JPS61274812A - 水中での放電加工における加工面のさび防止加工方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は放電加工に関するもので、特に、水中での放電
加工において加工面のさび防止に関するものである。

従来の技術 ワイヤカット放電加工においては、加工液に水を用いて
、水中で放電を生じせしめて加工を行うが、加工の途中
で、加工を中止しワークを水中に放置しておくと、ワー
クの加工面にさびが生じ、次に再び加工を開始するとき
、このさびのため放電が生じにくり、特に仕上加工時に
おいては放電パワーが小さく設定されるので放電が生じ
ないという現象が生じていた。一方、電極とワーク間に
放′電を生じせしめ、加工を行う正極性（ワークをプラ
スに、ワイヤ電極をマイナス）電圧を印加した後、逆の
電圧をワークと電極間に印加し、平均加工電圧を零にす
るようにしてワーク表面の電食を防止する方法はすでに
特願昭５９−３５９９０号、特願昭５９−５６１３５号
等で開発されている。そして、この場合、電食を防止す
ると共に水中に放置してもさびにくいことが発見された
。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、水中での放電によって放電加工を行う場合、
放電加工途中のワークを水中に放置しておいてもワーク
の加工面にさびが生じないようにしたさび防止加工方法
を得ることにある。

問題点を解決するための手段 加工を行う正極性放電時に電極とワーク間に印加する電
圧とは逆の極性の電圧を電極とワーク間に印加し、平均
加工電圧を逆極性電圧側にしてワークの加工面に電極の
くずを付着させて、ワークの加工面がさびないようにし
た。

作　　用 電極とワーク間に逆極性の電圧を印加して逆極性放電を
生じせしめると加工は行われず、電極を消耗するのみで
あるから、従来は逆極性放電が生じないようにしていた
。しかし、水中での加工において、電極とワーク間に逆
極性電圧を印加して平均加工電圧を逆極電圧側にすると
、電極のくずがワークの加工面に付着し、加工面をコー
ティングすることが発見され、この電極のくずによる加
工面のコーティングによって加工面をさびから防止する
ことができ、加工を再開する時に、さびにより放電が不
安定になったり、放電が生じないということを防止でき
る。

実施例 第１図〜第３図は、本発明の第１の実施例を示すもので
、第１図は、本発明の第１の実施例における放電加工電
源の基本回路を示す。Ｐは電極、Ｗはワーク、Ｅｌは直
流電源で、電流制限抵抗Ｒ１を介してスイッチング素子
のトランジスタＴ１がオンになったとき、ワークＷと電
極Ｐに電圧を印加して放電加工を行わせるものであり、
この点、従来のトランジスタにより制御する放電回路と
同じである。また、第１図において、端子ａ、ｂ間にコ
ンデンサを接続し、このコンデンサを充放電させて放電
加工を行う放電回路であってもよい。

Ｅ２はワークＷと電極８間へ逆極性電圧を印加するため
の電源で、スイッチング素子としてのトランジスタＴ２
及び電流制限抵抗Ｒ２を介して逆極性電圧が印加される
ものである。そして、上記トランジスタＴ１．Ｔ２は、
第２図に示す制御回路によって制御されるもので、該制
御回路は、第１図における点ａ、ｂ間、すなわち電極Ｐ
、ワークＷ間の電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧し、その電
圧と可変抵抗ＲＶＩで設定した一定電圧を加算し平滑す
る平滑回路１．コンパレータ２、上記トランジスタＴ１
を導通させるための信号がベースＧ３に入力されて導通
するトランジスタＴ３、該トランジスタＴ３と並列に接
続されたコンデンサＣ２゜ナントゲートＮ１．インバー
タ１１．１２等で構成され、インバータ■２の出力は上
記トランジスタＴ２のベースＧ２へ入力されている。

次に、本実施例の動作を第３図のタイミングチャートを
参照しながら説明する。

まず、第１図の基本回路において、トランジスタＴ１の
ベースＧ１に第３図（イ）に示すようなパルスが導入さ
れ、該トランジスタＴ１はオンし、直流電源Ｅ１より電
極ＰとワークＷ間に正極性電圧を印加し放電を生ぜしめ
る。その後、トランジスタＴ１をオフにして、トランジ
スタＴ２を導通させて、電極ＰとワークＷ間に逆極性電
圧を電源Ｅ２から印加している。この動作を繰返し行っ
ているが、電極ＰとワークＷ間のギャップ電圧は、第２
図に示すように、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して制御回路に
入力されており、このギャップ電圧に可変抵抗ＲＶ１で
設定した一定電圧を加算して平滑回路１で平滑され、該
平滑回路１の出力は、電極ＰとワークＷ間に印加される
電圧の平均加工電圧に可変抵抗Ｒｖｌで設定した一定電
圧を加算した値が出力されることとなる。

この平滑回路１から出力される電圧を、第２図。

第３図に示すようにＶＬとする。そして、この加工電圧
ＶＬは、コンパレータ７の一方の端子に入力されている
。一方、このトランジスタＴ３のベースＧ３にもトラン
ジスタＴ１をオンにする設定されたオンタイムのパルス
が入力されているから、トランジスタＴ１と共にトラン
ジスタＴ３も導通し、その結果、コンパレータ７の他方
の端子に入力される電圧ＶＣは、第３図（ロ）に示すよ
うにバイヤス電圧■２からＯＶに低下する。そして、オ
ンタイムが切れ、トランジスタＴ３がオフになると、第
３図（ロ）に示すように、コンデンサＣ２が充電され、
この充電電・圧ＶＣがコンパレータ２の他方の入力端子
に入力されることとなる。そして、コンバレタ２は２つ
の入力電圧ＶＬとＶＣを比較し、コンデンサＣ２の充電
電圧ＶＣが電圧ＶＬより低い期間、すなわち、第３図（
ハ）に示すような出力を出すこととなる。そして、この
コンパレータ２の出力と設定されたオンタイムのパルス
を、インバータ■１で反転させた信号がナントゲートＮ
１に入力され、かつインバータ■２で反転される結果、
インバータＩ２からは第３図（ニ）に示すようなパルス
が出力されることとなる。そして、この出力パルスは上
記トランジスタＴ２のゲートＧ２に入力され、該トラン
ジスタＴ２を導通させ、電極ＰとワークＷ間に逆極性電
圧Ｅ２を印加することとなる。その結果、第３図（ホ）
に示すように、電極ＰとワークＷ間には正。

逆の極性の電圧が印加される。そして、可変抵抗ＲＶ１
の値を変えることによって平滑回路１の出力電圧ＶＬを
変えることにより、逆極性電圧を印加する時間が変動で
きるから、これにより平均加工電圧か逆極性電圧になる
ように逆極性電圧印加のパルス幅を設定し加工を行えば
一時加工を中断しても電極のくずが加工面に付着し、コ
ーティングして加工面をさびから防止する。そして、加
工面に電極のくずが付着することにより加工面は電極の
材料の色に着色されることとなるが、この色によってコ
ーティングの厚さがどの程度か判断でき、最適値になる
よう平均加工電圧を制御し、コーティングの厚さの制御
をも可能にする。

第４図、第５図は本発明の第２の実施例を示すもので、
第４図において、Ｅ３は直流電源、Ｔ４はスイッチング
素子としてのトランジスタ、Ｇ４はそのベース、Ｇ３は
コンデンサ、Ｒ１１〜Ｒ１２は抵抗、ＲＶ２は可変抵抗
、Ｄｌはダイオード、Ｐは電極、Ｗはワークである。

そこで、本実施例の動作を第５図のタイミング及び各波
形を示す図と共に説明する。

第５図（イ）は、トランジスタＴ４のベースＧ４へ印加
されるパルス、同（ロ）はコンデンサＣ３の充電電圧Ｖ
Ｏ２同（ハ）は可変抵抗Ｒｖ２を無限大にしたと仮定し
たときのワークＷと電極１間のギヤツブ電圧ＶＧ、同（
ニ）は可変抵抗Ｒｖ２の値を小さくしたときのワークＷ
と電極１間のギャップ電圧ＶＧを各々示す。

まず、可変抵抗Ｒｖ２の値を無限大にしたと仮定して動
作を説明する。

トランジスタＴ４のベースＧ４に第４図（イ）に示すよ
うなパルスを入力し、該トランジスタＴ４をオンにする
と、ワークＷと電極２間には第４図（ハ）に示すように
ギャップ電圧ＶＧが生じる。

その後、放電が発生し、放電電流がワークＷ、電極Ｐを
通ってコンデンサＣ３を第４図（ロ）に示すように充電
する。この際、この放電電流■によって加工が行われる
。そして、放電終了後、第４図（イ）に示すように、ト
ランジスタＴをオフにすると、充電されたコンデンサＣ
３の電荷は電極Ｐ、ワークＷ、抵抗Ｒ１２を介して流れ
、該コンデンサＣ４の充電電圧ＶＣ（第４図（ロ）参照
）が電極ＰとワークＷ間のギャップを第４図（ハ）に示
すように加工時とは逆の極性の電圧ＶＧを印加し逆極性
放電を行うこととなる。この際、正極性放電によって電
極ＰとワークＷ間に印加されたエネルギーはコンデンサ
Ｃ３に蓄えられ、それが逆極性電圧として電極Ｐとワー
クＷ問に加えられるので、電極ＰとワークＷ間に印加さ
れる平均加工電圧はほぼ零に均しいものとなる。

上記の例は可変抵抗ＲＶ２の値を無限大として説明した
が、該可変抵抗Ｒｖ２の値を小さくすると、トランジス
タＴ４をＯＮにしたとき、ダイオードＤ１．可変抵抗Ｒ
Ｖ２を介してコンデンサＣ３を充電する電流が流れ、電
極ＰとワークＷ間に印加される電圧は第４図（ニ）に示
すように小さくなるものとなる。又、上記トランジスタ
Ｔ４がＯＦＦとなり、コンデンサＣ３に蓄えられたエネ
ルギーが前述同様電極Ｐ、ワークＷ間に印加されるが、
このときの流れる電流の向きは電極ＰからワークＷの方
向であるため、可変抵抗Ｒｖ２を介して流れようとする
電流はダイオードＤ１によって阻止されるため、コンデ
ンサＣ３の充電電圧Ｖ＆はすべて電極ＰとワークＷ間に
印加されることとなる。

その結果、大きな逆極性電圧が印加される結果となる。

このように、本実施例では正極性電圧印加時にはダイオ
ードＤ１．可変抵抗Ｒｖ２を介して電流を分流するから
、電極ＰとワークＷ間には小さな電圧しか印加されず、
一方、逆極性電圧印加時にはダイオードＤ１によって分
流が阻止されるため、電極ＰとワークＷ間にはコンデン
サＣ３の大きな充電電圧が印加され、その結果、平均加
工電圧を逆極性電圧側にすることとなる。

以上のように、本実施例では、可変抵抗Ｒｖ２の値を変
えることによって、正極性電圧、逆極性電圧を変動せし
め、平均加工電圧を逆極性放電側にして加工を行うから
、前述したように水中で加工を行っても加工面に電極の
くずがコーティングされ加工面にさびが生じることはな
い。

第６図、第７図は、本発明の第３の実施例で、Ｅ４は直
流電源、Ｒ１２は抵抗、Ｔ５はスイッチング素子として
のトランジスタ、Ｇ５は該トランジスタのベース、Ｃ４
はコンデンサ、Ｒｖ３は可変抵抗、Ｄ２はダイオード、
Ｐは電極、Ｗはワークである。

そこで、この実施例の動作を第７図と共に説明するが、
この動作は上記第２実施例とほぼ同時動作を行うもので
、まず可変抵抗ＲＶ３を無限大にしたと仮定して説明す
る。今、コンデンサＣ３は充電されている状態で、トラ
ンジスタＴ４“のベースＧ５に第７図（イ）に示すよう
に、パルスを入力しトランジスタＴ５をＯＮにすると、
コンデンサＣ４の充電電圧ＶＣが該トランジスタＴ５を
介して第７図（ハ）に示すように電極Ｐ、ワークＷ間の
ギャップに印加され、その後、正極性放電が発生し、こ
のギャップ電圧ＶＧ及びコンデンサの充電電圧ＶＣは低
下する。そして、上記トランジスタがＯＦＦになると電
源電圧Ｅ４が電極ＰとワークＷ間に逆極性電圧が印加さ
れ、これにより逆極性放電が発生し、コンデンサＣ４は
再び充電されることとなる。そして、再びトランジスタ
Ｔ５がＯＮになると先に述べたような動作を繰り返すこ
ととなる。このように、可変抵抗ＲＶ３を無限大と仮定
すると、コンデンサＣ４を充電するときに電極Ｐ、ワー
クＷ間に印加される逆極性電圧及びコンデンサＣ４の放
電によって印加される正極性電圧はほぼ等しくなり、電
極ＰとワークＷ間に印加される平均加工電圧はほぼ零と
なるが、可変抵抗を小さくするとコンデンサＣ４を充電
する方向、即ち、電極ＰとワークＷ間に逆極性電圧がか
かる方向に対してはダイオードＤ２により電流の流れが
阻止されるため、電源ＰとワークＷ間には第７図（ニ）
に示すように大きな逆極性電圧が印加されることとなる
。しかし、トランジスタＴ５がＯＮとなりコンデンサＣ
４が放電し、電極ＰとワークＷ間に正極性電圧を印加し
放電させるときは、ダイオードＤ２．可変抵抗Ｒｖ３を
介して放電電流が流れ電流が分流されるため、電極Ｐと
ワークＷ間には小さな電圧しか印加されないこととなる
。

その結果、第７図（ニ）に示すように、平均加工電圧は
逆極性電圧側となり、前述したように、加工面を電極の
くずでコーティングして加工面のさびを防止できる。又
、可変抵抗Ｒｖ３の値によって平均加工電圧の値を任意
に設定できるのでコーティングの厚さも任意に設定でき
る。

第８図、第９図は本発明の第４の実施例を示すもので、
Ｅ５は直流電源、Ｔ６はスイッチング素子としてのトラ
ンジスタ、Ｇ６は該トランジスタのベース、Ｄ３．Ｄ４
はダイオードで、Ｄ３はフライホイールダイオードとし
て機能する。Ｔｒはトランス、ＲＶ４は可変抵抗、Ｐは
電極、Ｗはワークである。

先の例と同様、可変抵抗ＲＶ４を無限大と仮定して動作
を説明する。

今、トランジスタＴ６のベースＧ６に第９図（イ）に示
すようなパルスを入力し、該トランジスタＴ６をＯＮさ
せると、直流電源Ｅ５よりトランスＴｒ１トランジスタ
Ｔ６を通って電流は漸増しながら増加する。その結果は
、トランスＴｒの２次側に誘導起電力が生じ、第９図〈
口）に示すように誘導された電圧ＶＧが電極Ｐとワーク
Ｗ間のギャップに印加され、それにより正極性放電を生
じせしめ加工を行うこととなる（第９図においては、簡
単にするため電圧ＶＧの印加状態を示し、放電が生じた
状態は示していない）。一方、上記トランジスタＴ６を
ＯＦＦにすると、トランスＴｒの一次側に蓄えられたエ
ネルギーはフライホイールダイオードＤ３を介して漸減
しながら流れ、これにより２次側には逆の電圧が発生し
、電極ＰとワークＷ間のギャップ電圧ＶＧは第３図（ロ
）に示すように逆極性電圧が印加されることとなる。

上記説明では可変抵抗ＲＶ４を無限大としたから、電ｆ
ｆ１ＰとワークＷ間に印加される平均加工電圧はほぼ零
に等しくなるが、可変抵抗Ｒｖ４の値を小さくして、電
極ＰとワークＷ間に正極性放電方向の電圧を印加したと
き、即ち、ワークＷ側が高く電極Ｐ側が低い電圧を印加
したとき、可変抵抗Ｒｖ４゜ダイオードＤ４を通して電
流を流すようにすると、電極ＰとワークＷ間に印加され
る電圧は第９図（ハ）に示すように低下することとなる
。一方、逆方向の電圧が印加されたときは、ダイオード
Ｄ４によってその流れが阻止されるため、そのまま電圧
が印加され、第９図（ハ）に示すように大きな電圧が逆
極性電圧として印加されることとなる。

そのため、可変抵抗を調節することによって、平均加工
電圧を逆極性電圧側にして加工面の電極のくずによるコ
ーティングの量を制御して加工面のさびを防止すること
ができる。

以上、第１〜第４の実施例で述べたように、平均加工電
圧を逆極性電圧側にして水中での加工を行えば、加工を
中断し、ワークを水中に放置したとしても、加工面に電
極のくずが付着しコーティングするから、加工面がさび
つくことはない。また、コーティングの量も平均加工電
圧を制御することによって任意の値とすることができる
。

発明の効果 以上述べたように、水中での放電加工時に平均加工電圧
を逆極性電圧側にすることによって、ワークの加工面に
電極のくずを付着させコーティングするようにしたから
、加工途中でワークを水中に放置したとしても加工面に
はさびは生ぜず、加工を再開したとき、さびのために放
電が不安定になったり、放電が生じなくなるということ
はなくなる。又、平均加工電圧を制御することによって
加工面に付着する電極のくずの口、即ち、コーティング
の厚さを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の放電加工電源の基本
回路、第２図は、同実施例の制御回路、第３図は、動作
タイミングチャート、第４図は、本発明の第２の実施例
の回路図、第５図は、同第２の実施例の動作タイミング
チャート、第６図は、本発明の第３の実施例の回路図、
第７図は、同第３の実施例の動作タイミングチャート、
第８図は、本発明の第４の実施例の回路図、第９図は、
同第４の実施例の動作タイミングチャートである。 Ｐ・・・電極、Ｗ・・・ワーク、Ｅ１〜Ｅ５・・・直流
電源、Ｔ１〜Ｔ６・・・トランジスタ、１・・・平滑回
路、２・・・コンパレータ、ＲＶ１〜ＲＶ４・・・可変
抵抗、Ｃ１〜Ｃ４・・・コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ３・・・
ダイオード、Ｔｒ・・・トランス。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工液として水を使用し、水中で放電を行い放電
   加工する放電加工において、放電によって加工が行われ
   る正極性電圧を電極とワーク間に印加し、次に上記正極
   性電圧とは逆の極性の電圧を電極とワーク間に印加し、
   これらの平均加工電圧が逆極性電圧側になるようにする
   ことによりワークの加工面に電極のくずを付着させワー
   クの加工面のさびを防止した水中での放電加工における
   加工面のさび防止加工方法。
2. （２）平均加工電圧が逆極性電圧側になるよう電極とワ
   ーク間に印加される逆極性電圧の時間を長くした特許請
   求の範囲第１項記載の水中での放電加工における加工面
   のさび防止加工方法。
3. （３）電極とワーク間に印加する逆極性電圧を正電圧よ
   りも高くし平均加工電圧を逆極性電圧側にした特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の水中での放電における加
   工面のさび防止加工方法。
4. （４）コンデンサへの充電時及び放電時に電極とワーク
   間に正、逆極性の電圧を印加し、正極性電圧の印加時に
   は電極とワーク間に設けたダイオード及び抵抗を介して
   電流を流し電極とワーク間に印加される正極性電圧を逆
   極性電圧より小さくして平均加工電圧を逆極性電圧側に
   した特許請求の範囲第１項記載の水中での放電加工にお
   ける加工面のさび防止加工方法。
5. （５）上記抵抗は可変抵抗として電極とワーク間に印加
   される正極性電圧の値を調整するようにした特許請求の
   範囲第４項記載の水中での放電加工における加工面のさ
   び防止加工方法。
6. （６）電源からトランスとフライホイールダイオードを
   介して電極とワーク間に正、逆極性の電圧を印加し、正
   極性電圧の印加時には電極とワーク間に設けたダイオー
   ド及び抵抗を介して電流を流し、電極とワーク間に印加
   される正極性電圧を逆極性電圧より小さくして平均加工
   電圧を逆極性電圧側にした特許請求の範囲第１項記載の
   水中での放電加工における加工面のさび防止加工方法。
7. （７）上記抵抗は可変抵抗として電極とワーク間に印加
   される正極性電圧の値を調整するようにした特許請求の
   範囲第６項記載の水中での放電加工における加工面のさ
   び防止加工方法。