JPH02237722A - 放電穿孔装置及び非電導性表層を有する電導性加工材の穿孔方法 - Google Patents
放電穿孔装置及び非電導性表層を有する電導性加工材の穿孔方法Info
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- JPH02237722A JPH02237722A JP1279631A JP27963189A JPH02237722A JP H02237722 A JPH02237722 A JP H02237722A JP 1279631 A JP1279631 A JP 1279631A JP 27963189 A JP27963189 A JP 27963189A JP H02237722 A JPH02237722 A JP H02237722A
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- 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
- B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
- B23H7/265—Mounting of one or more thin electrodes
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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
- B23H5/00—Combined machining
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- B23H9/14—Making holes
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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。
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、実質的に非電導性の層を表面に有する電導性
部材の加工に関し、さらに詳しくは、本発明は、金属基
材に重着されたドーピングされていないセラミック材の
コーティングを穿孔する方法と装置とに関する。
部材の加工に関し、さらに詳しくは、本発明は、金属基
材に重着されたドーピングされていないセラミック材の
コーティングを穿孔する方法と装置とに関する。
放電加工法（ＥＤＭ）は、ガスタービンの翼とガイドベ
ーンのような金属材に小径の孔を穿孔する方法として良
く知られている。ＥＤＭ工法では、穿孔される部材に負
電圧を印加し、その表面近くに電極棒を保持し、その電
極棒に正電圧パルスを与える。非電導性の流体が前記穿
孔される部材と電極棒との間隙に供給され、加工用のス
パークを生成するため、電極棒に連続な正電圧パルスが
与えられる。
ーンのような金属材に小径の孔を穿孔する方法として良
く知られている。ＥＤＭ工法では、穿孔される部材に負
電圧を印加し、その表面近くに電極棒を保持し、その電
極棒に正電圧パルスを与える。非電導性の流体が前記穿
孔される部材と電極棒との間隙に供給され、加工用のス
パークを生成するため、電極棒に連続な正電圧パルスが
与えられる。
ＥＤＭは、マルチワイヤー・ヘッドを用いて、複数の穿
孔を同時に行うことができる。この工程は相対的に、迅
速、安価、正確であって、かつ、ガスタービン部材に通
常使用される超合金の加工において、満足のゆく仕上げ
を得られる。しかし、ＥＤＭは、非電導性のセラミック
材に対しては、その絶縁性のために、穿孔することがで
きない。
孔を同時に行うことができる。この工程は相対的に、迅
速、安価、正確であって、かつ、ガスタービン部材に通
常使用される超合金の加工において、満足のゆく仕上げ
を得られる。しかし、ＥＤＭは、非電導性のセラミック
材に対しては、その絶縁性のために、穿孔することがで
きない。
そこで、本発明は、実質的に非電導性の層を表面に有す
る電導性の加工材に対し、超音波穿孔と放電穿孔によっ
て、小径の孔を連続的に穿孔する方法と装置を提供する
ことを目的とする。
る電導性の加工材に対し、超音波穿孔と放電穿孔によっ
て、小径の孔を連続的に穿孔する方法と装置を提供する
ことを目的とする。
実質的に非電導性の層を表面に有する電導性の加工材に
、小径の孔を放電穿孔する本発明の装置は、加工材に対
して加工ギャップを調節可能に支持されたＥＤＭ電極棒
装置と、加工ギャップの領域に非電導性の流体を供給す
る非電導性流体供給装置と、ＥＤＭ電極棒装置と加工材
に接続され、加工時に電導性の加工材を通して放電加工
用の加工パルスを生成するように配設された電力供給装
置と、非電導性の層を超音波穿孔するために、ＥＤＭ電
極捧装置にその軸方向に超音波振動を与える超音波装置
と、超音波加工と放電加工を分離した連続な加工段階と
なるように制御する制御装置と、超音波加工で非電導性
の層を貫通した後、ＥＤＭ電極棒装置と電導性の加工材
との電気的な導通を検知し、電導性の基材に放電加工を
開始する検知装置とを有する。
、小径の孔を放電穿孔する本発明の装置は、加工材に対
して加工ギャップを調節可能に支持されたＥＤＭ電極棒
装置と、加工ギャップの領域に非電導性の流体を供給す
る非電導性流体供給装置と、ＥＤＭ電極棒装置と加工材
に接続され、加工時に電導性の加工材を通して放電加工
用の加工パルスを生成するように配設された電力供給装
置と、非電導性の層を超音波穿孔するために、ＥＤＭ電
極捧装置にその軸方向に超音波振動を与える超音波装置
と、超音波加工と放電加工を分離した連続な加工段階と
なるように制御する制御装置と、超音波加工で非電導性
の層を貫通した後、ＥＤＭ電極棒装置と電導性の加工材
との電気的な導通を検知し、電導性の基材に放電加工を
開始する検知装置とを有する。
本発明は、複数同時穿孔にも用いることができる。その
場合においては、ＥＤＭ電極棒装置は、複数の電極棒が
取り付けられた共通の電極棒ヘッドを有する。この様な
装置においては、前記検知装置は最初の電極棒の貫通を
検知して、次の運転を開始する。さらに望ましくは、こ
の装置は、非電導性の層の貫通を検知した後、予め決め
られた時間だけＥＤＭ加工段階の開始を遅延させる検知
装置と電力供給装置とに接続された遅延装置を有する。
場合においては、ＥＤＭ電極棒装置は、複数の電極棒が
取り付けられた共通の電極棒ヘッドを有する。この様な
装置においては、前記検知装置は最初の電極棒の貫通を
検知して、次の運転を開始する。さらに望ましくは、こ
の装置は、非電導性の層の貫通を検知した後、予め決め
られた時間だけＥＤＭ加工段階の開始を遅延させる検知
装置と電力供給装置とに接続された遅延装置を有する。
本発明によれば、実質的に非電導性の層を表面に有する
電導性の加工材の非電導性の表層に、ＥＤＭ電極棒装置
を接触させて位置させ、超音波装置により、そのＥＤＭ
電極棒装置にその軸方向に超音波振動を与え、非電導性
の表層を超音波穿孔し、さらに、検知装置によって、前
記超音波加工で非導電体の層が貫通されたのを検知し、
前記ＥＤＭ電極棒装置と電導性の基材とに接続された電
力供給装置により、ＥＤＭ電極棒装置に放電加工パルス
を与え、継続して、電導性の基材に放電穿孔する。
電導性の加工材の非電導性の表層に、ＥＤＭ電極棒装置
を接触させて位置させ、超音波装置により、そのＥＤＭ
電極棒装置にその軸方向に超音波振動を与え、非電導性
の表層を超音波穿孔し、さらに、検知装置によって、前
記超音波加工で非導電体の層が貫通されたのを検知し、
前記ＥＤＭ電極棒装置と電導性の基材とに接続された電
力供給装置により、ＥＤＭ電極棒装置に放電加工パルス
を与え、継続して、電導性の基材に放電穿孔する。
本発明の実施例を、添イ」図面を参照しつつ、以下にさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
第１図には、放電加工装置１０をベースとする本発明を
組み込んだ穿孔装置が示されている。マルチワイヤーの
電極棒加エヘッド１１が、直線配列の平行な電極棒１２
を有している。図示の装置の電極棒１２は、タングステ
ンを用いているが、コッパー・タングステン・カーバイ
トや、コツノく一・グラファイト合金や、グラファイト
や、タンタル・タングステン合金や、シルバー・タンタ
ル合金のようなを他の金属を用いても良い。電極棒１２
は穿孔される孔と呼称上同径のものを用いる。
組み込んだ穿孔装置が示されている。マルチワイヤーの
電極棒加エヘッド１１が、直線配列の平行な電極棒１２
を有している。図示の装置の電極棒１２は、タングステ
ンを用いているが、コッパー・タングステン・カーバイ
トや、コツノく一・グラファイト合金や、グラファイト
や、タンタル・タングステン合金や、シルバー・タンタ
ル合金のようなを他の金属を用いても良い。電極棒１２
は穿孔される孔と呼称上同径のものを用いる。
標準的には０．５ミリメートルである。個別の孔を穿孔
する場合は単一の電極棒が用いられる。ｊ５かし、多く
の場合では、複数の孔を穿孔する必要があり、また、概
略図示されているものと類似の複電極棒ヘッドを用いて
、全部あるいは少なくとも数個の孔を同時に穿孔するこ
とにより時間を節約できる。
する場合は単一の電極棒が用いられる。ｊ５かし、多く
の場合では、複数の孔を穿孔する必要があり、また、概
略図示されているものと類似の複電極棒ヘッドを用いて
、全部あるいは少なくとも数個の孔を同時に穿孔するこ
とにより時間を節約できる。
電極棒加エヘッド１１は、超音波変換器の出力部材１−
３によって保持され、作業台］５に堅固に固定された加
工材１４の垂直上方に位置している。
３によって保持され、作業台］５に堅固に固定された加
工材１４の垂直上方に位置している。
穿孔用の電極棒１２に対して、加工材１，４を正確に位
置決めできるように、前記作業台１５は、出力部材１３
の長手方向の軸に直角な水平面内で移動可能になってい
る。この作業台１５は、直交するねじ１６ａ．１６ｂを
回転することにより移動可能であり、前記ねじ１６ａ，
１６ｂは、ステップモーターあるいはサーボアクチュエ
ーターによって駆動され、前記ステップモーターあるい
はサーボアクチュエーターの内の一つは、】、７として
図示されている。
置決めできるように、前記作業台１５は、出力部材１３
の長手方向の軸に直角な水平面内で移動可能になってい
る。この作業台１５は、直交するねじ１６ａ．１６ｂを
回転することにより移動可能であり、前記ねじ１６ａ，
１６ｂは、ステップモーターあるいはサーボアクチュエ
ーターによって駆動され、前記ステップモーターあるい
はサーボアクチュエーターの内の一つは、】、７として
図示されている。
前記加工材１４の断面が、第２図に示されている。それ
により、加工材１４が、実質的に非電導性のセラミック
の外層１４ａと、導電体の金属や合金からなる内層或い
は基材１４ｂとからなる複数の層を表面に持つことが明
らかである。
により、加工材１４が、実質的に非電導性のセラミック
の外層１４ａと、導電体の金属や合金からなる内層或い
は基材１４ｂとからなる複数の層を表面に持つことが明
らかである。
前述のように、本発明の装置のベースは、ＥＤＭ穿孔装
置である。第１図によれば、本発明の装置は、作業に好
都合な概略腰の高さに作業台１５を取り付けた穿孔装置
の固定フレーム１−８を有する。固定フレーム１８と一
体に直立の柱２０が立設されていて、この柱２０には、
ＥＤＭ加エヘッドと電極棒加エヘッド１１が取り付けら
れている。
置である。第１図によれば、本発明の装置は、作業に好
都合な概略腰の高さに作業台１５を取り付けた穿孔装置
の固定フレーム１−８を有する。固定フレーム１８と一
体に直立の柱２０が立設されていて、この柱２０には、
ＥＤＭ加エヘッドと電極棒加エヘッド１１が取り付けら
れている。
前記加工ヘッドは、柱２０に垂直に取り付けられたサー
ボモーター２２の出力部材（図示せず）によって保持さ
れている。すなわち、サーボモーター２２は、加工ヘッ
ドを作業台１．５の垂直上方位置に保持し、サーボモー
ター２２に通電することにより、加工ヘッドを作業台１
５と加工材１４に、近付けたり遠ざけたりできるように
ｊ２ている。
ボモーター２２の出力部材（図示せず）によって保持さ
れている。すなわち、サーボモーター２２は、加工ヘッ
ドを作業台１．５の垂直上方位置に保持し、サーボモー
ター２２に通電することにより、加工ヘッドを作業台１
５と加工材１４に、近付けたり遠ざけたりできるように
ｊ２ている。
本発明よれば、第１図の装置の加工ヘッドは、サーボモ
ーター２２の垂直方向に調節可能な出力部材に固定され
た超音波変換器２４を有する。前記超音波変換器出力部
材１３は、前記超音波変換器２４の一部を成し、前述の
ごとく、電極棒加エヘッド１１を保持している。超音波
変換器２４は、サーボモーター２２の出力部材に取り付
けられて上下に移動可能とされ、変換器出力部材コ３が
その長手軸方向に振動を伝達でき、かつ、変換器出力部
材１３自体も長手軸方向に振動するように設けられてい
る。
ーター２２の垂直方向に調節可能な出力部材に固定され
た超音波変換器２４を有する。前記超音波変換器出力部
材１３は、前記超音波変換器２４の一部を成し、前述の
ごとく、電極棒加エヘッド１１を保持している。超音波
変換器２４は、サーボモーター２２の出力部材に取り付
けられて上下に移動可能とされ、変換器出力部材コ３が
その長手軸方向に振動を伝達でき、かつ、変換器出力部
材１３自体も長手軸方向に振動するように設けられてい
る。
キャビネットに格納された既知の従来のＥＤＭジェネレ
ーター／制御装置２６は、サーボモーター２２に接続さ
れた出力ケーブル２８を通して、放電加エバルスと制御
用と通電用の出力を生成する。さらに、ＥＤＭジェネレ
ーター／制御装置２６は電極棒加エヘッド１１と加工材
〕４にそれぞれ正負に印加される電圧の大きさを決定す
る。
ーター／制御装置２６は、サーボモーター２２に接続さ
れた出力ケーブル２８を通して、放電加エバルスと制御
用と通電用の出力を生成する。さらに、ＥＤＭジェネレ
ーター／制御装置２６は電極棒加エヘッド１１と加工材
〕４にそれぞれ正負に印加される電圧の大きさを決定す
る。
超音波変換器２４は、制御と起動の出力ケープル３２に
よって、超音波ジエネレータ−３４と接続される。超音
波変換器２４は、出力ケーブル２８によって通電され、
超音波ジエネレータ−３４は、超音波振動の周波数と振
幅の双方を制御する手段を有する。
よって、超音波ジエネレータ−３４と接続される。超音
波変換器２４は、出力ケーブル２８によって通電され、
超音波ジエネレータ−３４は、超音波振動の周波数と振
幅の双方を制御する手段を有する。
ＥＤＭ加エ工法は、非導電流体の供給を必要とする。こ
のことは、フィルター装置を内蔵する非導電流体貯蔵槽
３６と、この貯蔵槽３６から非導電流体を吸いだし相対
的に低圧で非導電流体供給ノズル４０に送る非導電流体
供給ポンプ３８とを含む循環システムによって達成され
る。非導電流体の流れが、非導電流体供給ノズル４０に
よって指向され、ＥＤＭ加エギャップ、すなわち、電極
捧１２と加工材１４との領域に送り込まれる。余剰の還
流される流体は、作業台１５の下のシンク４２で集めら
れ、ドレン４４と二方弁４６を通り、非導電流体貯蔵槽
３６に還流される。放電加工では、低粘度の鉱物油が、
非導電流体として広く用いられている。
のことは、フィルター装置を内蔵する非導電流体貯蔵槽
３６と、この貯蔵槽３６から非導電流体を吸いだし相対
的に低圧で非導電流体供給ノズル４０に送る非導電流体
供給ポンプ３８とを含む循環システムによって達成され
る。非導電流体の流れが、非導電流体供給ノズル４０に
よって指向され、ＥＤＭ加エギャップ、すなわち、電極
捧１２と加工材１４との領域に送り込まれる。余剰の還
流される流体は、作業台１５の下のシンク４２で集めら
れ、ドレン４４と二方弁４６を通り、非導電流体貯蔵槽
３６に還流される。放電加工では、低粘度の鉱物油が、
非導電流体として広く用いられている。
超音波穿孔でも、振動する加工具の加工面と穿孔されて
いる加工材との間隙に研磨性の中間媒体を入れる必要が
ある。この研磨性の中間媒体は、乾燥した粒子状或いは
ペースト状で、電極棒１２と加工材１４との接触点の間
隙に直接供給されるようにすることが出来る。この中間
媒体は、加速度的に細かく粉砕されるので、本発明の装
置は、非導電流体のシステムと類似の、研磨剤スラリー
の循環供給システムを備えるのが望ましい。研磨剤スラ
リーは、二番目の研磨剤スラリー貯蔵槽４８に集められ
、研磨剤スラリー供給ポンプ５０によって、同様に加工
ギャップを指向した二番目の研磨剤スラリー供給ノズル
５１に送られる。この研磨剤スラリーは、例えば、ＥＤ
Ｍの非導電流体と同一のものとでき、液体中にダイヤモ
ンドやカーボランダムやキュービック・ホウ素窒化物の
粒子を有する。
いる加工材との間隙に研磨性の中間媒体を入れる必要が
ある。この研磨性の中間媒体は、乾燥した粒子状或いは
ペースト状で、電極棒１２と加工材１４との接触点の間
隙に直接供給されるようにすることが出来る。この中間
媒体は、加速度的に細かく粉砕されるので、本発明の装
置は、非導電流体のシステムと類似の、研磨剤スラリー
の循環供給システムを備えるのが望ましい。研磨剤スラ
リーは、二番目の研磨剤スラリー貯蔵槽４８に集められ
、研磨剤スラリー供給ポンプ５０によって、同様に加工
ギャップを指向した二番目の研磨剤スラリー供給ノズル
５１に送られる。この研磨剤スラリーは、例えば、ＥＤ
Ｍの非導電流体と同一のものとでき、液体中にダイヤモ
ンドやカーボランダムやキュービック・ホウ素窒化物の
粒子を有する。
研磨剤スラリーもまた、ドレン４４と二方弁４６を通っ
て、研磨剤スラリー貯蔵槽４８に還流される。二方弁４
６は、穿孔段階に応じて、非導電流体と研磨剤スラリー
をそれぞれに対応する貯蔵槽に戻すように切り替えられ
る。二方弁４６は、放電加工の開始と同時にＥＤＭジェ
ネレーター／制御装置２６の出力によって自動的に切り
替えられるようにすることができる。非導電流体貯蔵槽
３６に内蔵されるフィルターは、放電加工の非導電流体
の循環システムに流れ込む超音波穿孔の還流液中に、残
留する研磨粒子を除去するのに、充分細かいメッシュで
ある。
て、研磨剤スラリー貯蔵槽４８に還流される。二方弁４
６は、穿孔段階に応じて、非導電流体と研磨剤スラリー
をそれぞれに対応する貯蔵槽に戻すように切り替えられ
る。二方弁４６は、放電加工の開始と同時にＥＤＭジェ
ネレーター／制御装置２６の出力によって自動的に切り
替えられるようにすることができる。非導電流体貯蔵槽
３６に内蔵されるフィルターは、放電加工の非導電流体
の循環システムに流れ込む超音波穿孔の還流液中に、残
留する研磨粒子を除去するのに、充分細かいメッシュで
ある。
上記の代替として、研磨剤スラリーと非導電流体とを同
一の貯蔵槽で貯蔵し、細かいフィルターによって、研磨
粒子を除去するように出来る。
一の貯蔵槽で貯蔵し、細かいフィルターによって、研磨
粒子を除去するように出来る。
穿孔装置のコントロールシステムは、概略図示されてい
る貫通検知装置５２とＥＤＭジェネレーター／制御装置
２６と接続されるインターコネクション５４とを含む。
る貫通検知装置５２とＥＤＭジェネレーター／制御装置
２６と接続されるインターコネクション５４とを含む。
貫通検知装置５２は主要な部分として、電極棒１２と加
工材１４との電気導通を検知する電流検知装置を含む。
工材１４との電気導通を検知する電流検知装置を含む。
第５図は、マルチーチャンネル検知システムの主要な構
成部分を簡略に示す概略図であり、このマルチーチャン
ネル検知システムに対して、シングルーチャンネル検知
システムは、電極棒をーグループしか持たない点におい
てのみ異なる。
成部分を簡略に示す概略図であり、このマルチーチャン
ネル検知システムに対して、シングルーチャンネル検知
システムは、電極棒をーグループしか持たない点におい
てのみ異なる。
電極棒１２のグループは、電気的に並列に配置され、図
面では、簡略化のため、三つの電極棒グループのみを示
している。
面では、簡略化のため、三つの電極棒グループのみを示
している。
各電極棒グループ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、直列に接
続された発光ダイオード（ＬＥＤ）５６と整流用ダイオ
ード５８を通して、正のパルス信号を供給される。加工
材１４は、パルス信号に対して負に印加されている。こ
のように、電極棒グループ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのい
ずれかと加工材１４とが電気的に接続されたとき、電流
はパルス信号の標識期間中流れて、それに対応するＬＥ
Ｄは発光する。フォトトランジスターのような光検知装
置６０が、各ＬＥＤ５６と光学的に連結されている。電
極棒１２のいずれかが加工材１４と電気的に接続される
と、それに対応するＬＥＤ５６が発光し、さらにそれに
対応する光検知装置６０が、非電導性のセラミックの外
層１４ａが貫通されたことを示す出力を生成する。
続された発光ダイオード（ＬＥＤ）５６と整流用ダイオ
ード５８を通して、正のパルス信号を供給される。加工
材１４は、パルス信号に対して負に印加されている。こ
のように、電極棒グループ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのい
ずれかと加工材１４とが電気的に接続されたとき、電流
はパルス信号の標識期間中流れて、それに対応するＬＥ
Ｄは発光する。フォトトランジスターのような光検知装
置６０が、各ＬＥＤ５６と光学的に連結されている。電
極棒１２のいずれかが加工材１４と電気的に接続される
と、それに対応するＬＥＤ５６が発光し、さらにそれに
対応する光検知装置６０が、非電導性のセラミックの外
層１４ａが貫通されたことを示す出力を生成する。
それぞれの光検知装置６０からの出力は、いずれかの電
極棒１２の最初の貫通に反応（７て出力する論理和（Ｏ
Ｒ）ゲート装置６２によって、論理的にゲートされる。
極棒１２の最初の貫通に反応（７て出力する論理和（Ｏ
Ｒ）ゲート装置６２によって、論理的にゲートされる。
ゲート装置６２の出力は、出力パルス生成装置６４に送
られ、さらにその出力パルスは遅延装置６６に送られて
、インターコネクション５４に最終的なＥＤＭ制御信号
を送る。
られ、さらにその出力パルスは遅延装置６６に送られて
、インターコネクション５４に最終的なＥＤＭ制御信号
を送る。
前記貫通検知装置５２はパルス生成装置を有し、このパ
ルス生成装置は、２００マイクロ秒ごとに反復される幅
１０マイクロ秒のパルスを生成する。
ルス生成装置は、２００マイクロ秒ごとに反復される幅
１０マイクロ秒のパルスを生成する。
オーブン回路振幅変調は、２５ボルトから貫通時に５ボ
ルト、０． １アンペアの状態に落ちる。
ルト、０． １アンペアの状態に落ちる。
ＥＤＭ工程は、初期パルスとして、約１０００ボルトで
５アンペア以下のパルスを、０．１マイクロ秒から５．
０マイクロ秒の間のある期間生成する。この初期パルス
のエネルギーは、超音波加工で形成された孔の底に残さ
れているセラミックを効率よく除去する。この初期パル
スの生成後は、ＥＤＭ工程は、約１５０ボルトで１２０
アンペア以下の方形波のパルスを、０．１マイクロ秒か
ら１０００マイクロ秒の間のある幅で生成する。
５アンペア以下のパルスを、０．１マイクロ秒から５．
０マイクロ秒の間のある期間生成する。この初期パルス
のエネルギーは、超音波加工で形成された孔の底に残さ
れているセラミックを効率よく除去する。この初期パル
スの生成後は、ＥＤＭ工程は、約１５０ボルトで１２０
アンペア以下の方形波のパルスを、０．１マイクロ秒か
ら１０００マイクロ秒の間のある幅で生成する。
操作時には、最上端面にセラミック表層が位置するよう
に、加工材１４を作業台１５の上に固定する。電極棒の
加工ヘッド１１は、必要な孔の数と間隔に応じて、必要
な電極棒を取り付けられ、加工材１４の直上に位置され
る。加工へッド１１は、電極棒の先端がセラミック表層
１４ａに軽く接触するまで、加工材１４に近付けられる
。
に、加工材１４を作業台１５の上に固定する。電極棒の
加工ヘッド１１は、必要な孔の数と間隔に応じて、必要
な電極棒を取り付けられ、加工材１４の直上に位置され
る。加工へッド１１は、電極棒の先端がセラミック表層
１４ａに軽く接触するまで、加工材１４に近付けられる
。
次ぎに、超音波ジェネレータ−３４が通電され、さらに
研磨剤スラリー供給ポンブ５０も通電され、研磨剤スラ
リーを電極棒の加工ギャップに供給ｌ７始める。電極棒
１２の軸方向の超音波周波数の振動は、研磨粒子の存在
下で、セラミック表層１４ａに電極棒１２の軸方向に孔
を形成する。サーボモーター２２は、セラミック表層１
４ａの孔を継続的に形成させるために、電極棒の加工ヘ
ッド１１を加工材］４に継続的に近付けて行く。
研磨剤スラリー供給ポンブ５０も通電され、研磨剤スラ
リーを電極棒の加工ギャップに供給ｌ７始める。電極棒
１２の軸方向の超音波周波数の振動は、研磨粒子の存在
下で、セラミック表層１４ａに電極棒１２の軸方向に孔
を形成する。サーボモーター２２は、セラミック表層１
４ａの孔を継続的に形成させるために、電極棒の加工ヘ
ッド１１を加工材］４に継続的に近付けて行く。
一方におしＴて、貫通検知装置５２は、電極捧１２と加
工材１４が電気的に接続されたかどうかを検知し続ける
。電極棒１２と加工材１４との間にセラミック層が存在
する限り、貫通検知回路は開放の状態を保ち続ける。電
極棒１２のいずれかが加工材１４と電気的に導通状態に
なるや否や、貫通検知装置５２はそれを検知する。しか
し、穿孔の第二段階は、他の電極棒もセラミック層１４
ａを貫通するのに充分な時間の遅延の後開始される。
工材１４が電気的に接続されたかどうかを検知し続ける
。電極棒１２と加工材１４との間にセラミック層が存在
する限り、貫通検知回路は開放の状態を保ち続ける。電
極棒１２のいずれかが加工材１４と電気的に導通状態に
なるや否や、貫通検知装置５２はそれを検知する。しか
し、穿孔の第二段階は、他の電極棒もセラミック層１４
ａを貫通するのに充分な時間の遅延の後開始される。
前記の時間の遅延の後、ＥＤＭジェネレーター／制御装
置２６は起動され、穿孔は放電穿孔によって継続される
。それと同時に、非導電流体供給ポンブ３８が通電され
、非導電流体を非導電流体供給ノズル４０によって加工
ギャップに送り込み始める。研磨剤スラリー供給ポンブ
５０は停止され、二方弁４６は切り替えられ、非導電流
体は適当な貯蔵槽に還流される。ＥＤＭ工程では、電極
棒１２は振動ずる必要ではないが、サーボモーター２２
は加工ギャップを維持するために、電極棒１２を加工材
］４に近付けて行く必要がある。通常、この切り替えは
連続して段階的に行われる。
置２６は起動され、穿孔は放電穿孔によって継続される
。それと同時に、非導電流体供給ポンブ３８が通電され
、非導電流体を非導電流体供給ノズル４０によって加工
ギャップに送り込み始める。研磨剤スラリー供給ポンブ
５０は停止され、二方弁４６は切り替えられ、非導電流
体は適当な貯蔵槽に還流される。ＥＤＭ工程では、電極
棒１２は振動ずる必要ではないが、サーボモーター２２
は加工ギャップを維持するために、電極棒１２を加工材
］４に近付けて行く必要がある。通常、この切り替えは
連続して段階的に行われる。
しかし、ＥＤＭ加工段階で超音波振動が継続されても、
何等不利な点が生じないので、二番月の穿孔段階におい
て、超音波変換器２４に継続して通電しても良い。
何等不利な点が生じないので、二番月の穿孔段階におい
て、超音波変換器２４に継続して通電しても良い。
円形、同径以外の形状の孔は、穿孔操作中に電極棒〕２
と加工材１４とを相対的に移動することにより生成され
る。例えば、第２図と第３図に示される楕円形状の孔は
、穿孔操作中に、加工材コ４を固定している作業台１５
を直交する二方向に移動することにより形成される。楕
円形状の孔を形成するには、作業台］５は、楕円の長短
軸に沿って動かされる。漏斗状或いは円錐状の入り口を
有する孔を形成するには、作業台１５の移動二が、穿孔
の深さに応じて次第に減少するようにする。他の形状の
、たとえばセラミック層にスリットは、穿孔の最初の段
階において、加工材１４を電極棒１２の軸に直交する方
向に動かすことにより形成される。
と加工材１４とを相対的に移動することにより生成され
る。例えば、第２図と第３図に示される楕円形状の孔は
、穿孔操作中に、加工材コ４を固定している作業台１５
を直交する二方向に移動することにより形成される。楕
円形状の孔を形成するには、作業台］５は、楕円の長短
軸に沿って動かされる。漏斗状或いは円錐状の入り口を
有する孔を形成するには、作業台１５の移動二が、穿孔
の深さに応じて次第に減少するようにする。他の形状の
、たとえばセラミック層にスリットは、穿孔の最初の段
階において、加工材１４を電極棒１２の軸に直交する方
向に動かすことにより形成される。
二つの穿孔段階のいずれか又は両方において、穿孔され
る孔の形状を制御するために、第４図に概略図示される
改変された加工ヘッドを代替的に用いることができる。
る孔の形状を制御するために、第４図に概略図示される
改変された加工ヘッドを代替的に用いることができる。
第４図の装置は、第１図の装置の改変であるので、類似
の構成部分には類似の参照番号が与えられている。穿孔
される加工材１４は、装置の固定フレームに相対的に固
定された作業台に取り付けられている。前述のごとく、
電極棒加エヘッド１１は、垂直のサーボモーター２２の
出力部材（図示せず）に取り付けられた超音波変換器２
４の出力部材１３によって保持されている。電極棒加エ
ヘッドには、前記と同一の貫通検知装置５２が前述のご
とく接続されている。
の構成部分には類似の参照番号が与えられている。穿孔
される加工材１４は、装置の固定フレームに相対的に固
定された作業台に取り付けられている。前述のごとく、
電極棒加エヘッド１１は、垂直のサーボモーター２２の
出力部材（図示せず）に取り付けられた超音波変換器２
４の出力部材１３によって保持されている。電極棒加エ
ヘッドには、前記と同一の貫通検知装置５２が前述のご
とく接続されている。
しかし、この装置では、電極棒１２と加工材１４との相
対的な移動は、そのうちの一つが図示されているアクチ
ュエータ−５６ａによって与えられる。これらアクチュ
エーターは、アクチュエーターの出力部材５３ａ，６０
ａによって、電極棒加工ヘッド１１と接続される。前記
出力部材５８ａ，６０ａは、電極棒を穿孔方向と直交す
る面内の直交する二方向に移動させるために設けられた
電極棒挟持装置６２ａと連結される。
対的な移動は、そのうちの一つが図示されているアクチ
ュエータ−５６ａによって与えられる。これらアクチュ
エーターは、アクチュエーターの出力部材５３ａ，６０
ａによって、電極棒加工ヘッド１１と接続される。前記
出力部材５８ａ，６０ａは、電極棒を穿孔方向と直交す
る面内の直交する二方向に移動させるために設けられた
電極棒挟持装置６２ａと連結される。
操作時においては、この装置の穿孔工程は前述の穿孔工
程と基本的には同一であり、超音波穿孔段階とＥＤＭ穿
孔段階とを有する。所定の形状の孔を形成するために、
超音波穿孔段階或いは前記両段階の穿孔工程中の、電極
棒の穿孔方向と直交する面内における位置決めは、直交
するアクチュ工一タ−５６ａによって制御される。それ
により、第２図と第３図に示されたような形状の孔が形
成される。一方向のみの長孔は、電極棒の穿孔方向と直
交する面内の一方向の移動によって、形成される。すな
わち、前記形状の孔は、一つのアクチュエーターを一定
に保ちつつ、他のアクチュエーターで位置を変えること
により形成される。
程と基本的には同一であり、超音波穿孔段階とＥＤＭ穿
孔段階とを有する。所定の形状の孔を形成するために、
超音波穿孔段階或いは前記両段階の穿孔工程中の、電極
棒の穿孔方向と直交する面内における位置決めは、直交
するアクチュ工一タ−５６ａによって制御される。それ
により、第２図と第３図に示されたような形状の孔が形
成される。一方向のみの長孔は、電極棒の穿孔方向と直
交する面内の一方向の移動によって、形成される。すな
わち、前記形状の孔は、一つのアクチュエーターを一定
に保ちつつ、他のアクチュエーターで位置を変えること
により形成される。
本発明によれば、超音波穿孔とを組み合わせることによ
り、実質的に非電導性の層を表面に有する電導性の加工
材に対し、放電穿孔と超音波穿孔とを組み合わせること
により、連続なー工程で加工することができる。
り、実質的に非電導性の層を表面に有する電導性の加工
材に対し、放電穿孔と超音波穿孔とを組み合わせること
により、連続なー工程で加工することができる。
また、本発明によれば、加工ヘッドと加工材を相対的に
移動させることにより、非電導性の層を表面に有する電
導性の加工材に対し、連続な一工程で、楕円形、円錐形
、長穴等種々な形状の孔を穿孔加工できる。
移動させることにより、非電導性の層を表面に有する電
導性の加工材に対し、連続な一工程で、楕円形、円錐形
、長穴等種々な形状の孔を穿孔加工できる。
第１図は、本発明を組み込んだ放電穿孔装置の概略図、
第２図は、第１図に示す装置を用いて、セラミックコー
ティングされた金属部材に穿孔された孔の形状を示す断
面図、第３図は、第２図の矢印Ａ方向より見た孔の平面
図、第４図は、第１図に示す装置の代替装置の概略図、
第５図は、第１図に示す装置の貫通検知回路の概略図で
ある。 １０・・・放電加工装置、１１・・・電極棒加エヘッド
、１２−・・電極棒、１２ａ．１２ｂ， １２ｃ−・
・電極棒グループ、１３・・・超音波変換器出力部材、
１４・・・加工材、１４ａ・・・セラミックの外層、１
４ｂ・・・基材、１５・・・作業台、１６ａ，１６ｂ・
・・作業台位置決め用ねじ、１７・・・サーボアクチュ
エータ−１８・・・固定フレーム、２０・・・柱、２２
・・・サーボモーター、２４・・・超音波変換器、２６
・・・ＥＤＭジ工ネレーター／制御装置、２８・・・出
力ケーブル、３２・・・超音波ジェネレーター出力ケー
ブル、３４・・・超音波ジェネレーター、３６・・・非
導電流体貯蔵槽、３８・・・非導電流体供給ポンプ、４
０・・・非導電流体供給ノズル、４２・・・シンク、４
４・・・ドレン、４６・・・二方弁、４８・・・研磨剤
スラリー貯蔵槽、５０・・・研磨剤スラリー供給ポンプ
、５１・・・研磨剤スラリー供給ノズル、５２・・・貫
通検知装置、５４・・・インターコネクション、５６・
・・発光ダイオード（ＬＥＤ） 、５６ａ− アクチュ
エータ−５８・・・整流用ダイオード、６０・・・光検
知装置、５８ａ，６０ａ・・・アクチュエーター出力部
材、６２・・・論理和（ＯＲ）ゲート装置、６２ａ・・
・電極棒挟持装置、６４・・・出力パルス生成装置、６
６・・・遅延装置。 出願代理人 佐 藤 一 雄 図面の浄書（内容に変更なし） 〜・１・
第２図は、第１図に示す装置を用いて、セラミックコー
ティングされた金属部材に穿孔された孔の形状を示す断
面図、第３図は、第２図の矢印Ａ方向より見た孔の平面
図、第４図は、第１図に示す装置の代替装置の概略図、
第５図は、第１図に示す装置の貫通検知回路の概略図で
ある。 １０・・・放電加工装置、１１・・・電極棒加エヘッド
、１２−・・電極棒、１２ａ．１２ｂ， １２ｃ−・
・電極棒グループ、１３・・・超音波変換器出力部材、
１４・・・加工材、１４ａ・・・セラミックの外層、１
４ｂ・・・基材、１５・・・作業台、１６ａ，１６ｂ・
・・作業台位置決め用ねじ、１７・・・サーボアクチュ
エータ−１８・・・固定フレーム、２０・・・柱、２２
・・・サーボモーター、２４・・・超音波変換器、２６
・・・ＥＤＭジ工ネレーター／制御装置、２８・・・出
力ケーブル、３２・・・超音波ジェネレーター出力ケー
ブル、３４・・・超音波ジェネレーター、３６・・・非
導電流体貯蔵槽、３８・・・非導電流体供給ポンプ、４
０・・・非導電流体供給ノズル、４２・・・シンク、４
４・・・ドレン、４６・・・二方弁、４８・・・研磨剤
スラリー貯蔵槽、５０・・・研磨剤スラリー供給ポンプ
、５１・・・研磨剤スラリー供給ノズル、５２・・・貫
通検知装置、５４・・・インターコネクション、５６・
・・発光ダイオード（ＬＥＤ） 、５６ａ− アクチュ
エータ−５８・・・整流用ダイオード、６０・・・光検
知装置、５８ａ，６０ａ・・・アクチュエーター出力部
材、６２・・・論理和（ＯＲ）ゲート装置、６２ａ・・
・電極棒挟持装置、６４・・・出力パルス生成装置、６
６・・・遅延装置。 出願代理人 佐 藤 一 雄 図面の浄書（内容に変更なし） 〜・１・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、実質的に非電導性の層を表面に有する電導性の加工
材に、小径孔を放電穿孔する装置であって、加工材に対
して加工ギャップを調節できるように支持されるととも
に、共通の電極棒ヘッドに取り付けられた複数の電極棒
を有するＥＤＭ電極棒装置と、加工ギャップの領域に非
電導性の流体を供給する非電導性流体供給装置と、使用
時にＥＤＭ電極棒装置と加工材の間に接続され、加工時
に電導性の加工材を通して放電加工用の加工パルスを生
成するように配設された電力供給装置と、非電導性の層
を超音波穿孔するために、ＥＤＭ電極棒装置にその軸方
向に超音波振動を与えて非電導性の層の加工を行う超音
波装置と、超音波加工と放電加工を分離した連続な加工
段階となるように制御する制御装置と、ＥＤＭ電極棒装
置と電導性の基材との電気的導通を検知する検知装置と
を有し、前記検知装置は、非電導性の層を貫通した最初
の電極棒と電導性の加工材との間の電気的な導通に反応
して、超音波加工段階の非電導性の層の貫通を検知し、
非電導性の層の貫通後に、電導性の加工材に対する放電
加工段階を開始する放電穿孔装置。 ２、非電導性の層の最初の貫通を検知した後、放電加工
段階の開始を所定時間遅延させるために、前記検知装置
と前記電力供給装置とに接続された遅延装置を有し、前
記遅延時間が、残るすべての電極棒が非電導性の層を貫
通するに足る長さである請求項１記載の放電穿孔装置。 ３、貫通検知のために、電極棒が少なくとも一つの電気
的に接続されたグループをなし、前記電極棒グループは
発光装置を介して貫通パルス発生装置と接続され、前記
発光装置は、出力がＥＤＭジェネレーターを起動する論
理和（ＯＲ）ゲート装置の入力端と光学的に接続されて
いる請求項２記載の放電穿孔装置。 ４、実質的に非電導性の層を表面に有する電導性の加工
材に、少なくとも一つの孔を穿孔する方法であって、二
つの加工段階を有し、第一段階では、非電導性の表層に
孔を形成するのに、電極棒による超音波穿孔が用いられ
、第二段階では、前記の孔を電極棒による放電穿孔によ
って伸長し、第二段階の放電穿孔は、第一段階の超音波
穿孔において、電極棒或いは電極棒グループが非電導性
の表層を貫通した事の検知によって開始される非電導性
表層を有する電導性加工材の穿孔方法。 ５、第二段階の放電穿孔の開始が、非電導性表層の貫通
の検知後、予め決められた時間遅延され、前記遅延時間
が、残る電極棒による非電導性の表層を貫通するに足る
長さである請求項４記載の非電導性表層を有する電導性
加工材の穿孔方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888825064A GB8825064D0 (en) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Combined edm & ultrasonic drilling |
| GB8825064.2 | 1988-10-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237722A true JPH02237722A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=10645824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1279631A Pending JPH02237722A (ja) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | 放電穿孔装置及び非電導性表層を有する電導性加工材の穿孔方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4992639A (ja) |
| EP (1) | EP0366466B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02237722A (ja) |
| AU (1) | AU612911B2 (ja) |
| DE (1) | DE68905432T2 (ja) |
| GB (2) | GB8825064D0 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0751942A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-02-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 加工穴の貫通検出方法及び貫通検出装置 |
| JPH07256521A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-09 | Sakae Denshi Kogyo Kk | 基板の小径穴加工方法及び装置 |
| JPH07266142A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | Sakae Denshi Kogyo Kk | 小径穴加工装置及びそれを使用する小径穴加工方法 |
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| KR100582109B1 (ko) * | 2006-02-14 | 2006-05-22 | 임창영 | 공정완료 자동인식 ｃｎｃ 세혈 방전가공기 |
Families Citing this family (38)
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|---|---|---|---|---|
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