JPH01257520A

JPH01257520A - 電解仕上げ加工方法

Info

Publication number: JPH01257520A
Application number: JP63087786A
Authority: JP
Inventors: Yohei Kuwabara; 桑原　陽平; Teruo Asaoka; 浅岡　輝雄; Yasuhiro Iwasaki; 康宏岩崎; Haruki Sugiyama; 治樹杉山; Yoshiharu Suzuki; 鈴木　好春
Original assignee: Shizuoka Seiki Co Ltd
Current assignee: Shizuoka Seiki Co Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-13
Also published as: US5028303A; KR890015811A; KR930000297B1; CA1335271C; EP0336777A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、静止した電解液中で行う電解仕上げ加工方
法に係り、特に電極とワーク間に供給する加工パルスを
高精度に制御し得て、鏡面状の光沢面を短時間に得るこ
とができる電解仕上げ加工方法に関する。

［従来の技術］従来、金属加工方法として電解加工方法が知られている
。この電解加工方法は、ワークと電極との間隙に硝酸ナ
トリウムや塩化ナトリウム等の電解液を満たし、この電
解液を高速で流すことにより、安定した電解作用を阻害
する電解生成物、すなわち溶出した金属化合物や金属イ
オン及び水素ガス等を除去しながら、直流電流をワーク
から電極に流して加工するものが、例えば特開昭６１−
７１９２１号公報及び特開昭６０−４４２２８号公報に
開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この電解加工方法にあっては、機械加工
手段として致命的な欠陥がある。すなわち、特に三次元
形状の底付き加工（凹窩状に形成された三次元構造のも
のに対する加工をいう）において、複雑な輪郭形状を有
するワークと電極の間隙に電解液を−様な流速で流すの
が不可能であリ、また、前記間隙に高い液圧を作用させ
ても電解液の流入口と排出口とては電解生成物の濃度が
かわる。そのため、所定の電流密度の加工パルスを与え
ても、前記間隙の各部分において加工条件が不均一とな
り、ワークに加工電極の精密な転写を行うことが困難で
あるとともに、ワークの複雑な加工面積を正確に測定・
算出することが困難で、電流密度を高精度に制御するこ
とができず、鏡面状の光沢面等の高精度の表面品質が得
られないという不都合があった。

そこでこの発明の目的は、上記不都合を除去し、特に、
電極とワーク間に供給する加工パルスを高精度に制御し
得て、鏡面状等の被加工面を短時間に得ることができる
電解仕上げ加工方法を実現するにある。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するためにこの発明は、加工槽内に電極
とワークを所定間隙で対向配置するステップと、前記加
工槽内に前記電極とワークに並列に一対の基準電極を所
定間隙で対向配置するステップと、前記電極とワーク間
及び前゛記基準電極間の電解液が静止した状態でこれら
の極間に単一の加工パルスを供給するステップと、前記
基準電極間の電流値を検出し、この電流値に基づき前記
加工パルスの電流密度を制御するステップとを具備する
ことを特徴とする。

［作　用コこの発明の構成によれば、面積が既知の基準電極間に所
定の加工パルスを供給して、該電極間に流れる電流値を
検出し、この電流値から電流密度を算出するとともに、
この電流密度と必要とする所定の電流密度とを比較し、
この比較結果に基づいて加工パルスの電流密度を制御す
ることにより、面積が不明のワークと電極間に流れる電
流密度を高精度に制御する。

［実施例コ以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１〜４図は、この発明の一実施例を示す。第１図にお
いて、この発明を実施し得る電解仕上げ加工装置１は、
電極２を固定する電極固定装置３、ワーク４を固定する
ワーク固定装置５、）〜ノしスモーク６の回転運動を上
下方向の往復運動に変換する駆動変換部７、一対の基準
電極８．９等を有し加工槽１０内に配設する基準電極固
定装置１１、基準電極８．９間の電流値を検出する電流
検出器１２、直流電源部１３と充放電部１４とからなり
加工パルスを発生する電源装置１５、ヘッド駆動制御部
１６と加工条件制御部１７と電解液流制御部１８とから
なる制御装置１９、加工条件等を入力する入力装置２０
、加工槽ｌＯ内の汚染した電解液を濾過するとともに、
この濾過した新鮮な電解液の噴流を噴出ノズル２１を介
して前記電極２とワーク４の間隙２２に供給する電解液
濾過装置２３等からなる。

前記電極２は、例えば純銅もしくはグラファイト等から
なり、前記電極固定装置３のロッド２４の下端に固定す
る。また、前記ワーク４は、加工槽１０内に配設する絶
縁性の高いグラナイトもしくはセラミックス製のテーブ
ルからなるワーク固定装置δ上に、図示しない固定ブロ
ック及びボルト等により、前記電極２と三次元方向に−
様な間隙２２を保つように固定する。そして、前記電極
固定装置３は、パルスモータ６の回転により駆動変換部
７を介して上下動し前記間隙２２を所定値に設定する。

前記基準電極固定装置１１は、例えは第２図の如く、フ
レーム２５に固定した正方形の基準電極８と、この基準
電極８と同一の面積を有し、間隙設定ダイヤル２６のロ
ッド２７の下端に固定されて前記基準電極８と所定間隙
２８で対向する正方形の基準電極９と、前記フレーム２
５に固定されてその先端が前記間隙２８に指向する噴流
供給用のノズル２９等からなる。この基準電極固定装置
１１は、間隙設定ダイヤル２６の操作部２６ａを回転さ
せることにより、ロッド２７が上下動し、該ロッド２７
の下端に固定した基準電極９が上下動して基準電極８と
の間隙を所定の間隙２８に設定する。

前記電極２とワーク４の極間に所定の電流密度の加工パ
ルスを供給する電源装置１５と、この電源装置１５を制
御する加工条件制御部１７は、例えば第：３図に示す如
く構成ずろ。

即ち、電源装置１５の直流電源部１３は、変圧器３０と
整流器３１とからなり、変圧器３０により電圧を所定値
に降下させ整流器３１により整流して直流電流を得て、
後述する蓄電器３２−１〜３２−ｎに供給する。

また、充放電部１４は、電極２とワーク４の間隙２２に
電荷を放電する複数個の蓄電器３２−１〜３２−ｎと、
これらの各蓄電器３２−１〜３２−〇に接続し、直流電
源部１３側への電荷の逆流を阻止するダイオード３３−
１〜３３−ｎと、放電側へ電荷を放電させるべく開閉さ
れる放電スイッチ３４−１〜３４−ｎと、前記各蓄電器
３２−１〜３２−ｎを所定に充電すべく前記直流電源部
１３からの電源を給断する充電スイッチ３５とからなる
。

この充放電部１４を制御する前記加工条件制御部１７は
、蓄電器３２−１〜３２−ｎの充電電圧を検出する電圧
検出器３６と、この電圧検出器３６で検出した充電電圧
とＤ／Ａ変換器３７の電圧を比較する電圧比較器３８と
、この電圧比較器３８からの信号により前記蓄電器３２
−１〜３２−ｎの充電の開始及び完了を検出する充電検
出器３９と、前記電極２とワーク４間の電流値を検出す
る電流検出器４０と、この＠流検出器４０て検出した電
流値のピーク値をホールドするピークホールド回路４１
と、このピークホールド回路４１のピーク値とＤ／Ａ変
換器４２の電流とを比較し、その結果を後述するＣＰｔ
Ｊ４９に出力する電流比較器４３と、所定時間幅のパル
スを発生するパルス発生部４６と極間に供給するパルス
電流の波形を設定する電流波形設定部４７からの入力に
より、前記各放電スイッチ３４−１〜３４−ｎに開閉駆
動信号を出力するゲート回路４４と、前記各蓄電器３２
−１〜３２−ｎの充電電圧を設定しこの値を前記Ｄ／Ａ
変換器３７に出力する充電電圧設定部４５と、極間の電
流値を設定しこの値を前記Ｄ／Ａ変換器４２に出力する
電流設定部４８と、前記電流検出器１２の出力信号によ
る前記充電電圧設定部４５の制御と前記パルス発生部・
１６、電流波形設定部４７、電流設定部４８等の制御及
び、前記入力装置２０等の入力データに基づく加工条件
等の演算・処理をするＣＰＵ４９等からなる。なお、第
３図中符号５０は逆起電力により各放電スイッチ３４−
１〜３４−ｎが破壊するのを防止するダイオードであろ次に、電解仕上げ加工装置１による仕上げ加工動作の一
例について第４図のフローチャートに基づき説明する。

仕上げ加工に際しては、電極固定装置３０ロツド２４の
下端に、例えばワーク４を放電加工する際に使用した電
極２を固定するとともに、ワーク固定装置５にワーク４
を固定（５１）　ｂてこれらの芯出しを行う。また、基
準電極固定装置１１をワーク固定装置５上にセットする
。そして、入力装置２゜により、ワーク４の概略加工面
積ｓｔ１基準電極８．９の面積Ｓ　ｋ等の各種データ及
び加工間隙δ、加工回数０１、ｎ２等の加工条件をパラ
メータとし′Ｃ入力（５２）するとともに、手動により
前記間隙設定ダイヤル２６を回転させて、基準電極８．
９０間隙を、電極２とワーク４の加工間隙δと同一の値
に設定（５３）する。なお、この間隙設定は、適宜の手
段により自動設定することもできる。

パラメータが入力され、スタートボタン（図示せず）が
押されると、仕上げ加工の自動運転が開始され、まず、
電極２が下降してワーク４に接触（５４）　シ、この位
置を加工原点としてＣＰＵ４９が記憶する。そして、電
解液濾過装置２３を作動させて、加工槽１０内に電解液
を供給（５５）するとともに、前記電極２を上昇させて
所定の間隙δを保つ位置に設定（５６）　シ、間隙の電
解液が静止（５７）したら、電源装置１５から面粗度向
上用の所定のパルス幅と電流密度を有する単一のパルス
電流を、電極２とワーク４間及び基準電極８．９間に供
給（５８）する。なお、この時に供給されるパルス電流
は、前記概略加工面積Ｓｔに対応する電圧を、予め前記
ＣＰＯ４９に記憶しである換算表から算出し、この電圧
を前記充電電圧設定部４５に設定して得られるものであ
る。

パルス電流が供給されると、ＣＰＵ４９は所定の加工回
数ｎ１か否かを判断（５９）　ｔ、、、この判断（５９
）でＹＥＳの場合は、前記電流検出器１２の電流値を取
り込み（６０）、この電流値と入力されている基準電極
８．９の面積Ｓｋがら電流密度ｉｋを算出（６１）　Ｌ
／、この電流密度ｉ　ｋと必要とする所定の電流密度ｉ
ｐとを比較し、その電流密度差に相当する電圧を前記充
電電圧設定部４５の設定電圧に増減して、新たな電圧を
設定（６２）する。なお、この場合の電圧の設定の仕方
としては、例えば、電流密度ｉｋと１ｐとが異なる場合
に、電流密度ｉｋに相当する電圧を充電電圧設定部４５
にそのまま設定することもてきる。

前記ステップ（６２）までが終了し、かつパルス電流が
オフした後に電極２を上昇（６５）　シて間隙を拡大さ
せるとともに、間隙に電解液の噴流を供給（６６）　Ｌ
／て、間隙の電解生成物を排除する。その後、加工回数
が所定回数ｎ２か否かを判断（６７ンし、この判断（６
７）でＹＥＳになるまで、ステップ（５６）〜（６６）
を繰り返す。

なお、前記ステップ（５９）でＮＯの場合は、前記を流
検出器４０で電極２とワーク４の極間の電流値を検出（
６３）するとともに、該電流のピーク値が電流設定部４
８に設定した電流値か否かを判断（６４）　Ｌ／、ピー
ク値が所定値の場合、即ち、極間に所定の電流値が流れ
ている場合は前記ステップ（６５）に移り、判断（６４
）でＮＯの場合、即ち、極間の短絡等により異常電流値
が検出された場合は、加工を停止（６９）させ、異常原
因を排除後に前記ステップ（５６）に戻る。

前記ステップ（６７）でＹＥＳの場合は、電源装置１５
から供給されるパルス電流を光沢面形成用の所定の電流
密度を有する単一のパルス電流に切換（６８）　、前記
ステップ（５６）〜（６７）と同様の仕上げ加工を行っ
て、全ての仕上げ加工を終了する。

このようにこの発明にあっては、所定回数ｎ１（例えば
１０回）毎に、基準電極８．９間に流れる電流１直を検
出し、この電流値と基準電極８．９の正確な既知の面積
Ｓｋから電流密度ｉｋを算出するとともに、この電流密
度ｉｋと必要とする所定の電流密度１ｐとを比較し、そ
の比較結果に基づき、蓄電器３２−１〜３２−ｎの充電
電圧を設定する充電電圧設定部４５の設定電圧を再設定
するため、電極２とワーク４間に供給するパルス電流を
、ワーク４の加工面積を測定することなく、必要とする
所定の電流密度に制御することができる。

なお、前記回数ｎ１を０回に設定すれば、仕上げ加工の
最初のパルス電流による基準電極８．９間の電流値に基
づき、所定の電流密度ｉｐを得て、こノミ流密度ｉｐの
パルス電流を仕上げ加工の終了まで供給することになる
。

なお、上記実施例における基準電極固定装置１１は、加
工槽１０内に配置した場合に、基準電極８．９の間隙２
８に加工槽１０内の電解液が介在することになり、この
電解液の影響を受は易くなるが、例えば、基準電極固定
装置１１を第５図のように構成すれば、加工槽１０内の
電解液の影響受けることが少ない。

即ち、第５図に示す基準電極固定装置１１は、間隙設定
ダイヤル２６を固定するブロック７０と基準電極９を固
定するブロック７１とに凹部７２を設け、この凹部７２
内に、各電極８．９の対向面を位置させるとともに、基
準電極８の上面近傍のブロック７１に間隙２８と連通す
る孔７３ａ、７３ｂを穿設し、一方の孔７３ｂの人口に
電解液供給用のノズル７４を配設したものである。この
ようにすれば、間隙２８の電解液は常にノズル７４から
供給される新鮮な電解液となり、基準電流を測定する基
準電極８．９間に加工槽１０内の汚染した電解液が介在
することが少なくなり、より正確な基準電流の検出が可
能となる。

第６図はこの発明に係る仕上げ加工動作の他の実施例を
示すフローチャートで、以下これについて説明する。

この実施例は、パルス電流供給（５８）後に、電極２と
ワーク４間の電流値Ｉｓを検出（８０）シ、この電流値
Ｉｓが所定値Ｉｊか否かを判断（８１）し、Ｎｏの場合
は加工を停止（８２）させるとともに、ＹＥＳの場合は
、加工回数がｎｌか否かを判断（８３）　Ｌ／、この判
断（８３）でＹＥＳの場合は、ワーク４の加工面積Ｓを
算出するステップ（８４）〜（８９）に移るようにした
ものである。

即ち、判断（８３）でＹＥＳの場合は、まず、基準電極
９を基準電極８と対向しなくなる位置まで移動させると
ともに、この位置から逆方向（第７図イ方向）に移動（
８４）させながら、電流検出器ｌ２により基準電極８．
９間の電流値Ｉｏを検出（８５）シ、この電流値ＩＯが
前記ステップ（８０）で検出した電流値Ｉｓか否かを判
断（８６）する。この判断（８６）でＹＥＳになるまで
、基準電極９を移動させ、判断（８６）でＹＥＳになっ
た場合は、基準電極９の移動量りを測定（８７）シ、こ
の移動量りに相当する基準電極８と９との対向面積Ｓ（
第６図の斜線部分）を算出（８８）する。この面積Ｓが
ワーク４の加工面積Ｓに相当することになる。

なお、この実施例では、基準電極９の面積を基準電極８
より大きく形成すると同時に、基準電極９が基準電極８
に対して相対的に移動可能なように支持する。（詳細は
図示しない）面積Ｓが算出されると、この面積Ｓに基づき、必要とす
る所定の電流密度ｉｐが得られる蓄電器３２−１〜３２
−ｎの充電電圧値を算出し、この電圧値を前記充電電圧
設定部４５に設定（８９）　シ、以降上記した実施例と
同様のステップを行う。

この実施例においても、基準電極８．９間の電流値から
ワーク４の加工面積Ｓを算出し、これに基づき蓄電器３
２−１〜３２−ｎの充電電圧値を設定するため、上記実
施例と同様の効果が得られることは明らかである。

［発明の効果コこの発明は上述のとおりに構成したので、次に記載する
効果を奏する。

■面積が既知の一対の基準電極を、電極及びワークと同
じ加工槽内に同一の間隙で設定して、基準電流を検出し
、この基準電流に基づき、ワークに供給する加工パルス
の電流密度を所定値に制御するため、加工パルスをより
高精度に制御し得て、鏡面状の光沢面等の高品質な被加
工面が得られる。

■ワークの加工面積を正確に測定・算出する必要がなく
、仕上げ加工時間を短縮することができや・

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電解仕上げ加工方法を実施し得
る電解仕上げ加工装置の概略構成図、第２図は基準電極
固定装置を示す一部切欠断面図、第３図は要部のブロッ
ク図、第４図は加工動作の一例を示すフローチャート、
第５図は基準電極固定装置の他の実施例を示す一部切欠
断面図、第６図は加工動作の他の実施例を示すフローチ
ャート、第７図（Ａ）は他の実施例のフローチャートを
説明するための平面図、第７図（Ｂ）は同側面図である
。１・・・電解仕上げ加工装置、２・・・電極、４・・・
ワーク、　　　　８．９・・・基準電極、ｌＯ・・・加
工槽、　　　１１・・・基準電極固定装置、１２・・・
電流検出器、　１５・・・電源装置、１６・・・モータ
駆動制御部、１７・・・加工条件制御部１８・・・電解
液流制御部、１９・・・制御装置、２２．２８・・・間
隙、　　４０・・・電流検出器、４５・・充電電圧設定
部、４９・・・ｃｐｕ。特許出願人　　静岡製機株式会社代表者鈴木重夫第２図第５図ｆ　　）第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次の構成を具備する電解仕上げ加工方法。Ａ、加工槽内に電極とワークを所定間隙で対向配置する
ステップ、Ｂ、前記加工槽内に前記電極とワークに並列に一対の基
準電極を所定間隙で対向配置するステップ、Ｃ、前記電極とワーク間及び前記基準電極間の電解液が
静止した状態でこれらの極間に単一の加工パルスを供給
するステップ、Ｄ、前記基準電極間の電流値を検出し、この電流値に基
づき前記加工パルスの電流密度を制御するステップ。