JPS5813297B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベース液に水、油等を利用した放電加工装置に
関する。

媒体加工液に水を使用することは既でに公知である。

水によればケロシン等のように燃ることかなく安全であ
り、また液の処理も容易であり、経済的でもある。

しかるにこの水は従来使用されて来た他の加工液に比べ
て加工速度が低いことゝ、電極消耗比Ｅ／Ｗが大きいこ
とが欠点である。

またケ口シンは加工速度が水より高いが、加工中変質し
て性能が劣る。

本発明はこのような従来の加工液を使用するときのこの
欠点を除去するために提案されたものである。

各種加工液を媒体とする電気加工（放電加工）の試験研
究によれば、液の分子量に加工速度及び消耗比等が大き
く依存していることがわかった。

即ち純水は分子量が極めて小さ《１０〜２０程度である
。

このような水を加工液とした場合、通常放電の電圧、ま
たは電流中に存在する、もし《は含まれる高周波成分（
通常周波数ＩＭＨｚ〜３ ０ ＭＨｚ ）が極く微小か
含まれない程度である。

ケロシン（分子量２００〜３００）を使用した加工では
前記高周波成分は大きく、これに比例して加工速度が増
大し、アーク状態が確立されて高周波が消滅すると加工
が行なわれない。

このようなことから水を使用する場合は水をベースに高
い分子量の物質を添加して分子量を増大制御することが
考えられた。

分子量の増大と共に、放電々圧は上昇し、高周波成分電
圧も増大することが確認された。

加工速度はこの液の分子量の増大に比例して増大するこ
とがわかった。

第１図は媒体分子量と加工速度との関係を示した実験グ
ラフであり、電極に６７ｍｍφＣｕ電極を用い、被加工
物に鉄材（Ｓ５５Ｃ）を用いて、加工条件を一定にし所
定時間中の加工深さ（ｍｍ）を比較したものである。

この結果から媒体液の分子量は大きげれば大きいほど良
いことがわかる。

第２図は媒体分子量と電極消耗比（Ｅ／Ｗ％）との関係
を示した実験グラフであり、分子量が小さい間はＥ／Ｗ
は太きいが分子量ｉｏｏ〜３００程度の範囲で最低値に
なる。

また分子量が更に増大すると、今度は反転してＥ／Ｗが
増大する傾向が確認された。

この電極消耗比が減少することは、媒体の或る適当な分
子量において被加工体金属が電極に溶着する現われであ
る。

したがって本発明は水等を使用する加工液において、ベ
ース液に対して高い分子量物質を添加して媒体分子量を
高めること、一定の範囲に設定すること、及びその分子
量を一定に制御することにより電極の低消耗加工等目的
加工を常に安定して可能ならしめることである。

水等のベース液に添加して分子量を制御する物質として
は、溶解容易な物質が良く、液体、溶液に限らずガス体
でも、また固体の粉末状物質であってもよい、添加物質
はベース液に溶解して、またエマルジョン化して液体分
子量を変更制御するもので、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、グリセリン、ヂエチレングリコール
、ポリエチレングリコール、砂糖、ポリアルキルエーテ
ル、高級アルコール、その他が利用できる。

また混合利用することができる。

次に実施例を説明する。

６ｍｍφＣｕ電極でＦｅ（Ｓ５５Ｃ）被加工体を加工す
るとき、加工条件はパルス巾（τｏｎ）１００μｓ、休
止巾（τｏｆｆ）２０μｓ、波高値（Ｉｐ）１０Ａで加
工した。

加工液は水ベースにポリエチレングリコールを添加し、
５分間加工により加工深さは第１図のようであり、また
電極消耗比（Ｅ／Ｗ）は第２図の通りであった。

即ち純水（分子量１．８）を使用した場合、加工速度（
深さ）は０．２５ｍｍ、電極消耗比は約２５％である。

これを媒体分子量５０としたときは加工深さは約０．５
ｍｍ、電極消耗比１０％となり、更に媒体分子量１５０
のとき、加工深さ１ｍｍ、電極消耗比５％となった。

また媒体分子量３００に制御したとき、加工深さ約１．
８、電極消耗比約１０％になった。

またこれは分子２００〜３０００ケロシンを用いたとき
も同様であった。

このことから加工速度は分子量の増大に伴って増加する
が、消耗比は再び増加の傾向になった。

勿論この加工速度、電極消耗比は無負荷時の印加電圧、
パルス巾（τｏｎ）、休止巾（τｏｆｆ）、波高値（Ｉ
ｐ）、極性、電極材質、被加工体材質、及びその組合せ
、電極形状、加工液温度、その他電解を伴なう加工、伴
なわない加工等加工条件によって相違するが、いずれの
加工においても前記実施例とほゞ同様な傾向にあり、加
工速度は媒体分子量に伴なってほゞリニアーに増大し、
また電極消比は分子量５０〜３００程度の範囲において
低減することが確認された。

したがって特に分子量の低い水を媒体とする加工におい
て、水ベースに高い分子量物質を添加して平均分子量を
制御することによって、それを電極低消耗加工ができる
範囲に制御して加工することによって加工速度は高く、
電極低消耗で高精度の加工を行なうことができる。

また加工液は通常は循環して利用する。

したがって始めに分子量を所定の値に設定制御しても、
これが加工部（加工間隙）に供給され放電媒体として作
用することによって放電の圧力、衝撃波、高温に晒され
ることにより低分子化（クラツキング）される。

低分子化されることにより前記したように加工速度は低
下し、電極消耗比が増加し、所期の目的加工はできなく
なってしまう。

このため加工中、常に媒体分子量を監視して一定に制御
してやる必要があり、この分子量を制御することが本発
明の重要な点である。

第３図により実施例を説明する。

１は電極と被加工体を対向した加工間隙、２は加工用パ
ルス電源、３は加工間隙に加工液を供給するポンプであ
り、加工液は間隙１を流通して貯蔵タンク４に貯えられ
ポンプ３によって再度間隙１に供給されるよう循環せし
められる。

５は供給管路に設けられた高い分子量物質を混合して分
子量制御するための混合装置、６がその制御装置である
。

加工間隙１にはパルス電源２から供給される加工パルス
によってパルス放電が繰返される。

この放電々圧（又は電流）は検出回路７により検出され
る。

検出回路により検出される放電々圧（又は電流）中には
前記したように高周波成分（振動成分）が含まれていて
、これが媒体の分子量に依存していることは既でに説明
した。

例えば高周波成分の電圧は分子量の小さい純水（分子量
１０〜２０）では極めて小さいが、分子量が３００にも
なると前記電圧１０Ｖ程度にもなる。

これは陰極から放射する電子が媒体の高分子に吸収され
ることにより放電がパルス化され易く高周波が発生する
が、媒体が低分子であると電子を吸収し妨害するものが
無いから高周波の発生が無くなると考えられている。

したがってこの高周波成分を検出判別することによって
加工間隙に供給された加工液状態を判別できる。

８は前記高周波成分（１〜３０ＭＨｚ程度）を分離する
フィルタ、９はフィルタを通過した高周波成分を直流の
電圧信号に変換し増巾する増巾器、１０は検出信号を比
較判別する回路で比較レベルがプリセット装置１１によ
って人力される。

プリセット装置１１は目的とする電極低消耗加工ができ
る媒体分子量に対応するレベルをプリセツトする。

即ち前記したように分子量に伴って高周波成分が大きく
なることに鑑み、目的加工に対応設定した分子量に対応
して比較レベルをプリセツトＬ、検出信号をプリセット
レベルで比較し、以上の高周波が発生していれば良好（
ＯＫ）で、以下であれば不良と判別する。

良好な判別出力はパルス回路１２に加わってパルス変換
され、カウンタ１３によりカウントされる。

一方放電数信号はパルス回路１４で検出され、ブリセッ
トカウンタ１５で集合され、プリセット数のカウントが
行なわれる毎に前記カウンタ１３に加わるよう構成され
ている。

カウンタ１３はアツプダウンカウンタが用いられ、前記
パルス回路１２かものＯＫパルスをカウントしてカウン
トダウンし、ブリセットカウンタ１５でパルス数の変換
制御をした放電数の信号によってアップダウンカウント
する。

したがってカウンタ１３のカウント数は放電の繰返し回
数に対してＯＫがどの程度含まれるか、両者の比率が検
出でき、ＯＫ比率が多ければカウント数は増加しない。

これと反対にＯＫ数が少なげればカウント数はアップす
る。

そこでカウンタ１３に所定のプリセットを行ない、プリ
セツト数までカウンタアツプすると信号を出力するよう
にしておく、するとＯＫ数が少なくなって、即ちこれは
媒体液分子量が低分子化したことになり、このときカウ
ンタ１３から信号が出力し制御装置６を制御してポンプ
３から加工間隙１に供給される液中に高い分子量物質の
添加混合を行なう。

このようにして放電に含まれる高周波成分の検出判別は
常に行なわれており、この高周波成分によって加工中変
化する加工液の平均分子量を正確に検出することができ
、それにもとすいて媒体液の分子量の制御が行なわれる
ことによって、分子量は初期に設定した電極低消耗加工
が行なえる範囲に常に一定に制御され、これにより安定
した目的加工をすることができる。

ベース加工液には水、ケロシン、その他の液体が任意に
利用されるが、いずれも分子量が所定の範囲に制御され
、且つ加工中分子量の低下がないよう常に一定に制御さ
れるから目的とする電極低消耗加工等を安定して行なえ
る効果がある。

いずれのベース液を用いても可能となるものである。

なお媒体分子量の変化、それにもとすく加工状態の変動
等を検出し判別する手段は前記実施例のものに限らない
。

即ち間隙から検出する信号は高周波が存在する、重畳す
る放電々圧、放電々流を検出してもよく、またその他の
信号を検出してもよい。

また信号の判別集合は、例えば良放電と悪い放電の比率
を求めており、良放電、悪放電と時間信号との比率等、
信号の判別処理回路は任意の回路構成が利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の分子量と加工速度との関係を
示す実験グラフ、第２図は分子量と電極消耗比との関係
を示す実験グラフ、第３図は本発明の分子量制御の一実
施例回路構成図である。 １は加工間隙、２は加工パルス電源、３はポンプ、４は
タンク、５は高い分子量物質混合部、６は制御装置、７
は検出回路、８はフィルタ、９は増巾器、１０は比較装
置、１１はプリセット装置、１２はパルス回路、１３は
アツプダウンカウンタ、１４はパルス回路、１５はブリ
セットカウンタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電極と被加工体を対向して加工間隙と、該加工間隙
   に加工液を供給する加工液供給装置と、前記加工間隙に
   加工パルスを供給する加工用パルス電源とを設けた装置
   において、前記加工液供給装置にベース液に高い分子量
   物質を添加混合する混合装置と、前記加工間隙の放電に
   より発生する高周波成分を検出判別した信号により前記
   加工液の平均分子量を一定の範囲に制御するよう前記混
   合装置を制御する制御装置とを設けて成ることを特徴と
   する放電加工装置。