JPH10128621A - 樹脂メッキ電極および放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注型用マスターモデルに薄膜メッキ層を形成
してなる樹脂メッキ電極を用いて放電加工をする際に、
加工くずの排出不良によって生じる異常放電による薄膜
メッキ層の剥離が起こらない樹脂メッキ電極を実現す
る。 【解決手段】 注型用マスターモデル１の下面と側面に
薄膜メッキ層２が形成され、加工くずを放出するための
加工くず排出孔３が設けられた樹脂メッキ電極を作製す
る。この樹脂メッキ電極を用いて工作物を放電加工する
ときに、加工によって生じる加工くずを、加工くず排出
孔３と、樹脂メッキ電極と工作物との隙間の端部とから
排出させる。従って、加工くずの排出がスムーズにな
り、樹脂メッキ電極と工作物との隙間に加工くずが溜ら
なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、注型用マスターモ
デルに薄膜メッキ層を表面に形成して構成される樹脂メ
ッキ電極およびその樹脂メッキ電極を用いた放電加工装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電加工法は、工具となる電極と工作物
との間に直接放電を発生させて、放電に伴う熱的作用
（蒸発、溶融）と力学的作用（放電衝撃圧力）とによっ
て加工を行う手段である。この放電加工法では、放電現
象を電極と工作物との間に介在させるので、工具が工作
物に直接接触して力を作用させるのと違い、工作物の強
度や硬度、じん性など、材料の特性値に関係なく加工で
きるという利点がある。放電加工法で最も多く用いられ
ているのが形彫放電加工方式であり、形彫放電加工方式
は、特定形状の電極を用いて、その電極の形状を工作物
に転写することで工作物を加工する３次元形状の加工法
である。

【０００３】形彫放電加工方式の放電加工に用いられる
電極は、切削・研削加工や放電加工によって製造された
り、電鋳法や鍛造成形法によって製造されたり、電気メ
ッキと同様な方法で注型用マスターモデルに薄膜の金属
層を形成して製造されたりする。電鋳法とは、電気メッ
キと同様な原理で金属の電着性を利用したもので、マス
ターモデルと電極とを電解液中に入れて通電すると電極
の金属がイオン化して電解液中にとけマスターモデルに
析出し、この電着が終った時にマスターモデルを、析出
して形成された金属層から抜き取り、キャビティを作る
方法である。マスターモデルに析出した金属層の厚みは
２〜３ｍｍ程度であり、この電鋳法によって、樹脂，石
膏などの材質である注型用マスターモデルに、金属層で
ある薄膜メッキ層を形成してなる放電加工用電極が製作
される。電鋳法は、表面の微細模様を精密に再現した
り、切削では加工できないような薄肉で長い円筒形状の
製作などをしたり、他の方法にはない特徴を持っている
が、その反面、電極を製作する際に多大の工数を要す
る。

【０００４】図３は、従来の形彫放電加工で用いられる
樹脂メッキ電極を示す断面図である。この樹脂メッキ電
極は、図３に示すように、材質が樹脂である注型用マス
ターモデル２１の下面と側面に、薄膜メッキ層２２が形
成されたものである。この樹脂メッキ電極を放電加工装
置に用いて、薄膜メッキ層２２と工作物との間で放電を
発生させることで、工作物が樹脂メッキ電極の形状に転
写加工される。従って、工作物を転写加工する形状と同
じ形状の電極をあらかじめ製作することが必要になる。

【０００５】図４は、図３に示した樹脂メッキ電極を用
いた従来のＮＣ形彫放電加工装置を示す概略構成図であ
る。図４に示すように、従来の形彫放電加工用の放電加
工装置では、加工槽２７の中に加工液２８が満たされて
おり、加工槽２７内部の底面に設置されたテーブル２６
の上に工作物２５が固定され、工作物２５の全体が加工
液２８に浸かっている。工作物２５が取り付けられたテ
ーブル２６は、テーブル２６の駆動のためのサーボ機構
（不図示）により、左右の送り移動を行う。加工槽２７
の上側には、樹脂メッキ電極２４が、通常、ヘッド（不
図示）と呼ばれる、放電加工装置の支持部に固定され、
この樹脂メッキ電極２４はサーボ機構２９によって上下
に送り移動される。ＮＣ装置３０は、樹脂メッキ電極２
４を移動させるサーボ機構２９と、テーブル２６を移動
させるサーボ機構（不図示）とを数値制御している。Ｎ
Ｃ装置３０と、サーボ機構２９と、テーブル２６の駆動
のためのサーボ機構とには、電源３１によって電力が供
給され、さらに電源３１は、樹脂メッキ電極２４に形成
された薄膜メッキ層２２と、工作物２５とに電圧を印加
している。その電圧の印加によって、薄膜メッキ層２２
と工作物２５との間に放電が発生する。

【０００６】このような構成の放電加工装置では、樹脂
メッキ電極２４と工作物２５とを、灯油，水などの加工
液２８を介して、数μｍから数１０μｍの隙間に対向さ
せ、高い繰返し数のパルス状の放電電流を発生させて生
じる放電痕が累積することによって加工が行われる。図
４に示したのは加工中の放電加工装置であり、加工前は
樹脂メッキ電極２４が加工液２８には浸っておらず、樹
脂メッキ電極２４が加工槽２７の上に距離をおいて配置
される。実際に加工を行う時には、樹脂メッキ電極２４
が、ＮＣ装置３０で制御されるサーボ機構２９によって
下方に移動され、樹脂メッキ電極２４と工作物２５との
隙間が数μｍから数１０μｍの位置で樹脂メッキ電極２
４と工作物２５との間に放電が発生される。樹脂メッキ
電極２４が、加工中、工作物２５との間隙を一定に保つ
ように、サーボ機構２９によって移動されるので、工作
物２５が減った分だけ樹脂メッキ電極２４が深く入る動
きをする。サーボ機構２９は、この間隙を最も加工効率
の良い状態に保つ働きをする。

【０００７】このような形彫放電加工の場合、加工の進
行に伴い、いわば樹脂メッキ電極２４と工作物２５の加
工形状とが現物合わせされた関係になる。工作物２５が
加工されることによって生じる加工粉や加工液の分解物
（ガス、カーボン、タール）などの加工くず３２は、樹
脂メッキ電極２４と工作物２５との微小間隙の間から外
部に排出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術において、樹脂メッキ電極２４を形彫放電加工に用
いた場合、加工時に樹脂メッキ電極２４と工作物２５と
の間隙に加工くずが溜り、図４に示した、溜った加工く
ず３３の箇所で、特に加工くず３３のうち電荷を持った
加工粉による２次放電から生じる異常放電が発生しやす
く、この異常放電により、樹脂メッキ電極２４に形成さ
れた薄膜メッキ層２２の剥離を起こすという問題があ
る。

【０００９】この加工くず３３を排除するために、樹脂
メッキ電極２４をある周期で上下させ、樹脂メッキ電極
２４と工作物２５との間で往復ポンプ作用を起こさせた
り、加工液２８を強制循環させたりする方法が採られる
ことがある。しかし、ポンプ作用を起こすために上下に
大きく動かすと実質的な加工時間が長くなるばかりでな
く、上下変位量の不足によって加工結果へ悪影響を生じ
る。また、加工液２８を強制循環させると、加工液８の
流路を設けたり、加工液８を強制循環させる装置が必要
になったりして、コストが上がってしまう。

【００１０】本発明の目的は、樹脂メッキ電極を用いた
放電加工時の異常放電を防ぐために、加工くずの排出を
スムーズにする樹脂メッキ電極および、その樹脂メッキ
電極を用いた放電加工装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、注型用マスターモデルに薄膜メッキ層を形
成してなる樹脂メッキ電極であって、該樹脂メッキ電極
を用いた放電加工時の加工くず排出を行う孔を有するこ
とを特徴とする。

【００１２】また本発明の放電加工装置は、上記発明の
樹脂メッキ電極を用いて形彫放電加工を行うものであ
る。

【００１３】上記のとおりの発明では、注型用マスター
モデルに薄膜メッキ層を形成してなる樹脂メッキ電極
に、放電加工時の加工くずを排出するための孔が設けら
れているので、その樹脂メッキ電極を用いて工作物を放
電加工をする場合、加工の際に生じる加工くずが、加工
くずを排出するために設けた樹脂メッキ電極の孔と、樹
脂メッキ電極と工作物との隙間の端から排出され、樹脂
メッキ電極と工作物との隙間に、加工くずが溜りにくく
なる。従って、加工くずの排出不良による２次放電の異
常放電も発生しにくくなるので、その異常放電による樹
脂メッキ電極の薄膜メッキ層の剥離を防ぐことができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は、本発明の樹脂メッキ電極の一実施
形態を示す断面図である。本実施形態の樹脂メッキ電極
は、図１に示すように、注型用マスターモデル１の下面
と側面に薄膜メッキ層２が形成され、加工くずを排出す
るための孔である、加工くず排出孔３が複数設けられた
ものである。実際の樹脂メッキ電極の製造方法として
は、排出孔３を設けるための複数の孔を有する注型用マ
スターモデル１と、銅などの材質である電極とを電解溶
液中に入れて通電し、電極の金属を注型用マスターモデ
ル１の下面と側面とに析出させる。その析出した金属層
が、図１に示した樹脂メッキ電極の薄膜メッキ層２とな
り、樹脂メッキ電極ができあがる。

【００１６】図２は、本発明の樹脂メッキ電極の一実施
形態を用いた放電加工装置を示す概略構成図であり、図
１で示した樹脂メッキ電極を用いて形彫放電加工をする
ための装置である。本実施形態は、従来の放電加工装置
と比較して、図１に示すように従来の樹脂メッキ電極と
異なった形状の樹脂メッキ電極を用いている点が異なっ
ている。次に、本実施形態の放電加工装置の構成部品に
ついて説明する。

【００１７】本実施形態の放電加工装置は、図２に示す
ように、加工槽７の中に加工液８が満たされており、加
工槽７内部の底面に設置されたテーブル６の上に工作物
５が固定され、工作物５の全体が加工液８に浸かってい
る。工作物５が取り付けられたテーブル６は、テーブル
６の駆動のためのサーボ機構（不図示）により、左右の
送り移動を行う。加工槽７の上側には、図１で示した樹
脂メッキ電極４が、通常、ヘッド（不図示）と呼ばれ
る、放電加工装置の支持部に固定され、この樹脂メッキ
電極４はサーボ機構９によって上下に送り移動される。
ＮＣ装置１０は、樹脂メッキ電極４を移動させるサーボ
機構９と、テーブル６を移動させるサーボ機構（不図
示）とを数値制御している。ＮＣ装置１０と、サーボ機
構９と、テーブル６の駆動のためのサーボ機構とには、
電源１１によって電力が供給され、さらに電源１１は、
樹脂メッキ電極４に形成された薄膜メッキ層２と、工作
物５とに電圧を印加している。その電圧の印加によっ
て、薄膜メッキ層２と工作物５との間に放電が発生す
る。この放電によって、加工粉や加工液の分解物などの
加工くず１２が発生し、加工が行われる。

【００１８】次に、このように構成された放電加工装置
の動作について、図２を参照して説明する。図２に示さ
れているのは、放電加工中の状態であり、加工前は樹脂
メッキ電極４が加工液８から引き上げられた状態で加工
液８には浸っていない。実際に加工を行う時には、樹脂
メッキ電極４が、ＮＣ装置１０で制御されるサーボ機構
９によって下方に移動され、樹脂メッキ電極４と工作物
５との隙間が数μｍから数１０μｍの位置で樹脂メッキ
電極４と工作物５との間に放電が発生される。樹脂メッ
キ電極４が、加工中、工作物５との間隙を一定に保つよ
うに、サーボ機構９によって移動されるので、工作物５
が加工されて減った分だけ樹脂メッキ電極４が深く入る
動きをする。このような加工によって生じる加工粉や加
工液の分解物などの加工くず１２は、樹脂メッキ電極４
と工作物５との微小間隙の端からと、樹脂メッキ電極４
に設けられた複数の加工くず排出孔３から、外部に排出
される。

【００１９】上述したように、樹脂メッキ電極４に加工
くず排出孔３を設けたことにより、図４で示した従来の
例と比較して、加工くず１２の排出がスムーズに行われ
るので、加工くず１２が樹脂メッキ電極４と工作物５と
の微小間隙に溜りにくくなる。従って、加工くず１２の
２次放電による異常放電が発生しにくくなり、この異常
放電により、樹脂メッキ電極４に形成した薄膜メッキ層
２の剥離を防止することができる。

【００２０】本実施形態では、ＮＣ装置が用いられた放
電加工装置を示したが、ＮＣ装置が用いられておらず、
樹脂メッキ電極と工作物との位置決めを手動で行った
り、加工条件の内容に応じて電流，電圧，パルス幅など
をマニュアル設定したりする汎用の放電加工装置であっ
ても良い。

【００２１】図１に示した樹脂メッキ電極は、このよう
な形状に限られず、どのような形状であっても良く、加
工くずの排出を効率良く行えるように、形状に合わせて
加工くず排出孔の数や位置などを決めれば良い。

【００２２】また、樹脂メッキ電極の注型用マスターモ
デル１の材質として樹脂を用いたが、樹脂の代わりに石
膏などの材質を用いても良く、また、電気メッキと同様
の方法で注型用マスターモデル１に薄膜メッキ層２を形
成して樹脂メッキ電極を製作したが、電鋳法によって樹
脂メッキ電極を製作しても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、注型用
マスターモデルに薄膜メッキ層を形成してなる樹脂メッ
キ電極に、その樹脂メッキ電極を用いた放電加工時に生
じる加工くず排出を行う孔を設けることにより、その孔
を介して、樹脂メッキ電極と工作物の隙間で生じた加工
くずを排出させることができる。従って、樹脂メッキ電
極と工作物との隙間で、加工くずの排出不良による２次
放電から生じる異常放電が発生しなくなるので、樹脂メ
ッキ電極の薄膜メッキ層が剥離することなく、良好な放
電加工を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂メッキ電極の断面図である。

【図２】本発明の放電加工装置の概略構成図である。

【図３】従来の技術による樹脂メッキ電極の断面図であ
る。

【図４】従来の技術による放電加工装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１、２１ 注型用マスターモデル ２、２２ 薄膜メッキ層 ３ 加工くず排出孔 ４、２４ 樹脂メッキ電極 ５、２５ 工作物 ６、２６ テーブル ７、２７ 加工槽 ８、２８ 加工液 ９、２９ サーボ機構 １０、３０ ＮＣ装置 １１、３１ 電源 １２、３２、３３ 加工くず

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注型用マスターモデルに薄膜メッキ層を
   形成してなる樹脂メッキ電極であって、該樹脂メッキ電
   極を用いた放電加工時の加工くず排出を行う孔を有する
   ことを特徴とする樹脂メッキ電極。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の樹脂メッキ電極を用い
   て形彫放電加工を行う放電加工装置。