JPH10291130A - 電食防止機能を備えた加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、加工液を用いて工作物を加工す
る加工機において、加工液槽内で加工液に浸された主要
な金属製部品の電食を防止する。 【解決手段】 加工液槽１に収容された加工液２に浸さ
れた、加工液槽１の周壁、工作物支持台４、上ワイヤヘ
ッド１１及び下ワイヤヘッド１２等の主要な金属製部品
には、これらの金属製部品に用いられている金属よりも
イオン化傾向が大きいアルミニウム片１８が取付けられ
ている。アルミニウムは、加工液２に浸された状態で
は、上記の金属製部品に用いられている金属よりも先に
加工液２に溶け出す。したがって、主要な金属製部品は
電食を受けることがないので、部品としての寿命を長期
化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、加工液槽内に設
置された工作物を加工する金属製部品を含む加工機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電加工機、特に、加工液に浸漬
された工作物に対してワイヤ電極によって所定の加工形
状にワイヤ放電加工を行う浸漬形ワイヤ放電加工機が知
られている。加工液槽に収容された加工液の中には、工
作物は勿論のこと、工作物を取り付ける工作物取付け台
と工作物取付金具、ワイヤ電極、及びワイヤ電極を工作
物の放電加工部位にガイドするため加工機本体に設けら
れた上アームと下アームとにそれぞれ取り付けられた上
部ワイヤヘッドと下部ワイヤヘッドとが浸されている。
ワイヤ電極に一方の電極を、そして工作物取付け台に他
方の電極を接続することにより、電極と工作物との間に
極間電圧が印加され、発生する放電エネルギーによって
工作物が放電加工される。なお、加工液は、水をイオン
交換樹脂に通すことによって適度な伝導度に保たれた液
である。

【０００３】イオン化コントロールが施された加工液に
浸漬された金属製部品のうち、例えば、加工槽自体や工
作物取付け台は、通常、防錆特性に優れた金属（例え
ば、ステンレス）が使用される。また、ワイヤガイド系
においては、ワイヤヘッドは、加工物に対してワイヤ電
極を所定の位置に正確に保持する必要があり、ワイヤヘ
ッドには、比較的高価な銅系の合金が使用され、給電部
には超硬合金が使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、加工槽液
内には、これらの異種の金属からなる金属製部品が、同
じ加工液の中に同時に浸漬されている状態にある。この
ような状態では、加工液を電解液とし且つ異種の金属を
電極として電池が形成される。電池が形成されること
は、二金属の電極電位の差が生じて正規の回路以外の回
路で電流が流れることを意味するから、放電加工機を構
成する主要な金属製部品には電気化学的な腐食が生じ
る。

【０００５】一般に、電池の原理としては、次のことが
知られている。即ち、金属が水溶液中に置かれた場合、
金属の種類によって溶液中に溶け出し易い傾向があり、
この傾向はイオン化傾向としてよく知られている。イオ
ン化傾向の大きい順に並べたものは、イオン化系列とい
い、Ｋ，Ｎａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｓｎ，Ｐｂ，（Ｈ），Ｃｕ，Ｈｇ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕの
順であることも良く知られている。イオン化傾向の大き
さが異なる二種類の金属を水溶液中に浸して両金属を針
金等で結線して導通状態にすると、イオン化傾向が大き
い金属が陽イオンとなって水溶液中に溶け出し、その金
属が陰極となる。イオン化傾向が小さい金属では溶液中
の陽イオンが電子と結合して陽イオン金属が析出し、イ
オン化傾向が小さい金属は陽極となる。このように、両
金属と水溶液は、一方の金属を陽極、他方の金属を陰極
とし、水溶液を電解質とした電池を形成することにな
る。

【０００６】放電加工機においては、上下のワイヤヘッ
ド等、高価な合金で製作されている部品があるにもかか
わらず、その電食の防止を図ることが未だ提案されてい
ないため、長期にわたる使用によって、加工槽内の金属
製部品が電食により寿命が短くなるという問題点があっ
た。特に、精密な位置決めを必要とする金属製部品に電
食が進行すると、放電加工による加工に誤差が生じて工
作物を精密に加工することができなくなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】電食は、放電加工機のみ
ならず、一般的な加工機においても、電池の原理によっ
て同様に生じるものである。この発明の目的は、上記課
題を解決することであり、上記のように二種類の金属が
同じ水溶液中に浸されて互いに結線されると、イオン化
傾向が大きい金属ほど溶け出し易くなることに着目し、
加工機において、加工液槽内に浸される主要な構成部品
を構成する金属材料よりもイオン化傾向が大きい金属
を、別途、当該主要な構成部品に導通状態に取り付けて
加工液の中に浸しておくことによって、加工液に溶け出
す金属をこの別途設けたイオン化傾向が大きい金属とし
て、加工機の主要な金属製部品を電食による損傷から保
護しようとするものである。

【０００８】この発明は、上記の目的を解決するため、
以下のように構成されている。即ち、この発明は、加工
液槽内に設置された工作物を加工する金属製部品を含む
加工機において、前記金属製部品には前記金属製部品よ
りもイオン化傾向が大きい金属部材が導通状態に取外し
自在に取り付けられていることから成る電食防止機能を
備えた加工機に関する。

【０００９】この発明による電食防止機能を備えた加工
機は、上記のように構成されているため、次のように作
動する。即ち、放電加工機の金属製部品と、この金属製
部品よりもイオン化傾向が高い金属部材が金属製部品と
導通状態で同じ加工液に浸されているので、加工液を電
解液として当該金属部材と金属製部品との間に電池を形
成することになっても、加工液に先に溶け出す金属は、
イオン化傾向が高い金属部材の金属である。したがっ
て、金属製部品を構成する金属が加工液に溶け出すこと
が殆どなくなり、電食によって損傷を受けることがな
い。また、金属部材は、金属製部品に対して取付け、取
外し自在であるので、金属部材の交換が可能であると共
に、取付け取外し作業が容易になる箇所を選んで取り付
けることが可能になる。

【００１０】この電食防止機能を備えた加工機におい
て、金属部材は、工作物よりもイオン化傾向が大きい材
料が選ばれる。工作物が加工液の中に浸漬される時間は
短いので、加工時間内に電食を受けることは少ないが、
加工時間が長い工作物については電食が皆無とは言えな
いため、このような場合には、上記のとおり、金属部材
は、金属製部品よりもイオン化傾向が高いのは勿論のこ
と、工作物よりもイオン化傾向が大きい材料とされる。

【００１１】また、この電食防止機能を備えた加工機
は、加工液が前記加工液槽内に収容された浸漬式加工機
に適用される。加工液槽の中に予め定められた量の加工
液が常に収容され、この加工液に、工作物及び工作物を
加工するために設けられる金属製部品が浸漬される型式
の加工機は、加工のための各金属製部品に電食が生じや
すい。したがって、加工液に浸漬される金属製部品に、
イオン化傾向が大きい金属部材が加工液に浸された状態
で取り付けられると、かかる金属製部品の電食を防止す
ることができる。

【００１２】また、この電食防止機能を備えた加工機
は、電極と工作物との間に極間電圧を印加することによ
って発生する放電エネルギーによって工作物を放電加工
する放電加工機に適用される。この電食防止機能を備え
た加工機の加工原理は、任意のものでよいが、放電加工
機は、気中放電の防止や冷却のために大量の加工液を利
用し、且つ金属製部品が長期に渡って加工液に浸される
加工機であるので、金属製部品が電食を受ける機会が多
く、大きな電食防止効果が期待される。

【００１３】また、この電食防止機能を備えた放電加工
機において、電極は、ワイヤ電極又は型彫り用電極とさ
れる。放電加工機は、電極をワイヤ電極としたときに
は、ワイヤカット放電加工機であり、電極を型彫り用電
極としたときには、型彫り放電加工機となる。なお、型
彫り放電加工機においても、電極を支持するヘッド、工
作物を支持する工作物支持台や取付け金具を備えてお
り、異種の金属が加工液に浸されている。

【００１４】また、この電食防止機能を備えた放電加工
機において、金属部材が取り付けられる金属製部品に
は、加工液槽、工作物へと繰り出されるワイヤ電極を受
け入れる上ワイヤヘッド、当該上ワイヤヘッドからのワ
イヤ電極を受け入れる下ワイヤヘッド、及び／又は上ワ
イヤヘッドと下ワイヤヘッドとの間に設置された工作物
を支持する工作物支持台が含まれる。また、上下のワイ
ヤヘッドを支持する上下のアームも、加工液に浸される
場合がある。即ち、この発明による電食防止装置が適用
される放電加工機を、浸漬式ワイヤ放電加工機としたも
のである。

【００１５】また、この発明による電食防止機能を備え
た加工機において、金属部材は、アルミニウムで形成さ
れている。この加工機では、金属製部品はアルミニウム
よりもイオン化傾向が低い金属で形成されていることに
なる。アルミニウムは、亜鉛、鉄、ニッケル及び銅等の
合金として良く使用される金属よりもイオン化傾向が高
く、且つ、比較的安価に入手可能である。したがって、
アルミニウムが電食を受けても、工作物の加工のために
高価な金属から製作されている他の金属製部品は電食を
受けずに寿命が長期化する。

【００１６】また、この発明による電食防止機能を備え
た加工機において、電食によって消耗した金属部材は、
新しい金属部材に交換される。金属部材は金属製部品に
取外し可能に取り付けられているので、電食によって消
耗した金属部材は金属製部品から取り外され、その代わ
りに消耗してしいない新規な金属部材が金属製部品に取
り付けられる。このような交換作業を繰り返すことによ
り、従来、電食により限られていた加工機の寿命を飛躍
的に長期化することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明の実施例を説明する。図１はこの発明による電食
防止機能を備えた放電加工機の一実施例を示す概略断面
図である。この実施例は、放電加工機として浸漬式ワイ
ヤ放電加工機に電食防止機能を持たせたものである。

【００１８】浸漬式ワイヤ放電加工機の加工液槽１は、
イオン交換樹脂を経て供給された水の比電気抵抗をコン
トロールされた加工液２を収容している。加工液槽１
は、ＳＵＳ材からなる薄板を溶接によって構成されてお
り、ボルト・ナットのような固着具によってワイヤ放電
加工機のテーブル（図示せず）に取付けられている。加
工液槽１の一壁部は、工作物Ｗを後述する工作物取付け
台４に対して脱着する時の作業スペースを確保するた
め、開閉自在となっている。

【００１９】加工液槽１の底には、ベース３が敷設され
ており、加工液槽１内に収容された加工液２中に工作物
Ｗを支持するため、ベース３上に工作物取付け台４がね
じ込みボルト１９によって固定されている。工作物取付
け台は同じ加工液槽１の中に複数台設置することがで
き、工作物取付け台４と、別に設けられている工作物取
付け台５とは、リード線６によって互いに電気的に接続
されている。リード線６は、工作物取付け台４から加工
液槽１の外部に導かれて、一方の電極に接続されてい
る。工作物取付け具７（或いは、必要であれば、専用の
取付け金具）をボルト２０によって工作物取付け台４に
ねじ固定することにより、工作物Ｗが工作物取付け台４
に固定される。

【００２０】ベース３、工作物取付け台４は、通常、Ｓ
ＵＳで形成された金属製部品である。また、工作物取付
け具７は鉄又はＳＵＳで形成されており、リード線６は
銅又はＳＵＳで形成されている。工作物Ｗを金型に加工
する場合には、工作物Ｗの原材料は、一般的にＳＫ材、
ＳＫＤ材、超硬合金等であり、製品加工や部品加工にあ
っては、目的の材料が工作物取付け台４に取り付けられ
る。

【００２１】工作物Ｗに対して所定の加工形状にワイヤ
放電加工を行うワイヤ電極８は、ワイヤ放電加工機に設
けられている自動ワイヤ供給装置（図示せず）から供給
される。ワイヤ電極８は、加工機本体（図示せず）に取
り付けられた上アーム９に支持された上ワイヤヘッド１
１と、加工機本体から加工液槽１の側方を貫通して延び
た下アーム１０に支持され下ワイヤヘッド１２によって
案内される。上ワイヤヘッド１１は、従来と同様に、ワ
イヤ送出口、ダイスガイド、噴流ノズル、給電子１５、
給電子押え等が組み込まれ、ワイヤ電極８を工作物Ｗの
放電加工部位に送り出す。下ワイヤヘッド１２は、特に
給電子１６が組み込まれた上ワイヤヘッド１１と同様の
構造を有しており、上ワイヤヘッド１１に対向した位置
に設けられていて上ワイヤヘッド１１から繰り出された
ワイヤ電極を受け入れる。上ワイヤヘッド１１と下ワイ
ヤヘッド１２との間には、上記、加工物Ｗが設置されて
いる。工作物Ｗに対して放電加工を行なったワイヤ電極
８は、下ワイヤヘッド１２に受け入れられた後、廃ワイ
ヤ排出手段（図示せず）によって加工液槽１から外部へ
排出される。

【００２２】上ワイヤヘッド１１及び下ワイヤヘッド１
２は、真鍮、黄銅、ＳＵＳ又は超硬合金等の比較的高価
な材料で構成された組立部品であり、異種の金属が、ボ
ルト・ナット等の固着具によって圧接状態に組み立てら
れている。これらの異種の金属は必ずしも同電位である
とは言えない。なお、両ワイヤヘッド１１，１２は、そ
れぞれ、加工機本体に対してセラミックス等の絶縁部材
１３，１４を介して取り付けられている。上ワイヤヘッ
ド１１の給電子１５と下ワイヤヘッド１２の給電子１６
とにはリード線１７が結線されており、リード線１７に
は、リード線６に接続された極とは反対の極が接続され
ている。

【００２３】加工液槽１の内壁、工作物取付け台４の表
面、上ワイヤヘッド１１，及び下ワイヤヘッド１２に
は、加工液槽１内に浸されるこれらの金属製部品を構成
する金属よりもイオン化傾向が大きい金属部材としてア
ルミニウム片１８が、これらの金属製部品と電気的に導
通状態に取り付けられている。アルミニウム片１８は、
例えば、ねじによって取外し可能に取り付けられてい
る。アルミニウムは、一般に、亜鉛、鉄、ニッケル、
錫、銅の金属よりもイオン化傾向が大きい。したがっ
て、金属製部品を構成する金属は、通常アルミニウムよ
りもイオン化傾向が低い金属となる。上記の各金属製部
品とアルミニウム片１８とが同時に加工液２に浸された
場合、金属製部品とアルミニウム片１８とが導通状態で
あるので、加工液を電解液として電池が形成されるとき
には、金属製部品よりもイオン化傾向が大きいアルミニ
ウム片１８が、先にアルミニウムイオン（陽イオン）と
なって加工液２に溶け出すことになり、アルミニウム片
１８が陰極になる。他方、金属製部品は陽極となり、加
工液２に溶け出すことはない。加工機の長期間の使用に
よってアルミニウム片１８が電食で消耗したときには、
新しいアルミニウム片１８に取り換えると、引き続いて
電食防止機能を維持することができる。

【００２４】次に、図２に基づいて、この発明による電
食防止機能を備えた加工機の他の実施例を説明する。図
２はこの発明による電食防止機能を備えた放電加工機の
他の実施例を示す概略断面図である。この実施例は、浸
漬式型彫り放電加工機に電食防止機能を持たせたもので
ある。

【００２５】図２に記載されている浸漬式型彫り放電加
工機においては、図１に記載されている浸漬式ワイヤ放
電加工機と同様に、加工液槽２１は、イオン交換樹脂を
経て供給された水の比電気抵抗がコントロールされた加
工液２２を収容している。加工液槽２１は、ＳＵＳ材か
らなる薄板を溶接によって構成されており、ボルト・ナ
ットのような固着具によってテーブル（図示せず）に取
付けられている。加工液槽２１の底には、ベース２３が
敷設されており、加工液２２中に工作物Ｚを支持するた
め、ベース２３上に工作物取付け台２４（複数設置可
能）がボルト及びナット等の適宜の固着具（図示せず）
によって固定されている。リード線２６は、加工液槽２
１の外部から給電子２５を経て工作物取付け台２４に導
かれて、一方の電極に接続されている。工作物取付け台
２４には、適宜の工作物取付け具（図示せず）によって
工作物Ｚが固定される。ベース２３、工作物取付け台２
４は、通常、ＳＵＳで形成された金属製部品である。リ
ード線２６は銅又はＳＵＳで形成されている。工作物Ｚ
を金型に加工する場合には、工作物Ｗの原材料は、一般
的にＳＫ材、ＳＫＤ材、超硬合金等であり、製品加工や
部品加工にあっては、目的の材料が工作物取付け台２４
に取り付けられる。保持アーム２８は、絶縁部材３１を
介して図上方に配置（図示せず）されたサーボ機構の出
力軸に連結されている。保持アーム２８の先端には、型
彫り用電極２７が取り付けられている。型彫り用電極２
７には、外部からリード線３０、給電子２９、及び保持
アーム２８を経て他方の電極が接続されている。工作物
Ｚは、型彫り用電極２７との間に放電される放電エネル
ギーよって放電加工される。型彫り用電極２７の高さ位
置は、上記サーボ機構によって、金型の加工の進行に従
って制御される。

【００２６】加工液槽２１、ベース２３、工作物取付け
台２４、及び保持アーム２８等の金属製部品は、加工液
２２に浸されており、異種の金属間で局部的な電池を形
成して、金属線部品に電食を生じさせることがある。こ
のため、図２に示す実施例においては、これらの金属製
部品にはアルミニウム片３２が取外し可能に取り付けら
れている。アルミニウム片３２の電気化学的の機能は、
図１に示した実施例において、アルミニウム片１８につ
いて説明したものと同等であるので、ここでの再度の説
明を省略する。

【００２７】この発明による電食防止機能を備えた加工
機は、浸漬式ワイヤ放電加工機及び浸漬式型彫り加工機
を例に採って説明したが、ワイヤ放電加工機としては浸
漬式のみならず、加工液を工作物の加工部位に直接注ぎ
込むフラッシュ式のワイヤ放電加工機であっても、同様
に適用可能である。更に、放電加工機のみならず、加工
液を用いて加工し、そのために金属製部品に電食の影響
を受ける可能性のある任意の加工機に適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、上記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏する。即ち、加工機におい
て主要な構成部品を構成し且つ加工液槽内で加工液に浸
される金属製部品よりもイオン化傾向が大きい金属を、
別途、金属性部品に導通状態に取外し自在に取り付けた
ので、加工液の中に浸される金属部材が先に加工液に溶
け出し、加工機の主要な金属製部品に電食が生じるのを
防止して、加工機の寿命を長期化することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電食防止機能を備えた放電加工
機の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】この発明による電食防止機能を備えた放電加工
機の他の実施例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１，２１ 加工液槽 ２，２２ 加工液 ３，２３ ベース ４，５，２４ 工作物取付け台 ６，１７，２６，３０ リード線 ７ 工作物取付け具 ８ ワイヤ電極 ９ 上アーム １０ 下アーム １１ 上ワイヤヘッド １２ 下ワイヤヘッド １３，１４，３１ 絶縁部材 １８，３２ アルミニウム片 ２７ 型彫り用電極 ２８ 保持アーム Ｗ，Ｚ 工作物

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工液槽内に設置された工作物を加工す
   る金属製部品を含む加工機において、前記金属製部品に
   は前記金属製部品よりもイオン化傾向が大きい金属部材
   が導通状態に取外し自在に取り付けられていることから
   成る電食防止機能を備えた加工機。
2. 【請求項２】 前記金属部材は、前記工作物よりもイオ
   ン化傾向が大きいことから成る請求項１に記載の電食防
   止機能を備えた加工機。
3. 【請求項３】 加工液が前記加工液槽内に収容された浸
   漬式加工機に適用されていることから成る請求項１又は
   ２に記載の電食防止機能を備えた加工機。
4. 【請求項４】 電極と前記工作物との間に極間電圧を印
   加することによって発生する放電エネルギーによって前
   記工作物を放電加工する放電加工機に適用されているこ
   とから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の電食防
   止機能を備えた加工機。
5. 【請求項５】 前記電極は、ワイヤ電極又は型彫り用電
   極である請求項４に記載の電食防止機能を備えた加工
   機。
6. 【請求項６】 前記金属部材が取り付けられる前記金属
   製部品は、前記加工液槽、前記工作物へと繰り出される
   前記ワイヤ電極を受け入れる上ワイヤヘッド、前記上ワ
   イヤヘッドからの前記ワイヤ電極を受け入れる下ワイヤ
   ヘッド、及び／又は前記上ワイヤヘッドと前記下ワイヤ
   ヘッドとの間に設置された前記工作物を支持する工作物
   支持台であることから成る請求項５に記載の電食防止機
   能を備えた加工機。
7. 【請求項７】 前記金属部材は、アルミニウムで形成さ
   れていることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記
   載の電食防止機能を備えた加工機。
8. 【請求項８】 電食によって消耗した前記金属部材は、
   新しい金属部材に交換されることから成る請求項１〜７
   のいずれか１項に記載の電食防止機能を備えた加工機。