JPH0553572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加工片を滑らかに表面仕上げするため
に、電極工具による放電によつて加工片を研磨す
る方法及び装置に係るものである。

放電加工においては、加工片内への電極工具の
送り方向に垂直な面内における相対的な周期的並
進運動に従つて加工片と電極工具とを変位させつ
つ放電強度を徐々に減少させて連続仕上げ段階を
遂行させることが公知である。このようにして得
られた仕上げ表面の質は産業界の要求、即ち平均
値で0.1ミクロン以下のクレータを有する表面を
得たいという要求に常に一致しない限界を有して
いる。

両電極を相対的な周期的並進運動に従つて所定
の振巾で変位させ、同時に所定の強さの連続放電
を両電極にまたがつて発生させるようにし、並進
運動の振巾を研磨する表面の寸法の減少に対する
電極工具の寸法の減少の関数として選択するよう
にして電極工具によつて放電加工により加工片電
極を研磨する方法が知られている。

本発明の主目的は、所定の開始状態の下で最良
の利用可能表面仕上げを達成することである。研
磨動作の持続時間は、得られる表面仕上げ重要な
効果を有している。研磨動作が短か過ぎる場合に
は最適表面仕上げを得ることはできない。しか
し、最良の表面仕上げが得られるまで研磨動作を
続行した後は、それ以上の研磨動作を行なうと加
工表面は徐々に劣化して行く。

本発明は、並進運動の速さを所定値に調整し、
選択された運動の振巾に逆比例する数の並進サイ
クルを遂行することによつて、達成可能な最良の
表面仕上げを自動的に得ることができるものであ
る。

本発明は、本発明の上記の方法を実現する装置
を提供するものでもある。

以下に添付図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

第１図の曲線は表面粗さCHを円形並進運動の
接線速度Ｖの関数として示したものである。接線
速度Ｖは並進運動の角速度Ｗと振巾Ｒとの積に等
しい。この曲線から、最小の粗さは所定の接線速
度V₀において得られることが解る（この曲線は
所与の加工条件に対して実験的に決定される）。

第２図の曲線は、接線速度V₀の値を同じにし
たまま加工表面の定性値を変えた時の表面粗さ
を、加工時間ｔの関数として示すものである（加
工条件は各形式の放電加工機の加工表に示された
仕上げ条件を加工条件とする）。曲線Ｓ１は小さ
い表面領域に関するものであり、曲線Ｓ２及びＳ
３は比較的大きい表面領域に係るものである。驚
くことには、各曲線の示す最小粗さが、加工され
る表面領域には無関係に加工時間t₀のところで得
られているのである。実際的には加工時間t₀は60
分程度の最適値を有しているのであるが、この最
適加工時間は加工状態に従つて、特定的には２つ
の電極即ち加工片と工具の材料に従つて最適値か
ら多少は変化することは明白であろう。

実際の例によれば、第１図の曲線の接線速度
V₀は1500ミクロン／分であり、加工時間t₀が60分
であるので積V₀T₀は90000である。速度V₀は円
形並進運動の半径とは無関係に保たなければなら
ないので、並進運動の毎分サイクル数は選択され
た振巾の逆関数に従つて調整しなければならない
のは当然である。同様に、加工時間t₀の間に遂行
さるべき合計サイクル数も選択された振巾の逆関
数である。

上例ではサイクル数と並進運動振巾との積が
90000であるので、もし振巾を100ミクロンとすれ
ば、60分の加工時間で1500ミクロン／分の速度
V₀を得るためには900サイクルの並進運動を遂行
しなければならない。

60分間に900並進運動サイクル回数を行うと毎
分当たり15並進運動サイクル回数となり、各回数
は100ミクロンに相当するから１分当たりの並進
運動は15×100＝1500ミクロンとなる。

第３図の曲線は、速度V₀において加工時間t₀を
達成するために、即ち考え得る最良の表面仕上げ
を得ることができる加工条件の下で維持しなけれ
ばならない加工サイクル数Ｎと並進運動の振巾Ｒ
との間の関係を示すものである。

積V₀t₀は加工動作中に電極の単一の点が走行す
る合計距離を限定するので、積V₀t₀が2πRN（Ｒ
は円径並進運動の半径、Ｎは合計サイクル数）に
も等しいことは明白である。従つて最適条件を達
成するためには、第３図に示す逆関数に従つてＲ
及びＮを変化させなければならない。例えばＲの
値を選択してしまえば、考え得る最良の表面仕上
げを得るために遂行すべき並進運動サイクルの数
Ｎを決定することができる。

第４図に示す装置は、パルス発生器Ｇから得ら
れた放電を用いて電極工具２によつて加工片１を
加工するためのものであつて、２つのステツピン
グモータ４及び５によつて駆動される横送り台３
を備えている。ステツピングモータ４及び５は、
それぞれ並進運動の角速度及び半径を表わすＷ及
びＲのプリセツト値に反応する２つの信号に応答
する回路６によつて制御される。

２つの制御信号を発生し、考え得る最良の表面
仕上げが得られる時点に加工動作を停止せしめる
命令信号を得るための回路は、第４図の下部に示
す３つのプログラマブル指令入力素子７，８及び
９を備えている。人力素子７は接線速度V₀に関
する指令を発生するものであつて、選択された接
線速度に比例する周波数のパルスFVを供給する
パルス発生器からなつている。入力素子８もパル
ス発生器であつて、選択された並進運動の振巾Ｒ
に比例する周波数のパルスFRを発生する。最後
に入力素子９はパラメータt₀を受入れ、パルス発
生器７から供給される周波数FVと加工時間とし
て選択された時間t₀とを乗じたものに比例する周
波数のパルスを供給する周波数マルチプライヤで
ある。即ち周波数マルチプライヤ９の出力の周波
数はt₀・FVである。

パルス発生器７の出力のパルス信号FVはアツ
プダウンカウンタ１０の入力に供給される。カウ
ンタ１０の内容はデイジタル信号Ｗとして、ステ
ツピングモータ４及び５の制御回路６の別の入力
に印加される。このＷ信号はバイナリレートマル
チプライヤBRM１にも印加される。BRM１の
乗算レートは信号Ｗによつて決定される。

バイナリレートマルチプライヤBRM１の別の
入力には、並進運動の所望振巾を限定する周波数
を有するパルスFRがパルス発生器８から印加さ
れている。従つてバイナリレートマルチプライヤ
BRM１の出力信号は周波数FRと乗算レートＷと
の積である信号WFRであり、この信号WFRはカ
ウンタ１０のダウンカウンテイング入力に供給さ
れる。カウンタ１０のアツプカウンテイング入力
に印加される周波数FVのパルスは、バイナリレ
ートマルチプライヤBRM１の出力パルスが周波
数FVと同じ周波数に達するまで、従つて出力信
号が安定するまでカウンタ１０の出力のデイジタ
ル信号の値を増加させて行く。この時点に達する
と、FV＝WFRとなる（これはV₀＝WRと同じ関
係である）のでこのデイジタル信号がＷを限定す
ることになる。

第４図の回路には、Ｗの値のデイジタル表示を
決定するものと同じように、遂行すべき並進運動
のサイクル数を表わすデイジタル信号を発生する
配列が含まれている。この配列は、周波数マルチ
プライヤ９からの信号t₀FVと、アツプダウンカ
ウンタ１１の出力デイジタル信号によつて乗算レ
ートが定まる第２のバイナリレートマルチプライ
ヤBRM２からの信号とを受けているアツプダウ
ンカウンタ１１からなつている。

これらの状態の下では、アツプダウンカウンタ
１１の出力信号は、合計加工時間中に電極工具の
何れかの点が走行する合計長に比例する値を表わ
すようになる。即ち、周波数マルチプライヤ９に
接続されている入力が受ける信号はt₀を並進運動
の接続速度倍したものであり、アツプダウンカウ
ンタ１１の平衡を得るためにはバイナリレートマ
ルチプライヤBRM２からの出力信号は１並進運
動サイクルの長さ2πRと並進運動サイクルの合計
数Ｎとの積に一致しなければならない。アツプダ
ウンカウンタ１１が平衡状態にあると、その出力
のデイジタル信号が2πNを限定することになる。
この出力信号はデイスクリミネータ１２の入力に
印加される。デイスクリミネータ１２の別の入力
は、ステツピングモータ制御回路６の出力から並
進運動のサイクルを計数することによつて得たＮ
に比例する信号をカウンタ１３から受けている。
これらのサイクル数がカウンタ１１によつてセツ
トされたサイクル数に達すると、デイスクリミネ
ータ１２は信号をパルス発生器Ｇに供給して加工
を停止させ、またカウンタ１３に供給してそれを
ゼロにリセツトさせる。

以上のように、上述の装置は最適加工時間t₀に
なると研磨動作を自動的に停止する。更に、最適
速度V₀をプログラマブル入力素子７に与えると、
並進運動角速度がその並進運動のために選択され
た振巾Ｒを考慮に入れて計算されるようになつて
いる。

第４図において素子９，１１，１２，１３及び
第２のバイナリレートマルチプライヤBRM２
は、所定の加工時間t₀が経過したならば（これは
並進運動のサイクルの合計数をセツトするのと等
価である）加工パルス発生器Ｇをカツトオフする
ことが可能な経過時間カウンタと置換できること
は明白である。

並進運動振巾の選択は、遂行すべき仕事の関数
として装置の操作員によつて行なわれるものであ
る。例えばメダルをみがくのであれば並進運動の
半径を20ミクロンとするであろうし、均一な表面
を有する大きい加工片を研磨するのであれば並進
運動の半径を800ミクロン程度とするのが有利で
あろう。

更に、並進運動が円形である必要はなく、例え
ば矩形或は楕円通路のような異なる型の変進通路
にも同じ原理を適用できることも明白であろう。
上記動作例は電極工具２の前面によつて加工片１
の表面を研磨するものであるが、同じ原理を用い
て加工片１の横壁を研磨できることを理解された
い。最良の表面仕上げを得るには加工片と電極工
具とにまたがる加工パルスは比較的低い電力のも
のが好ましく、また加工ゾーン新らしい加工流体
を供給せずに加工ゾーンに加工流体を維持するこ
とが好ましいことに注意されたい。

実施例では加工片を電極工具に対して並進運動
させているが、電極工具を加工片に対して並進運
動させてもよい。

以上に本発明の方法を実施するために良く設計
された構造例を説明したが、当業者ならばこの典
型例に多くの変更が可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は２つのパラメータの関数と
しての表面仕上げの質を示すグラフであり、第３
図は本発明によるパラメータ間の典型的関係を示
すグラフであり、そして第４図は本発明の方法を
実施する装置の概要図である。 １……加工片、２……電極工具、３……横送り
台、４，５……ステツピングモータ、６……制御
回路、７……接線速度指令入力素子、８……振巾
指令入力素子、９……時間Ｘ速度指令入力素子、
１０，１１……アツプダウンカウンタ、１２……
デイスクリミネータ、１３……カウンタ、BRM
……バイナリレートマルチプライヤ、Ｇ……パル
ス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電極加工片と電極工具とを所定振幅の周期的
   並進運動に従つて互いに対して変位させ、前記加
   工片と前記電極工具とにまたがつて所定電力の電
   気パルスを印加し、そして前記並進運動の振幅を
   研磨すべき表面の寸法の減少に対する前記電極工
   具の寸法の減少の関数として選択して電極工具に
   よつて加工片を放電加工により研磨する方法にお
   いて、 並進運動の接線速度を所定値に設定し、 選択した並進運動の振幅に逆比例する数の並進
   運動サイクル回数を遂行し、 その並進運動サイクル回数に到達したときに加
   工を中断する ことを特徴とする方法。 ２ 電極加工片と電極工具とにまたがつて所定電
   力の連続放電を発生させつつ両電極を所定振幅の
   周期的並進運動に従つて互いに他方に対して変位
   させ、前記並進運動の振幅を研磨すべき表面の寸
   法の減少に対する前記電極工具の寸法の減少の関
   数として選択して電極工具によつて電極加工片を
   放電加工により研磨する装置において、 前記両電極間に前記周期的並進運動を生じさせ
   る機構、 前記並進運動の振幅及び接線速度を調整する手
   段、 遂行すべき前記並進運動のサイクル回数を該運
   動の振幅の逆比例の関数として計算する論理回
   路、 加工中に遂行されたサイクル回数を計数する計
   数手段、及び 計算されたサイクル回数に到達したときに加工
   を中断させる制御手段 を備えることを特徴とする装置。