JPH0853777A - 放電被覆加工方法 - Google Patents
放電被覆加工方法Info
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- JPH0853777A JPH0853777A JP24705492A JP24705492A JPH0853777A JP H0853777 A JPH0853777 A JP H0853777A JP 24705492 A JP24705492 A JP 24705492A JP 24705492 A JP24705492 A JP 24705492A JP H0853777 A JPH0853777 A JP H0853777A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電被覆加工による被覆表面粗さを従来よ
り微細に平滑に仕上げ、且つ、被覆加工速度を向上でき
るようにする。 【構成】 中空パイプ電極２の先端を基材１に軽接触
させ、回転モータ５により回転速度が少なくとも１ｍ／
ｓ程度以上の速度で回転させるようにし、前記電極２と
基材１間に加工電源１６よりパルスを加えて平均電流密
度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上のパルス放電を繰返し
て電極材を基材１に微小量ずつ転移溶着させ、電極２の
基材１との接触部分をＮＣ制御装置１３により電極１を
送るＺ軸モータ９、基材１を固定する加工テーブル１０
を駆動するＸ軸モータ１１、及びＹ軸モータ１２を各々
駆動制御して、基材１の所要部分に移動しながら溶着被
覆加工する。
り微細に平滑に仕上げ、且つ、被覆加工速度を向上でき
るようにする。 【構成】 中空パイプ電極２の先端を基材１に軽接触
させ、回転モータ５により回転速度が少なくとも１ｍ／
ｓ程度以上の速度で回転させるようにし、前記電極２と
基材１間に加工電源１６よりパルスを加えて平均電流密
度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上のパルス放電を繰返し
て電極材を基材１に微小量ずつ転移溶着させ、電極２の
基材１との接触部分をＮＣ制御装置１３により電極１を
送るＺ軸モータ９、基材１を固定する加工テーブル１０
を駆動するＸ軸モータ１１、及びＹ軸モータ１２を各々
駆動制御して、基材１の所要部分に移動しながら溶着被
覆加工する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放電被覆加工方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、チップ状の被覆材電極を基材に対
して振動接触、回転接触等の運動を行わせながら両者間
にパルス放電を繰返して電極材を基材に被覆する放電被
覆加工が公知であるが、被覆作用が被覆材電極の微小放
電点が溶解して熱容量の大きい基材側に移転溶着し、パ
ルス放電の繰返しにより微小量ずつ離散的に基材に溶着
し、この溶着の集合により所要とする被覆層を形成する
ものであるから、被覆層はスタッド状になり、平滑面に
ならない欠点がある。従って、この放電被覆加工を刃物
等の耐摩性処理に利用すると、刃物の切れが悪くなって
しまう欠点がある。
して振動接触、回転接触等の運動を行わせながら両者間
にパルス放電を繰返して電極材を基材に被覆する放電被
覆加工が公知であるが、被覆作用が被覆材電極の微小放
電点が溶解して熱容量の大きい基材側に移転溶着し、パ
ルス放電の繰返しにより微小量ずつ離散的に基材に溶着
し、この溶着の集合により所要とする被覆層を形成する
ものであるから、被覆層はスタッド状になり、平滑面に
ならない欠点がある。従って、この放電被覆加工を刃物
等の耐摩性処理に利用すると、刃物の切れが悪くなって
しまう欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放電被覆加
工による被覆両面粗さを従来より微細に平滑面に加工で
き、且つ、被覆加工速度を向上するように改良すること
を目的とする。
工による被覆両面粗さを従来より微細に平滑面に加工で
き、且つ、被覆加工速度を向上するように改良すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】中空パイプ電極の先端を
基材に軽接触させた状態で、回転速度が少なくとも１ｍ
／ｓ程度以上の速度で回転させ、前記電極と基材間に平
均電流密度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上のパルス放電
を繰返して電極材を基材側に微小量ずつ転移溶着被覆す
ることを特徴とする。
基材に軽接触させた状態で、回転速度が少なくとも１ｍ
／ｓ程度以上の速度で回転させ、前記電極と基材間に平
均電流密度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上のパルス放電
を繰返して電極材を基材側に微小量ずつ転移溶着被覆す
ることを特徴とする。
【０００６５ 【作用】本発明は、前記のように中空パイプ電極の先端
を基材に軽接触させた状態で回転させるようにしたか
ら、電極の放電面は全面が常に移動し摺動しており、そ
の速度を少なくとも１ｍ／ｓ以上としたことにより、電
極材の溶着痕が細長く伸ばされ、しかも摺動摩擦により
研磨され、被覆表面が極めて平滑な表面に仕上げられ
る。しかも平均電流密度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上
のパルス放電を繰返して加工できるよう前記パイプ電極
の放電断面積を細く形成したことによって被覆加工速度
を高めることができる。
を基材に軽接触させた状態で回転させるようにしたか
ら、電極の放電面は全面が常に移動し摺動しており、そ
の速度を少なくとも１ｍ／ｓ以上としたことにより、電
極材の溶着痕が細長く伸ばされ、しかも摺動摩擦により
研磨され、被覆表面が極めて平滑な表面に仕上げられ
る。しかも平均電流密度が５０×１０３Ａ／ｃｍ２以上
のパルス放電を繰返して加工できるよう前記パイプ電極
の放電断面積を細く形成したことによって被覆加工速度
を高めることができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１に於て、１は基材、２は中空パイプ電極で、こ
の電極２は、回転スピンドル３の先端にチャック４によ
り固定される。５はスピンドル回転モータ、６は回転モ
ータ及びスピンドルを支持するラムで上下動自在に支持
され、上端にねじ７を結合し、このねじに回転軸８を係
合させて上下送りを与える。９がＺ軸駆動モータ、１０
は基材１を固定する加工テーブルで、電極２の対向する
軸に直交する平面のＸ軸及びＹ軸に駆動制御される。１
１及び１２がその軸駆動モータ、１３は各軸モータに制
御信号を供給するＮＣ制御装置、１６は対向する電極２
に通電子１４を介して通電し、他方を基材１に接続する
加工電源、１５は回転モータ５に設けたトルクセンサで
ある。
る。図１に於て、１は基材、２は中空パイプ電極で、こ
の電極２は、回転スピンドル３の先端にチャック４によ
り固定される。５はスピンドル回転モータ、６は回転モ
ータ及びスピンドルを支持するラムで上下動自在に支持
され、上端にねじ７を結合し、このねじに回転軸８を係
合させて上下送りを与える。９がＺ軸駆動モータ、１０
は基材１を固定する加工テーブルで、電極２の対向する
軸に直交する平面のＸ軸及びＹ軸に駆動制御される。１
１及び１２がその軸駆動モータ、１３は各軸モータに制
御信号を供給するＮＣ制御装置、１６は対向する電極２
に通電子１４を介して通電し、他方を基材１に接続する
加工電源、１５は回転モータ５に設けたトルクセンサで
ある。
【０００７】ＮＣ制御装置１３によりＸ軸モータ１１及
びＹ軸モータ１２を駆動して基材１上に電極２を位置出
し制御して対向し、Ｚ軸モータ９を駆動して電極２が基
材１の表面に軽接触するよう制御する。電極２は中空パ
イプの先端面が基材１に接触し、この接触状態で回転モ
ータ５の駆動制御により回転接触する。そこで加工電源
１６から加工パルスを供給し、パルス放電を繰返すこと
によって被覆加工を行う。加工は電極２が回転すること
によって基材１との間に接触開離を繰返し、その電極
２、基材１間に加工電源１６からの加工パルスによって
パルス放電を繰返すと、放電点の電極材が熱容量の大き
い基材１側に微小量ずつ回転運動に伴って移転溶着す
る。この放電溶着処理を行いながら、ＮＣ制御装置１３
によりＸ軸及び軸Ｙ軸モータ１１、１２を駆動制御して
電極２の対向部分を移動し、基材１の所要部分に被覆加
工を行う。
びＹ軸モータ１２を駆動して基材１上に電極２を位置出
し制御して対向し、Ｚ軸モータ９を駆動して電極２が基
材１の表面に軽接触するよう制御する。電極２は中空パ
イプの先端面が基材１に接触し、この接触状態で回転モ
ータ５の駆動制御により回転接触する。そこで加工電源
１６から加工パルスを供給し、パルス放電を繰返すこと
によって被覆加工を行う。加工は電極２が回転すること
によって基材１との間に接触開離を繰返し、その電極
２、基材１間に加工電源１６からの加工パルスによって
パルス放電を繰返すと、放電点の電極材が熱容量の大き
い基材１側に微小量ずつ回転運動に伴って移転溶着す
る。この放電溶着処理を行いながら、ＮＣ制御装置１３
によりＸ軸及び軸Ｙ軸モータ１１、１２を駆動制御して
電極２の対向部分を移動し、基材１の所要部分に被覆加
工を行う。
【０００８】ＮＣ制御装置１３による各軸モータの駆動
制御は、トルクセンサ１５の検出信号により電極２の回
転トルクが一定になるよう制御し、電極２の消耗をＺ軸
モータ９の制御により補正して常に軽加圧状態を維持し
て安定化黄河で着るように制御し、プログラムした形状
に従ってＸ軸、Ｙ軸モータ１１、１２を駆動して平面送
りをするから、任意の形状被覆加工が容易にできる。
又、プログラムした形状送りにより一通りの加工が済ん
だら、再度同一形状の送りを与えながら被覆層の上に再
度の重ね被覆をすることもできる。
制御は、トルクセンサ１５の検出信号により電極２の回
転トルクが一定になるよう制御し、電極２の消耗をＺ軸
モータ９の制御により補正して常に軽加圧状態を維持し
て安定化黄河で着るように制御し、プログラムした形状
に従ってＸ軸、Ｙ軸モータ１１、１２を駆動して平面送
りをするから、任意の形状被覆加工が容易にできる。
又、プログラムした形状送りにより一通りの加工が済ん
だら、再度同一形状の送りを与えながら被覆層の上に再
度の重ね被覆をすることもできる。
【０００９】被覆材電極２は図２に示すような中空パイ
プ電極が用いられる。（ａ）図は、チャックする基部を
残して円柱体２１中心部に中空２１ａを形成したパイプ
電極、（ｂ）図は、全体に貫通した中空２２ａのパイプ
２２のチャック基部に他の円柱材２３を挿入嵌合して固
定したパイプ電極を示し、いずれも基材１に接触する先
端放電面は中空であり、回転により全面が移動する。
又、チャック基部は中実態であるから強固に固定チャッ
クでき、高速回転させても加工中に緩んだり外れたりす
る心配がない。このような中空パイプ電極２を用いるこ
とにより、これを回転モータ５により回転させると基材
１と接触する先端放電面が高速度で移動し、接触面を摩
擦するようになる。従って、放電溶着する電極材の溶着
痕は回転方向に伸ばされ、溶着物は表面を摩擦研磨され
平滑表面に加工される。
プ電極が用いられる。（ａ）図は、チャックする基部を
残して円柱体２１中心部に中空２１ａを形成したパイプ
電極、（ｂ）図は、全体に貫通した中空２２ａのパイプ
２２のチャック基部に他の円柱材２３を挿入嵌合して固
定したパイプ電極を示し、いずれも基材１に接触する先
端放電面は中空であり、回転により全面が移動する。
又、チャック基部は中実態であるから強固に固定チャッ
クでき、高速回転させても加工中に緩んだり外れたりす
る心配がない。このような中空パイプ電極２を用いるこ
とにより、これを回転モータ５により回転させると基材
１と接触する先端放電面が高速度で移動し、接触面を摩
擦するようになる。従って、放電溶着する電極材の溶着
痕は回転方向に伸ばされ、溶着物は表面を摩擦研磨され
平滑表面に加工される。
【００１０】図３は、電極回転速度と被覆表面粗さの関
係の実験グラフ図で、被覆加工はＷＣ材の中空パイプ電
極を用い、Ｓ５５Ｃ材の表面に超硬ＷＣ被覆したもので
ある。放電パルス条件は波高値Ｉｐ＝１０Ａ、パルス幅
Ｔｏｎ＝２μｓ、オフパルス幅Ｔｏｆｆ＝５０μｓとし
たとき、パイプ電極の回転による放電面の移動速度が約
０．１ｍ／ｓ以下では中実電極を用いたときと殆ど変わ
らない面粗さで、基材被覆層の最大面粗さは約１５μＲ
ｍａｘであるが、移動速度が１ｍ／ｓ以上の高速回転を
行ったときは最大面粗さ５μＲｍａｘ以下にすることが
できた。このように、中空電極２により放電面全体が回
転移動するようにし、その移動速度が１ｍ／ｓ以上医な
るように回転制御することによって被覆表面の面粗さを
著しく小さくすることができる。
係の実験グラフ図で、被覆加工はＷＣ材の中空パイプ電
極を用い、Ｓ５５Ｃ材の表面に超硬ＷＣ被覆したもので
ある。放電パルス条件は波高値Ｉｐ＝１０Ａ、パルス幅
Ｔｏｎ＝２μｓ、オフパルス幅Ｔｏｆｆ＝５０μｓとし
たとき、パイプ電極の回転による放電面の移動速度が約
０．１ｍ／ｓ以下では中実電極を用いたときと殆ど変わ
らない面粗さで、基材被覆層の最大面粗さは約１５μＲ
ｍａｘであるが、移動速度が１ｍ／ｓ以上の高速回転を
行ったときは最大面粗さ５μＲｍａｘ以下にすることが
できた。このように、中空電極２により放電面全体が回
転移動するようにし、その移動速度が１ｍ／ｓ以上医な
るように回転制御することによって被覆表面の面粗さを
著しく小さくすることができる。
【００１１】又、パイプ電極は通常外径が１〜５ｍｍ
φ、肉厚０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．３〜０．５ｍ
ｍ程度の細い電極を用いる。これは先端放電面積を細く
することによって高電流密度の放電を行うことができ、
溶解に基づく溶着量を増大するためである。図４は低融
点のＰｂと高融点のＷを用いて溶着被覆速度を加工テス
トしたものであり、横軸が放電平均電流密度を示す。特
徴的なことは、Ｗ電極の場合、電流密度が５０×１０３
Ａ／ｃｍ２以下では殆ど溶着せず、又、電流密度が５０
×１０３Ａ／ｃｍ２程度を越えると急に溶着量が増加
し、これ以上電流密度が増加しても溶着速度は飽和して
増大しないし、これは低融点のＰｂでも電流密度が５０
×１０３Ａ／ｃｍ２を越えると溶着速度が飽和して変化
しないことである。勿論、他の金属、合金でも放電密度
が約５０×１０３Ａ／ｃｍ２程度以上では融点の差によ
る溶着加工量にあまり差がなく、殆ど一定速度で加工す
ることができる。このような点からパイプ電極には外径
２〜５ｍｍφ、肉厚０．３〜０．５ｍｍ程度の細いパイ
プを用い、前記の５０×１０３Ａ／ｃｍ２程度以上の電
流密度で放電が行えるように構成する。又、先端を細く
形成することによって基材の角部等にも精度良く加工で
き、又、パイプ状にすることにより細いワイヤ棒等の中
実体よりも剛性を強くして折損等を防止することができ
る。
φ、肉厚０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．３〜０．５ｍ
ｍ程度の細い電極を用いる。これは先端放電面積を細く
することによって高電流密度の放電を行うことができ、
溶解に基づく溶着量を増大するためである。図４は低融
点のＰｂと高融点のＷを用いて溶着被覆速度を加工テス
トしたものであり、横軸が放電平均電流密度を示す。特
徴的なことは、Ｗ電極の場合、電流密度が５０×１０３
Ａ／ｃｍ２以下では殆ど溶着せず、又、電流密度が５０
×１０３Ａ／ｃｍ２程度を越えると急に溶着量が増加
し、これ以上電流密度が増加しても溶着速度は飽和して
増大しないし、これは低融点のＰｂでも電流密度が５０
×１０３Ａ／ｃｍ２を越えると溶着速度が飽和して変化
しないことである。勿論、他の金属、合金でも放電密度
が約５０×１０３Ａ／ｃｍ２程度以上では融点の差によ
る溶着加工量にあまり差がなく、殆ど一定速度で加工す
ることができる。このような点からパイプ電極には外径
２〜５ｍｍφ、肉厚０．３〜０．５ｍｍ程度の細いパイ
プを用い、前記の５０×１０３Ａ／ｃｍ２程度以上の電
流密度で放電が行えるように構成する。又、先端を細く
形成することによって基材の角部等にも精度良く加工で
き、又、パイプ状にすることにより細いワイヤ棒等の中
実体よりも剛性を強くして折損等を防止することができ
る。
【００１２】又、超硬被覆材にはＷＣの他に、ＴａＣ、
ＴｉＣ、ＣＢＮ、ダイヤ等の高硬度材を用いることによ
って耐摩耗性被膜を形成することができ、基材と同質材
を用いて基材の形状補正をすることにも利用でき、又、
磁性材、傾斜材等の機能材の製造にも利用することがで
きる。被加工体の基材としては平面状板に限らず、異形
状材、棒状材、槍状材、鋸刃等の任意の基材に加工する
ことができる。
ＴｉＣ、ＣＢＮ、ダイヤ等の高硬度材を用いることによ
って耐摩耗性被膜を形成することができ、基材と同質材
を用いて基材の形状補正をすることにも利用でき、又、
磁性材、傾斜材等の機能材の製造にも利用することがで
きる。被加工体の基材としては平面状板に限らず、異形
状材、棒状材、槍状材、鋸刃等の任意の基材に加工する
ことができる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、中空パイプ電極
の先端を基材に軽接触させた状態で回転させるようにし
たから、電極の放電面は全面が常に移動し摺動してお
り、その速度を少くとも１ｍ／ｓ以上としたことによ
り、電極材の放電溶着痕が細長く伸ばされるようにな
り、しかも摺動摩擦により研磨され、被覆表面が極めて
平滑な面粗さの小さい良好な仕上面に被覆加工すること
ができる。又、平均電流密度が５０Ｘ１０３Ａ／ｃｍ２
以上のパルス放電を繰返して加工できるよう前記パイプ
電極の放電断面積を細く形成したことによって被覆加工
速度を高めることができ、材質による差異を少なく安定
加工することができる効果がある。
の先端を基材に軽接触させた状態で回転させるようにし
たから、電極の放電面は全面が常に移動し摺動してお
り、その速度を少くとも１ｍ／ｓ以上としたことによ
り、電極材の放電溶着痕が細長く伸ばされるようにな
り、しかも摺動摩擦により研磨され、被覆表面が極めて
平滑な面粗さの小さい良好な仕上面に被覆加工すること
ができる。又、平均電流密度が５０Ｘ１０３Ａ／ｃｍ２
以上のパルス放電を繰返して加工できるよう前記パイプ
電極の放電断面積を細く形成したことによって被覆加工
速度を高めることができ、材質による差異を少なく安定
加工することができる効果がある。
【図１】本発明を実施する一実施例装置の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明電極の一実施例側断面図である。
【図３】本発明実験結果のグラフ図である。
【図４】本発明実験結果のグラフ図である。
１ 基材 ２ 中空パイプ電極 ４ チャック ５ 回転モータ ９，１１，１２ モータ １０ 加工テーブル １３ ＮＣ制御装置 １６ 加工電源
Claims (2)
- 【請求項１】 中空パイプ電極の先端を基材に軽接触さ
せた状態で、回転速度が少なくとも１ｍ／ｓ程度以上の
速度で回転させ、前記電極と基材間に平均電流密度が５
０×１０３Ａ／ｃｍ２以上のパルス放電を繰返して、電
極材を基材側に微小量ずつ転移溶着被覆することを特徴
とする放電加工方法。 - 【請求項２】 被覆先端を中空とし、チャック支持する
基部を中実体としたことを特徴とする放電被覆加工用電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24705492A JP3193475B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 放電被覆加工方法及びその実施のために用いる放電被覆加工用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24705492A JP3193475B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 放電被覆加工方法及びその実施のために用いる放電被覆加工用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0853777A true JPH0853777A (ja) | 1996-02-27 |
| JP3193475B2 JP3193475B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17157737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24705492A Expired - Fee Related JP3193475B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 放電被覆加工方法及びその実施のために用いる放電被覆加工用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193475B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6492611B2 (en) | 1998-11-13 | 2002-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of surface treatment using electric discharge and an electrode |
| US7537809B2 (en) | 2002-10-09 | 2009-05-26 | Ihi Corporation | Rotating member and method for coating the same |
| US9187831B2 (en) | 2002-09-24 | 2015-11-17 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment |
| US9284647B2 (en) | 2002-09-24 | 2016-03-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP24705492A patent/JP3193475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6492611B2 (en) | 1998-11-13 | 2002-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of surface treatment using electric discharge and an electrode |
| US9187831B2 (en) | 2002-09-24 | 2015-11-17 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment |
| US9284647B2 (en) | 2002-09-24 | 2016-03-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment |
| US7537809B2 (en) | 2002-10-09 | 2009-05-26 | Ihi Corporation | Rotating member and method for coating the same |
| US7918460B2 (en) | 2002-10-09 | 2011-04-05 | Ihi Corporation | Rotating member and method for coating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3193475B2 (ja) | 2001-07-30 |
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