JPH0329529B2 - - Google Patents
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- JPH0329529B2 JPH0329529B2 JP56115155A JP11515581A JPH0329529B2 JP H0329529 B2 JPH0329529 B2 JP H0329529B2 JP 56115155 A JP56115155 A JP 56115155A JP 11515581 A JP11515581 A JP 11515581A JP H0329529 B2 JPH0329529 B2 JP H0329529B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
- B23H1/08—Working media
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放電加工方法に係り、特に加工液、特
に水または水溶液系の加工液に気体を予め溶解せ
しめて加工部に供給介在させると共に、加工部の
周囲を常圧よりも高圧状態に保持して加工を行な
うものである。
に水または水溶液系の加工液に気体を予め溶解せ
しめて加工部に供給介在させると共に、加工部の
周囲を常圧よりも高圧状態に保持して加工を行な
うものである。
従来放電加工ではケロシン、やトランス油等の
主として炭化水素系の絶縁油脂類を加工液として
電極と被加工体を浸し、或は放電加工部に噴流せ
しめて放電部及び電極、被加工体を冷却すると共
に加工間隙より生じた放電屑等を除去流出せしめ
るものであつたが、油脂類は可燃性のものである
ため、防火災対策が講じられているが、なお火災
が発生する危険性があつた。
主として炭化水素系の絶縁油脂類を加工液として
電極と被加工体を浸し、或は放電加工部に噴流せ
しめて放電部及び電極、被加工体を冷却すると共
に加工間隙より生じた放電屑等を除去流出せしめ
るものであつたが、油脂類は可燃性のものである
ため、防火災対策が講じられているが、なお火災
が発生する危険性があつた。
このため水または水溶液系の加工液を使用する
ことも提案されており、ワイヤカツト放電加工に
於て常用されている外、型彫、穿孔加工型の放電
加工に於ても、一部試用されつつある。そして確
かに水を使用すると、不燃性であるから火災の危
険性は全く無く、またどこにでも存し、手軽に廉
価に用いえ、廃棄上も殆んど問題がない等の実際
的効果が存する。
ことも提案されており、ワイヤカツト放電加工に
於て常用されている外、型彫、穿孔加工型の放電
加工に於ても、一部試用されつつある。そして確
かに水を使用すると、不燃性であるから火災の危
険性は全く無く、またどこにでも存し、手軽に廉
価に用いえ、廃棄上も殆んど問題がない等の実際
的効果が存する。
しかしながら、水を加工液とした場合は、加工
パルス幅が狭い加工条件ではともかく、加工パル
ス幅が或る程度以上長く（30〜50μs以上）加工面
粗さが約10μsRmax前後以上の加工条件での加工
速度がケロシン等を加工液とした場合よりもかな
り低下し、鉄の加工に於いて通常約1/3程度の加
工速度しか得ることができず、長い加工パルス幅
で高速加工を行うことは実際上不可能であつた。
しかして、ケロシンを加工液とした場合に高速加
工が可能となる理由としては次のようなことが考
えられる。
パルス幅が狭い加工条件ではともかく、加工パル
ス幅が或る程度以上長く（30〜50μs以上）加工面
粗さが約10μsRmax前後以上の加工条件での加工
速度がケロシン等を加工液とした場合よりもかな
り低下し、鉄の加工に於いて通常約1/3程度の加
工速度しか得ることができず、長い加工パルス幅
で高速加工を行うことは実際上不可能であつた。
しかして、ケロシンを加工液とした場合に高速加
工が可能となる理由としては次のようなことが考
えられる。
即ち、放電加工は、加工間隙に加工パルスが印
加され絶縁が破壊されて火花放電が生起し、この
放電が加工パルスの印加終了時ま持続することに
よつて加工がおこなわれるものであり、従つて放
電加工に於いては、放電持続時間中良好な火花放
電の状態が維持されることが重要である。そし
て、加工パルスにより供給されるエネルギが小さ
いと加工パルスの印加終了時まで火花放電状態を
維持することが困難なところから、通常は充分に
大きいエネルギを供給するようにしているため、
特に加工パルス幅が比較的長い加工条件の場合に
は、一般的に放電状態が火花放電からアーク放電
に移行しやすい。この傾向はケロシンを加工液と
する場合よりも水を加工液とする場合に顕著であ
る。ケロシンの場合には、供給されたエネルギの
うちの余剰なエネルギが丁度旨い具合にケロシン
の分子を分解して炭化水素ガス等にガス化するこ
とに消費されるため、加工パルス幅が長くてもア
ーク放電に移行することなく火花放電の状態を維
持さ得るものと考えられる。一方、水の場合は加
工パルス幅の長い加工条件ではアーク放電状態に
なり易く又電解状態にも陥り易く、安定した良好
な火花放電による加工を行う事が従来はなかなか
困難であつた。この理由としては、通常加工液と
して使用される水の比抵抗が103〜105Ωcm程度で
ケロシンに較べて低いことが考えられるが、更
に、水の場合は各分子が水素結合により強く結合
していて、分解してガス化するのにケロシンの場
合よりも大きなエネルギが必要となるため、余剰
エネルギがケロシンの場合のように程良く消費さ
れないこともこの理由として考えることができ
る。実際、実験結果によれば、鉄を加工する時、
ケロシンの場合は加工量１ｇ当たり1000c.c.の炭化
水素ガス等が発生するのに対し、水の場合は電解
による発生ガスを含めて加工量１ｇ当たり333c.c.
の水素、酸素、及び水蒸気が発生することが確認
されており、このことからも、余剰のエネルギが
加工液のガス化のために程良く消費されること
が、アーク放電の発生を防止し加工を安定化して
加工速度を向上させるために寄与するものである
ことを窺いしることができる。
加され絶縁が破壊されて火花放電が生起し、この
放電が加工パルスの印加終了時ま持続することに
よつて加工がおこなわれるものであり、従つて放
電加工に於いては、放電持続時間中良好な火花放
電の状態が維持されることが重要である。そし
て、加工パルスにより供給されるエネルギが小さ
いと加工パルスの印加終了時まで火花放電状態を
維持することが困難なところから、通常は充分に
大きいエネルギを供給するようにしているため、
特に加工パルス幅が比較的長い加工条件の場合に
は、一般的に放電状態が火花放電からアーク放電
に移行しやすい。この傾向はケロシンを加工液と
する場合よりも水を加工液とする場合に顕著であ
る。ケロシンの場合には、供給されたエネルギの
うちの余剰なエネルギが丁度旨い具合にケロシン
の分子を分解して炭化水素ガス等にガス化するこ
とに消費されるため、加工パルス幅が長くてもア
ーク放電に移行することなく火花放電の状態を維
持さ得るものと考えられる。一方、水の場合は加
工パルス幅の長い加工条件ではアーク放電状態に
なり易く又電解状態にも陥り易く、安定した良好
な火花放電による加工を行う事が従来はなかなか
困難であつた。この理由としては、通常加工液と
して使用される水の比抵抗が103〜105Ωcm程度で
ケロシンに較べて低いことが考えられるが、更
に、水の場合は各分子が水素結合により強く結合
していて、分解してガス化するのにケロシンの場
合よりも大きなエネルギが必要となるため、余剰
エネルギがケロシンの場合のように程良く消費さ
れないこともこの理由として考えることができ
る。実際、実験結果によれば、鉄を加工する時、
ケロシンの場合は加工量１ｇ当たり1000c.c.の炭化
水素ガス等が発生するのに対し、水の場合は電解
による発生ガスを含めて加工量１ｇ当たり333c.c.
の水素、酸素、及び水蒸気が発生することが確認
されており、このことからも、余剰のエネルギが
加工液のガス化のために程良く消費されること
が、アーク放電の発生を防止し加工を安定化して
加工速度を向上させるために寄与するものである
ことを窺いしることができる。
従つて、比抵抗が103〜105Ωcm程度の水を加工
液としても、余剰のエネルギが程良く消費されれ
ば、加工パルス幅が比較的長い加工条件に於いて
もアーク放電の発生を防止して安定した火花放電
による高速加工が可能となるものと考えられる。
液としても、余剰のエネルギが程良く消費されれ
ば、加工パルス幅が比較的長い加工条件に於いて
もアーク放電の発生を防止して安定した火花放電
による高速加工が可能となるものと考えられる。
以上の点から、本発明は、水を加工液とする放
電加工に於いて、加工パルス幅が比較的長い加工
条件に於ける加工速度を向上させることを目的と
して提案されるものであり、２〜３気圧或はそれ
以上の圧力で空気等の気体を水に強制的に溶解含
有させ、且つ、加工電極と被加工体との対向する
加工部の周囲が従来のように常圧状態では、加工
部が周囲の常圧雰囲気に開放されていることによ
り、又更に、後述する実施例のように加工電極の
内部を通り先端に開口する加工液供給路を設けて
加工部に加工液を供給するのが普通であり、従つ
て供給加工液は加工部の微小な加工間〓を円の中
心から半径方向に放散する状態で、即ち流路の断
面積が次第に増大する状態で流れることになるた
め、加圧状態で加工液を供給しても、加工部に於
て圧力が急激に低下して、強制的に溶解させた気
体が自然に気泡化し水から離脱して気中に放散し
てしまうことになるから、加工部の周囲を常圧よ
りも高圧状態に保持することにより、水中の溶解
気体を供給エネルギの一部によつて水から離脱さ
せる、換言すれば、供給エネルギの一部を溶解気
体の水からの離脱のために消費させるようにした
ものである。
電加工に於いて、加工パルス幅が比較的長い加工
条件に於ける加工速度を向上させることを目的と
して提案されるものであり、２〜３気圧或はそれ
以上の圧力で空気等の気体を水に強制的に溶解含
有させ、且つ、加工電極と被加工体との対向する
加工部の周囲が従来のように常圧状態では、加工
部が周囲の常圧雰囲気に開放されていることによ
り、又更に、後述する実施例のように加工電極の
内部を通り先端に開口する加工液供給路を設けて
加工部に加工液を供給するのが普通であり、従つ
て供給加工液は加工部の微小な加工間〓を円の中
心から半径方向に放散する状態で、即ち流路の断
面積が次第に増大する状態で流れることになるた
め、加圧状態で加工液を供給しても、加工部に於
て圧力が急激に低下して、強制的に溶解させた気
体が自然に気泡化し水から離脱して気中に放散し
てしまうことになるから、加工部の周囲を常圧よ
りも高圧状態に保持することにより、水中の溶解
気体を供給エネルギの一部によつて水から離脱さ
せる、換言すれば、供給エネルギの一部を溶解気
体の水からの離脱のために消費させるようにした
ものである。
図は本発明の実施例構成図で、１は被加工体、
２は加工電極、３は加工電極２中に開通せる加工
液供給路、４は加工液受、４Ａは耐圧密閉加工
槽、４Ｂは圧力調整弁、４Ｃは加圧気体供給装
置、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは加工液体循環配管
である。
２は加工電極、３は加工電極２中に開通せる加工
液供給路、４は加工液受、４Ａは耐圧密閉加工
槽、４Ｂは圧力調整弁、４Ｃは加圧気体供給装
置、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは加工液体循環配管
である。
その他加工槽４Ａの加工排液は配管５ａ及び
過器５Ａをへて一たん液槽８で蓄えられ、過や
比抵抗調整等の加工液再生処理が行われる。一方
液体酸素、窒素、CO2、Ar、又は液体空気のボ
ンベ７ａより管６ａをへて例えば液体空気が液槽
８に注入溶解されて配管５ｂをへて液槽９に収容
される。
過器５Ａをへて一たん液槽８で蓄えられ、過や
比抵抗調整等の加工液再生処理が行われる。一方
液体酸素、窒素、CO2、Ar、又は液体空気のボ
ンベ７ａより管６ａをへて例えば液体空気が液槽
８に注入溶解されて配管５ｂをへて液槽９に収容
される。
尚、液槽９には適宜外部より新しく加工液を補
給注入できるものである。
給注入できるものである。
かくて液槽９の加工液である水は、ポンプ１１
で吸い上げられて逆止弁で逆流及び出力量を制限
されてから高圧液槽１０に入れる。液槽１０には
再び液体空気ボンベ７ｂより管路６ｂをへて高圧
液体空気を圧入して多量の液体空気を溶解せしめ
ておく。
で吸い上げられて逆止弁で逆流及び出力量を制限
されてから高圧液槽１０に入れる。液槽１０には
再び液体空気ボンベ７ｂより管路６ｂをへて高圧
液体空気を圧入して多量の液体空気を溶解せしめ
ておく。
かくて液槽１０よりの液は、ボンベ７ｂの圧力
により配管５ｄ及び流量、圧力調整弁１３をへて
加工電極２内の流路３をへて電極２の先端より被
加工体１との加工間隙に圧送供給介在せしめられ
るのである。
により配管５ｄ及び流量、圧力調整弁１３をへて
加工電極２内の流路３をへて電極２の先端より被
加工体１との加工間隙に圧送供給介在せしめられ
るのである。
加工液の水は、勿論水、通常比抵抗５×103〜
５×105Ωcm前後の純水が主成分であることは勿
論であるが、防錆剤や潤滑剤を添加したものも用
いられるのであり、また炭化水素の誘導体である
エチレングリコールやポリエチレングリコール、
多価アルコール等の水溶性のものを添加したもの
或いは炭水化物を添加溶解させたものであつても
良い。
５×105Ωcm前後の純水が主成分であることは勿
論であるが、防錆剤や潤滑剤を添加したものも用
いられるのであり、また炭化水素の誘導体である
エチレングリコールやポリエチレングリコール、
多価アルコール等の水溶性のものを添加したもの
或いは炭水化物を添加溶解させたものであつても
良い。
そして、このように水に気体を強制的に溶解さ
せた加工液を加工間隙に供給し、加工槽４Ａを少
なくとも数Kg／cm2以上の高圧状態に保持して加工
電極と被加工体との対向する加工部の周囲を常圧
よりも高圧状態に保持することにより、強制的に
溶解させた加工液中の気体が加工部に於て非加工
状態では自然に気泡化してしまわない状態で放電
加工する。上述したように、供給エネルギによる
ケロシンの炭化水素ガス及び水素ガス化並びに一
部炭素化に較べて、水の水素ガス及び酸素ガスへ
の分解ガス化は困難であり、水は、ケロシンのよ
うには供給エネルギを簡易に程良く消費してアー
ク放電の発生を防止する作用をなし得るものでは
ないが、水に空気等の気体を少なくとも数Kg／cm2
以上の高圧状態で多量に溶解させておくと、溶解
状態の気体分子が供給エネルギの一部を吸収し、
該気体分子の熱運動エネルギが増大して溶解状態
では存在し得なくなり、溶解気体は気泡化し水か
ら離脱して水と気泡との混合状態となる。この結
果、供給エネルギの内の余剰エネルギが溶解気体
により程良く吸収消費されるため、連続的なアー
ク放電の発生を防止することができ、安定した火
花放電状態を維持して高速度の加工を行うことが
できる。気体として空気を用いる場合、空気の水
に対する溶解度は20℃で約19c.c.／であり、加工
間隙への加工液の供給量は通常毎分５〜10であ
るから、例えば３気圧の圧力で空気を水に溶解し
たものを加工液とすれば、１気圧下に換算して毎
分最大約570c.c.のガス（空気）が供給エネルギの
作用によつて発生することになり、言換えれば、
最大約570c.c.のガス（空気）を発生させるのに必
要とするエネルギだけ、供給エネルギの一部を毎
分消費させ得ることになる。実験結果によれば、
３気圧の圧力で空気を水に溶解したものを加工液
として、加工部の周囲を３気圧に保持した状態
で、バルス幅が30μsの加工パルスにより鉄を加工
した時、空気を強制的に溶解させていない水を加
工液とする従来の方法による場合よりも加工速度
を２倍近く向上させることができた。
せた加工液を加工間隙に供給し、加工槽４Ａを少
なくとも数Kg／cm2以上の高圧状態に保持して加工
電極と被加工体との対向する加工部の周囲を常圧
よりも高圧状態に保持することにより、強制的に
溶解させた加工液中の気体が加工部に於て非加工
状態では自然に気泡化してしまわない状態で放電
加工する。上述したように、供給エネルギによる
ケロシンの炭化水素ガス及び水素ガス化並びに一
部炭素化に較べて、水の水素ガス及び酸素ガスへ
の分解ガス化は困難であり、水は、ケロシンのよ
うには供給エネルギを簡易に程良く消費してアー
ク放電の発生を防止する作用をなし得るものでは
ないが、水に空気等の気体を少なくとも数Kg／cm2
以上の高圧状態で多量に溶解させておくと、溶解
状態の気体分子が供給エネルギの一部を吸収し、
該気体分子の熱運動エネルギが増大して溶解状態
では存在し得なくなり、溶解気体は気泡化し水か
ら離脱して水と気泡との混合状態となる。この結
果、供給エネルギの内の余剰エネルギが溶解気体
により程良く吸収消費されるため、連続的なアー
ク放電の発生を防止することができ、安定した火
花放電状態を維持して高速度の加工を行うことが
できる。気体として空気を用いる場合、空気の水
に対する溶解度は20℃で約19c.c.／であり、加工
間隙への加工液の供給量は通常毎分５〜10であ
るから、例えば３気圧の圧力で空気を水に溶解し
たものを加工液とすれば、１気圧下に換算して毎
分最大約570c.c.のガス（空気）が供給エネルギの
作用によつて発生することになり、言換えれば、
最大約570c.c.のガス（空気）を発生させるのに必
要とするエネルギだけ、供給エネルギの一部を毎
分消費させ得ることになる。実験結果によれば、
３気圧の圧力で空気を水に溶解したものを加工液
として、加工部の周囲を３気圧に保持した状態
で、バルス幅が30μsの加工パルスにより鉄を加工
した時、空気を強制的に溶解させていない水を加
工液とする従来の方法による場合よりも加工速度
を２倍近く向上させることができた。
このように、本発明によれば、水に気体を強制
的に溶解させると共に加工部の周囲を常圧よりも
高圧状態に保持して加工を行うようにしたことに
より、供給エネルギの内の余剰エネルギを程良く
消費してアーク放電の発生を防止することができ
るため、加工パルス幅が約30〜50μs前後以上の加
工条件の領域に於ける水を加工液とする放電加工
を安定した良好な火花放電状態で行うことが可能
となり、従来よりも加工速度を向上させることが
できる。また、水を加工液とする場合は、加工部
が冷え過ぎる傾向があるが、本発明によれば、溶
解気体が加工部に於いて気泡化し、水が気泡との
混合状態で加工部を流動することになるため、加
工部の過冷却を防止し得る効果がある。
的に溶解させると共に加工部の周囲を常圧よりも
高圧状態に保持して加工を行うようにしたことに
より、供給エネルギの内の余剰エネルギを程良く
消費してアーク放電の発生を防止することができ
るため、加工パルス幅が約30〜50μs前後以上の加
工条件の領域に於ける水を加工液とする放電加工
を安定した良好な火花放電状態で行うことが可能
となり、従来よりも加工速度を向上させることが
できる。また、水を加工液とする場合は、加工部
が冷え過ぎる傾向があるが、本発明によれば、溶
解気体が加工部に於いて気泡化し、水が気泡との
混合状態で加工部を流動することになるため、加
工部の過冷却を防止し得る効果がある。
以上本発明を１実施例について述べたが、要は
充分に加工液水にガスを強制的に溶解含有せしめ
たものを用いるのであり、かかるために種々の装
置が用いられる。
充分に加工液水にガスを強制的に溶解含有せしめ
たものを用いるのであり、かかるために種々の装
置が用いられる。
図は本発明の実施例装置の簡略構成図である。
図で１は被加工体、２は加工電極、４は加工槽、
８，９，１０は液槽、７ａ，７ｂは液体空気ボン
ベ。
図で１は被加工体、２は加工電極、４は加工槽、
８，９，１０は液槽、７ａ，７ｂは液体空気ボン
ベ。
Claims (1)
- １ 水に空気、酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴ
ンのうち何れかを強制溶解含有させたものを加工
液とし、該加工液を加工電極と被加工体との対向
する加工部に加圧供給すると共に、上記加工部の
周囲を常圧よりも高圧状態に保持して加工を行な
うことを特徴とする放電加工方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115155A JPS5822628A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 放電加工方法 |
| US06/400,672 US4491714A (en) | 1981-07-24 | 1982-07-22 | Method of and apparatus for electrical discharge machining using a gas dissolved water liquid |
| GB08221190A GB2103984B (en) | 1981-07-24 | 1982-07-22 | Method of and apparatus for electrical discharge machining using a gas-dissolved water liquid |
| DE19823227666 DE3227666A1 (de) | 1981-07-24 | 1982-07-23 | Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung |
| FR8212948A FR2510015B1 (fr) | 1981-07-24 | 1982-07-23 | Procede et dispositif d'usinage par decharges electriques avec un dielectrique a base d'eau charge en gaz dissous |
| IT48886/82A IT1196551B (it) | 1981-07-24 | 1982-07-26 | Metodo ed apparecchiatura per la lavorazione a scarica elettrica con l'impiego di un gas disciolto in un liquido a base di acqua |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115155A JPS5822628A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 放電加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5822628A JPS5822628A (ja) | 1983-02-10 |
| JPH0329529B2 true JPH0329529B2 (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=14655682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56115155A Granted JPS5822628A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 放電加工方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS5822628A (ja) |
| DE (1) | DE3227666A1 (ja) |
| FR (1) | FR2510015B1 (ja) |
| GB (1) | GB2103984B (ja) |
| IT (1) | IT1196551B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1981
- 1981-07-24 JP JP56115155A patent/JPS5822628A/ja active Granted
-
1982
- 1982-07-22 US US06/400,672 patent/US4491714A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-07-22 GB GB08221190A patent/GB2103984B/en not_active Expired
- 1982-07-23 DE DE19823227666 patent/DE3227666A1/de not_active Withdrawn
- 1982-07-23 FR FR8212948A patent/FR2510015B1/fr not_active Expired
- 1982-07-26 IT IT48886/82A patent/IT1196551B/it active
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|---|---|---|---|---|
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| GB2103984B (en) | 1985-07-31 |
| FR2510015A1 (fr) | 1983-01-28 |
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| GB2103984A (en) | 1983-03-02 |
| IT1196551B (it) | 1988-11-16 |
| FR2510015B1 (fr) | 1986-02-07 |
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