JPH0565293B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0565293B2 JPH0565293B2 JP7223984A JP7223984A JPH0565293B2 JP H0565293 B2 JPH0565293 B2 JP H0565293B2 JP 7223984 A JP7223984 A JP 7223984A JP 7223984 A JP7223984 A JP 7223984A JP H0565293 B2 JPH0565293 B2 JP H0565293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- mold material
- electric discharge
- machining
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は放電加工によつて金型を製作する放
電による金型の製作方法に関するものである。
電による金型の製作方法に関するものである。
従来、金型を製作するのに放電加工を利用する
場合が多く、その際、金型を構成する金型素材は
工具鋼、ステンレス鋼あるいはタングステンカー
バイト等が一般に用いられている。そして、その
金型素材を放電加工するに当たつて、目的とする
形状に至る前段階まで加工速度の観点から荒加工
を施すのが一般的で、荒加工時の電極消耗は鉄鋼
対銅あるいは鉄鋼対グラフアイトのように低消耗
加工の成り立つ条件と言えども１〜0.5％程度の
電極消耗はさけられず、電極形状の崩れなどを避
け得なかつた。このため、目的とする形状に加工
するのに仕上用の電極をも必要とし、数本の電極
を用意せざるを得なかつた。
場合が多く、その際、金型を構成する金型素材は
工具鋼、ステンレス鋼あるいはタングステンカー
バイト等が一般に用いられている。そして、その
金型素材を放電加工するに当たつて、目的とする
形状に至る前段階まで加工速度の観点から荒加工
を施すのが一般的で、荒加工時の電極消耗は鉄鋼
対銅あるいは鉄鋼対グラフアイトのように低消耗
加工の成り立つ条件と言えども１〜0.5％程度の
電極消耗はさけられず、電極形状の崩れなどを避
け得なかつた。このため、目的とする形状に加工
するのに仕上用の電極をも必要とし、数本の電極
を用意せざるを得なかつた。
又、金型素材を組合わせて金型として使用する
場合、第１の金型素材と、この第１の金型素材と
の間で所要の金型を構成する第２の金型素材を供
に鉄鋼材から構成する場合が多く、従つて放電加
工も鉄鋼対鉄鋼の組合せで加工できれば、第１の
金型素材と第２の金型素材を夫々別々に加工して
組合せるよりも加工精度、完成までの時間が短く
なる事は当然である。しかし、鉄鋼対鉄鋼の加工
は銅電極やグラフアイト電極を用いる時のように
は低消耗加工が不可能であり、通常10〜20％程度
の消耗は避ける事が出来なかつた。
場合、第１の金型素材と、この第１の金型素材と
の間で所要の金型を構成する第２の金型素材を供
に鉄鋼材から構成する場合が多く、従つて放電加
工も鉄鋼対鉄鋼の組合せで加工できれば、第１の
金型素材と第２の金型素材を夫々別々に加工して
組合せるよりも加工精度、完成までの時間が短く
なる事は当然である。しかし、鉄鋼対鉄鋼の加工
は銅電極やグラフアイト電極を用いる時のように
は低消耗加工が不可能であり、通常10〜20％程度
の消耗は避ける事が出来なかつた。
この発明は上記問題点に着目してなされたもの
で、次の事項を目的とするものである。
で、次の事項を目的とするものである。
(1) 鉄鋼対鉄鋼の組合せの放電加工においても、
銅やグラフアイト電極を使用した時のような１
％程度の低消耗加工を可能とすること。
銅やグラフアイト電極を使用した時のような１
％程度の低消耗加工を可能とすること。
(2) 一つの電極で目的とする形状が迅速に加工で
きると共に、上記目的とする形状に加工された
ものが金型素材として使用可能とすること。
きると共に、上記目的とする形状に加工された
ものが金型素材として使用可能とすること。
以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明
する。第１図において、１は第２図にその斜視図
を示す第１の金型素材、２は第１の金型素材１を
収納する箱体、３は炭素鋼または特殊鋼からなる
ワイヤ状または棒状の溶射素材、４は溶射素材３
を送り出す送り出しローラ、５は送り出しローラ
４を駆動する駆動装置、６は溶射素材３を溶かす
酸素アモチレンガス等の溶融用気体供給装置、７
は溶融用気体供給装置６からの気体８により溶融
した溶射素材３をスプレー状の粒子９にするため
の炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等に圧縮さ
れた不活性ガスである。
する。第１図において、１は第２図にその斜視図
を示す第１の金型素材、２は第１の金型素材１を
収納する箱体、３は炭素鋼または特殊鋼からなる
ワイヤ状または棒状の溶射素材、４は溶射素材３
を送り出す送り出しローラ、５は送り出しローラ
４を駆動する駆動装置、６は溶射素材３を溶かす
酸素アモチレンガス等の溶融用気体供給装置、７
は溶融用気体供給装置６からの気体８により溶融
した溶射素材３をスプレー状の粒子９にするため
の炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等に圧縮さ
れた不活性ガスである。
又、１０は噴出ノズル、１１は不活性ガスの供
給装置、２０は第１の金型素材１に形成される溶
射層で、後述方法により第１の金型素材１と所要
の金型を構成する第２の金型素材となるものであ
る。
給装置、２０は第１の金型素材１に形成される溶
射層で、後述方法により第１の金型素材１と所要
の金型を構成する第２の金型素材となるものであ
る。
次に上記構成による溶射層１２の製作方法につ
いて説明する。
いて説明する。
先ず、箱体２内に第１の金型素材１を固定し、
この第１の金型素材１の面上に溶射素材３のスプ
レー状の粒子９を噴射する。なお、このスプレー
状の粒子９は、溶射素材３を駆動装置５とローラ
４とにより噴出ノズル１０内を送給しつつ、溶射
用気体８で溶融し、圧縮された不活性ガス７で第
１の金型素材１に向つて噴射される。上記不活性
ガス７を用いるのは粒子９の酸化を防ぐためであ
るが、不活性ガス７を用いず圧縮空気を用いても
よい。この圧縮空気を用いる場合は、酸化物が混
入するので、溶射後、水素ガス、一酸化炭素など
の雰囲気中で環元焼鈍を行ない、酸化物を環元し
ておく必要がある。
この第１の金型素材１の面上に溶射素材３のスプ
レー状の粒子９を噴射する。なお、このスプレー
状の粒子９は、溶射素材３を駆動装置５とローラ
４とにより噴出ノズル１０内を送給しつつ、溶射
用気体８で溶融し、圧縮された不活性ガス７で第
１の金型素材１に向つて噴射される。上記不活性
ガス７を用いるのは粒子９の酸化を防ぐためであ
るが、不活性ガス７を用いず圧縮空気を用いても
よい。この圧縮空気を用いる場合は、酸化物が混
入するので、溶射後、水素ガス、一酸化炭素など
の雰囲気中で環元焼鈍を行ない、酸化物を環元し
ておく必要がある。
上記の方法により、溶射素材３のスプレー状の
粒子９を、第１の金型素材１に３〜５mm程度の厚
みの溶射層１２が形成されるまで噴射する。この
溶射層１２を第１の金型素材１から離脱させる
と、これは第１の金型素材１に対して転写された
形状をもつことになる。なおこの際、第１の金型
素材１に離型剤を塗布することにより、溶射層１
２の離脱は容易となる。溶射層１２を離脱させた
後、これを上下逆転させた状態とし、第１の金型
素材１と当接していた方の面に、溶射層１２をバ
ツクアツプするための亜鉛合金または超塑性合金
（鉛−錫合金）などの溶融金属を流し込み、必要
に応じて加圧する。
粒子９を、第１の金型素材１に３〜５mm程度の厚
みの溶射層１２が形成されるまで噴射する。この
溶射層１２を第１の金型素材１から離脱させる
と、これは第１の金型素材１に対して転写された
形状をもつことになる。なおこの際、第１の金型
素材１に離型剤を塗布することにより、溶射層１
２の離脱は容易となる。溶射層１２を離脱させた
後、これを上下逆転させた状態とし、第１の金型
素材１と当接していた方の面に、溶射層１２をバ
ツクアツプするための亜鉛合金または超塑性合金
（鉛−錫合金）などの溶融金属を流し込み、必要
に応じて加圧する。
次に前記のようにして製作された溶射層１２を
第２の金型素材として仕上げる方法について説明
する。なお、第１の金型素材１が離脱させた溶射
層１２が、そのまま第２の金型素材として使用で
きないのは、離脱の際、若干の変形はさけられ
ず、変形したままの状態では高精度化の要求され
る金型には不適当であるからである。
第２の金型素材として仕上げる方法について説明
する。なお、第１の金型素材１が離脱させた溶射
層１２が、そのまま第２の金型素材として使用で
きないのは、離脱の際、若干の変形はさけられ
ず、変形したままの状態では高精度化の要求され
る金型には不適当であるからである。
第３図は金型の放電加工による製作方法を説明
するための図で、この図において第１図、第２図
と同一符号は同一もしくは相当部分を示してお
り、３０は加工槽、３１は加工槽３０内に収納さ
れる加工液、３２は電極送り装置で、第１の金型
素材１に主軸送りに加えて揺動運動を与えるもの
である。３３は加工電源装置で、第１の金型素材
１が正極、溶射層１２が負極に接続されている。
するための図で、この図において第１図、第２図
と同一符号は同一もしくは相当部分を示してお
り、３０は加工槽、３１は加工槽３０内に収納さ
れる加工液、３２は電極送り装置で、第１の金型
素材１に主軸送りに加えて揺動運動を与えるもの
である。３３は加工電源装置で、第１の金型素材
１が正極、溶射層１２が負極に接続されている。
上記構成により、第１の金型素材１と溶射層１
２を加工液３１中で微少間〓を介して対向させ、
周知の放電加工を行なうことにより、溶射層１２
は第１の金型素材１と共に金型を構成する第２の
金型素材に仕上げられる。なお、溶射層１２は第
１の金型素材１を転写したものであるから、大体
において第１の金型素材１と合致しており、放電
加工による取り代は少なくてすむから、放電加工
による加工時間は極めて少ない。
２を加工液３１中で微少間〓を介して対向させ、
周知の放電加工を行なうことにより、溶射層１２
は第１の金型素材１と共に金型を構成する第２の
金型素材に仕上げられる。なお、溶射層１２は第
１の金型素材１を転写したものであるから、大体
において第１の金型素材１と合致しており、放電
加工による取り代は少なくてすむから、放電加工
による加工時間は極めて少ない。
以上のように金型は製作されるのであるが、次
に、この発明を完成させるに至る実験で見出され
た事実、即ち、溶射金属層に対して鉄鋼電極を使
用して放電加工を行なつた際、低消耗加工が成立
する論理について説明する。即ち、溶射金属は溶
融金属をスプレー状に吹きつけたものであるため
に、多孔質となつている。そのために熱伝導が著
しく低下し、1/3程度にもなりうる。そうなると、
放電加工による消耗量が増加することを発見し
た。
に、この発明を完成させるに至る実験で見出され
た事実、即ち、溶射金属層に対して鉄鋼電極を使
用して放電加工を行なつた際、低消耗加工が成立
する論理について説明する。即ち、溶射金属は溶
融金属をスプレー状に吹きつけたものであるため
に、多孔質となつている。そのために熱伝導が著
しく低下し、1/3程度にもなりうる。そうなると、
放電加工による消耗量が増加することを発見し
た。
現に、低消耗を容易に実現できる銅電極でさえ
も、溶射によつて製作したものは鉄鋼の加工に対
しても20〜30％の消耗比を示す。
も、溶射によつて製作したものは鉄鋼の加工に対
しても20〜30％の消耗比を示す。
その理由は多孔質で熱伝導が悪くなるからであ
る。
る。
放電加工電極の低電極消耗の原理は次に通り説
明できる。
明できる。
消耗比を材料の性質から見れば、その材料の融
点（θm）と熱伝導率（λ）との積θm・λによつ
て考えるのがよい、θm・λの小さい材料（多孔
質材料など）が溶融しても、θm・λの大きい材
料は単に温度上昇するだけで加工しない領域があ
る。すなわち、材料には加工に要する最低エネル
ギー密度があり、θm・λの大きいものは最低エ
ネルギー密度が高く、θm・λの小さいものは最
低エネルギー密度が低いので、電極低消耗加工は
この間のエネルギー密度の間を選べば、一方は加
工され他方は加熱されるだけで加工はしないこと
となる。
点（θm）と熱伝導率（λ）との積θm・λによつ
て考えるのがよい、θm・λの小さい材料（多孔
質材料など）が溶融しても、θm・λの大きい材
料は単に温度上昇するだけで加工しない領域があ
る。すなわち、材料には加工に要する最低エネル
ギー密度があり、θm・λの大きいものは最低エ
ネルギー密度が高く、θm・λの小さいものは最
低エネルギー密度が低いので、電極低消耗加工は
この間のエネルギー密度の間を選べば、一方は加
工され他方は加熱されるだけで加工はしないこと
となる。
溶射電極の場合もこれと同様で、本来、同じよ
うな素材であれば溶射された方はθm・λが小さ
くなり、本来同一の材料に対しても低消耗加工を
示すことになる。
うな素材であれば溶射された方はθm・λが小さ
くなり、本来同一の材料に対しても低消耗加工を
示すことになる。
以上、この発明の実施例について詳述したが、
第２の金型素材を作るに際し、粉末金属を焼結す
る場合も同様の多孔質金属となるから、溶射金属
の代りに粉末鉄粉（あるいは粉末鉄合金鉄粉）等
を入れた箱体をそのまま用いてプレス加工し、焼
成することができ、焼成後同じように放電加工で
仕上げればよい。
第２の金型素材を作るに際し、粉末金属を焼結す
る場合も同様の多孔質金属となるから、溶射金属
の代りに粉末鉄粉（あるいは粉末鉄合金鉄粉）等
を入れた箱体をそのまま用いてプレス加工し、焼
成することができ、焼成後同じように放電加工で
仕上げればよい。
なお、金型を構成する第１の金型素材と第２の
金型素材との間に〓間を必要とする時には数値制
御放電加工を用いて揺動加工を行なえば、所望の
〓間を得ることができる。
金型素材との間に〓間を必要とする時には数値制
御放電加工を用いて揺動加工を行なえば、所望の
〓間を得ることができる。
以上のようにこの発明は、第１の金型素材と、
上記第１の金型素材との間で所要の金型を構成す
る第２の金型素材とからなる金型を放電により製
作する際、上記第２の金型素材を多孔質金属体で
構成すると共に、この第２の金型素材を消耗する
極性側の電極とし、上記第１の金型素材を他の極
性側の電極として両者間に放電を形成して金型を
製作するようにしたので、高精度で安価に早く金
型を製作することができ、工業上極めて有効であ
る。
上記第１の金型素材との間で所要の金型を構成す
る第２の金型素材とからなる金型を放電により製
作する際、上記第２の金型素材を多孔質金属体で
構成すると共に、この第２の金型素材を消耗する
極性側の電極とし、上記第１の金型素材を他の極
性側の電極として両者間に放電を形成して金型を
製作するようにしたので、高精度で安価に早く金
型を製作することができ、工業上極めて有効であ
る。
また、加工液中で放電加工によつて加工された
溶射層の表面は、一度溶融して再凝固した表面層
となり、加工表面自体が浸炭され固くなる。
溶射層の表面は、一度溶融して再凝固した表面層
となり、加工表面自体が浸炭され固くなる。
図はこの発明の一実施例による放電加工による
金型の製作法を説明するためのもので、第１図は
第１の金型素材の表面上に溶射層を形成する状態
を示す図、第２図は第１の金型素材の斜視図、第
３図は放電加工により金型を製作する状態を示す
図である。 図において、１は第１の金型素材、１２は溶射
層、３１は放電加工液、３２は電極送り装置、３
３は加工電源装置である。なお、図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
金型の製作法を説明するためのもので、第１図は
第１の金型素材の表面上に溶射層を形成する状態
を示す図、第２図は第１の金型素材の斜視図、第
３図は放電加工により金型を製作する状態を示す
図である。 図において、１は第１の金型素材、１２は溶射
層、３１は放電加工液、３２は電極送り装置、３
３は加工電源装置である。なお、図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の金型素材と、上記第１の金型素材との
間で所要の金型を構成する第２の金型素材とから
なる金型を放電により製作する方法において、上
記第２の金型素材を多孔質金属体で構成すると共
に、この第２の金型素材を消耗する極性側の電極
とし、上記第１の金型素材を他の極性側の電極と
して両者間に放電を形成して金型を製作する放電
による金型の製作方法。 ２ 第２の金型素材は、第１の金型素材に所要の
厚さの金属溶射層を形成した後、この金属溶射層
を剥離して構成したものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の放電による金型の製
作方法。 ３ 第２の金型素材は、第１の金型素材をモデル
として金属粉末成形を行なつた後、これを焼結し
て構成したものであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の放電による金型の製作方法。 ４ 第１の金型素材と第２の金型素材との間に揺
動運動を与えて放電加工を行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の放電による金型の
製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223984A JPS60217023A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 放電による金型の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223984A JPS60217023A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 放電による金型の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217023A JPS60217023A (ja) | 1985-10-30 |
| JPH0565293B2 true JPH0565293B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13483535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223984A Granted JPS60217023A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 放電による金型の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217023A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2655302B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1997-09-17 | 株式会社三條機械製作所 | 切断刃の改質方法 |
| CN102848039B (zh) * | 2012-09-19 | 2014-04-16 | 苏州东方模具科技股份有限公司 | 配置于电火花机上的玻璃模具冲头加工用的夹具结构 |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7223984A patent/JPS60217023A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60217023A (ja) | 1985-10-30 |
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