WO2004052579A1

WO2004052579A1 - 放電加工用電極とロールの放電加工機および加工方法

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Description

明細書放電加工用電極とロールの放電加工機および加工方法技術分野

本発明は、電極内部から加工液を流出させるための内腔を備えた放電加工用の電極と、この電極を備えるロール用放電加工機に関する。この放電加工機は、ダル仕上げ用圧延ロール等のロールの放電加工に適している。本発明はまた、圧延口一ル等のロールの放電加工方法にも関する。背景技術

鋼帯のダル仕上げに用いられる圧延ロールは、圧延ロール自体の表面がダル加ェされている。圧延ロールのダル加工は、従来の金属粒を投射する方法のほか、最近は放電加工によっても行われるようになってきた。

放電加工は、絶縁性の加工液中で被加工物と電極との間に周期的にパルス波形電圧を印加してアーク放電を発生させ、その熱で被加工物の表面を溶融 ·除去する加工方法である。ロール表面の放電が発生した個所にクレー夕状の凹みが生成して、ロール表面が粗面化する。加工液は、放電に必要な絶縁性環境を与えると同時に、放電加工で生ずる除去かすである加工粉を電極周辺から追い出したり、加工熱を吸収して加工部を冷却する役目も果たす。

圧延ロールの放電加工は、典型的には、被加工物であるロールに対向して配置された電極を備えた放電加工機を用いて、ロールを回転させると同時に、電極をロール軸方向に移動（通常は往復移動）させながら行われる。従って、ロール表面は連続的にスパイラル状に放電加工を受け、スパイラル状の加工筋が口一ル表面に発生する。電極のロール軸方向への移動を反復すると、遂にはロール表面の全体を放電加工によつて粗面化することができる。放電を起こすには電極と口一ルとの間の間隙を狭くする必要があるので、電極に装着したサ一ボモータにより電極を前進または後退させて、該間隙を放電に適した大きさに制御する。

ダル加工された圧延ロールは、鋼帯のダル仕上げに使用されると、表面凹凸が急速に摩耗するため、通常はロール表面の使用寿命は数時間〜数日程度である。表面凹凸が摩耗した圧延ロールは、研磨して表面を平滑にした後、再び放電加工によりダル加工が施される。即ち、圧延ロールは、研磨—放電加工→圧延のサイクルで、ロール径が所定の有効使用径になるまで、繰り返し使用される。そのため、放電加工はなるべく短時間に行うことが求められる。

放電加工による圧延ロールのダル加工を迅速に行うため、一度の放電による加工面積を増大させる目的で、複数個の電極をロール軸方向および周方向に一定間隔で並べて配列した放電加工機を利用することができる。

圧延ロールの放電加工によるダル加工には、次のような問題点がある。

上記のようにロール表面をスパイラル状に放電加工する場合、放電加工の強度が強すぎると、強い加工筋がスパイラル状に発生し、これが加工後のロール表面にも残存して、圧延された鋼帯に転写され、圧延不良品が発生する。

また、放電加工には放電の集中という現象が有る。これは、（1) 放電が被加工物（ロール）と電極との間の間隙が最も狭い箇所に発生しやすいこと、及び (2) 放電によって発生した加工粉（ロールや電極の削りかす）が導電性で、放電を伝播する媒体となるため、加工粉が滞留した箇所で放電が発生しやすいこと、に起因する。

例えば、ロールの放電加工に伴って電極先端が消耗する。そのため、放電加工の終了後、ロールに対向していた電極端面は、ロール周方向の外面形状とロール軸方向のクラウン形状とに沿った曲面形状になっている。この電極を用いて、次に口一ル径が異なるか、またはクラウン形状の異なる口一ルを放電加工すると、部分的にロールと電極との間隙が狭くなり、その部分に放電が集中する。

また、加工液の供給量または流れが不十分であると、加工粉が電極周辺に滞留しゃすく、一旦放電が発生した箇所の近くに放電が集中しがちである。

放電の集中現象が発生すると、口一ル表面には、電極の通り道に沿って強度のスパイラル状の加工痕が形成され、それがロールで圧延された鋼帯に転写される結果、やはり圧延不良品の発生原因となる。

特開昭 53— 722% 号公報には、放電の集中を防止するため、電極を小片に分割することが開示されている。米国特許第 4， 870， 243 号には、放電の安定化と分散の目的で、加工液に黒鉛や金属粒子等の導電性材料の粉末を少量含有させることが記載されている。

電極の配置に関しては、特開昭 55— 150923号公報に、電極とロールの接触による短絡を防止するため、電極を、ロールの軸心に向かうように配置するのではなく、ロール回転方向と逆方向に傾けて配置することが開示されている。発明の要約

本発明は、強度の加工筋の発生や、放電の集中現象を防止することができる放電加工機および放電加工方法と、それに用いる放電加工用電極を提供することであ。

放電加工で強い加工筋を発生させないようにするには、（a) 単位時間当たりの放電発生回数を減じる、あるいは（b) 被加工物であるロールと電極との相対移動速度を大きくする等の手法が考えられる。しかし、（a) の手法は加工効率を低下させるので、迅速な加工が求められる圧延ロールの放電加工には受け入れられない。（b) の手法は、電極の送り速度やロールの回転数を増大させることが必要となるが、放電加工機の機械的制約と、放電のために電極とロールとの間隙を数 10 u rn 程度に制御しなければならないこととを考慮すると、現実的でない。

放電が集中する現象を回避するには、前記 (a) の加工効率を下げる手法および (b) の電極とロールとの相対速度を増大させる手法に加え、（c) 放電が発生する電極端面の面積を小さくする手法が考えられる。しかし、（c) の手法では、単位面積当たりの加工密度が高くなり、強度の加工筋が生成し易くなる。

前述したように、加工するロールを取り替えた時、取り替えたロールのロール径ゃクラウン形状が先に加工したロールのものと異なると、電極とロールとの間隙（電極/ロール間隙）が部分的に狭くなり、その部分に放電が集中してスパイラル状の加工痕が発生する。この現象に関しては、電極端面の面積が大きいと、電極の消耗が小さくなるため、電極には先に加工したロールの口一ル径ゃクラウン形状が長く残り、かえつて放電の集中による加工を発生させてしまう。

本発明者らは、加工するロール径変化に伴う電極/ロール間隙の変化が、電極をロール軸方向に長くして扁平にすると影響が小さくなり、口一ル径の変化に対応し易くなることに着目した。ロール径の曲率の方がクラウンの曲率よりずつと大きい（曲率半径がずつと小さい）ので、口一ル径の変化に伴う影響を最小限にすることが、放電集中の防止に有効である。

さらに、ロール軸方向に長くした扁平な電極を使用すると、ロール回転につれて形成される粗面化された加工部が横に広がるので、加工密度が低下し、強い加ェ筋が発生することが防止され、加工痕ができにくくなる。

加工粉が電極付近に滞留することによる放電の集中を避けるには、電極を中空にして、電極の内腔から加工液を流出させ、電極から外向きへの加工液の流れを作り出すことが有効である。

このような中空電極を使用する場合、電極/ロール間隙が広い部分から加工液が多く流出するため、間隙の狭い部分は、間隙が広い部分より加工粉が滞留し易い。従って、間隙の狭い部分は、間隙の狭さと加工粉の滞留の両方の原因で放電集中が非常に起こり易い。放電集中を最小限にずるには、間隙をなるベく均一にするため、電極をロール軸心に向かう方向に配置することが好ましい。

1側面において、本発明は、被加工物に対向する先端から加工液を流出できる内腔を有する放電加工用の電極であって、電極先端の端面が、この端面を電極長さ方向と直交する面に投影した電極投影面（以下、先端投影面という）の該内腔に対応する孔部を除いた面積（以下、先端投影面積という）が 70 舰²以下で、かっ該投影面における最大長さ（L )とそれに直交する方向の長さ (T)との比（L / T)で表される扁平率が 1. 5 以上となる扁平形状を有することを特徴とする、放電加工用電極である。

別の側面において、本発明は、ロールに対向して配置された 1または 2以上の電極を備えたロール用放電加工機であって、該電極はロールに対向する先端から加工液を流出できる内腔を有し、該電極先端の端面が、この端面を電極長さ方向と直交する面に投影した電極投影面 (先端投影面）の該内腔に対応する孔部を除いた面積 (先端投影面積)が 70 誦 ²以下で、かつ該投影面の最大長さ（L )とそれに直交する方向の長さ（T)との比（L / T)で表される扁平率が 1. 5 以上となる扁平形状を有し、かつ前記投影面の最大長さ（L )が該ロールの軸方向にほぼ平行となるように電極が配置されていることを特徴とするロール用放電加工機である。ここで、「ほぼ平行」とは、投影面の最大長さ（L )の方向とロール軸方向との角度が 10° 以内であることを意味する。この角度は好ましくは 5 ° 以内であり、 0 ° であることが最も好ましい。

好適態様において、前記 1または 2以上の電極は、電極の長さ方向がロール軸心に向かうように配置されている。放電加工機が複数の電極を備える場合、電極はロール周方向に複数の列をなして千鳥状に配置されることが好ましい。

本発明によればまた、前記放電加工機を用いたロールの放電加工方法であって、前記内腔から加工液を流出させながら、ロールと電極をロールの周方向および軸方向に相対移動させることによってスパイラル状にロールを放電加工することを特徴とする、ロールの放電加工方法が提供される。

前記の千鳥状に配置された電極を備える放電加工においては、前記ロールの周方向および/または軸方向の相対移動速度を調節することによって、放電加工されない領域が残らないようにロールを放電加工することが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、ロール用放電加工機の概略説明図である。

図は、試験に用いた代表的な中空電極 A〜Dの先端投影面の形状とロール軸を水平方向とした時の配置方向を、先端投影面積（断面積）と共に示す。

図 3は、図 2の電極 A〜Dを用いて放電加工した場合の加工表面の模式図である。

図 4は、電極を複数列で千鳥状に配置した例を示す説明図である。

図 5は、実施例で使用した電極の先端投影面の形状を示す説明図である。

図 6〜図 1 1は、ロールに対する電極の配置を示す説明図であり、いずれも口

—ル軸方向からみた側面図である。

図 6は、電極をロール軸心に向かう方向から外れて配置した状態を示す。

図 7は、電極をロール軸心に向かう方向に配置した状態を示す。

図 8は、図 6の電極を用いて加工するロールが、より小径のロール [図 8 (a) ] から、より大径のロール [図 8 (b) ]に交換された場合の状況を示す。

図 9は、図 7の電極を用いて加工するロールが、より小径のロール [図 9 (a) ] から、より大径のロール [図 9 (b) ]に交換された場合の状況を示す。図 1 0は、いずれもロール軸心方向に向けた複数の電極をロール周方向に複数列に配置した場合を示す。

図 1 1は、電極がロール軸心に向かわない場合の電極と大径および小径ロールとの位置関係を示す。発明を実施するための最良の形態

図 1に圧延ロールの放電加工に使用される放電加工機の 1例を模式的に示す。この放電加工機には、被加工物である圧延ロール 8が回転可能に取り付けられている。即ち、圧延ロール 8は、その両側のロール支承部が軸受け台 11に載置され、端面固定装置 5、 6にて位置決めされた後、ロール駆動装置 9により回転駆動される。この放電加工機の電極ホルダ 7には、普通には複数の電極が適宜の配置で取付けられている。電極ホルダ 7は、そのへッド部に通したボウル（bowl)スクリュ一機構 12を駆動装置 10により回転させることによって、口一ル幅に渡って口ール軸方向に往復移動する。

図示していないが、電極先端とロールとの間隙を放電に最適な大きさに制御可能にするため、電極ホルダへの電極の取付は、適当なサ一ボモータとスクリユー機構を介して行われる。電極と圧延ロールとの間隙は加工液で満たされる。図示の放電加工機を使用した圧延ロールの放電加工は、圧延ロールを回転させると同時に、電極ホルダ、従って、電極をロール軸方向に移動させながら行われる。即ち、被加工物であるロールと電極は、放電加工中にロールの周方向と軸方向の両方向に相対的に移動するので、放電加工により形成された加工筋はロール表面にスパイラル状に走る。

図示例では、ロールを回転駆動させ、電極を軸方向に移動させる放電加工機を示したが、ロール周方向の相対移動に関しては、ロールの回転駆動の代わりに電極をロール周方向に移動させてもよく、その両者を併用することもできる。同様に、ロール軸方向の相対移動に関しても、電極ではなく、口一ルまたはロールと電極の両方を軸方向に移動させることもできる。

本発明に係る放電加工用電極は、加工液流出用の内腔を有し、電極の先端から被加工物（例、圧延ロール）に向けて加工液を流出させることができる。典型的には、この電極は内部に貫通孔を有する管状の中空電極である。但し、内腔は、その出口が電極先端に位置していればよく、電極の全長をその長さ方向に貫通している必要はない。例えば、加工液の入口が電極長さの中途に位置することも可能である。電極の内腔への加工液の供給には周知の適宜手段を利用できる。電極の長さ方向とは、一般に細長い放電加工用電極の長さ方向を意味し、電極先端の端面と交差する。但し、端面は放電時の電極の消耗により湾曲したり、斜めになっていることがあるので、電極の長さ方向とその先端の端面とは直交するとは限らない。本発明では、加工液が電極内に設けた内腔を通ってその先端から流出する。従って、長さ方向と加工液の流出方向とはほぼ一致する。

電極先端から加工液を流出させることで、電極と被加工物との間の狭い間隙から周囲への外向きの加工液の流れが作られる。そのため、放電加工で発生した加ェ粉を電極近傍から確実に追い出すができ、電極近傍に加工粉が滞留することによる放電集中が防止される。

本発明の放電加工用電極は、被加工物に対向する電極先端の端面が、この端面を電極長さ方向と直交する面に投影した電極投影面（以下、先端投影面という）の該内腔に対応する孔部を除いた面積（以下、先端投影面積という）が 70 mm²以下で、かつ該投影面における最大長さ（L )とそれに直交する方向の長さ（T)との比（L /T)で表される扁平率が 1. 5 以上となる扁平形状を有する。

内腔に対応する孔部を除いた電極の先端投影面積とは、放電面となる電極端面の面積を意味する。電極の先端投影面積が 70 讓 ²を超えると、電極先端の消耗が遅いため、被加工物であるロールを違う形状のものに取り替えた場合に、電極先端形状が交換したロールの形状に沿った形状になるまでの時間がかかり、放電集中による加工痕の発生を十分に防止することができない。

電極の先端投影面積を小さくしすぎると、電極の消耗が速く、電極の交換頻度が増加するので、下限は 10 mm²程度が好ましい。先端投影面積は、より好ましくは 15~50 mm²である。

ロールを放電加工する場合、本発明の外形が扁平な電極は、先端投影面の最大長さ（L )がロールの軸方向にほぼ平行となるように放電加工機の電極ホルダに取り付けられる。それにより、電極を分割することなく、放電を分散させて、放電集中を抑制することができる。

図 2に各種の中空電極の先端投影面の形状と配置を、その先端投影面積（図中では断面積と表示）と共に示す。図中、ロール軸方向は水平方向である。図 3は、図 2に示した電極 A、 B、 C、 Dを使用して放電加工を行うときのロール表面の加工状態を電極断面形状と共に示す。

電極 A、 Bは円形断面を有する比較用の円筒形中空電極であり、先端投影面積が互いに異なる。電極 C、 Dは、全く同一形状の本発明に従った断面が扁平形状の中空電極であるが、電極ホルダに取付けるときの向きが異なる。即ち、電極 C では、先端投影面の最大長さ（L ) (以下、長軸ともいう）がロール周方向に向いているのに対し、電極 Dでは、この長軸が口一ル軸方向に向いている。

先端投影面積の大きい円形断面の電極 Aを用いてロールを放電加工すると、図 3に示すように、放電密度が低いため、ロール表面に放電により生じた斑点状凹凸は、電極の外径には達しない大きさ（ほぼ電極の肉厚に相当する大きさ）の集団となり、残りの部分では凹凸はまばらになる。このような凹凸集団からなるスパイラル状模様がロールに付与され、パスを重ねる毎に凹凸集団が広がって加工が進むことになる。ロール全面に凹凸集団が付与されたときには、ロール表面には最初に見られたスパイラル模様は見えなくなっているが、実際にはスパイラル状の凹凸集団の個所では他の箇所より多く放電が起こっているため、ミクロ的に凹んだ状態になっている。この凹みは、ロールを用いて鋼帯圧延する際に鋼帯に転写される。

先端投影面積がずつと小さい円形断面の電極 Bを使用した場合には、放電はほぼ電極幅に分散された状態になり、斑点状凹凸がまばらな個所はできない。しかし、放電が発生する幅（加工筋の幅）が狭いため、加工密度が高く、加工初期の段階から既に強度のスパイラル状の加工痕が発生する。

扁平な電極を、その長軸をロールの周方向（回転方向）に向けた電極 Cについても、電極 Bと同様のことが言える。これは、一般に口一ルの回転による周方向へのロール/電極の相対移動速度（周速度）の方が、ロール軸方向への相対移動速度よりはるかに大きいからである。例えば、ロール/電極の相対移動速度は、ロール周方向が 100〜800 ram/sec, 口一ル軸方向が 1〜20 ram/sec であり、スパィラルとロール周方向との交差角は 10° 以下である。従って、相対移動は周方向が主になる。電極 Cでは、周方向における電極の幅（周方向と直交する軸方向の電極寸法）が電極の先端投影面の短軸に相当する小さな大きさとなるので、放電加工の幅が小さく、小径の電極 Bと同様の結果となる。

一方、本発明に従って、扁平な電極を、その先端投影面の長軸をロール軸方向に向けた電極 Dを使用してロールを放電加工すると、電極の肉厚程度の小さな凹凸集団が電極の長軸に達する幅で分散した加工模様が形成される。この配置では、ロール周方向における電極の幅が電極先端投影面の長軸の大きさとなり、放電加工の幅が広がる。従って、 Dが放電の分散性が最も良好である。このような幅広の小さな凹凸集団の模様はスパイラル状に付与されるものの、最初に形成された個々の集団の強度が小さいため、パスを重ねるとスパイラル状模様が不鮮明になり、全体として均質に凹凸を付与することができる。

つまり、扁平な電極を長軸がロール軸方向と平行になるように配置すると、加ェ筋が広がって、分散するため、先端投影面積が小さくても、加工が強くならず、強加工による加工痕の発生を防止することができる。

上記の電極 A〜Dを用いて放電加工することにより粗面化した圧延ロールを鋼帯のダル加工圧延に使用した場合、電極 A、 Bまたは Cで放電加工した圧延ロールでは、圧延後の鋼帯表面に特に異常が見られない場合でも、砥石による研磨検査を実施すると品質不良が見つかる。即ち、最初に加工されたスパイラル状模様の箇所は、ロール表面が強く凹んでいるため、鋼帯には凸部となって現れ、研磨すると、スパイラル状の凸模様が浮かび上がって、品質不良となる。

これに対し、電極 Dを使用して放電加工した圧延ロールは、最初に加工されたスパイラル状模様の部分の凹凸集団の凹みが非常に細かい。その結果、このロールを圧延に適用しても、鋼帯の品質不良は生じない。

本発明の放電加工用電極において、電極の先端投影面における最大長さ（L )とそれに直交する方向の長さ（T)との比（L / T)で表される扁平率は 1. 5 以上とする。扁平率が 1. 5 より小さいと、放電の分散性が不十分となり、電極 Bに近い結果となる。 —方、電極の扁平率を大きくしすぎると、電極ホルダを大きくする必要がある、ロールエツジ部で電極の一部がロールバレルから外れる等の問題が発生する。一般的には、扁平率は 10以下とすることが好ましい。より好ましい扁平率は 3〜 8である。装置仕様やロールエッジのどこまで加工が必要なのかによって、適当な扁平率を選択することができる。

本発明の放電加工用電極は、銅、グラフアイ卜、その両者の複合材料といった、従来より使用されてきた材料から作製することができる。

放電加工は、電極 1個でも実施できるが、一度に加工される加工面積を広げるため、複数の電極を並べて電極ホルダに配置することが好ましい。複数の電極を使用する場合、図 4に示すように、ロール周方向に複数の列ができるように、電極を千鳥状に配置することが好ましい。

図 4に示す例では、 12個の電極が、いずれもその先端投影面の長軸方向がロール軸方向（図の水平方向）に平行となるような向きで、 4個ずつ 3列に分かれて配置されている。従って、 3列はロール周方向に離間した列である。各列における電極の離間距離は同じであるが、各列を互いにロール軸方向に少しずつずらすことにより、千鳥状の配置となっている。

ロール周方向への複数の列を千鳥状に配置すると、 1列目の電極群に放電加工される領域が 2列目の電極群に放電加工される領域と一部重複し、放電加工される領域の間に放電加工されない領域が残ることがない。また、ロール回転速度と放電加工用電極のロール軸方向への送り速度（即ち、ロール周方向とロール軸方向へのロールと電極の相対移動速度）を調節することにより、 1列目と 2列目の放電加工される領域を一部重複させ、放電加工される領域の間に放電加工されない領域を残さないようにすることが可能である。 2列目と 3列目の電極群についても、同様である。

放電加工に使用する加工液は、通常は絶縁油である。放電の安定性を向上させるため、加工液にカーボン（例、グラフアイ卜）、金属、シリコン等の導体または半導体から選ばれた 1種または 2種以上の粉末を含有させてもよい。加工液に添加するのが特に好ましい粉末は力一ボンである。

本発明では、加工液は、電極の内腔を経て電極の先端からロール表面に向かつて流出させる。必要に応じて、加工液の一部は、電極を通らない経路で供給してもよい。使用ずみの加工液は、例えば、磁気手段により加工粉を除去した後、放電加工に再利用できる。実施例

(実施例 1 )

図 1に関して上述した放電加工機に、図 5に示す多様な先端投影形状 a〜kを有する中空電極を取り付けて、放電加工試験を実施した。

各試験において、同一投影形状の 12個の電極を図 4に示すように千鳥状に放電加工機に配置した。扁平形状の電極の場合、先端投影面の最大長さ方向がロール軸方向と平行になるように各電極を配置した。放電加工試験は、ロールを回転させると同時に、電極をロール軸方向に往復移動させながら実施した。使用した加ェ液は絶縁油であり、この加工液を放電加工中に電極の内腔を通して先端から流出させた。

放電加工は、ロール表面に中心線平均粗さ Ra= 1. 0 w in または 3. 0 u m の凹凸を形成する条件で実施した。こうして放電加工したロールを用いて圧延した鋼帯の検査結果を表 1に示す。

表 1において、電極先端投影面積および扁平率に示す符号「*」は本発明の範囲外であることを示す。検査結果の符号「X」は、スパイラル状加工筋が顕著に見られ、ロール交換をする必要が生じたことを示す。「△」は、加工筋はより目立たないが、目視で加工筋があることが確認できたことを示す。「〇」は、加工筋が全く見られなかったことを示す。表 1

表 1に示すように、電極の先端投影面積が 70 mm²以下で、扁平率が 1. 5 以上の形状の電極を使用して圧延ロールを放電加工すると、そのロールで圧延した鋼帯の検査において良好な結果が得られた。

本発明に係る電極を用いて、一般に使用される中心線平均粗さ Ra= 0. 6-4. 0 m 程度の放電加工を圧延ロールに施すと、そのロールを用いて圧延した鋼帯の検査工程で品質の不具合がなく、また電極取り替え頻度も操業を満足できる程度に留めることが可能になる。

(実施例 2 )

本実施例では、本発明に係る加工液流出用の内腔を備えた放電加工用電極を、その長さ方向が口一ル軸心（回転軸）に向かうように配置することの効果を説明および例示する。

図 6は、放電加工用電極 1をその長さ方向がロール 2の軸心 3に向かわない角度で配置した状態を示す。一方、図 7は、本発明の好適態様に従って、電極 1をその長さ方向がロール 2の軸心 3に向う角度で配置した状態を示す。これらは側面図であるため、図には見えないが、電極 1の内部には加工液流出用の内腔が長さ方向に貫通している。

図 8 (a) は、図 6に示した電極配置で、加工液を電極先端から流出させながら、小径ロールを放電加工している状態を示す。口'ール 2に対向する電極 1の端面は、放電加工による消耗によって、小径ロールの曲率に沿った曲面となっている。図中の矢印は加工液の流れを模式的に示す。図 8 (a) では、ロール 2と電極 1 との間の間隙が均一であるため、電極を通って供給される加工液は、間隙のどこからもほぼ均一な流速で流れる。

このように端面が小径ロールの曲率に沿った曲面になっている電極 1を使用して、大径ロールを放電加工している状態を、図 8 (b) に示す。この場合、放電はロール 2と電極 1の間隙が最も狭い A部から発生し易い。一方、加工液は、太線の矢印で示すように、間隙の広い B部から流出し易く、 A部では細線の矢印で示すように、流出量が少なくなる。そのため、放電が発生し易く、加工粉の発生量も多い A部では、加工粉の滞留による放電発生も加わって、放電が集中し、加工痕の発生が起こり易くなる。

一方、図 7に示した好ましい電極配置（電極 1の長さ方向がロール 2の軸心 3 に向かう）の場合について、小径ロールの加工から大径口一ルの加工へ移行した時の状態を、図 9 (a)，（b)に示す。図 9 (a) に示すように、小径ロール 2を放電加工することにより、電極 1の端面は、小径ロールの曲率に沿った曲面形状となる。

この電極 1を大径ロールの放電加工に使用すると、図 9 (b) に示すように、放電は、最も間隙が狭くなる電極周辺部で発生し易い。しかし、図 8 (b) とは異なり、電極周辺部では全体的に間隙が均一になるため、 A部と B部のいずれの側でも同じように放電が起こる。加工液の流れも A部と B部でほぼ均一となる。そのため、放電によって発生した加工粉が局部的に滞留することがなく.、放電の集中が発生しにくい。

電極が円筒形であると、電極のロール軸方向の両側からの加工液の流出が大きくなり、加工液の流れが不均一となることがある。しかし、本発明では、断面が扁平な電極を、断面の長軸が口一ル軸方向に平行となるように配置する。そのため、ロール軸方向の両側からの加工液の流出増大を最少限に抑えることができるので、放電集中を効果的に防止することができ。

図 1 0に、図 9 (a) に示すように配置した複数の電極を用いて放電加工する場合を示す。ロール周方向に 3段に配置された電極 1、 Γ、 1"は、いずれもロール軸心に向かうように配置されている。図には見えないが、各段は、例えば、図 4 に示すように、複数個（例、 3 ~ 6個）の電極の列から構成し、他の段の電極と重ならないように、各段の電極の位置を互いにずらして千鳥状に電極を配置することが好ましい。各電極は、ロールとの間隙を制御するため、サ一ボモータならびにスクリュ機構 4、 4'、 4"によって電極の長さ方向への前進および後退が可能である。

図 1 1には、電極を図 8 (a)，（b)に示すように配置して、小径ロール 2と大径口一ル 2 ' を放電加工する場合を示す。 Dは大径ロールの直径、 dは小径ロールの直径であり、ひは小径ロール加工における電極軸（長さ方向）とロール周面との交点とロール軸心とを結んだ線と、電極軸との交差角である。大径ロール 2，の場合の交差角は、 αより小さくなるので、交差角はロール径により変化することが理解されよう。一方、図 1 0に示すように電極を配置した場合には、もちろん、ひは口一ル径によらず、常に 0 ° である。

表 2および 3に、それぞれ図 1 0および図 1 1に示すように電極を配置して、大径ロールと小径ロールを放電加工した場合の結果を示す。電極は各列 4個の電極列をロール周方向に 3段配置した構成とした。試験に用いた電極は、表 1の記号 f で示す扁平形状のものであった。表 3に示す図 1 1の電極配置では、小径口ールとの交差角 αが 2〜5 ° の範囲になるように、各電極を位置させた。

表中のロール径変化において、例えば「 600—500 」は、直径 600 mmのロールを加工した後に直径 500 mmのロールを加工したことを示す。加工粗さは、放電加ェを中心線平均粗さ（Ra)が表示の値となる条件で加工したことを意味する。加工液は実施例 1 と同じものを使用した。各試験における評価は、加工開始から一定時間後のロール表面を観察して、放電集中によるスパイラル状加工筋が見られるか否かにより行った。〇が加工筋が見られない場合、 Xが加工筋が見られた場合を意味する。表 2

各電極を、図 1 0に示すようにロール軸心に向かうように配置した場合には、表 2に示すように、加工するロール径が変化しても、全ての試験でスパイラル状加工痕は確認されず、良好な結果となった。

一方、各電極を図 1 1に示すようにロール軸心に向かう方向から傾斜させた場合には、表 3に示すように、加工粗さが細かい場合や、口一ル径変化が大きい場合に、スパイラル状加工痕が確認された。加工粗さが細かい場合に不良な結果となったのは、粗さが細かい加工ほど、電極とロールとの間隙が小さく、加工液の流れの不均一さが加工表面に顕著に影響したことが考えられる。粗度が粗い加工では、もともと電極とロールとの間隙が広く、加工液の流れが不均一であっても、十分に間隙から加工粉を排出することができたと推定される。

以上に本発明を好適態様に関して説明したが、本発明は以上に説明した態様に制限されるものではない。例えば、電極の先端投影面の扁平形状は楕円形が好ましいが、長方形であってもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 被加工物に対向する先端から加工液を流出できる内腔を有する放電加工用の電極であって、電極先端の端面が、この端面を電極長さ方向と直交する面に投影した電極投影面の該内腔に対応する孔部を除いた面積が 70 mm²以下で、力、っ該投影面における最大長さ（L )とそれに直交する方向の長さ（T)との比（L / T)で表される扁平率が 1. 5 以上となる扁平形状を有することを特徴とする、放電加工用電極。

2 . 口一ルに対向して配置された 1または 2以上の電極を備えたロール用放電加工機であって、該電極はロールに対向する先端から加工液を流出できる内腔を有し、該電極先端の端面が、この端面を電極長さ方向と直交する面に投影した電極投影面の該内腔に対応する孔部を除いた面積が 70 麵 ²以下で、かつ該投影面における最大長さ（L)とそれに直交する方向の長さ（T)との比（L / T)で表される扁平率が 1. 5 以上となる扁平形状を有し、かつ前記投影面の最大長さ（L )が該ロ —ルの軸方向にほぼ平行となるように電極が配置されていることを特徴とする、ロール用放電加工機。

3 . 前記 1または 2以上の電極が、電極の長さ方向がロール軸心に向かうように配置されている、請求の範囲第 2項記載の放電加工機。

4 . ロール周方向に複数の列をなじて千鳥状に配置された 2以上の前記電極を備える、請求の範囲第 2項または第 3項記載の放電加工機。

5 . 請求の範囲第 2項記載の放電加工機を用いたロールの放電加工方法であつて、前記内腔から加工液を流出させながら、ロールと電極をロールの周方向および軸方向に相対移動させることによってスパイラル状にロールを放電加工することを特徴とする、ロールの放電加工方法。

6 . 請求の範囲第 3項記載の放電加工機を用いた口ールの放電加工方法であつて、前記内腔から加工液を流出させながら、ロールと電極をロールの周方向および軸方向に相対移動させることによってスパイラル状にロールを放電加工することを特徴とする、ロールの放電加工方法。

7 . 請求の範囲第 4項記載の放電加工機を用いたロールの放電加工方法であつて、前記内腔から加工液を流出させながら、ロールと電極をロールの周方向および軸方向に相対移動させることによってスパイラル状にロールを放電加工することを特徴とする、ロールの放電加工方法。

8 . 前記ロールの周方向および/または軸方向の相対移動速度を調節することによって、放電加工されない領域が残らないようにロールを放電加工する、請求の範囲第 7項記載の放電加工方法。

9 . 前記ロールがダル仕上げ用圧延ロールである、請求の範囲第 5項〜第 8項のいずれかに記載の放電加工方法。