WO2000029160A1 - Linear guide rail and method for treating surface of linear guide rail - Google Patents

Linear guide rail and method for treating surface of linear guide rail Download PDF

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Hiroyuki Ohguro
Akihiro Goto
Toshio Moro
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd.
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Abstract

The electrode wear fused substance of a discharge electrode or a reaction product thereof produced by the discharge energy of electric discharge machining is deposited on the surface of a linear guide rail to form a hard coating, a non-lubrication coating or a corrosion resistant coating of the electrode wear substance of discharge electrode or a reaction product thereof on the surface of the rail.

Description

明 細 書 リニアガイドレールおよびリニアガイドレールの表面処理方法 技術分野  Description Linear guide rail and surface treatment method for linear guide rail
この発明は、 リニアガイドレールおよびリニアガイドレールの表面処理方法に 関し、 特に、 工作機械や産業機械などにおける可動テーブルゃスライダなどの直 線運動部の案内部材として使用されるリニアガイドレールおよびリニアガイドレ —ルの表面処理方法に関するものである。 背景技術  The present invention relates to a linear guide rail and a surface treatment method of the linear guide rail, and in particular, to a linear guide rail and a linear guide used as a guide member of a linear motion part such as a movable table and a slider in a machine tool or an industrial machine. The present invention relates to a surface treatment method for rails. Background art
工作機械や産業機械などにおける直線運動部の案内機構は、 機械フレームやべ ッド等に固定されるリニアガイドレールと、 可動テーブルゃスライダ等の移動側 に設けらてリニァガイドレールに直線移動可能に係合するリニァガイドブロック とにより構成されている。  Guide mechanisms for linear motion parts in machine tools and industrial machines are linear guide rails that are fixed to the machine frame or bed, and linear guide rails that are provided on the moving side of movable tables and sliders. And a linear guide block which engages as much as possible.
第 3図は、 直線運動部の案内機構の具体例を示している。 ブロック本体 5 0と 前後両端のエンドプレート 5 1とによるリニアガイドブロック 5 2にはボール循 環式のリニアモーションボールベアリング 5 3が組み込まれており、 リニアガイ ドレール 6 0にはリニアモーションボールベアリング 5 3のボール 5 4の転動面 6 1が設けられている。 リニアガイドブロック 5 2は、 ボール 5 4を転動面 6 1 に沿って転動させながら、 リニアガイドレール 6 0に沿って直線運動する。 リニアガイドレールの製造は、 引き抜き加工により機械構造用鋼によるレール 素材を成形し、 このレール素材に浸炭処理を施してレール素材の表面層の炭素量 を増加させ、 その後に、 高周波焼き入れ等による焼き入れを行ってレール表面を 硬化させ、 最後にレール表面を研磨してボール転動面を所定形状、 寸法に仕上げ ることが行われる。  FIG. 3 shows a specific example of the guide mechanism of the linear motion unit. The linear guide block 52, which includes the block body 50 and the end plates 51 at the front and rear ends, incorporates a ball motion linear motion ball bearing 53, and the linear guide rail 60 has a linear motion ball bearing 53. The rolling surface 61 of the ball 54 is provided. The linear guide block 52 linearly moves along the linear guide rail 60 while rolling the ball 54 along the rolling surface 61. Linear guide rails are manufactured by drawing a rail material made of steel for machine structural use by drawing and then carburizing the rail material to increase the carbon content of the surface layer of the rail material, followed by induction hardening, etc. The rail surface is hardened by quenching, and finally the rail surface is polished to finish the ball rolling surface to a predetermined shape and dimensions.
通常、 リニアガイドレールは、 このまま使用されるが、 特に強度が必要な場合 や、 特殊な環境で使用される場合には、 その後に、 レール表面に、 P VD (物理 蒸着） 、 C V D (化学蒸着） 等による蒸着めつきによって、 所要の材質を有する 表面被膜をコーティングすることが行われる。 Normally, linear guide rails are used as they are, but especially when strength is required. If the rail is used in a special environment, then the rail surface should be coated with a surface coating of the required material by PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), etc. Is performed.
従来のリニアガイドレールの表面処理は、 浸炭処理、 焼き入れ処理、 蒸着めつ き処理が必要で、 処理工程が複雑であると云う問題点がある。  Conventional surface treatment of linear guide rails requires carburizing treatment, quenching treatment, and vapor deposition treatment, and has a problem that the treatment process is complicated.
また、 P VDでは、 処理材を真空槽に入れて真空槽内で処理する必要があるか ら、 長いリニアガイドレールに P VDを行う場合には、 リニアガイドレール全体 が入る細長い特殊な真空槽が必要になり、 リニアガイドレ一ルのために、 特殊で 高価な設備が必要になる。  In addition, in the case of PVD, it is necessary to put the processing material in a vacuum chamber and process it in the vacuum chamber. Therefore, when performing PVD on long linear guide rails, a special long and narrow vacuum chamber in which the entire linear guide rail fits is used. And special and expensive equipment are required for the linear guide rail.
また、 C V Dでは、 処理温度が 5 0 0 °C〜i 3 0 0 °Cと高いため、 高周波焼き 入れにより硬化しても焼き戻しの状態になつてリニアガイドレールの硬度が低下 し、 また熱変形によってリニアガイドレールの研磨仕上げ精度が低下すると云う 問題点がある。  Also, in CVD, the processing temperature is as high as 500 ° C. to 300 ° C., so even if it is hardened by induction hardening, it will be in a tempered state and the hardness of the linear guide rail will be reduced. There is a problem that the polishing finish accuracy of the linear guide rail is reduced by the deformation.
また、 これらの処理によるコーティング被膜は、 母材との密着性が悪いため、 リニァガイドレールの使用過程で被膜の剥離が起き、 粉塵を発生することになる 。 この粉塵の発生は、 リニアガイドレールのボール転動面およびリニアガイドブ ロック側のリニアモ一ションボールべァリングのボールに損傷を与える原因によ り、 これらの寿命を縮め、 また、 クリーンルームなど粉塵を発生させてはならな い環境下での使用には問題があつた。  Further, since the coating film formed by these treatments has poor adhesion to the base material, the coating film is peeled off during the use of the linear guide rail, and dust is generated. This dust shortens the life of the linear guide rail and the ball of the linear motion ball bearing on the linear guide block side due to damage to the ball rolling surface of the linear guide rail and the linear guide ball. There were problems with use in environments that should not be allowed.
さらに、 関連する先行技術文献として、 同一出願人による特開平 9— 1 9 8 2 9号公報 （放電加工による表面処理方法および装置） 開示の技術がある。  Further, as a related prior art document, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-198929 (surface treatment method and apparatus by electric discharge machining) by the same applicant.
この発明は、 上述の如き問題点を解消するためになされたもので、 複雑な処理 工程や特殊な設備を必要とすることなく、 所要の良質な表面処理層 （表面被膜） を有するリニアガイドレールおよびリニアガイドレールの表面処理方法を提供す ることを目的としている。 発明の開示 この発明は、 レ一ル表面に放電加工による放電工ネルギによって生じる放電電 極の電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物が付着堆積し、 レ一ル表面に電極消 耗溶融物質あるいはそれの反応物による被膜が形成されているリニアガイドレー ルを提供することができる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a linear guide rail having a required high-quality surface treatment layer (surface coating) without requiring complicated processing steps and special equipment. And to provide a surface treatment method for the linear guide rail. Disclosure of the invention The present invention relates to a method for producing a discharge electrode electrode melted substance or a reactant thereof, which is generated by electric discharge machining due to electric discharge machining on the rail surface, and deposits and deposits on the rail surface. And a linear guide rail having a coating formed of the linear guide rail.
従って、 リニアガイドレ一ルは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物 による密着性に優れた所要の被膜により被覆されている。  Therefore, the linear guide rail is a required coating that has excellent adhesion with the electrode consumable molten material or its reactant only by discharge surface treatment under atmospheric pressure without exposing the material to high temperature atmosphere. Coated with
また、 この発明は、 前記被膜が硬質被膜であるリニアガイドレ一ルを提供する ことができる。  Further, the present invention can provide a linear guide rail in which the coating is a hard coating.
従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レ一ル表面を電極消耗溶融物質あるし、はそれの反応物 による密着性に優れた硬質被膜により被覆され、 長寿命化が図られる。  Therefore, the linear guide rail has excellent adhesion due to the electrode condensed molten material and the reactant on the rail surface only by discharge surface treatment under atmospheric pressure without exposing the material to high temperature atmosphere. It is covered with a hard coating to extend the life.
また、 この発明は、 前記硬質被膜が T i、 Z r、 V、 N b、 T aの炭化物によ る硬質被膜であるリニァガイドレールを提供することができる。  Further, the present invention can provide a linear guide rail in which the hard coating is a hard coating made of carbides of Ti, Zr, V, Nb, and Ta.
従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を T i、 Z r、 V、 N b、 T aの炭化物に よる密着性に優れた硬質被膜により被覆され、 長寿命化が図られる。  Therefore, linear guide rails can be made to adhere to the surface of Ti, Zr, V, Nb, and Ta carbides by exposing the material to high-temperature atmosphere and only treating the surface under discharge at atmospheric pressure. It is covered with an excellent hard coating to extend its life.
また、 この発明は、 前記被膜が無潤滑被膜であるリニアガイドレールを提供す ることができる。  Further, the present invention can provide a linear guide rail in which the coating is a non-lubricated coating.
従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物 による密着性に優れた無潤滑被膜により被覆されている。  Therefore, the linear guide rail is covered with a non-lubricated coating with excellent adhesion by the electrode consumable molten material or its reactant only by discharge surface treatment under atmospheric pressure without exposing the material to high temperature atmosphere. Have been.
また、 この発明は、 前記無潤滑被膜が M o、 M o S 2 、 B N、 WS 2 、 C. A u、 A g、 P b、 S n、 I n、 N i等の潤滑性を有する金属による無潤滑被膜、 あるいはターカイトを含む無潤滑被膜であるリニアガイドレールを提供すること ができる。 Further, the present invention is the non-lubricating coating M o, M o S 2, BN, WS 2, C. A u, A g, P b, S n, a metal having a lubricating property such as I n, N i And a linear guide rail which is a non-lubricated coating containing turquite.
従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を M o、 M o S 2 、 B N、 WS 2 、 C、 A u、 A g、 P b、 S n、 I n、 N i等の潤滑性を有する金属による無潤滑被膜、 あるいはターカイトを含む密着性に優れた無潤滑被膜により被覆されている。 また、 この発明は、 前記被膜が耐蝕被膜であるリニアガイドレールを提供する ことができる。 Therefore, the linear guide rail can be used under atmospheric pressure without exposing the material to a high temperature atmosphere. Only discharge surface treatment with a metal having a rail surface M o, M o S 2, BN, WS 2, C, A u, A g, P b, S n, I n, the lubricity of such N i Or a non-lubricated film containing turquite and having excellent adhesion. Further, the present invention can provide a linear guide rail in which the coating is a corrosion-resistant coating.
従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物 による密着性に優れた耐蝕被膜により被覆されている。  Therefore, the linear guide rail is covered with a corrosion-resistant coating with excellent adhesion by the electrode consumable molten material or its reactant only by discharge surface treatment under atmospheric pressure without exposing the material to a high temperature atmosphere. ing.
また、 この発明は、 前記耐蝕被膜が T i、 N i、 C r、 M o、 C u等の耐蝕性 を有する金属による耐蝕被膜であるリニアガイドレールを提供することができる。 従って、 リニアガイドレールは、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下 での放電表面処理だけで、 レール表面を T i、 N i、 C r、 M o、 C u等の耐蝕 性を有する金属による密着性に優れた耐蝕被膜により被覆されている。  Further, the present invention can provide a linear guide rail in which the corrosion-resistant coating is a corrosion-resistant coating made of a metal having corrosion resistance such as Ti, Ni, Cr, Mo, and Cu. Therefore, the linear guide rail has the corrosion resistance of Ti, Ni, Cr, Mo, Cu, etc., by exposing the material to a high-temperature atmosphere and only treating the surface of the rail under atmospheric pressure. It is covered with a corrosion-resistant coating with excellent adhesion by metal.
また、 この発明は、 加工液中においてリニアガイドレールの素材と放電電極と を所定の放電ギヤップをおいて対向させてレール素材と放電電極との間に放電を 発生させ、 放電工ネルギによって生じる電極消耗溶融物質あるレ、はそれの反応物 をレール素材の表面に付着堆積させ、 レ一ル表面に電極消耗溶融物質あるいはそ れの反応物による被膜を形成するリニアガイドレールの表面処理方法を提供する ことができる。  In addition, the present invention provides a method in which a material of a linear guide rail and a discharge electrode are opposed to each other at a predetermined discharge gap in a machining fluid to generate a discharge between the rail material and the discharge electrode, and an electrode generated by discharge energy Consumable molten material provides a surface treatment method for linear guide rails that deposits the reactant on the surface of the rail material and forms a coating on the rail surface with the electrode consumable molten material or its reactant. can do.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, only discharge surface treatment under atmospheric pressure
、 レ一ル表面を電極消耗溶融物質あるレ、はそれの反応物による密着性に優れた所 要の被膜により被覆されたリニァガイドレ一ルが得られる。 A linear guide rail is obtained in which the rail surface is covered with the electrode consumable molten material and has a desired coating excellent in adhesion by a reactant thereof.
また、 この発明は、 レール表面に放電表面処理により硬質被膜を形成するリニ ァガイドレールの表面処理方法を提供することができる。  Further, the present invention can provide a surface treatment method for a linear guide rail which forms a hard coating on a rail surface by electric discharge surface treatment.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, only discharge surface treatment under atmospheric pressure
、 レール表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物による密着性に優れた硬 質被膜により被覆されたリニァガイドレールが得られる。 また、 この発明は、 放電電極として、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Taの硬質金属 の粉体、 もしくはこれらの水素化物の粉体を圧縮成形した圧粉体電極、 あるいは これらの金属による金属電極を使用し、 加工液として H Cを含む放電加工油を使 用して硬質被膜を形成するリニァガイドレールの表面処理方法を提供することが できる。 Thus, a linear guide rail in which the rail surface is coated with a hard coating having excellent adhesion with the electrode consumable molten material or its reactant can be obtained. Further, the present invention provides a discharge electrode comprising: a hard metal powder of Ti, Zr, V, Nb, Ta; or a green compact electrode obtained by compression-molding a hydride powder thereof; or a metal electrode made of such a metal. The present invention can provide a surface treatment method for a linear guide rail that forms a hard coating by using an electric discharge machining oil containing HC as a machining fluid.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで 、 レール表面を Ti、 Zて、 V、 Nb、 T aの炭化物による密着性に優れた硬質 被膜により被覆されたリニァガイドレ一ルが得られる。  Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, the surface of the rail was covered with a hard coating with excellent adhesion with carbides of Ti, Z, V, Nb, and Ta only by discharge surface treatment under atmospheric pressure. A linear guide rail is obtained.
また、 この発明は、 レール表面に放電表面処理により無潤滑被膜を形成するリ ニァガイドレールの表面処理方法を提供することができる。  Further, the present invention can provide a surface treatment method for a linear guide rail in which a non-lubricating film is formed on a rail surface by discharge surface treatment.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで 、 レ―ル表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物による密着性に優れた無 潤滑被膜により被覆されたリニアガイドレールが得られる。  Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, the surface of the rail is covered with a non-lubricating coating with excellent adhesion by the electrode consumable molten material or its reactant only by discharge surface treatment under atmospheric pressure. A guide rail is obtained.
また、 この発明は、 放電電極として、 Mo、 oS2 、 BN、 WS2 、 C, A u、 Ag、 Pb、 Sn、 I n、 N i等の潤滑性を有する金属の粉体を圧縮成形し た圧粉体電極、 あるいはこれらの金属による金属電極、 あるいはターカイトの粉 体を含む圧粉体電極を使用して無潤滑被膜を形成するリニアガイドレールの表面 処理方法を提供することができる。 Further, the present invention provides a method for compressing and molding a metal powder having lubricity such as Mo, oS 2 , BN, WS 2 , C, Au, Ag, Pb, Sn, In, or Ni as a discharge electrode. It is possible to provide a surface treatment method for a linear guide rail in which a non-lubricated coating is formed using a compacted electrode, a metal electrode made of such a metal, or a compacted electrode containing turquite powder.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで 、 レール表面を Mo、 M0S2 、 BN、 WS2 、 C, Au、 Ag、 Pb、 Sn、 I n、 Ni等の潤滑性を有する金属による無潤滑被膜、 あるいは夕一力イトを含 む密着性に優れた無潤滑被膜により被覆されたリニァガイドレールが得られる。 また、 この発明は、 レール表面に放電表面処理により耐蝕被膜を形成するリニ ァガイドレールの表面処理方法を提供することができる。 Therefore, without exposing the material to high temperature atmosphere, only discharge surface treatment under atmospheric pressure, a rail surface Mo, M0S2, BN, WS 2 , C, Au, Ag, Pb, Sn, I n, such as Ni A linear guide rail coated with a lubricating non-lubricating film made of a metal having lubricating properties or a non-lubricating film having an excellent adhesion including an adhesive can be obtained. Further, the present invention can provide a surface treatment method for a linear guide rail in which a corrosion-resistant coating is formed on a rail surface by discharge surface treatment.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで 、 レール表面を電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物による密着性に優れた耐 蝕被膜により被覆されたリニァガイドレ一ルが得られる。 また、 この発明は、 放電電極として、 Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 Cu等の耐蝕 性を有する金属の粉体、 あるいはそれらの化合物の粉体を含む圧粉体電極、 ある いはこれらの金属による金属電極を使用して耐蝕被膜を形成するリニアガイドレ ールの表面処理方法を提供することができる。 Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, the surface of the rail is covered only with a corrosion-resistant coating having excellent adhesion with the electrode consumable molten material or its reactant by simply performing the discharge surface treatment under atmospheric pressure. Is obtained. In addition, the present invention provides a discharge electrode comprising: a powder of a corrosion-resistant metal such as Ti, Ni, Cr, Mo, Cu, or the like; a green compact electrode containing a powder of a compound thereof; And a surface treatment method for a linear guide rail in which a corrosion-resistant coating is formed using a metal electrode according to the present invention.
従って、 素材を高温雰囲気に曝すことなく、 大気圧下での放電表面処理だけで Therefore, without exposing the material to a high-temperature atmosphere, only discharge surface treatment under atmospheric pressure
、 レール表面を Ti、 Ni、 Cu、 Mo, Cu等の耐蝕性を有する金属による密 着性に優れた耐蝕被膜により被覆されたリニァガイドレールが得られる。 図面の簡単な説明 In addition, a linear guide rail is obtained in which the rail surface is covered with a corrosion-resistant coating having excellent adhesion with a corrosion-resistant metal such as Ti, Ni, Cu, Mo, or Cu. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
第 1図 （a)〜 （c) は、 この発明によるリニアガイドレールの表面処理方法 による表面処理工程を含むリニァガイドレールの製造工程を示す説明図であり、 第 2図は、 この発明によるリニアガイドレールの表面処理方法を実施する表面処 理装置を示す説明図であり、 第 3図は、 直線運動部の案内機構の具体例を示す斜 視図である。 発明を実施するための最良の形態  FIGS. 1 (a) to 1 (c) are explanatory views showing a manufacturing process of a linear guide rail including a surface treatment step by a surface treatment method for a linear guide rail according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a surface treatment apparatus for performing a surface treatment method for a linear guide rail, and FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of a guide mechanism of a linear motion section. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面に従ってこれを説明する。 第 1図は、 この発明による表面処理方法による表面処理工程を含むリニァガイ ドレールの製造工程を示している。 リニアガイドレールの製造は、 単純形状の機 械構造用鋼を引き抜き加工により所定のレール断面形状に成形し、 レール素材 6 Owを作成するレール素材作成工程 （a) と、 レール素材 6 Owと放電電極 10 との間で放電を行ってレール表面に被膜 cを形成する放電表面処理工程 （b) と 、 砥石 Gを使用してレール表面を仕上げ研削する仕上げ工程 （c) により行われ 。  The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a linear guide rail manufacturing process including a surface treatment step by a surface treatment method according to the present invention. Manufacturing of linear guide rails consists of a rail material production process (a), in which a simple shape of steel for machine structure is formed into a predetermined rail cross-section by drawing, and a rail material 6 Ow is created. This is performed by a discharge surface treatment step (b) in which a discharge is generated between the electrodes 10 to form a film c on the rail surface, and a finish step (c) in which the rail surface is finish-ground using a grindstone G.
リニアガイドレールのレール素材 6 Owは、 従来の同様に、 単純形状の機械構 造用鋼を弓 [き抜き加工により所定のレ一ル断面形状に成形したものであり、 第 2 図に示されているように、 放電電極 1 0とレール素材 6 Owとの間にノズル 30 より加工液を吹きかけながら放電加工用電源装置 2 0によって電圧をパルス印加 する。 The rail material 6 Ow of the linear guide rail is formed by forming a simple shape steel for machine structure into a predetermined rail cross-sectional shape by punching, as in the conventional case, as shown in Fig. 2. Nozzle between the discharge electrode 10 and the rail material 6 Ow A voltage is pulse-applied by a power supply device for electric discharge machining 20 while spraying a machining fluid.
放電加工用電源装置 2 0は、 電源 2 1 と、 放電電極 1 0とレール素材 6 O wに 印加する電圧および電流のスイツチングを行うスィッチング素子 2 2と、 スイツ チング素子 2 2のオン ·オフを制御する制御回路 2 3と、 抵抗器 2 4により構成 されている。  The power supply device for electric discharge machining 20 includes a power supply 21, a switching element 22 for switching the voltage and current applied to the discharge electrode 10 and the rail material 6 O w, and an on / off operation of the switching element 22. It comprises a control circuit 23 for controlling and a resistor 24.
放電電極 1 0とレール素材 6 O wとの間に、 放電加工用電源装置 2 0により電 圧がパルス印加され、 ノズル 3 0よりの加工液中において、 放電電極 1 0とレー ル素材 6 O wと力く 1 0 m〜数 1 0〃mの所定の放電ギャップをおいて対向する ことにより、 放電電極 1 0とレール素材 6 O wとの間にパルス状の放電が発生す る。  A voltage is applied between the discharge electrode 10 and the rail material 6 O w by the electric discharge machining power supply device 20, and in the machining fluid from the nozzle 30, the discharge electrode 10 and the rail material 6 O w By opposing w with a predetermined discharge gap of 10 m to several 10 m, a pulse-like discharge is generated between the discharge electrode 10 and the rail material 6 O w.
この放電による放電エネルギによつてスパッ夕状の電極消耗溶融物質が生じ、 これがレール素材 6 O wの表面、 特に表面処理を必要とするボール転動面 6 1に 付着堆積し、 ボール転動面 6 1に電極消耗溶融物質による被膜 cが形成される。 なお、 上述のような放電表面処理は、 特表平 5 - 5 0 8 6 8 4号公報、 特開平 9 - 1 9 2 9 3 7号公報に示されている表面処理方法と同等の要領により行われ てもよい。  The discharge energy generated by this discharge generates a spatter-like electrode consumable molten material, which adheres and accumulates on the surface of the rail material 6 ow, particularly on the ball rolling surface 61 requiring surface treatment, and the ball rolling surface. In 61, a film c of the electrode consumable molten material is formed. In addition, the discharge surface treatment as described above is performed in the same manner as the surface treatment method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-520684, Japanese Patent Laid-Open No. 9-192937. May be done.
所定の放電ギャップを保つて放電電極 1 0とレール素材 6 0 wとを定速度で相 対移動させることにより、 ボール転動面 6 1の全体に被膜 cがー様に形成される。 被膜 cは少し厚めに形成し、 被膜形成後に研磨 （研削） 仕上げを行うことによ り、 ボール転動面 6 1の形状、 寸法を高精度なもの仕上げることができる。  By moving the discharge electrode 10 and the rail blank 60w relative to each other at a constant speed while maintaining a predetermined discharge gap, a coating c is formed on the entire ball rolling surface 61 in a uniform manner. By forming the coating c to be slightly thicker and performing polishing (grinding) after forming the coating, it is possible to finish the shape and dimensions of the ball rolling surface 61 with high precision.
上述のような放電加工による表面処理では、 母材と被膜の明確な境界が存在し ないため、 スクラッチ試験でも剝離が発生せず、 極めて強力な密着性の被膜 cを 得ることができる。  In the surface treatment by electric discharge machining as described above, since there is no clear boundary between the base material and the coating, separation does not occur even in a scratch test, and an extremely strong adhesive coating c can be obtained.
放電電極 1 0は、 金属電極、 あるいは金属粉末、 金属化合物の粉末を圧縮成形 した圧粉体電極を使用するができ、 これらの材質はリニアガイドレールの必要特 性に応じて選定されればょレ、。 硬質被膜が必要な場合には、 放電電極 1 0は、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Ta等 の硬質金属の粉体、 もしくはこれらの水素化物の粉体を圧縮成形した圧粉体電極 、 あるいはこれらの金属による金属電極を使用することができ、 加工液として H Cを含む放電加工油を使用することにより、 放電により消耗した電極材料と加工 液中の成分である炭素 Cとが反応して T i C等の金属炭化物による硬質被膜がボ 一ル転動面 61に形成され、 ボール転動面 61の硬度をビッカス硬度 Hv=20 00程度まで向上させることができる。 As the discharge electrode 10, a metal electrode or a green compact electrode obtained by compression molding a metal powder or a metal compound powder can be used.These materials should be selected according to the required characteristics of the linear guide rail. Les ,. When a hard coating is required, the discharge electrode 10 is made of a hard metal powder such as Ti, Zr, V, Nb, or Ta, or a green compact electrode obtained by compression-molding a powder of a hydride thereof, or Metal electrodes made of these metals can be used. By using electric discharge machining oil containing HC as the machining fluid, the electrode material consumed by the electric discharge reacts with carbon C, which is a component in the machining fluid, to cause T A hard coating made of a metal carbide such as iC is formed on the ball rolling surface 61, and the hardness of the ball rolling surface 61 can be increased to a Viccus hardness Hv = 2000.
これにより、 複雑な処理工程や特殊な設備を必要とすることなく、 素材を高温 雰囲気中に曝すこともなく、 大気圧下での放電表面処理だけで、 レール表面に硬 質被膜を密着性よく形成されたリニアガイドレールが得られる。  This eliminates the need for complicated processing steps and special equipment, does not expose the material to a high-temperature atmosphere, and improves the adhesion of the hard coating to the rail surface by simply discharging the surface under atmospheric pressure. The formed linear guide rail is obtained.
無潤滑被膜が必要な場合には、 Mo、 MoS2 、 BN、 WS2 、 C、 Au、 A g、 Pb、 Sn、 In、 N i等の潤滑性を有する金属の粉体、 あるいはこれらの 金属粉体を含む圧粉体電極、 あるいはこれらの金属による金属電極、 あるいは一 般に、 夕一カイトと呼ばれている炭素とフッ素との化合物 （PFPE) の粉体を 含む圧粉体電極を使用することができ、 加工液として水を使用することにより、 放電により消耗した電極材料による自己潤滑被膜がボール転動面 61に形成され If a non-lubricating coating is required, lubricating metal powders such as Mo, MoS 2 , BN, WS 2 , C, Au, Ag, Pb, Sn, In, and Ni, or these metals Use a compacted electrode containing powder, or a metal electrode made of these metals, or a compacted electrode containing a powder of a compound of carbon and fluorine (PFPE), commonly called Yuichi Kite By using water as the working fluid, a self-lubricating film made of the electrode material consumed by the discharge is formed on the ball rolling surface 61.
これにより、 複雑な処理工程や特殊な設備を必要とすることなく、 素材を高温 雰囲気中に曝すこともなく、 大気圧下での放電表面処理だけで、 レール表面に無 潤滑被膜を密着性よく形成され、 真空雰囲気でも使用可能な無潤滑リニアガイド レールカヾ得られる。 This eliminates the need for complicated processing steps and special equipment, does not expose the material to a high-temperature atmosphere, and provides a non-lubricating film with good adhesion to the rail surface by only discharging surface treatment under atmospheric pressure. A lubricated linear guide rail that can be formed and used even in a vacuum atmosphere is obtained.
耐蝕被膜が必要な場合には、 Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 Cu等の耐蝕性を有す る金属の粉体、 あるいはそれらの化合物の粉体を含む圧粉体電極、 あるいはそれ らの金属による金属電極を使用することができ、 加工液として水を使用すること により、 放電により消耗した電極材料による耐蝕被膜がボール転動面 61に形成 される。  If a corrosion-resistant coating is required, powder of a metal having corrosion resistance, such as Ti, Ni, Cr, Mo, Cu, etc., or a green compact electrode containing a powder of such a compound, or a metal such as these By using water as the working fluid, a corrosion-resistant coating made of the electrode material consumed by the discharge is formed on the ball rolling surface 61.
これにより、 複雑な処理工程や特殊な設備を必要とすることなく、 素材を高温 雰囲気中に曝すこともなく、 大気圧下での放電表面処理だけで、 レール表面に耐 蝕被膜を密着性よく形成されたリニァガイドレールが得られる。 産業上の利用の可能性 This allows materials to be heated to high temperatures without the need for complicated processing steps or special equipment. A linear guide rail in which a corrosion-resistant coating is formed on the rail surface with good adhesion can be obtained simply by discharging the surface under atmospheric pressure without exposure to the atmosphere. Industrial applicability
上述のように、 この発明によるリニアガイドレールは、 レール表面、 特にリニ ァガイドブロック側のリニァモーンョンボールベアリングのボールが転動するボ As described above, the linear guide rail according to the present invention has a ball surface on which the balls of the linear motion ball bearing, particularly the linear guide ball on the linear guide block side, roll.
—ル転動面に、 放電表面処理による所要性能の被膜力形成されているから、 種々 の工作機械や産業機械などにおける直線運動部の案内部材として利用することが できる。 -Because the required rolling force is formed on the rolling surface by electric discharge surface treatment, it can be used as a guide member for linear motion parts in various machine tools and industrial machines.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1. レール表面に放電加工による放電エネルギによって生じる放電電極の電極消 耗溶融物質あるし、はそれの反応物が付着堆積し、 レール表面に電極消耗溶融物質 あるいはそれの反応物による被膜が形成されていることを特徴とするリニァガイ ドレール。 1. Discharged electrode depleted material generated by the discharge energy generated by electric discharge machining on the rail surface, and its reactant adheres and deposits, and a film of electrode depleted molten material or its reactant is formed on the rail surface. The linear guide rail is characterized by that.
2. 前記被膜が硬質被膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリニァ ガイ ドレール。 2. The linear guide rail according to claim 1, wherein the coating is a hard coating.
3. 前記硬質被膜が Ti、 Zr、 V、 Nb、 T a等の炭化物による硬質被膜であ ることを特徵とする請求の範囲第 2項記載のリニァガイドレール。 3. The linear guide rail according to claim 2, wherein the hard coating is a hard coating made of a carbide such as Ti, Zr, V, Nb, and Ta.
4. 前記被膜が無潤滑被膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリ二 ァガイドレール。 4. The linear guide rail according to claim 1, wherein the coating is a non-lubricated coating.
5. 前記無潤滑被膜が Mo、 MoS2 、 BN、 WS2 、 C、 Au、 Ag、 Pb、 Sn、 I n、 Ni等の潤滑性を有する金属による無潤滑被膜あるいは夕一カイト を含む無潤滑被膜であることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のリニァガイド レール。 5. The non-lubricated coating is made of a lubricating metal such as Mo, MoS 2 , BN, WS 2 , C, Au, Ag, Pb, Sn, In, Ni, etc. 5. The linear guide rail according to claim 4, wherein the linear guide rail is a coating.
6. 前記被膜が耐蝕被膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリニァ ガイ ドレール。 6. The linear guide rail according to claim 1, wherein the coating is a corrosion-resistant coating.
7. 前記耐蝕被膜が Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 C u等の耐蝕性を有する金属によ る耐蝕被膜であることを特徴とする請求の範囲第 6項記載のリニァガイドレール c 7. The linear guide rail c according to claim 6, wherein the corrosion-resistant coating is a corrosion-resistant coating made of a metal having corrosion resistance, such as Ti, Ni, Cr, Mo, or Cu.
8. 加工液中においてリニアガイドレールの素材と放電電極とを所定の放電ギヤ ップをおいて対向させてレール素材と放電電極との間に放電を発生させ、 放電工 ネルギによって生じる電極消耗溶融物質あるレ、はそれの反応物をレ一ル素材の表 面に付着堆積させ、 レール表面に電極消耗溶融物質あるいはそれの反応物による 被膜を形成することを特徴とするリニアガイドレールの表面処理方法。 8. In the machining fluid, the material of the linear guide rail and the discharge electrode are opposed to each other with a predetermined discharge gap to generate a discharge between the rail material and the discharge electrode. The surface treatment of a linear guide rail, characterized by depositing the reactant of the substance on the surface of the rail material and forming a coating on the rail surface with the electrode consumable molten material or its reactant. Method.
9. レール表面に硬質被膜を形成することを特徵とする請求の範囲第 8項記載の リニァガイドレールの表面処理方法。 9. The surface treatment method for a linear guide rail according to claim 8, wherein a hard coating is formed on the rail surface.
1 0. 放電電極として、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Ta等の硬質金属の粉体、 もし くはこれらの水素化物の粉体を圧縮成形した圧粉体電極、 あるいはこれらの金属 による金属電極を使用し、 加工液として HCを含む放電加工油を使用して硬質被 膜を形成することを特徴とする請求の範囲第 9項記載のリニァガイドレールの表 面処理方法。 10. As the discharge electrode, powder of a hard metal such as Ti, Zr, V, Nb, Ta, etc., or a compacted electrode obtained by compression molding a powder of these hydrides, or a metal electrode made of these metals 10. The surface treatment method for a linear guide rail according to claim 9, wherein the hard coating is formed by using an electric discharge machining oil containing HC as a machining fluid.
1 1. レール表面に無潤滑被膜を形成することを特徴とする請求の範囲第 8項記 載のリニァガイドレールの表面処理方法。 1 1. The surface treatment method for a linear guide rail according to claim 8, wherein a non-lubricating film is formed on the rail surface.
12. 放電電極として、 Mo、 MoS2 、 BN、 WS2 、 C. Au、 Ag、 Pb 、 Sn、 I n、 N i等の潤滑性を有する金属の粉体を圧縮成形した圧粉体電極、 あるいはこれらの金属による金属電極、 あるいはターカイ卜の粉体を含む圧粉体 電極を使用して無潤滑被膜を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載 のリニァガイドレールの表面処理方法。 12. As a discharge electrode, Mo, MoS 2 , BN, WS 2 , C. A green compact electrode obtained by compression molding a powder of a metal having lubricity such as Au, Ag, Pb, Sn, In, Ni, etc. 12. The surface of the linear guide rail according to claim 11, wherein the non-lubricated film is formed using a metal electrode made of these metals or a green compact electrode containing turquoise powder. Processing method.
13. レール表面に耐蝕被膜を形成することを特徴とする請求の範囲第 8項記載 のリニァガイドレ―ルの表面処理方法。 13. The surface treatment method for a linear guide rail according to claim 8, wherein a corrosion-resistant coating is formed on the rail surface.
14. 放電電極として、 Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 C u等の耐蝕性を有する金属 の粉末、 あるいはそれらの化合物の粉体を含む圧粉体電極、 あるいはこれらの金 属による金属電極を使用して耐蝕被膜を形成することを特徵とする請求の範囲第14. As a discharge electrode, use a powder of a corrosion-resistant metal such as Ti, Ni, Cr, Mo, or Cu, or a compact electrode containing a powder of such a compound, or a metal electrode made of such a metal. Forming a corrosion-resistant coating by forming
13項記載のリニァガイドレールの表面処理方法。 Item 13. The surface treatment method for a linear guide rail according to item 13.
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