JP5035925B2 - ピンゲートの放電加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、金型に形成されるゲートを放電加工する放電加工方法に関する。特に、銅でなる工具電極を用いてピンゲートを真直ぐに貫通させることができる放電加工方法に関する。

鉄系材料または超硬合金でなる被加工物にプラスティック成形金型あるいはダイキャスト金型のような射出成形金型における成形材料をキャビティに注入するための金型に形成されるゲートを高精度に形成する加工方法として、銅でなる工具電極を使用した放電加工方法がよく知られている。ピンゲート（ピンポイントゲート）は、成形品の表面に残るゲートの痕跡を可能な限り目立たせないようにして成形後のゲート処理を殆んど不要にするために考案されたピン先のように小さい開口を有するゲートである。以下、ピンゲートの反転形状を有する銅でなるピンゲート加工用の工具電極をピンゲート電極という。

ピンゲートは、成形材料の導入側からキャビティに開口するゲートに向かって角度数度のテーパが形成された中間部位とゲート高の発生を防止するために中間部位よりも大きい角度で絞られている先端部位を有する。図４に、あるピンゲート電極の一例が示される。ピンゲート電極１は、主軸に把持されるシャンク部位１０と、角度数度のテーパが形成された中間部位２０と、ゲートの先端部位３０とを有する。ピンゲートの長さと直径は、金型によってまちまちである。しかしながら、ピンゲート電極は、概してアスペクト比が大きく細長い形状であるため、剛性が比較的小さい。

ピンゲート電極を製作する場合、いくつかの手段が考えられるが、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に示されるような放電による微細電極の成形加工では、テーパを有する形状を成形することが容易ではなく、しかも工具電極が曲がって成形されやすいので、相当高度な技術が要求され、ピンゲート電極の製作は極めて困難である。そのため、ピンゲート電極は、もっぱら製作工程が比較的簡単で加工時間と作業時間を含む電極製作時間が短い旋盤またはマシニングセンタのような切削機械で加工する、いわゆる機械加工で製作されている。

特開２００２−５９３１６号公報（段落００２７−００３４） 特開２００２−２５４２４６号公報（段落００１４）

ところで、特殊な形状を有するピンゲートを単なるストレート孔の加工と同じように工具電極の消耗を見込んだ長尺の細穴電極を送り出しながら放電加工するというわけにはいかないので、ピンゲート電極の消耗によって１回の荒加工でゲート孔を貫通させることができない。そのため、複数本の同形のピンゲート電極を用いて複数回の荒加工工程を繰り返してゲートを貫通させることが要求され、加工時間を余計に要するとともに複数本のピンゲート電極を用意する必要があるために工具電極の製作に相当の時間を費やしており、加工効率と作業効率を改善する余地がある。

加えて、機械加工で製作されたピンゲート電極を用いて２回目以降の荒加工を行なう場合は、すでに加工穴が形成された状態で放電加工を行なうので、しばしば加工穴の側面における放電が偏って発生し、放電が多発している方向に剛性の小さいピンゲート電極が反るように曲がってしまう傾向にある。放電加工中にピンゲート電極が反ることによってピンゲートが曲がって成形され、近年の精密金型における許容誤差の範囲を超えて実質的に加工の失敗に至る。

ピンゲート電極が反るように曲がる原因は、明確には判明していないが、機械加工で製作されたピンゲート電極が圧縮応力の性質を有しているため、引張応力の特性を有する放電加工において放電が多発している方向にピンゲート電極が引き付けられることによって徐々に曲がってしまうという見解が有力である。深く細い加工穴がすでに形成されている状態で放電を全体的に均一に発生させて荒加工を行なうことは現在の技術では不可能であり、実用上、機械加工で製作された工具電極による許容誤差を満足させるピンゲートの放電加工を行なうことはできないと考えられている。

本発明は、機械加工で製作されたピンゲート電極を使用してより確実に真直ぐにピンゲートを形成するとともに、加工工程数と使用するピンゲート電極の本数を少なくするピンゲートの放電加工方法を提供することを目的とする。本発明のピンゲートの放電加工方法による利点は、発明を実施するための形態を説明するときに、その都度詳細に説明される。

本発明のピンゲートの放電加工方法は、上記課題を解決するために、機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いてピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、２本目の上記工具電極を用いて被加工物に比較して上記工具電極の消耗が小さい材質で未加工の加工治具材を２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで放電加工することで２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を含んでなるようにする。

特に、上記放電加工方法であって、２回目の荒加工を行なってピンゲートが貫通しないときは、３本目の上記工具電極を用いてすでに２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程で使用され加工穴が形成されている上記加工治具材を加工穴を拡大して加工するように３本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工することで３本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の３本目の工具電極を用いて３回目の荒加工を行なう工程を実施するようにする。

本発明の別の放電加工方法は、機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いてピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の上記工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、２本目の上記工具電極を用いて２本目の工具電極の側面に満遍なく放電を発生させることができる可能な限り小さい板厚で被加工物に比較して上記工具電極の消耗が小さい材質であって未加工の加工治具材を２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工することで２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を含んでなるようにする。

また、本発明の別の放電加工方法は、機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いてピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の上記工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、工具電極の側面に満遍なく放電を発生させることができ所望の加工形状を超えることがない十分に電極減寸量が大きく１回目の荒加工によって被加工物に形成された加工穴に取り代が十分に残されている場合に２本目の上記工具電極を用いて１回目の荒加工後の被加工物に形成された加工穴を拡大するように２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工することで２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を含んでなり、被加工物に形成された加工穴を貫通させてピンゲートを形成するようにする。

本発明の放電加工方法は、予め加工治具材を放電加工することで性質が引張応力化された工具電極を用いて２回目以降の荒加工工程を行なうので、引張応力の特性を有する放電加工において放電が多発する方向にピンゲート電極が引き付けられにくくなっていると推定され、結果的に、ピンゲートが許容範囲を超えて曲がって形成されることがない。そのため、ピンゲートの放電加工に失敗する可能性が極めて小さくされる。

また、被加工物に比べて工具電極の消耗が十分に小さい材質の加工治具材を放電加工することでピンゲート電極に引張応力の性質を与えるので、ピンゲート電極の消耗が可能な限り小さくされている。そのため、２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通する確率がより高くなる。３本目のピンゲート電極は、すでに加工穴が形成されている加工治具材を用いてピンゲート電極の側面に僅かに放電を発生させるだけで数分で引張応力の性質が与えられるので、工具電極の消耗が殆んどない。そのため、たとえ２回目の荒加工でピンゲートが貫通しなかったときでも、３回目の荒加工工程において確実に貫通させることができる。

その結果、機械加工で製作された工具電極によるアスペクト比の大きいピンゲートの放電加工が可能になり、工具電極の製作に高度な技術が要求されず、電極製作時間が短縮し負担が軽減され、作業効率が向上し、経済性に優れる効果を奏する。また、荒加工工程数が少なくなることで加工時間が短縮されるとともに使用するピンゲート電極の本数が削減されることで電極製作時間が短縮され負担が軽減されるので、加工効率と作業効率が向上し、経済性に優れる効果を奏する。

加えて、可能な限り板厚の小さい加工治具材でピンゲート電極に引張応力の性質を与えるときは、比較的取り量が少なく加工時間が短いので工具電極の消耗がより少なく、ほぼ２回目の荒加工でピンゲートを貫通させることができる。その結果、ピンゲート電極の引張応力化工程に要する時間が短縮され、しかも荒加工工程数を減らすことができるので、より加工効率と作業効率が向上し、経済性に優れる効果を奏する。

本発明の放電加工方法における具体的なプロセスを示す被加工物の側面断面の模式図である。 本発明の放電加工方法の応用プロセスを示す被加工物の側面断面の模式図である。 所望の加工形状とピンゲート電極の相対位置を示す側面の部分断面図である。 アスペクト比が比較的大きい具体的なピンゲート電極を示す側面図である。

基本的な本発明のピンゲートの放電加工方法は、少なくとも１本目のピンゲート電極を用いた１回目の荒加工工程と、機械加工で製作された２本目のピンゲート電極に引張応力の性質を与える引張応力化工程と、２本目のピンゲート電極を用いた２回目の荒加工工程とを有する。２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通しないときは、３本目のピンゲート電極に引張応力の性質を与える引張応力化工程と３本目のピンゲート電極を用いた３回目の荒加工工程とを実施する。なお、最終的に所望の加工形状と加工面粗さのピンゲートを得るために、複数回の仕上げ加工工程を実施する。

工具電極１に引張応力の性質を与えるときは、予め加工治具材３を使って放電加工を行なうことで、機械加工で製作された工具電極１の側面の表面に全面を覆うようにカーボンを付着させる。ピンゲート電極１に引張応力の性質を与えるためには、ピンゲート電極１の側面全面に満遍なく放電を発生させることが要求される。ピンゲート電極１の側面の表面全面がカーボンで覆われた状態は、ピンゲート電極１の側面全面に満遍なく放電が発生したことを示すことから、カーボンの付着によって概ねピンゲート電極１の性質が十分に引張応力化されていると判断することができる。

詳しくは、２本目のピンゲート電極１２に引張応力の性質を与えるときは、基本的には所望のピンゲートに相応する加工穴が形成されている加工治具材３がないので、図１Ｃに示されるように被加工物に比べて材質が銅である工具電極の消耗が十分に小さいことが判明している材質の未加工の加工治具材３１をピンゲート電極１２で放電加工してピンゲート電極１２の性質を引張応力に変える。そして、図１Ａに示されるように１本目のピンゲート電極１１を用いて１回目の荒加工工程を行なった後で、図１Ｄに示されるように性質を引張応力化させておいた２本目のピンゲート電極１２を用いて２回目の荒加工を行なう。

２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通しないときは、２本目のピンゲート電極１２に引張応力の性質を与えるときに使用された加工治具材３２を使って３本目のピンゲート電極１３の性質を引張応力化することができる。具体的に、図１Ｅに示されるように２本目のピンゲート電極の引張応力化工程で使用した加工治具材３２に形成されている加工穴を揺動加工してピンゲート電極１３の性質を引張応力に変える。そして、図１Ｄに示される２回目の荒加工工程を行なった後で図１Ｆに示されるように性質を引張応力化させておいた３本目のピンゲート電極１３を用いて３回目の荒加工を行なう。

１回目の荒加工工程における加工残が十分に少なくでき、２回目の荒加工工程で確実にピンゲートが貫通することが判っているときは、図２Ｇに示されるように、ピンゲート電極１２の側面全面に満遍なく放電を発生させることができる程度に可能な限り板厚の小さい加工治具材３３を使って揺動加工することによって２本目のピンゲート電極１２に引張応力の性質を与えることができる。

また、ピンゲート電極１２の側面全面に満遍なく放電を発生させることができ所望の加工形状を超えることがない十分に電極減寸量が大きく１回目の荒加工によって図１Ｂに示される被加工物２２に形成された加工穴に取り代が十分に残されている場合は、被加工物２２を使って１回目の荒加工で形成されている加工穴を揺動加工することで２本目のピンゲート工具電極１２に引張応力の性質を与えることができる。

図１に、図４に示される形状のピンゲート電極１を用いてピンゲートを加工する具体的な実施例のプロセスが示されている。ピンゲート電極１は、材質が銅で機械加工で製作されている。被加工物２は、射出成形金型に適する鉄または超硬合金でなる。実施例の被加工物２は、板厚が３２ｍｍで材質が鉄（ＳＫＤ１１）である。図３に、最終的に要求されるピンゲートの所望の加工形状とピンゲート電極の下限位置が示される。

加工治具材３は、ピンゲート電極１に引張応力の性質を与えるために放電加工させるための捨て材である。加工治具材３は、アルミニウムまたは亜鉛合金のように鉄または超硬合金の被加工物に比較して銅でなる工具電極の消耗が小さい材質でなる。実施例の加工治具材３は、板厚が３２ｍｍで材質がアルミニウムである。

図１Ａは、１回目の荒加工工程を示す。最初に１本目のピンゲート電極１１を用いて未加工の被加工物２１に１回目の荒加工を行なう。１回目の荒加工工程では、被加工物２１が未加工で加工穴が形成されていないので、放電は全体的に均一に発生する。そのため、ピンゲート電極１１が反るように曲がることがなく、ピンゲートの入口と出口との軸中心誤差が１回目の荒加工工程における許容誤差の範囲内で真直ぐに形成された。

図１Ｂは、１回目の荒加工工程の後に被加工物１に加工穴が形成された状態を示す。１回目の荒加工工程では、加工速度重視の加工条件で放電加工を行なうことが要求される。なお、実施例では、ピーク電流値を９Ａにしている。したがって、図４に示されるアスペクト比の大きいピンゲート電極１の場合、相当の消耗が避けられず、ピンゲートが貫通しない。実施例では、加工時間が約２．８時間で加工残が２ｍｍであった。

図１Ｃは、２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程を示す。２本目のピンゲート電極１２を用いて未加工の加工治具材３１に１回目の荒加工工程と同一の加工条件でピンゲート電極１２の側面の表面全面にカーボンを付着するようにさせてピンゲート電極１２に引張応力の性質を与えた。実施例では、加工時間が約１時間であり、消耗が比較的少ないといえどもある程度の消耗が避けられないため、被加工物２と同一の板厚を有する加工治具材３１に形成される加工穴は貫通しない。

図１Ｄは、２回目の荒加工工程を示す。図１Ｃに示される引張応力化工程で予め性質が引張応力化された２本目のピンゲート電極１２を用いてすでに加工穴が形成されている被加工物２２に２回目の荒加工を行なう。実施例では、被加工物２２の加工穴にピンゲート電極１２を挿入し、１回目の荒加工工程と同一の加工条件で放電加工を行なって加工穴を掘り進めた。なお、加工残を放電加工してピンゲートを貫通させることを目的とする２回目の荒加工工程においては、１回目の荒加工工程と同一の加工条件で放電加工することは要求されない。

その結果、実施例では、２本目のピンゲート電極１２が未加工の加工治具材３１を加工している後であってある程度消耗しているため、ピンゲートを貫通させることができず、約０．７ｍｍの加工残があった。しかしながら、ピンゲート電極１２に引張応力の性質が与えられているため、ピンゲート電極１２が反るように曲がることがなく、ピンゲートの入口と出口との軸中心誤差が２回目の荒加工工程における許容誤差の範囲内で真直ぐに形成された。

２回目の荒加工工程では、被加工物２２にすでに形成されている加工穴をピンゲート電極１２で掘り進める放電加工をするので、しばしば加工穴の側面で放電が偏って発生している。それにも関わらず、加工穴が真直ぐに形成された理由は、ピンゲート電極１２が引張応力の性質を有しているため、ピンゲート電極１２が反るように曲がらなかったためであると推定される。

図１Ｅは、３本目のピンゲート電極１３の引張応力化工程を示す。３本目のピンゲート電極１３を用いてすでに２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程で使用され加工穴が形成されている加工治具材３２に１回目の荒加工工程と同一の加工条件ですでに形成されている加工穴を拡大して加工するように揺動加工による放電加工を行なってピンゲート電極１３の側面の表面全面にカーボンを付着させるようにしてピンゲート電極１３に引張応力の性質を与えた。

このとき、引張応力化工程における放電加工は、加工穴を貫通させることが目的ではないから、１回目の荒加工工程と同一の加工条件で放電加工することは要求されない。むしろ、加工穴を拡大するのではなく、ピンゲート電極１３の側面の全面に満遍なく放電を発生させるために揺動加工を行なうものであるから、加工時間を短くでき、可能な限り消耗と表面荒れを小さく抑えられることができる加工条件であることが望ましい。

３本目のピンゲート電極１３の引張応力化工程では、加工治具材３２の加工穴にピンゲート電極１３を挿入して揺動加工をするので、未加工の加工治具材３１に放電加工するときに比べて取り量が圧倒的に少ない。そして、ピンゲート電極１３の側面の表面全面にカーボンが付着するようにピンゲート電極１３の側面に満遍なく放電が発生するまでの間だけ放電加工をすればよいことから、結果的に、加工時間が約３．５分でピンゲート電極１３の性質が引張応力化され、ピンゲート電極１３は殆んど消耗しなかった。

図１Ｆは、３回目の荒加工工程を示す。図１Ｅに示される引張応力化工程で予め性質が引張応力化された３本目のピンゲート電極１３を用いてすでに加工穴が形成されて貫通までの加工残が僅かな被加工物２３に３回目の荒加工を行なう。実施例では、すでに形成されている加工穴に３本目のピンゲート電極１３を挿通し、１回目の荒加工工程と同一の加工条件で放電加工を行ない加工穴を掘り進めた。

その結果、引張応力化工程において殆んど消耗していない３本目のピンゲート電極１３で放電加工をするとともに加工残が僅かであるので、実施例では、僅か数分でピンゲートが貫通した。このとき、ピンゲート電極１３が反るように曲がることがなく、ピンゲートの入口と出口との軸中心誤差がピンゲートの貫通時における許容誤差の範囲内で真直ぐに形成された。その理由は、既述のとおり、ピンゲート電極１３が引張応力の性質を有しているため、ピンゲート電極１３が反るように曲がらなかったためであると推定される。

以上のようにピンゲートを放電加工することによってピンゲートが真直ぐに形成され、２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通する可能性がより高くなる。実施例の場合は、２回目の荒加工工程でピンゲートを貫通させることができなかったが、殆んど消耗していない引張応力の性質を有する３本目のピンゲート電極で僅かな加工残を加工することで、３回目の荒加工工程では確実にピンゲートを貫通させることができる。その結果、機械加工で製作されたピンゲート電極でピンゲートを真直ぐに放電加工でき、しかも荒加工工程数が少なく、荒加工工程で使用するピンゲート電極の本数を低減することができる。

２本目以降のピンゲート電極の表面全面にカーボンを完全に覆うように付着させるようにしてピンゲート電極の側面に満遍なく放電を発生させてピンゲート電極の性質を圧縮応力から引張応力に変える引張応力化工程は、被加工物にピンゲートを放電加工する前に実施しておき、引張応力の性質を有するピンゲート電極を予め準備しておくようにすることができる。ただし、荒加工工程と並行してピンゲート電極の引張応力化工程を実施することは、２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通したときに３本目のピンゲート電極を余分に準備しておく必要がない点で有利である。

図１Ｆに示される３回目の荒加工工程でピンゲートが貫通した後は、３本目のピンゲート電極１３をそのまま使用して被加工物２４に形成されている貫通したピンゲートの仕上げ加工工程を行なう。図３に、最終的に要求されるピンゲートの所望の加工形状とピンゲート電極１の相対的な下限位置が示される。実施例では、ピンゲート電極１が被加工物２の下面から０．３９ｍｍ突出する位置を超えて下降しないようにされる。図３から、ピンゲート電極が消耗して先端部位１０の形状を失うと、所望の加工形状を得ることができなくなることが容易に理解される。

３本目のピンゲート電極１３は、すでに引張応力の性質が与えられているので、ピンゲートを真直ぐに仕上げることができた。実施例では、５回の仕上げ加工を行なって加工面粗さ５μｍＲｚ程度に仕上げて、これまで０．２ｍｍ以下にすることができなかったピンゲートの入口と出口との軸中心誤差を０．０１ｍｍにすることができた。

実施例のピンゲートの放電加工方法は、３本目のピンゲート電極１３の引張応力化工程における加工時間が短くピンゲート電極１３が殆んど消耗していない上に、３回目の荒加工工程において数分程度の加工時間でピンゲートを貫通させてピンゲート電極１３が殆んど消耗していないことから、３本目のピンゲート電極１３をそのまま仕上げ加工工程で使用できるので、使用するピンゲート電極の本数を一層削減できる点で有益である。

図２に、図３に示されるサイズのピンゲート電極１を用いてピンゲートを加工する応用の実施例のプロセスが示されている。図１に示される実施例と同一の工程については、図１に示される実施例の説明を引用して図示省略するとともに、詳細な説明が省略される。

ピンゲート電極１と被加工物２は、図１に示される実施例と同じである。加工治具材３３は、被加工物２の板厚に比べて十分に小さい板厚を有する。十分に小さい板厚は、詳しくは、ピンゲート電極１２の側面全面に満遍なく放電を発生させることができピンゲート電極１２に十分に引張応力の性質を与えることができる程度に可能な限り小さい大きさである。加工治具材３３の材質は制限されないが、望ましくは、銅でなる工具電極１の消耗が被加工物２の材質に比べて小さい材質が選択される。実施例の加工治具材３３は、板厚が５ｍｍで材質がアルミニウムである。

図２Ｇは、２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程を示す。図１Ａに示される１回目の荒加工工程を行なった後、２本目のピンゲート電極１２を用いて板厚がピンゲート電極１２の側面に満遍なく放電を発生させることができる程度に十分に小さい未加工の加工治具材３３に１回目の荒加工工程と同一の加工条件で放電加工を行なった。このとき、ピンゲート電極１２の側面に放電が発生するように揺動加工をする。

加工治具材３３の板厚が被加工物２の板厚、言い換えれば、ピンゲート電極１２の長さに比べて十分に小さいので、被加工物２と同じ板厚を有する加工治具材３１で引張応力化工程を実施する場合と比較して加工条件における揺動量の設定が難しくなるものの、取り量が相当少ないために加工時間が大幅に短縮され、２本目のピンゲート電極１２の消耗が著しく少ない点で有利である。そして、１回目の荒加工工程の加工残にもよるが、引張応力化工程におけるピンゲート電極１２の消耗が少ないので、殆んどの場合で２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通する。

実施例における２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程に要した加工時間は、約１０分であった。また、２回目の荒加工工程でピンゲートを貫通させることができ、加工時間が約１２分であった。このとき、ピンゲート電極１２に引張応力の性質が与えられているため、ピンゲート電極１２が反るように曲がることがなく、ピンゲートの入口と出口との軸中心誤差が２回目の荒加工工程における許容誤差の範囲内で真直ぐに形成された。

その結果、被加工物２の板厚に比べて十分に小さい板厚の加工治具材３３で引張応力化のための放電加工を行なう場合は、２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程に要する加工時間を大幅に短縮し、しかも３回目の荒加工工程と３本目のピンゲート電極１３の引張応力化工程を不要にするので、加工時間をより短くすることができる点で被加工物２と同じ板厚を有する加工治具材３１で引張応力化工程を実施する場合に比べて優位である。

このとき、既述のとおり、加工治具材３３の板厚は、ピンゲート電極１２の側面に満遍なく放電を発生させることができる程度に可能な限り小さい大きさであることが重要である。加工治具材３３の板厚が小さすぎる場合は、ピンゲート電極１２の側面における加工面が小さすぎて側面に満遍なく放電を発生させることが困難になる。また、板厚が大きいほど加工時間が不要に長くなり、ピンゲート電極１２の消耗が増大するため、加工時間を短縮する利益が小さく、２回目の荒加工工程でピンゲートを貫通できる可能性が低下する。特に、２回目の荒加工工程で確実にピンゲートを貫通できないと、実施例の利点が失われる。

２回目の荒加工工程でピンゲートが貫通した後は、３本目のピンゲート電極を使用して複数回の仕上げ加工を行なう。このとき、３本目のピンゲート電極の引張応力化工程を行なってもよいが、取り量が僅かで大半が加工面粗さを小さくしていく放電加工であるため、ピンゲート電極に引張応力の性質を与えておくことは必ずしも要求されない。実施例では、結果的に、３回の仕上げ加工工程で加工時間が３５分で加工面粗さを約５μｍＲｚに仕上げることができ、ピンゲートの入口と出口との軸中心誤差を０．００１５ｍｍにすることができた。

図２Ｈは、図２Ｇに示される実施例とは別の実施例における２本目のピンゲート電極１２の引張応力化工程を示す。図１Ａに示される１回目の荒加工工程を行なった後、２本目のピンゲート電極１２を用いてすでに加工穴が形成されている被加工物２２の加工穴を拡大するように揺動加工を行なってピンゲート電極１２の側面に満遍なく放電が発生するようにしてピンゲート電極１２に引張応力の性質を与えた。

図２Ｈに示される実施例の放電加工方法は、被加工物２２の加工穴を利用してピンゲート電極１２の性質を引張応力化するので、ピンゲート電極１２の表面の全面にカーボンが付着する程度の時間だけ加工穴の側面を僅かに除去する程度に揺動加工するものであるから、取り量が少なく加工時間が短くでき、ピンゲート電極１２の消耗が少ない利点がある。また、加工治具材３が要求されず、加工治具材３に対する位置決め工程も不要であるから、作業効率が向上する利点がある。

ただし、ピンゲート電極１２に引張応力の性質が与えられるまでの間に被加工物２２の加工穴をある程度拡大して放電加工することが要求されるところ、所望のピンゲートの寸法を超えて加工穴を放電加工することが許されない。したがって、図２Ｈに示される実施例の放電加工方法を実施するためには、ピンゲート電極１２の側面に満遍なく放電を発生させて引張応力の性質が与えられるまでの間の加工時間と取り量を満足するために十分に電極減寸量が大きく、そして、１回目の荒加工工程で仕上げ加工の取り代を含めて被加工物１２に形成された加工穴の側面に十分な取り代が残されていることが条件である。

もっとも、ピンゲート電極１２の引張応力化工程でピンゲート電極１２が曲がってしまっては意味がなく、加工穴の貫通を目的とする放電加工ではないので、加工時間と取り量がもともと比較的少ないから、要求される取り代はそれほど大きいわけではない。また、加工時間を短くでき、可能な限り消耗と表面荒れを小さく抑えられることができる加工条件であることが望ましい。

なお、ピンゲート電極が引張応力の性質を有することだけがピンゲートを真直ぐに成形できた理由であるかどうかは十分に明確であるというわけではない。しかしながら、少なくとも引張応力の性質を有するピンゲート電極で放電加工するとピンゲート電極の曲がりが極めて小さいことは確かである。また、側面に満遍なく放電が発生してピンゲート電極が十分に引張応力化されているかどうかを正確に分析して判断することは難しいが、実際には、ピンゲート電極の側面全面がカーボンで覆われているかどうかを目安として判断することができる。

以上のとおり、本発明のピンゲートの放電加工方法は、機械加工で製作されたピンゲート電極を使用して確実に真直ぐにピンゲートを放電加工することを可能にする。また、引張応力の性質を与えるときのピンゲート電極の消耗が可能な限り小さくされ、加工効率と作業効率を向上させる。本発明のピンゲートの放電加工方法は、具体的に示される実施例に関わらず、すでにいくつかの例が示されているように本発明の技術思想を逸脱しない範囲で応用が可能である。また、本発明は、ピンゲートという名称に拘ることなく、同一の課題を含む類似した加工形状の放電加工を含む。

本発明の放電加工方法は、金型のゲートの加工に適用される。本発明は、金型のゲート加工の加工工程数と使用する工具電極の本数を減らして、加工効率と作業効率を向上させる。本発明は、射出成形金型に代表される金型の製造技術の発展に寄与する。

１ 工具電極（ピンゲート電極）
２ 被加工物
３ 加工治具材

Claims (4)

1. 機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いて前記ピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の前記工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、２本目の前記工具電極を用いて被加工物に比較して前記工具電極の消耗が小さい材質で未加工の加工治具材を前記２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで放電加工することで前記２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、前記側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を有するピンゲートの放電加工方法。
2. 前記２回目の荒加工を行なって前記ピンゲートが貫通しないときは、３本目の前記工具電極を用いてすでに前記２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程で使用され加工穴が形成されている前記加工治具材を前記加工穴を拡大して加工するように前記３本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工をすることで前記３本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、前記側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の３本目の工具電極を用いて３回目の荒加工を行なう工程を実施する請求項１に記載のピンゲートの放電加工方法。
3. 機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いて前記ピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の前記工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、２本目の前記工具電極を用いて前記２本目の工具電極の側面に満遍なく放電を発生させることができる可能な限り小さい板厚で被加工物に比較して前記工具電極の消耗が小さい材質であって未加工の加工治具材を前記２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工することで前記２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、前記側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を有するピンゲートの放電加工方法。
4. 機械加工で製作されピンゲートの反転形状を有する材質が銅の工具電極を用いて前記ピンゲートを加工する放電加工方法において、１本目の前記工具電極を用いて１回目の荒加工を行なう工程と、前記工具電極の側面に満遍なく放電を発生させることができ所望の加工形状を超えることがない十分に電極減寸量が大きく前記１回目の荒加工によって被加工物に形成された加工穴に取り代が十分に残されている場合に２本目の前記工具電極を用いて前記１回目の荒加工後の前記被加工物に形成された加工穴を拡大するように前記２本目の工具電極の側面の表面全面にカーボンを付着させるまで揺動加工することで前記２本目の工具電極の側面全面に満遍なく放電を発生させる工程と、前記側面の表面全面がカーボンで覆われた状態の２本目の工具電極を用いて２回目の荒加工を行なう工程と、を有し、前記被加工物に形成された加工穴を貫通させてピンゲートを形成するピンゲートの放電加工方法。

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