JPH0128117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電鋳装置に関する。

電鋳は、機械加工が困難な形状の部品や金型等
を製造する際広く利用されている。

一般に、電鋳殻を電着させる電型の形状は複雑
であり、電着面は緩急、深浅さまざまな起伏、凹
凸に富んでいる。

而して、電鋳では一般的に電型の転写精度が最
重要視されており、電鋳殻の厚みについては、特
殊な機械部品を除きあまり高い精度は要求されて
いない。

然しながら、電鋳殻としての均一な厚みまたは
所望の厚み分布を持つことが望ましいのは云うま
でもないことである。

即ち、電鋳殻が薄すぎる部分があると、その強
度や耐用命数が減殺され、また逆に厚すぎる部分
があると、資材、電力および作業時間等が浪費さ
れることになる。また、これらの問題点は、電鋳
殻をさらに機械加工して機械部品等に仕上げる場
合には、さらに深刻なものとなる。

而して、従来の電鋳殻の各部を所望の厚みとす
るために、多数の電極を使用し、それらの電着面
に適宜分散して配置して、それぞれの電極に略特
定局部の電鋳を行なわせると共に、全体的には所
望の厚み分布が得られるようにするという方法が
採用されている。

然しながら、この方法では、高度の熟練者でも
通常は数回の試験加工にもとづく修正を経なけれ
ば、所望の精度を実現し難いものであり、従つ
て、同一形状の部品を多数個繰り返して電鋳する
ような場合はよいが、多種用途の電鋳殻や金型等
を少数宛製造する場合や、キヤビテイ状金型の一
部または全部の表面メツキ被覆処理等の場合には
極めて不都合なものであつた。

また、一般的に、電鋳殻を金属や電気加工用電
極として使用する場合には、電鋳の凸部では薄
く、凹部では厚く電着を行なうことが望ましいも
のであるが、これは電着における自然的傾向に逆
らう要求であり、このような電着量制御は困難で
あつた。

昨今、これらの問題点を解決する手段として電
型に熱線を照射し、その部分の析出効率を高めて
電鋳殻を電着させる装置や、電極と電型間に供給
する電気量を電型の位置に応じて制御する装置等
が開発され使用されつつある。

然しながら、上記の電型に熱線を照射しつつ加
工を行なう装置においては、供給する電鋳浴の温
度を所定の温度に保つておかなければならないう
え、析出効率を高めて電鋳殻を電着させるのに時
間がかかり、一方電極と電型間に供給する電気量
を電型の位置に応じて制御する装置においては、
電気量の制御が困難である等の問題点があつた。

本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
つて、その目的とするところは、凹凸等の多い複
雑な形状の電型にも、所望の厚み分布を有し、駄
肉がなく、しかも薄すぎる部分もない良好な電鋳
殻を容易かつ確実に、しかも最小限度の作業時間
で電着を施すことができる電鋳装置を提供しよう
とするものである。

而して、その要旨とするところは、絶縁性カバ
ー内にノズル状電極を挿入してノズル状電極の周
壁を覆い、電型の形状または加工状態に応じてノ
ズル状電極および絶縁性カバーの一方若しくは双
方を上下に移動させて、ノズル状電極の先端部分
を所望の長さだけ露出させると共に、ノズル状電
極から噴出させる電鋳浴の量を電型の形状または
加工状態に応じて調節することにより、電型に電
着させる電鋳殻の厚さを電型各部の形状等に対応
制御しつつ加工を行なうようにするものである。

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明
する。

第１図は、本発明にかかる電鋳装置の一実施例
を示す説明図、第２図は、その動作を示す説明
図、第３図は、第１図の装置の絶縁性カバー駆動
機構を示す説明図である。

まず、第１図より説明する。

図中、１は基台、２は図示されていないアーム
に取り付けられ、その内部に電極駆動機構を収容
している筺体、３は筺体２を貫通して上下に移動
可能なノズル状電極、４はキヤプスタン５を回動
させるギヤードモータ、６はピンチローラ、７は
ノズル状電極３の移動量を計測する計測用ロー
ラ、８はノズル状電極３に通電を行なう通電ロー
ラ、９，１０，１１，１２は電極ガイド、１３は
ノズル状電極３の周壁を覆い上下に移動可能な絶
縁性カバー、１４はキヤプスタン１５を回動させ
るギヤードモータ、１６はピンチローラ、１７は
位置検出端、１８はエンコーダ、１９，２０は筺
体２内にノズル状電極３と平行に取り付けられて
いる案内バー、２１，２２は絶縁性カバーガイ
ド、２３は機台１上に設けられ、図中Ｘ軸方向に
摺動自在な移動テーブル、２４は移動テーブル２
３上に設けられ図中Ｙ軸方向に摺動自在な移動テ
ーブル、２５および２６はモータ、２７および２
８は送りネジ、２９は移動テーブル２４上に設け
られた電鋳浴槽、３０は電鋳浴、３１は電型、３
２はノズル状電極３と電型３１間に所定の極性の
直流電圧、または電圧パルスを供給する電源回
路、３３はノズル状電極３に電鋳浴３０を供給す
る電鋳浴供給ポンプ、３４は電鋳浴供給ポンプ３
３の圧力を一定に保つ調圧弁、３５は絞り、３６
は電鋳浴３０の流量を調節する流量調節弁、３７
は電型３１の形状または加工状態に応じてあらか
じめ定められたプログラムに従つて、ノズル状電
極３および絶縁性カバー１３の一方若しくは双方
を上下に移動させて、ノズル状電極３の先端部分
を適宜に露出させると共に、ノズル状電極３から
噴出させる電鋳浴３０の量を制御する数値制御装
置である。

而して、ノズル状電極３は筺体２を貫通してい
て、電型３１と対向する先端部分は露出している
が、その周壁はセラミツク等の絶縁体で製作され
た絶縁性カバー１３によつて覆われている。そし
て、ノズル状電極３はギヤードモータ４に取り付
けられたキヤプスタン５およびピンチローラ６の
作用によつて上下に移動可能なようになつてお
り、また、この上下の移動量は計測用ローラ７に
よつて検出される。一方、絶縁性カバー１３も同
様にギヤードモータ１４に取り付けられたキヤプ
スタン１５およびピンチローラ１６の作用により
案内バー１９，２０に沿つて上下に移動可能なよ
うになつている。また、この時の絶縁性カバー１
３の位置は絶縁性カバー１３に設けられた位置検
出端１７からエンコーダ１８により検出される。

電鋳浴槽２９内には電型３１が固定されてい
て、この電型３１の表面に電鋳浴供給ポンプ３３
から調圧弁３４、絞り３５および流量調節弁３６
を介してノズル状電極３に伝えられた電鋳浴３０
が噴出供給される。

ノズル状電極３と電鋳浴槽２９内に固定された
電型３１間には所定の極性の直流電圧、または電
圧パルスが電源回路３２から供給され、電型３１
に電鋳殻が電着される。

一方、ノズル状電極３と電型３１間のＸ−Ｙ軸
平面方向の走査等加工送りは、それぞれ移動テー
ブル２３および２４によつて行なわれ、そしてこ
の移動方向、及び必要に応じ移動速度はあらかじ
め電型３１の形状に基づいて作成されたプログラ
ムに従つて数値制御装置３７がそれぞれモータ２
５および２６を制御することによつて行なわれ
る。

而して、電型３１の隅部や凹部等の析出効率が
低く電鋳殻の電着が困難な部分では、ノズル状電
極３の先端周壁部分を絶縁性カバー１３で覆い、
ノズル状電極３の先端部分が絶縁性カバー１３か
ら露出しない状態で当該隅部等に充分近接位置さ
せて通電をし、ノズル状電極３の先端部分に電流
を集中するようにすると共に、ノズル状電極３か
ら噴出せられる電鋳浴３０の量を増大して電鋳を
施し、上記隅部や凹部の底の部分の加工がある程
度完了したならば除々に絶縁性カバー１３を引き
上げて、上方へと電鋳加工を進行せしめていく。
また、反対に析出効率が高く、電鋳殻を容易に電
着させやすい部分では、絶縁性カバー１３から適
宜な長さだけノズル状電極３の先端部分を露出さ
せると共に、電極３を電型３１各部から好ましく
は均等距離離隔した状態とし、さらにノズル状電
極３から噴出せられる電鋳浴３０の量を減少させ
て電鋳加工を施して行く。なお、この時の絶縁性
カバー１３の引き上げ量は、絶縁性カバー１３に
設けられた位置検出端１７からエンコーダ１８に
よつて検出され、数値制御装置３７へフイードバ
ツク伝達される。

電型３１の凹部への電鋳加工が終了すると、数
値制御装置３７がギヤードモータ４を回動させて
ノズル状電極３を電型３１の凹部より引き上げ、
次の個所、即ち、移動テーブル２３および２４に
より移動せしめられたノズル状電極３と電型３１
が対向した個所の電鋳加工が開始される。

次に、第２図により本実施例装置によつて加工
が行なわれる場合の詳細を説明する。

なお、第２図中、第１図と同一な番号を附した
ものは同一な構成要素を示している。

而して、電型３１において析出効率が低く、電
鋳殻の電着が困難な部分、即ち、ＣからＤおよび
ＦからＧの部分では、ノズル状電極３の先端周壁
部分を絶縁性カバー１３で覆い、ノズル状電極３
の先端部分に電流が集中するようにし、一方、ノ
ズル状電極３から噴出せられる電鋳浴３０の噴出
量を増大して析出効率を高めて電鋳加工を施して
行く。なお、特に析出効率の低い部分では特に電
極３先端を当該部分に近接させると共に、電鋳浴
３０の噴出量を増大させて加工を施すようにする
ことが推奨される。また、反対に析出効率が高
く、電鋳殻を容易に電着させやすい部分、即ち、
ＡからＢ、ＥからＦおよびＨからＩの部分では、
絶縁性カバー１３から適宜な長さだけノズル状電
極３の先端部分を露出させ、３と共に電型３１の
電鋳領域から後退離隔させ、かつノズル状電極３
から噴出させる電鋳浴３０の噴出量を減少させて
電鋳加工を施して行く。そして、これらは電型３
１の形状に応じて、ノズル状電極３からの電鋳浴
３０の噴出量を決定し、然る後、これに基づいて
プログラムを作成し、このプログラムに従つて各
駆動装置を数値制御装置によつて一括制御させれ
ば電型３１の表面には略均一な厚さの電鋳殻が電
着される。

次に、第３図について説明する。

なお、第３図中、第１図と同一な番号を附した
ものは同一な構成要素を示しており、３７および
３８はギヤーである。

而して、モータ１４の回動はキヤプスタン１５
を介して絶縁性カバー１３およびギヤー３７に伝
達され、更にギヤー３７と噛み合つているギヤー
３８を介してピンチローラ１６に伝達される。こ
のため、キヤプスタン１５とピンチローラ１６と
は同じ回転数となるので、絶縁性カバー１３の上
下移動は左右の一方の方向へ片寄ることがなく行
なわれる。なお、ノズル状電極３を上下に移動せ
しめるギヤードモータ４、キヤプスタン５および
ピンチローラ６等から構成される電極駆動機構も
同様な構成となつている。

本発明は叙上の如く構成されるので、電型の表
面には常に新しい電鋳浴が供給されて、その金属
イオン濃度は一定に保たれ、従つて電鋳殻の電着
される時間が大幅に短縮され、また、複雑な形状
の電型にも、所望の厚み分布を有し、駄肉がな
く、また薄すぎる部分もない良好な電鋳殻を容易
かつ確実に、しかも最小限度の作業時間で製造し
得るようになるものである。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるもの
ではない。即ち、例えば、本実施例装置において
は、電型の形状または加工状態に応じてノズル状
電極および絶縁性カバーの一方若しくは双方を上
下に移動させてノズル状電極の電流の集中度を調
節すると共に、ノズル状電極から噴出させる電鋳
浴の量も電型の形状または加工状態に応じて制御
しつつ電鋳加工を行なつたが、これと同時にノズ
ル状電極と電型間の一時停止を含む相対移動速度
をも制御すれば加工能率がより高まるものであ
る。即ち、析出効率が低く、電鋳殻の電着が困難
な部分ではノズル状電極と電型の相対移動をゆつ
くりさせ、特に析出効率の低い個所では適宜な時
間相対移動を停止させて加工を行ない、反対に析
出効率が高く、電鋳殻の電着が容易な部分では、
相対移動速度を速めて加工するようにするのであ
る。また、これに加えてノズル状電極と電型間に
供給する直流電圧、または電圧パルスを電型の形
状または加工状態に応じて制御すれば更に加工能
率が向上するものであり、本発明はその目的の範
囲内で自由に設計変更できるものであつて、本発
明はそれらの総てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる電鋳装置の一実施例
を示す説明図、第２図は、その動作を示す説明
図、第３図は、第１図の装置の絶縁性カバー駆動
機構を示す説明図である。 １……機台、２……筺体、３……ノズル状電
極、４，１４……ギヤードモータ、５，１５……
キヤプスタン、６，１６……ピンチローラ、７…
…計測用ローラ、８……通電ローラ、９，１０，
１１，１２……電極ガイド、１３……絶縁性カバ
ー、１７……位置検出端、１８……エンコーダ、
１９，２０……案内バー、２１，２２……絶縁性
カバーガイド、２３，２４……移動テーブル、２
５，２６……モータ、２７，２８……送りネジ、
２９……電鋳浴槽、３０……電鋳浴、３１……電
型、３２……電源回路、３３……電鋳浴供給ポン
プ、３４……調圧弁、３５……絞り、３６……流
量調節弁、３７……数値制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電型と電極間に電鋳浴を供給介在させ、上記
   電極を上記電型と対向方向及び上記方向と直角方
   向に相対移動させて、上記電型の電鋳領域に順次
   に相対向せしめつつ上記電型と上記電極間に所定
   の極性の通電を行ない加工をする電鋳装置におい
   て、上記電鋳領域に電鋳浴を噴出供給する噴出量
   調整可能な電鋳浴噴出供給機構と、上記電極を上
   下に移動させる電極駆動機構と、上記電極周壁を
   覆う絶縁性カバーと、上記絶縁性カバーを上下に
   移動させる絶縁性カバー駆動機構とを設けたこと
   を特徴とする上記の電鋳装置。 ２ 上記電鋳浴噴出供給機構の噴出量と上記電極
   駆動機構および上記絶縁性カバー駆動機構の上下
   の移動を電型の形状に基づいて制御する制御装置
   を設けた特許請求の範囲第１項記載の電鋳装置。 ３ 上記電極がノズル状電極である特許請求の範
   囲第１項記載の電鋳装置。 ４ 上記電鋳浴噴出供給機構の噴出量を上記電型
   の析出効率の高い部分においては減少させ、析出
   効率の低い部分においては増大させる特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の電鋳装置。