JP6662988B1 - Mold surface treatment method - Google Patents
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Abstract
【課題】湯流れを改善し、引けを防止できる金型の表面の処理方法を提供する。【解決手段】金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて金属板を変形させて電極を作製する電極作製工程と、該金型の加工対象面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、該電極と該金型の加工対象面とを対向させ、電極をマイナス、金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、該金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有する金型の表面の処理方法である。【選択図】図７PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for treating the surface of a mold capable of improving the flow of hot water and preventing shrinkage. SOLUTION: An electrode producing step of producing an electrode by deforming a metal plate according to the shape of a surface to be processed of a metal mold, and a mask for attaching an insulating mask to the surface to be processed of the mold. In the forming step, the electrode and the surface to be processed of the mold are opposed to each other, and a voltage with the electrode being negative and the mold being positive is applied through the electrolytic solution to form unevenness on the surface to be processed of the mold. A mold surface processing step of forming a pattern, and a method of treating a mold surface. [Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、金型の表面の処理方法に関し、特に、湯流れを改善し、引けを防止できる金型の表面の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a method for treating the surface of a mold, and more particularly to a method for treating the surface of a mold that can improve the flow of molten metal and prevent shrinkage.
ダイカスト法は、アルミニウム製品やマグネシウム製品を大量に製造する方法として一般的な方法である。これまで多くのアルミニウム製品、マグネシウム製品がダイカスト法により製造されてきたが、近年、製品の大型化、一体化（以前は個々の部品を製造し、組み立てていたものを一つの部品として製造すること）が進み、不良品率が上がるという問題が顕在化している。これは、製造すべき部品が大型化・複雑形状化することで射出される溶融アルミニウムや溶融マグネシウムが金型全体に流れにくいため、あるいは、冷却が均一でないために製品に欠陥を作ること等が原因である。特に肉厚部を有するダイカスト製品は、冷却時に表面にくぼみができる現象、割れが生じる現象、内部に空間ができる現象等、いわゆる「引け」が発生することがある。 The die casting method is a general method for producing a large amount of aluminum products and magnesium products. Until now, many aluminum and magnesium products have been manufactured by the die casting method. In recent years, products have become larger and integrated (in the past, individual components were manufactured and assembled as one component. ) Has progressed, and the problem that the defective product rate has increased has become apparent. This is due to the fact that the molten aluminum or molten magnesium injected is difficult to flow through the entire mold due to the large size and complicated shape of the parts to be manufactured, or that defects are created in the product due to uneven cooling. Responsible. Particularly, in a die-cast product having a thick portion, a so-called "shrinkage" such as a phenomenon that a surface is depressed during cooling, a phenomenon that a crack occurs, and a phenomenon that a space is formed inside may occur.
このような「引け」を防止する方法として、特許文献１、特許文献２のような方法が開示されている。特許文献１には、ダイカスト金型のキャビティ面・湯道にブラスト加工により、ディンプルを形成し、湯流れ改善・引けの防止を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、機械的な打痕や放電加工等の方法により、ダイカスト金型のキャビティ面にピットを形成し、ダイカスト時の引けを防止する方法が開示されている。一方、特許文献３には、金型等、金属表面に凹凸形状を形成する方法として、電解加工法を用いた方法が開示されている。 As a method for preventing such “shrinkage”, methods such as Patent Documents 1 and 2 are disclosed. Patent Literature 1 discloses a technique in which dimples are formed on a cavity surface and a runner of a die casting mold by blasting to improve the flow of molten metal and prevent shrinkage. Patent Document 2 discloses a method of forming pits on a cavity surface of a die-casting die by a method such as mechanical dents or electric discharge machining to prevent shrinkage during die-casting. On the other hand, Patent Literature 3 discloses a method using an electrolytic processing method as a method for forming an uneven shape on a metal surface such as a mold.
しかしながら、特許文献１および２記載の技術は、ブラスト加工、機械的な打痕、放電加工等の方法により、金型キャビティ面等に凹凸形状を加工するには、凹凸形状の大きさに制限があり、加工時間が長くかかる、等の問題があるものであった。また、特許文献３記載の技術は、金属表面に様々な形状の紋様を加工することができるが、加工対象部分に比べて小さい電極を操作して加工する方法であり、加工の高速化は困難なものであった。 However, the techniques described in Patent Literatures 1 and 2 have limitations on the size of the irregular shape in order to process the irregular shape on a mold cavity surface or the like by a method such as blasting, mechanical dents, and electric discharge machining. And there are problems such as a long processing time. Further, the technology described in Patent Document 3 can process patterns of various shapes on a metal surface, but is a method of processing by operating an electrode smaller than a portion to be processed, and it is difficult to speed up the processing. It was something.
また、多くの研究により、ダイカスト金型のキャビティ面、湯道に凹凸形状を形成することで、ダイカスト製品の不良率を低減できることがわかってきている。それらの技術の多くが数１０μｍ程度の凹凸をつける技術である。昨今のダイカスト製品の大型化・複雑化のため、さらに大きな凹凸形状形成の要求が上がってきている。しかし、数１００μｍ程度の凹凸形状を作ることは、機械的な打痕による方法では困難である。さらに、エッチングによる方法では形状形成は可能であるが、長時間の加工が必要である。ブラスト加工でも形状形成自体は可能であるが、通常のマスクの技術では困難であり、マスクの問題が解決できたにせよ加工時間が長く必要であり、現実的な方法ではない。 In addition, many studies have shown that forming a concave-convex shape on a cavity surface and a runner of a die-casting die can reduce a defective rate of a die-cast product. Many of these techniques are techniques for forming irregularities of about several tens of μm. Due to the recent increase in size and complexity of die-cast products, there has been an increasing demand for forming even larger irregularities. However, it is difficult to form a concavo-convex shape of about several hundred μm by a method using mechanical dents. Further, although a shape can be formed by a method using etching, long-time processing is required. Although blasting can form the shape itself, it is difficult with ordinary mask technology, and even if the problem of the mask can be solved, a long processing time is required, which is not a practical method.
そこで、本発明の目的は、前記の従来技術の問題点を解決し、湯流れを改善し、引けを防止できる金型の表面の処理方法を提供するものである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a method for treating the surface of a mold that can improve the flow of molten metal and prevent shrinkage.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、金型（特にダイカスト金型）のキャビティ面、湯道に、凹凸形状を高速に形成することによって、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have achieved the above object by forming irregularities on a cavity surface and a runner of a die (especially a die-casting die) at a high speed. It was found that the present invention was obtained, and the present invention was completed.
即ち、本発明の金型の表面の処理方法は、
金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、
前記金属製の金型の加工対象面あるいは前記電極の表面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、
前記加工対象面の形状に合った形状で導電性の材料を有する電極を作製する電極作製工程と、
前記金型の加工対象面と前記電極とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。
That is, the method for treating the surface of the mold of the present invention comprises:
A metal mold, a method of treating the surface of the mold using an electrode,
A mask forming step of attaching an insulating mask to a surface to be processed of the metal mold or the surface of the electrode,
An electrode manufacturing step of manufacturing an electrode having a conductive material in a shape matching the shape of the processing target surface,
The processing target surface of the mold and the electrode are opposed to each other, a voltage of minus the electrode and a positive voltage of the mold is applied through an electrolytic solution, and an uneven pattern is formed on the processing target surface of the mold. And a mold surface processing step of forming.
また、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記電極が、前記金型の加工対象面の形状と比較して、側面方向と底面方向の両方向の寸法を縮小したものであることが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
It is preferable that the electrode has a reduced size in both the side and bottom directions as compared with the shape of the processing target surface of the mold.
さらに、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面と前記電極との間に、間隙を保持するための間隙保持用スペーサを配置し、前記金属製の金型と前記電極との相対位置を固定して、前記加工対象面に凹凸のパターンを形成することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
Between the surface to be processed of the metal mold and the electrode, a gap holding spacer for holding a gap is arranged, and the relative position between the metal mold and the electrode is fixed, It is preferable to form an uneven pattern on the surface to be processed.
また、本発明の金型の表面の処理方法は、
金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、
前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて、金属板を変形させて前記電極を作製する電極作製工程と、
前記金属製の金型の加工対象面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、
前記電極と前記金属製の金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金属製の金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
A metal mold, a method of treating the surface of the mold using an electrode,
According to the shape of the surface to be processed of the metal mold, an electrode manufacturing step of forming the electrode by deforming a metal plate,
A mask forming step of attaching an insulating mask to a surface to be processed of the metal mold,
The electrode and the surface to be processed of the metal mold are opposed to each other, and a voltage with the electrode being minus and the mold being plus is applied through an electrolytic solution, and the metal mold is processed. And a mold surface processing step of forming an uneven pattern on the surface.
さらに、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて金属板を変形させる際に、前記加工対象面と前記金属板との間に電極作製用スペーサを挿入して電極を作製することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
When deforming a metal plate according to the shape of the processing target surface of the metal mold, to prepare an electrode by inserting an electrode manufacturing spacer between the processing target surface and the metal plate, preferable.
さらにまた、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属板が、穴を有する板であり、
前記電極の金属板中の穴を通して前記電解液を、前記電極と前記金属製の金型の加工対象面との間に供給および／または回収することが、好ましい。
Furthermore, the method for treating the surface of the mold of the present invention comprises:
The metal plate is a plate having holes,
It is preferable that the electrolytic solution is supplied and / or recovered between the electrode and the surface to be processed of the metal mold through a hole in the metal plate of the electrode.
また、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面と前記電極との間に間隙を保持するための間隙保持用スペーサを配置して前記金型と前記電極との相対位置を固定し、前記金属製の金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
A gap holding spacer for holding a gap between the processing surface of the metal mold and the electrode is disposed to fix a relative position between the metal mold and the electrode, and the metal mold is fixed. It is preferable to form an uneven pattern on the processing target surface of the mold.
さらに、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属板を分割し、複数の電極によって前記金属製の金型の加工対象面の形状の全体に凹凸のパターンを形成することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
It is preferable that the metal plate is divided, and a plurality of electrodes form an uneven pattern over the entire shape of the processing target surface of the metal mold.
また、本発明の金型の表面の処理方法は、
金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、
金属板の表面に絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、
マスクを付着させた該金属板を、前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて変形させて電極を作製する電極作製工程と、
前記電極と前記金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
A metal mold, a method of treating the surface of the mold using an electrode,
A mask forming step of attaching an insulating mask to the surface of the metal plate,
An electrode producing step of producing an electrode by deforming the metal plate with the mask attached thereto in accordance with the shape of the processing target surface of the metal mold;
The electrode and the surface to be processed of the mold are opposed to each other, a voltage with the electrode being negative and the mold being positive is applied through an electrolytic solution, and an uneven pattern is formed on the surface to be processed of the mold. And a mold surface processing step of forming.
さらに、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて、前記金属板を変形させる際に、前記加工対象面と前記金属板との間に電極作製用スペーサを挿入して電極を作製することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
When deforming the metal plate according to the shape of the processing target surface of the metal mold, inserting an electrode manufacturing spacer between the processing target surface and the metal plate to prepare an electrode. Is preferred.
さらにまた、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属板が、穴を有する板であり、前記電極の穴を通して電解液を極間に供給および／または回収することが、好ましい。
Furthermore, the method for treating the surface of the mold of the present invention comprises:
It is preferable that the metal plate is a plate having a hole, and the electrolyte is supplied and / or recovered between the electrodes through the hole of the electrode.
また、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面と前記電極との間に間隙を保持するための間隙保持用スペーサを配置して前記金型と前記電極との相対位置を固定し、前記加工対象面に凹凸のパターンを形成することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
A gap holding spacer for holding a gap between the processing surface of the metal mold and the electrode is arranged to fix a relative position between the metal mold and the electrode, and the processing surface is fixed to the processing surface. It is preferable to form an uneven pattern.
さらに、本発明の金型の表面の処理方法は、
前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて、前記金属板 前記金属板を分割し、複数の電極によって前記金属製の金型の加工対象面の形状の全体に凹凸のパターンを形成することが、好ましい。
Further, the method for treating the surface of the mold of the present invention,
The metal plate is divided into the metal plate in accordance with the shape of the processing surface of the metal mold, and a plurality of electrodes form an uneven pattern over the entire shape of the processing surface of the metal mold. Is preferred.
本発明によれば、湯流れを改善し、引けを防止できる金型の表面の処理方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a method for treating the surface of a mold that can improve the flow of molten metal and prevent shrinkage.
以下、本発明の金型の表面の処理方法（テクスチャリング方法）ついて具体的に説明する。なお、本発明の金型の表面の処理方法はダイカスト金型に限らず、重力鋳造法その他の鋳造用金型、あるいは鍛造型、プレス型においても適用することができ、ダイカスト金型に限るものではない。なお、以下では、例としてダイカスト金型の場合で説明し、「金型の表面の処理方法」を「ダイカスト金型の表面の処理方法」と称すこともある。
本発明の金型の表面の処理方法（ダイカスト金型の表面の処理方法）は、金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、前記金属製の金型の加工対象面あるいは前記電極の表面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、前記加工対象面の形状に合った形状で導電性の材料を有する電極を作製する電極作製工程と、前記金型の加工対象面と前記電極とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。また、本発明の金型の表面の処理方法（ダイカスト金型の表面の処理方法）は、金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて、金属板を変形させて前記電極を作製する電極作製工程と、前記金属製の金型の加工対象面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、前記電極と前記金属製の金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金属製の金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。さらに、金型の表面の処理方法（ダイカスト金型の表面の処理方法）は、金属製の金型と、電極とを用いる金型の表面の処理方法であって、金属板の表面に絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、マスクを付着させた該金属板を、前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて変形させて電極を作製する電極作製工程と、前記電極と前記金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有することを特徴とするものである。主にダイカスト金型のキャビティ面、湯道に、凹凸形状を高速に形成する方法を提供するものであり、特に、これまで形成が困難であった数１００μｍ程度以上の凹凸形状の高速形成が可能である。これにより、大型化・複雑化が進むダイカスト製品の製造において、湯流れを改善し、引けを防止できる金型を提供することができる。なお、金型の金属としては、本発明の効果が得られれば特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４４０４ ＳＫＤ６１等を挙げることができる。また、絶縁性のマスクの材質としては、本発明の効果が得られれば特に限定されないが、例えば、ゴム、プラスチック等を挙げることができる。
Hereinafter, the method for treating the surface of the mold (texturing method) of the present invention will be specifically described. In addition, the method for treating the surface of the mold of the present invention is not limited to the die casting mold, and can be applied to a gravity casting method or another casting mold, or a forging mold or a press mold, and is limited to the die casting mold. is not. In the following, a case of a die casting mold will be described as an example, and the “method of treating the surface of the mold” may be referred to as a “method of treating the surface of the die casting mold”.
The method for treating the surface of a mold of the present invention (the method for treating the surface of a die-casting mold) is a method for treating the surface of a mold using a metal mold and an electrode, wherein the metal mold is used. A mask forming step of attaching an insulating mask to the processing target surface or the surface of the electrode, and an electrode manufacturing step of preparing an electrode having a conductive material in a shape matching the shape of the processing target surface, The surface to be processed of the mold is opposed to the electrode, and a voltage with the electrode being negative and the mold being positive is applied through an electrolytic solution to form an uneven pattern on the surface to be processed of the mold. And a die surface processing step. The method for treating the surface of a mold (the method for treating the surface of a die-casting mold) according to the present invention is a method for treating the surface of a mold using a metal mold and an electrode. An electrode forming step of forming the electrode by deforming a metal plate in accordance with the shape of the processing target surface of the mold; and a mask forming step of attaching an insulating mask to the processing target surface of the metal die. And, the electrode and the surface to be processed of the metal mold are opposed to each other, the electrode is minus, the voltage plus the mold, a voltage is applied via an electrolytic solution, the metal mold And a die surface processing step of forming an uneven pattern on the processing target surface. Furthermore, the method of treating the surface of the mold (the method of treating the surface of the die-casting mold) is a method of treating the surface of the mold using a metal mold and an electrode. A mask forming step of attaching a mask, an electrode producing step of producing an electrode by deforming the metal plate to which the mask is attached in accordance with the shape of the processing target surface of the metal mold, A metal for forming a concave and convex pattern on the processing target surface of the mold by applying a voltage to the processing target surface of the die by facing the processing target surface of the die, setting the electrode to a negative value, and setting the die to a positive value through an electrolytic solution. And a mold surface processing step. It mainly provides a method for forming irregularities on the cavity surface and runner of a die-casting mold at high speed. In particular, it is possible to form irregularities of several hundred μm or more at high speed, which was difficult to form. It is. This makes it possible to provide a mold that can improve the flow of molten metal and prevent shrinkage in the production of die-cast products that are becoming larger and more complex. The metal of the mold is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include JIS G 4404 SKD61. The material of the insulating mask is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include rubber and plastic.
（実施の形態１）
第１の実施形態に係るダイカスト金型の表面の処理方法（テクスチャリング方法）は、金型の加工対象面に絶縁性のマスクを付着させ、加工対象物の形状に合った電極を対向させて電解作用により金型表面に凹凸形状を形成する方法である。図１は、本発明の実施の形態１の全体の説明図（概念図）である。図１中、１０１は電極、１０２は金型、１０３は金型に付着させた絶縁性のマスクである。金型１０２の上面（図の直線部分）は加工したくない場所であり、この部分には全面マスクをしていることを示している。金型１０２のくぼみの部分が金型のキャビティ部分を想定した図であり、この部分に加工したいパターンのマスクを施している図である。この図では、加工したくない部分には全面マスクを施していることになっているが、電極から距離が離れれば、電解作用は弱くなるので、必ずしも加工しない部分全面をマスクで覆う必要はない。１０４は電解加工を行うときに極間に介在させる電解液であり、通常、塩化ナトリウム水溶液、硝酸ナトリウム水溶液等の電解質の水溶液を用いる。１０５は電解加工を行うための電源装置であり、工作物すなわち金型側がプラス、電極側がマイナスの電圧を印加する。
(Embodiment 1)
The processing method (texturing method) of the surface of the die-casting die according to the first embodiment is such that an insulating mask is attached to a processing target surface of the die, and electrodes corresponding to the shape of the processing target are opposed to each other. This is a method of forming an uneven shape on the mold surface by an electrolytic action. FIG. 1 is an overall explanatory diagram (conceptual diagram) of Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 101 is an electrode, 102 is a mold, and 103 is an insulating mask attached to the mold. The upper surface (the straight line portion in the figure) of the mold 102 is a place where processing is not desired, and indicates that the entire surface is masked. FIG. 4 is a view in which a hollow portion of the mold 102 is assumed to be a cavity portion of the mold, and a mask having a pattern to be processed is applied to this portion. In this figure, the entire surface is masked for the portion that is not to be processed. However, if the distance from the electrode is large, the electrolytic action is weakened, so it is not always necessary to cover the entire unprocessed portion with the mask. . Reference numeral 104 denotes an electrolytic solution to be interposed between the electrodes when performing electrolytic processing, and usually uses an aqueous solution of an electrolyte such as an aqueous solution of sodium chloride or an aqueous solution of sodium nitrate. Reference numeral 105 denotes a power supply device for performing electrolytic processing, which applies a positive voltage to the workpiece, that is, the mold side, and a negative voltage to the electrode side.
図１は、本発明の実施の形態１の電極形状の説明図である。まず、電極の形状を金型の凹凸をつけたい加工対象部分の形状に合わせて作製する。金型を製造するために、形彫放電加工を使用する場合であれば、形彫放電加工に使用した電極を使用するのが都合がよい。形彫放電加工の電極は、加工したキャビティの形状と比較して、全体的に（下方向、側面方向等）縮小した形状で、相似形状になっている。キャビティの表面を電解加工で加工するためには、この状態が望ましい。この様子を図２（ａ）に示す。電解加工を行う場合に、キャビティの面と電極の距離がどこでもほぼ同じ距離になっている。この状態で電解加工を行うと、キャビティの加工対象部分全体がほぼ同じ速度で加工され、均一なテクスチャリングができる。それに対して、キャビティと同じ形状の電極を使用した場合（図２（ｂ））には、電解加工のための極間の距離を確保するために、電極を引き上げた状態で位置決めしても、壁が立った側面部分では、極間距離が確保できず、距離の近い部分が優先的に加工されてしまう場合がある。すなわち、電極形状は、加工対象部分であるキャビティの形状を反転させた形状から全体的に、すなわち、全方向に対して縮小した形状とすることが望ましい。電極作製上は、電極の下方向については、電極の位置、すなわち、金型からの距離で調整できるため、側面方向に収縮した形状にすればよいことになる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an electrode shape according to the first embodiment of the present invention. First, the shape of the electrode is manufactured according to the shape of the portion to be processed in which the unevenness of the mold is desired. If a die-sinking electrical discharge machining is used to manufacture a mold, it is convenient to use the electrodes used for the die-sinking electrical discharge machining. The electrode of the sculpture electric discharge machining has an overall reduced shape (downward direction, side direction, etc.) and a similar shape as compared with the shape of the machined cavity. This state is desirable for processing the surface of the cavity by electrolytic processing. This situation is shown in FIG. When performing electrolytic processing, the distance between the surface of the cavity and the electrode is almost the same everywhere. When electrolytic processing is performed in this state, the entire processing target portion of the cavity is processed at substantially the same speed, and uniform texturing can be performed. On the other hand, when an electrode having the same shape as the cavity is used (FIG. 2B), in order to secure a distance between the electrodes for electrolytic processing, even if the electrode is positioned with the electrode pulled up, In the side part where the wall stands, the distance between the poles cannot be secured, and a part with a short distance may be preferentially processed. That is, it is desirable that the shape of the electrode be reduced from the shape obtained by inverting the shape of the cavity, which is the portion to be processed, as a whole, that is, reduced in all directions. In the fabrication of the electrode, the downward direction of the electrode can be adjusted by the position of the electrode, that is, the distance from the mold, so that the shape may be contracted in the side direction.
次に、金型１０２の加工対象部分に、加工するパターンに応じた絶縁性のマスク１０３を形成させる。電解加工の影響がおよぶ可能性があり、かつ、加工を行いたくない部分には、全面金型表面を覆うマスクを施しておくのが望ましい。 Next, an insulating mask 103 corresponding to a pattern to be processed is formed in a processing target portion of the mold 102. It is desirable to apply a mask covering the entire surface of the mold to a portion that may be affected by the electrolytic processing and that is not desired to be processed.
次に、工作物である金型１０２と電極１０１の位置決めを行う。図２は、本発明の実施の形態１の加工方法の説明図であり、図３は、本発明の実施の形態１の加工方法の説明図である。工作物である金型１０２と電極１０１との間の位置決めに関しては、電極を工作機械のようなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動軸を有する機械、あるいは、多関節ロボットなどで移動できる場合には、極間距離を数１００μｍ乃至数ｍｍの範囲、より望ましくは、５００μｍ程度から１ｍｍ程度の距離に位置決めすればよい。このような大掛かりな装置を使用せずとも、図３のように、工作物である金型と電極との間に絶縁材料からなる間隙保持用スペーサ３０１を用いて位置決めすることもできる。この場合、スペーサの厚みは、前述の距離である数１００μｍ乃至数ｍｍの範囲、より望ましくは、５００μｍ程度から１ｍｍ程度の厚みとすればよい。スペーサの部分は電解加工が進まなくなるが、必ずしも金型全面に均一な凹凸形状が必要なわけではないので特段問題にはならない。テクスチャリング加工をするためのマスクをこの範囲の厚みとすれば、スペーサの役割も持たせることができるが、後述する電解液の流れを阻害しないようなマスクのパターンとするか、あるいは、加工中に定期的に電解液を入れ替える作業を行う必要がある。 Next, positioning of the electrode 102 and the mold 102 as a workpiece is performed. FIG. 2 is an explanatory diagram of the processing method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the processing method according to the first embodiment of the present invention. Regarding the positioning between the mold 102, which is a workpiece, and the electrode 101, when the electrode can be moved by a machine having X-axis, Y-axis, and Z-axis movement axes such as a machine tool, or an articulated robot. In this case, the distance between the electrodes may be set in the range of several hundreds μm to several mm, more preferably, in the range of about 500 μm to about 1 mm. Even without using such a large-scale device, the positioning can be performed by using a gap holding spacer 301 made of an insulating material between a mold as a workpiece and an electrode as shown in FIG. In this case, the thickness of the spacer may be in the range of several hundred μm to several mm, which is the aforementioned distance, and more preferably, about 500 μm to about 1 mm. Electrolytic processing does not proceed in the spacer portion, but there is no particular problem because uniform unevenness is not necessarily required on the entire surface of the mold. If the thickness of the mask for texturing is within this range, it can also serve as a spacer.However, a mask pattern that does not impede the flow of the electrolytic solution described later, or It is necessary to periodically replace the electrolyte.
次に、工作物である金型１０２の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型加工工程の説明を行う。工作物である金型１０２と電極１０１との間の極間に、電解液１０４を導き、電源装置１０５により、金型１０２にプラス、電極１０１にマイナスの電圧を印加する。電源１０５により印加する電圧は、通常、数Ｖ〜数１０Ｖ程度とするが、５Ｖ程度〜２０Ｖ程度を使用することが多い。また、印加する電圧は連続した直流の電圧でよいが、パルス状の電圧を印加してもよい。パルス幅の短いパルス電流を流す場合には、加工速度は遅くなるが、凹凸のパターンははっきりした形状になる傾向がある。テクスチャリングのための金型表面の電解加工の際の加工電流は、電源の電圧、極間距離、電解液の電導度、加工面積により決まる。（加工電流を一定に制御する方式の電源装置を使用した場合には、電流値は設定した値になるが、電源の電圧が変化する。ここでの説明は、電流一定方式の電源ではなく、電圧を設定する電源装置を使用した場合の説明をする。）電解加工では、電源の電圧が同じで、極間距離が同じであれば、面積に比例して電流が増加し、加工速度は面積によらず同じになる。すなわち、高速加工が容易にできる方法である（ただし、厳密には、加工が進むに従い、気泡や加工屑が生成するため、それらを除去できなければ加工速度は遅くなっていく）。テクスチャリング加工の場合にも、加工面積が増加するに従い、電流値が増加する傾向がみられたが、単位面積当たりの加工電流を５Ａ／ｃｍ２以上、より好ましくは、１０Ａ／ｃｍ２以上とすると加工を良好に進めることができた。これよりも電流密度が低い場合には、加工面表面に絶縁性の酸化膜が形成される場合があり、酸化膜が形成された部分は除去加工ができなくなった。この傾向は、電解液が塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液の場合よりも、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）水溶液の場合の方が顕著であった。 Next, a description will be given of a mold processing step of forming an uneven pattern on a processing target surface of the mold 102 as a workpiece. The electrolytic solution 104 is guided between the electrode between the metal mold 102 and the electrode 101, and a positive voltage is applied to the metal mold 102 and a negative voltage is applied to the electrode 101 by the power supply device 105. The voltage applied by the power supply 105 is usually about several volts to several tens of volts, but about 5 volts to about 20 volts is often used. The voltage to be applied may be a continuous DC voltage, but a pulsed voltage may be applied. When a pulse current with a short pulse width is applied, the processing speed is slowed down, but the uneven pattern tends to have a clear shape. The processing current at the time of electrolytic processing of the mold surface for texturing is determined by the voltage of the power supply, the distance between the electrodes, the conductivity of the electrolytic solution, and the processing area. (When a power supply device that controls the processing current to a constant value is used, the current value becomes a set value, but the voltage of the power supply changes. A description will be given of a case in which a power supply device for setting a voltage is used.) In electrolytic processing, if the voltage of the power supply is the same and the distance between the electrodes is the same, the current increases in proportion to the area, and the processing speed is reduced by the area. Regardless, it becomes the same. That is, it is a method that can easily perform high-speed processing (strictly speaking, as processing proceeds, bubbles and processing chips are generated, and if they cannot be removed, the processing speed decreases). In the case of texturing, the current value tended to increase as the processing area increased, but the processing current per unit area was 5 A / cm 2 or more, more preferably 10 A / cm 2 or more. As a result, the processing was successfully performed. If the current density is lower than this, an insulating oxide film may be formed on the surface of the processed surface, and the portion where the oxide film is formed cannot be removed. This tendency was more remarkable when the electrolyte was an aqueous solution of sodium nitrate (NaNO 3 ) than when the electrolyte was an aqueous solution of sodium chloride (NaCl).
ここまで、金型側にマスクを形成する方法について説明したが、マスクは電極側に形成してもよい。加工の方法、電極と工作物である金型との位置決めの方法等は、金型にマスクをつけた場合と何ら変わるところはない。しかし、電極側のマスクをつけた部分にも、マスクのついていない部分から加工電流が回り込むので、金型に形成される凹凸形状は金型にマスクをつけた場合よりも、ぼけた形状になる。特に、加工する凹凸形状が数１０μｍ程度以下の細かいパターンの場合には、工作物側にマスクを形成する方が望ましい。加工する凹凸形状が数１００μｍ程度以上の比較的大きなパターンの場合には、逆に電極側にマスクをつけた方が、滑らかなパターンとなるので、望ましい場合もある。電極側にマスクを形成する場合、放電加工に使用した電極を使用する場合には、放電加工により荒れた表面を取り除き滑らかな金属面を出してからマスクを形成しないと、加工中にマスクが剥がれることがあるので、注意を要する。 The method of forming the mask on the mold side has been described above, but the mask may be formed on the electrode side. The method of processing, the method of positioning the electrode and the mold as a workpiece, and the like are not different from the case where a mask is attached to the mold. However, since the processing current flows from the part without the mask to the part with the mask on the electrode side, the uneven shape formed on the mold is more blurred than when the mask is attached to the mold. . In particular, when the uneven shape to be processed is a fine pattern of about several tens μm or less, it is desirable to form a mask on the workpiece side. In the case of a relatively large pattern having an irregular shape to be processed of about several hundred μm or more, it may be desirable to attach a mask on the electrode side, since a smoother pattern results. When forming a mask on the electrode side, when using the electrode used for electric discharge machining, if the mask is not formed after removing the rough surface by electric discharge machining and leaving a smooth metal surface, the mask will peel off during machining Be cautious, because it can happen.
なお、説明では、電解液の処理については言及しなかったが、実際には、加工中に極間に電解液を供給しつつ、加工により加工屑等を含んだ電解液を回収する仕組みが必要である。 In the explanation, the treatment of the electrolytic solution was not mentioned, but in actuality, a mechanism is needed to supply the electrolytic solution between the electrodes during processing and to collect the electrolytic solution containing processing waste etc. by processing. It is.
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の全体の説明図（概念図）である。図４において、４０１は電極、４０２は金型、４０３は金型に付着させた絶縁性のマスクである。金型４０２の上面（図の直線部分）は加工したくない場所であり、この部分には全面マスクをしていることを示している。金型４０２のくぼみの部分が金型のキャビティ部分を想定した図であり、この部分に加工したいパターンのマスクを施している図である。この図では、加工したくない部分には全面マスクを施していることになっているが、電極から距離が離れれば、電解作用は弱くなるので、必ずしも加工しない部分全面をマスクで覆う必要はない。４０４は電解加工を行うときに極間に介在させる電解液であり、通常、塩化ナトリウム水溶液、硝酸ナトリウム水溶液等の電解質の水溶液を用いる。４０５は電解加工を行うための電源装置であり、工作物すなわち金型側がプラス、電極側がマイナスの電圧を印加する。実際には電極４０１を保持する仕組みが必要であるが、図４には図示していない。電極４０１を冶具で固定して移動軸に固定する方法、後述するように電極４０１と金型４０２の間にスペーサを置いて保持する方法等がある。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is an overall explanatory diagram (conceptual diagram) of Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes an electrode, 402 denotes a mold, and 403 denotes an insulating mask attached to the mold. The upper surface (the straight line portion in the figure) of the mold 402 is a place where processing is not desired, and it is shown that the entire surface is masked. FIG. 3 is a view assuming that a recessed portion of a mold 402 is a cavity portion of the mold, and a mask of a pattern to be processed is applied to this portion. In this figure, the entire surface is masked for the portion that is not to be processed. However, if the distance from the electrode is large, the electrolytic action is weakened, so it is not always necessary to cover the entire unprocessed portion with the mask. . Reference numeral 404 denotes an electrolytic solution to be interposed between the electrodes when performing electrolytic processing, and usually uses an aqueous solution of an electrolyte such as an aqueous solution of sodium chloride or an aqueous solution of sodium nitrate. Reference numeral 405 denotes a power supply device for performing electrolytic processing, which applies a positive voltage to the workpiece, that is, the mold side, and applies a negative voltage to the electrode side. Although a mechanism for holding the electrode 401 is actually required, it is not shown in FIG. There are a method of fixing the electrode 401 with a jig to the moving shaft, a method of holding a spacer between the electrode 401 and the mold 402 as described later, and the like.
まず、本発明の実施例２の電極作製工程について説明する。発明の実施の形態１では、金型４０２の加工対象部分、すなわち、キャビティ部分の形状に合わせた電極を準備したが、金型が大型化する場合には、その都度電極を準備するのは、効率がよくない。そこで、本実施の形態２では、より汎用性のある方法について説明する。電極４０１は、元は銅、ステンレス等の材質の金属の平板である。電解加工では、マイナス側の極は加工されないので、電極の材質は、特に、銅、ステンレスに限らず、他の鋼材等でもよい。ただし、後の工程で変形する必要があるので、軟らかく、変形しやすい材料が望ましい。この金属平板を金型４０２の加工対象部分の形状に合わせて、変形させ、電極４０１とする。変形の方法は、例えば、金属板を金型４０２の上に置き、上から押し付ける方法、プラハンマ等でたたき出し少しずつ変形させる方法等がある。金属板を火であぶるなど温度を上げることで変形は容易になるが、金属板表面、特に、金型側の面が酸化した場合には酸化膜を除去する必要がある。いくつかの変形の方法について記載したが、本実施の形態では、金属板の変形の方法を何ら限定するものではない。 First, an electrode manufacturing process according to a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment of the present invention, an electrode is prepared according to the shape of the processing target portion of the mold 402, that is, the shape of the cavity portion. However, when the size of the mold is increased, the electrode is prepared each time. Not efficient. Therefore, in the second embodiment, a more versatile method will be described. The electrode 401 is originally a flat metal plate made of a material such as copper or stainless steel. Since the negative electrode is not processed in the electrolytic processing, the material of the electrode is not limited to copper and stainless steel, but may be another steel material. However, since it is necessary to deform in a later step, a soft and easily deformable material is desirable. This metal flat plate is deformed according to the shape of the portion to be processed of the mold 402 to form an electrode 401. Examples of the deformation method include a method in which a metal plate is placed on a mold 402 and pressed from above, a method in which a metal plate is beaten with a plastic hammer or the like, and deformed little by little. Deformation is facilitated by raising the temperature, such as burning the metal plate with fire, but it is necessary to remove the oxide film if the surface of the metal plate, especially the surface on the mold side, is oxidized. Although some deformation methods have been described, the present embodiment does not limit the deformation method of the metal plate at all.
図５は、本発明の実施の形態２の電極の製造方法の説明図である。金属板を変形させて、電極４０１を作る際には、図５に示すように、金属板と金型との間に電極作製用スペーサ５０１を挟んでおくことが望ましい。電極作製用スペーサ５０１は連続したシートのようなものでも、断続的な物体を配置してもよい。電極作製用スペーサは５０１の厚みは、後の電解加工による金型表面加工工程の際の電極４０１と金型４０２との極間距離に近い値にしておくことが望ましい。図５に示すように、電極作製用スペーサ５０１を介して電極４０１を作製することで、金型４０２のキャビティ形状から全体的に形状を収縮した形状の電極を作製することができる。電解加工による金型表面加工工程の際の電極４０１と金型４０２との極間距離がどの場所においてもほぼ均一な値とすることができ、後の電解加工による金型表面加工工程において、均等に表面の加工を進めることができる。金型のキャビティの形状が深さの浅い緩やかな形状であれば、電極作製用スペーサが必ずしも必要でないことはいうまでない。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an electrode according to Embodiment 2 of the present invention. When the electrode 401 is formed by deforming the metal plate, as shown in FIG. 5, it is desirable that the electrode manufacturing spacer 501 be interposed between the metal plate and the mold. The electrode manufacturing spacer 501 may be a continuous sheet or an intermittent object. It is desirable that the thickness of the electrode manufacturing spacer 501 be set to a value close to the distance between the electrodes 401 and the metal mold 402 in the metal mold surface processing step by the subsequent electrolytic processing. As shown in FIG. 5, by manufacturing the electrode 401 through the electrode manufacturing spacer 501, it is possible to manufacture an electrode having a shape in which the entire shape is contracted from the cavity shape of the mold 402. The electrode distance between the electrode 401 and the mold 402 in the mold surface processing step by electrolytic processing can be set to a substantially uniform value in any place, and in the subsequent mold surface processing step by electrolytic processing, Surface processing can be advanced. Needless to say, if the shape of the cavity of the mold is a shallow and gentle shape, the spacer for producing an electrode is not necessarily required.
次に、金型４０２の加工対象部分に、加工するパターンに応じた絶縁性のマスク４０３を形成させる。電解加工の影響がおよぶ可能性があり、かつ、加工を行いたくない部分には、全面金型表面を覆うマスクを施しておくのが望ましい。この図では、加工したくない部分には全面マスクを施していることになっているが、電極から距離が離れれば、電解作用は弱くなるので、必ずしも加工しない部分全面をマスクで覆う必要はない。 Next, an insulating mask 403 corresponding to a pattern to be processed is formed on a processing target portion of the mold 402. It is desirable to apply a mask covering the entire surface of the mold to a portion that may be affected by the electrolytic processing and that is not desired to be processed. In this figure, the entire surface is masked for the portion that is not to be processed. However, if the distance from the electrode is large, the electrolytic action is weakened, so it is not always necessary to cover the entire unprocessed portion with the mask. .
次に、工作物である金型４０２と電極４０１の位置決めを行う。前述のように、図４には、電極４０１を保持する仕組みについては図示していない。工作物である金型４０２と電極４０１との間の位置決めに関しては、電極を工作機械のようなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動軸を有する機械、あるいは、多関節ロボット等で移動できる場合には、電極４０１を、冶具を介して機械の移動軸に固定して位置決めを行うことになる。極間距離を数１００μｍ乃至数ｍｍの範囲、より望ましくは、５００μｍ程度から１ｍｍ程度の距離に位置決めすればよい。このような大掛かりな装置を使用せずとも、図６のように、工作物である金型と電極との間に絶縁材料からなる間隙保持用スペーサ６０１を用いて位置決めすることもできる。この場合、スペーサの厚みは、前述の距離である数１００μｍ乃至数ｍｍの範囲、より望ましくは、５００μｍ程度から１ｍｍ程度の厚みとすればよい。スペーサの部分は電解加工が進まなくなるが、必ずしも金型全面に均一な凹凸形状が必要なわけではないので特段問題にはならない。テクスチャリング加工をするためのマスクをこの範囲の厚みとすれば、スペーサの役割も持たせることができるが、後述する電解液の流れを阻害しないようなマスクのパターンとするか、あるいは、加工中に定期的に電解液を入れ替える作業を行う必要がある。 Next, positioning of the electrode 401 and the mold 402 as a workpiece is performed. As described above, FIG. 4 does not show a mechanism for holding the electrode 401. Regarding the positioning between the mold 402 as a workpiece and the electrode 401, when the electrode can be moved by a machine such as a machine tool having X-axis, Y-axis, and Z-axis movement axes, or an articulated robot. In order to perform positioning, the electrode 401 is fixed to the moving axis of the machine via a jig. The distance between the poles may be in the range of several 100 μm to several mm, more preferably, in the range of about 500 μm to about 1 mm. Even without using such a large-scale apparatus, positioning can be performed by using a gap-holding spacer 601 made of an insulating material between a mold as a workpiece and an electrode as shown in FIG. In this case, the thickness of the spacer may be in the range of several hundred μm to several mm, which is the aforementioned distance, and more preferably, about 500 μm to about 1 mm. Electrolytic processing does not proceed in the spacer portion, but there is no particular problem because uniform unevenness is not necessarily required on the entire surface of the mold. If the thickness of the mask for texturing is within this range, it can also serve as a spacer.However, a mask pattern that does not impede the flow of the electrolytic solution described later, or It is necessary to periodically replace the electrolyte.
次に、工作物である金型４０２の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型加工工程の説明を行う。工作物である金型４０２と電極４０１との間の極間に、電解液４０４を導き、電源装置４０５により、金型４０２にプラス、電極４０１にマイナスの電圧を印加する。電源４０５により印加する電圧は、通常、数Ｖ〜数１０Ｖ程度とするが、５Ｖ程度〜２０Ｖ程度を使用することが多い。また、印加する電圧は連続した直流の電圧でよいが、パルス状の電圧を印加してもよい。パルス幅の短いパルス電流を流す場合には、加工速度は遅くなるが、凹凸のパターンははっきりした形状になる傾向がある。テクスチャリングのための金型表面の電解加工の際の加工電流は、電源の電圧、極間距離、電解液の電導度、加工面積により決まる。（加工電流を一定に制御する方式の電源装置を使用した場合には、電流値は設定した値になるが、電源の電圧が変化する。ここでの説明は、電流一定方式の電源ではなく、電圧を設定する電源装置を使用した場合の説明をする。）電解加工では、電源の電圧が同じで、極間距離が同じであれば、面積に比例して電流が増加し、加工速度は面積によらず同じになる。すなわち、高速加工が容易にできる方法である。（ただし、厳密には、加工が進むに従い、気泡や加工屑が生成するため、それらを除去できなければ加工速度は遅くなっていく。）テクスチャリング加工の場合にも、加工面積が増加するに従い、電流値が増加する傾向がみられたが、単位面積当たりの加工電流を５Ａ／ｃｍ２以上、より好ましくは、１０Ａ／ｃｍ２以上とすると加工を良好に進めることができた。これよりも電流密度が低い場合には、加工面表面に絶縁性の酸化膜が形成される場合があり、酸化膜が形成された部分は除去加工ができなくなった。この傾向は、電解液が塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液の場合よりも、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）水溶液の場合の方が顕著であった。 Next, a description will be given of a mold processing step of forming an uneven pattern on a processing target surface of the mold 402 as a workpiece. The electrolytic solution 404 is guided between the electrode between the metal mold 402 and the electrode 401, and a positive voltage is applied to the metal mold 402 and a negative voltage is applied to the electrode 401 by the power supply device 405. The voltage applied by the power supply 405 is usually about several volts to several tens of volts, but about 5 volts to about 20 volts is often used. The voltage to be applied may be a continuous DC voltage, but a pulsed voltage may be applied. When a pulse current with a short pulse width is applied, the processing speed is slowed down, but the uneven pattern tends to have a clear shape. The processing current at the time of electrolytic processing of the mold surface for texturing is determined by the voltage of the power supply, the distance between the electrodes, the conductivity of the electrolytic solution, and the processing area. (When a power supply device that controls the processing current to a constant value is used, the current value becomes a set value, but the voltage of the power supply changes. A description will be given of a case in which a power supply device for setting a voltage is used.) In electrolytic processing, if the voltage of the power supply is the same and the distance between the electrodes is the same, the current increases in proportion to the area, and the processing speed is reduced Regardless, it becomes the same. That is, it is a method that can easily perform high-speed processing. (However, strictly speaking, as processing progresses, bubbles and processing chips are generated, so if they cannot be removed, the processing speed will decrease.) In the case of texturing, as the processing area increases However, the current value tended to increase, but when the processing current per unit area was 5 A / cm 2 or more, more preferably 10 A / cm 2 or more, the processing could be favorably advanced. If the current density is lower than this, an insulating oxide film may be formed on the surface of the processed surface, and the portion where the oxide film is formed cannot be removed. This tendency was more remarkable when the electrolyte was an aqueous solution of sodium nitrate (NaNO 3 ) than when the electrolyte was an aqueous solution of sodium chloride (NaCl).
なお、説明では、電極作製工程において、金属板を金型形状に合わせて変形させる旨記載したが、金型の形状が平面形状であれば、金属板を変形させる必要がないことは言うまでない。 In the description, it is described that the metal plate is deformed in accordance with the shape of the metal mold in the electrode manufacturing process. However, it is needless to say that the metal plate does not need to be deformed if the shape of the metal mold is planar. .
また、説明では、電解液の処理については言及しなかったが、実際には、加工中に極間に電解液を供給しつつ、加工により加工屑等を含んだ電解液を回収する仕組みが必要である。実際には、電極４０１と金型４０２との間隙に電解液を強く噴射するのは困難であり、加工中、定期的に電極４０１を金型４０２から離し、極間の電解液を入れ替える必要があり、加工時間の多くをその作業に費やした。 In the explanation, the treatment of the electrolytic solution was not mentioned, but in actuality, a mechanism is needed to supply the electrolytic solution between the electrodes during processing and to collect the electrolytic solution containing processing waste etc. by processing. It is. In practice, it is difficult to inject the electrolyte strongly into the gap between the electrode 401 and the mold 402, and it is necessary to periodically separate the electrode 401 from the mold 402 and replace the electrolyte between the electrodes during processing. Yes, much of the processing time was spent on that task.
そこで、図７は、本発明の実施の形態２の他の全体の説明図であり、電解液の循環についての発明を示す図である。図７において、７０１は電極、７０２は電解液を蓄える電解液タンク、７０３は電解液タンク中の電解液を電解加工中の極間に供給する供給ポンプ、７０４は電解加工に使用されて加工屑等を含んだ電解液を電解液タンク７０２に回収する回収ポンプである。図中の他の項目については、図４と同じであるので、説明を省略する。 Therefore, FIG. 7 is another overall explanatory diagram of Embodiment 2 of the present invention, and is a diagram illustrating the invention relating to the circulation of the electrolytic solution. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes an electrode; 702, an electrolyte tank for storing an electrolyte; 703, a supply pump for supplying the electrolyte in the electrolyte tank between electrodes during electrolytic processing; and 704, processing waste used in the electrolytic processing. This is a recovery pump that recovers the electrolyte containing the liquid and the like into the electrolyte tank 702. The other items in the figure are the same as those in FIG.
図７では、電極７０１に使用する金属板に穴が開いている。穴の形態に特に限定はなくどのような形状の穴でもよい。また、金属の網のような材料を金属板の代わりに使用してもよい。必要なことは、金属板、すなわち、それが変形されてできた電極７０１が、電解液、気体を通過させられる構造にすることである。電極の作製方法等他の内容は、図４乃至図６を用いて説明した内容と同じである。穴の径のサイズは、丸形状の場合にはφ１ｍｍ乃至φ３ｍｍ程度であれば穴の下の部分が加工されなくなる現象がほぼ見られず、均一に加工を行うことができ好ましい。また、φ５ｍｍ程度までであれば、若干の加工深さの違いが生じたが、許容範囲である。さらに、極間距離を広げれば、穴のサイズがこれよりも大きくなっても、加工深さの差は目立たなくなる。特に、電解液として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液を使用した場合には電極から離れた部分も加工が進みやすいため、φ５ｍｍ程度までは問題はない。しかしながら、形成しようとしている凹凸形状は、必ずしも金型面に均一にある必要はないので、穴のサイズはこの範囲に限らないことは言うまでもない。 In FIG. 7, a hole is opened in a metal plate used for the electrode 701. The shape of the hole is not particularly limited, and the hole may have any shape. Further, a material such as a metal net may be used instead of the metal plate. What is necessary is that the metal plate, that is, the electrode 701 formed by deforming the metal plate, has a structure through which an electrolyte and a gas can pass. Other details such as a method of manufacturing the electrode are the same as those described with reference to FIGS. If the diameter of the hole is about 1 mm to 3 mm in the case of a round shape, a phenomenon that the portion below the hole is not processed is hardly observed, and the hole can be uniformly processed, which is preferable. Further, up to about φ5 mm, a slight difference in processing depth occurs, but is within an allowable range. Further, if the distance between the poles is increased, the difference in the processing depth becomes inconspicuous even if the size of the hole becomes larger. In particular, when an aqueous solution of sodium chloride (NaCl) is used as an electrolytic solution, processing is easy to proceed even in a portion away from the electrode, so that there is no problem up to about φ5 mm. However, since the uneven shape to be formed does not necessarily have to be uniform on the mold surface, it goes without saying that the size of the hole is not limited to this range.
電極面を電解液、および、気体が通過できるので、電解液は電解液タンク７０２から供給ポンプ７０３により加工部分周辺に供給されると、そのまま、加工間隙に導かれる。電解加工により、生成するガス、および、加工屑は逆に電極を通過して、極間外へ排出される。極間外へ排出された電解液は回収ポンプ７０４により電解液タンク７０２へ戻される。電解液タンクでは、図示しないフィルタシステムが搭載されており、電解液中の加工屑が除去される。電解液の浄化のためのフィルタは、電解液タンクではなく、回収の経路中にあってもよい。 Since the electrolytic solution and the gas can pass through the electrode surface, when the electrolytic solution is supplied from the electrolytic solution tank 702 to the periphery of the processing portion by the supply pump 703, the electrolytic solution is directly guided to the processing gap. The gas generated by the electrolytic processing and the processing waste are conversely passed through the electrodes and discharged out of the gap. The electrolyte discharged outside the gap is returned to the electrolyte tank 702 by the recovery pump 704. In the electrolyte tank, a filter system (not shown) is mounted, and processing dust in the electrolyte is removed. The filter for purifying the electrolytic solution may be provided in the recovery path instead of the electrolytic solution tank.
なお、本実施の形態２で述べた加工現象については、実施の形態１で述べた内容と同一であり、実施の形態１で述べた説明は、そのまま本実施の形態２でも当てはまるので、記載を省略する。 Note that the processing phenomenon described in the second embodiment is the same as the content described in the first embodiment, and the description described in the first embodiment applies to the second embodiment as it is. Omitted.
また、本実施の形態２では、金型側にマスクを形成する方法について述べたが、図４の場合、図７の場合とも、電極側にマスクがあってもよい。電極側にマスクを形成する場合には、金属平板の状態でマスクを付着させておき、マスクがついた金属板を変形させて電極とするとマスクの形成が容易であった。ただし、金属板の大きな変形が必要な電極形状の場合には、電極作製過程でマスクが剥離する現象が起きるため、そのような場合には、電極作製後にマスクをつける方法をとらねばならない。 In the second embodiment, the method of forming a mask on the mold side has been described. However, in the case of FIG. 4 and FIG. 7, a mask may be provided on the electrode side. When a mask is formed on the electrode side, it is easy to form the mask by attaching the mask in a state of a metal flat plate and deforming the metal plate with the mask into an electrode. However, in the case of an electrode shape requiring a large deformation of the metal plate, a phenomenon occurs in which the mask is peeled off in the process of manufacturing the electrode. In such a case, a method of attaching the mask after manufacturing the electrode must be adopted.
なお、これまでの説明では、金型のテクスチャリング加工を施す部分の形状に合わせて電極を一体で作製する内容になっていたが、実際の金型へのテクスチャリング加工においては、電極を金型形状に合わせて一体で作製する必要は全くない。むしろ、適切に分割し、部分毎に処理を行うのが、処理の状況を確認しつつ作業を進めることができ、現実的である。さらに、電極を分割することで、電解液の極間への供給、加工後の電解液の回収は容易になる。また、電解加工の際に加工の電流密度の低い部分ができ、金型表面の酸化により加工ができなくなる部分ができる問題も、電極を分割することで避けることが容易になる。さらには、電極を分割することで、それぞれの電極の形状を単純化することができる。金属板を大きく変形することなく、電極を作製できるようになる。 In the above description, the electrode is integrally formed according to the shape of the part to be subjected to the texturing of the mold. However, in the actual texturing of the mold, the electrode is formed by the metal. There is no necessity to integrally manufacture it according to the mold shape. Rather, it is realistic to appropriately divide and perform processing for each part, because the work can be performed while checking the processing status. Further, by dividing the electrodes, it becomes easy to supply the electrolytic solution between the electrodes and to collect the electrolytic solution after processing. In addition, the problem that a portion having a low current density during the electrolytic processing and a portion that cannot be processed due to oxidation of the mold surface is formed during the electrolytic processing can be easily avoided by dividing the electrodes. Further, by dividing the electrodes, the shape of each electrode can be simplified. The electrode can be manufactured without significantly deforming the metal plate.
本発明によれば、主にダイカスト金型のキャビティ面、湯道に、凹凸形状を高速に形成することができ、特に、これまで形成が困難であった数１００μｍ程度以上の凹凸形状の高速形成が容易にできる。これにより、大型化・複雑化が進むダイカスト製品の製造において、湯流れを改善し、引けを防止できる金型を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, uneven | corrugated shape can be formed mainly on the cavity surface of a die-casting die, and a runner at high speed. Can be easily done. This makes it possible to provide a mold that can improve the flow of molten metal and prevent shrinkage in the production of die-cast products that are becoming larger and more complex.
１０１ 電極
１０２ 金型
１０３ マスク
１０４ 電解液
１０５ 電源装置
３０１ スペーサ
４０１ 電極
４０２ 金型
４０３ マスク
４０４ 電解液
４０５ 電源装置
５０１ 電極作製用スペーサ
６０１ スペーサ
７０１ 電極
７０２ 電解液タンク
７０３ 供給ポンプ
７０４ 回収ポンプ
101 electrode 102 mold 103 mask 104 electrolytic solution 105 power supply device 301 spacer 401 electrode 402 mold 403 mask 404 electrolytic solution 405 power supply device 501 electrode manufacturing spacer 601 spacer 701 electrode 702 electrolytic solution tank 703 supply pump 704 recovery pump
Claims (8)
前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて、金属板を変形させて前記電極を作製する電極作製工程と、
前記金属製の金型の加工対象面に、絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、
前記電極と前記金属製の金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金属製の金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有し、
前記金属板が、穴を有する板であり、
前記穴の径のサイズがφ１ｍｍ〜５ｍｍであり、
前記穴が、電解加工のための電解液の供給、加工屑を含んだ電解液の排出および電解加工で生成したガスの排出が行える穴であることを特徴とする金型の表面の処理方法。 A metal mold, a method of treating the surface of the mold using an electrode,
According to the shape of the surface to be processed of the metal mold, an electrode manufacturing step of forming the electrode by deforming a metal plate,
A mask forming step of attaching an insulating mask to a surface to be processed of the metal mold,
The electrode and the surface to be processed of the metal mold are opposed to each other, and a voltage with the electrode being minus and the mold being plus is applied through an electrolytic solution, and the metal mold is processed. a mold surface treatment process for forming a pattern of irregularities on the surface, was closed,
The metal plate is a plate having holes,
The size of the diameter of the hole is φ1 mm to 5 mm,
The method for treating a surface of a mold, wherein the hole is a hole that can supply an electrolytic solution for electrolytic processing, discharge an electrolytic solution containing processing waste, and discharge a gas generated by the electrolytic processing .
金属板の表面に絶縁性のマスクを付着させるマスク形成工程と、
マスクを付着させた該金属板を、前記金属製の金型の加工対象面の形状に合わせて変形させて電極を作製する電極作製工程と、
前記電極と前記金型の加工対象面とを対向させ、前記電極をマイナス、前記金型をプラスとした電圧を、電解液を介して印加し、前記金型の加工対象面に凹凸のパターンを形成する金型表面加工工程と、を有し、
前記金属板が、穴を有する板であり、
前記穴の径のサイズがφ１ｍｍ〜５ｍｍであり、
前記穴が、電解加工のための電解液の供給、加工屑を含んだ電解液の排出および電解加工で生成したガスの排出が行える穴であることを特徴とする金型の表面の処理方法。 A metal mold, a method of treating the surface of the mold using an electrode,
A mask forming step of attaching an insulating mask to the surface of the metal plate,
An electrode producing step of producing an electrode by deforming the metal plate with the mask attached thereto in accordance with the shape of the processing target surface of the metal mold;
The electrode and the surface to be processed of the mold are opposed to each other, a voltage with the electrode being negative and the mold being positive is applied through an electrolytic solution, and an uneven pattern is formed on the surface to be processed of the mold. a mold surface treatment process for forming the possess,
The metal plate is a plate having holes,
The size of the diameter of the hole is φ1 mm to 5 mm,
The method for treating a surface of a mold, wherein the hole is a hole that can supply an electrolytic solution for electrolytic processing, discharge an electrolytic solution containing processing waste, and discharge a gas generated by the electrolytic processing .
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