JPS5830946B2 - 放電被覆加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被加工体の表面に、硬化層、肉盛層などの被
覆層の形成、及び研磨、研削、硬化その他の表面処理を
行う放電被覆加工装置に関する。

在来、加工体の表面を、硬化するのには、硬化剤を介在
させて加工体と電極の間に、パルスその他の電流を通電
する加工、電極そのものを硬化体として用い表面に溶着
層を形成する加工、表面に加工変形を与えて行う加工そ
の他の加工が用いられ、こうして形成した硬化層を研磨
して仕上げるのが常法である。

これらの場合は、被覆層の形成と研削または研磨による
仕上の工程を経なければならない。

また被覆層の形成も、均一な平担なかつ厚さの増大を期
することは容易でない。

また、研磨などの仕上も、被覆部を研削し薄い部に適合
する作業を要するなど、作業性と効率に改良すべき点が
あった。

本発明は、在来技術の前記現状にかんがみ、表面硬化そ
の他の表面処理技術の改良を目的とせる。

そのために、研磨または研削を有する表面加工用工具と
放電被覆用電極を兼ねた特殊な槽底の工具電極の提供を
目的とする。

そしてこの工具電極を用いてパル又放電による放電被覆
加工、また研磨などの作業を兼ねる加工装置を提供する
ことを目的とするものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明は、回転円筒（中実体を含む）に、１方の端に回
転軸を装着し、他方の端に、２〜２０本の被覆材電極線
を装着し固定する。

この線は細い線で、断面が、円形、多角形またはこれら
の組み合わせたもので、線自体が、硬化その他表面処理
に適した材料である０円筒が回転すると装着された電極
線の固定端は保持されているが、自由端では外方にひら
くようになる。

加工する表面に、鋭角をもって当接し、加工体との間に
放電し、被覆層を形成する。

加工体表面は、放電による被覆処理のほかに、電極線に
よる研磨などの作用によって、均一で平担な表面が、通
常の接触開離振動による放電被覆加工の場合に対比して
、作業性良く、効率良く得られる。

被覆量も従来に比べて充分増加できる。

電源としてパルス電流その他の電流を通電する。

表面処理に際して、加工する表面と電極線との間に、表
面処理剤を添加して、電極の効果を増大することができ
る。

例えば、表面硬化処理のとき、電極線にタングステン炭
化物の細線を用い、加工する表面にタングステン炭化物
その他の硬化剤を添加して、電極線を当接し回転しなが
ら放電被覆加工をする。

硬化のほかに、表面に耐蝕性の耐摩耗しステライト被覆
などをし、また通電性金属被覆をするなどの場合にも、
同様に、本発明の方法を応用することができろ。

次に、本発明の若干の実施例について説明する。

第１図は本発明の１実施例の工具電極の斜視図を第２図
は工具電極の例示測面図で、ａが静止状態すが回転状態
図を、第３図は本発明装置の１実施例構成図を示した。

第１図に示したように、工具電極は回転する円筒１に、
１端ＩＡ面に、軸方向に被覆材電極線３を装着し固定す
る。

装着の仕方は軸方向に平行乃至は先端がしぼ筐る状態に
植付けることが好ましい。

そして２本以上の電極線３を筒体１の中心軸に対称に植
付けるとよく、回転は円滑にできる。

他端１Ｂの面には、回転軸２を設けろ。

回転円筒１を第２図す図のように回転すると、静置した
ａ図のときには、筆先のように、平行乃至は先すぼみの
状態になっていた電極線３は、自由端３Ａが外方に開い
て、その際、加工する物体６の表面６Ａに、当接するよ
うにする。

第３図にかいて、４が回転モータ、５がその制御電源で
、回転速度筐たはトルク等の制御により電極線３の広が
り、回転力等を制御しながら回転させる。

７は加工用電源、８は間隙の状態を検出する抵抗、９は
検出信号によって電源５を制御する制御回路である。

被加工面６Ａは、被加工体６と電極線３との間に加工用
電源７から供給されるパルス電流により電極線３０回転
接触に伴って放電が発生し、電極線材が溶着する被覆が
行われ、この放電による加工と、回転する繊体による摩
擦の研磨または研削の作用を受けｉから表面硬化などの
表面被覆形成加工が行われる。

従来の研磨作用のない電極を垂直に当てて、接触開離振
動させて放電する被覆加工に比較して、きわめて均一な
平担表面が得られ、厚い層をたやすく形成することがで
きる。

工具電極先端の電極線３は前記したように回転によって
先端が広がり、回転を停止すると元の状態に戻り電極線
３はすぼする。

したがって回転速度によって電極３の広がりを制御でき
る構成になっている。

今モータ４による高速回転によって広がる電極線３を図
のように被加工体６の加工面に接触させると、筒体１に
植付られた電極線３が回転移動により撓み、曲り状態に
なって加工面６Ａにフィツトした状態になりながら接触
し摩擦し移動通過していく、各電極線３は１回転毎に加
工面６Ａを離れ回転遠心力で広がり、回転して来て加工
面６Ａに衝突し叩きを与えながら加工面にフィツトして
接触摩擦し、移動通過し、これが回転により各線により
次から次へと繰返されるようになる。

この間に加工用電源７から加工パルスが通電されてパル
ス放電が行われ、放電点の電極線３の部分は溶解して被
加工体６の表面６Ａに溶着し電極材の被覆層６Ａが形成
されるようになる。

放電による溶着被覆は放電点の微小部分づつを繰返パル
ス放電によって繰返し繰返し放電点を移動させながら被
覆するものであるから通常、被覆層表面６Ａは梨地状の
凹凸になるが、電極線３は前記したように加工面６Ａに
次々に接触し摩擦移動し通過していくものであるから研
磨加工性があり、前記被覆層の凹凸面を研磨し研削し平
滑面とする。

この放電被覆と研磨作用とは電極線３の回転運動に伴っ
て灰吹に同時に行われ常に研磨平滑面で放電被覆加工が
続けられ、均一な平担表面が容易に得られる。

一方放電被覆加工は被覆処理によって表面が凹凸してく
ると被覆層の上に更に放電被覆を積重ねることが困難に
なり、あえて放電を続けるとかえって減量さえすること
があるが、前記のように回転する電極線３の摩擦による
研磨作用により被覆表面は常に平滑化し、平滑化しなが
ら放電が行われるので、被覆層上に被覆の積重ねが可能
となり処理時間と共に被覆量を増加させ目的とする厚い
被覆層を容易に形成させることができ、任意の硬化層、
肉盛層が容易に希望通り得られる効果がある。

また第３図の回路では間隙の放電状態を抵抗８により検
出し、制御回路９によりモータ４の制御電源５を自動制
御するようにしているから、電極線３の接触状態、摩擦
状態等により回転速度、トルク等が最適状態に制御され
、したがって被覆と研磨とを共に行う前記被覆加工が最
良状態に制御され、安定した表面処理を続けて能率の良
い加工処理ができる効果が得られる。

な卦場合によっては、加工表面に表面処理剤を介在させ
、放電による処理を助勢する。

い１表面処理が、鋼の表面硬化処理の場合について述べ
ると、電極線としてはピアノ線、炭化タングステン線、
窒化チタン線、炭化はう素線。

鉄クロム合金線などが利用できた。硬化剤としては、ピ
アノ線の細片など、前記電極線と同材質の粉体細片が利
用される。

また窒化金属の粉体を用いることもできる。

賛たタングステンカーバイド、炭化はう素、ダイヤモン
ド、窒化はう素等の硬質材を心線に付着、接着、塗着、
被覆して用いることができる。

特別な雰囲気中で行って、例えば滲炭またはアルミニウ
ム滲透とか窒化面を得ることも期待できる。

この加工によって火花放電を行って、硬化層を厚くし、
良好な面を得られることが確認できた。

電極線の直径は細く、０．１〜９．５ ｍｕφから１朋
φ前後１で、しなやかなのがよいが、復元性のものを用
い、本数は２本以上、多い場合は２０本前後程度とし、
対称の位置で等距離に装着した場合が良好であった。

丸線、角線等が用いられる。実施例としては、炭化タン
グステン線の直径が０．１〜１，０朋φを用い、円筒体
の回転数を、５００から２０００ＯＲＰＭ程度の範囲で
利用できることが判然とした。

放電条件として、パルス電流の波高値１ｐを８０アンペ
ア、パルス幅τｏｎを６０〜５０μｓで通電し、放電被
覆したとき、表面粗さが１０μＲｍａｘ（ミクロン・ア
ール・マックス）であった。

加工速度は従来の４〜５倍であった。

この加工の後、電流を絞るか、通電を切って、円筒体の
回転、すなわち電極線による研磨をすることによって表
面粗さは更に良好になることが確認された。

また仕上放電条件として、パルス電流を１ｐ５０アンペ
アとして、τｏ ｎを２μｓとし、円筒体回転数を１０
００ ＯＲＰＭとして加工した場合に、表面仕上度は、
６μＲｍａｘ（ミクロン・アール・マックス）になった
。

またタングステン線と硬化する表面の間に、炭化タング
ステン粉体を介在し火花放電をした場合、硬化被覆が厚
さを増し、平担度に変化のないことが、確認できた。

既に述べたのは、炭化タングステンの被覆層の形成と加
工表面の仕上度であるが、他の材料を用いた硬化につい
ても、同様に良好な結果が確認できた。

硬化のほか、耐蝕性、耐摩耗性、例えばステライト加工
も、又肉盛被覆加工も、同様に行うことができ、機械加
工釦よび成形加工の容易な鋼材の成型面にピアノ線、硬
鋼線、マンガン鋼による被覆加工も、同様に得ることが
できろ。

このように、本発明は特殊な構成の工具電極を用い、回
転摩擦し、パルスその他の電流を通電し必要に応じて硬
化剤などのような表面処理剤を介在させて、放電被覆加
工することにより、また加工処理の間に捷たは最後に１
時的に通電を弱めて電極線による研磨作用を行う処理を
することによって目的とする加工表面を、良好に得るこ
とができる。

さらに、雰囲気の変化などによる表面処理などにおける
利用の拡大が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の工具電極の斜視図、第２図
は測面図で、ａが静止状態、ｂが回転状態図、第３図は
本発明の１実施例装置の全体構成図である。 １・・・円筒体、３・・・被覆材電極線、２・・・回転
軸、３Ａ・・・自由端、４・・・回転モータ、５・・・
制御電源、６・・・加工物、６Ａ・・・加工表面、７・
・・加工用電源、９・・・制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空体または中実体である筒体の一方の端面に該筒
   体の軸中心方向に２本以上の被覆材電極線を装着した工
   具電極と、前記の筒体の他方の端面に備えて該工具電極
   を該筒体を軸にして回転せしめるための回転モータと、
   前記の工具電極と被加工体間にパルス放電を行わせるた
   めの加工用電源とを設は電気回路で接続した放電被覆加
   工装置に卦いて、前記の回転モータにより回転する前記
   の工具電極を被加工体加工面に近づけて、該工具電極の
   先の各被覆材電極線が回転することによって被加工体加
   工面に衝突し接触し摩擦摺動して次に離隔する運動を繰
   返し、かつ前記の加工用電源によって各被覆材電極線と
   被加工体との間に放電を行わせ被覆加工をさせるように
   したことを特徴とする放電被覆加工装置。 ２ 被覆材電極線は、前記の筒体端面で該筒体の回転軸
   の中心方向に平行彦いしは該電極線の先端がすぼする状
   態にして装着させているものである特許請求の範囲の第
   １項に記載の放電被覆加工装置。 ３ 被覆材電極線は、前記の筒体の一方の端面で該筒体
   の回転軸の中心に対称の位置に複数線を装着させている
   ものである特許請求の範囲の第１項に記載の放電被覆加
   工装置。 ４ 被覆材電極線は、該電極線の表面に被覆用硬質材か
   ら成る層が被覆、塗着、接着又は付着されて形成されて
   いるものである特許請求の範囲第１項に記載の放電被覆
   加工装置。