JPH0230423A - 放電加工機の加工液処理装置 - Google Patents

放電加工機の加工液処理装置

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JPH0230423A
JPH0230423A JP17521588A JP17521588A JPH0230423A JP H0230423 A JPH0230423 A JP H0230423A JP 17521588 A JP17521588 A JP 17521588A JP 17521588 A JP17521588 A JP 17521588A JP H0230423 A JPH0230423 A JP H0230423A
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fluid
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Hidetoshi Kawazu
秀俊 河津
Yoshio Ozaki
尾崎 好雄
Atsushi Taneda
淳 種田
Toshiya Nagata
敏也 永田
Koji Akamatsu
赤松 浩二
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 1産業上の利用分野] 本発明は粉末物質を混入した加工液を介在させて放電加
工を行う放電加工機の加工液処理装置に閃するものであ
る。
導電性の金属等の被加工物を、電気放電時に発生ずる品
温エネルギーを利用して溶融加工、或いは表面処理を行
う放電加工技術は周知である。
この技術を応用した放電加工機においては、放電に必要
な電気的絶縁を得るために、一般的には放電間隙か電気
的絶縁性を備えた加工液で充満されている。加工itk
はこの電気的絶縁を得ることの外に、加工粉の排出や加
工熱の冷却等の機能を果しており、安定な放電加工を持
続させるだめの重要な要素になっている。
ところで、加工液中に成る種の物質を粒径か約10〜4
01111程度の粉末で、混入濃度かほぼ20g/ρ混
入さ仕ることにより、放電の安定度を向上させたり、混
入物質によっては電極間に新たな化合物か生成され、電
極及び被加工物表面の機械的特性、例えば耐蝕性や耐摩
耗性等を向上させることか知られている。即ち、所謂る
金属の除去加工以外に、放電加工によって金属の表面処
理を行うこともできる。この種の粉末物質には例えば、
シリコンのような高価な半導体物質か使用される。
この加工液中に上記のような物質材料を粉末状態にして
混入することにより、被加工物の表面層を形成させる技
術は周知である。この技術は放電加工の応用範囲を飛躍
的に拡大させるものであり、その実用上の制約の解決か
今後の大きな課題となっている。
本発明は、上記技術を実現させる上で実用上最も問題と
なっ゛ている、加工液処理装置に関するものである。
[従来の技術] 第14図は、一般的な放電加工機の加工液処理装置の構
成説明図である。
第14図において、(1)は電極、(2)は被加工物、
(3)は加工槽、(5)は加工液タンク、(8)、(1
,0)は加ニー粉、(11)は粉末物質である。り18
)は粉末物質用のタンク、(20)は補給器、(21)
は検出器である。
検出器(21)は加工液内の粉末物質(11)の濃度を
検H4シ、その検出結果に基ついて粉末物質(1])の
濃度を所定値に制御する。(いはドレン用の制御弁、(
CI)および(C2)は加工液中の加工粉を除去する分
離器である。(1月)は加工液を加工槽(3)に供給す
るポンプ、(P2)は分離器(C2)を通して加工粉(
6)(lO)を取除いた加工液をタンク(」8)に供給
するポンプである。
上記のような構成の放電加工機の動作を、次に説明する
通’7;’Iの荒加工においては、加工液タンク(5)
′内の加工液は、分離器(C1)によって加工粉(6)
 、 (10)か除去されて加工槽(3)内に還流され
る。加工槽(3)には被加工物(2)が設置されており
、この被加工物(2)は電極(1)との間の放電により
放電加工される。荒加工の終了後、仕上げ加工に移って
表面処理等を行う場合は、ポンプ(P3)によって粉末
物質(11)を混入した加]、液がタンク(18)から
極間に供給される。一方、タンク(18)内には加工液
タンク(5)より、分離器(C2)によって加工粉(6
)(10)及び粉末物質(11)を取除いた加工液が供
給される。また、放電加工により消費された粉末物質(
」」)を補うために、補給器(20)か動作して、検出
器(21)の検出結果に基づいて粉末物質(11)かタ
ンク(18〉に自動的に補給される。
[発明か解決しようとする課題] 従来の放電加工機は上述のように、粉末物質と加工粉と
の分離か配慮されず、混合したままの状態で処理されて
いた。一方、被加工物の放電加工に伴って生じる加工粉
は、普通導電性を有するので加工精度を低下させる。し
たかって、特に表面処理を伴う仕上げ加工用の加工液内
に加]−粉か含まれていると、仕上げ精度に悪影響を与
える。このため、従来は加工粉の混った粉末物質は、再
利用かなされることなくそのまま廃棄されていた。
また、この種の粉末物質にはシリコンのような半導体が
使用され、この高価な物質粉末を加工粉と一緒に廃棄す
るので不経済になるという問題かあった。
本発明は、この様な従来装置による問題点を解決するた
めに成されたもので、粉末物質を混入した加工液を再利
用することのできる放電加工機の加工液処理装置を実現
することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] この発明は、それぞれ加工槽及び相互に加工液を送、受
給される荒加工用と仕上げ加工用の2種類の加工液タン
クを備え、仕上げ加工のときに仕上げ加工用のタンクか
ら粉末物質を混入した加工液を極間に供給して加工液を
繰返して使用ように構成したものである。
また、加工液に含まれた被加工物の加工粉と粉末物質と
を粒子の大きさ、及び比重或いは磁性等の物理的な性質
の相違によって分離し、原理的に粉末物質たけを回収し
て繰返して使用できるような加工液処理装置を構成した
ものである。
[作  用] 第1実施例で荒加工の時は荒加工用のタンクと加工槽の
間に加工液か送、受給され、仕上げ加工の時は仕上げ用
のタンクから粉末物質か混入された加工液を極間に供給
しなから加工槽との間に加工液か送、受給される。また
、荒加工用と仕上げ用の2つのタンク内の加工液は、そ
れぞれ混入物か取除かれて送、受給される。仕上げ用の
タンクには使用した粉末物質を含む加工液か溜められて
、次の仕上げ加工に利用される。
第2実施例では、加工液に含まれた加工粉と粉末物質と
は粒子の大きさによって分離され、分離された粉末物質
か逆流回路を逆流する加工液によって回収されてから粉
末物質混合用のタンクに戻される。そして、ここでも粉
末物質か、再利用される。
第3と第4の実施例では分離器として比重を応用した遠
心分離機が使用され、更に第5の実施例では磁気力か利
用されている。そして、粉末物質を含む加工液か加工粉
から分離・回収されて、繰り返して被加工物の表面処理
が行われる。
[発明の実施例] 第1図は本発明実施例の構成説明図、第2図乃至第4図
は動作説明図で、電極や被加工物等には第14図と同し
記号かイ」されている。
(50)とく90)は荒加工用と仕上げ加工用のタンク
、(vl)〜(■7)は制御弁である。制御弁(v5)
及び(■6)は、荒加工及び仕上げ加工の時のトレン用
で、抜かれたトレンはそれぞれタンク(50)及び(9
0)に流入する。荒加工用のタンク(50)にはポンプ
(PI)と分離器(C1)か取付けられ、分離器(C1
)の出口側が制御弁(■])と(■2)を経て加工槽<
3)とタンク(90)に接続されている。また、仕上げ
加工用のタンク(90)にはポンプ(P2)と3個の制
御弁(V3)、(V4)及び〈vl)か取イζjけられ
ており、制御弁(v3)と(■4)か加工槽(3)と極
間に接続され、制御弁(vl)は分離器(C2)を経て
荒加工用のタンク(50)に配管されている。
このような構成の装置の動作を説明すれば、次の通りで
ある。第2図に、荒加工のときの加工液の流れか示され
ている。荒加工用のタンク(50)内の加工り液はポン
プ(Pl、)で汲」ユげられ、分離器(C1)により加
工粉(6)か除去されてから加工槽(3)に導かれる。
加工槽(3)内の加工液は、ドレン用制御弁(■5)に
より荒加工用のタンク(50)内に戻される。
次に、仕上げ加工のとぎの加工液の流れを、第3図によ
り説明する。仕上げ加工用のタンク(90)内の加工液
には、予め補給器(20)等により粉末物質(11)が
混入される。この加工液はポンプ(P2)によって汲上
げられて、加工槽(3)と加工極間に送液される。加工
に使用された加工槽(3)内の加工液は、ドレン用の制
御弁(■6)を通して元の仕上げ加工用のタンク(90
)に還流される。
普通は、このようにして加工液に混入された粉末物質(
11)か、放電加工に繰り返して再生使用される。
しかしなから、放電加工を繰り返すと、加工液か汚れる
。この仕上げ加工液の汚れは、例えば加工極間のコンタ
ミネーション(contamination)の増加に
よって測知される。汚れの測知結果が設定値を越えると
、佳」二げ加工用のタンク(90)内の加工液か第4図
に示すような流れに基ついて交換される。
汚れか設定値を越えると、ポンプ(P2)によりタンク
(90)内の加工液は、荒加工用のタンク(50)内こ
送られる。このときの加工液の減少量は、ポンプ(Pl
)によって増えたタンク(50)内から汲上げられてか
ら、タンク(90)内に送り返されて補充される。この
ときの加工液に含まれる加工粉(6)は、分離器(C1
)によって取り除かれる。そして、このようにして仕上
げ加]−用のタンクク90)内に溜められた清浄な加工
液には、補給器(20)から所定の濃度になるように粉
末物質(IJ)か補給されて新しい庫仕上げ用の加工液
か準備される。
第5図は本発明の別の実施例の構成説明図で、この実施
例−Cは荒加工用と仕上げ加工用の2種類のタンク(5
0)と(90)の外に、粉末物質(11)の混合用のタ
ンク(18)か設けられている。また、仕上げ加工用の
タンク(90)には、内部の加工液を汲上げるための2
つのポンプ(Pl)と(P2)か取(=lりられて] 
2 いる。そして、各ポンプ(+)1)と(P2)の出力側
は配管により、はぼ対称的な2系統の分流流路が構成さ
れている。ポンプ(Pl)側の分流流路の所定の位置に
は複数の制御弁(Vll、)〜(Vl4)および分離器
(C1]、)、 (C1,2)が、またポンプ(P2)
側の分流流路には制御弁(V2]、)−(V24)と分
離器(C21,) 、 (C22)かそれぞれ設けられ
ている。
特に、本実施例では加工液中に含まれた粉末物質と加工
粉(6)、(10)とを、粒径(粉粒を球体と見做した
ときの直径)によって分離するようにした。
そして、荒加工用のタンク(50)の加工粉([i)、
(1,0)を分離する分離器(CO)及び」1記分離器
(C1,l)等には、例えばメツシュ径か所定の値に選
定されたフィルタが使用されている。例えば、分離器(
CO)には、メツシュ径が10μm以下の細かいフィル
タか使用される。而して、上記した分流流路の制御弁(
Vl、1.)−(Vl、4)と(V21) 〜(V24
)を適宜切換えることにより、分離器(C1,I−)と
(C21,)で分離されて上流側に付着した粉末物質を
粉末物質混合用のタンク(18)に回収する逆流回路(
s)が構成される。
また、混合用のタンク(18)にはポンプ(P3)が取
りイ」けられ、このポンプ(P3)によって粉末物質(
11)を混入した加]二液が加「極間に供給される。そ
の外、タンク(18)には、加]二液中の粉末物質(1
1)の濃度を検出するセンサ(21)を備えた補給器(
20)か設けられている。
この実施例において、先ず荒加工のときには、加工槽(
3)内の加工液は、制御弁(v5)により荒加工用のタ
ンク(50)に送られる。このタンク(50)の加工液
には、荒加工で生じた粒径の大きい加工粉(6)か含・
まれでいる。タンク(50)に戻された加工液は、ポン
プ(PO)で汲上げられ、分離器(CO)で濾過されて
から仕上げ加工用のタンク(90)に移される。したか
って、仕上げ加工用のタンク(90)内には、10μm
以下の加工粉(10)を含んた加工液か貯槽される。
続いて、仕上げ加工に移ると、ポンプ(P3)によって
タンク(18)内で粉末物質(]1)が混合された加工
液か加工極間に供給され、ポンプ(Pl)と(P2)に
よりタンク(90)の加工液か2系統の分流流路を介し
て適時切換えられて加工槽り3)への(jl、絵に移行
される。また、加工槽(3)の加工液か制御弁(v6)
により仕上げ加工用のタンク(90)に戻される。よっ
て、タンク(90)内の加工液には、粒径10μm以下
の加工粉及び粉末物質(11)か含まれる。
ここで、上記分流流路によるタンク(90)の加工F。
液の加工槽(3)への供給と、逆流回路(S)の逆流に
基つく粉末物質(]+1の回収動作を、第6〜8図を利
用して説明する。ポンプ(Pl)か駆動されると、左側
の第1系統の分流流路にある制御弁(V]、3)とm、
4)及び制御弁(■3)か開いて、第7図の実線矢印の
ように、タンク(90)内の加工液か加工槽(3)に送
られる。この場合、加工液はメツシュの異なる2つの分
離器(C1,1)と(C1,2)を通過17、分離器(
C1,1,)には粒□径か10〜20μmの粉末物質(
11)か捕捉されて上流側に(=1着する。また、分離
器(C1,2)には粒径か10μm以下の加工粉(10
)か捕捉されて、その上流側にイ1Mすることになる。
したかつて、加工槽(3〉に供給される加工液は、実質
的に加工粉の含まれない清浄なものとなる。同様にして
、ポンプ(1)2)のときは制御弁(V23)と(V2
4)及び制御弁(■3)か開いて、破線矢印のように加
工液が流れて加工槽(3)に供給される。
次に、第6図の第3欄に示されているように、ポンプ(
+12 )か駆動されて制御弁(VI]、)、(VI2
)及び(V23) 、 (V24)がONになると、タ
ンク(90)内の加工液か実線矢印のように混合用のタ
ンク(+8)に流れ込む(第8図)。この結果、分離器
(C1,1)に(=I着していた粉末物質(11〉が剥
離し、この逆流した加工液と一体に流されてタンク(1
8)内に回収される。
同様にして、分離器(C2]、’)側に(=1着してい
た粉末物質(11)も、破線矢印の方向に逆流する加工
液によって了り離回収される。
第9図は本発明のその外の実施例の構成説明図で、ごこ
でも加工液用に前2後段のタンク(50)。
(90)からなる2槽型か用いられている。そして、汚
れたトレンを直接溜める前タンク(50)と後段の後タ
ンク(90)との間に、遠心分離機からなる分離fj(
CI)を設(すたものである。また、切換弁(Vc)で
!;IJ換えられるバイパス流路に設けられた」二の分
削] 5 器(C2)には、加工液内の固体粒子を漉して液体から
分離するフィルタが使用されている。
この実施例の初めての荒加工では、ポンプ(P2)か働
いて混入物のない加工液か加工槽(3)に送られる。荒
加」二で発生した加工粉(6)は、加工液と共に前タン
ク(50)に溜められる。ここで、ポンプ(Pl)か駆
動され、加工粉(6)を含んた加工液か分離器(CI)
に送られる。分離器(C1)の内側容器(7j)に送ら
れた加工液は、回転によって比重の大きい加工粉(6)
か内部に止まり、加工液だけが後タンク(90)に導か
れる。そして、再びポンプ(P2)の送液動作によって
、加工槽(3)に加工粉(6)を含まない加工液か循環
的に供給される。
次に、仕上げ加工の時は補給器(20)から、粉末物質
(11)か加工液に混入される。粉末物質(1j)と加
工に伴って発生した加工粉(6)とを含む加工液は、ポ
ンプ(P」)により前タンク(50)から遠心分離機(
C1)の内側容器(71)に送られる。この結果、上述
と同様動作で比重の軽い粉末物質(11)を含む加工液
が、第10図に示すように外側に溢れて外側容器(72
)を介して後タンク(90)に送られる。このようにし
て粉末物質のみを含む加工液か加工槽(3)に循環的に
(j〜給されて、表面加工の改質を伴う仕上げ加工か実
施される。仕上げ加]二の終了後、図示されていない制
御装置の指令で切換弁(Vc)が動作(7て、ポンプ(
P2)の出力流路か分離器(C2)のノくイパス側に切
換えられる。そして、分離器(C2)により粉末物質(
]])か捕捉され、混入物のない清浄な加工「液の循環
に代えられる。分離器(C2)に捕捉された粉末物質(
11)は、適宜な回収手段で回収されてから夾雑物が取
り除かれて、この場合も再利用がAIられるようになっ
ている。
なお、第11図の構成は、上記第9図と同様の前後段型
のタンク(50) 、 (90)からなる荒加工用及び
仕上げ加]二用のタンク(51)と(52)を」1下2
組配置したものである。そして、3方向切換型の制御弁
(Vcl、)と(Vc2)とを利用して、荒加工時と仕
上げ加工11.liに上下のタンク(51)と(52)
との並列に接続された流体回路を交互に切換え使用する
ようにした構成のものである。
即ぢ、清浄な加工液によって、加工槽(3)内で荒加工
か行われる。加工中図示されていない制御装置によって
制御弁(Vct)が駆動されて、加工粉(6)を含んだ
加工液が上側のタンク(52)の前タンク(50)に導
かれる。前タンク(5o)内の加工液はポンプ(P)で
汲み上げられてがら、フィルタ等の分離器(C2)を介
して加工粉(6)が除去されて後タンク(90)に溜め
られる。この再生された加工液は、制御弁(Vc2)で
加工槽(3)に戻されて荒加工に利用される。
次に、仕上げ加工の場合は上記の制御装置により、荒加
工に使用した加工槽(3)の加工液をタンク(52)に
排出する。加工液が排出されると制御弁(Vcl、)と
(Vc2)によって、流体回路が下のタンク(51)側
に切換えられる。下のタンク(51)には分離器(C+
、)として第10図に示す遠心分離機が配置され、その
内側容器(ア1)が粉末物質(11)と加工粉(6)の
比重の相違に対応した回転速度に制御されるようになっ
ている。この結果、第9図のときと同様に、混入した加
工粉(6)が内側容器(7」)に捕捉されて、外に溢れ
た粉末物質(11)を含んだ加工液が制御弁(VO2)
を通って再び加工槽に供給される。この実施例によれば
、仕上げ用と荒加工用の加工液タンクを並列回路に配置
して、これらを交互に切換え使用するようにしたので、
経済的で装置の取扱が容易になる特長かある。
更に、第12図の実施例では、−船釣に被加工物か鉄系
の金属材料で粉末物質(11)が半導体であるところか
ら、磁気力を利用した分離器(cl)を用いたものであ
る。即ぢ、前タンク(5o〉及び後タンク(90)との
間に、磁性体からなる加工粉(6) 、 (]O)を非
磁性体よりなる粉末物質(11)から分離する分離器(
C1)か設けられている。分離器(−C1,)は例えば
第13図に示すように、円筒表面か950 gauss
程度のほぼ均〜した磁場を持つ長さ約1.000 mm
程度のドラム(D)を具備する。トラム(D)を加工粉
(6) 、 (10)と粉末物質(川)とを含んた加工
液が流れる断面がほぼ半円形の樋状の流路(d)に浸漬
して、ウォムを備えた2段変速機を通してモータで比較
的遅い速度で駆動するようになっている。ドラム(D)
] 9 か加]二液内を徐々に回転すると、磁性体からなる加工
粉(6) 、 (10)か磁気力を受けて吸着される。
本実施例によれば、磁性を利用した分離器(C1)を用
いたので、加工粉([i)、(1,0)と粉末物質(1
1)か粒径に無関係に分離できるという特徴かある。第
12図に示された(21)は加工機のヘッド、(26)
は粉末物質(11)の制御器、(C2)はフィルタを用
いた分離器である。
なお、上述の第1と第2の実施例では分離器に粒径の大
きさのみて粉末物質を分離する場合を例示したが、これ
らの実施例にも比重や磁気力を利用した分離器を併用す
るようにしてもよく、要するに磁性や比重或いは密度等
の物理的な性質を利用する分離器を併用しても良い。物
理的に異なる性質を利用した分離器を併用すれば、加工
液内に含まれる夾雑物が殆となくなって粉末物質のみか
分離されるので、加工精度を著しく向上させることがで
きる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、分離器で分離さ、20 れた粉末物質のみを含む仕上げ加工液を繰返し使用する
加」−液処理装置を構成した。この結果、高価な粉末物
質を効率的に使用でき、放電加工を利用した表面処理を
経済的に実施できる。
よって、本発明によれば、表面処理の加工精度か高く、
しかも経済的な放電加工機を提供することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の構成説明図、第2図乃至第4図
は第1図の動作説明図、第5図は本発明の第2実施例の
構成説明図、第6図乃至第8図は第2実施例の動作説明
図、第9図は本発明の第3実施例の構成説明図、第10
図は第3実施例の動作説明図、第11図は本発明の第4
実施例の構成説明図、第12図は本発明の第5実施例の
構成説明図、第13図は第5実施例の要部の説明図、第
14図は一般的な加工液処理装置を備えた放電加工機の
構成説明図である。 図において、(1)は電極、り2)は被加工物、(3)
は加工槽、(5)、 (50) 、 (90,)は加工
液タンク、(8)、(1,[))は加工粉、(1」)は
粉末物質、(20)は粉末物質用の補給器、(21)は
加工液の検出器、m 、 (V+i)、(Vci)は制
御弁、(C) 1(Cj)は加工液中の加工粉と粉末物
質を分離する分離器、(Pl)と(P2)はポンプであ
る。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)加工槽内の電極と被加工物で形成する加工極間に
    加工液タンクから粉末物質を混入した加工液を供給して
    被加工物の放電加工を行う放電加工機において、 前記加工液を溜めるための荒加工用と仕上げ加工用の2
    種類の加工液タンクと、該2種類の加工液タンク及び前
    記加工極間を含む加工槽の相互間を結ぶ流路に配置され
    た制御弁と、前記流路に配置され加工液内に混入された
    粉末物質と加工粉とを分離する分離器とを備え、仕上げ
    加工時には前記仕上用の加工液タンクに溜められた加工
    液中の粉末物質と加工粉とを前記分離器により分離して
    繰返して使用することを特徴とする放電加工機の加工液
    処理装置。
  2. (2)加工槽内の電極と被加工物で形成する加工極間に
    加工液タンクから粉末物質を混入した加工液を供給して
    被加工物の放電加工を行う放電加工機において、 前記粉末物質を加工液内に混入させる混合用のタンクと
    、前記加工液に含まれた粉末物質を粒子の大きさによっ
    て加工粉から分離する分離器と、該分離器を通って前記
    仕上用の加工液タンク内の加工液を逆流して還流させる
    逆流流路とを備え、該逆流流路に前記仕上用の加工液タ
    ンク内の加工液を逆流させて分離器に付着した粉末物質
    を混合用のタンク内に還流して回収することにより繰返
    して使用することを特徴とする放電加工機の加工液処理
    装置。
  3. (3)加工槽内の電極と被加工物で形成する加工極間に
    加工液タンクから粉末物質を混入した加工液を供給して
    被加工物の放電加工を行う放電加工機において、 前記加工槽からの加工液を溜める加工液タンクを分離器
    で接続された前、後段からなる2槽型の加工液タンクで
    構成し、前記加工液に混入された粉末物質を比重の大き
    さによって加工粉から分離する分離器に回転数が前記粉
    末物質と加工粉との比重の相違に対応して制御される遠
    心分離機を使用し、該分離器で分離された前記粉末物質
    を含む加工液を加工槽に還流させて繰返して使用するこ
    とを特徴とする放電加工機の加工液処理装置。
  4. (4)前記加工液を溜める加工液タンクとして分離器で
    接続された前、後段からなる2槽型の加工液タンクを荒
    加工用と仕上げ加工用の並列形に構成し、該荒加工用と
    仕上げ加工用の2つの加工液タンクを制御弁によって切
    換え使用することを特徴とする請求項(3)記載の放電
    加工機の加工液処理装置。
  5. (5)加工槽内の電極と被加工物で形成する加工極間に
    加工液タンクから粉末物質を混入した加工液を供給して
    被加工物の放電加工を行う放電加工機において、 前記加工液に混入された磁性体の加工粉を非磁性体の粉
    末物質から分離する磁気力を利用した分離器を具備し、
    該分離器によって加工粉を分離した粉末物質を含む加工
    液を加工槽に還流させて繰返して使用することを特徴と
    する放電加工機の加工液処理装置。
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