JPH04256520A - 放電加工方法 - Google Patents

放電加工方法

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JPH04256520A
JPH04256520A JP3031688A JP3168891A JPH04256520A JP H04256520 A JPH04256520 A JP H04256520A JP 3031688 A JP3031688 A JP 3031688A JP 3168891 A JP3168891 A JP 3168891A JP H04256520 A JPH04256520 A JP H04256520A
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JP
Japan
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discharge machining
workpiece
electrode
machining
electrical discharge
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JP3031688A
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English (en)
Inventor
Kimihiro Wakabayashi
公宏 若林
Noriyuki Nehashi
根橋 紀之
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H1/00Electrical 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMn−Znフェライトな
どの抵抗性材料を絶縁性液体中での放電により放電加工
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来ステンレス、鉄、アルミニウム等の
金属材料からなる微小形状に被加工物を放電加工する場
合、タングステンや超硬合金等からなる放電加工電極と
被加工物の間に絶縁性液体を介し、放電加工電極を負極
にし被加工物を正極にして放電加工が行われていた。こ
のような従来の放電加工方法では、Mn−Znフェライ
トなどの抵抗性材料からなる被加工物を放電加工するこ
とは非常に困難であった。また、セラミックなどの非導
電性材料を電気的に加工する方法としては、例えば、土
屋八郎「機械技術」32−12(1984)P77に述
べられている電解放電加工と呼ばれる方法が知られてい
る。しかし電解放電加工法は通常NaOH等の強アルカ
リ液を電解液として使用するので取り扱い難いなどの問
題がある。また、これらの欠点を改良した方法として、
NaNO3、NaCl等の中性塩電解液中のアーク放電
を用いた方法が特開昭63−229225号公報に示さ
れているが、この方法は工具電極の消耗が激しく、加工
精度が低いため、実用的な加工方法とは言い難い。
【0003】また、硬脆材料であるMn−Znフェライ
トを加工する方法としては、研削加工方法が使用可能で
あるが、平板状、丸棒状加工などの単純形状の加工に限
られる。また、同材料の脆い性質を利用して砥粒を用い
た超音波加工方法が使用可能であるが、加工工具との接
触によりクラックが発生し易く、板厚が0.5mm以下
の立体形状の加工は困難であった。さらに、Mn−Zn
フェライトの固有抵抗は5〜10Ωcm程度であり、従
来の放電加工方法ではほとんど放電加工が進行せず、放
電加工ができても熱衝撃によりクラックが発生し易く、
実用的な加工はほとんどできなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、電気抵抗
性材料を加工することができる取り扱いの容易な放電加
工方法を提供するものである。また、特に従来放電加工
がほとんどできなかったMn−Znフェライト材料に対
して放電加工ができ、放電加工の特長である複雑で微細
な加工を可能とするものである。ここで微細な加工とは
、例えば放電電極として直径1〜2mm程度以下の放電
電極を用いて放電加工する場合のことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明は、電気伝導性加工電極と被加工物の間に絶縁
性液を介して放電を起こし、前記被加工物を加工する放
電加工方法において、前記被加工物を電気抵抗性材料か
らなる被加工物とし、前記電気伝導性加工電極の極性を
正極とし前記電気抵抗性材料からなる被加工物を負極と
して前記電気抵抗性材料からなる被加工物を放電加工す
ることを特徴とする。特に被加工物がMn−Znフェラ
イトの場合に適しており、電気伝導性加工電極と被加工
物の間に絶縁性液を介して放電を起こし、前記被加工物
を加工する放電加工方法において、前記被加工物をMn
−Znフェライトからなる被加工物とし、前記電気伝導
性加工電極の極性を正極とし前記Mn−Znフェライト
からなる被加工物を負極として前記Mn−Znフェライ
トからなる被加工物を放電加工することを特徴とする。
【0006】ここで、電気抵抗性材料からなる被加工物
とは、被加工物の固有抵抗が1Ωcm程度以上の材料か
らなる被加工物である。また、電気伝導性加工電極とし
ては、タングステン(W)または超硬合金等の電気伝導
性材料からなる放電加工電極が使用できる。
【0007】
【作用】本発明は、放電加工時の加工速度が、被加工物
の体積固有抵抗に応じて変化するとともに、放電加工電
極と被加工物に印加する放電電圧の極性を変えることに
より被加工物の加工速度が異なるという事実に基づく。 すなわち、電気抵抗性材料からなる被加工物を放電加工
するには、放電加工電極を正極にし、電気抵抗性材料か
らなる被加工物を負極にすることにより、電気抵抗性材
料からなる被加工物の加工効率が大きくなり、放電加工
電極の消耗がすくなくなる。
【0008】
【実施例】図1に本発明の概略の構成を示す。電気伝導
性の放電加工電極1と電気抵抗性被加工物2を、加工槽
4内の絶縁性加工液3に浸した状態で、放電加工電極1
を放電加工電源5の正極に接続し、被加工物を負極に接
続して、放電加工電極1と被加工物2の間に絶縁性加工
液体3を介して放電を起こすことにより電気抵抗性被加
工物2が放電加工される。絶縁性加工液としては、ケロ
シンまたは純水等が使用できる。放電加工電源5として
は蓄勢式放電加工電源が使用できる。
【0009】蓄勢式とは、放電のエネルギーを電源回路
中に電荷としてコンデンサに蓄積し、これを放電エネル
ギーとして放出し、再びコンデンサに蓄積し、放電させ
るというサイクルを高速に繰り返すものである。このよ
うなコンデンサを用いた放電電源回路は、例えば使用す
るコンデンサ容量を数100pFと小さくする事により
、トランジスタを用いた回路に比較して容易に1μJ程
度の極めて小さい放電エネルギーを得る事が出来る。
【0010】特に5〜10Ωcm程度の体積固有抵抗を
持つMn−Znフェライトに対しては、1〜100μJ
程度の放電エネルギー領域において放電加工を可能にす
るものである。例えば、例えば電圧100V,コンデン
サ容量5000pFの場合、約25μJ放電エネルギー
以下の領域において、放電加工を可能とするものである
。このような電源の正極に電気伝導性加工電極1を接続
し、負極に電気抵抗性材料あるいはMn−Znフェライ
トからなる被加工物2を接続し、絶縁性加工液3を介し
て放電を起こし、前記Mn−Znフェライトからなる被
加工物2を放電加工する。
【0011】
【実施例1】超硬合金からなる直径0.2mmの円筒形
の放電加工電極1、蓄勢式放電加工電源5および絶縁性
加工液3としてケロシンを用いて,体積固有抵抗が10
ΩcmのMn−Znフェライトからなる平板状の被加工
物2に放電加工を行った。この円筒形超硬合金の放電加
工電極1を正極とし、Mn−Zn−フェライトからなる
平板状の被加工物2を負極とし、蓄勢式放電加工電源5
の放電加工電圧を110V,コンデンサ容量を3300
pFとし,放電加工電極1の回転速度を3500rpm
とした場合、放電加工速度2μm/secでMn−Zn
フェライトからなる平板状の被加工物2に穴が形成され
た。形成された穴の加工面は極めてなめらかで、クラッ
クは観察されなかった。この際、放電加工電極はほとん
ど消耗せず、連続的に精度の高い加工が可能であった。
【0012】同様な条件で加工電圧の極性のみを逆にし
て比較した。すなわち、放電加工電極を負極とし、Mn
−Znフェライトからなる被加工物を正極とした場合は
、被加工物はほとんど放電加工されなかった。
【0013】
【実施例2】実施例1と同じ放電加工装置を用い、被加
工物2として体積固有抵抗が約1Ωcmのシリコンの単
結晶からなる平板状の被加工物に放電加工を行った。放
電加工電極1を正極とし、シリコンの単結晶からなる平
板状の被加工物を負極性とし、蓄勢式放電加工電源5の
加工電圧を110V,コンデンサ容量を3300pFと
し,加工電極1の回転速度を3500rpmとした場合
、放電加工速度1.8μm/sec程度でシリコンの単
結晶からなる平板状の被加工物に穴が形成された。ただ
し、Mn−Znフェライトの場合と異なり、放電加工電
極は、被加工物の加工量に対して約0.5体積パーセン
ト程度の消耗が認められた。
【0014】同様な条件で加工電圧の極性のみを逆にし
て比較した。すなわち、放電加工電極を負極とし、シリ
コンの単結晶からなる被加工物を正極とした場合は、被
加工物を負極とした場合に比べ、放電加工速度が25パ
ーセント程度低下した。また放電加工電極は、被加工物
の加工量に対して約5体積パーセント程度消耗し、被加
工物を負極とした場合に比べ放電加工電極の消耗が約1
0倍に増加した。従って、放電加工電極を正極とし、被
加工物を負極にする場合の方が放電加工効率が良好であ
る事がわかった。
【0015】
【比較例1】実施例1と同じ放電加工装置を用い、被加
工物2として体積固有抵抗が約2.8×10−2Ωcm
のSiCセラミックスからなる平板状の被加工物に放電
加工を行った。放電加工電極1を正極とし、SiCセラ
ミックスからなる平板状の被加工物を負極とし、蓄勢式
放電加工電源5の加工電圧を110V,コンデンサ容量
を3300pFとし,放電加工電極1の回転速度を35
00rpmとした場合、放電加工速度0.9μm/se
c程度でSiCセラミックスからなる平板状の被加工物
に穴が形成された。この時の放電加工電極の消耗は30
体積パーセント程度であった。
【0016】同様な条件で放電加工電圧の極性のみを逆
にして比較した。すなわち、放電加工電極を負極とし、
SiCセラミックスからなる被加工物を正極とした場合
は、被加工物を負極とした場合に比べ、放電加工速度が
10パーセント程度大きくなった。また放電加工電極は
被加工物の加工量に対して約8体積パーセント程度消耗
し、被加工物を負極とした場合に比べ放電加工電極の消
耗が約1/4程度に低下した。従って、顕著な違いは無
いとはいえ、放電加工電極を負極とし、被加工物を正極
とする場合の方がわずかながら放電加工効率が良好であ
った。
【0017】
【比較例2】実施例1と同じ放電加工装置を用い、被加
工物2として体積固有抵抗が約3.4×10−5Ωcm
のTiCNセラミックスからなる平板状の被加工物に放
電加工を行った。放電加工電極側1を正極とし、TiC
Nセラミックスからなる平板状の被加工物を負極性とし
、蓄勢式放電加工電源5の加工電圧を110V,コンデ
ンサ容量を3300pFとし,放電加工電極1の回転速
度を3500rpm、とした場合、放電加工速度0.7
μm/sec程度でTiCNセラミックスからなる平板
状の被加工物に穴が形成された。この時の放電加工電極
の消耗は被加工物の加工量に対して約150体積パーセ
ントであった。
【0018】同様な条件で放電加工電圧の極性のみを逆
にして比較した。すなわち、放電加工電極を負極とし、
TiCNセラミックスからなる被加工物を正極とした場
合は、被加工物を負極とした場合に比べ、放電加工速度
が50パーセント程度大きくなった。また放電加工電極
は被加工物の加工量に対して約10体積パーセント程度
消耗し、被加工物を負極とした場合に比べ放電加工電極
の消耗が約1/15に低下した。従って、放電加工電極
を負極とし、被加工物を正極とする場合の方放電加工効
率が良好であった。
【0019】以上の実施例1から比較例2までの関係を
図2に示す。縦軸は、各材料における放電電圧極性によ
る加工速度の比の対数である。すなわち、縦軸は、被加
工物が正極の場合の加工速度に対する被加工物が負極の
場合の加工速度の比の対数であり、次式で表される値で
ある。log(被加工物が正極時の加工速度/被加工物
が負極時の加工速度)横軸には被加工物材料の体積固有
抵抗を対数で表している。図2によれば、体積固有抵抗
が100Ωcm以上の電気抵抗性材料においては、放電
加工極性が電気伝導性被加工物の場合と逆になることを
示している。図2には、体積固有抵抗が5ΩcmのMn
−Znフェライトおよび体積固有抵抗が約1.0×10
−4Ωcmのステンレス(SUS304)の場合の結果
も示している。使用した装置は実施例1と同様であり、
詳細な説明は省略した。
【0020】さらに被加工物がMn−Znフェライトで
体積固有抵抗が5〜10Ωcm程度の場合でも、被加工
物を負極にすることにより放電加工が可能となることが
わかった。
【0021】
【発明の効果】本発明によって、被加工物が抵抗性材料
の場合でも、放電電極の消耗が少なく高精度な微細加工
が可能になる。さらに本発明によって、従来の放電加工
方法では加工がほとんどできなかったMn−Znフェラ
イト材料に対しても高精度な微細加工が可能になる。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の概略構成図である。
【図2】図2は、本発明の放電加工方法による加工性を
示すデータである。
【符号の説明】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気伝導性加工電極と被加工物の間に絶縁
    性液を介して放電を起こさせ、前記被加工物を加工する
    放電加工方法において、前記被加工物を電気抵抗性材料
    からなる被加工物とし、前記電気伝導性加工電極の極性
    を正極とし前記電気抵抗性材料からなる被加工物を負極
    として前記電気抵抗性材料からなる被加工物を放電加工
    する放電加工方法。
  2. 【請求項2】電気伝導性加工電極と被加工物の間に絶縁
    性液を介して放電を起こさせ、前記被加工物を加工する
    放電加工方法において、前記被加工物をMn−Znフェ
    ライトからなる被加工物とし、前記電気伝導性加工電極
    の極性を正極とし前記Mn−Znフェライトからなる被
    加工物を負極として前記Mn−Znフェライトからなる
    被加工物を放電加工する放電加工方法。
JP3031688A 1991-01-31 1991-01-31 放電加工方法 Pending JPH04256520A (ja)

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