JPS603930B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置に関し、更に詳細に述べると、放
電加工面を光沢面とすることができる放電加工装置に関
するものである。

一般に、非蓄勢式加工用パルス電源を用いた放電加工装
置において加工面の面粗度を小さくするためには、加工
用パルスのパルス中を狭くすればよいことが知られてい
る。

このため、従来の非蓄勢式パルス電源回路を用いた放電
加工装置においては、高性能の高周波スイッチング素子
を用いてよりパルス中の狭い加工用パルスを発生させ、
放電加工面の面粗度の向上を図っていた。しかしながら
、この種のパルスのピーク電圧は数十ボルト程度の大き
な値であり、このような高電圧にて用いられるスイッチ
ング素子のスイッチング特性では、放電加工用パルスの
パルス中の最小値はせし、ぜし・１〔ｒｓｅｃ〕程度で
あり、有効放電率を考慮すると、パルス中の最小値は実
用的見地から２〔山ｓｅｃ〕程度であった。このような
ごく狭いパルス中の加工用パルスで加工を行なうと、得
られる面粗度の値はせし、ぜし、３〔山Ｒｍａｘ〕程度
である。従って、加工面を光沢面としたいような場合の
如く、これ以下の値の加工面粗度が要求される場合には
、更に、別工程において研摩を行なう必要が生じ、工程
数が増大する上に加工コストも上昇するという問題点を
有していた。本発明の目的は、従って、従来の加工用パ
ルスのパルス中を上述の限界以下にせばめることなく、
加工面組度が４・さく放電加工面を光沢面とすることが
できる放電加工装置を提供することにある。

本発明は、発明者による種々の実験、研究の結果得られ
た、放電加工用パルスのパルス中を狭くすると同時にパ
ルスの立上り特性をなだらかにすることにより、従来の
放電加工状態とは異なった削り取り深さの浅い放電加工
状態を得ることができ、且つ、加工パルスの放電加工間
隙への印加極性によっても放電加工面の状態に変化を及
ぼすという知見に基づくものである。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明による放電加工装置の−実施例が示さ
れている。

放電加工装置１は、概略的に示されている加工機本体２
と、加工パルス用電源部３とから成り、加工パルス用電
源部３からの加工用パルスは、加工タンク４内の加工液
５中に浸潰されている被加工物６と加工ヘッド７に取付
けられた加工用電極８との間に印加される。加工ヘッド
７内には電極送り機構が設けられており、加工用電極８
を被加工物６に対して接近、離反させることができ「
これにより被加工物６と加工用電極８との間の加工間隙
９の長さを調節し、加工間隙９において放電を生ぜしめ
、被加工物６を放電加工するようになっている。この加
工機本体２は従来のＺ軸制御の放電加工装置のそれと同
一の構成であるから、加工機本体２についてのこれ以上
の詳しい説明は省略する。加工パルス用電源部３はパル
ス制御器１０によりオン、オフ制御されるスイッチング
トランジスター１を有し、スイッチングトランジスタ１
１のコレクタ回路には直流電源１２の正極が抵抗器１３
を介して接続されており、直流電源１２の負極は出力端
子１４に直接接続されている。

もう一方の出力端子１５とスイッチングトランジスタ１
１の出力回路との間には、空芯コイル１６が設けられて
いる。空芯コイル１６は、スイッチングトランジスタ１
１のスイッチング動作によって発生する加工用パルスの
立上り特性をなだらかにする目的で設けられており、選
択スイッチ１７によりスイッチングトランジスター１の
ェミツタを空芯コイル１６に設けられた各タップａ乃至
ｄのいずれかに接続することにより、ェミッタ回路に挿
入されるィンダクタンスの値を調節することができる。
選択スイッチ１７の可動接点と出力端子１５との間には
抵抗器１８が挿入されており、従って、選択スイッチ１
９の切換位置の如何に拘らず抵抗器１８が空芯コイル１
６に並列に接続されることになる。この抵抗器１８は、
有効放電率の低下を改善するため、及びスイッチングト
ランジス夕１１がオフとなった場合に、空芯コイル１６
に蓄積されているエネルギーにより加工間隙９において
不要の放電が生ずるのを防ぐために設けられている。出
力端子１４，１５は、夫々、導線１９，２０‘こより加
工用電極８及び被加工物６に接続され、被加工物６が十
側、加工用電極８が−側となるように加工パルスが印加
される。この印加パルスの極性の選択は後で詳しく述べ
るように、加工面の仕上り状態に重大な影響を及ぼすも
のである。パルス制御器１川ま、スイッチングトランジ
スタ１１のェミッタ回路から取出されるパルスのパルス
中を制御するものであり、仕上げ加工の如き面粗度の小
さな放電加工面を得たい場合には、従来の仕上げ加工条
件と同様のパルス中である１０〔ｒｓｅｃ〕以下のパル
ス中の加工用パルスを出力するよう適宜に設定される。

一方、空芯コイル１６のィンダクタンス値は、第２図に
示される如く、放電加工用パルスの波形の立上り部分が
点線で示されるようにゆるやかに立上る特性となるよう
に定められる。このィンダクタンスの値が大きいほどパ
ルス波形の立上り特性がゆるやかとなり、このパルス波
形の立上りがゆるやかな程放電加工面の面粗度が小さく
なることが確認された。パルス中が１０〔しｓｅｃ〕以
下の細い加工用パルスの立上り特性をゆるやかにするこ
とにより放電加工面の面粗度が小さくなる理由は次の通
りである。

加工用パルスのパルス中を狭くすると放電により削り取
られる穴の大きさが小さくなりこれにより面粗度を小さ
くすることができるのであるが、これに加えてパルスの
立上りをなだらかにすると、放電の状態が変り、放電に
より削り取られる穴の深さが浅くなると同時に穴の大き
さが広くなるからである。実験によれば、このように加
工用パルスの立上り特性をなだらかにすることにより放
電加工面の面粗度が１〔仏Ｒｍａｘ〕程度にまで小さく
なることが確められた。尚、このような良好な面粗度を
得るために必要な空芯コイルのィンダクタンスは、空芯
コイルから見てスイッチング素子側に存在する浮遊容量
を打消して、なおパルスの立上り特性をなだらかにする
ため余裕のある値としなければならず、このため、通常
では、少なくとも３〔仏Ｈ〕以上のインダクタンスを必
要とするものである。また、このように加工用パルスの
立上り特性をなだらかにすると、放電加工間隙における
有効放電率が低下することになる。

有効放電率の低下を改善するため、空芯コイル１６には
抵抗器１８が並列に接続されており、これにより、加工
間隙に直流バイアスがかけられる構成となっている。こ
のため、加工用パルスの前端緑の形状は、第２図に示さ
れる如く、抵抗器１８のために一旦垂直に立上つた後、
空芯コイル１６のィンダクタンスの値に応じて、なだら
かに上昇することとなる。従って、抵抗器１８を設けな
い場合に比べ、所謂放電の〈いつきがよくなり、有効放
電率を向上させることができる。この結果、放電加工速
度をそれほど低下させずに、加工面の面粗度を極めて小
さくし、光沢面とすることができる。勿論、有効放電率
を改善するためには、直流電源電圧を高くすることも有
効であり、直流主電源電圧は、従来の装置では６０乃至
１００ボルト程度であるが、実験によれば、パルスの立
上り特性をゆるやかにした場合には１５０ボルト以上の
直流電源電圧を用いることにより従来とほぼ同等の有効
放電率を得ることができた。尚、直流電源電圧の値は１
５０ボルト以上に限定されるものではなく、従来の装置
の場合と同様に６０乃至１００ボルト程度の電圧であっ
ても面粗度が小さく光沢のある加工面を得ることができ
る。

以上の説明は、加工パルスの立上り特性と放電加工面と
の関係について述べられてきたが、次に、出力端子１４
一１５間に生ずる加工パルスの加工間隙９への印加極性
と放電加工面との関係について述べる。一般に、被加工
物又は加工用電極のいずれを加工用電源の正の出力端子
に接続するかは、被加工物の材質等により定められるも
のである。しかしながら、本発明者による種々の実験の
結果、スイッチング回路の出力回路にィンダクタンスを
挿入し、第２図に示したように中の狭いパルスの立上り
をゆるやかにし、これにより放電加工を行なう場合にあ
っては、加工パルスをどのような極性で放電加工間隙に
印加するかによって、放電加工面の加工状態に著しい影
響を与えることが確認された。実験によれば、加工用電
極として銅を用著、鉄を加工する場合、コイルのィンダ
クタンスを６〔山Ｈ〕、抵抗器１８の値を２０〔０）に
選び、印加電圧を２７０〔Ｖ〕とした条件の下に、被加
工物６に加工パルス用電源部３の十出力端子１５を接続
し、加工用電極８にその一世力端子１４を接続すること
により、夜加工物６が加工用電極８に対して正の電位と
なるように加工用パルスを印加すると、従来の放電加工
菱層による加工に比べて単に面粗度が小さいというだけ
ではなく、光沢のある放電加工面が得られた。更に、加
工用電極として銅タングステン、銀タングステン、を使
用し、被加工物としてステンレス、超鋼を使用して種々
の組合により実験を行なったが、いずれの組合せにおい
ても同様に光沢のある放電加工面を得ることができた。
従って、この放電加工によれば、従来放電加工とは別工
程で行なっていた仕上げ加工、及び又は鏡面研摩加工が
不要となるので工程数の削減を図ることができる。一方
、上述の条件と同一の条件下において、加工パルスの印
加犠牲を反転させて、即ち、加工用電極８が被加工物６
に対して正の電位となるように加工用パルスを印加して
加工実験を行なった結果、従釆の放電加工面よりは面粗
度の４・さな放電加工を行なえたが、光沢のある放電加
工面は得られなかった。尚、コイルのィンダクタンス値
６〔ＡＨ〕、抵抗器１８の値２０〔Ｑ〕、及び印加電圧
２７０〔Ｖ〕は一例にすぎず、この値に限定されるもの
で二‘まない。このように、加工パルスのパルス中を狭
くすると同時に加工パルスの立上りをゆるやかにし、且
つ加工パルスの印加極性を、被加工物が加工用電極に対
して正となるように選ぶことにより、被加工物及び加工
用電極の材質によらず光沢のある放電加工面を得ること
ができる。

また、放電加工面の面粗度は、選択スイッチ９の切換位
置を調節することにより、所望の値に設定することがで
きる。本装置によると、上述の如く、加工用パルスのパ
ルス中を極端に狭くすることなくより面粗度の小さい放
電加工面を得ることができるため、スイッチング素子と
して安価な素子を用いることが可能となり、装置のコス
トダウンを図ることができる上に性能の大中な向上を図
ることができる。尚、上記実施例では、加工用パルスを
発生させるスイッチング回路が１つだけ設けられている
加工パルス用電源回路の場合を示したが、トリガ用の高
圧重畳電源を更に付加すると共に、この高圧重畳電源に
対応してスイッチング回路を更に設け、直流主電源と高
圧重畳電源とにより加工用間隙に加工用パルスを印加す
る形式の加工パルス用電源回路の場合にも同様に本発明
を適用することができ、この場合にも上述の効果を得る
ことができるものである。本発明によれば、上述の如く
、加工用のパルスのパルス中を従来の限界以上に狭くす
ることなしに、光沢のあるより小さな面粗度の放電加工
面を得ることができる極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は第１
図の装置において使用される加工用パルスの波形を示す
波形図である。 １…・・・放電加工装置、２・・・・・・加工機本体、
３・・・・・・加工パルス用電源部、６・…・・被加工
物、８・・・・・・加工用電極、９・・・・・・加工間
隙、１０・・・・・・パルス制御器、１１・・・・・・
スイッチングトランジスタ、１２・・…・直流電源、１
４，１５・・・・・・出力端子、１６・・・・・・空芯
コイル、１８・・・・・・抵抗器、１９，２０・・…・
導線。 第／図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工用電極と被加工物との間の所要の相対運動を行
   なわせる加工機本体と、前記加工用電極と前記被加工物
   との間の加工間隙に供給する加工パルスを発生するため
   の非蓄勢式加工パルス用電源部とを備えて成る放電加工
   装置において、前記電源部が、パルス巾が１０〔μｓｅ
   ｃ〕以下のパルスを発生させるスイツチング回路と、該
   スイツチング回路において発生する前記パルスにゆるや
   かな立上り特性を与えるため該スイツチング回路の出力
   側に設けられた３〔μＨ〕以上のインダクタンス素子と
   、加工間隙における前記パルスによる放電を開始しやす
   くするため該インダクタンス素子に並列に接続された抵
   抗素子とを備えて成り、前記加工パルスが、前記被加工
   物が前記加工用電極に対して正の電位となるような極性
   で、前記加工間隙に印加されることを特徴とする放電加
   工装置。 ２ 前記インダクタンス素子が空芯コイルであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１頁記載の放電加工装置。 ３ 前記スイツチング回路に印加される電源電圧が１５
   ０〔Ｖ〕以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の放電加工装置。