JPH012819A - 電解加工装置の加工槽 - 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］ この発明は、電解加工装置の加工槽に係り、特に被加工
物の三次元形状の被加工面を短時間かつ高精度に仕上げ
て鏡面状の光沢面を得ることができる電解加工装置の加
工槽に関する。

［従来の技術］ 従来の金属加工装置としては、被加工物と電極との間隙
に硝酸ナトリウムや塩化ナトリウム等の電解液を満たし
、この電解液を高速で流すとともに、安定した電解作用
を阻害する電解生成物、すなわち溶出した金属化合物や
金属イオン及び水素ガス等を除去しながら、直流電流を
被加工物から電極に流して加工する電解加工装置（特開
昭６１−７１９２１号公報及び特開昭６０−４４２２８
号公報参照）と、被加工物と電極とを灯油系等の加工液
中で微少間隙をもって対向させ、かつこれらを適宜の電
源に接続して、前記間隙に瞬発する火花放電や過渡アー
ク放電を発生させ、該放電エネルギーにより被加工物を
加工する放電加工装置（特公昭６０−２６６４６号公報
及び特開昭６０−１７７８１９号公報参照）が知られて
いる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、前者の電解加工Ｈａにあっては、特に三
次元形状の底付き加工（凹窩状に形成された三次元構造
のものに対する加工をいう）において、被加工物に電極
の精密な転写を行うことが困難で、高精度の表面品質が
得られないという不都合があり、また、後者の放電加工
装置にあっては、良好な面粗度を得ることが困難で、例
えば鏡面仕上げ等に手動による表面研府工程を必要とし
、表面仕上げに多くの時間と労力を要するという不都合
があった。

そこで、本出願人はこれらの不都合を除去する電解加工
装置として、特願昭６２−２７６１６号を出願したが、
この電解加工装置にあっては、加工槽内に収容した被加
工物と電極との間隙に生成す゛る電解生成物を除去する
場合、加工槽の下方に設けた電解液濾過装置のクリーン
タンクからポンプにより電解液を汲み上げ、この電解液
を前記間隙に指向して配設した噴射ノズルがら噴出して
除去していた。

したがって、前記間隙に噴出される電解液は、クリーン
タンクに長時間貯留されていたものであり、加工槽内に
収容され加工に使用されている電解液とは温度等の条件
において差異があり、加工槽内の電解液中で温度ムラ等
の条件ムラが発生するとともに、ポンプと噴射ノズルに
よる電解液の供給であるため、電解液の供給に精細な制
御ができず、特に被加工面が複雑な形状の被加工物を仕
上げ加工する場合に、被加工面の表面品質を著しく損な
うという不都合力鳴った。また、加工槽とクリーンタン
クとの落差が大きくポンプに大容量のものが必要となり
、コストアップになるという不都合があった。

［発明の目的コ そこでこの発明は、上記不都合を除去し、特に被加工物
と電極間に供給する電解液を加工槽内に設けた電解液貯
留槽から供給することにより、加工槽内での電解液の条
件ムラを防止するとともに、電解液の供給を精細に制御
し得て、被加工物の三次元形状の被加工面を短時間かつ
高精度に仕上げて鏡面状の光沢面を得ることができる電
解加工装置の加工槽を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、内部に電解液を
収容し、この電解液中で被加工物と電極とを所定の間隙
で対設し、両者間にパルスを供給するとともに、前記間
隙に生成した電解生成物を除去しながら仕上げ加工する
電解加工装置の加工槽において、前記加工槽内に、前記
間隙に供給することにより前記電解生成物を間欠的に除
去する電解液を一旦貯留する電解液貯留槽を設けたこと
を特徴とする。

［作　用］ この発明の構成によれば、電解液濾過装置によって濾過
した電解液を一旦被加工物と電極が収容される加工槽内
に設けた電解液貯留槽に貯留し、この電解液貯留槽内で
加工槽内に既に収容されている電解液と温度等の条件に
おいて略同−にし、そして、この電解液を大容量のポン
プ等を必要としない電解液供給装置によって被加工物と
電極との間隙に供給して、該間隙に生成した電解生成物
を除去する。　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
′［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。　　　　　　　　　　　　　ｊ第１〜４
図は、この発明の一実施例を示す。第１〜３図において
、１はこの発明に係る加工槽を有する電解加工装置で、
この電解加工装置１は、被加工物２を固定する被加工物
固定装置３、電極４を固定する電極固定装置５、電極駆
動部６０回転運動を往復運動に変換する駆動変換部７、
パルス電流を発生する電源装置８、モータ駆動制御部９
と加工条件制御部ｌＯと電解液制御部１１とからなる制
御装置１２、被加工物２に関するデータ等を入力する人
力装置１３、電解液濾過装置１４、電解液供給装置１５
、加工槽１６、この加工槽１６内に設けた電解液貯留槽
１７等からな茗。

前記被加工物固定装置３は、絶縁性の高いグラナイトも
しくはセラミックスからなるテーラ゛ルで、例えば放電
加工によって加工した被加工物２をボルト１８等により
固定する。また、前記電極固定装置５は、その下部に設
けたロッド１９の下端に、例えば純銅からなり前記放電
加工時に使用した電極４を、その電極面４ａと前記被加
工物２の被加工Ｉｊ２ａとが三次元方向に−様な間隙２
ｏを保つように固定する。そして、前記電極固定装置δ
は、前記電極駆動部６と駆動変換部７とにより前記間隙
２０を所定値に設定すべく上下動する。すなわち、電極
駆動部６のロータリーエンコーダ２１とタコジェネレー
タ２２からの信号により前記制御装置１２のモータ駆動
制御部９から出力される制御信号により、モータ２３を
回転制御し、このモータ２３の回転運動を駆動変換部７
により往復運動に変換して、前記電極固定装置５を上下
動させ、電極面４ａと被加工面２ａとを所定の間隙２０
に設定する。

前記被加工物２と電極４間に電流密度（単位面積当りの
平均電流）が７０Ａ／ａｍ２以下のパルス電流を供給す
る電源装置８は、加工条件制御部ｌＯからの制御信号に
より、被加工物２の表面積に従って計算した所定の電流
密度のパルス電流を発生するもので、直流電圧を得る直
流電源部２４と、直流電源部２４からの直流電圧を複数
の蓄電器に充電するとともに、この蓄電器に充電された
電荷を放電スイッチの開により前記被加工物２と電極４
間に放電する充放電部２５と、この充放電部２５を制御
する充放電制御部２６とを有する。

前記入力装置１３は、被加工物２の材質と表面積、仕上
げ加工しろと寸法精度の等級、仕上げ面粗度及び初期電
極間隙等を人力し、これらの各信号を制御装置１２のモ
ータ駆動制御部９及び加工条件制御部ｌＯに出力する。

前記電解液濾過装置１４と電解液供給装置１５は、加工
で生じた電解生成物を含む電解液を濾過し、この濾過し
た電解液３０を電解液制御部１１からの制御信号に基づ
いて、前記電解液貯留槽１７から電極４及びロッド１９
に設けた供給孔２７を介して前記間隙２０に一定の液圧
で噴出して、加工中に被加工面２ａと電極面４ａ間に生
成した電解生成物等を排除するものであり、例えば第４
図に示す如く構成する。

第４図において、加工液濾過装置１４は、加工槽１６内
の電解液２８のうちの電解生成物多く含んだ電解液２９
を排出管３１を介して貯留するダーティタンク３２と、
このダーティタンク３２の電解液２９を電磁ポンプ３３
で汲み上げ、フィルタ３４ヲ通してからモータ３５の回
転により遠心分前処理する遠心分離機３６と、この遠心
分離機３６で分離処理した電解生成物を含まない電解液
３０を貯留するクリーンタンク３７と、このクリーンタ
ンク３７の電解液３０を汲み上げ、前記加工槽１６の底
板に壁１７ａを立設することにより形成した電解液貯留
槽１７に供給する電磁ポンプ３８と、前記ダーティタン
ク３２の液面を検出する上限フロートスイッチ３９及び
下限フロートスイッチ４０とを有している。

また、前記電解液供給具＠１５は、逆止弁４１．．４２
を介してそれぞれ前記電解液貯留槽１７と前記ロッド１
９の供給孔２７に連結した第１のシリンダ４３と、この
第１のシリンダ４３に直列に連結した第２のシリンダ４
４と、この第２のシリンダ４４に電磁弁４５を介して連
結したコンプレッサ４Ｇとからなる。

この電解液濾過装置１４及び電解液供給装置１５を制御
する電解液制御部１１は、加工条件制御部１０からの制
御信号に基づいて、前記電磁ポンプ３３．３８、モータ
３５を作動させて電解液２９を濾過して電解液貯留槽１
７へ供給する如く制御するとともに、コンプレッサ４６
を作動して第１及び第２のシリンダ４３．４４を作動さ
せ、電解液貯留槽１７内の電解液３０をロッド１９及び
電極４の供給孔２７から、被加工面２ａと電極面４ａと
の間隙２０に噴出する如く制御する。

次に、この電解加工装置ｌの動作を仕上げ加工方法に基
づいて説明する。

仕上げ加工に際しては、被加工物固定装置３に例えば放
電加工によって所望形状に加工した被加工物２を固定す
るとともに、電極固定装置５のロッド１９の下端に前記
放電加工時に使用した電極４を固定し、この電極４を下
降してその電極面４ａを、被加工物２の被加工面２ａに
対向接触させ、電極４を被加工物２とともに加工槽１６
の電解液２８内に浸漬する。そして、初期電極間隙を保
つ位置に電極４を上昇し、電解液２８が被加工面２ａと
電極面４ａ間に満ちたら、そこを加工原点として仕上げ
加工を開始する。

仕上げ加工の前期には、加工条件制御部１００制御信号
により、電源装置８から所定の電流密度の面粗度向上用
のパルスを被加工物２と電極４間に供給する。これによ
り、被加工面２ａ素材が溶出する。所定のパルスを１回
ないし数回供給した後、前記間隙２０の電解生成物を含
んだ電解液２９を電解液供給装置１５のシリンダ４３．
４４等の作動により、前記供給孔２７から噴出される電
解液３０により排除する。

電解生成物を排除した後は、電極４が下降し、電極面４
ａが被加工面２ａに接触する。これにより、前記原点と
現位置とを制御装置１２で比較して加工１回（ｌパルス
または数パルス毎の加工）当りの加工深さを測定する。

その後、前記被加工面２ａと電極面４ａが所定の間隙２
０を保つように電極４が再び上昇し、加工槽１６内の電
解液２８（噴出された電解液３０が混合したもの）を被
加工面２ａと電極面４ａ間に満たすとともに、前記電極
４が所定位置（電極面４ａが被加工面２ａと所定の間隙
２０を保つ位置）に達してから、電解液２８が静止（電
解液２８の流れ・動きが略停止した状態をいう）する１
〜５秒後にパルスを供給して次の加工を行う。

ここで、電解液濾過装置１４及び電解液供給装置１５の
動作について説明する。

加工槽１６から排出管３１を介して排出される電解生成
物を含んだ電解液２９は、ダーティタンク３２に貯留さ
れ、その液面レベルは、上・下のフロートスイッチ３９
．４０で検出されて電解液制御部１１に人力される。電
解液制御部１１は、ダーティタンク３２内の液面レベル
が所定値に達したら、即ち液面レベルが上・下のフロー
トスイッチ３９．４０間にある時、電磁ポンプ３３に駆
動信号を出力し、ダーティタンク３２内の電解液２９を
汲み上げ、フィルタ３４を通して遠心分離８１３６に送
出する。

遠心分離機３６は、電解液制御部１１の制御信号により
舌−夕３５が回転し、電解液２９を分離処理する。

そして、分離処理された電解生成物を含まない電解液３
０は、クリーンタンク３７に貯留され、電解液制御部１
１からの制御信号より電磁ボン１３８が作動して、電解
液３０をクリーンタンク３７から汲み上げて電解液貯留
槽１７に流入させる。

そして、この電解液貯留槽１７に貯留された電解液３０
は、加工槽１６内に収容されている電解液２８と同一条
件下に置かれて電解液２８と温度等の条件において路間
−となり、加工条件制御部ｌＯから出力される制御信号
に基づき、前記間隙２０に噴出される。すなわち、所定
回数の加工が終了すると、電解液制御部１１がコンプレ
ッサ４６に信号を出力し、シリンダ４４にエアーを供給
してピストン４４−ａを図中■方向に移動させる。これ
により、ピストン４４−ａと直列に連結されたシリンダ
４３のピストン４３−ａが同じく■方向に移動し、この
移動により、電解液貯留槽１７の電解液３０が汲み上げ
られ、シリンダ４３の室Ａ内に所定量貯留される。そし
て、所定量の電解液３０が室Ａ内に貯留されると、電解
液制御部１１がコンプレッサ４６に信号を出力し、電磁
弁４５を作動させてシリンダ４４内のエアーを排出する
。これにより、ピストン４４−ａが■方向に移動すると
ともに、シリンダ４３のピストン４３−ａも■方向に移
動して室Ａ内の電解液３０を供給孔２７から間隙２０に
噴出する。なお、電解液３０は逆止弁４１．４２により
所定方向以外への流入が阻止される。

以上のような仕上げ加工を制御装置１２の指令により所
定回数繰り返し、前記加工深さの累積値が、入力装置１
３で入力された入力データに基づいて加工条件制御部ｌ
Ｏで計算した加工深さの設定値と比較し、加工深さ累積
値が加工深さ設定値に対し、所定の差（例えば１μｍ）
以内になった時に、加工条件制御部ｌＯの制御信号によ
り、電源装置８から供給されるパルスを電流密度が仕上
げ加工前期の電流密度の３７２を越える光沢面形成用の
パルスに切換える。そして、このパルスで前述したと同
様の方法により所定回数の加工を行い仕上げ加工を終了
する。

なお、上記実施例においては、電解液供給装置として一
対のシリンダを設けたが、この発明はこれに何ら限定さ
れず、例えば小容量のポンプとタイマーレディー機能を
有する電磁開閉器とを組み合わせて構成してもよい。ま
た、電解液貯留槽を加工槽の底板に壁を立設して構成し
たが、例えば、電解液貯留槽を容器状としてこれを加工
槽内の適宜位置に収容してもよい。さらに、この発明は
金型の仕上げ加工分野に限定されず、例えば自動搬送装
置と組み合わせて、ハイポイド・ギヤー等の熱処理後の
仕上げに用いてもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したようにこの発明によれば、内部に電
解液を収容し、この電解液中で被加工物と電極とを所定
の間隙で対設し、両者間にパルスを供給するとともに、
前記間隙に生成した電解生成物を除去しながら仕上げ加
工する電解加工装置の加工槽において、前記加工槽内に
、前記間隙に供給することにより前記電解生成物を間欠
的に除去する電解液を一旦貯留する電解液貯留槽を設け
たので、被加工物と電極との間隙に噴出され、該間隙に
生成した電解生成物を除去する電解液と、加工槽内に収
容されている電解液とを温度等の条件において路間−に
することができるとともに、電解液が同一高さに配置さ
れた電解液貯留槽から供給されるため、電解液供給装置
に電解液を汲み上げる対容量のポンプ等を必要とせず、
特に三次元形状の被加工面を仕上げ加工する場合に必要
な電解液供給の精細な制御ができ、被加工面全域に亘り
加工条件を均一にし得て、高精度かつ微小面粗度の鏡面
状光沢を呈した三次元金属表面を短時間に得ることがで
きる。また大容量のポンプ等を必要としないため、コス
トダウンが図れる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電解加工装置を示す正面図、第
２図は同装置の側面図、第３図は同装置の概略構成図、
第４図は電解液供給装置及び電解液供給装置を示す概略
構成図である。 ′１・・・電解加工装置、２・・・被加工物、４・・・
電極、８・・・電源装置、９・・・モータ駆動制御部、
１０・・・加工条件制御部、１１・・・電解液制御部、
１２・・・制御装置、１４・・・電解液濾過装置、１５
・・・電解液供給装置、１６・・・加工槽、１７・・・
電解液貯留槽、３７・・・クリーンタンク。 特許出願人　　静岡製機株式会社 代表者鈴木重夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に電解液を収容し、この電解液中で被加工物と電極
   とを所定の間隙で対設し、両者間にパルスを供給すると
   ともに、前記間隙に生成した電解生成物を除去しながら
   仕上げ加工する電解加工装置の加工槽において、 前記加工槽内に、前記間隙に供給することにより電解生
   成物を間欠的に除去する電解液を一旦貯留する電解液貯
   留槽を設けたことを特徴とする電解加工装置の加工槽。