KR100227464B1 - 방전가공에 의한 표면처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

회전공구(1)를 회전시켜, 표면처리용 전극(2)이 회전공구(1)의 칼날에 대향하도록 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7)에 의해 상대 이동시켜, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 회전공구(1)의 외주칼날의 여유면(1a), 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

개질층(19)을 회전공구(1)의 칼날선단에 균일하게 형성할 수 있고 방전가공만으로 공구수명을 대폭적으로 향상시키고 또 칼날의 잘 드는 정도를 향상시킬 수가 있다.

Description

방전가공에 의한 표면처리방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제2도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치에서 가공되는 회전공구의 칼날의 선단의 요부설명도.

제3도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구와 표면처리용 전극의 상대 이동 동작을 표시하는 정면도.

제4도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구와 표면처리용 전극과의 관계를 표시하는 정면도.

제5도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 관계를 표시하는 측면도.

제6도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극과의 위치관계가 변위된 상태를 표시하는 정면도.

제7도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구의 중심축과 표면처리용 전극과의 수평면상의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도.

제8도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도.

제9도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도.

제10도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상에서의 맞닿는 위치의 관계를 표시하는 단면의 설명도.

제11도는 마찬가지로 회전공구의 칼날선단과 표면처리용 전극의 외경선과의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도.

제12도는 마찬가지로 회전공구의 칼날면과 표면처리용 전극의 단부면과의 각도관계를 표시하는 단면의 설명도.

제13도는 마찬가지로 회전공구의 칼날면과 표면처리용 전극의 단부면과의 평행관계를 표시하는 단면의 설명도.

제14도는 마찬가지로 회전공구의 칼날의 면에 개질층을 형성하는 동작의 설명도.

제15도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치에서의 회전공구와 표면처리용 전극과의 관계를 설정해서 개질층을 형성하는 1부의 플로차트.

제16도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치에서의 회전공구와 표면처리용 전극과의 관계를 설정해서 개질층을 형성하는 나머지의 플로차트.

제17도는 본 발명의 실시의 형태 3의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제18도는 본 발명의 실시의 형태 4의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제19도는 본 발명의 실시의 형태 5의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제20도는 본 발명의 실시의 형태 6의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부구성도.

제21도는 본 발명의 실시의 형태 7의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부구성도.

제22도는 본 발명의 실시의 형태 8의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제23도는 본 발명의 실시의 형태 9의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도.

제24도는 본 발명의 실시의 형태 10의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부구성도.

제25도는 종래의 표면처리장치를 설명하는 전체구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전공구 2 : 표면처리용 전극

4, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84 : 전극보존기구

5 : 주축 6 : 회전축

7 : Z축 구동기구 8 : 회전축 구동기구

9 : 가공조 10 : 가공액

13 : X축 구동기구 14 : Y축 구동기구

15 : 제어회로 17 : 극간검출회로

18 : 방전가공용 전원 19 : 개질층

26 : 보조부재

[발명의 목적]

회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 회전공구(1)의 외주칼날의 여유면(1a), 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수 있고, 방전가공만으로 공구 수명을 대폭적으로 향상시키며 또 칼날의 잘 드는 정도를 향상시키는데 발명의 목적이 있다.

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래 기술]

본 발명은 방전가공을 이용한 회전공구등의 절삭공구의 칼날선단의 표면처리방법 및 그 표면처리장치에 관한 것으로 특히, 절삭공구에 개질층을 형성하는 방전가공에 의한 표면처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

방전가공에 의해 회전공구 칼날에 개질층을 형성하는 방법 및 장치로서는 일본국 특개평 7-112329호 공보에 기재된 기술을 들 수가 있다.

상기 공보에는 다음과 같은 기술이 개시되어 있다.

제25도는 종래의 표면처리장치를 설명하는 전체구성도이다.

도면에서 101은 엔드밀, 드릴 등의 표면처리를 하는 회전 절삭공구, 102는 개질 재료의 분말을 성형한 압분체 블록이고, 개질재료로 W-C(텅스텐 카바이트)에 Co(코발트)의 분말을 혼입한 것을 소결 성형한 것이 사용된다.

103은 회전 절삭공구(101)의 상하방향(Z축 방향)의 이동을 하는 주축, 104는 압분체 블록(102)을 고정하는 동시에 방전가공용 가공액(105)을 충만하는 가공조, 106은 회전 절삭공구(101)와 압분체 블록(102)사이에 전압을 인가하는 방전가공용 전원, 107은 회전 절삭공구(1)와 압분체블록(102)사이의 극간 전압 또는 단락을 검출하는 극간 검출장치, 108은 극간검출장치(107)의 검출결과로부터 회전 절삭공구(101)와 압축분체 블록(102)의 상대 이동 속도를 제어하는 제어장치이다.

109는 회전 절삭공구(101)와 함께 주축(103)을 Z방향(상하방향)으로 구동하는 Z축 구동장치, 110은 압분체 블록(102)과 함께 가공조(104)를 X방향으로 구동하는 X축 구동장치, 111은 압분체 블록(102)과 함께 가공조(104)를 Y방향의 구동을 하는 Y축 구동장치로, 또, 112는 Z축 구동장치(109)의 회전 절삭공구(101)를 회전시키는 회전 구동장치이다.

다음에 이 종류의 종래의 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

주축(103)에 보존된 회전 절삭공구(101)는 회전 구동장치(112)에 의해 회전되고, X축 구동장치(110), Y축 구동장치(111), Z축 구동장치(109)에 의해 회전 절삭공구(101)와 압분체 블록(102)을 상대 이동시킴으로써 압분체 블록(102)의 절삭가공이 시행된다.

구체적으로는, 회전 절삭공구(101)가 엔드밀의 경우는 주로 측면방향(즉 X축 방향, Y축 방향)의 절삭가공이 또, 드릴의 경우에는 축방향(즉, Z축 방향)의 절삭가공을 한다.

이때, 방전가공용 전원(106)에 의해 회전 절삭공구(101)와 압분체 블록(102)사이에는 방전가공용 전압이 인가되어 있으므로, 절삭 가공의 진행에 의해 회전 절삭공구(101)와 압분체 블록(102)의 접속이 해소되면, 그 간극에서 방전이 발생한다.

간극에는 절삭가공에 의해 개질재료(W-C)가 분말로 되어 부유하고 있기 때문에 회전 절삭공구(101)의 칼날 표면에서는 방전에 의해 가공액(105)중의 W-C분말이 혼입된다.

이와 같이 회전 절삭공구(101)의 이송 속도를 적정하게 제어함으로써, 절삭, 방전을 반복하면서 연속적으로 가공이 되고, 칼날부분에 균일한 개질층, 즉 W-C합금이 형성된다.

즉 상기 공보는 피복재료를 포함하는 블록을 회전공구로 절삭하면서 방전가공하는 방법이 개시되어 있다.

여기서는 블록과 칼날선단부분사이에 방전을 발생시킴으로써 회전공구 칼날선단에 개질층을 형성하고 있다.

이 방법에서는 블록과 회전공구 칼날선단이 접촉상태에 있는 절삭가공과 블록과 회전공구 칼날선단이 비접촉 상태에 있는 방전가공이라는 상반하는 2개의 가공 프로세스를 복합시키고 있다.

그러나, 방전가공은 절삭에 의해 회전공구 칼날선단과 블록사이에, 방전가공의 발생조건에 합치하는 간극이 생겼을 때에 시행된다.

즉, 방전가공을 절삭조건에 의존해서 우연히 시행되고 제어할 수는 없다.

그러기 때문에 안정된 가공을 하기가 곤란하고 회전공구 칼날선단에 대해 균일한 개질막을 형성하는 것도 곤란해진다.

또, 절삭 프로세스에서는 블록과 마찰로 회전공구 칼날선단이 마모하고, 방전 프로세스에서는 방전 집중에 의한 칼날선단이 둔해져서 개질층이 형성된 칼날선단을 연마하는 공정이 필요해진다.

또 회전공구가 개질재료를 포함하는 블록을 절삭할 때에 발생하는 절삭저항 때문에 통상의 방전가공기이상으로 기계 강성을 필요로 하게 된다.

그래서, 이 발명은 상기와 같은 종래의 것의 과제를 해소하기 위해 된 것으로, 방전가공만으로 공구수명을 대폭적으로 향상시키는 개질층을 공구 칼날선단에 균일하게 형성할 수 있고, 또 칼날의 잘 드는 정도를 향상시킬 수 있는 방전가공에 의한 표면처리방법 및 그 장치의 제공을 과제로 하는 것이다.

청구항 1에 관한 방전가공에 의한 표면처리방법은 회전공구의 칼날에 개질재료로 된 표면처리용 전극을 대향시킨 상태로 상기 회전공구의 칼날에 따라 상기 표면처리용 전극을 상대 이동시키고, 또 상기 회전공구의 칼날과 상기 표면처리용 전극사이에 방전을 발생시켜, 상기 회전 공구의 칼날에 개질층을 생성한다.

청구항 2에 관한 방전가공에 의한 표면처리 방법은 청구항 1의 방법에서, 다시 상기 회전공구의 칼날의 외주칼날 여유면과 같은 면이고, 또 경사면에 대해 밀접하게 접합되는 보조부재를 상기 회전공구에 부착한 상태로 상기 회전공구의 칼날 및 보조부재와 상기 표면처리용 전극과의 사이에 방전을 발생시키는 동시에 상기 회전공구의 칼날에 따라 상기 표면처리용 전극을 상대적으로 이동함으로써, 상기 외주칼날 여유면에 개질층을 생성하고, 그후 상기 보조부재를 제거한다.

청구항 3에 관한 방전가공에 의한 표면처리방법은 청구항 1의 방법에서, 상기 회전공구의 칼날의 비틀림 각 θ, 상기 개질층을 생성하는 칼날길이 L, 공구직경 D라고 할 때, 상기 회전공구의 축 방향의 상기 칼날 길이부분의 이송에 대해(360×L×tanθ)/(π×D)의 회전관계를 유지함으로써, 상기 회전공구의 칼날과 상기 표면처리용 전극을 상대 이동시킨다.

[발명의 구성 및 적용]

이하 본 발명의 방전가공에 의한 표면처리방법 및 그 장치의 실시의 형태에 대해 도면을 사용해서 설명한다.

또 도면중, 각 실시의 형태에서의 동일부호 및 기호는 각 실시의 형태에 공통되는 동일한 구성부분을 표시하는 것이기 때문에 중복된 설명은 생략한다.

[실시의 형태 1]

제1도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도,

또, 제2도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치로 가공되는 회전공구의 칼날의 칼날선단의 요부 설명도이다.

도면에서, 1은 표면처리를 하는 엔드밀이나 드릴등의 회전공구, 2는 개질층을 형성하는 성분, 예를 들면 TiC, TiH₂등으로 형성한 표면처리용 전극으로, 상기 종래의 개질재료의 분말(W-C등)로 소결등에 의해 형성한 것도 무방하다.

3은 회전공구(1)를 보존하는 처킹기구, 4는 표면처리용 전극(2)을 동축상에 보존하는 전극보존 기구이다.

5는 회전공구(1)의 Z축 방향의 이동을 하는 주축, 6은 회전공구(1)를 둘레방향 C로 회전하는 회전축(C축), 7은 회전공구(1)와 함께 주축(5)을 상하 방향으로 구동하는 Z축 구동기구, 8은 회전축(6)을 회전시키는 모터등으로 된 회전축 구동기구, 9는 내부에 전극보존기구(4)를 고정하는 동시에 방전가공용의 가공액(10)을 수용하는 가공조, 11은 가공조(9)의 수평방향(X축 방향)의 이동을 자재롭게 하는 X테이블, 12는 가공조(9)의 수평방향(Y축 방향)의 이동을 자재롭게 하는 X테이블, 13은 X테이블(11)을 X축 방향으로 구동하는 X축 구동기구, 14는 Y테이블(12)을 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동기구, 15는 컴퓨터 등을 내장한 제어회로, 16은 제어회로(15)내에 설치되고, 표면처리용 전극(2)이 여유면(1a)을 덧씌우는 것 같이 회전공구(1)의 동작을 제어하는 궤적이동 제어회로로, 통상의 수치제어 회로에 상당하는 것이다.

17은 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)의 극간전압 또는 단락을 검출하는 극간검출회로, 18은 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)사이에서 전압을 인가하는 방전가공용 전원이다.

여기서 극간검출회로(17)는 방전가공용 전원(18)의 내부 저항의 전압강하에 의해 극간 전압 또는 단락을 판단하는 것이고, 방전가공용 전원(18)에는 도시하지 않은 방전 저항등이 존재한다.

상기 회전공구(1)는 처킹기구(3)를 통해서, 표면처리용 전극(2)에 대해 Z축 방향(상하 방향)으로 상대 이동된다.

전극보존기구(4)는 X테이블(11)의 소정위치에 고정되고, 표면처리용 전극(2)은 제어회로(15)에 의해 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)를 통해서 X테이블(11) 및 Y테이블(12)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동함으로써 위치 제어된다.

또, 표면처리용 전극(2)의 축심이 X축 방향으로 뻗도록 전극 보존기구(4)의 X테이블의 부착위치가 조정된다.

이로 인해, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)이 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향, 2축 방향 또는 3축 방향으로, 동시에 상대 이동 제어가 가능해진다.

그런데, 전극보존기구(4)는, 본 실시의 형태에서는 표면처리용 전극(2)을 방향에 대해 직교하고 X축 방향에 수평으로 뻗도록 보존한다.

그러나, 본 발명을 실시하는 경우의 전극보존기구(4)는 회전공구(1)로부터 소정의 거리만큼 떨어져서 경사이동방향(상하 방향)T로 경사이동가능하게 할 수 있고, 이 경우, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)이 회전공구(1)의 중심축(축심) 0-0 (제4도 참조)에 대해 소정의 각도를 경사하도록 할 수가 있다.

또 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 상대 이동시키는 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7)는 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

제2도와 같이, 본 실시의 형태의 표면처리장치에서 가공되는 회전공구(1)의 칼날의 선단에는 회전공구(1)의 외주칼날 여유각(외주 2번 각)β를 갖는 면인 외주칼날 여유면(1a)이 설치되어 있다.

1b는 회전공구(1)의 여유면(1a)으로부터 칼날 각γ를 두고 위치하는 경사면(경사각을 형성하는 면)이다.

1c는 회전공구(1)의 비틀림 홈이고, 나선상 또는 직선상등의 소정의 형상으로 형성된다.

다음으로, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

Z축 구동기구(7), X축 구동기구(13)및 Y축 구동기구(14)에 의해 회전공구(1)및 표면처리용 전극(2)을 상대 이동해서 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)으로 되는 방전면이 회전공구(1)의 여유면(1a)에 소정의 간격을 두고 평행으로 대향하도록 그들의 상대 위치를 설정한다.

또, 회전공구(1)의 외주칼날의 여유면이 엑센트릭 칼날과 같이 곡선일 때는 그 접선을 포함하는 면에 대해 평행이 되도록, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)의 위치를 설정한다.

또 상기 간극은 회전공구(1)의 여유면(1a)과 전극(2)의 선단면(2a)과의 사이에서 방전이 발생하는 간극으로 한다.

또 이때의 표면처리용 전극(2)의 위치(초기 설정 위치), 즉 선단면(2a)의 Z축 방향 위치는 회전공구(1)의 여유면(1a)에 대향하는 한 어느 위치도 좋으나, 바람직하게는 여유면(1a)의 최성단 위치 또는 최하단 위치로 한다.

상기 위치 설정은, 예를 들면 제어회로(15) 및 극간검출회로(17)를 사용해서 실시한다.

다음 처킹기구(3)에 의해 보존된 회전공구(1)를 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)과 함께 회전하고 Z축 구동기구(7)에 의해 주축(5)과 함께 상하이동 시킨다.

이때 궤적이동 제어회로(16)의 제어에 의해 회전공구(1)의 상하 이동과 회전은 동기해 있고, 기 동기 상태는 방전가공되는 회전공구(1)의 칼날의 비틀림궤적(비틀림θ)에 따라, 표면처리용 전극(2)의 방전면이 이동하도록 주축(5)의 이동량(회전공구(1)의 축 방향의 소정의 칼날 길이분의 이송량)에 상당하도록, 회전축(6)의 회전량이 특정되고 그것이 궤적이동 제어회로(16)에 회전공구(1) 동작용 파라미터로 설정되어 있다.

상기 동작을 예로 들면, 비틀림 각θ, 칼날길이 L(mm), 직경D(mm)의 우측 비틀림 날의 엔드밀을 표면처리하는 사례에 대해 설명한다.

주축(5)의 축방향(Z축 방향)에서의 마이너스 방향(상방)으로의 이동량, 즉, 엔드밀의 선단으로부터 처킹기구(3)로 향하는 이동량을 칼날의 길이L이라고 할 때, (360°×L×tanθ)/(π×D)와의 일정한 비율로, 회전공구(1)를 상기 마이너스 방향으로 이동(상동)하고, 또 우회전시킨다는 관계를 회전공구(1)의 상하이동동작과 회전동작사이에서 유지한다.

예를 들면, 제3도는 본 발명의 실시의 형태 1의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구와 표면처리용 전극의 상대 이동동작을 표시하는 정면도이다.

제3도에서는 회전공구(1)를 상방으로 이동하는 동시에 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에서 보아 우회전시킨다.

이로 인해 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)이 회전공구(1)의 여유면(1a)의 칼날에 따라, 상대적으로 하방으로 이동한다.

이 결과, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)의 하방으로의 이동거리(Z1)분, 외주칼날 여유면(1a)에 따라 개질층(19)이 형성된다.

또, 주축(5)의 Z축 방향에서의 플러스 방향(하방), 즉, 처킹기구(3)측으로부터 회전공구(1)의 선단방향으로 이동시킬 때는, 회전공구(1)를 상기와는 역방향으로 회전(좌회전)시키게 된다.

이로 인해, 표면처리용 전극(2)의 방전면이 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 대해, 제2도에 표시한 가공개시전(초기 설정위치)의 위치관계를 유지하면서, 칼날의 비틀림에 따라 외주칼날 여유면(1a)상을 왕복 이동하게 된다.

극간검출회로(17)는 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 위치관계를 이들의 접촉등에 의해 검출하고, 검출된 정보는 제어회로(15)에 이송된다.

이 정보는, 표면처리용 전극(2)의 방전면과 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)(제2도 참조)을 서로 대향하도록 위치결정할 때에 사용된다.

궤적이동 제어회로(16)는 처리대상의 회전공구(1)의 비틀림 각θ, 처리하는 칼날길이(L), 직경(D), 비틀림날의 정보(우비틀림, 좌비틀림), 및 이동속도, 이동회수가 입력되면 방전면이 외주칼날 여유면(1a)을 비틀림에 따라 가도록 하는 지령을 제어회로(15)에 부여하고, 제어회로(15)는 이 지령에 따라 X축 구동기구(13), Y축 구동기구(14), Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)를 제어해서 소망하는 상대 이동동작을 회전공구(1) 및 표면처리용 전극(2)에 하도록 한다.

이와 같이 해서 방전부분이 가공액(10)중에 침지된 상태에서 표면처리용 전극(2)을 처리칼날면에 따라가도록 해서 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)및 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

즉, 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 형성하면, 결과적으로 여유면(1a)에 형성된 개질층(19)이 경사면(1b)의 외주측 단부를 연장하게 되어 경사면(1b)에도 개질층(19)이 형성되게 된다.

또, 상기 실시의 형태 1에서는 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)과 회전공구(1)의 칼날사이의 방전간극을 항상 방전에 적합한 값으로 유지하도록, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)의 방전에 의한 마모분을 보정해서 전극보존기구(4)를 표면처리용 전극(2)의 축심방향(X축 방향)으로 이동제어하는 것이 바람직하다.

[실시의 형태 2]

제4도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구와 표면처리용 전극과의 관계를 표시하는 정면도, 제5도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 관계를 표시하는 측면도, 제6도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 위치관계가 변위된 상태를 표시한 정면도이다.

또, 제7도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치의 회전공구의 중심축과 표면처리용 전극과의 수평면상의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도, 제8도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도, 제9도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상의 결합깊이의 위치관계를 나타내는 단면의 설명도, 제10도는 마찬가지로 회전공구와 표면처리용 전극의 외경선과의 수평면상에서의 맞닿는 위치의 관계를 표시하는 단면의 설명도, 제11도는 마찬가지로 회전공구의 칼날선단과 표면처리용 전극의 외경선과의 위치관계를 표시하는 단면의 설명도, 제12도는 마찬가지로 회전공구의 칼날면과 표면처리용 전극의 단부면과의 각도관계를 표시하는 단면의 설명도, 제13도는 마찬가지로 회전공구의 칼날면과 표면처리용 전극의 단부면과의 평행관계를 표시하는 단면의 설명도, 제14도는 마찬가지로 회전공구의 칼날면에 개질층을 형성하는 동작의 설명도이다.

또, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성은 제1도에 표시한 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성과 같으므로, 그 설명은 생략한다.

또 제4도 내지 제14도에서 실시의 형태 2의 표면처리장치는, 실시의 형태 1과 같이 회전공구(1), 표면처리용 전극(2), 처킹기구(3), 전극보존기구(4), 주축(5), 회전축(6), Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)를 갖고 있다.

다음에, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해, 제15도 및 제16도에 따라 제4도 내지 제14도를 참조해서 설명한다.

제15도 및 제16도는 본 발명의 실시의 형태 2의 방전가공에 의한 표면처리장치에서의 회전공구와 표면처리용 전극과의 관계를 설정해서 개질층을 형성하는 프로그램의 플로차트이다.

우선, 스텝 S1에서 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)의 조건을 제어회로(15)에 입력설정한다.

회전공구(1)의 조건으로는 비틀림 각θ, 칼날길이 L(mm), 직경 D(mm), 날의 비틀림방향(좌 또는 우), 또 표면처리용 전극(2)의 조건으로는 길이 M(mm), 직경 d(mm)등을 설정한다.

또, 기계적 구성으로서 표면처리용 전극(2)을 보존하는 전극보존기구(4)의 위치는 가공조(9)에 부착한 상태로 분명하게 결정되고, 그 X좌표 및 Y좌표가 특정가능하고, 또 그 Z좌표가 특정된다.

따라서 전극보존기구(4)에 부착된 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A의 위치도 분명하게 결정되고, 그 수평도에 대해서도 기계적 부착에 의해 결정되며, 그 Y좌표가 특정가능하게 되고, Z좌표가 특정된다.

회전공구(1)의 중심선 O-O(제4도 및 제5도 참조)도 주축(5)의 Z축 방향의 중심선(축심) Z-Z에 의해 분명하게 결정되고, 그 X좌표 및 Y좌표가 특정된다.

제4도에 표시한 바와 같이 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 부착상태에서는 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A와 회전공구(1)의 중심선 O-O, 즉 Z축 방향으로 뻗는 주축(5)의 중심선 Z-Z는 어느 위치에 있는지 불분명하고, 또 그들의 상대위치관계도 특정되지 않고 방전처리에 적합한 상태는 아니다.

그러나 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A의 위치가 기계적으로 결정되어서 특정 가능하고 또 회전공구(1)의 중심선 O-O의 위치도 기계적으로 결정되어서 특정가능하다.

따라서 제5도에 표시한 바와 같이 처킹기구(3)에 보존된 회전공구(1)(우 비틀림칼날, 4매 칼날의 엔드밀)와 전극보존기구(4)에 보존된 표면처리용 전극(2)과의 위치관계는 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)에 의해 전극보존기구(4)의 위치를 조정함으로서, 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A와 회전공구(1)의 중심선 O-O이 직교 되도록 할 수가 있다.

따라서 스텝 S2에서 도시하지 않은 조작반에 각 구동기구(7)(13)(14)에 대응해서 설치된 동작키를 조작하고, 스텝 S3에서, 전극보존기구(4)의 위치를 조정하며, 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A에 대해 회전공구(1)의 중심선 O-O을 직교시킨다.

또 제5도에 표시하는 Af-Af선은 중심선 A-A를 포함하는 수평평면을 표현한 것이다.

이때의 위치는, 회전공구(1)의 칼날길이 L(mm)과, 표면처리용 전극(2)의 길이 M(mm) 및 직경 d(mm)등에 따라, 제4도 및 제5도에 표시한 바와 같이, 양자가 충돌하지 않도록 약간의 간극을 둔 위치로 한다.

다음 스텝 S4 및 스텝 S5에서, 회전공구(1)를 하강시켜 그 밑의 날부분과 표면처리용 전극(2)의 상부와의 접촉을 극간검출회로(17)로 검출하고, 회전공구(1)의 밑의 날의 위치와 표면처리용 전극(2)의 상부와 접촉했을 때, 스텝 S6에서, 회전공구(1)의 밑의 날의 위치와 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A의 거리 d/2로부터 그 때의 회전공구(1)의 밑의 날의 Z좌표를 기준위치로 해서 구한다.

이때, 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A의 Z좌표는 상술한 바와 같이, 기계적으로 결정되어서 특정되어 있기 때문에, 이런 기준위치의 연산이 가능해진다.

그후, 스텝 S7에서 표면처리용 전극(2)과 간섭하지 않는 위치까지 회전공구(1)를 위로 이동해서 회피시키는 동시에 표면처리용 전극(2)을 후퇴시킨다.

그후 회전공구(1)의 칼날길이(L)에 따라, 제6도에 표시한 바와 같이, 회전공구(1)의 생크측의 칼날종단(넥)(1d)이 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 대향하고, 또 중심선 A-A의 연장선상에 위치하도록 Z축 구동기구(7)에 의해 회전공구(1)를 Z방향으로 아래로 이동시킨다.

실제로 이동한 Af-Af선으로 표시한 수평 평면에서의 회전공구(1)의 단면을 처킹기구(3)측에서 보면 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)과 회전공구(1)의 칼날여유면(1a)의 위치관계는 예를 들면 제7도와 같이 된다.

즉, 제7도에 실선으로 표시한 바와 같이, 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A로부터 회전공구(1)의 칼날이 우방향(시계방향)으로 회동하고 있는 경우, 혹은 제7도에 2점쇄선에서 표시한 바와 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A에서 회전공구(1)의 칼날이 좌방향(반시계방향)으로 회동하고 있는 경우가 있다.

그리고, 제8도에 표시한 바와 같이 스텝 S8에서 표면처리용 전극(2)의 선단면 (2a)의 폭방향일단(제8도 중하단)의 연장선 Al-Al이 회전공구 중심축 O을 통과하도록(직각으로 교차하도록), 전극(2)을 T축 방향 및 Y축 방향으로 이동해서 회전공구(1)와의 상대위치를 조정한다.

이 연장선 Al-Al은 제8도에 표시하는 바와 같이 회전공구(1)의 비틀림이 우비틀림이면, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에서보다 좌단(제8도 중하단)이 되고, 회전공구(1)의 비틀림이 좌비틀림이면, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에서보다 우단(제8도중 상단)이 된다.

표면처리용 전극(2)의 연장선 Al-Al은 극간검출회로(17)에 의해 표면처리용 전극(2)의 측면과 회전공구(1)의 생크부분과의 접촉을 검출함으로써 얻을 수가 있고, 또 확인할 수가 있다.

본 실시의 형태에서는 설명의 간략화를 위해 연장선 Al-Al은 표면처리용 전극(2)의 중심선 A-A 및 반경 d/2로부터 산출한 것이다.

이때의 회전공구(1)의 중심선 O-O(중심좌표 O)을 X테이블(11) 및 Y테이블(12)의 이동량으로부터 측정한다.

다음, 제9도에 표시한 바와 같이 표면처리용 전극(2)을 Z축 방향으로 이동해서 그 선단면(2a)을 회전공구(1)의 칼날선단의 궤적(1A)의 안쪽이고, 또 회전공구(1)에 접촉하지 않는 위치에 배치한다.

이는 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)이 회전공구(1)의 중심선 O-O로부터 D/2의 범위내에 있을 때이고, 극간검출회로(17)에 의해 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)와의 접촉을 검출하지 않았을 때를 스텝 S9에서 판정함으로서 실행된다.

그후, 스텝 S10에서 회전공구(1)를 우비틀림날의 경우는 시계방향(제4도 내지 제14도의 우회전), 좌비틀림날의 경우는 반시계방향으로 회전시켜서 스텝 S11에서 제10도에 표시하는 바와 같이 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)를 접촉시킨다.

이때, 극간검출회로(17)에 의해 표면처리용 전극(2)의 측면과 회전공구(1)의 칼날선단과의 접촉 검출을 한다.

스텝 S12에서, 제어회로(15)는 회전공구(1)의 여러개의 칼날중에서(도시한 예에서는 2개날), 이때에 전극(2)과 접촉한 칼날의 선단의 좌표(XO, YO)를 판독한다.

이 칼날선단의 좌표(XO, YO)는 회전공구(1)의 중심선 O-O의 좌표 및 반경 D/2 및 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)으로부터 회전공구(1)의 중심선 O-O까지의 거리에 의해 구할 수가 있다.

또 상기와 같이 여러개의 칼날중 상기 접촉한 칼날선단의 좌표 (XO, YO)를 후의 위치결정등의 공정에 제공하기 위한 가좌표, 즉, 가상칼날선단의 좌표로 할 수도 있다.

즉, 이 가상칼날선단의 좌표라는 것은 회전공구(1)의 여러 칼날중 극간검출회로(17)에 의해 표면처리용 전극(2)의 측면과의 접촉을 검출을 한 칼날의 선단좌표를 회전공구(1)의 중심좌표 O으로부터 판독한 것으로 하고, 그 좌표를 좌표(XO=O, YO=O)로해서, 후의 공정에 제공해도 된다.

어느 것이든 간에 회전공구(1)의 칼날선단의 좌표가 특정될 수 있으면 된다.

본 실시의 형태에서는 상기한 바와 같이 해서 특정한 칼날선단의 좌표(XO, YO)를 판독해서 후의 공정에 제공하도록 한다.

그리고 이 맞닿는 상태에서는 회전축(6)의 회동을 정시시켜서, 이런 회전방향의 위치(이하, 단지 「C좌표」라고 한다)를 보존한 상태이며, 스텝 S13에서 표면처리용 전극(2)과 간섭하지 않는 위치까지 표면처리용 전극(2)의 연장선 Al-Al으로부터 이탈시키는 방향(Y축 방향)에 회전공구(1)를 상대 이동시키도록 표면처리용 전극(2)을 제10도 및 제11도의 상방으로 이동한다.

또, 표면처리용 전극(2)은 X축 방향으로도 소정거리이동시킨다.

이때 제11도에 표시하는 바와 같이 표면처리용 전극(2)으로부터의 이동량을 △Y로 하면, 회전공구(1)의 칼날선단의 좌표는 좌표(X1, Y1)가 된다.

또 이런 회전공구(1)의 좌표(X1, Y1)는 표면처리용 전극(2)에 대하는 상대적인 좌표를 표시한다.

제11도의 상태에서는 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 대해 회전공구(1)의 칼날의 외주칼날 여유각β의 크기만큼, 칼날면, 즉, 외주칼날 여유면(1a)의 경사되어 있다.

따라서, 이 상태에서 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 칼날선단이 대향하도록 칼날선단에 대해 표면처리용 전극(2)을 상대적으로 Y축 방향으로 평행이동해서 방전 가공해도 칼날선단의 에지에도, 에지를 여유면(1a)으로부터 경사면(1b)에 걸쳐 덮도록 개질층(19)이 형성되고, 칼날선단이 둥글게 무디게 되어 버린다.

그래서, 스텝 S14에서, 제12도에 표시하는 바와 같이, 회전공구(1)의 칼날의 외주칼날 여유각 β의 크기만큼, 회전축(6)에 의해 회전공구(1)를 C축 방향에 회동해서 소정의 C좌표로 하고, 처리하는 외주칼날 여유면(1a)이 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 평행하게 대향하도록 설정한다.

또 실제로 이 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)을 형성하는 외주칼날 여유각 β는 공구직경 d나 그 공구를 제조한 메이커에 의해서도 다르다.

여기서, 이 외주칼날 여유각 β는, 재연삭시에 사용하는 공구 메이커 발행의 외주칼날 여유각표 등으로부터 구하고, 우비틀림날에서는 우회전으로, 좌비틀림날에서는 좌회전으로 칼날이 위치하도록, 그 외주칼날 여유각 β를 제어회로(15)에 입력해서, 상기한 바와 같이 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)을 회동해서, 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)과 회전공구(1)의 여유면(1a)이 평행이 되도록 적당히 보정한다.

본 실시의 형태에서는, 외주칼날 여유각 β분의 회전공구(1)의 회동에 의해 회전공구(1)는 직경 D인 것으로부터 칼날선단의 좌표는, 좌표 X1, Y1으로부터 좌표 X1+D(1-cosβ)와 Y1+D×sinβ가 된다.

여기서 Y1=Y0-△Y라고 하면, X1+D×(1-cosβ), Y0-△Y+D×sinβ가 된다.

다음에, 스텝 S15에서 표면처리용 전극(2)의 직경d에 따라, 적어도 회전공구(1)의 칼날선단이 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)의 한쪽의 코너에지(제13도 중의 상측의 코너에지)와 동일하거나 또는 그보다도 외측(제13도 중 상방)에 위치하도록, 회전공구(1)를 Y축 방향으로 d-(Y0-△Y+D×sinβ)만큼 이동시키고, 형성된 개질층(19)에 의해 칼날선단이 무디게 되지 않게 한다.

이로써, 제13도에 표시하는 바와 같이, 칼날선단으로부터 표면처리용 전극(2)이 삐져 나오지 않게 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 의해 회전공구(1)의 칼날선단을 위치결정할 수가 있다.

스텝 S16에서, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)이 간극 △χ가 되도록 위치결정된 후 스텝 S17에서 표면처리용 전극(2)과 외주칼날 여유면(1a)사이에서 방전을 발생시켜, 스텝 S18에서, 실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 표면처리용 전극(2)에 대해 회전공구(1)를 Z축 방향으로 이동하는 동시에 C축 방향으로 회동해서, 양자의 상대 이동에 의해 표면처리용 전극(2)의 방전면과 칼날선단처리면이 항상 같은 위치관계를 유지하도록 제어한다.

동시에 방전가공을 하고, 칼날의 전체의 날의 길이 L에 따라 외주칼날 여유면(1a)에 균일하게 개질층(19)을 형성한다.

스텝 S19에서, 회전공구(1)의 칼날의 외주칼날 여유면(1a)의 전체의 날의 길이 L에 균일하게 개질층(19)을 형성하였는지 판정하고, 스텝 S20에서, 회전공구(1)의 날수에 따라 회전공구(1)를 소정의 각도 회동시켜, 다음에 처리하는 칼날, 예를 들면, 전번 처리한 칼날에 인접하는 칼날과 표면처리용 전극(2)을 상기와 같이 해서 소정의 대향 위치관계가 되도록 위치결정한다.

스텝 S21에서, 회전공구(1)의 날수의 회수만큼 처리를 하였는지 판정하고, 날수의 회수만큼 처리를 하지 않았을 때, 스텝 S3으로부터의 루틴의 처리로 되돌아가고, 같은 조작을 반복한다.

그리고, 스텝 S21에서, 회전공구(1)의 날수의 회수만큼 처리를 하였다고 판정했을때 이 루틴을 이탈한다.

또, 방전가공에너지를 크게 해서, 칼날선단이 가공될 때는 회전공구(1)를 Y축 방향으로 이동할 때에 제14도의 경우보다도, 다시 이동량을 많게 해서, 칼날선단을 표면처리용 전극(2)단면으로부터 약간 외측에(제14도중 상방에) 삐져 나오게 함으로써, 방전가공에 의한 칼날선단의 무디게 되는 것을 억제한 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

또 이 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)에 대해 회전공구(1)의 칼날선단을 위치결정하는 위치결정방법에 의하면, 처리하는 회전공구(1)의 직경 D가 달라도 외주칼날 여유각 β와 날의 길이 L, 회전공구(1)의 직경D 및 표면처리용 전극(2)의 직경 d를 제어회로(15)에 입력하는 것만으로, 회전공구(1)에 대한 표면처리용 전극(2)의 자동위치 결정이 가능해진다.

그리고, 리마와 같이, 칼날이 나선상으로 형성되지 않고, 직선상(축방향에 따라 뻗도록)에 형성되는 회전공구(1)에 대해서도, 그 칼날면에 대해서 표면처리용 전극(2)을 각 칼날의 직선상의 칼날면에 따라가도록 하고, 외주칼날면(1a) 및 경사면(1b)에 균일한 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

[실시의 형태 3]

제17도는 본 발명의 실시의 형태 3의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체구성도이다.

제17도에서, 실시의 형태 3은 실시의 형태 1과 같은 전체구성을 갖는 한편, 회전공구(1) 및 표면처리용 전극(2)의 위치관계를 역전하고 있다.

즉 표면처리용 전극(2)은 처킹기구(3)에 보존하고, 회전축(6)을 통해서 회전축 구동기구(8)에 의해 회전된다.

또, 표면처리용 전극(2)은, 실시의 형태 1의 회전공구(1)의 경우와 같이 주축(5)을 통해서 제어회로(15)의 제어에 의해 Z축 구동기구(7)에 의해 Z축 방향으로 이동해서 위치 제어된다.

한편, 회전공구(1)는 전극보존기구(24)로 동축상에 보존되어 있다.

전극보존기구(24)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같게 해서 X테이블(11)의 소정위치에 고정된다.

전극보존기구(24)는 그 축심이 X테이블(11)에 수평으로 뻗도록 설치되고, 이때, 회전공구(1)의 축심이 X축 방향으로 X테이블(11)과 수평되게 뻗는다.

이로 인해, 회전공구(1)는 실시의 형태 1의 표면처리용 전극(2)의 이동제어와 같이 해서, 표면처리용 전극(20)에 대해, X축 방향 또는 Y축 방향으로 상대 이동제어된다.

또, 전극보존기구(24)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같은 구성에 더해, 회전공구(1)를 회전하는 모터(24a)를 내장하고 있다.

그리고, 회전공구(1)는 실시의 형태 1의 회전축 구동기구(8)에 의한 회전제어와 같게 해서, 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)에 의해 모터(24a)를 통해서 회전속도를 제어한다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 상대 이동시키는 모터(24a)를 갖는 전극보존기구(24) 및 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)는 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음, 실시의 형태 3의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

실시의 형태 3에서는 제어회로(15)에 의해 표면처리용 전극(2)을 Z축 방향으로, 회전공구(1)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동제어한다.

그리고, 극간검출회로(17)를 사용해서, 실시의 형태 1과 같게 해서, 회전공구(1)의 칼날에 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)을 대향시킨다.

그후, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1) 및 표면처리용 전극(2)간에서 방전을 발생시키는 한편, 궤적이동 제어회로(16)에 의해, 회전공구(1)의 X축 방향이송을 제어하는 동시에 그 이송과 동기한 C축 방향의 회전을 제어하고 표면처리용 전극(2)의 선단면(2a)이 회전공구(1)의 칼날의 전장을 덧씌우도록 되어 있다.

상술하면, 우선 표면처리용 전극(2)은 처킹기구(3)에 의해 보존되고, 주축(5)에 부착된다.

또 회전공구(1)는 전극보존기구(24)에 부착되고, 모터(24a)에 구동연결되어서, 회전가능하게 된다.

또 전극보존기구(24)는 가공액(10)이 충만된 가공조(9)내에 설치되고 X테이블(11)과 Y테이블(12)과 함께 이동가능해진다.

제어회로(15)는 회전용 모터(24a)를 회전제어하는 동시에 X축 구동기구(13), Y축 구동기구(14)를 제어하고, X테이블(11)과 Y테이블(12)을 통해서 전극보존기구(24)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치를 제어한다.

표면처리용 전극(2)은, 선단면(2a)이 회전공구(1)의 칼날의 외주칼날 여유면(1a)에 대향하도록 설치된다.

또, 회전공구(1)는 상기한 X테이블(11), Y테이블(12) 또는 X테이블(11)과 Y테이블(12)의 이동제어에 의해 전극보존기구(24)를 통해서 수평방향의 이동도 한다.

이때의 수평이동과 회전은 동기해 있고, 그 동기 동작은 방전가공되는 회전공구(1)의 칼날의 비틀림에 따라 표면처리용 전극(2)의 방전면, 즉 선단면(2a)이 이동하도록 회전공구(1)의 축심방향(X축 방향)에서의 이동량과 회전량이 조정된다.

상기 동작은 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)에 의해 실시의 형태 1과 같이 해서 시행된다.

예를 들면, 비틀림 각θ, 날의 길이 L(mm), 직경 D(mm)의 우비틀림날의 엔드밀을 표면처리할 때에, 엔드밀의 축방향을 X축 방향으로 하고, 엔드밀을 마이너스방향으로 이동하는 경우 그 이동량을 날의 길이 L과 같다고 하면, 이에 대해 {(360°×L×tanθ)/(π×D)}의 비율로 엔드밀을 마이너스방향으로 회전시키는 동작을 부여한다.

또, 회전공구(1)를 X축의 플러스방향으로 이동시킬 때는, 회전공구(1)를 역방향(플러스방향)으로 회전시킨다.

이로 인해 표면처리용 전극(2)의 방전면이 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)의 가공개시전의 위치관계를 유지하면서, 칼날의 비틀림에 따라 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)상을 왕복이동하게 된다.

즉, 이 실시의 형태 3에서는 실시의 형태 1의 회전공구(1) 및 표면처리용 전극(2)의 동작을 역으로 한것이다.

당연히 본 실시의 형태에서는 방전가공의 전기조건설정때의 전극극성은 실시의 형태 1의 경우와 역이 된다.

이와 같이 해서 실시의 형태 1과같이 해서 표면처리용 전극(2)을 회전공구(1)의 칼날에 따라가면서 방전을 발생시킴으로서, 회전공구(1)의 외주칼날의 여유면(1a)에 개질층(19)을 형성한다.

[실시의 형태 4]

제18도는 본 발명의 실시의 형태 4의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성도이다.

도면에서, 실시의 형태 4는, 실시의 형태 1과 같은 전체 구성을 갖는 한편 표면처리용 전극(2)의 방전면을 선단면(2a)으로 하는 일없이 주면(2b)으로 하고 있다.

즉, 표면처리용 전극(2)은 전극보존기구(34)로 동축상에 보존되어 있다.

전극보존기구(34)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 해서 X테이블(11)의 소정위치에 고정되어 있다.

전극보존기구(34)는 그 축심이 X테이블(11)에 수평으로 뻗도록 설치되고 이때, 표면처리용 전극(2)의 축심이 X축 방향으로 X테이블(11)과 수평하게 뻗는다.

이로써, 표면처리용 전극(2)은 실시의 형태 1과 같이, 제어회로(15)에 의해 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)를 통해서, X테이블(11) 및 Y테이블(12)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동함으로써 위치 제어된다.

이로써, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)이 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향, 2축 방향 또는 3축 방향에 동시에 상대 이동제어된다.

전극보존기구(34)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같은 구성에 더해, 표면처리용 전극(2)을 회전하는 모터(34a)를 내장하고, 모터(34a)는 제어회로(15)에 의해 회전제어된다.

또 전극보존기구(34)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이, 경사이동방향(상하방향)T에 경사이동 가능해지고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 소정의 각도로 경사되도록 할 수도 있다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 상대 이동시키는 전극보존기구(34) 및 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)는 Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)와 함께 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음에 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

실시의 형태 1과 같이, 회전공구(1)는 처킹기구(3)를 통해서, 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)과 함께 회전하고, Z축 구동기구(7)에 의해 주축(5)과 함께 상하이동을 한다.

이때 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)의 제어에 의해 회전공구(1)의 상하이동과 회전은 동기해 있고, 그 동기 동작은 회전공구(1)의 칼날의 비틀림에 따라 표면처리용 전극(2)의 방전면인 주면(2b)이 이동하도록 주축(5)의 Z축 방향으로의 이동량과 회전축(6)의 회전량이 설정된다.

예를 들면 비틀림 각θ, 날의 길이 L(mm), 직경 D(mm)의 우 비틀림 날의 엔드밀의 표면처리할 때, 주축(5)의 마이너스방향(상방)으로의 날의 길이 L에 상당하는 이동량에 대해, {(360°×L×tanθ)/(π×D)}의 비율도 마이너스방향으로 회전시키는 동작을 한다.

또, 주축(5)의 플러스방향(하방)에 엔드밀을 이동시킬 때는 상기와 역방향(플러스방향)으로 회전시킨다.

또 표면처리용 전극(2)은 전극보존기구(34)의 모터(34a)에 의해 회전하고 있다.

이 회전은 방전가공되는 회전공구(1)의 회전과 달라, 소정의 정속 회전을 하면 된다.

이때의 회전속도는, 표면처리용 전극(2)의 외주면(2b)의 방전에 의한 마모가 균일하게 될 정도의 속도로, 또 방전에 영향을 미치지 않는 속도가 바람직하다.

이로 인해, 표면처리용 전극(2)의 방전면, 즉, 표면처리용 전극(2)의 길이방향으로 걸치는 외주면(2b)이 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)과의 가공 개시전의 위치관계를 유지하면서, 칼날의 비틀림에 따라 외주칼날 여유면(1a)상을 왕복이동한다.

또, 회전공구(1)를 회전 및 상하동 시키면서, 표면처리용 전극(2)에 따라, 그 축심방향으로 왕복운동시키는 것 같은 상대동작을 하는 것이 바람직하다.

특히 이 실시의 형태에서는 표면처리용 전극(2)을 회전시킴으로써, 표면처리용 전극(2)의 마모의 영향력을 적할 수 있다.

또, 표면처리용 전극(2)의 외주면(2b)이 균일화할 수 있고, 표면처리에 의한 피처리면의 다듬질 정밀도를 올릴 수가 있다.

이와 같이, 방전부분이 가공액(10)중에 침지된 상태로, 표면처리용 전극(2)의 외주면(2a)을 회전공구(1)의 칼날의 비틀림에 따라가면서, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 표면처리용 전극(2)의 외주면(2b)전체가 순차 균등하게 가공에 사용되고 표면처리용 전극(2)이 부분적으로 소모하는 일이 없어지며 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)이 균일하게 형성된다.

또, 표면처리용 전극(2)을 전극보존기구(34)에 의해 소정의 각도 경사시킴으로써, 외주칼날 여유면(1a)에 생성하는 개질층(19)에 소정의 각도를 갖도록 할 수 있다.

이 소정의 각도는 중복되는 설명은 생략하나, 제15도 및 제16도의 플로차트의 스텝 S16등으로 설정하면 된다.

[실시의 형태 5]

제19도는 본 발명의 실시의 형태 5의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성도이다.

제19도에서 본 실시의 형태는 표면처리를 하는 회전공구(1)로서 엔드밀이나 드릴등의 엑센트릭 날 붙임이 회전공구를 상정하고 있다.

또, 표면처리용 전극(42)은 개질층을 형성하는 성분 예를 들면 실시의 형태 1과 같은 성분에 의해 얇은 원주상(편평 원주상), 원판상등으로 형성되어 있다.

44는 표면처리용 전극(42)을 보존하는 전극보존기구이다.

또, 회전공구(1)는 실시의 형태 1과 같게 해서, Z축 방향으로 이동제어되는 동시에 회전제어된다.

전극보존기구(44)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같게 해서, X테이블(11)의 소정위치에 고정되고, 표면처리용 전극(42)은, 제어회로(15)에 의해 X축 구동기구(13) 및 Y축 구동기구(14)를 통하여 X테이블(11) 및 Y테이블(12)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동함으로써 위치 제어된다.

이로 인해 표면처리용 전극(42)과 회전공구(1)가 제어회로(15)에 의해 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향 또는 3축 방향으로 동시에 상대 이동된다.

전극보존기구(44)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같은 구성에 더해, 표면처리용 전극(42)을 회전하는 모터(44a)를 내장하고 모터(44a)는 제어회로(15)에 의해 회전제어된다.

또, 전극보존기구(44)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 경사이동방향(상하 방향)T에 경사이동 가능케 하고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 소정의 각도로 경사하도록 할 수가 있다.

표면처리용 전극(42)은, 그 외주면(42a) 또는 측면 외주연부(42b)를 회전공구(1)의 칼날의 여유면(1a)과 대향하는 방전면으로 한다.

또, 표면처리용 전극(42)은 그 외주면(42a) 또는 외주연부(42b)를 회전공구(1)와 접촉시킴으로써, 그 기계적 연삭 또는 연마등의 절삭가공이 가능한 것이다.

제19도는 전극보존기구(44)를 경사이동방향 T로 경사이동한 상태를 표시하고, 이로 인해 여유면(1a)으로서 엑센트릭 여유면을 갖는 회전공구(1)의 칼날에 표면처리를 할 수가 있다.

또 회전공구(1)와 표면처리용 전극(42)을 상대 이동시키는 전극보존기구(44) 및 Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)는, 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음에, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

실시의 형태 1과 같이 회전공구(1)는 처킹기구(3)를 통해서 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)과 함께 회전하고, Z축 구동기구(7)에 의해 주축(5)과 함께 상하이동을 한다.

이때 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)의 제어에 의해, 회전공구(1)의 상하이동과 회전은 동기해 있고, 그 동기동작은 회전공구(1)의 칼날의 비틀림에 따라 표면처리용 전극(42)의 방전면인 외주면(42a) 또는 측면 외주연부(42b)가 이동하도록, 주축(5)의 Z축 방향으로의 이동량과 회전축(6)의 회전량이 설정된다.

이런 회전공구(1)의 상하이동 및 회전의 동기동작은 기본적으로 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 4와 같다.

원판상의 표면처리용 전극(42)은 그 중심을 회전중심으로 해서 전극보존기구(44)의 모터(44a)의 구동축(44b)에 부착되어 회전한다.

이 회전은 실시의 형태 4와 같이 방전가공되는 회전공구(1)의 회전과 다르고 소정의 정속회전을 하면 된다.

이 회전속도는 표면처리용 전극(42)의 외주면(42a)등의 방전면의 방전에 의한 마모가 균일하게 되는 정도의 속도로, 또 방전에 영향을 미치지 않는 속도가 바람직하다.

이때 표면처리용 전극(42)의 방전면은 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)과의 가공개시전의 위치관계를 유지하면서 칼날의 비틀림에 따라 외주칼날 여유면(1a)상을 왕복이동한다.

또, 표면처리용 전극(42)이 원판상보다 두꺼운 편평 원주상의 경우, 회전공구(1)를 회전하고 또 상하이동시키면서, 표면처리용 전극(42)에 따라 그 축 방향으로 왕복 운동시키는 상대동작을 하는 것이 바람직하고, 이 경우 표면처리용 전극(42)의 방전면이 되는 외주면(42a)의 마모를 균일화할 수가 있다.

이와 같이 해서, 방전부분이 가공액 중에 침지된 상태에서 표면처리용 전극(42)을 처리 칼날면에 따라가면서, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(42) 사이에 전압을 인가해서 방전을 방생시킴으로써, 직경이 큰 원판상의 표면처리용 전극(42)의 전체의 외주부가 가공에 사용되고, 표면처리용 전극(42)이 부분적으로 소모되는 일이 없게된다.

또 상기와 같이, 전극보존기구(44)를 통해서 표면처리용 전극(42)을 경사이동방향 T로 경사이동시킴으로써, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 엑센트릭 날 부착이된 개질층(19)이 균일하게 형성된다.

그리고 표면처리용 전극(42)과 처리날면과의 사이에 방전이 발생하지 않을 때, 즉 극간검출회로(17)가 이들의 접촉을 검출하고 있을 때, 표면처리용 전극(42)에 의해 개질층(19)을 연삭 또는 연마할 수가 있다.

이로써, 엑센트릭 칼날 붙임이 된 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)이 균일하게 형성되고, 또 이 칼 끝의 선단이 예리해 진다.

이때의 엑센트릭 날 붙임을 하는 각도는 중복하는 설명을 생략하나, 제15도 및 제16도의 플로차트의 스텝 S16에서 설정하게 된다.

[실시의 형태 6]

제20도는 본 발명의 실시의 형태 6의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부 구성도이다.

제20도에서, 52는 개질층을 형성하는 성분, 예를 들면 실시의 형태 1과 같은 성분으로 형성한 표면처리용 전극이고, 소정의 두께로 큰 직경측을 개방한 중공 콘 상태로 형성되어 있다.

54는 표면처리용 전극(52)을 보존하는 전극보존기구이다.

전극보존기구(54)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같은 구성에 더해, 표면처리용 전극(52)을 회전하는 모터(54a)를 내장하고, 모터(54a)는, 제어회로(15)에 의해 회전제어 된다.

또 전극보존기구(54)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 경사이동방향(상하방향)T에 경사이동 가능하게 하고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 소정의 각도로 경사하도록 할 수도 있다.

표면처리용 전극(52)은 개방측의 회전환상면(52a)을 회전공구(1)의 칼날의 여유면(1a)등과 대향하는 방전면으로 한다.

또, 표면처리용 전극(52)은 회전환상면(52a)을 회전공구(1)와 접촉시킴으로서, 기계적 연삭 또는 연마처리가 가능한 것이다.

회전공구(1)는, 실시의 형태 1과 같이, 제어회로(15)및 궤적이동 제어회로(16)에 의해, 주축(5)을 통해서 Z축 방향으로 이동제어 되는 동시에, 회전축(6)을 통해서 회전제어 된다.

전극보존기구(54)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 X테이블(11)의 소정위치에 고정되고, 표면처리용 전극(52)은 제어회로(15)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동해서 위치 제어된다.

이로 인해, 표면처리용 전극(52)과 회전공구(1)가, 제어회로(15)에 의해 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향, 또는 3축 방향에 동시에 상대 이동된다.

또, 도면에서 생략되어 있으나, 기계적 구성 및 전기적 구성은 기본적으로 실시의 형태 1의 구성과 다른 것은 아니다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(52)을 상대 이동시키는 전극보존기구(54) 및 Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)는 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

표면처리용 전극(52)의 폐쇄측의 중심이 전극보존기구(54)의 회전축(54b)에 부착된다.

또 표면처리용 전극(52)은 회전환상면(52a)에 의해, 칼날의 비틀림에 따라 표면처리를 한다.

표면처리용 전극(52)의 회전환상면(52a)의 직경은 회전공구(1)의 칼날길이 L보다도 긴 직경에 설정되고, 표면처리용 전극(52)의 회전환상면(52a)에 회전공구(1)가 1개소만 근접해서 대향하도록 설정되어 있다.

한편, 실시의 형태 1과 같이 회전공구(1)는, 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)과 함께 회전하고, Z축 구동기구(7)에 의해 주축(5)과 함께 상하이동을 한다.

이때, 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)의 제어에 의해 회전공구(1)의 상하이동과 그 회전은 동기하고 있으며, 그 동기동작은 회전공구의 칼날의 비틀림에 따라 표면처리용 전극(52)의 회전환상면(52a)의 방전면(칼날과의 대향면)이 이동하도록, 주축(5)의 Z축 방향의 이동량과 회전축(6)의 회전량이 설정된다.

또 실시의 형태 1과 같이 전극보존기구(54)는 가공액(10)이 충만된 가공조(9)내에 설치되고 극간검출회로(17)는 제어회로(15)와 함께, 표면처리용 전극(52)의 회전환상면(52b)과 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)이 서로 대향하도록 이들의 위치결정에 사용된다.

또, 궤적이동 제어회로(16)도 처리 대상의 회전공구(1)의 비틀림각 θ등의 입력정보에 따라, 실시의 형태 1과 같이 해서 회전공구(1)의 Z축 방향으로의 이동 및 회전의 동기 동작을 한다.

예를 들면, 우비틀림날의 엔드밀을 표면처리하는 경우, 이동궤적제어회로(16)에 의해 주축(5)의 마이너스방향(상방)으로의 칼날길이(L)에 상당하는 이동량에 대해(360°×L×tanθ)/(π×D)의 비율로 마이너스방향으로 회전시키는 동작을 부여하고, 방전면(회전환상면(52a))이 칼날 여유면(1a)을 따라가는 지령을 제어회로(15)에 부여하며, 제어회로(15)는 이 지령에 따라 X축 구동기구(13), Y축 구동기구(14), Z축 구동기구(7)의 이동량 및 회전축 구동기구(8)의 회전수에 제어해서, 소망하는 회전동작 및 상대적 이동동작을 회전공구(1)에 실행시킨다.

이와 같이 해서, 표면처리용 전극(52)과 처리날면사이에 방전을 발생시킴으로써, 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 형성한다.

또, 표면처리용 전극(52)과 처리날면사이에 방전이 발생하지 않을 때, 직경이 큰 콘상의 표면처리용 전극(52)에 의해 개질층(19)을 연삭 또는 연마할 수가 있다.

이로 인해, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)이 균일하게 형성되고, 그 칼날의 선단이 첨예하게 된다.

즉, 방전부분이 가공액(10)중에 침지된 상태로 표면처리용 전극(52)을 회전시키면서 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 접촉시켜서 칼날선단을 표면처리용 전극(52)으로 연삭 또는 연마한다.

또 동시에 표면처리용 전극(52)과 처리날면사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 형성한다.

또, 표면처리용 전극(52)의 형상은 콘상 이외에도 원판형의 것, 혹은 숫돌과 같은 형상의 것을 사용해도 된다.

또 예를 들면, 실시의 형태 5와 같이 해서, 표면처리용 전극(52)과 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)과의 접촉각을 적당히 설정함으로서, 엑센트릭 날붙임이 된 회전공구(1)의 칼날의 개질층(19)을 균일하게 형성하고, 또, 날끝의 선단을 첨예하게 할 수가 있다.

또 이때, 엑센트릭 날 붙임을 하는 각도는 중복되는 설명을 생략하나, 제15도 및 제16도의 플로차트의 스텝 S16에서 설정하게 된다.

[실시의 형태 7]

제21도는 본 발명의 실시의 형태 7의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부 구성도이다.

제21도에서, 본 실시의 형태는 실시의 형태 5와 같이 표면처리를 하는 회전공구(1)로서, 엔드밀이나 드릴등의 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구를 상정하고 있다.

표면처리용 전극(62)은 개질층(19)을 형성하는 성분, 예를 들면, 실시의 형태 1과 같은 성분에 의해 소정의 두께의 원판상으로 형성되어 있다.

64는 표면처리용 전극(62)을 보존하는 전극보존기구이다.

전극보존기구(64)는, 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같은 구성에 더해 표면처리용 전극(62)을 회전하는 모터(64a)를 내장하고 모터(64a)는 제어회로(15)에 의해 회전제어 된다.

또, 전극보전기구(64)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 경사이동방향(상하방향)T에 경사이동 가능해지고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 소정의 각도로 경사하도록 할 수 있다.

표면처리용 전극(62)은, 그 외주면(62a)을 회전공구(1)의 칼날의 여유면(1a)등과 대향하는 방전면으로 하는 동시에 외주면(62a)을 회전공구(1)와 접촉시킴으로써 기계적 연삭 또는 연마 처리가 가능한 것이다.

회전공구(1)는 실시의 형태 1과 같이, 제어회로(15) 및 궤적이동 제어회로(16)에 의해 주축(5)을 통해서 Z축 방향으로 이동제어 되고, 회전축(6)을 통해서 회전제어된다.

전극보존기구(64)는, 표면처리용 전극(62)의 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이 X테이블(11)의 소정 위치에 고정되고, 제어회로(15)에 의해, X축 방향 및 Y축 방향으로 이동해서 위치 제어 된다.

이로 인해, 표면처리용 전극(62)과 회전공구(1)가 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향 또는 3축 방향으로 동시에 상대 이동 된다.

또, 제21도는 , 표면처리용 전극(62)의 외주면(62a)을 방전면 및 연삭(연마)면으로 하는 관계상, 전극보존기구(64)의 중심축이 X축 방향과 교차해서 상하 방향으로 뻗도록, 미리 경사이동방향T에 경사이동 된 상태를 표시한다.

이 경사이동 각도는 엑센트릭 여유면의 경우, 전극보존기구(64) 및 표면처리용 전극(62)의 축심이, Z축 방향에 대해 엑센트릭 날 붙임하는 각도 α 경사하는 각도로 설정한다.

또, 평탄한 여유면의 경우, 전극보존기구(64) 및 표면처리용 전극(62)의 축심이, Z축 방향으로 뻗도록 설정한다.

또, 도면에서 생략되어 있으나, 기계적 구성 및 전기적 구성은, 기본적으로 실시의 형태 1의 구성과 다른 것은 아니다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(62)을 상대 이동시키는 전극보존기구(64) 및 Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)는, 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음, 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

처킹기구(3)에 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구(1)를 부착한다.

예를 들면 실시의 형태 2의 플로차트(제15도 및 제16도)의 처리에 따라, 표면처리용 전극(62)과 회전공구(1)의 칼날선단 처리면의 위치결정을 한다.

또, 표면처리용 전극(62)은, 그 중심선 A-A가 회전공구(1)의 중심선 O-O에 대해, 제21도에 표시하는 바와 같이, 경사각 α만큼 경사하도록 설치한다.

이 표면처리용 전극(62)의 경사각 α는 회전공구(1)의 직경(D)에 의해 달라지고 공지의 기계 연삭반에서 엑센트릭 날 부착이 형성되는 각도로 하면 된다.

예를 들어, 회전공구(1)의 직경D가 10mm인 엔드밀에서는 경사각 α는 9°정도로 한다.

또는 제21도에서, tanα = tanβ × tanθ로부터 산출되는 각도 α로 해도 된다.

단, β는 외주칼날 여유각, θ는 비틀림각이다.

본 실시의 형태에서의 회전공구(1)의 칼날의 상대 상하이동 및 회전의 동기 동작에 의해, 표면처리용 전극(62)이 회전공구(1)의 칼날선단을 따라가서면서 방전가공하여 처리하는 회전공구(1)의 날수에 따라 같은 처리를 반복한다.

이 방법에 의해 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구(1)의 칼날에 대해 균일한 개질층(19)이 생성될 수 있다.

이 방전 처리 동작은, 기본적으로 실시의 형태 4 또는 6의 처리와 같게 할 수가 있다.

또 이 경우, 실시의 형태 5 및 6과 같이 표면처리용 전극(62)을 정속 회전해서 방전 처리를 하는 것이 바람직하다.

또, 처리 대상이, 칼날형이 평탄한 날 붙임이 된 회전공구(1)의 경우라도, 그 칼날의 형태를 엑센트릭 날 붙임으로 변경해서 표면처리를 할 수가 있다.

즉 상술한 순서로, 회전공구(1)의 칼날선단과 표면처리용 전극(62)의 위치결정을 하고, 예를 들어 실시의 형태 1, 4, 5의 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)의 상대회전 및 이동방법에 따라, 표면처리용 전극(62)에 의해 회전공구(1) 칼날선단을 따라가면서 방전가공한다.

이때 방전에 의해 모재, 즉, 회전공구(1)의 칼날선단이 제거 가공되는 정도의 방전에너지로 가공을 함으로써, 처리 칼날면에 개질층(19)을 형성해서, 여유면(1a)을 평탄한 날 붙임의 외주칼날 여유면으로부터 엑센트릭 날 부착의 외주칼날 여유면으로 형상 변경한 회전공구(1)가 형성 가능하다.

이 처리에 대해서도 처리 대상의 회전공구(1)의 날수에 따라 반복한다.

이때, 엑센트릭 날 붙임을 하는 각도 α는 중복되어 설명을 생략하나, 제14도 및 제15도의 플로차트의 스텝 S16에서 설정하게 된다.

[실시의 형태 8]

제22도는 본 발명의 실시의 형태 8의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성도이다.

제22도에서 본 실시의 형태 장치는 기본적으로는, 실시의 형태 7의 장치에서 회전공구(1) 및 표면처리용 전극(72)의 위치관계를 역전한 것이다.

즉 본 실시의 형태는 실시의 형태 5와 같이 표면처리를 하는 회전공구(1)로서, 엔드밀이나 드릴등의 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구를 상정하고 있다.

표면처리용 전극(72)은 개질층(19)을 형성하는 성분, 예를 들면, 실시의 형태 1과 같은 성분에 의해 소정의 두께의 원판상의 형상으로 형성되어 있다.

74는 회전공구(1)를 보존하는 전극보전기구이다.

전극보전기구(74)는 실시의 형태 1의 전극보전기구(4)와 같은 구성에 더해, 회전공구(1)를 회전하는 모터(74a)를 내장하고, 모터(74a)는 제어회로(15)에 의해 회전제어 된다.

또, 전극보전기구(74)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이, 경사이동방향(상하방향)T에 경사이동 가능하게 되고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 일정한 각도로 경사되도록 할 수 도 있다.

표면처리용 전극(72)은 그 외주면(72a)을 회전공구(1)의 칼날의 여유면(1a)등과 대향하는 방전면으로 하는 동시에, 외주면(72a)을 회전공구(1)와 접촉시킴으로써, 기계적 연삭 또는 연마 처리가 가능한 것이다.

표면처리용 전극(72)은, 연결축(71)을 통해서 처킹기구(3)에 보존되고, 회전축(6)을 통해서, 회전축 구동기구(8)에 의해 회전된다.

또, 표면처리용 전극(72)은, 실시의 형태 1의 회전공구(1)의 경우와 같이, 주축(5)을 통해서, 제어회로(15)의 제어에 의해, Z축 구동기구(7)로 Z축 방향으로 이동해서 위치 제어된다.

한편, 회전공구(1)는 전극보존기구(74)에 동축상에 보존되어 있다.

전극보존기구(74)는 X테이블(11)의 소정위치에 고정되고, 회전공구(1)는, 제어회로(15)에 의해, X축 구동기구 및 Y축 구동기구를 통해서, X테이블 및 Y테이블을 X축 방향, Y축 방향으로 이동해서 위치 제어 된다.

전극보존기구(74)는 기준 위치로서 그 축심이 X테이블과 수평으로 뻗도록 설치되고, 이때, 회전공구(1)의 축심이 X축 방향으로 X테이블과 수평되도록 뻗는다.

이로 인해 표면처리용 전극(72)과 회전공구(1)가, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향 또는 3축 방향으로 동시에 상대 이동 된다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(72)을 상대 이동시키는 모터(74a)를 갖는 전극보존기구(74) 및 Z축 구동기구(7)는 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음에 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

처킹기구(3)에 연결축(71)을 통해서 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

처킹기구(3)에 연결축(71)을 통해서 표면처리용 전극(72)을 부착한다.

전극보존기구(74)에 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구(1)를 부착한다.

그리고, 극간검출회로(17) 및 제어회로(15)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(72)의 칼날선단 처리면의 위치결정을 한다.

이때, 회전공구(1)는 그 중심선 O-O(제21도 참조)이 표면처리용 전극(72)의 중심선 A-A(제21도 참조)에 대해, 소정의 경사각 만큼 경사지게 설치한다.

이 회전공구(1)의 경사각은 실시의 형태 7과 같이 설정되고 회전공구(1)의 직경D에 의해 달라진다.

혹은 실시의 형태 7의 경사각과 같이, tanα = tanβ × tanθ로부터 산출되는 각도 α로 해도 된다.

단 β는 외주칼날 여유각, θ는 비틀림각이다.

그리고, 예를 들어 실시의 형태 1, 2 또는 3의 회전공구(1)의 상대적 상하이동 회전방법에 따라 표면처리용 전극(72)의 외주면(72a)에서 회전공구(1)의 칼날선단을 따라가면서 방전가공하고, 처리하는 회전공구(1)의 날수에 따라 같은 처리를 반복한다.

이 방법에 의해 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구(1)의 칼날에 대해 균일한 개질층(19)이 형성될 수 있다.

또, 처리 대상의 회전공구(1)가, 날 형태가 평탄한 날 붙임이 된 회전공구(1)의 경우에도, 실시의 형태(7)와 같이 그 날의 형태를 엑센트릭 날 붙임으로 변경해서 표면처리를 할 수가 있다.

즉, 상술한 순서로 회전공구(1)의 칼날선단과 표면처리용 전극(72)의 위치결정을 하고, 표면처리용 전극(72)과 회전공구(1)의 상기 상대 회전이동방법에 따라, 표면처리용 전극(72)에 의해 회전공구(1)의 칼날선단을 따라가면서 방전가공 한다.

이때 방전에 의해 모재, 즉 회전공구(1)의 칼날선단이 제거 가공되는 정도의 방전에너지로 가공함으로서, 처리 칼날면에 개질층(19)을 형성하면서, 평탄한 날 붙임의 외주칼날 여유면(1a)을 엑센트릭 날 붙임의 외주칼날 여유면(1a)으로 형상 변경한 회전공구(1)가 형성될 수 있다.

이 처리를 처리 대상의 회전공구(1)의 날수에 따라 반복한다.

또, 이때 엑센트릭 날 붙임을 하는 각도 α는 중복되는 설명의 생략하나, 제15도 및 제16도의 플로차트의 스텝 S16에서 설정하게 된다.

[실시의 형태 9]

제23도는 본 발명의 실시의 형태 9의 방전가공에 의한 표면처리장치의 전체 구성도이다.

제23도에서, 본 실시의 형태는 실시의 형태 5, 7, 8과 같이 표면처리를 하는 회전공구(1)로서, 엔드밀이나 드릴등의 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구를 상정하고 있다.

또, 본 실시의 형태의 장치는 실시의 형태 1의 장치와 같은 구성을 하고 있다.

즉, 82는 개질층(10)을 형성하는 성분으로 형성한 표면처리용 전극이며, 실시의 형태 1의 표면처리용 전극(2)과 같은 구성이고 소정의 길이의 원주상으로 형성되어 있다.

84는 표면처리용 전극(82)을 보존하는 전극보존기구이고, 실시의 형태 1의 전극 보존기구(4)와 같이 해서 X테이블에 고정된다.

이로 인해 표면처리용 전극(82)과 회전공구(1)가 실시의 형태 1과 같이해서 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향 또는 3축 방향으로 동시에 상대 이동 된다.

전극보존기구(84)는 실시의 형태 5의 전극보존기구(44)등과 같이 표면처리용 전극(82)을 회전하는 모터(84a)를 내장하고 있다.

또 전극보존기구(84)는 실시의 형태 1의 전극보존기구(4)와 같이, 경사이동방향(상하방향)T에 경사이동 가능해지고, 회전공구(1)의 여유면(1a)이 중심축에 대해 소정의 각도로 경사하도록 할 수가 있다.

표면처리용 전극(82)은 실시의 형태 1과 같이 그 선단면(82a)을 회전공구의 칼날의 여유면(1a)등과 대향하는 방전면으로 한다.

또, 표면처리용 전극(82)은 그 선단면(82a)을 회전공구(1)와 접촉시킴으로써 그 기계적 연삭 또는 연마 처리가 가능한 것이다.

또, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(82)을 상대 이동시키는 전극보존기구(84) 및 Z축 구동기구(7) 및 회전축 구동기구(8)는 본 실시의 형태의 상대 이동 구동기구를 구성하고 있다.

다음에 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

전극보존기구(84)로 표면처리용 전극(82)을 보존하고, 처킹기구(3)에 엑센트릭 날붙임이 된 회전공구(1)를 부착한다.

그리고 표면처리용 전극(82)을 경사각도 α의 양각(angle of elevation)으로 설정한다.

즉 표면처리용 전극(82)은 그 중심선 A-A가 회전공구(1)의 중심선 O-O에 대해, 제23도에 표시하는 바와 같이 경사각 α만큼 기울어지도록 설치한다.

다음, 예를 들면 실시의 형태 2의 처리와 같은 처리(제15도 및 제16도 참조)에 따라, 표면처리용 전극(82)과 회전공구(1)의 칼날선단 처리면과의 위치결정을 한다.

이 표면처리용 전극(82)의 경사각 α는 회전공구(1)의 직경 D에 따라 다르고 공지의 기계 연삭반에서 엑센트릭 날 붙임이 형성되는 각도로 하면 된다.

예를 들면 회전공구(1)의 직경 D가 10mm의 엔드밀에서는 경사각 9°정도로 한다.

혹은 제23도에서, tanα = tanβ × tanθ로부터 산출되는 경사각 α로 해도 된다.

단, β는 외주칼날 여유각, θ는 비틀림각이다.

그리고, 예를 들면 실시의 형태 1과 같이 해서 진행되는 표면처리용 전극(82)의 상하이동과, 회전의 동기 동작에 따라, 표면처리용 전극(82)에 의해 회전공구(1)의 칼날선단을 따라가면서 방전가공하고, 처리하는 회전공구(1)의 날수에 따라 같은 처리를 반복한다.

이 방법에 의해, 엑센트릭 날 붙임이 된 회전공구(1)의 칼날에 대해 균일한 개질층(19)이 성형될 수 있다.

또, 처리 대상의 회전공구(1)가 칼날형이 평탄한 날 붙임된 회전공구(1)의 경우라도, 그날의 형태를 엑센트릭 날 붙임으로 변경해서 표면처리를 할 수가 있다.

즉 상술한 순서로 회전공구(1)의 칼날선단과 표면처리용 전극(82)의 선단면(82a)과의 위치결정을 하고, 같은 회전공구(1)와 표면처리용 전극(82)의 선단면(82a)과의 회전 및 상하이동의 동기 동작에 따라, 표면처리용 전극(82)에 의해 회전공구(1)의 칼날선단을 따라가면서 방전가공한다.

이때 방전에 의해 모재, 즉 회전공구(1)의 칼날선단이 제거 가공 될 정도의 방전에너지로 가공을 함으로써, 처리 칼날면에 개질층(19)을 형성하면서, 평탄한 날 붙임 외주칼날 여유면으로부터 엑센트릭 날 붙임의 외주칼날 여유면(1a)으로 형상 변경한 회전공구(1)가 형성될 수 있다.

이 처리를 처리 대상의 회전공구(1)의 날수에 따라 반복한다.

또 이때 엑센트릭 날 붙임을 하는 각도 α는 중복하는 설명을 생략하나, 제15도 및 제16도의 플로차트의 스텝 S16에서 설정하게 된다.

[실시의 형태 10]

제24도는 본 발명의 실시의 형태 10의 방전가공에 의한 표면처리장치의 요부 구성도이다.

제24도에서, 92는 개질층을 형성하는 성분으로 형성한 표면처리용 전극으로, 실시의 형태 1의 전극(2)등과 같은 성분에 의해, 소정의 길이의 원주상으로 형성되어 있다.

표면처리용 전극(92)은 전극보존기구(4)에 보존되고, 실시의 형태 1과 같이하여 표면처리용 전극(92)과 회전공구(1)가, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 1축 방향 또는 2축 방향 또는 3축 방향으로 동시에 상대 이동 된다.

26은 표면처리를 하는 엔드밀이나 드릴등의 회전공구(1)의 비틀림 홈(1c)의 형상에 합치된 돌출부를 갖고, 회전공구(1)의 칼날부의 경사면(1b)에 밀착해서 회전공구(1)의 비틀림 홈(1c)에 삽입 부착되는 보조부재이다.

보조부재(26)는 회전공구(1)의 비틀림 홈(1c)의 수만큼 준비되고, 각 비틀림 홈(1c)에 삽입 부착된다.

보조부재(26)는 회전공구(1)가 비틀림을 갖지 않고, 홈의 형상이 평면 직선상이 되는 경우에는 그 홈에 합치한 평면 직선상의 돌출부를 갖고, 회전공구(1)의 칼날부의 경사면(1b)에 밀착해서 직선상의 홈에 삽입 부착되게 된다.

보조부재(26)는 회전공구(1)의 비틀림 홈(1c)에 삽입 부착한 상태에서는 칼날 여유면(1a)에 연속한 면을 형성한다.

또 도면에서 생략되어 있으나 기계적 구성 및 전기적 구성은 기본적으로 실시의 형태 1의 구성과 다른 것은 아니다.

다음에 본 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, 상술한 실시의 형태 1의 처킹기구(3)에 의해 회전공구(1)를 보존한다.

이 회전공구(1)의 비틀림 홈(1c)에 대해, 보조부재(26)를 비틀림 홈(1c)에 삽입부착하고, 보조부재(26)의 외주면에 의해 회전공구(1)의 칼날 여유면(1a)에 연속한 면을 형성한다.

그리고 처킹기구(3)에 의해 보존된 회전공구(1) 및 보조부재(26)는 회전축 구동기구(8)에 의해 회전축(6)과 함께 회전하고, Z축 구동기구(7)에 의해 주축(5)과 함께 상하이동을 한다.

이때 상기 각 실시의 형태와 같이 상하이동과 회전은 동기해 있고, 방전가공되는 회전공구(1)의 칼날의 비틀림각 θ의 비틀림에 따라 표면처리용 전극(92)의 방전면이 이동하도록 상하이동량과 회전량이 설정되어 있다.

이때, 표면처리용 전극(92)의 방전면으로서의 선단면(92a)이 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)과의 가공 개시전의 위치관계를 유지하면서, 칼날의 비틀림에 따라 외주칼날 여유면(1a)상을 이동하게 되나, 표면처리용 전극(92)의 선단면(92a)과 회전공구(1)의 칼날 여유면(1a)과의 위치관계에서는 표면처리용 전극(92)의 선단면(92a)이 회전공구(1)의 칼날 여유면(1a)의 칼날선단을 넘어 대향하도록 한다.

이와 같이해서, 방전부분이 가공액(10)중에 침지된 상태에서, 표면처리용 전극(92)을 처리 칼날면에 따르면서, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(92) 사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

이때, 제24도와 같이 보조부재(26)를 외주칼날 여유면(1a)과 같은 면이 되도록 경사면(1b)에 밀착시키고 있으므로, 표면처리용 전극(92)의 선단면(92a)과 칼날면 사이에서 방전가공해서, 개질층(19)을 형성한 후, 보조부재(26)를 제거하면 방전에 의한 칼날선단의 무디게 되는 것을 발생시키지 않고, 회전공구(1)의 칼날 여유면(1a)의 칼날선단 끝까지 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

또, 경사면(1b)축에서 보면, 경사면(1b)에도 개질층(19)의 두께만큼 개질층(19)을 형성하게 된다.

또 표면처리용 전극(92)의 방전면이 칼날선단으로부터 비어져 나와도, 보조부재(26)가 회전공구(1)의 칼날선단부분에 대한 방전 집중을 감소시키므로, 칼날선단형상의 무디게 되는 것을 억제 할 수가 있다.

또, 상기 각 실시의 형태의 상대 이동기구는 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동시키기 위해 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7)등을 구비하고 있으나, 본 발명을 실시하는 경우에는 표면처리용 전극(2)등의 방전면이 회전공구(1)의 칼날의 피처리면을 따라가도록, 표면처리용 전극(2)등을 보존하는 전극보존기구(4)등과 회전공구(1)의 상대 이동을 제어 할 수 있으면 된다.

그런데 상기 각 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치에서는 회전공구(1)의 칼날의 비틀림 각 θ, 개질층(19)을 생성하는 칼날길이 L, 공구 직경 D라고 할 때, 회전공구(1)의 축 방향의 상기 칼날 길이 분의 이송에 대해(360°×L×tanθ)/(π×D)의 회전관계를 유지함으로써, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동시키는 것이나, 회전공구(1)의 축 방향의 이동속도 보다도 회전속도를 빠르게 하고, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)이 표면처리용 전극(2)등에 대향했을 때만 방전가공 할 수도 있다.

또 회전공구(1)의 외주를 그 길이 방향으로 반복해서 평행이동 시켜서 방전가공할 수도 있다.

즉 상기 각 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치는 회전공구(1)의 칼날에 개질재료로 된 표면처리용 전극(2), (42), (52), (62), (72), (82), (92)에 의해 개질층(19)을 생성하는 방전가공에 의한 표면처리장치에서 회전공구(1)와의 사이의 방전에 의해 회전공구(1)의 칼날에 개질층(19)을 생성하는 개질재료로 된 표면처리용 전극(2)등과, 회전공구(1)를 회전시켜, 회전공구(1)의 칼날에 대향하도록, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동시키는 상대 이동 구동기구와, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 전압을 인가하는 방전가공용 전원(18)을 구비하는 구성으로서 실시할 수가 있다.

또, 상기 상대 이동 구동기구는 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7) 또는 전극보존기구(24) 및 X축 구동기구(13), Y축 구동기구(14), 또는 전극보존기구(34) 및 X축 구동기구(13), Y축 구동기구(14), 또는 전극보존기구(44) 및 Z축 구동기구(7), 또는 전극보존기구(54) 및 Z축 구동기구(7), 또는 전극보존기구(64) 및 Z축 구동기구(7), 또는 전극보존기구(74) 및 Z축 구동기구(7), 또는 전극보존기구(84) 및 Z축 구동기구(7)로 구성할 수가 있다.

이 구성을 채용함으로써, 회전공구(1)의 칼날에 표면처리용 전극(2)등에 의해, 개질층(19)을 생성하는 방전가공에 의한 표면처리방법에서, 회전공구(1)의 칼날에 따라 표면처리용 전극(2)을 대향시켜, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동 시켜주고, 또 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 방전으로 발생시켜, 회전공구(1)의 칼날에 개질층(19)을 생성하는 방법을 채용할 수가 있다.

따라서, 회전공구(1)를 회전시키고, 회전공구(1)의 칼날에 대향할 수 있도록, 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7)로 되는 상대 이동 구동기구에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 상대 이동 시켜, 방전가공용 전원(18)에 의해 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)등의 사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

이로 인해 개질층(19)을 회전공구(1)의 칼날선단에 균일하게 형성하고, 방전가공만으로 공구수명을 대폭적으로 향상시키며, 또 칼날의 잘 드는 정도를 향상시킬 수가 있다.

또, 상기 각 실시의 형태의 방전가공에 의한 표면처리장치는 상기의 구성에 더해, 회전공구(1)를 회전시켜 회전공구(1)의 칼날에 대향하도록 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동시키는 상대 이동기구를 회전축 구동기구(8) 및 Z축 구동기구(7)로 구성하고 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 전압을 인가하는 방전가공용 전원(18)과, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2) 사이의 극간전압을 검출하는 극간검출회로(17)와 극간검출회로(17)의 출력에 의해, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2)사이에 발생하는 방전을 제어하는 제어회로(15)를 구비하는 구성으로 해서 실시할 수 있다.

이 구성을 채용함으로서, 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 칼날의 칼날선단과의 상대적인 위치를 검출하고, 회전공구(1)의 외주칼날 여유각 β 및 경사각 γ의 어느 하나 이상과, 표면처리용 전극(2)의 직경 D를 보정의 정보로서 위치보정하고, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)의 위치를 결정하며 표면처리용 전극(2)을 회전공구(1)의 칼날에 따라 대향시킨 상태에서 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2)을 상대 이동시키고, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 방전을 방생시키며 회전공구(1)의 칼날에 개질층(19)을 생성하는 제어를 하는 방법을 채용할 수가 있다.

즉, 우선, 처리대상의 회전공구(1)의 칼날선단과, 표면처리재료를 원주, 각주 전극등의 단순형상으로 성형한 표면처리용 전극(2)과의 위치결정을 하고 처리칼날선단과 표면처리용 전극(2)의 접촉상태를 검지함으로써, 칼날선단 처리면과 표면처리용 전극(2)의 방전면의 위치관계를 검출하고 칼날선단 처리면과 표면처리용 전극(2)의 방전면이 소정의 위치관계가 되도록 서로의 위치를 자동적으로 수정한다.

그후, 나선상 또는 직선상의 칼날에 대해, 표면처리용 전극(2)을 칼날면에 따르게 하면서 방전가공면을 일정속도로 이동시킴으로써 회전공구(1)의 칼날 전체길이에 재질층(19)을 형성한다.

따라서, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a), 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

특히 제어회로(15)는 극간검출회로(17)의 출력에 의해, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 발생하는 방전을 제어하는 것이기 때문에, 안정된 방전이 유지될 수 있고, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a), 경사면(1b)에 형성하는 개질층(19)을 균일화할 수 있다.

상기 실시의 형태 3 내지 실시의 형태 9는 상기 구성에 있어서, 표면처리용 전극(42), (52), (62), (72)를 원판상 혹은 콘형상으로 하고 표면처리용 전극(42)과 회전공구(1)의 칼날의 선단과의 상대적인 위치를 검출하며, 회전공구(1)의 외주칼날 여유각 β 및 경사각 γ의 어느 하나이상과 표면처리용 전극(42)의 위치를 결정하며, 원판형사의 표면처리용 전극(42)을 회전시키면서 회전공구(1)의 칼날에 따라 대향시켜서 회전공구(1)와 표면처리용 전극(42)을 상대 이동시키고 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(42) 사이에 방전을 발생시켜 회전공구(1)의 칼날에 개질층을 생성하는 동시에, 표면처리용 전극(42)을 사용하는 연삭가공에 의해 회전공구(1)의 칼날의 칼날선단형상을 예리하게 성형하는 것이다.

따라서, 표면처리용 전극(42)과 회전공구(1)의 방전가공을 하는 최적위치를 자동 설정할 수 있고, 자동으로 표면처리용 전극(42)을 처리 칼날면에 따라가면서, 회전공구(1)와 표면처리용 전극(42) 사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써 회전공구(1)의 칼날에 재질층(19)을 형성할 수가 있고, 개질층(19)을 공구칼날선단에 균일하게 형성할 수 있으며, 또 칼날의 잘 드는 정도를 향상시키고 방전가공만으로 공구수명을 대폭적으로 향상시킨다.

또, 회전공구(1)의 칼날에 형성한 개질층(19)을 다시 표면처리용 전극(42)에 의해 절삭함으로써 회전공구(1)의 칼날??의 칼날선단형상을 예리하게 성형할 수가 있다.

그리고, 상기 각 실시의 형태는, 회전공구(1) 또는 표면처리용 전극(2)의 한쪽을 고정하고, 다른쪽을 이동하는 것이기 때문에 종래의 형조방전가공기가 그대로 사용가능하며, 또 회전공구(1)의 회전상하동작에 의해 직선 또는 나선상으로 형성된 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 대해 표면처리용 전극(2)의 방전면이 칼날을 따라가면서 가공을 하므로, 이 처리기구를 간단화할 수 있다.

또 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 칼날선단의 접촉검지에 의해 이들의 상대 위치관계를 검출해서 소정의 위치관계에 위치결정 되도록 하였으므로 표면처리용 전극(2)이나 처리대상 회전공구(1)가 다른 종류의 것으로 변경되어도 대처할 수 있고, 상기 상대위치의 검출에 의해, 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)가 소정의 위치관계가 되도록 보정하였으므로 그 위치설정에 흐트러짐이 없고 처리결과의 흐트러짐을 억제할 수가 있다.

상기 실시의 형태 4 내지 실시의 형태 9는 상기의 구성에서, 표면처리용 전극(2)의 방전면과 회전공구(1)의 칼날의 외주칼날 여유면(1a)이 이루는 각 α를 , 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 엑센트릭 칼날 붙임이 생성되는 각도로 하고 회전공구(1)의 칼날에 따라 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 칼날을 상대적으로 이동하면서 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2)과 회전공구(1)의 칼날을 상대적으로 이동하면서 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2) 사이에 방전을 발생시켜, 회전공구(1)의 엑센트릭 날 붙임 된 외주칼날 여유면(1a)에 대해 개질층(19)을 생성하는 것이다.

따라서, 엑센트릭 날 붙임 된 회전공구(1)와 표면처리용 전극(2) 사이에 전압을 인가해서 방전을 방생시킴으로써 회전공구(1)의 칼날에 개질층(19)을 형성할 수 있고, 방전가공만으로 회전공구(1)의 특성에 합치한 개질이 가능하며, 공구수명을 대폭적으로 향상시키는 개질층(19)을 공구칼날선단에 균일하게 형성할 수 있고, 또 칼날의 잘드는 정도를 향상시킨다.

상기 실시의 형태 4 내지 실시의 형태 9는 상기한 방법에서, 회전공구(1)의 모재가 가공되는 정도의 방전에너지로 방전가공을 함으로써, 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 생성하고, 또 외주칼날 여유면(1a)에 엑센트릭 날 붙임을 생성하는 것이다.

따라서, 특히 회전공구(1)의 모재도 가공하는 소정의 전기조건(방전에너지)으로 방전가공함으로써 기계식 연삭장치를 사용하지 않고 외주칼날 여유면이 평탄한 날 붙임의 칼날부로부터 엑센트릭 날 붙임을 형성할 수 있고, 재연삭코스트등을 저감시킬 수가 있다.

상기 실시의 형태 10은 상기한 구성에서 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a)과 같으면 경사면(1b)에 대해 밀접하게 접합하는 보조부재(26)를 홈에 부착한 상태에서 회전공구(1)의 칼날 및 보조부재(26)와 개질재료로 된 표면처리용 전극(92) 사이에 방전을 발생시키는 동시에 회전공구(1)의 칼날에 따라 표면처리용 전극(92)을 상대적으로 이동함으로써, 외주칼날 여유면(1a)에 개질층(19)을 생성하고, 그후, 보조부재(26)를 제거하는 것이다.

따라서, 처리칼날선단에 대해 보조부재(26)를 대줌으로써, 방전에 의한 칼날선단의 무디게 되는 것을 발생시키지 않도록 하고 있으므로 처리하는 회전공구(1)의 칼날의 잘 드는 정도를 저하시키지 않고 공구수명을 연장시킬 수가 있다.

상기 각 실시의 형태는, 회전공구(1)의 칼날의 비틀림각 θ, 재질층을 생성하는 칼날의 길이 L, 공구직경 D라고 할 때, 회전공구(1)의 축방향의 칼날길이 L분의 이송에 대해, (360×L×tanθ)/(π×D)의 회전관계를 유지함으로써, 회전공구(1)의 칼날과 표면처리용 전극(2)을 상대 이동시키는 것이다.

따라서, 처리대상의 회전공구(1)의 비틀림각 θ, 날의 길이 L, 직경 D, 날의 비틀림 방향으로부터 회전공구(1)의 처리면과 표면처리용 전극(2)의 상대적인 궤적이 얻어지므로, 그 궤적생성을 쉽게 할 수가 있다.

또, 표면처리용 전극면(2)과 회전공구(1)의 처리면이 일정속도로 상대 이동하므로, 처리면의 방전가공상태의 흐트러짐이 감소되고, 회전공구여유면(1a)에 생성되는 개질면(19)의 막두계, 면의 거칠음을 균일하게 할 수 있다.

또, 처리하는 회전공구(1)의 비틀림각 θ와 날의 길이 L을 궤적생성의 데이터로 하고 있기 때문에, 나선상의 칼날을 갖고 있지 않은 회전공구(1)에 대해서도 대응할 수가 있다.

상기 실시의 형태 1 내지 3의 표면처리용 전극(2)은 회전공구(1)의 칼날에 대향하는 특정각도로 고정시킨 것이므로, 표면처리용 전극(2)을 보존하는 기구를 가장 단순화할 수가 있다.

상기 실시의 형태 4 내지 실시의 형태 9의 방전가공에 의한 표면처리장치는, 표면처리용 전극(2)을 회전공구(1)의 칼날에 대향시키고 또, 그 경사각 α을 설정할 수 있으므로 회전공구(1)의 처리칼날면에 대해 표면처리용 전극(2)의 설치각도를 자유로이 설정할 수 있고, 외주칼날 여유면(1a)이 평탄한 칼날 붙임 또는 엑센트릭 날 붙임으로 형성되는 회전공구(1)에 대해서도 대응할 수가 있다.

상기 실시의 형태 4 내지 실시의 형태 9의 방전가공에 의한 표면처리장치는 표면처리용 전극(2)을 회전시킴으로써, 표면처리용 전극(2)의 방전가공에 의한 마모의 영향력을 적게 할 수 있고, 또 표면처리용 전극(2)의 외주가 균일화되고, 다듬질의 정밀도를 올릴 수가 있다.

또, 기계적 연삭을 하거나 엑센트릭 칼날 붙임을 할 수가 있다.

그리고, 처리면의 방전가공상태의 흐트러짐이 감소되고, 회전공구(1) 외주칼날 여유면에 생성되는 개질층(19)의 막두께나 면의 거칠음을 균일화할 수 있다.

또, 상기 실시의 형태에서, 절삭(연삭, 연마를 포함한다)과 이와 연속적으로 시행되는 방전과의 연속프로세스를 유지하기 위해서는 회전 절삭공구(1)의 상대 이동속도(이송속도)의 제어가 중요해진다.

즉, 통상의 방전가공에서는 단락등이 발생했을 때, 전극이동궤적을 후퇴시키는(단락 백) 제어가 시행되나, 이 방전가공에 의한 표면처리에서는, 단락은 절삭의 동작에 의해 해소되기 때문에 단락 백을 빈번히 할 필요가 없다.

오히려 전극후퇴동작을 너무하게 되면 방전가공이 주체가 되기 때문에, 절삭에 의한 극간의 개질재분말의 농도가 저하해서, 표면개질효과가 저하할 가능성이 있다.

즉 이 방전가공에 의한 표면처리에서는, 절삭가공과 방전가공이 적당한 비율로 되도록, 전극후퇴의 비율이나 전극이송속도의 제어를 하는 것이 바람직하다.

이 때문에 극간검출회로(17)는 극간에서의 극간전압을 검출해서, 이 평균전압으로부터 극간에서의 방전주파수, 즉, 방전가공량에 상당하는 량을 검출한다.

제어회로(15)는 이 결과 및 현재의 공구이송속도로부터 방전가공과 절삭가공의 비율을 구해, 이 비율이 적당한 값으로 유지되도록 공구이송속도를 변경제어한다.

또 공구이송속도를 변경해서 절삭가공과 방전가공의 비율을 변경시킴으로써, 개질층(19)의 두께를 변화시킬 수가 있다.

즉, 처리의 초기에는, 이송속도를 높게 함으로써 두꺼운 개질층을 형성하고 최종 마감처리로써 이송속도를 저하시킴으로써 개질층을 얇고 균일하게 다듬질할 수가 있다.

방전의 안정도는 회전공구(1)의 회전속도에 의한 영향을 받으므로 회전속도가 너무 높아지면 극간의 방전펄스의 기간 중에서의 방전점이 이동하기 때문에 방전아크의 유지가 곤란해져, 방전의 효율이 저하한다.

즉, 회전속도가 높을수록 절삭효율은 증대하는데 대해, 방전효율은 저하하고, 절삭가공의 비율이 증대된다.

한편, 회전속도가 낮아지면, 역으로 절삭효율이 저하하고, 방전효율이 증가하므로, 회전속도에 의해서도 방전가공과 절삭가공의 비율을 변화시킬 수가 있다.

동일회전속도의 경우에도 공구직경에 의해 주속이 다르기 때문에, 공구직경에 따라 적정한 회전속도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 각 실시의 형태는 가공조(9)내에 설치된 표면처리용 전극(2)과, 회전공구(1)의 처리부분을 가공액(10)에 침지시키지 않아도 방전가공부분에 가공액(10)을 붙어주면서 상술한 방법으로 방전가공하는 것에 의해서도 회전공구(1)의 외주칼날 여유면(1a) 및 경사면(1b)에 개질층(19)을 형성할 수 있다.

또, 본 발명은 회전공구(1)의 외주칼날(1a)뿐 아니라, 밑날의 표면처리에도 적용될 수 있다.

즉 상기와 같이 해서, 표면처리용 전극(2)을 비처리면으로서의 밑의 날에 대향시켜 따라가게 하는 동시에 방전가공함으로써, 밑의 날에 개질층(19)을 형성할 수가 있다.

또 본 발명의 실시의 형태 5~9에서의 표면처리용 전극은 원판상, 콘형상 이외에도 상기와 같이해서 소망하는 방전가공 및 절삭가공이 가능한 회전체 형상이면 된다.

이에 더해서, 제2 내지 제10의 실시의 형태에서는, 제1의 실시의 형태에서 설명한 바와 같이, 방전에 의한 전극의 소모분을 보정하도록 제어회로의 제어에 의해 X축, Y축 또는 Z축 구동기구를 통해서 전극을 축방향 또는 반경방향으로 이동하는 것이 바람직하다.

[발명의 효과]

이상 설명한 바와 같이 청구항 1의 방전가공에 의한 표면처리방법은 표면처리용 전극을 처리날면에 따르게 하면서, 회전공구와 표면처리용 전극사이에 전압을 인가해서 방전을 발생시킴으로써, 회전공구의 칼날에 개질층을 형성할 수가 있고 방전가공만으로 공구수명을 대폭적으로 향상시키는 개질층을 공구칼날선단에 균일하게 형성할 수 있으며, 또 칼날의 드는 정도를 향상시킬 수가 있다.

또, 표면처리용 전극면이 회전공구의 칼날에 대해서나 개질층을 형성하기 때문에, 회전공구 한 개마다의 처리속도를 대폭적으로 단축할 수 있고 또, 표면처리용 전극이 회전공구의 칼날을 이동함으로써 개질층을 형성할 수 있으므로 표면처리용 전극을 헛되게 소비하지 않고, 개질층의 생성에 유효하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 회전공구 및 표면처리용 전극의 상대 이동에서는 회전공구 또는 표면처리용 전극의 한쪽을 고정하고, 다른쪽을 이동하는 구성으로 할 수가 있으며, 이 경우, 종래의 형조방전가공기가 그대로 사용될 수 있고, 회전공구의 회전 및 상하동으로 되는 상대이동에 의해 직선 또는 나선상으로 형성된 회전공구의 외주칼날 여유면에 대해서, 표면처리용 전극이 칼날을 따르면서 가공을 할 수 있도록 하기 때문에, 그 처리기구를 간단화할 수 있다.

또, 표면처리용 전극면이 회전공구의 칼날에 대해 균일하게 대향하도록 설치되고, 회전공구의 처리면이 일정속도로 이동하게 할 수가 있으며, 이 경우, 처리면의 방전가공상태에 흐트러짐이 감소되고, 회전공구의 외주칼날 여유면에 생성되는 개질층의 막두께 면의 거칠기등을 균일하게 할 수 있다.

청구항 2의 방전가공에 의한 표면처리방법은, 청구항 1의 효과에 더해, 회전공구의 칼날의 외주칼날 여유면과 같은 면이고, 또 경사면에 대해 밀접하게 접합하는 보조 부재를 부착한 상태로 상기 회전공구의 칼날 및 보조부재와 개질재료로 된 표면처리용 전극사이에 방전을 발생시켜 외주칼날 여유면에 개질층을 생성한 후 보조부재를 제거함으로써 칼날선단의 무디게 되는 것을 억제하는 효과가 있다.

즉, 처리칼날선단에 대해 보조부재를 대줌으로써 방전에 의한 칼날선단의 무뎌짐을 일으키지 않도록 하였으므로 처리하는 회전공구의 잘 드는 정도를 저하시키지 않고 공구수명을 연장시키는 효과가 있다.

청구항 3의 방전가공에 의한 표면처리방법은 청구항 1에 기재한 효과에 더해, 처리대상의 회전공구의 비틀림각 θ, 칼날의 길이 L, 직경 D, 날의 비틀림방향으로부터 회전공구의 처리면과 표면처리용 전극의 상대적인 궤적이 얻어지므로, 그 궤적생성을 용이하게 할 수가 있다.

또, 표면처리용 전극면과 회전공구의 처리면이 일정속도로 이동하므로, 처리면의 방전가공상태의 흐트러짐이 감소하고, 회전공구 여유면에 생성되는 개질층의 막두께, 면의 거칠기를 균일하게 하는 효과가 있다.

또, 처리회전공구의 비틀림각과 칼날길이를 궤적생성하는 데이터로 하고 있기 때문에 나선상의 칼날을 갖지 않는 회전공구에 대해서도 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 회전공구의 칼날에 개질재료로 된 표면처리용 전극에 의해 개질층을 생성하는 방전가공에 의한 표면처리방법에 있어서 상기 회전공구를 회전시키는 스텝과, 상기 회전공구의 칼날에 개질재료로 되는 상기 표면처리용 전극을 대향시키는 스텝과, 상기 회전공구의 칼날에 따라서 상대 이동기구에 의해 상기 표면처리용 전극을 상대 이동시키는 스텝과, 상기 회전공구의 칼날과 상기 표면처리용 전극 사이에 전압을 인가하는 방전가공용 전원에 의해 방전을 발생시키는 스텝과, 상기 회전공구의 칼날에 개질층을 생성하는 스텝으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방전가공에 의한 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전공구의 칼날의 비틀림각 θ, 상기 개질층을 생성하는 칼날의 길이 L, 공구직경 D로 할때, 상기 회전공구의 축방향의 상기 칼날길이만큼의 이송에 대해 (360×L×tanθ)/(π×D)의 회전관계를 유지함으로써, 상기 회전공구의 칼날과 상기 표면처리용 전극(2)등을 상대 이동시키는 것을 특징으로 하는 방전가공에 의한 표면처리방법.
3. 칼날을 갖는 회전공구와, 상기 회전공구와의 사이에 방전에 의해, 상기 회전공구의 칼날에 개질층을 생성하는 개질재료로 된 표면처리용 전극과, 상기 회전공구를 회전시키는 동시에 상기 표면처리용 전극을 상기 회전공구의 칼날에 대향시킨 상태에서 상기 회전공구의 칼날에 따라 상대 이동시키는 상대 이동 구동기구와, 상기 회전공구의 칼날과 상기 표면처리용 전극 사이에 전압을 인가하는 방전가공용 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 방전가공에 의한 표면처리장치.

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