JPH0655350A

JPH0655350A - 放電加工装置

Info

Publication number: JPH0655350A
Application number: JP20908892A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Terada; 裕寺田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-03-01
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JP2812617B2

Abstract

(57)【要約】【目的】浸漬加工方式における加工槽本体及びテーブ
ル部材などの電蝕を確実に防止する。【構成】被加工物８を浸漬するための加工液１２を貯
留する加工槽１１と、加工槽１１内で被加工物８を安定
的に取り付ける補助テーブル１６と、被加工物８をワイ
ヤ電極１に位置ずれなく直線上に案内する下部ガイドブ
ロック６Ａとを有し、被加工物８とワイヤ電極１間に加
工電圧を印加しながら加工液１２を加圧供給して被加工
物８を加工する放電加工装置において、補助テーブル１
６の少なくとも被加工物８と接触する上面を、クロム
（Ｃｒ）が２０％以上含有する材質で構成することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工液を貯留した加
工槽内において、被加工物を加工する浸漬加工方式の放
電加工装置に関し、特に、加工処理中におけるテーブル
部材の電気化学的腐食を防止する放電加工装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来における放電加工装置を示
すもので、１はワイヤ電極であり、該ワイヤ電極１はボ
ビン２より繰り出され上部プーリー３を通過し、上部ワ
イヤガイド４及び下部ワイヤガイド５に案内されて、下
部プーリー６を通過して回収ローラー７にて巻き取られ
る。８はワイヤ電極１に対抗する被加工物であり、テー
ブル９に固定される。該テーブル９はベースとなる支持
テーブル１０に支持される。１１は加工槽であり、加工
液１２を貯留し、該加工液１２中にて被加工物８に対す
る加工処理を実行する。

【０００３】また、１３は扉であり、昇降式もしくは開
閉式に構成され、該扉１３を下げた状態で被加工物８の
搬入及び搬出を行う。加工処理中は加工液を滞留させる
ため閉じられた状態となる。被加工物８はテーブル９の
上面１４にボルトなどで固定される。上記下部プーリー
６は、下部ガイド５及び下部プーリー６を収納支持する
下部ブロック６Ａで加工槽１１の側面に設けられた貫通
穴１１Ａを貫通係合する下部アーム６Ｂにて支持されて
いる。６Ｃはシール板で下部アーム６Ｂに係合し、支持
テーブル１０がＸＹ軸方向に移動する際の加工液１２の
漏れを防止する。

【０００４】実際の加工処理は、上部ガイド４及び下部
ガイド５は一体となって上記支持テーブル１０と相対的
なＸＹ平面上の運動を行う。加工電圧はワイヤ電極１に
接触通電（図示せず）されて加工処理が進行するが、一
般的にはワイヤ電極１はマイナスの電位、被加工物８に
はプラスの電位が作用するように回路を構成するため、
電気化学的な腐食は被加工物８及びワイヤ電極１に対抗
するプラス側のテーブル９にて発生する。

【０００５】電気化学的な腐食を考察するためには、電
位分布を調べる必要がある。しかしながら、加工槽１１
内の空間的な電位分布は極めて複雑に偏在するため測定
が困難である。そこで、二次元的な見方をすると比較的
検討が容易となるため以降はそれに準拠して説明する。

【０００６】ここで、錆の発生メカニズムを簡単に説明
すると、イオン電流（漏れ電流）はテーブル９表面の加
工液１２と接する近傍において、該テーブル部材のＦｅ
はＦｅ²⁺に、Ｈ₂ＯはＨ⁺とＯＨ^-に分解する。さらに
Ｆｅ²⁺はＯＨ^-と反応して水酸化鉄になり、Ｆｅの溶出
を促進する。また、加工液１２中に含有されるＣｌ^-イ
オンはＦｅ²⁺と反応して塩化鉄ＦｅＣｌ₂を生成し、上
記同様Ｆｅの溶出を促進する。特に、イオン電流による
水酸化鉄の生成よりＣｌ^-イオンとの反応は耐蝕材料に
とって重大な穴蝕（ピッチング）或いは隙間腐食を発生
し、早期的な劣化につながる。Ｃｌ^-イオンを完全に加
工液１２中より除去することは極めて困難であり、数Ｐ
ＰＭ程度はイオン交換樹脂による処理後にあっても残留
する。これは、いわゆるバックグラウンドとして自然界
に存在する値である。

【０００７】一般的に、加工処理に供される電位は、略
１００％加工エネルギーとして消費されるが、加工液１
２が完全な誘電体とは異なり、比抵抗の高い（１万Ωｃ
ｍ以上の）純水を用いるため、加工処理以外の漏れ電流
がイオン化してイオン電流として流れる。該イオン電流
は、ワイヤ電極１と同電位に帯電する下部ブロック６Ａ
とプラス側の電位、即ち、被加工物８及びテーブル９，
１０等との間に流れることになる。該イオン電流は、加
工液１２の比抵抗値により大きく変化し、比抵抗値が小
であれば多く流れ、逆に比抵抗値が大であれば少なく流
れる。また、加工液１２の汚れ具合により大きく影響を
受けることになるため、加工液１２は常時フィルタリン
グされ、常に濾過された加工液１２が加工槽１１に供給
されるようなシステムが一般的に採用されている。ま
た、加工処理により発生するスラッジ（加工屑、酸化
鉄、ワイヤ電極の屑等）が堆積すると、そこに集中して
イオン電流が流れることもある。

【０００８】イオン電流の分布は、空間の等電位曲線を
求めると容易に算出することができるが、被加工物８を
除けば下部ブロック６Ａもしくはワイヤ電極１の対抗す
る最も近いテーブル９に集中して流れる。実際のイオン
電流は加工液１２の比抵抗値から求められる電路に対応
した抵抗に逆比例して流れる。即ち、等電位分布の密度
の高い箇所はイオン電流も多いことになる。

【０００９】なお、従来における加工液１２を吹きかけ
て加工する方式では、上記電路に対応した抵抗値が高い
ため、イオン電流が極めて少なく電気化学的な腐食はほ
とんど問題にはならず、たとえ問題化したとしても極め
て長期間経過した後であり機械自体の寿命として処理さ
れるケースが多かった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記図６に示した加工
液を加工槽に溜めて加工する浸漬加工方式の放電加工装
置にあっては、以上のように構成されているので、テー
ブルの腐食が激しく、特に比抵抗を低い（１万Ωｃｍ程
度の）状態で使用すると頻繁に交換する必要が生じると
いう問題点があった。

【００１１】また、この浸漬加工方式による放電加工装
置にあっては、被加工物を取り付けるテーブル及び加工
槽の電蝕が激しく定期的な交換が必要となるため、一部
において電蝕対策として、テーブル等を石材或いはセラ
ミックス系の部材で構成する試みも実行されてきている
が、全体を石材或いはセラミックス系の部材により構成
すること自体難しく、部分的な使用となり加工上の問題
並びに熱膨脹係数の相違による歪みの発生という多くの
問題点があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、浸漬加工方式における加工槽本
体及びテーブル部材などの電蝕を確実に防止する放電加
工装置を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電加工
装置は、被加工物を浸漬するための加工液を貯留する加
工槽と、前記加工槽内で被加工物を安定的に取り付ける
テーブルと、前記被加工物をワイヤ電極に位置ずれなく
直線上に案内するガイドブロックとを有し、前記被加工
物とワイヤ電極間に加工電圧を印加しながら加工液を加
圧供給して被加工物を加工する放電加工装置において、
前記テーブルの少なくとも被加工物と接触する上面を、
クロム（Ｃｒ）が２０％以上含有する材質で構成するも
のである。

【００１４】また、前記テーブルの材質が、ＳＣＳ１１
で構成されている。また、前記加工槽の内壁部及び底部
に対抗して取り付けられ、加工処理時は加工液中に位置
する前記ガイドブロックを絶縁材料にて被覆するもので
ある。

【００１５】また、被加工物を浸漬するための加工液を
貯留する加工槽を有し、前記加工槽に加工処理中常に加
工液を溜めて被加工物を加工する放電加工装置におい
て、前記加工液を前記加工槽に供給する経路に加工液の
塩素イオンを除去する塩素イオン除去手段を具備するも
のである。

【００１６】また、前記塩素イオン除去手段は、マグネ
ットで構成されたノズルを用い、前記ノズル内を加工液
が高速に通過するようにしたものである。

【００１７】

【作用】この発明に係る放電加工装置は、テーブルの、
少なくとも被加工物と接触するテーブル上面にクロム
（Ｃｒ）を２０％以上含有した材料（例えば、ＳＣＳ１
１）を用いたので、従来までの材質に比べて不働態化領
域にある場合は腐食は生じない。

【００１８】また、加工槽の内壁部及び底部に対抗して
取り付けられ、加工処理時は加工液中に位置するガイド
ブロックを絶縁材料にて被覆することにより、下部ガイ
ドブロックより加工液を通して流れる漏れ電流を抑制
し、電蝕を防止することができる。

【００１９】また、加工処理中常に加工液を加工槽に溜
めて被加工物を加工する放電加工装置において、加工液
を加工槽に供給する経路に塩素イオン除去装置を具備し
たので、浸漬加工における電蝕作用の主原因である加工
液中の塩素イオンを極力減少させることができる。

【００２０】また、塩素イオン除去装置は、例えば、磁
気ノズルにより構成し、ノズルに直接水もしくは空気を
通過させ磁気の作用により加工液中の酸素を活性化さ
せ、加工液中の塩素イオンを除去する。

【００２１】

【実施例】

〔実施例１〕この発明に係る放電加工装置の実施例１を
図について説明する。図１は、この発明に係る放電加工
装置の構成を示すものであり、１はワイヤ電極であり、
該ワイヤ電極１はボビン２より繰り出され上部プーリー
３を通過し、上部ワイヤガイド４及び下部ワイヤガイド
５に案内されて、下部プーリー６を通過して回収ローラ
ー７にて巻き取られる。１１は加工槽であり、加工液１
２を貯留し、該加工液１２中にて被加工物８に対する加
工処理を実行する。なお、１２Ａは加工液タンクであ
る。

【００２２】また、１５はテーブルで、上記図６におい
て示したテーブル９、テーブル１０を機能的に一体構成
としたもので、箱形形状をなし、その上面は閉口してお
り、加工液１２を貯留する加工槽１１を形成している。
周囲には、被加工物８を取り付ける縁付きのテーブル上
面１４を有する。そのテーブル上面１４には補助テーブ
ル１６がボルトなどで固定されている。テーブル１５
は、ＦＣ２０などで構成され内面は電蝕保護のため、塗
装にて表面を強化している。また、補助テーブル１６は
クロム（Ｃｒ）を２０％以上含有したステンレス鋳物、
例えば、ＳＣＳ１１などにより構成されているため加工
液中においては不働態化し、その表面電位が不働態膜を
破壊する電圧以上になることはなく、酸化作用は発生し
ない。仮に、加工電圧が高く表面電位が前記不働態電位
以上となった場合でも、不働態化しない材料に比較して
その腐食程度は軽微ですむ。

【００２３】上記の如く、この発明に係る放電加工装置
は、テーブルの、少なくとも被加工物と接触するテーブ
ル上面にクロム（Ｃｒ）を２０％以上含有した材料（例
えば、ＳＣＳ１１）を用いたので、従来までの材質に比
べて不働態化領域にある場合は腐食は生じない。

【００２４】次に、成分元素の異なる各種ステンレス鋳
鋼につきアノード分極特性を測定し、高電位まで不働態
化領域を持つ材料を調査した結果を図５に示す。図５
は、腐食電流と表面電位の関係を示すグラフであり、テ
ーブル１５の表面電位が高くなるほど腐食に寄与する電
流（腐食電流）が多く流れることを示している。従来ま
でのテーブル材質であるステンレス鋳鋼材（ＳＣＳ５）
では約１００ｍＶ程度で不働態膜が破壊され腐食電流が
流れ始めるのに対し、クロム（Ｃｒ）を２５％含有する
ＳＣＳ１の場合は約８００ｍＶ程度まで腐食電流は流れ
ない。即ち、クロム（Ｃｒ）含有量の多い材料ほど腐食
に対し不働態膜が安定に保持され、耐蝕性が向上する。

【００２５】通常放電加工処理時における表面電位は約
４００ｍＶ程度であり、約２０％以上のクロム（Ｃｒ）
含有量を要する。例えば、ＪＩＳに示す材料ではＳＣＳ
１１相当の材料を適用することが電蝕防止に有効であ
る。しかしながら、加工槽１１本体、テーブル１５全体
を高価なステンレス鋳鋼などで製作することは装置自体
のコストアップの要因ともなり、廉価な部材で構成する
ことが望ましい。高価な耐蝕材料の使用は被加工物固定
用として分離独立した補助テーブルなどに限定して、耐
蝕効果を発揮させるのが望ましい。

【００２６】〔実施例２〕図２は、この発明の実施例２
に係る放電加工装置の一部を拡大した説明図であり、加
工液タンク１２Ａからイオン交換樹脂を介して高比抵抗
の純水が加工槽１１に供給されている。１７は加工液供
給口であり、加工処理時に必要な加工液１２はここから
加工槽１１内に供給される。１８は塩素イオン除去装置
であり、加工液供給口１７に予め取り付けられている。
即ち、加工液１２はこの塩素イオン除去装置１８を高速
で通過し、加工槽１１内に供給される。塩素イオン除去
装置１８内を通過した加工液１２は活性化され、塩素濃
度の低い液となる。

【００２７】上記の如く、加工液８を加工槽１１に供給
する経路に塩素イオン除去装置１８を具備したので、浸
漬加工処理における電蝕作用の主原因である加工液１２
中の塩素イオンを極力減少させることができる。即ち、
放電加工装置の加工液１２は水道水をイオン交換樹脂を
通して高比抵抗の純水に変換したものを使用する。一般
的に水道水の残留塩素は約０．７ｐｐｍ程度であるが、
イオン交換樹脂を通しても塩素イオンを取り去ることは
できない。そこで、加工槽１１内に加工液１２を供給す
る際、塩素イオン除去装置１８を介して供給することに
より残留塩素を極力減少させ、腐食を抑制する。

【００２８】〔実施例３〕図３は、図２に示した上記塩
素イオン除去装置１８の構成を示す説明図であり、塩素
イオン除去装置１８には、例えば、磁気ノズルが有効で
あり、１９はマグネットであり、該マグネット１９内に
加工液１２とともに酸素を高速に流すことによりマグネ
ット１９間の磁力線を高速に通過し、酸素が活性状態に
なる。活性化された酸素が加工液１２中の塩素イオンと
結合し、加工液１２中から塩素イオンが除去される。こ
の磁気ノズルにより加工槽１１内に送られた加工液１２
は、塩素イオンが通常の約１／２まで除去される。従っ
て、加工槽１１内には前述の如く腐食に悪影響を及ぼす
塩素イオンを取り除いた加工液１２が供給されることに
なる。即ち、磁気ノズルに直接水もしくは空気を通過さ
せ磁気の作用により加工液１２中の酸素を活性化させ、
加工液１２中の塩素イオンを除去する。この方式により
残留塩素を約０．３ｐｐｍまで抑制することができる。

【００２９】その他の方法として、酸素のみを水中に爆
気させる方法も考えられる。この磁気ノズルより加工処
理中において断続的に酸素を加工槽１１内に爆気するこ
とにより、加工液１２を常に循環させ、加工処理時に発
生するスラッジの堆積を防止し、且つ、加工槽１１内の
塩素イオンの増加を抑制することができる。

【００３０】〔実施例４〕図４は、この発明に係る実施
例４を示す説明図であり、６Ａは下部ガイドブロック
で、ワイヤ電極１の位置を正確に拘束する。加工処理中
において、下部ガイドブロック６Ａとワイヤ電極１は同
電位でマイナス電位に帯電している。２０は絶縁被膜、
例えば、セラミックスコーティングであり、下部ガイド
ブロック６Ａからの漏れ電流を防止している。

【００３１】上記の如く、加工槽１１の内壁部及び底部
に対抗して取り付けられ、加工処理時は加工液１２中に
位置する下部ガイドブロック６Ａを絶縁材料にて被覆す
ることにより下部ガイドブロック６Ａより加工液１２を
通して流れる漏れ電流を抑制し、電蝕を防止することが
できる。即ち、現在では、漏れ電流を抑制する手段とし
て加工液１２の比抵抗値を十分に高く設定し加工を実行
している。しかし、高比抵抗の加工液１２を供給するに
はランニングコストと時間を大幅に費やさなければなら
ない。従って、加工処理中加工液１２中に設定されて、
ワイヤ電極１と同電位である下部ガイドブロック６Ａの
加工液１２と接触する表面を全て絶縁被膜２０で覆うこ
とは非常に効果的である。絶縁被膜としては、セラミッ
クスコーティングの他にゴムライニング等がある。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、テー
ブル上面に補助テーブルを固定接合し、この補助テーブ
ルはＣｒを２０％以上含有した材料で構成することによ
り、不働態膜が強化され、加工電圧により供される補助
テーブルの表面電位では不働態膜が破壊されず、テーブ
ル本体の電蝕を防止する効果がある。また、塩素イオン
除去装置により電蝕に対し悪影響を及ぼす加工液中の塩
素イオンを従来の１／２にするため、特別な電蝕対策保
護機能を持つことなく電蝕を防止できる効果がある。更
に、下部ガイドブロックの表面を絶縁被膜することによ
り下部ガイドブロックより発生する漏れ電流を抑制し、
電蝕を防止することができる。

【００３３】即ち、この発明により電蝕の防止に著しい
効果が期待できる。さらに、従来にあっては、加工液の
比抵抗値を約１０万Ωｃｍで加工をする必要があった
が、塩素イオンを除去できることにより比抵抗値を低く
下げることができ、イオン交換樹脂の寿命を向上させる
ことができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る放電加工装置の概略構成を示す
説明図である。

【図２】この発明に係る放電加工装置における塩素イオ
ン除去装置の配置位置を示す説明図である。

【図３】図２に示した塩素イオン除去装置の構成を示す
説明図である。

【図４】この発明に係る放電加工装置の下部ガイドブロ
ックに対する絶縁被膜のコーティング状態を示す説明図
である。

【図５】表面電位と腐食電流の関係を示すグラフであ
る。

【図６】従来における放電加工装置の概略構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ワイヤ電極６Ａ下部ガイドブロック８被加工物１１加工槽１２加工液１５テーブル１６補助テーブル１７加工液供給口１８塩素イオン除去装置１９マグネット２０絶縁被膜

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２】前記加工槽の内壁部及び底部に対抗して
取り付けられ、加工処理時は加工液中に位置する前記ガ
イドブロックを絶縁材料にて被覆することを特徴とする
請求項１記載の放電加工装置。

【請求項３】被加工物を浸漬するための加工液を貯留
する加工槽を有し、前記加工槽に加工処理中常に加工液
を溜めて被加工物を加工する放電加工装置において、前
記加工液を前記加工槽に供給する経路に加工液の塩素イ
オンを除去する塩素イオン除去手段を具備することを特
徴とする放電加工装置。

【請求項４】前記塩素イオン除去手段は、マグネット
で構成されたノズルを用い、前記ノズル内を加工液が高
速に通過するようにしたことを特徴とする請求項３記載
の放電加工装置。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【作用】この発明に係る放電加工装置は、テーブルの、
少なくとも被加工物と接触するテーブル上面にクロム
（Ｃｒ）を２０％以上含有した材料（例えば、ＳＣＳ１
１）を用いたので、従来までの材質に比べて不働態化領
域が大きくなり腐食は生じない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】また、１５はテーブルで、上記図６におい
て示したテーブル９、テーブル１０を機能的に一体構成
としたもので、箱形形状をなし、その上面は開口してお
り、加工液１２を貯留する加工槽１１と接合している。
そのテーブル１５には補助テーブル１６がボルトなどで
固定されている。テーブル１５は、ＦＣ２０などで構成
され内面は電蝕保護のため、塗装にて表面を強化してい
る。また、補助テーブル１６はクロム（Ｃｒ）を２０％
以上含有したステンレス鋳物、例えば、ＳＣＳ１１など
により構成されているため加工液中においては不働態化
し、その表面電位が不働態膜を破壊する電圧以上になる
ことはなく、酸化作用は発生しない。仮に、加工電圧が
高く表面電位が前記不働態電位以上となった場合でも、
不働態化しない材料に比較してその腐食程度は軽微です
む。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を浸漬するための加工液を貯留
する加工槽と、前記加工槽内で被加工物を安定的に取り
付けるテーブルと、前記被加工物をワイヤ電極に位置ず
れなく直線上に案内するガイドブロックとを有し、前記
被加工物とワイヤ電極間に加工電圧を印加しながら加工
液を加圧供給して被加工物を加工する放電加工装置にお
いて、前記テーブルの少なくとも被加工物と接触する上
面を、クロム（Ｃｒ）が２０％以上含有する材質で構成
することを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】前記テーブルの材質が、ＳＣＳ１１であ
ることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置。
【請求項３】前記加工槽の内壁部及び底部に対抗して
取り付けられ、加工処理時は加工液中に位置する前記ガ
イドブロックを絶縁材料にて被覆することを特徴とする
請求項１記載の放電加工装置。
【請求項４】被加工物を浸漬するための加工液を貯留
する加工槽を有し、前記加工槽に加工処理中常に加工液
を溜めて被加工物を加工する放電加工装置において、前
記加工液を前記加工槽に供給する経路に加工液の塩素イ
オンを除去する塩素イオン除去手段を具備することを特
徴とする放電加工装置。
【請求項５】前記塩素イオン除去手段は、マグネット
で構成されたノズルを用い、前記ノズル内を加工液が高
速に通過するようにしたことを特徴とする請求項４記載
の放電加工装置。