料でなり、金属加工屑の多くが鉄である放電加工に適している。放電加工で加工される被加工物の多くが鉄系の材料か超硬のようなタングステン系の材料であるので、多くの放電加工で実施することができ有効である。また、水に加水分解しにくい鉄以外の金属が含まれる場合であっても、その金属で選定される油に非溶性または難溶性の抽出溶媒を水に添加して水溶液とすることによって他の金属を抽出するようにすることが可能である。

水は、油系放電加工液に対して比重が大きいので時間とともに下層に位置する。水は、安全性が高く、適切な処理を施すことによって環境に悪影響を与えないので、実用上適している。使用済の油系放電加工液に含まれる錯化剤の成分と反応して形成された金属錯体を可能な限り水に接触させて抽出を促進するように、回収管路３０は、使用済の油系放電加工液を加工槽１０から錯体分離装置２０の水に混入するように送液する構成とされる。具体的には、加工槽１０から排出される使用済の油系放電加工液は、第１の回収管路（ドレイン）４１から貯留槽５０の汚液槽５２に流下され、一旦回収される。汚液槽５２から分離槽２１に油系放電加工液を送液する第２の回収管路４２の吐出口は、予め設定されている上層の油系放電加工液と下層の水との境界よりも下側に位置する。そして、油系放電加工液が吐出するときの勢いで水に油系放電加工液を混濁させることにより、下層の水を攪拌する。したがって、水と油系放電加工液の比重分離状態を維持しながら部分的に攪拌するので、反応速度を速めて抽出処理能力を高くし抽出処理後の油系放電加工液を速やかに供給する点で有利である。

貯留槽５０は、錯体分離装置２０によって金属錯体から金属が取り除かれ錯化剤の成分が戻された油系放電加工液を貯留する。再生された油系放電加工液を貯留する貯留槽５０を設けることによって、錯体分離装置２０から送液される油系放電加工液を直ちに加工槽１０に送液しないで一旦貯留してから送液することができる。したがって、再生された油系放電加工液を貯留する貯留槽５０によって、より清浄化された油系放電加工液を加工槽１０に再度供給できる点で有利であることは当然であるが、特に、水を抽出溶媒として金属錯体から特定の金属のみを取り除く錯体分離装置２０が設けられるときは、たとえ油系放電加工液に水が残って含まれていても水を比重によって槽底に分離することができ、油系放電加工液の水がより確実に取り除かれる点で有利である。

このような貯留槽５０を設けるときは、供給管路３０は、油系放電加工液を錯体分離装置２０から貯留槽５０の清浄液槽５１に送液する第１の供給管路３１と油系放電加工液を貯留槽５０の清浄液槽５１から加工槽１０に送液する第２の供給管路３２とからなる。第１の供給管路３１の吸引開口側は、フレキシブルホースとフロートが設けられた構成であり、フレキシブルホースの吸引口が分離槽２１に貯留される油系放電加工液の液面近くに浮いた状態にされている。したがって、分離槽２１中の油系放電加工液の上澄み液を吸引することができ、水が可能な限り含まれないようにされている。

また、貯留槽５０は、加工槽１０からの放電加工に供された使用済の油系放電加工液を貯留する。使用済の油系放電加工液を貯留する貯留槽５０を設けることによって、使用済の油系放電加工液に溶けずに残留している金属加工屑を沈殿させて錯体分離装置２０に送られにくくし、錯体分離装置２０の金属の抽出能力を低下させにくくする点で有利である。このような貯留槽５０を設けるときは、回収管路４０が油系放電加工液を加工槽１０から貯留槽５０の汚液槽５２に送液する第１の回収管路４１と、貯留槽５０の汚液槽５２から錯体分離装置２０に送液する第２の回収管路４２とからなる。反応速度を速めて抽出能力を高くする上記理由によって、第２の回収管路は、その吐出開口側が水層と油系放電加工液層との境界よりも水層側に位置するように設けられる。

錯体分離装置２０によって金属錯体から金属が取り除かれ錯化剤の成分が戻された油系放電加工液を貯留する貯留槽と加工槽１０からの放電加工に供された使用済の油系放電加工液を貯留する貯留槽を設ける場合、金属が取り除かれ錯化剤の成分が戻された油系放電加工液を貯留する清浄液槽５１と、使用済の油系放電加工液を貯留する汚液槽５２とを１つの貯留槽５０に設ける構成にすることができる。

第１の供給管路３１にポンプＰ１、第２の供給管路３２にポンプＰ２、第２の回収管路４２にポンプＰ３が設けられる。第１の回収管路４１は、加工槽１０からの油系放電加工液を自由落下により貯留槽５０の汚液槽５２に流下させる。供給管路３０にはフィルタＦ１が設けられているが、好ましくは、循環管路である第１の供給管路３１に設けられる。また、回収管路４０にはフィルタＦ２が設けられているが、同様に、好ましくは、循環管路である第２の回収管路４２に設けられる。フィルタＦ１とフィルタＦ２は、油系放電加工液に溶出していない金属加工屑や油系放電加工液の分解カーボンのようなスラッジを除去する。なお、バルブＶ１はドレインバルブであり、符号が付されないバルブは、戻り管路のバルブである。

この実施の形態は、抽出液として水を使用しているので、供給管路３０に水分除去装置６０を設けている。水分除去装置６０は、例えば、モレキュラーシーブのような乾燥剤を容器に封入した乾燥器、または容器内に袋状に１層以上の油水分離膜を設けた油水分離器である。水分除去装置６０は、錯体分離装置２０から加工槽１０に再生されて送られる油系放電加工液に含まれる水分をより確実に除去する。より具体的には、錯体分離装置２０の分離槽で再生処理された油系放電加工液は、水分除去装置６０によって水分が除去されて清浄液槽５１から水分がより確実に除去された油系放電加工液として加工槽１０に供給される。

図３は、別の実施の形態の基本的な概念を示す。図２と同一の符号が付される部材は、機能的に図２に説明される部材と同一である。この実施の形態の放電加工装置の加工液供給装置４は、錯化剤を含有する油系放電加工液を貯留する第１の貯留槽７０と錯化剤を含有しない油系放電加工液（以下、通常の油系放電加工液という）を貯留する第２の貯留槽８０とを備える。図３に示される放電加工装置の構成では、第１の貯留槽７０がすでに述べられている構成と同じ構成の錯体分離装置２０を兼用するように示されているが、例えば、図１に示される構成の放電加工装置における貯留槽５０を付設する構成とすることができる。なお、第２の貯留槽８０から加工槽１０に通常の油系放電加工液を送液する供給管路３０上に、フィルタＦ３とポンプＰ４が設けられる。

回収管路３０には、切替バルブＶ２が設けられており、加工槽１０からの使用済の油系放電加工液を選択的に第１の貯留槽７０と第２の貯留槽８０に送液する。したがって、図３に示される実施の形態によると、通常の油系放電加工液と錯化剤を含有する油系放電加工液を簡単に使い分けることができる。したがって、錯化剤を含有する油系放電加工液を使用して放電加工する必要がない放電加工を実施するときに、放電加工液の交換を不要にする利点を有する。例えば、噴流液処理が十分な放電加工とか加工深さが浅くジャンプ制御等で十分に加工屑が排出できる放電加工で、通常の油系放電加工液で放電加工を実施できる。

図４は、別の実施の形態の基本的な概念を示す。図２と同一の符号が付される部材は、基本的に図２に説明される部材と同一である。この実施の形態の放電加工装置は、加工液供給装置２の錯体分離装置２０に抽出液管理装置９０が並設される。抽出液管理装置９０は、錯体分離装置２０から抽出液のみを汲み出して液槽８１に回収し、抽出液の濃度やｐＨの調整、液の交換や注ぎ足し、廃棄などを行なうことができる。したがって、長時間にわたり油系放電加工液を交換することなく抽出液の管理を行える利点を有する。なお、錯体分離装置２０には、必要に応じて、錯化剤を添加して油系放電加工液に含まれる錯化剤の濃度を調整する添加装置２３を設けることができる。

本発明は、いくつかの実施の形態で示されるように、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、変形したり、他の装置を組み合わせたり、同様の機能を有する他の装置と置換したりすることが可能である。

本発明は、錯体を含有する油系放電加工液を使用して放電加工を実施する放電加工装置に利用することができる。本発明は、錯体を含有する油系放電加工液を使用して放電加工を実施することをより容易に実現して、放電加工の領域を広げることに貢献する。

本発明の実施の形態の構成を模式的に示す平面図である。 本発明の基本的な構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態の構成を示すブロック図である。 蒸留水と灯油の比に対する有機相中の鉄の濃度の結果を示す表である。 抽出溶媒に対する有機相中の鉄の濃度の結果を示す表である。

符号の説明

１ 放電加工装置本機
２ 加工液供給装置
３ 濃度管理装置
１０ 加工槽
２０ 錯体分離装置
２１ 分離槽
３０ 供給管路
４０ 回収管路
５０ 貯留槽
５１ 清浄液槽
５２ 汚液槽
６０ 水分除去装置

Claims (12)

1. 炭化水素系のベース油に所定量の親油性の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工を実施する放電加工装置において、加工槽と、前記油系放電加工液中に生成された金属錯体から抽出溶媒によって金属を分離して上記金属のみを取り除く錯体分離装置と、放電加工に供された前記油系放電加工液を前記加工槽から前記錯体分離装置に送液する回収管路と、前記錯体分離装置に貯留された前記油系放電加工液を前記加工槽に送液する供給管路と、を備えた放電加工装置。
2. 前記錯体分離装置は、前記油系放電加工液と、前記金属錯体の金属と反応して前記金属錯体から金属を抽出する性質を有し前記油系放電加工液に非溶性かつ前記油系放電加工液と比重の異なる抽出液と、を層状に貯留する分離槽で構成される請求項１に記載の放電加工装置。
3. 前記抽出液は、前記油系放電加工液よりも比重が大きいことを特徴とする請求項２に記載の放電加工装置。
4. 上記抽出液が水または水溶液であることを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。
5. 上記水または水溶液に特定の金属と反応し当該金属を抽出させる添加剤を含む請求項４に記載の放電加工装置。
6. 前記金属が鉄であるとき、前記水に鉄イオンが水酸化イオンよりも反応しやすい成分を含む添加剤を加えた請求項５に記載の放電加工装置。
7. 前記錯体分離装置が前記分離槽に設けられ前記抽出液を加振または攪拌する反応促進手段を含んでなる請求項２に記載の放電加工装置。
8. 前記供給管路ないしは前記回収管路に前記油系放電加工液から金属加工屑を除去するフィルタを設けてなる請求項１に記載の放電加工装置。
9. 炭化水素系のベース油に所定量の錯化剤を含有する油系放電加工液を用いた放電加工を実施する放電加工装置において、前記油系放電加工液が被加工物を浸漬するように前記油系放電加工液を貯留する加工槽と、前記油系放電加工液と水とを比重分離貯留する分離槽からなる錯体分離装置と、放電加工に供された前記油系放電加工液を前記加工槽から前記錯体分離装置の前記水に混入するように送液する回収管路と、前記錯体分離装置に貯留された前記油系放電加工液を前記加工槽に送液する供給管路と、を備えた放電加工装置。
10. 前記供給管路に設けられ前記油系放電加工液に残留する水分を除去する水分除去装置を含んでなる請求項９に記載の放電加工装置。
11. 前記錯体分離装置によって金属錯体から金属が取り除かれた前記油系放電加工液を貯留する貯留槽を含み、前記供給管路が前記油系放電加工液を前記錯体分離装置から前記貯留槽に送液する第１の供給管路と前記油系放電加工液を前記貯留槽から前記加工槽に送液する第２の供給管路とからなる請求項１または請求項９に記載の放電加工装置。
12. 前記加工槽からの放電加工に供された前記油系放電加工液を貯留する貯留槽を含み、前記回収管路が前記油系放電加工液を前記加工槽から前記貯留槽に送液する第１の回収管路と、前記貯留槽から前記錯体分離装置に送液する第２の回収管路からなる請求項１または請求項９に記載の放電加工装置。

Images