JPS61219524A - セラミツクスの穴開け加工方法 - Google Patents
セラミツクスの穴開け加工方法Info
- Publication number
- JPS61219524A JPS61219524A JP6285485A JP6285485A JPS61219524A JP S61219524 A JPS61219524 A JP S61219524A JP 6285485 A JP6285485 A JP 6285485A JP 6285485 A JP6285485 A JP 6285485A JP S61219524 A JPS61219524 A JP S61219524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main electrode
- dielectric breakdown
- hollow
- breakdown strength
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/02—Electrical discharge machining combined with electrochemical machining
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
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。
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
本発明は電解質水溶液中で起こる電解放電作用を利用し
たセラミックスの電気的加工基こよる穴開は加工方法に
関する。
たセラミックスの電気的加工基こよる穴開は加工方法に
関する。
従来の技術
アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などで成形したセラ
ミックスは硬くてもろく、機械部品などに使用するため
に穴開けや切断加工を行なう場合。
ミックスは硬くてもろく、機械部品などに使用するため
に穴開けや切断加工を行なう場合。
ダイヤモンド工具などの特別機械工具を用いなければな
らず、そのために加工コストが高くなる。
らず、そのために加工コストが高くなる。
また、微細穴加工や微細幅切断となると、機械的な加工
法では超音波を利用した方法を除いてほとんど困難であ
る。
法では超音波を利用した方法を除いてほとんど困難であ
る。
一方、電解放電作用を利用したセラミックスの電気的加
工法は、その作用に伴なう熱化学的作用によってセラミ
ックスの加工が行なえる非力学的な加工方法であり、加
工形状は用いる主電極の形状が主要因となることから微
細穴や微細幅切断加工が可能である。
工法は、その作用に伴なう熱化学的作用によってセラミ
ックスの加工が行なえる非力学的な加工方法であり、加
工形状は用いる主電極の形状が主要因となることから微
細穴や微細幅切断加工が可能である。
第４図はこの方法による穴開は加工の原理を示すもので
あり、（１）は直流又は交流電源、（２）は主電極、（
３）は圧電α（２）に対して電気的に無限遠位置に配置
された補助電極、（４）は電解質水浴液、（５）は工作
物であるセラミックス、（６）は電解により発生する微
細気泡、（７）は絶縁破壊中の微細気泡である。
あり、（１）は直流又は交流電源、（２）は主電極、（
３）は圧電α（２）に対して電気的に無限遠位置に配置
された補助電極、（４）は電解質水浴液、（５）は工作
物であるセラミックス、（６）は電解により発生する微
細気泡、（７）は絶縁破壊中の微細気泡である。
矢印（８）は荷重番示す。
第４図による加工原理を第５図を用いて説明する。主電
極（２）と補助電極（３）の間に印加される電圧Ｖを次
第に上昇して行くに伴って、主電極（２）近傍の電解強
度Ｅは増加し、それにつれて電流■が増大するとともに
、主電極（２）近傍の気泡状態が第５図のｆａｌ〜（ｅ
）のように変化する。すなわち、（ａ）では、不働能域
にあり何も起らない。
極（２）と補助電極（３）の間に印加される電圧Ｖを次
第に上昇して行くに伴って、主電極（２）近傍の電解強
度Ｅは増加し、それにつれて電流■が増大するとともに
、主電極（２）近傍の気泡状態が第５図のｆａｌ〜（ｅ
）のように変化する。すなわち、（ａ）では、不働能域
にあり何も起らない。
（ｂ）では、電解による微小な気泡が発生する。
（Ｃ）では、気泡の大きさが次第に大きくなり、浮上が
始まる。
始まる。
（ｄｉでは、電解による気泡の発生が顕著になる。
さらに、（ｄ）から（ｅ）にかけて主成極（２）を取り
巻いた気泡（１−１２，０□および空気など）中で主電
極（２）近傍での電解強度Ｅがこれら気泡の絶縁破壊強
度を越えて絶縁破壊を起こしく第４図の状態）、電流Ｉ
が急減し、発光と発熱が生じる。この状態になると、発
熱に伴なってセラミックスに対する熱化学作用が顕著に
なり、その作用によって次第にセラミックスは加工され
て除去量Ｗが増大して行く。
巻いた気泡（１−１２，０□および空気など）中で主電
極（２）近傍での電解強度Ｅがこれら気泡の絶縁破壊強
度を越えて絶縁破壊を起こしく第４図の状態）、電流Ｉ
が急減し、発光と発熱が生じる。この状態になると、発
熱に伴なってセラミックスに対する熱化学作用が顕著に
なり、その作用によって次第にセラミックスは加工され
て除去量Ｗが増大して行く。
発明が解決しようとする問題点
以上がセラミックスの加工原理であるが、第４図の方法
で穴開は加工を進めても深穴や厚内材の貫通穴加工は困
難である。すなわち、熱化学作用の九ｉとなる気泡中の
絶縁破壊放電は電解質水溶液中の主電極面全面で起こり
、工作物であるセラミックス近傍への熱エネルギ投入効
果が低くなるはかりでなく、主電極の損耗と損耗紛およ
びセラミックスの加工屑の堆積によって加工穴間口付近
での二次的絶縁破壊が顕著になり、穴形状は深さ方向に
進行せずに次第に間口が拡がる傾向になる。
で穴開は加工を進めても深穴や厚内材の貫通穴加工は困
難である。すなわち、熱化学作用の九ｉとなる気泡中の
絶縁破壊放電は電解質水溶液中の主電極面全面で起こり
、工作物であるセラミックス近傍への熱エネルギ投入効
果が低くなるはかりでなく、主電極の損耗と損耗紛およ
びセラミックスの加工屑の堆積によって加工穴間口付近
での二次的絶縁破壊が顕著になり、穴形状は深さ方向に
進行せずに次第に間口が拡がる傾向になる。
このような傾向を改善する一つの対策として主電極を中
空にし、そこから電解質水溶液を供給する方法があげら
れるが、加工穴間口付近の二次的、）Ｊ’、Ｌ）縁破壊
は多少抑制さオ゛Ｌるものの、気泡は液中の主電極面全
面に生じ、従って放電も主電極ｍｌ全面で生じることか
ら主電極の損耗を改善することはできす、その結果深穴
加工は主電極の損耗速度とセラミックスの深さ方向の進
行速度がバランスするところで停止する。
空にし、そこから電解質水溶液を供給する方法があげら
れるが、加工穴間口付近の二次的、）Ｊ’、Ｌ）縁破壊
は多少抑制さオ゛Ｌるものの、気泡は液中の主電極面全
面に生じ、従って放電も主電極ｍｌ全面で生じることか
ら主電極の損耗を改善することはできす、その結果深穴
加工は主電極の損耗速度とセラミックスの深さ方向の進
行速度がバランスするところで停止する。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するために、本発明は、中空状の主電
極を使用し、該主電極の中空部から低絶縁破壊度を有す
る気体粒を含む電解質水溶液を供給し、この絶縁破壊強
度以上の電圧条件下で加工するものである。
極を使用し、該主電極の中空部から低絶縁破壊度を有す
る気体粒を含む電解質水溶液を供給し、この絶縁破壊強
度以上の電圧条件下で加工するものである。
作用
主電極近傍の電解強度が主電極の中空部から噴出する気
体粒の絶縁破壊強度以下では、電解による気泡が主電極
外周面に付着しており、その周りを気体粒が流れている
状態にある。電解強度が増大して気体粒の絶縁破壊強度
に達すると気体粒中で放電が起こるが、主電極外周面は
電解による気泡で覆われ、かっこｎらの気泡の絶縁破壊
強度が気体粒より大きいことから主ｔｉｔ＜ｍ周囲の絶
縁ｌ−として作用する。したがって、この時の放電は主
電極面の中空状出口付近での起こり、この状態は電解強
度が電解による気泡の絶縁破壊強度に達するまで継続し
、その結果加工能率が良くなり、主電極の損耗が少なく
なって加工穴形状のクリアランスが小さくなる。
体粒の絶縁破壊強度以下では、電解による気泡が主電極
外周面に付着しており、その周りを気体粒が流れている
状態にある。電解強度が増大して気体粒の絶縁破壊強度
に達すると気体粒中で放電が起こるが、主電極外周面は
電解による気泡で覆われ、かっこｎらの気泡の絶縁破壊
強度が気体粒より大きいことから主ｔｉｔ＜ｍ周囲の絶
縁ｌ−として作用する。したがって、この時の放電は主
電極面の中空状出口付近での起こり、この状態は電解強
度が電解による気泡の絶縁破壊強度に達するまで継続し
、その結果加工能率が良くなり、主電極の損耗が少なく
なって加工穴形状のクリアランスが小さくなる。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例を示す構成図で５第４図とＩ′ｉ
″ｉ１じものは１百じ番列を付して示す。第１図におい
て、０ηは中空状の主電極、 Ｑ９は主電極ａυの中空
部に供給される電解質水溶液、０３はこの供線電解質水
溶液（１２番こ供給混合される低絶縁破壊強度の気体、
０滲は電解質水溶液ｕ４と気体（１３との混合部に＋ｊ
る気体微粒化機構、０υは自在継手、（ＩＩ ＆を電解
による気泡、Ｏ″ｂは主電極（１］）の中空部から噴出
された微細化さｎた気体粒、０８）は結縁破壊中の気体
粒である。
図は本発明の一実施例を示す構成図で５第４図とＩ′ｉ
″ｉ１じものは１百じ番列を付して示す。第１図におい
て、０ηは中空状の主電極、 Ｑ９は主電極ａυの中空
部に供給される電解質水溶液、０３はこの供線電解質水
溶液（１２番こ供給混合される低絶縁破壊強度の気体、
０滲は電解質水溶液ｕ４と気体（１３との混合部に＋ｊ
る気体微粒化機構、０υは自在継手、（ＩＩ ＆を電解
による気泡、Ｏ″ｂは主電極（１］）の中空部から噴出
された微細化さｎた気体粒、０８）は結縁破壊中の気体
粒である。
次にその加工原理を第２図を用いて説明する。
この場合、電解質水溶液として１０％ＮａＯＨ水溶液を
用い、交流゛電圧として１００ Ｖを印加し、主電極θ
Ｄにかけた荷重は５０ｙであった。第２図において、中
空状生電４ｉＭ（Ｉｌｌから噴出する′成解質水溶液＠
は気体微粒化機構（員で微粒化された低絶縁破壊度の気
休校０ηを含んでおり、主電極ｕＪの中空部出口から連
続的あるいは断続的に噴出している。この状態で主電極
Ｑｌ）と補助電極（２）の間に直流または交流型に変化
して行く。すなわち、主電極０１）近傍のｒａ解強度Ｅ
が主電極αＢの中空部から噴出する気体校（１７）の絶
縁破壊強度以下では第２図のｆａ）のように電解による
気泡ＯＱが主電極外周面に付着しており、その周りを気
体校０ηが流れている状態にある。電解強度Ｅが増大し
て気体校Ｕηの絶縁破壊強度に達すると気体校０７）中
で放電が起こり、電流Ｉが急減する。この放電は従来の
ように液中の主電極面全面で起こるのではなく、主電極
外周面は電解による気泡αＱで覆われ、かつこれらの気
泡（Ｈ２，０□空気など）の絶縁破壊強度が気体粒ａカ
より大きいことから主電極周囲の絶縁層として作用し、
その結果、第１図における放電は主（極面の中空状出口
付近でのみ起こり、この状態は電解による気泡ＱＱが絶
縁破壊強度に達するまで継続する。
用い、交流゛電圧として１００ Ｖを印加し、主電極θ
Ｄにかけた荷重は５０ｙであった。第２図において、中
空状生電４ｉＭ（Ｉｌｌから噴出する′成解質水溶液＠
は気体微粒化機構（員で微粒化された低絶縁破壊度の気
休校０ηを含んでおり、主電極ｕＪの中空部出口から連
続的あるいは断続的に噴出している。この状態で主電極
Ｑｌ）と補助電極（２）の間に直流または交流型に変化
して行く。すなわち、主電極０１）近傍のｒａ解強度Ｅ
が主電極αＢの中空部から噴出する気体校（１７）の絶
縁破壊強度以下では第２図のｆａ）のように電解による
気泡ＯＱが主電極外周面に付着しており、その周りを気
体校０ηが流れている状態にある。電解強度Ｅが増大し
て気体校Ｕηの絶縁破壊強度に達すると気体校０７）中
で放電が起こり、電流Ｉが急減する。この放電は従来の
ように液中の主電極面全面で起こるのではなく、主電極
外周面は電解による気泡αＱで覆われ、かつこれらの気
泡（Ｈ２，０□空気など）の絶縁破壊強度が気体粒ａカ
より大きいことから主電極周囲の絶縁層として作用し、
その結果、第１図における放電は主（極面の中空状出口
付近でのみ起こり、この状態は電解による気泡ＱＱが絶
縁破壊強度に達するまで継続する。
（１）セラミックスに対する熱化学作用の基となる放電
は主電極面の中空状出口付近でのみ起こるため、エネル
ギー密度が高くなり、加工能率は良くなる。
は主電極面の中空状出口付近でのみ起こるため、エネル
ギー密度が高くなり、加工能率は良くなる。
（２）主電極の損耗が少なくなり、加工穴形状のクリア
ランスが小さくなる。
ランスが小さくなる。
（３）工作物の肉厚に無関係で深穴加工および貫通穴加
工が可能である。
工が可能である。
などの利点が得られる。
第３図は従来方法の場合と、中空状主電極から電解質水
溶液だけを噴出させる方法の場合と、本発明方法の場合
について、加工穴形状を比較したものであり、従来方法
および液だけを噴出する方法では、穴の加工開口りの拡
がる深さｈの限界値がそｎぞれり、 、 ｈ２として存
在するのに対し、本発明による方法では加工深さｈの増
加にもかかわらず、穴の加工間口りはほぼ一定に保たれ
ることがわかる。また加工体積ｖ′も本発明による方法
の方が大きい。
溶液だけを噴出させる方法の場合と、本発明方法の場合
について、加工穴形状を比較したものであり、従来方法
および液だけを噴出する方法では、穴の加工開口りの拡
がる深さｈの限界値がそｎぞれり、 、 ｈ２として存
在するのに対し、本発明による方法では加工深さｈの増
加にもかかわらず、穴の加工間口りはほぼ一定に保たれ
ることがわかる。また加工体積ｖ′も本発明による方法
の方が大きい。
発明の効果
以上本発明によれば、熱化学作用の基となる放電は主電
極面の中空状出口付近でのみ起こるため、エネルギー彫
度が高く、加工能率はよいとともに、主電極の損耗が少
なく、加工穴形状のクリアランスが小さくなるなどその
工業的価値は極めて大きい。
極面の中空状出口付近でのみ起こるため、エネルギー彫
度が高く、加工能率はよいとともに、主電極の損耗が少
なく、加工穴形状のクリアランスが小さくなるなどその
工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の一実施例を示す構成図、第２図は
本発明方法の電極近傍の電解強度に対する電流および工
作物の除去量特性図、第３図は本発明方法と従来方法と
の比較を説明するための特性図、第４図は従来方法を示
す構成図、第５図は従来方法の電極近傍の電解強度に対
する電流および工作物の除去量特性図である。 Ｑｌ）・・・中空状主電極、＠・・・供給電解質水溶液
、（１３・・・低絶縁破壊強度の気体、αＧ・・・電解
による気泡、α力・・・微細化された気体校、（ト）・
・・絶縁破壊中の気体度Ｉ潰６舒県了− ■デ専一 、Ａ世（ｑＱαや Ｏｃｌ圓τＯｕ←
本発明方法の電極近傍の電解強度に対する電流および工
作物の除去量特性図、第３図は本発明方法と従来方法と
の比較を説明するための特性図、第４図は従来方法を示
す構成図、第５図は従来方法の電極近傍の電解強度に対
する電流および工作物の除去量特性図である。 Ｑｌ）・・・中空状主電極、＠・・・供給電解質水溶液
、（１３・・・低絶縁破壊強度の気体、αＧ・・・電解
による気泡、α力・・・微細化された気体校、（ト）・
・・絶縁破壊中の気体度Ｉ潰６舒県了− ■デ専一 、Ａ世（ｑＱαや Ｏｃｌ圓τＯｕ←
Claims (1)
- １、電解質水溶液中で荷重を加えた主電極をセラミック
スに押し付け、この主電極と該主電極に対して電気的無
限遠位置に置いた補助電極との間に直流また交流電圧を
印加し、主電極近傍の電解放電作用とこれに伴なう熱化
学作用によってセラミックスを加工する方法であって、
中空状の主電極を用い、該主電極の中空部から低絶縁破
壊強度を有する気体粒を含む電解水溶液を供給し、この
低縁破壊強度以上の電圧条件下で加工することを特徴と
するセラミックス穴開け加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285485A JPS61219524A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | セラミツクスの穴開け加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285485A JPS61219524A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | セラミツクスの穴開け加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219524A true JPS61219524A (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=13212304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285485A Pending JPS61219524A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | セラミツクスの穴開け加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219524A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110153515A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-23 | 南京航空航天大学 | 微磨料内喷的电火花-电解复合加工装置及加工方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112452A (ja) * | 1974-07-19 | 1976-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chukaikansosochi |
-
1985
- 1985-03-26 JP JP6285485A patent/JPS61219524A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112452A (ja) * | 1974-07-19 | 1976-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chukaikansosochi |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110153515A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-23 | 南京航空航天大学 | 微磨料内喷的电火花-电解复合加工装置及加工方法 |
| CN110153515B (zh) * | 2019-05-22 | 2021-01-19 | 南京航空航天大学 | 微磨料内喷的电火花-电解复合加工装置及加工方法 |
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