JP5667331B2 - 放電加工機械の洗浄濾過システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、放電（電食）加工機械に関し、特に、放電加工機械の洗浄濾過システムに関する。

放電加工は、電気火花及びアークによる溶融又は蒸発によって、材料を除去することにより、導電性金属工作物を整形する工程である。工作物（通常は陽極であるか、又は正に帯電される）と、工具又は電極（通常は陰極であるか、又は負に帯電される）との間に、制御された直流電流を印加することにより、火花放電及び過渡アークが発生される。電極の端部と、工作物とは、約０．０１ｍｍ〜約０．５０ｍｍの火花ギャップにより離間される。電極の端部及び工作物は、誘電流体又は電解質流体の中に浸漬される。ＤＣ電圧（パルス電圧又は連続電圧）を印加されると、ギャップ内部の流体は、部分的に電離される。その結果、工具と工作物との間を、火花放電又は過渡アークが通過できる。各々の火花及び／又はアークは、工作物の少量を溶融又は蒸発させるのに十分な熱を発生する。その溶融又は蒸発によって、工作物の表面に、小さなピット又はクレータが形成される。

また、放電加工は、非接触の、又は接触を最小限に抑えた機械加工工程であり、導電性材料の硬度又は靭性にかかわらず、どのような導電性材料でも、迅速に形削りすることができる。放電加工工程においては、金属工作物から、かなり多くの量の材料が除去される。作業タンクの底面には、金属切削くずが堆積する。その後、高圧洗浄が行われると、切削くずは、底面から巻き上げられる。適切な濾過を実施しないと、巻き上げられた切削くずは、加工ゾーンに押し戻され、電極と工作物との間で二次放電又は二次アークを発生する可能性がある。そのような二次放電又は二次アークは、加工工程の安定性及び表面の一体性、並びに形状の正確さに影響を及ぼす。

現在、放電加工機械に採用されている既存のＥＤＭ型濾過洗浄システムは、十分な濾過システムを備えていない。
特開２０００−０２４４１６号公報

従来の技術の上記の欠点及び欠陥、並びにその他の欠点及び欠陥は、放電加工機械の洗浄濾過システムにより克服又は軽減される。一実施形態においては、システムは、内部に工作物を維持するように構成された作業タンクと、作業タンクから排出され、残留物を含む加工液体を粗濾過する第１の濾過段と、第１の濾過段から排出され、粗濾過された加工液体を微細濾過する第２の濾過段とを含む。

別の面においては、放電加工機械を洗浄濾過する方法は、残留物を含む加工液体を粗濾過する第１の濾過段に、残留物を含む加工液体を通すことを含む。残留物を含む液体は、内部に工作物を維持するように構成された作業タンクから排出される。第１の濾過段から排出され、粗濾過された加工液体は、第２の濾過段に通される。第２の濾過段は、粗濾過された加工液体を微細濾過する。

添付の図面を参照して、本発明を説明する。図面中、いくつかの図において、同一の要素は、同一の図中符号により示される。

放電加工機械の新規な洗浄濾過システムが開示される。この洗浄濾過システムにおいては、２つの別個の濾過段（「粗濾過段」及び「微細濾過段」）が実現される。各々の濾過段は、関連する別個の濾過タンクを有する。各濾過段は、粗濾過された加工流体を粗濾過タンクから微細濾過タンクへ搬送するためのポンプを更に有する。更に、微細濾過段は、２つの流体戻り経路を特徴とする。それらの流体戻り経路は、工具自体へ直接に流体を戻すための高圧ポンプに加えて、流体追加ポンプを更に含む。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に従って、放電加工機械に使用するのに適する洗浄濾過システム１００の概略図が示されている。図示されるように、作業タンク１０２は、放電加工工程によりフライス削り、形削り又はその他の機械加工を施されるべき工作物１０４を収容する。この目的を実現するために、工作物１０４にごく近接して、ガイドブシュ１０８を貫通するように、電極１０６が構成される。当該技術では知られているように、機械加工作業を容易にするために、電極１０６を通して、加工液体１１０が絶えず高圧で循環される。加工液体１１０は、電極１０６と工作物１０４との間の間隙に導入される。

加工液体１１０は、電極の中心を通って循環されるばかりではなく、外面の汚染物質を洗浄するために、ガイドブシュにも供給される。以下に更に詳細に説明されるように、作業タンク１０２の下部にある液体追加入口１１２は、電極１０６及びガイドブシュ１０８に加工液体１１０を供給する入口経路とは別の入口経路から、加工液体１１０を受け入れる。機械加工工程の間、工作物１０４及びガイドブシュ１０８をほぼ浸漬状態に維持するように、十分な量の加工液体１１０が作業タンク１０２内へ導入される。図２に示される別の実施形態においては、作業タンク１０２の最上部に近接して、液体追加出口／ノズル１１３が構成される。このノズル１１３は、加工液体１１０を受け入れ、工作物１０４と電極１０６との間で、上下方向又は左右方向から機械加工領域に加工液体１１０を吹き付けるか、又は流しかける。換言すれば、ガイドブシュ１０８及び工作物１０４を加工液体１１０に浸漬する代わりに、ノズルを使用して、ガイドブシュ１０８及び工作物１０４の外面に液体を吹き付けるのである。

いずれの場合にも、残留物を含む加工液体１１０は、作業タンク１０２の底面から出口１１４を経て排出され、図中符号１１６により示される第１の（粗）濾過段へ搬送される。金属切削くず残留物を押し流しやすくするために、作業タンク１０２の底面は、出口１１４に向かって下向きに傾斜していてもよい。第１の濾過段１１６は、第１の（粗）濾過タンク１１８と、粗濾過装置１２０と、粗濾過された加工液体１１０を第２の（微細）濾過段１２４へ搬送するための粗濾過ポンプ１２２とを含む。

第２の濾過段１２４は、第２の（微細）濾過タンク１２６を含む。第２の濾過タンク１２６の中には、第１の濾過段１１６から、粗濾過された加工液体１１０を受け入れる微細濾過装置１２８が含まれる。微細濾過された加工液体を、工具電極１０６を介して作業タンク１０２に戻すための経路として、２つの別個の排出流体戻り経路が使用される。第１の流体戻り経路は、高圧流体経路１３０である。高圧流体経路１３０は、微細濾過された加工液体１１０を、電極１０６を介して、ガイドブシュ１０８へ循環させるための高圧ポンプ１３２及び圧力センサ１３４（オプション）を含む。第２の流体戻り経路１３６は、液体追加ポンプ１３８を含む。液体追加ポンプ１３８は、微細濾過された加工液体１１０を、作業タンク１０２の下部にある液体追加入口１１２を介して供給する。

洗浄濾過システム１００の動作中、微細濾過された加工流体（例えば、誘電体、電解質）を作業タンク１０２に追加するために、液体追加ポンプ１３８が始動される。工作物１０４とガイドブシュ１０８が共に加工液体１１０の中に浸漬されると、高圧ポンプ１３２が始動され、通常の放電加工サイクルが開始される。同時に、出口１１４が開放される。その一方で、粗濾過タンクと微細濾過タンクとの間にある粗濾過ポンプ１２２が始動され、その結果、システム１００は、清浄濾過サイクルを開始する。作業タンク１０２の底面が傾斜していることと、少なくとも２つの異なる流体経路を介して、加工流体１１０が絶えず追加されることとによって、工作物１０４の加工中、加工によって出た金属切削くずは、工作物１０４から洗い流され、作業タンク１０２から排出される。このような流体の追加は、各工作物が同一の条件の下で機械加工されることを保証するのに有用であるのみならず、切削くずによる二次放電を減少させるのにも有用である。従って、プロセスの安定性及び部品品質が改善される。

好ましい一実施形態に関連して、本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を実施できること及び説明した実施形態の要素を等価の要素と置き換えても差し支えないことは、当業者には理解されるであろう。更に、本発明の本質的範囲から逸脱せずに、特定の状況又は材料を本発明の教示に適応させるために、数多くの変形を実施してもよい。従って、本発明は、本発明を実施するための最良の形態であると考えられる特定の実施形態に限定されるべきではなく、また、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

本発明の一実施形態に従って、放電加工機械と共に使用するのに適する洗浄濾過システムの概略図。 図１に示される洗浄濾過システムの別の実施形態の概略図。

符号の説明

１００…洗浄濾過システム、１０２…作業タンク、１０４…工作物、１０６…電極、１０８…ガイドブシュ、１１０…加工液体、１１２…液体追加入口、１１３…液体追加出口／ノズル、１１４…出口、１１６…第１の濾過段、１１８…第１の濾過タンク、１２０…粗濾過装置、１２２…粗濾過ポンプ、１２４…第２の濾過段、１２６…第２の濾過タンク、１２８…微細濾過装置、１３０…高圧流体経路、１３２…高圧ポンプ、１３４…圧力センサ、１３６…第２の流体戻り経路、１３８…液体追加ポンプ

Claims (6)

1. 電食加工機械の洗浄濾過システム（１００）において、
   工作物（１０４）を内部に維持するように構成された作業タンク（１０２）と；
   前記作業タンク（１０２）から排出され、残留物を含む加工液体（１１０）を粗濾過する第１の濾過段（１１６）と；
   前記第１の濾過段（１１６）から排出され、粗濾過された加工液体（１１０）を微細濾過する第２の濾過段（１２４）と；
   前記電食加工機械に含まれる、ガイドブッシュ（１０８）を貫通する電極（１０６）を通して、微細濾過された加工流体を導入するための高圧戻り経路を具備し、前記作業タンク（１０２）に通じる第１の流体戻り経路（１３０）と；
   前記作業タンク（１０２）に通じ、前記作業タンク（１０２）の下部に配置された液体追加入口（１１２）を通して、前記微細濾過された加工流体を導入する第２の流体戻り経路（１３６）と
   を具備し、
   前記第１の流体戻り経路（１３０）は、前記微細濾過された加工液体（１１０）を前記ガイドブシュ（１０８）及び前記工作物（１０４）の外面に吹き付けるように更に構成される、
   洗浄濾過システム（１００）。
2. 前記第１の濾過段（１１６）は、
   前記作業タンク（１０２）から排出され、残留物を含む加工液体（１１０）を受け入れる粗濾過装置（１２０）と；
   前記粗濾過装置（１２０）を通過した前記粗濾過された加工液体（１１０）を保持する第１の濾過タンク（１１８）と；
   前記粗濾過された加工液体（１１０）を、前記第１の濾過タンク（１１８）から前記第２の濾過段（１２４）へ搬送する粗濾過ポンプ（１２２）と
   を更に具備する請求項１記載の洗浄濾過システム（１００）。
3. 前記第２の濾過段（１２４）は、
   前記第１の濾過タンク（１１８）から搬送される前記粗濾過された加工液体（１１０）を受け入れる微細濾過装置（１２８）と；
   前記微細濾過装置（１２８）を通過した前記微細濾過された加工液体（１１０）を保持する微細濾過タンク（１２６）と；
   前記微細濾過された加工液体（１１０）を、前記第１の流体戻り経路（１３０）を介して供給する高圧ポンプ（１３２）と；
   前記微細濾過された加工液体（１１０）を、前記第２の流体戻り経路（１３６）を介して供給する液体追加ポンプ（１３８）と
   を更に具備する請求項２記載の洗浄濾過システム（１００）。
4. 前記作業タンク（１０２）の底面は、前記残留物を含む加工液体（１１０）を前記作業タンク（１０２）の底部に近接する出口（１１４）に向かって流動させるように傾斜している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の洗浄濾過システム（１００）。
5. 前記第１の流体戻り経路の内部に配置された圧力センサ（１３４）を更に具備する請求項３記載の洗浄濾過システム（１００）。
6. 前記作業タンク（１０２）は、前記工作物（１０４）を、前記加工流体の中に完全に浸漬された状態に保持するように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の洗浄濾過システム（１００）。
   

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