JPS63207563A - 放電加工による金型の研掃方法 - Google Patents

放電加工による金型の研掃方法

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JPS63207563A
JPS63207563A JP3800387A JP3800387A JPS63207563A JP S63207563 A JPS63207563 A JP S63207563A JP 3800387 A JP3800387 A JP 3800387A JP 3800387 A JP3800387 A JP 3800387A JP S63207563 A JPS63207563 A JP S63207563A
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abrasive
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恵二 間瀬
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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よる金型の研掃方法に関し、より詳
しくは放電加工による金型表面の硬化層等の変質層の除
去と加工表面の面粗さを改善し、ピーニングにより疲労
強度を増加するための研掃方法に関する。
【従来技術及び問題点】
一般に型彫り放電加工(こよ怜製作したダイカスト金型
等の金型は、放電加工による加工表面が−度溶融して再
凝固した層の存在によって表面に引張応力が作用した残
留応力が残り、この引張応力の残留は疲労強度を弱くす
ると共に、前記再凝固層の下層の硬化層はマイクロクラ
ック発生の原因となるため凝固層及び硬化層の変質層を
除去しないと、金型として使用できないものであって、
又、ダイカスト製品に要求される表面粗さを得るために
は当然にダイカスト金型自体の表面粗さをこれに対応す
るものにしなければならず、さらに、硬化層等の変質層
は機械彫りの金型に比し、放電加工の金型の寿命を約半
分にする原因ともなるため、変質層の除去及び研磨が必
要となる。 又、上記研磨に際しては、硬化層が障害となるため、こ
の意味でも変質層の除去が必要である。 かような例えば高低のある凸凹や溝、テーパ等から成る
複雑な形状の自動車部品等のダイカスト金型等の変質層
の除去及び研磨は、従来、手工具によるダイヤモンドヤ
スリ等で人手により行い、研磨に関しても熟練者が手に
よって順次紙ヤスリの粒度を細かくしながら作業すると
いう方法しかな(、約30〜40時間という長時間の単
純労働のため大量生産の需要に応することができず、又
、極めてコストの高いものとなっていた。
【目的] 本発明は上記した従来の完全な手作業を自動化すると共
に、約20分という短時間に前記金型の変質層の除去と
加工表面の研磨を行い10μ(Rmax)以下の表面粗
さに加工し、同時にピーニングによる効果で、寿命を機
械彫りの金型以上にすることのできる研掃方法を提供す
ることを目的とするものである。 【構成】 本願第1発明の構成は、放電加工による金型の加工表面
に対して該加工表面の変質層よりも高い硬度の不定形の
研削材を噴射する第1工程と、前記金型の母材よりも高
い硬度の球形の研掃材を噴射する第2工程とから成るこ
とを特徴とする。また、本願第2発明の構成は、放電加
工による金型の加工表面に対して該加工表面の変質層よ
りも高い硬度の不定形の研削材を噴射する第1工程と、
前記金型の母材よりも高い硬度の球形の研掃材に、第1
工程の研削材及び/又は第1工程において摩滅・破砕し
た前記研削材を重量比50%以下に混合した混合物を噴
射材として噴射する第2工程とから成ることを特徴とす
る。
【作用】
従って本発明によれば、放電加工による金型の加工表面
の変質層よりも高い硬度の不定形の研削材の噴射により
、前記変質層が殆ど除去され、ついで、第2工程の球形
の研掃材または該研掃材に第1工程の研削材を50%以
下混合した混合物の噴射によって、加工表面の変質層が
完全に除去されると共に面粗さが改善され、光沢面程度
の研磨が行われると同時に被加工材たる金型の疲労強度
が増加する。
【実施例】
図は本願第1発明の方法を実施するための装置の全体を
示すもので、10は直圧ブラスト室で圧縮空気により研
削材が回収タンク41から圧送され、前記圧縮空気を分
岐導入したノズルから圧縮空気と共に研削材が金型、実
施例においてはアルミダイカスト金型の加工表面に噴射
される。11は重力ブラスト室で、研掃材は重力により
ノズルへ移送され、ノズルから圧縮空気と共に被加工表
面に噴射される。前記直圧ブラスト室10及び重力ブラ
スト室11は、それぞれエアシリンダ16で開閉する入
口および出口の扉12.13により密閉可能に構成され
、モータ14により回転駆動される回転テーブルと複数
本のノズルを内部に備え、これらのノズルをモータ15
により往復揺動運動させながらローラコンベアから成る
コンベアライン30上を直圧ブラスト室10から重力ブ
ラスト室11方向へ移送されてくる放電加工により成形
された金型に対して研削材および研掃材から成る噴射材
を噴射させて、変質層の除去及び研磨加工を行う。 本願第1発明の研掃方法において、先ず、第1工程とし
て、被加工材が直圧ブラスト室10の入口12から該部
10へ搬入され、該入口が閉じられると、直圧ブラスト
室10において、直径5mのノズル3本が研削効果を高
めるよう被加工材の硬化変質層よりも硬度の高い、比較
的粒度の大きい不定形の研削材たとえば#46〜#80
(590〜125μ)の白色溶融アルミナ質(WA) 
ト粒を空気圧力4〜5 kg / cl、噴射距離15
0〜2001W+において約15分間、ノズルを揺動さ
せなから該室10内で回転するテーブル上の被加工材た
る金型の加工表面に噴射し、加工表面の変質層を除去す
る。 前記WAト粒はカッ色溶融アルミナ質(A)ト粒、所謂
アランダムあるいはカーボランダム等所定の硬度を有す
る他の研削材で代用することができる。 ついで、前記WA)粒が噴射された被加工材たる金型は
、直圧ブラスト室100出口13が開放されて、核部か
らコンベアライン30上を移送され入口12を開放して
いる重力ブラスト室11内へ搬入され、前記入口12が
閉じぎと、第2工程として回転するテーブル上の、前記
加工表面に対して、直径4 mmのノズル3本が#80
〜#150(297〜44μ)の粒径のスチールビーズ
を約5分間、空気圧力4〜5 kg / cnr 、噴
射距離150〜200胴においてノズルを揺動させなが
ら噴射しピーニング処理を施す。 研掃材はスチールボールに限らず、消耗度を考慮しなけ
ればセラミックビーズ、ガラスピーズが代用可能である
。前記スチールビーズ等の研掃材は球形でかつ、放電に
よる高温度が材料内部に伝わっておらず従って、金属組
織に変化を生じていない前記第1工程で除去された変質
層の下層に位置する金型の母材の硬度よりも高い硬度(
HRC60〜65)である。かようなスチールビーズの
噴射により被加工材に作用する圧縮残留応力により被加
工材の疲労強度を向上させる等のピーニング効果を与え
同時に加工表面の研掃、研磨を行う。 第2工程の動力ブラスト室11におけるピーニング処理
が終了すると、出口13がエアシリンダ16により開か
れコンベアライン30から次工程へ移送される。次工程
では加工表面の塵埃が除去される。 尚、第1工程でのブラストを吹込式のもので行うと、金
型に創設加工された溝部等の深い側面の研削処理に長時
間を要するため直圧式ブラストによる手段を採用してい
る。 又、上記第1、第2工程のブラスト室には−の集塵装置
40及び直圧ブラスト室10に連通する研削材の回収タ
ンク41そして重力ブラスト室11に連通する研掃材の
回収タンク42がそれぞれ付設されており、摩滅あるい
は破砕した研削材および研掃材と、再使用可能な研削材
および研掃材を分離回収する。すなわちダストコレクタ
45に装着された排風機17により、このダストコレク
タ45と図示せざるエアシリンダから成る切換ダンパを
介して交互に連通ずる各回収タンク41.42内には除
塵気流による遠心力が作用し、研削材および研掃材の噴
射材が被加工材に衝突して処理する際に発生した微粉、
粉塵がダストコレクタ45に集φられ、再使用できる噴
射材は、各タンクの下mに溜まる。尚、スチールビーズ
の消耗は殆ど無い。 上述実施例においては、第1工程及び第2工程を異なる
別個のブラスト室10.11で行ったが、限られたスペ
ースで本発明を実施するには両ブラスト室10,11を
合体して−のブラスト室を構成してこれを処理すること
も可能である。 この場合、第1工程で研削材たるWA)粒によりブラス
ト処理が行われ、a塵装M40でダストコレクタ45へ
集めきれなかった第1工程の研削材たるWA)粒の摩滅
、あるいは破砕したものを例えば100メツシユの金網
を通過させて、これを通過した破砕、摩滅した研削材を
スチールビーズの回収タンク42へ送り、前記ストレー
ナを通過しない再使用可能な研削材をWA+−粒等の第
1工程の回収タンク41へ回収する。尚、上述回収タン
ク41そして100メツシユの金網を通過した破砕、摩
滅した研削材を導入した回収タンク42における除塵作
用で通常は前記破砕、摩滅した研削材の略大半を除去す
ることができる。 次いで、第2工程として、上述実施例と同様にスチール
ビーズから成る第2工程の研掃材の回収タンク42内の
スチールビーズによりピーニング処理を施す。 本願第1発明の上記実施例によるダイカスト金型の研掃
処理は、被加工材の面粗さが加工表面の底面および側面
でそれぞれRmax、40μおよび150μであったも
のが、第1工程でそれぞれ30〜40μ、第2工程を経
ると、それぞれ10μに減少させることができた。 次に本願第2発明について説明すると、本願第2発明は
、上述第1発明の第2の実施例における説明にあるよう
に第1工程の研削材たるWA)粒の摩滅、あるいは破砕
したものは、上述回収タンク41そして100メツシユ
の金網を通過した破砕、摩滅した研削材を導入した回収
タンク42における集塵装置による除塵作用で通常はそ
の略大半を除去することができるのであるが、金型の変
質層の硬度等により、第1工程におけるWAト粒の摩滅
消耗が著しいと、必然的に前記金網を通過して回収タン
ク42内に送られ、ここに残留するWA)粒(WA+−
粒の摩滅したものおよびこれに混入した再使用可能なも
のの混合物を含む)の量も増加することになる。そこで
、このWA)粒をそのままスチールビーズと共に、第2
工程のノズルへ移送しピーニング処理を行うことができ
れば、能率的であるため、出願人において、試験、研究
を繰り返した結果、前期WAト粒のスチールビーズとの
混入割合が約50%以下であれば、スチールビーズによ
るピーニング効果に悪影響を及ぼさないこと、および、
逆に10%程度の混入で、面粗さをかえって10μ以下
に減少することができるとの知見を得たことにもとづく
もので、第2工程におけるピーニング処理において、研
掃材たるスチールビーズに回収タンク42内において第
1工程のWA)粒の摩滅、破砕したものあるいは回収し
た再使用可能なWA)−粒を10%前後を目安に積極的
に混合させて、これを第2工程における噴射材とするも
のである。その他の加工条件等は上述した第1発明の実
施例と同様である。 尚、第1発明および第2発明の実施例において第1工程
及び第2工程を経過した加工表面の硬度は、それぞれ、
第1工程前:HRC60以上、第2工程後:HRC45
〜50であった。 又、第1発明および第2発明において第1工程及び第2
工程における研削材、研掃材の噴射材の種類、硬度、粒
(度)径等は研掃処理する金型の種類、硬度、面粗さに
より相対的に決定され、また、ブラスト及びピーニング
処理に際しては金型のいわゆる角ダレを防ぐため、加工
表面周囲にマスク材を取付けるか、あるいは研掃処理後
、加工表面周囲の被加工材表面をご(微かな深さ削り取
る。 【効果] 以上のように本発明によれば、従来の完全な手作業を自
動化すると共に、−例で20分という短時間の加工で前
記金型の変質層の除去と加工表面の研磨を行い光沢面程
度の表面粗さに加工し、同時にショットピーニングによ
る効果で、寿命を機械彫りの金型以上にすることができ
る。さらに、この工程を極めて限られたスペースで実施
するため−のブラスト室における処理も可能である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示すもので、第1図は第1実施例
の正面図、第2図は側面図である。 10・・・直圧ブラスト室 11・・重力ブラスト室1
2.13・・・扉   14,16・・・モータ40・
・・集塵装置   41,42・・回収タンク45・・
・ダストコレクタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放電加工による金型の加工表面に対して該加工表
    面の変質層よりも高い硬度の不定形の研削材を噴射する
    第1工程と、前記金型の母材よりも高い硬度の球形の研
    掃材を噴射する第2工程とから成る放電加工による金型
    の研掃方法。
  2. (2)前記第1工程は研削材が#46〜#80のWAト
    粒を15分間噴射する工程から成り、前記第2工程は研
    掃材が#80〜#150のスチールビーズを5分間噴射
    する工程である特許請求の範囲第1項記載の放電加工に
    よる金型の研掃方法。
  3. (3)放電加工による金型の加工表面に対して該加工表
    面の変質層よりも高い硬度の不定形の研削材を噴射する
    第1工程と、前記金型の母材よりも高い硬度の球形の研
    掃材に前記第1工程の研削材及び/又は第1工程におい
    て摩滅・破砕した前記研削材を重量比50%以下におい
    て混合した混合物を噴射材として噴射する第2工程とか
    ら成る放電加工による金型の研掃方法。
  4. (4)前記第1工程における研削材及び又は摩滅、破砕
    した研削材を重量比10%以下において前記第2工程に
    おける研掃材に混合した特許請求の範囲第3項記載の放
    電加工による金型の研掃方法。
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