WO2007113906A1 - 放電加工装置及び放電加工方法 - Google Patents

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Yoji Nakajima
Hisakatsu Kawarai
Syuichiro Ishihara
Hisashi Yamada
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/36—Supply or regeneration of working media
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    • C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/427—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using mixed beds

Definitions

  • the present invention relates to an electric discharge cache device for preventing metal corrosion caused when a workpiece is immersed in a machining fluid for a long time.
  • H + (hydrogen ion) type cation exchange resin and OH- (hydroxy acid ion) ) Ion exchange water is obtained by using an ion exchange resin, which is a pure water resin mixed with a shaped ion exchange resin, and the ion exchange water is used to perform a force test.
  • tap water as a processing liquid is exchanged for H + by contacting cations such as sodium ions (Na +) and calcium ions (Ca 2+ ) contained in tap water with H + type cation exchange resin.
  • cations such as sodium ions (Na +) and calcium ions (Ca 2+ ) contained in tap water with H + type cation exchange resin.
  • Chloride ions anions such as CD and sulfate ions (SO 2_ )
  • the conductivity of these machining fluids suitable for electrical discharge machining from which impurities have been removed is generally 70 S / cm or less, and the pH is determined by the hydrogen ion concentration, but is exchanged with hydrogen carbonate ions (HCO-) or the like.
  • the workpiece is sprayed on the workpiece while the machining fluid is sprayed on the workpiece, or the workpiece is immersed in the machining fluid, so that the workpiece and the electrode Since machining is performed by applying a pulse voltage between them and generating electric discharge, corrosion of the metal constituting the workpiece occurs when the workpiece is immersed in the machining fluid for a long time, and the workpiece is processed. It is known that the quality of goods will deteriorate.
  • Patent Document 1 a method of preventing corrosion of a workpiece by sandwiching an insulator between the surface plate and the workpiece, applying a voltage during non-machining, using the surface plate as an anode and the workpiece as a cathode.
  • Patent Document 2 a minute current voltage to the surface plate or work piece installed in the processing tank as a cathode, and using the surface plate or work piece and the secondary electrode placed through the working fluid as an anode, the work piece is applied.
  • Patent Document 2 Proposed ways to prevent corrosion!
  • Patent Document 3 a technology to prevent metal corrosion by passing water through ion-exchanged resin and controlling the pH of the water has been proposed separately.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-291206
  • Patent Document 2 JP-A-5-220618
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 1-164489
  • the anticorrosion is a power that increases the effectiveness of the work if the work is immersed in the working fluid for a short time. Is concerned about the corrosion of the workpiece.
  • Patent Document 3 even if the pH is controlled, the EDM device needs to fix the workpiece on the surface plate, so that the surface plate and the workpiece are made of different materials. There is a problem when potential difference occurs, especially when the workpiece has a higher ionization tendency than the surface plate material, and corrosion occurs on the workpiece side.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an electric discharge machining apparatus capable of preventing corrosion of a workpiece during machining and non-machining.
  • An electric discharge apparatus uses a machining liquid having a pH of 8.5 to 10.5, applies a voltage using a platen and a workpiece as a cathode, and an anticorrosion electrode in a machining tank as an anode. To prevent electric corrosion.
  • the invention's effect uses a machining liquid having a pH of 8.5 to 10.5, applies a voltage using a platen and a workpiece as a cathode, and an anticorrosion electrode in a machining tank as an anode.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wire electric discharge machining apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the processing tank as viewed from above.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the conductivity of an aqueous NaOH solution and pH.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control operation in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wire electric discharge machining apparatus in a second embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wire electric discharge machining apparatus based on the present embodiment.
  • the wire discharge carriage device applies a voltage between the workpiece 1 and the wire electrode 2 in the machining tank 8 to cause the machining fluid ejected from the upper machining fluid nozzle 4 and the lower machining fluid nozzle 5 to flow.
  • the work is carried out by discharging the workpiece 1 and melting and removing the workpiece 1.
  • the discharge portion of the wire electrode 2 also melts and deteriorates in accordance with the discharge cache. Therefore, the wire electrode 2 wound around the wire bobbin 3 is supplied to the processing portion as the processing proceeds. However, it continues to be sent to the collection box 7 via the upper machining fluid nozzle 4, the lower machining fluid nozzle 5, and the collection roller 6 and collected.
  • the machining fluid ejected from the upper machining fluid nozzle 4 and the lower machining fluid nozzle 5 flows a sludge generated in the heating portion, and then enters a state containing a large amount of impurities and is temporarily stored in the machining tank 8. Subsequently, it is guided and stored in the septic tank 12 by a piping path.
  • the processing liquid in the dirty liquid tank 12 is sent to the filtration filter 14 by the filtration pump 13, and impurities are filtered and stored in the clean liquid tank 15.
  • the machining fluid in the clear liquid tank 15 is measured for conductivity by a conductivity meter 22 as a machining fluid quality meter, and the control unit 23 compares the measurement result of the conductivity meter 22 with a preset set value. Then, by opening and closing the solenoid valve 20 for pure water and oil or the solenoid valve 21 for anti-corrosion resin, the pump 19 is used to pass water to the purified water tower 17 or the anti-corrosion tower 18.
  • the processing fluid that has passed through the purified water sanitizing tower 17 and the anti-corrosion sanitizing tower 18 is returned to the clean liquid tank 15, and the upper processing liquid nozzle 4 and the lower processing liquid nozzle 5 are connected to the processing liquid pump 16. It is ejected between the workpiece 1 and the wire electrode 2 via
  • the anticorrosion electrode 25 made of a conductive material is disposed on the outer peripheral side surface of the surface plate 9 such as stainless steel through an insulator 24.
  • the anticorrosion power supply 26 which is a direct current or deflected alternating current power supply, with the surface plate 9 as a cathode and the anticorrosion electrode 25 as an anode.
  • the area of the anticorrosion electrode 25 is preferably wide because the electric resistance is small and the applied voltage can be kept low. However, if the area is too wide, the workability in the force tank 8 may be deteriorated and In this embodiment, the anticorrosion electrode 25 that surrounds the surface plate 9 and has the same surface area as the side surface of the surface plate is used. Used.
  • the surface plate 9 is fixed to the power tank 8 through a mounting base 10 made of an insulator such as ceramics.
  • the purified water resin tower 17 stores the purified water resin
  • the anticorrosive resin tower 18 contains a mixed resin of Na + type cation exchange resin and OH- type anion exchange resin. It is stored.
  • the relationship between conductivity and pH of NaOH aqueous solution is proportional as shown in Fig. 3.
  • the pH of the cutting liquid is also controlled by controlling the conductivity of the machining liquid.
  • the anti-corrosion resin does not need to be a mixture of a cation exchange resin and an anion exchange resin, and can be used in two ion exchange resin towers enclosed in separate ion exchange resin towers.
  • K + form and Ca 2+ form can be considered as the fat, and at least one kind can be used, and at least one kind other than the OH- form can be used as the anion exchange resin.
  • the anticorrosive resin solenoid valve 21 is activated to maintain the pH value so as not to impair the anticorrosion properties of the machining fluid.
  • the processing liquid in the clear liquid tank 15 is sent to the anti-corrosion resin tower 18 via the piping path so that the conductivity (pH value) of the processing liquid is kept near the preset value above! (ST3).
  • the conductivity of the machining fluid In order to maintain the machining fluid at pH 8.5 or less, the conductivity of the machining fluid needs to be 2.0 S / cm or less, which significantly reduces the life of the ion exchange resin and is not practical! Therefore, it is desirable that the lower limit of pH is 8.5. Also, if the pH rises, the conductivity of the machining fluid increases, the leakage current increases, and the insulation recovery time cannot be ensured, thereby reducing the discharge cache performance. Desirable to be 10.5.
  • the conductivity meter 22 is used to operate the anticorrosive oil-absorbing solenoid valve 21 so as to have a preset pH of 9.0, thereby preventing the processing liquid in the clean liquid tank from being anticorrosive.
  • electric discharge machining is performed while supplying the gap between the object 1 and the wire electrode 2.
  • a voltage of 5 V between the surface plate 9 and the anticorrosion electrode 25 it was possible to prevent corrosion during long-time (over 100 hours) processing and non-processing.
  • alkaline earth elements such as sodium hydroxide (NaOH) and hydroxylating power lucium (Ca (OH)) can be considered when using the chemical injection method.
  • the electrolyzed water should be used. That is, at least one type of liquid chamber measuring device such as a conductivity meter, a pH meter, and an acid reduction electrometer is used in these three methods, and the pH is adjusted by a command from the control unit 23.
  • Force Use of ion-exchange and anti-corrosion resin is suitable from the viewpoint of the controllability of conductivity that affects the processing performance and the controllability of pH that affects the anti-corrosion performance of the workpiece.
  • the voltage applied to the anticorrosion power supply section has a different required voltage value depending on the pH of the machining fluid. Has been found by experiments of the present inventors.
  • the force depends on the shape of the anti-corrosion electrode 25 and the surface plate 9, the opposing area, and the gap. Met.
  • the anticorrosion can be performed with the applied voltage of 5 V as described above, and the structure of the anticorrosion power supply 26 can be simplified.
  • the applied voltage is determined in consideration of the installation location of the anticorrosive electrode 25, the electrode area, the shape, the shape of the workpiece, etc.
  • the force applied voltage is fixed to the surface plate 9 when the applied voltage is IV or less.
  • the corrosion of work piece 1 cannot be prevented, and if it is 30V or more, hydrogen is generated on the surface of the work piece due to electrolysis of the working fluid, which degrades the processing performance, so the pH is 8.5 to 10.5.
  • a voltage range of 1V to 20V is preferable as the range of applied voltage that can prevent corrosion of the workpiece during machining and non-machining for a long time (100 hours or more).
  • the applied voltage of the anticorrosion power supply unit can be reduced by setting the pH of the working fluid to 8.5 to 10.5.
  • the design range of the anticorrosion power supply unit is widened by arranging anticorrosion electrodes around the surface plate as in the present embodiment, and an electric discharge machine that is not affected by the anticorrosion power supply unit can be designed.
  • the processing tank 8 has a function as an anticorrosion electrode.
  • the processing tank 8 and the surface plate 9 are insulated via the mounting base 10, and since the processing liquid exists in the gap between them, the insulator 24 is not necessary and the electrode area is large. The electrical resistance decreases and the voltage / current can be further reduced.
  • a wire electric discharge machining apparatus equipped with the above-described method for preventing corrosion of a workpiece by applying a voltage.
  • the present invention is suitable for application to a wire electric discharge machining apparatus that performs machining while applying a voltage with an anticorrosion power source using an aqueous machining fluid.

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Abstract

　加工液として水系加工液を用い、電極(2)と被加工物(1)との間に形成される加工間隙に電圧を印加しつつ前記被加工物(1)の加工を行う放電加工装置において、 前記被加工物(1)を陰極、絶縁物(24)を介して対向する防食電極(25)を陽極とし、所定の電圧を印加する防食電源部(26)と、 前記加工液の状態を計測する加工液質測定器(22)と、 この加工液質測定器(22)の計測結果に基づき、前記加工液のpHを、8.5～10.5となるように制御する加工液質制御手段(16,17,18,19,20,21,23)と、 を備える。

Description

明 細 書
放電加工装置及び放電加工方法
技術分野
[0001] この発明は、被加工物が加工液に長時間浸漬されることに伴う金属腐食を防止す る放電カ卩ェ装置に関するものである。
背景技術
[0002] 放電加工装置において、加工液として水を利用する場合、電気的な絶縁性が要求 されるため、例えば、 H+ (水素イオン)形陽イオン交換樹脂と OH—(水酸ィ匕物イオン） 形イオン交換榭脂を混合した純水化榭脂なるイオン交換榭脂によりイオン交換水を 得、そのイオン交換水を用いて力卩ェが行われる。
ここで、加工液としての水道水は、水道水に含まれるナトリウムイオン (Na+)やカルシ ゥムイオン (Ca2+)などの陽イオンが H+形陽イオン交換樹脂と接触することで、 H+と 交換され、塩化物イオン (CDや硫酸イオン (SO 2_)などの陰イオンが OH—形陰ィォ
4
ン交換樹脂と接触することで OH—と交換される結果、水道水に含まれる不純物が取り 除かれ、 H+と OH—力結合し水 H 0が生成されて放電力卩ェに必要なカ卩工液ができる。
2
これら、不純物が取り除かれた放電加工に適した加工液の導電率は、一般に 70 S/ cm以下で、 pHは水素イオン濃度で決まるが、炭酸水素イオン (HCO―)などと交換さ
3
れた OH—が加工液中に出るために、水素イオン濃度の極端な変化は無ぐ通常 pH7 である。
[0003] 上記水系加工液を用いた放電加工機では、被加工物に加工液を吹き掛けながら、 又は被力卩ェ物をカ卩工液に浸漬させ、被カ卩ェ物と電極との間にパルス電圧を印加して 放電を発生させて加工が行われるため、長時間被加工物を加工液に浸漬されること で被加工物を構成する金属の腐食が発生してしまい、被加工物の品質低下が生じる ことが知られている。
[0004] そのため、定盤と被加工物の間に絶縁物を挟み、定盤を陽極、被加工物を陰極と して、非加工中に電圧を印加して被加工物の腐食を防ぐ方法が提案されている。（例 えば特許文献 1) また、加工槽中に設置された定盤または被加工物を陰極、定盤または被加工物と 加工液を介して設置された 2次電極を陽極として微小電流電圧を印加することで被 加工物の腐食を防ぐ方法が提案されて!ヽる。（例えば特許文献 2)
なお、イオン交換榭脂に水を通水し、水の pHを制御することにより金属の腐食を防 止する技術も別途提案されて!、る。（例えば特許文献 3)
[0005] 特許文献 1：特開 2004— 291206号公報
特許文献 2：特開平 5 - 220618号公報
特許文献 3：特開平 1— 164489号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 特許文献 1のような方法で被加工物の腐食を防ぐ場合、非加工中に定盤を陽極と し被加工物を陰極とするため、非加工中は被加工物の腐食を防止できるが、加工中 の被加工物の腐食を防止できな 、ことや、定盤を陽極とするから定盤を腐食させてし まうことなどの問題がある。
また、特許文献 2の場合、被加工物の加工液への浸漬時間が短時間であれば防食 は一定の効果を上げる力 例えば、加工に 100時間を超えるような長時間の加工の場 合には、被加工物の腐食が懸念される。
また、特許文献 3の場合においても、 pHを制御したとしても、放電加工装置におい ては定盤上に被加工物を固定する必要があるため、定盤及び被加工物が異種材料 の場合には電位差が生じ、特に被加工物の方が定盤材料よりイオン化傾向が高い 場合には被加工物側に腐食が発生するといつた問題がある。
[0007] この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、加工時及 び非加工時における被加工物を防食できる放電加工装置を得ることを目的として!/ヽ る。
課題を解決するための手段
[0008] この発明に関わる放電カ卩ェ装置は、 pHが 8.5〜10.5を有する加工液を用い、かつ 定盤及び被加工物を陰極とし、加工槽内の防食電極を陽極として電圧を印加して電 気防食する。 発明の効果
[0009] この発明によれば、電圧印加による被加工物の防食をする際、 pHが 8.5〜10.5の加 工液を使用することにより、印加電圧が小さくても長時間にわたって、加工時及び非 加工時における被加工物の腐食を防止できる、といった従来にない顕著な効果を奏 するものである。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]実施の形態 1におけるワイヤ放電加工装置の構成図である。
[図 2]加工槽を上面からみた上面図である。
[図 3]NaOH水溶液の導電率と pHとの関係を示す図である。
[図 4]実施の形態 1における制御動作を示すフローチャートである。
[図 5]実施の形態 2におけるワイヤ放電加工装置の構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 実施の形態 1.
図 1は、本実施の形態に基づくワイヤ放電加工装置の構成図である。
ワイヤ放電カ卩ェ装置は、加工槽 8内において被力卩ェ物 1とワイヤ電極 2との間に電圧 を印加し、上部加工液ノズル 4と下部加工液ノズル 5より噴出される加工液を介して放 電を行わせ、被加工物 1を溶融除去することにより加工を進める。
このとき、ワイヤ電極 2も放電カ卩ェにしたがい放電部分が溶融 Z劣化するので、加工 の進行とともに新しいワイヤ電極 2が加工部に供給されるように、ワイヤボビン 3に卷回 されたワイヤ電極 2が、上部加工液ノズル 4、下部加工液ノズル 5、回収ローラ 6を経由 して回収箱 7に送り続けられ回収される。
[0012] 上部加工液ノズル 4及び下部加工液ノズル 5より噴出した加工液は、加ェ部に生ず るスラッジを流した後、不純物を多く含有した状態となり、加工槽 8に一時蓄えられ、 続いて、配管経路により汚液槽 12に導かれ貯留される。
汚液槽 12の加工液は、濾過ポンプ 13により濾過フィルタ 14に送られ、不純物が濾過 され、清液槽 15に蓄えられる。
清液槽 15の加工液は、加工液液質測定器としての導電率計 22により導電率が測定 され、制御部 23において、導電率計 22の測定結果と予め設定された設定値とを比較 し、純水化榭脂用電磁弁 20または防食榭脂用電磁弁 21を開閉動作させることで、純 水化榭脂塔 17或いは防食榭脂塔 18へとポンプ 19を用いて通水させる。
また、純水化榭脂塔 17及び防食榭脂塔 18を通過した加工液は、清液槽 15に戻され、 加ェ液ポンプ 16により、上部加工液ノズル 4及び下部加ェ液ノズル 5を介して被加ェ 物 1及びワイヤ電極 2の間に噴出される。
[0013] 次に、防食電源部に関して説明する。
図 2に示されるごとぐ導電性材料の防食電極 25を、ステンレス鋼カゝらな定盤 9の外 周側面に絶縁体 24を介して電気的に絶縁して配置する。
そして、直流または偏向された交流電源である防食電源 26により、定盤 9を陰極、防 食電極 25を陽極として電圧を印加する。
防食電極 25は、特に耐食性に優れている Au (金)や Pt (白金）、それらをめつきゃスパ ッタリング処理した複合材、ステンレス鋼などが適して 、る。
そして、防食電極 25の面積は電気抵抗が小さくなり、印加電圧を低く抑えることがで きることから広い方が良いが、広すぎると力卩ェ槽 8内での作業性の劣化や被力卩ェ物 1 の設置スペースの減少が考えられ、放電加工装置本来の機能が劣化するため、本 実施の形態では、定盤 9を取り囲み、定盤側面の表面積と同じ表面積をもつ防食電 極 25を用いている。
そして、定盤側面と対向していない片側の表面は塗装することで、定盤 9への電流の 流入効率がよくなり、防食効果を発揮するだけでなぐ無駄な電力消費を抑えること ができる。
ここで、定盤 9はセラミックス等の絶縁物からなる取付け台 10を介して力卩工槽 8に固定 されている。
[0014] また、純水化榭脂塔 17には純水化榭脂が収納されて、防食榭脂塔 18には Na+形陽 イオン交換樹脂と OH—形陰イオン交換樹脂の混合榭脂が収納されている。
水道水を純水化榭脂塔 17に通水することで、加工液 S/cm以下、 pH = 7)を得、 この加工液の導電率を制御すベぐ防食榭脂塔 18へ通水することにより、加工液は 希薄な NaOH水溶液となる。
NaOH水溶液の導電率と pHとの関係は、図 3に示すごとぐ比例関係となることから、 本実施の形態では、加工液の導電率を制御することによってカ卩工液の pHをも制御す るものである。
なお、防食榭脂は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の混合である必要は無く 、それぞれ別のイオン交換榭脂塔に封入した 2つのイオン交換榭脂塔でも良ぐ陽ィ オン交換榭脂として Na+形以外に K+形や Ca2+形が考えられ、少なくとも 1種類を使用 し、陰イオン交換榭脂として OH—形以外でもよぐ少なくとも 1種類を使用することがで きる。
また、純水化榭脂塔 17に通水した水の不純物陽イオンの大半が Na+なので、導電率 と PHの相関の精度は劣るが、防食榭脂として OH—形陰イオン交換榭脂のみを使用し ても良い。
[0015] 加工液質制御手段の制御動作について、図 4を用いて説明すると、例えば、加工 液の設定導電率力 ¾.2 /z S/cmの時、 pHは 9.0になるので、導電率計 22により測定され た測定値が、設定値より高いか否かを判断し (ST1)、高い導電率 (pH値)の場合は、 純水化榭脂用電磁弁 20を作動させ、清液槽 15の加工液を配管経路経由で純水化 榭脂塔 17に送り、放電加工により生じた金属イオンや大気中の炭酸ガスによる炭酸ィ オン等を取り除き、加工液の導電率 (pH値)を低下させる（ST2)。
また、加工液の導電率 (pH値)があらかじめ設定した値より低くなれば、 pH値を維持 して加工液の防食特性を損なわないようにするため、防食榭脂用電磁弁 21を作動さ せ、清液槽 15の加工液を配管経路経由で防食榭脂塔 18に送り、加工液の導電率 (p H値)を上記の予め設定した設定値付近に保持するようにして!/ヽる (ST3)。
[0016] 次に本実施の形態における加工条件について説明する。
本発明者らの実験により、超硬材料 (WC— Co等)、 Cu (銅）、鉄系材料 (SKD-11)、 亜鉛 (Zn)などの被力卩ェ物 1をカ卩ェする際に、 pH8.0の加工液に上記の被力卩ェ物を 10 0時間浸漬した場合は腐食が発生し、 pH8.5の加工液の場合では腐食が発生しなか つたため、 PH8.5以上であれば防食効果を発揮できることが見出された。
また、加工液を pH8.5以下に維持するには、加工液の導電率を 2.0 S/cm以下にす る必要があり、イオン交換樹脂の寿命が著しく低下させてしま 、実用的ではな!/、ため 、 pHの下限を 8.5とすることが望ましい。 また、 pHが上昇すると、加工液の導電率が増加し、漏れ電流が増え、絶縁回復時間 を確保することができなくなることで、放電カ卩ェ性能を低下させてしまうので、 pHの上 限を 10.5とすることが望ま 、。
[0017] つまり、本実施の形態では、導電率計 22を用いて、予め設定された pH9.0となるよう に防食榭脂用電磁弁 21を作動させて、清液槽の加工液を防食榭脂塔 18に送り、カロ 工液の導電率を PH9.0付近になるようにした後、被カ卩ェ物 1とワイヤ電極 2との間隙に 供給しつつ放電加工を行う。
そして、放電力卩ェ時及び非力卩ェ時に 1〜20V程度の印加電圧を定盤 9及び防食電極 25に印加することで、加工時のみならず、被カ卩ェ時においても被力卩ェ物 1の腐食を防 止する。
一例としては、被加工物 1が超硬材料 (WC-Co)或いは鉄系材料 (SKD-11)の場 合、加工液の導電率を 6.2 S/cm(pH = 9.0に対応)に制御し、かつ定盤 9と防食電極 25の間に 5Vの電圧を印加することによって、長時間（100時間以上）の加工中及び非 加工中でもの腐食を防止できた。
[0018] 本実施の形態では、加工液の pHを 8.5〜10.5に制御する方法として、イオン交換榭 脂及び防食榭脂を用いる場合について説明したが、薬品を投入する方法、電解水 生成器を利用する方法も考えられる。
また、薬品を投入する方法を利用する場合は水酸化ナトリウム (NaOH)や水酸化力 ルシゥム (Ca(OH) )などのアルカリ土類元素を含む薬品が考えられ、水道水を純水
2
化榭脂に通水させた後の加工液 (70 S/cm以下、 pH=7)に、それら薬品を投入すれ ば良い。
また、電解水生成器を使用する場合は、水道水を純水化榭脂に通水させた後の加 ェ液（70 S/cm以下、 pH=7)を、電解により pHが 8.5〜10.5の電解水にすれば良い。 すなわち、これら 3つの方法で液室測定器である例えば導電率計や pH計、酸ィ匕還 元電位計のうち少なくとも 1種類の測定器を使用し、制御部 23の指令により pH調整さ れる力 加工性能を左右する導電率の制御性や被加工物の防食性能を左右する pH の制御性の点からイオン交換榭脂及び防食榭脂を使う方法が適している。
[0019] また、防食電源部の印加電圧は、加工液の pHに応じて必要な電圧値が異なること が本発明者らの実験により見いだされた。
これは pHに応じて被加工物を構成する金属元素の溶解度が異なるためだと考えられ る。
例えば、加工液の pHが 8.5以下の場合、防食電極 25と定盤 9の形状、対向面積、間 隙にも左右される力 本実施の形態と同様の構造では、 30V以上の電圧印加が必要 であった。
一方、本実施の形態では、上述した如ぐ 5Vの印加電圧で防食を行え、防食電源 26 の構造も簡略ィ匕できる。
なお、印加電圧は、防食電極 25の設置場所、電極面積、形状や被加工物の形状な どを考慮して決めるものである力 印加電圧が IV以下の場合、定盤 9に固定している 被加工物 1の腐食を防止できず、 30V以上の場合は加工液の電気分解によって被加 ェ物表面に水素を発生させ、加工性能を劣化させることから、 pHが 8.5〜10.5を有す る加工液中において、長時間 (100時間以上)にわたつて、加工時及び非加工時にお ける被カ卩ェ物の腐食を防止できる印加電圧の範囲として 1V〜20Vが好ましい。
[0020] 従って、加工液の pHを 8.5〜10.5にすることによって、防食電源部の印加電圧を小 さくすることができる。
また、従来に比べて、小さい印加電圧でも、防食電極と定盤との間隙を広げることも 可能であることから、従来の如くノズル先端や、被加工物に近接して防食電極を設け なくても良くなり、本実施の形態の如ぐ定盤の周りに防食電極を配置する等、防食 電源部の設計範囲が広がり、防食電源部に左右されない放電加工機の設計も可能 である。
[0021] 実施の形態 2.
本実施の形態は、図 5に示すように加工槽 8に防食電極としての機能を持たせたも のである。
この構成によれば、加工槽 8と定盤 9は取付け台 10を介して絶縁され、両者の間隙に 加工液が存在することから、絶縁物 24が不要となるほか、電極面積が広いことで電気 抵抗が低下しさらに電圧電流を下げることができる。
上述の電圧印加による被加工物の防食方法を具備したワイヤ放電加工装置で、加 工液の導電率を 6.2 S/cm(pH = 9.0に対応)に制御し、かつ定盤 9と力卩工槽 8との間 に 3Vの電圧を印加することによって、長時間（100時間以上）の加工中及び非力卩ェ中 でも超硬材料 (WC-Co)または鉄系材料 (SKD-11)の腐食を防止できた。
すなわち、 pHが 8.5〜10.5の加工液を用いる放電カ卩工機では、防食電源部を備える ことが、従来に比べて簡略に構成でき、また、防食効果も高いものである。
産業上の利用可能性
本発明は、水系加工液を用いて防食電源で電圧印加しつつ加工を行うワイヤ放電 加工装置に適用することに適して 、る。

Claims

請求の範囲
[1] 加工液として水系加工液を用い、電極と被加工物との間に形成される加工間隙に 電圧を印加しつつ前記被加工物の加工を行う放電加工装置において、
前記被加工物を陰極、絶縁物を介して対向する防食電極を陽極とし、所定の電圧を 印加する防食電源部と、
前記加工液の状態を計測する加工液質測定器と、
この加工液質測定器の計測結果に基づき、前記カ卩工液の pHを、 8.5〜10.5となるよう に制御する加工液質制御手段と、
を備えたことを特徴とする放電加工装置。
[2] 加工液質測定器は、水系加工液の導電率を計測する導電率計であることを特徴と する請求項 1に記載の放電加工装置。
[3] 加工液質制御手段は、純水化榭脂部、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混 合された防食榭脂部への通水を制御することにより、加工液の pHを制御することを特 徴とする請求項 1または 2に記載の放電加工装置。
[4] 防食榭脂部は、で Na+形または K+形ある 、は Ca2+形陽イオン交換樹脂と、 OH—形 陰イオン交換樹脂からなることを特徴とする請求項 3に記載の放電加工装置。
[5] 加工液質制御手段は、純水化榭脂部、 OH—形陰イオン交換樹脂からなる防食榭 脂部への通水を制御することにより、加工液の pHを制御することを特徴とする請求項
1または 2に記載の放電加工装置。
[6] 防食電源部は、前記被加工物が載置される定盤を陰極、前記定盤と絶縁物を介し て対向する防食電極を陽極となるように接続し、所定の電圧を印加することを特徴と する請求項 1乃至 5の何れかに記載の放電加工装置。
[7] 防食電源部は、加工槽を防食電極として機能させるベぐ加工槽を陽極となるよう に接続することを特徴とする請求項 6に記載の放電加工装置。
[8] 防食電源部は、加工時及び非加工時に 1〜20Vの電圧印加を行うことを特徴とする 請求項 6または 7に記載の放電カ卩ェ装置。
[9] 加工液として水系加工液を用い、電極と被加工物との間に形成される加工間隙に 電圧を印加しつつ前記被加工物の加工を行う放電加工方法において、 前記被加工物を陰極、前記定盤と絶縁物を介して対向する防食電極を陽極とし、防 食電源部により所定の電圧を印加する工程と、
前記加工液の状態を加工液質測定器に基づき計測する工程と、
この加工液質測定器の計測結果に基づき、前記カ卩工液の pHを、 8.5〜10.5となるよう に制御する工程と、
を備え、被加工物を加工することを特徴とする放電加工方法。
[10] 加工液質測定器に基づき、水系加工液の導電率を計測し、純水化榭脂部、陽ィォ ン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混合された防食榭脂部への通水を制御することに より、加工液の pHを制御することを特徴とする請求項 9に記載の放電加工方法。
[11] 加工液質測定器に基づき、水系加工液の導電率を計測し、純水化榭脂部、 OH" 形陰イオン交換樹脂からなる防食榭脂部への通水を制御することにより、加工液の P Hを制御することを特徴とする請求項 8に記載の放電加工方法。
[12] 防食電源部は、前記被加工物が載置される定盤を陰極、前記定盤と絶縁物を介し て対向する防食電極を陽極となるように接続し、所定の電圧を印加することを特徴と する請求項 9乃至 12の何れかに記載の放電加工装置。
[13] 防食電源部は、加工時及び非加工時に 1〜20Vの電圧印加を行うことを特徴とする 請求項 12に記載の放電加工方法。
[14] 超硬材料、銅材、鉄系材料、亜鉛材を、水系加工液を用い、電極との間に形成さ れる加工間隙に電圧を印加しつつ加工を行う放電加工方法において、
被加工物を陰極、前記定盤と絶縁物を介して対向する防食電極を陽極とし、防食電 源部により 1〜20Vの電圧を印加する工程と、
前記加工液の状態を加工液質測定器に基づき計測する工程と、
この加工液質測定器の計測結果に基づき、前記カ卩工液の pHを、 8.5〜10.5となるよう に制御する工程と、
を備えたことを特徴とする放電加工方法。
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