JPH0586385A - Nonflammable fluid for electric discharge machining - Google Patents

Nonflammable fluid for electric discharge machining

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JPH0586385A
JPH0586385A JP24966591A JP24966591A JPH0586385A JP H0586385 A JPH0586385 A JP H0586385A JP 24966591 A JP24966591 A JP 24966591A JP 24966591 A JP24966591 A JP 24966591A JP H0586385 A JPH0586385 A JP H0586385A
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JP
Japan
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electric discharge
discharge machining
machining
fluid
liquid
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JP24966591A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Takahashi
橋 信 之 高
Makoto Sugai
井 誠 菅
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Sodick Co Ltd
Original Assignee
Sodick Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain a marked improvement in the machining rate of the subject fluid and minimize the formation of tarry substances at the time of electric discharge machining for improvement of machining efficiency by using 3- mercapto-1,2-propanediol. CONSTITUTION:The objective fluid comprises a nonflammable base fluid for electric discharge machining and 3-mercapto-1,2-propanediol added thereto.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、3−メルカプト−1,
2−プロパンジオールを添加することにより加工速度を
大巾に向上させ、放電加工の際のタール状物質の生成を
小さくして加工効率を高めた不燃性放電加工液に関す
る。
The present invention relates to 3-mercapto-1,
The present invention relates to a non-flammable electric discharge machining fluid in which the processing speed is greatly improved by adding 2-propanediol, and the generation of tar-like substances during electric discharge machining is reduced to improve the machining efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】放電加工法は、電極と導電性の被加工物
との間を絶縁性媒体(水性放電加工液あるいは油性放電
加工液)で満たし、電極と被加工物間の媒体中で断続放
電して、被加工物を高精度加工(形彫、穴堀りあるいは
切断など)する方法である。そして、放電加工では被加
工物の表面温度が高温(例えば数千度)になり、工業的
実施が無人工場で連続運転によって行われることが多い
ので、絶縁性媒体には、火災発生の危険性のない不燃性
放電加工液である水性放電加工液の使用が望まれる。し
かし、水性放電加工液の加工速度は、油性放電加工液の
それよりも一般に大きいが、電極消耗が多いので生産性
の点からは不十分なものである。しかも、水性放電加工
液は、放電加工の際に生じるタール状物質などよりアー
ク放電などが起きて放電加工を行うことが不能になるな
どして、その加工効率が低いことが知られている。すな
わち、放電エネルギーにより直接的または間接的な変化
(例えば化学変化)を受けて生成物質(特にタール状物
質)が生じ、それが水性放電加工液に溶解および混在し
て、加工液の着色、生成物質の被加工物への付着による
電極間のアーク放電および被加工物の形状変化、絶縁性
低下による放電加工不能などの現象が生じさせるので、
水性放電加工液の加工効率が低いことが知られている。
特に、放電加工の際に電極と被加工物との間で高温に
さらされた水性放電加工液にタール状物質が生成する
と、それがために容易にアーク放電に陥いるという問題
点があった。そして、加工効率の低下を防止するため
に、放電を終えた水性放電加工液を濾過およびイオン交
換樹脂により処理して、放電加工で生じた生成物質を除
去して清浄にして加工液を循環再使用するようにしてい
るが、タール状物質が多いと、イオン交換樹脂の捕捉能
力が短時間で使用限界に達してしまい、イオン交換樹脂
で処理しても水性放電加工液を頻繁に交換せざるをえな
くなる。一方、加工速度を支配する水性放電加工液の因
子および放電加工で生ずるタール状物質の生成機構が実
質的に不明であるということがあって、水性放電加工液
の加工速度および加工効率を向上させるための多くの研
究が、化学的、電気的および機械的な立場からも行われ
ているにかかわらず、有効な提案がないというのが実状
であった。
2. Description of the Related Art In the electrical discharge machining method, an insulating medium (aqueous electrical discharge machining fluid or oily electrical discharge machining fluid) is filled between an electrode and a conductive workpiece, and the electrode and the workpiece are interrupted. It is a method of discharging and performing high-precision processing (cutting, digging or cutting, etc.) of the work piece. In electrical discharge machining, the surface temperature of the work piece becomes high (for example, thousands of degrees), and industrial practice is often carried out by continuous operation in an unmanned factory. It is desired to use an aqueous electric discharge machining fluid which is a non-flammable electric discharge machining fluid. However, although the machining speed of the aqueous electric discharge machining liquid is generally higher than that of the oil-based electric discharge machining liquid, it is insufficient from the viewpoint of productivity because the electrode is consumed a lot. Moreover, it is known that the electric discharge machining fluid has a low machining efficiency because, for example, the tar-like substance generated during electric discharge machining causes arc discharge or the like to make it impossible to perform electric discharge machining. That is, generated substances (particularly tar-like substances) are generated by direct or indirect change (for example, chemical change) by the discharge energy, and these are dissolved and mixed in the aqueous electric discharge machining fluid, and coloring and generation of the machining fluid. Since arc discharge between electrodes due to adhesion of substances to the work piece, change in shape of the work piece, electric discharge machining impossible due to deterioration of insulation etc.
It is known that the machining efficiency of the aqueous electric discharge machining fluid is low.
In particular, when a tar-like substance is generated in the aqueous electric discharge machining liquid exposed to high temperature between the electrode and the workpiece during electric discharge machining, there is a problem that it easily falls into arc discharge. .. Then, in order to prevent a decrease in machining efficiency, the discharged electrical discharge machining fluid is filtered and treated with an ion exchange resin to remove the substances produced by the electrical discharge machining and clean it, and the machining fluid is circulated again. Although I try to use it, if there are many tar-like substances, the capture capacity of the ion exchange resin will reach the usage limit in a short time, and even if it is treated with the ion exchange resin, the aqueous EDM solution must be replaced frequently. I will not get it. On the other hand, there are cases where the factors of the aqueous electric discharge machining fluid that control the machining speed and the generation mechanism of the tar-like substance generated by electric discharge machining are substantially unknown, and thus the machining speed and machining efficiency of the aqueous electric discharge machining fluid are improved. The fact is that there is no effective proposal, even though many of the studies have been conducted from a chemical, electrical and mechanical standpoint.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、加工速度が
著しく速くし、放電加工におけるタール状物質の生成を
少なくして加工効率を向上させた不燃性放電加工液を得
ること、を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to obtain a non-flammable electric discharge machining fluid which has a significantly high machining speed and reduces the generation of tar-like substances in electric discharge machining to improve machining efficiency. To do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による不燃性放電
加工液は、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール
を不燃性の放電加工ベース液に含んでなるものであるこ
と、を特徴とするものである。
The non-combustible electric discharge machining fluid according to the present invention is characterized by comprising 3-mercapto-1,2-propanediol in a non-combustible electric discharge machining base fluid. It is a thing.

【0005】〔発明の具体的説明〕多数の公知および新
規の水溶性有機化合物を放電加工のベース液に添加し、
それらが加工液に与える影響について研究した結果、特
に3−メルカプト−1,2−プロパンジオールの添加に
より不燃性放電加工液の加工速度が著しく速くなり、放
電加工の際に生ずるタール状物質の量も顕著に減少して
加工効率が向上するということが見出だされた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A large number of known and novel water-soluble organic compounds are added to a base liquid for electric discharge machining,
As a result of studying the effect of them on the machining fluid, especially the addition of 3-mercapto-1,2-propanediol significantly increased the machining speed of the non-combustible electric discharge machining fluid, and the amount of tar-like substances generated during electric discharge machining. It has been found that the processing efficiency is improved by significantly reducing the above.

【0006】<不燃性放電加工液>本発明による不燃性
放電加工液は、3−メルカプト−1,2−プロパンジオ
ールを不燃性のベース液に含んでなるものである。3−
メルカプト−1,2−プロパンジオールの添加量(含有
量)は、少量でもよい。含有量は、0.1〜5.0重量
%(不燃性放電加工液のベース液重量基準)であり、特
に好ましくは1重量%、である。添加効果が明確に現れ
るのは0.1重量%以上であり、5.0重量%を越えて
も添加効果にそれほど上昇がない。不燃性放電加工液中
の3−メルカプト−1,2−プロパンジオールは、ベー
ス液に溶解した状態にあるのが代表的であるが、場合に
よっては、分散状態で含まれていてもよい。
<Non-flammable electric discharge machining liquid> The non-flammable electric discharge machining liquid according to the present invention comprises 3-mercapto-1,2-propanediol in a non-flammable base liquid. 3-
The addition amount (content) of mercapto-1,2-propanediol may be small. The content is 0.1 to 5.0% by weight (based on the weight of the base liquid of the nonflammable electric discharge machining liquid), and particularly preferably 1% by weight. The addition effect clearly appears at 0.1% by weight or more, and even if it exceeds 5.0% by weight, the addition effect does not increase so much. The 3-mercapto-1,2-propanediol in the non-flammable electric discharge machining liquid is typically dissolved in the base liquid, but it may be contained in a dispersed state in some cases.

【0007】<ベース液>本発明による不燃性放電加工
液のベース液は、水を含むことにより不燃性となってい
る放電加工用の液である。したがって、水性放電加工液
に用いられているベース液であれば、ベース液の添加物
質の種類に制約されることなくいずれも使用することが
できる。水性放電加工液のベース液は、水と水溶性有機
物ポリマーなどからなるものであるが、水に添加物質を
加えて所定の放電加工(例えば形彫、穴堀りなど)に適
するように調製されたものも多く用いられている。添加
物質は、水性放電加工液を密度、電気伝導度、粘度、流
動点などの点において放電加工に適したものするために
に加えるものである。そして、場合によっては、水より
も多い量の添加物質が加えられていることもあるが、そ
のような水が少量のベース液であってもよい。また、ベ
ース液が、水による不燃性を保持できる範囲であれば、
油が含まれていてもよい。その場合は、水または油の連
続相に油あるいは水が分散したものがベース液となって
いる。したがって、水を含むことにより不燃性となって
いるベース液であれば、3−メルカプト−1,2−プロ
パンジオールを添加して加工速度と加工効率の両方を向
上させることができるので、本明細書では、加工液が不
燃性のベース液の加工液であるという意味で不燃性放電
加工液としている。そして、添加物質として水溶性有機
物ポリマーを水に溶解したべース液では、べース液中の
ポリマーが少量の場合でも、あるいは多量の場合でも、
メルカプトプロパンジオールをべース液に添加すること
により、加工液の加工速度が速くなり、加工液中に生ず
るタール状物質物の生成量が著しく減少して加工効率が
向上する。水溶性有機物ポリマーは、水溶性基を分子中
に有する有機物のポリマーであって、水溶性基として
は、例えば、水酸基または(および)エーテル基などの
水との強い相互作用を持つ基を有するものである。水溶
性有機物ポリマーとしては、例えば、ポリエチレングリ
コールおよびその誘導体、ポリプロピレングリコールお
よびその誘導体、エチレンオキサイドとプロピレンオキ
サイドとの共重合体などがある。
<Base Liquid> The base liquid of the non-flammable electric discharge machining liquid according to the present invention is a non-flammable electric discharge machining liquid containing water. Therefore, any base liquid used for the aqueous electric discharge machining liquid can be used regardless of the type of the additive substance of the base liquid. The base liquid of the aqueous electric discharge machining liquid is composed of water and a water-soluble organic polymer, etc., but is prepared by adding an additive substance to water so as to be suitable for a predetermined electric discharge machining (for example, engraving or digging). Many things are also used. The additive substance is added in order to make the aqueous electric discharge machining liquid suitable for electric discharge machining in terms of density, electric conductivity, viscosity, pour point and the like. In some cases, a larger amount of additive substance than water may be added, but a small amount of such water may be the base liquid. In addition, if the base liquid is in a range capable of retaining nonflammability due to water,
Oil may be included. In that case, the base liquid is water or a continuous phase of oil in which oil or water is dispersed. Therefore, if the base liquid is nonflammable because it contains water, 3-mercapto-1,2-propanediol can be added to improve both processing speed and processing efficiency. In the description, the machining fluid is a non-flammable discharge machining fluid in the sense that it is a non-flammable base fluid machining fluid. Then, in a base solution in which a water-soluble organic polymer is dissolved in water as an additive substance, even when the amount of the polymer in the base solution is small or large,
By adding mercaptopropanediol to the base liquid, the processing speed of the processing liquid is increased, the amount of tar-like substances produced in the processing liquid is significantly reduced, and the processing efficiency is improved. The water-soluble organic polymer is an organic polymer having a water-soluble group in the molecule, and the water-soluble group has, for example, a group having a strong interaction with water such as a hydroxyl group and / or an ether group. Is. Examples of the water-soluble organic polymer include polyethylene glycol and its derivatives, polypropylene glycol and its derivatives, and a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide.

【0008】<不燃性放電加工液の使用>本発明の不燃
性放電加工液の使用についても、何らの制約がなく、通
常の水性放電加工液と同様の使用方法により放電加工を
行うことができる。水性放電加工液の使用の代表的な方
法は、放電が終わった加工液を濾過およびイオン交換樹
脂により処理するなどして放電加工を清浄にし、循環再
使用するというものである。ただし、加工液の循環再使
用の経路に他の任意の清浄手段を設けてもよい。しか
し、本発明の不燃性放電加工液を使用すると、放電加工
の際のタール状物質の生成量が著しく少なくなるので、
アーク放電が生じなくなり、しかも、タール状物質の捕
捉能力が限界に到達するまでのイオン交換樹脂の加工液
処理量が大巾に増大するなどして、加工効率が著しく向
上する。以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明す
るものである。それらは、例示を目的として示されてお
り、本発明を何等制限するものではない。
<Use of Nonflammable Electric Discharge Machining> The use of the nonflammable electric discharge machining fluid of the present invention is also not limited, and the electric discharge machining can be performed by the same method of use as a normal aqueous electric discharge machining fluid. .. A typical method of using an aqueous electric discharge machining liquid is to clean the electric discharge machining by processing the electric discharge machining liquid by filtration and an ion exchange resin, and circulate and reuse. However, any other cleaning means may be provided in the path for circulating and reusing the processing liquid. However, when the non-combustible electric discharge machining fluid of the present invention is used, the amount of tar-like substances produced during electric discharge machining is significantly reduced.
Arc discharge does not occur, and the processing efficiency of the ion-exchange resin until the capping ability of the tar-like substance reaches its limit is greatly increased, thereby significantly improving the processing efficiency. The following examples serve to illustrate the invention in more detail. They are shown for illustrative purposes and do not limit the invention in any way.

【0009】[0009]

【実施例】不燃性放電加工液 下記表1は、本実施例で用いた不燃性加工液のベース液
の物性を示す。このベース液は、水性のものでバイトル
QLー50の名称で市販されているものである。 表1 密度(g/cm3 25℃) 1.07 電気伝導度(μs/cm2 ) 3.3 動粘度(cS st40℃) 5.7 PH 5.8流動点(℃) −22
Examples Non-flammable electric discharge machining liquid Table 1 below shows the physical properties of the base liquid of the non-flammable machining liquid used in this example. This base solution is aqueous and is commercially available under the name of Baytle QL-50. Table 1 Density (g / cm 3 25 ° C.) 1.07 Electrical conductivity (μs / cm 2 ) 3.3 Kinematic viscosity (cS st 40 ° C.) 5.7 PH 5.8 Pour point (° C.) -22

【0010】実験装置 下記の表2は、本実施例で使用した実験装置の諸元を示
したものである。 表2 放電加工機 ソディク H 3 被加工物 SKDー61 加工深さ10mm 加工電極 グラファイト EDー3 50×50mm角
Experimental Apparatus Table 2 below shows the specifications of the experimental apparatus used in this example. Table 2 Electric Discharge Machine SODIC H 3 Workpiece SKD-61 Machining depth 10mm Machining electrode Graphite ED-3 50 × 50mm square

【0011】放電条件 下記の表3は、放電条件を示したものである。 表3 )電流 90A(ショート時) τon 140〜550μsτoff 14〜60μs Discharge conditions Table 3 below shows the discharge conditions. Table 3 ) Current 90 A (during short circuit) τon 140 to 550 μs τoff 14 to 60 μs

【0012】実験方法 加工槽 図1の側断面図に図示するように、加工槽(1)底部に
加工電極(2)が置かれており、その上に所定の間隙で
被加工物(3)(SKD−61)が制御して位置を移動
させることができるような状態で設けられている。加工
電極(2)と被加工物(3)との間隙は、加工槽(1)
内を満たす加工液(4)により絶縁されており、そこで
放電するようになっている。
Experimental Method Processing Tank As shown in the side sectional view of FIG. 1, a processing electrode (2) is placed on the bottom of the processing tank (1), and a workpiece (3) is placed on it with a predetermined gap. The (SKD-61) is provided in such a state that it can be controlled and moved. The gap between the machining electrode (2) and the workpiece (3) is the machining tank (1).
It is insulated by the working fluid (4) that fills the inside and discharges there.

【0013】加工液の循環経路 加工液(4)は、加工槽(1)から濾過装置(濾材とし
て珪藻土を使用)(図示せず)に送り、そこで放電加工
で加工液(4)に混入した金属粉の大きなものを濾過し
て除去する。濾過された加工液(4)はイオン交換樹脂
塔(図示せず)を通過させ、濾過で除去きなかったター
ル状物質などをイオン交換樹脂で捕捉する。清浄になっ
た加工液(4)は、一時貯溜タンク(図示せず)を経由
して加工液冷却装置(図示せず)に送って所定の温度に
冷却し、加工槽(1)に戻して再度の放電加工に使用す
る。
Circulation route of the working fluid The working fluid (4) is sent from the working tank (1) to a filtering device (diatomaceous earth is used as a filter material) (not shown), and mixed therewith in the working fluid (4) by electric discharge machining. Large metal powder is removed by filtration. The filtered working liquid (4) is passed through an ion exchange resin tower (not shown), and tar-like substances that have not been removed by filtration are captured by the ion exchange resin. The cleaned machining fluid (4) is sent to a machining fluid cooling device (not shown) via a temporary storage tank (not shown) to be cooled to a predetermined temperature and returned to the machining tank (1). Used for electrical discharge machining again.

【0014】実験結果 以下の図2は、本実験で得られたτonと加工速度との
関係を示したグラフである。なお、図2では3−メルカ
プト−1,2−プロパンジオールをMDPと略記してい
る。そして、図2によれば、3−メルカプト−1,2−
プロパンジオールを添加した不燃性加工液の加工速度が
15〜20%も向上し、しかも、広い範囲の加工条件に
おいて向上した加工速度が維持されていた。しかも、タ
ール状物質が被加工物上に生成するのが極めて少ないこ
とが確認された。
Experimental Results FIG. 2 below is a graph showing the relationship between τon and the processing speed obtained in this experiment. In FIG. 2, 3-mercapto-1,2-propanediol is abbreviated as MDP. And according to FIG. 2, 3-mercapto-1,2-
The processing speed of the non-flammable processing liquid containing propanediol was improved by 15 to 20%, and the improved processing speed was maintained under a wide range of processing conditions. Moreover, it was confirmed that the tar-like substance was extremely rarely produced on the work piece.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明により、3−メルカプト−1,2
−プロパンジオールを不燃性放電加工液に加えるという
ことだけで、その加工速度を大巾に上昇させることがで
きる。しかも、放電加工の際のタール状物質の生成量も
極めて少なくなって、放電加工効率が向上する。
According to the present invention, 3-mercapto-1,2
-The machining speed can be greatly increased simply by adding propanediol to the non-flammable electric discharge machining fluid. Moreover, the amount of tar-like substances produced during electric discharge machining is extremely small, and the electric discharge machining efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】加工槽の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a processing tank.

【図2】実験結果のτonと加工速度との関係を示した
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between τon as an experimental result and a processing speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加工槽 2 加工電極 3 被加工物 4 加工液 1 Processing Tank 2 Processing Electrode 3 Workpiece 4 Processing Liquid

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3−メルカプト−1,2−プロパンジオー
ルを不燃性の放電加工ベース液に含んでなる、不燃性放
電加工液。
1. A non-combustible electric discharge machining fluid, which comprises 3-mercapto-1,2-propanediol in a non-combustible electric discharge machining base fluid.
【請求項2】3−メルカプト−1,2−プロパンジオー
ルの含有量が、0.1〜5.0重量%である、請求項1
に記載の不燃性放電加工液。
2. The content of 3-mercapto-1,2-propanediol is 0.1 to 5.0% by weight.
The non-flammable electric discharge machining fluid described in.
JP24966591A 1991-09-27 1991-09-27 Nonflammable fluid for electric discharge machining Pending JPH0586385A (en)

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