JPS63318226A - 放電加工装置 - 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、インクジェットプリンタノズル、光フアイバ
コネクタ、燃料噴射ノズル、繊維ノズレ電子銃アパーチ
ャ、外科手術用針、マイクロ金型のように直径１０ミク
ロンから３００ミクロン程度の微細で、しかも寸法精度
及び形状精度が要求される微細径の穴を形成するのに適
する放電加工装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の放電加工装置としては、例えば特開昭５
７−３３９２２号公報や「電気加工技術ＪＶｏｌ。

８、Ｎｏ２１に記載されている構成が知られている。

以下、第３図及び第４図を参照しながら従来の放電加工
装置について説明する。

第３図において、１０１は加工用電極で、回転手段１０
２により矢印Ｘ方向に回転され、駆動手段１０３により
矢印Ｙａの回転軸方向と矢印Ｙｂの回転軸と平行方向に
移動される。１０４は加工用電極１０１の下方に配置さ
れた容器、１０５は容器１０４内に満たされた絶縁液、
１０６は容器１０４内に設置された電気導電材料よりな
る電極成形用ブロック、１０７は容器１０４内に設置さ
れた被加工物で、これら電極成形用ブロック１０６と被
加工物１０７は絶縁液１０５に浸漬されている。１０８
は一端が加工用電極１０１に、他端が電極成形用ブロッ
ク１０６、又は被加工物１０７に接続され、放電のだめ
の電力を供給する電源である。

次に上記従来例の動作について説明する。

まず、電源１０８を投入する。この時、電源１０８の極
性は、電極１０１を成形する時には、加工用型４１１０
１側がプラス、電極成形用ブロック１０６側がマイナス
となるようにする。そして加工用電極１０１の径方向の
加工時には、加工用電極１０１を回転手段１０２により
矢印Ｘ方向に回転させると共に、駆動手段１０３により
矢印Ｙｂ方向に移動させ、加工用電極１０１と電極成形
用ブロック１０６との間隔を適正に保つことにより、第
４図に示すように放電によって加工用電極１０１の成形
加工を行うことができる。この時、加工用電極１０１と
電極成形用ブロック１０６との放電ギャップｄを数μｍ
で一定時間放電すると、それ以上、放電が進行しなくな
る。

そこで、駆動手段１０３により加工用電極１０１を順次
連続、又はステップ送りすることにより加工用電極１０
１を所定寸法になるまで成形加工することができる。ま
た加工用電極１０１の長手方向の成形を行なうには、電
極成形用ブロック１０６の上方から加工用電極１０１を
回転させながら下降させることにより同様に加工するこ
とができる。

一方、被加工物１０７に穴加工を行う時には、例えば容
器１０４を移動させて被加工物１０７を加工用電極１０
１に対方させ、加工用電極１０１側がマイナス、被加工
物１０７側がプラスとなるように切換える。そして上記
のように加工用電極１０１を矢印Ｘ方向に回転させると
共に、矢印Ｙａ力方向下降させることにより被加工物１
０７に穴加工を行うことができる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、加工する穴のバラツキが少なく、かつ絶対寸
法も正確な高精度の穴加工を行うには、使用する電極１
０１は、加工効率を上げることができるように可能な限
シ成形寸法を長くし、しかも電極直径を±１μｍ以下の
高精度に成形加工することが必要とされる。そして、こ
の加工精度は電極成形用ブロック１０６の形状の転写と
、駆動手段１０３による送り寸法により決定される。し
かし、上記従来例の構成では、電極成形用ブロック１０
６に溝状の消耗が発生すると、駆動手段１０３により送
られた量と電極成形減少量が対応しなくなり、ミクロン
精度の制御が困難であると共に、減少し過ぎた時は修整
することができないなどの問題があった。

そこで、本発明は、上記従来例の問題点を解消するもの
で、直径１０μｍから３００μｍ程度の微細穴加工用の
高精度の加工用電極を修整加工することができるように
して容易に、かつ効率的に加工することができるように
した放電加工装置を提供しようとするものである。

問題点を解決するだめの手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的手段
は、加工用電極と、この加工用電極を回転させる手段と
、絶縁液が満たされると共に電極成形用ブロックおよび
被加工物が納められた第１の容器と、上記加工用電極に
電解、゛若しくは無電解により金属被膜を析出させる手
段を有する第２の容器と、上記加工用電極と電極成形用
ブロック、若しくは被加工物を放電加工のために相対移
動させる手段および加工用電極と第２の容器を金属被膜
の析出のために相対移動させる手段とを備えたものであ
る。

作用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

即ち、回転手段により加工用電極を回転させると共に、
加工用電極と電極成形用ブロックを相対移動させ、両者
間の距離を調整しながら放電加工によシ加工用電極の長
手方向と径方向の成形加工を行なう。この成形加工の際
、加工用電極を除去し過ぎた場合には、加工用電極に第
２の容器内で金属被膜を形成することができる。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例における放電加工装置を示す
一部破断圧面図である。

第１図において、１は加工用電極で、回転手段２により
矢印Ｘ方向に回転され、駆動手段３によシ矢印Ｙａの回
転軸方向と矢印Ｙｂの回転軸と平行方向に移動される。

４は加工用電極１の下方に設けられた移動ステージで、
図示せぬ移動手段により図において左右方向に移動され
る。５は移動ステージ４上に支持された第１の容器、６
は第１の容器５内に満たされた絶縁液、７は第１の容器
５の底部上に取付けられた載物台、８は電気的導電材料
からなシ、載物板７上に支持された電極成形用ブロック
、９は載物台７上に支持された被加工物で、これら電極
成形用ブロック８と被加工物９は絶縁液６に浸漬されて
いる。１０は上記第１の容器５と並列されて移動ステー
ジ４上に支持された第２の容器、１１は第２の容器１０
内に満たされた電解液、１２は第２の容器１０内に納め
られ、上記加工用電極１に付着させるための金属からな
る対向電極である。１３は加工用電極１と電極成形用ブ
ロック８、若しくは被加工物９に接続された放電加工用
の電源で、両者の間に放電を行なわせるだめの電力を供
給する、この放電加工用の電源１３の極性は、電極成形
時には加工用電極ｌ側がプラス、電極成形用ブロック７
側がマイナスとなり、被加工物９の加工時には加工用電
極１側がマイナス、被加工物９側がプラスとなるように
切換えられる。１４は加工用電極１と対向電極１２に接
続された電源、１５は電源１４と上記放電加工用電源１
３とを選択して切換えるスイッチである。

次に上記実施例の動作について説明する。

あらかじめ、移動ステージ４等を移動させ、第１の容器
５内の電極成形用ブロック８を加工用電極１の成形加工
に対応するように位置させる。そして加工用電極１の成
形には長手方向と径方向の二方向が必要となる。長手方
向の成形を行なうには、まず、選択切換えスイッチ１５
をオフとした後、放電加工用の電源１３を投入し、加工
用電極１を回転手段２により矢印Ｘ方向に回転させると
共に、駆動手段３により矢印Ｙａ力方向電極成形用ブロ
ック８の上面から移動させる。加工用電極１が下降して
その先端が所定の放電ギャップの位置になると放電が開
始され、加工用電極１が順次送りこまれることによシ成
形加工が行なわれる。また加工用電極１の径方向の成形
を行なうには、加工用電極１を電極成形用ブロック８の
側方に位置させ、加工用電極１を回転手段２により矢印
Ｘ方向に回転させると共に、駆動手段３によシ矢印Ｙｂ
方向に移動させる。加工用電極１と電極成形用ブロック
８の寸法が所定の放電ギャップとなると放電が開始され
、加工用電極１が順次送り込まれることにより成形加工
が行なわれる。この加工用電極１の回転により円筒度お
よび真円度を良好に成形することができ、丸穴加工時に
真円度を向にさせることができる。勿論、角穴加工など
、異形状の加工用電極１の成形の際には、加工用電極１
を回転させることなく、上記と同様にして成形加工を行
なう。加工用電極１の長手方向と径方向のいずれの成形
加工の場合でも駆動手段３により電極成形用ブロック８
との放電ギャップを確保制御することにより連続して成
形加工を行なうことができる。

このように成形加工を行なう加工用電極１の精度、特に
径寸法精度は、加工穴寸法にそのまま転写されるため、
高精度が必要とされる。例えば１５μｍ±０５μｍの加
工を行なうには、電極径も（１５−放電ギャップ）±０
．５μｍにする必要があり、非常に高度な加工が必要と
され、かつ放電による成形は、いわゆる除去加工で、削
シ過ぎたときには修正が不可能である。

そこで、上記のように加工用電極１を放電加工による除
去加工で、削シ過ぎたときには、上記放電加工動作を停
止する。そして移動ステージ４等を移動させ、第２の容
器１０を加工用電極１の下側に位置させ、加工用電極１
を駆動手段３により第２の容器１０の電解液１１中に挿
入する。この状態で選択切換えスイッチ１５を接続し、
電源１４を入力させる。これにより対向電極１２が電解
液１１中に陽イオンとして溶出し、この溶出した金属が
時間の経過に伴い加工用電極１上に析出し、第２図に示
すように金属被膜１６、すなわちメッキ膜を生成する。

この時の金属被膜１６の厚さは電解液１１の温度、電源
１４の電圧などの条件を制御することによシ、任意に設
定することができ、したがって任意の直径の加工用電極
１を形成することができる。

このように放電加工による成形除去加工と電解付着加工
を併用することにより微細で高精度の加工電極を加工す
ることが可能となる。

また上記のようにして加工した加工用電極１を使用して
被加工物９の加工を行うには、移動ステージ４等を移動
させ、第１の容器５の被加工物９を加工用電極１の下側
に位置させる。そして電源１３の極性を電極成形時とは
逆にし、加工用電極ｌを回転手段２により矢印Ｘ方向に
回転させながら駆動手段３により矢印Ｙａ方向に移動さ
せることにより被加工物９に穴加工を行なうことができ
る。

上記のように電解付着により加工用電極１を加工すれば
、上記のように加工用電極１の形状寸法精度を向上させ
る効果に加え、加工効率性能の向上にも効果がある。第
２図に示すように例えば、ＣｕまたはＢｓ材よりなる電
極１にＳｎまたはＺｎの金属被膜１６を形成した加工用
電極１は、放電加工時、特に水を加工液とした時に電解
溶出が少なく、変質層の少ない良好な加工面を得ること
ができる。

なお、上記加工用電極１の加工動作は、放電による除去
成形加工、または電解付着加工を単独で動作させてもよ
い。また第２の容器１０に無電解メッキ液を満たして加
工用電極１に金属被膜１６を形成するようにしてもよい
。この他、本発明はその基本的技術思想を逸脱しない範
囲で種々設計変更することができる。

発明の効果 以上の説明よシ明らかなように本発明によれば、加工用
電極と電極成形用ブロックとの放電加工により加工用電
極を成形加工し、加工用電極に電解、若しくは無電解に
より金属被膜を形成して放電加工による削り過ぎを修正
することができるようにし、これらの両手段を併用して
、または単独で実施することができ、高精度な微小穴加
工用の電極を効率的に、かつ容易に加工することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における放電加工装置を示す
一部破断正面図、第２図は同装置によシ加工された電極
の拡大断面図、第３図および第４図は従来の放電加工装
置を示し、第３図は全体斜視図、第４図は加工動作説明
図である。 １・・・加工用電極、２・・・回転手段、３・・・駆動
手段、４・・・移動ステージ、５・・・第１の容器、６
・・・絶縁液、７・・・載物台、８・・・電極成形用ブ
ロック、９・・・被加工物、１０・・・第２の容器、１
１・・・電解液、１２・・・対向電極、１３．１４・・
・電源、１５・・・選択切換えスイッチ、１６・・・金
属被膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男ほか１名１ｙＪ ｔＳ遥１１ｅｍ凋帆犬；ス１イヅナ ｊＩ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工用電極と、この加工用電極を回転させる手段と、絶
   縁液が満たされると共に電極成形用ブロックおよび被加
   工物が納められた第１の容器と、上記加工用電極に電解
   、若しくは無電解により金属被膜を析出させる手段を有
   する第２の容器と、上記加工用電極と電極成形用ブロッ
   ク、若しくは被加工物を放電加工のために相対移動させ
   る手段および加工用電極と第２の容器を金属被膜の析出
   のために相対移動させる手段とを備えたことを特徴とす
   る放電加工装置。