DE112006000860T5

DE112006000860T5 - Elektroentladungsbearbeitungsgerät und Elektroentladungsbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112006000860T5
Application number: DE112006000860T
Authority: DE
Inventors: Hisakatsu Kawarai; Syuichiro Ishihara; Yoji Nakajima; Hisashi Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-10-02
Also published as: US20090277876A1; KR20080044202A; KR101039509B1; WO2008047420A1; US8058582B2; JPWO2008047420A1; JP4946865B2

Abstract

Elektroentladungsbearbeitungsgerät zum Bearbeiten eine Werkstücks unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums als einem Bearbeitungsfluidum, während eine Spannung über einen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildeten Bearbeitungsspalt angelegt wird, wobei das Elektroentladungsbearbeitungsgerät umfasst:
eine Isoliereinrichtung zum elektrischen Isolieren des Werkstücks von einem Maschinentisch, auf dem das Werkstück angeordnet ist;
ein Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument zum Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums; und
eine Bearbeitungsfluidumeigenschaftensteuereinrichtung, um basierend auf einem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums zu steuern um ihn zwischen 8,5 bis 10,5 zu halten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektroentladungsbearbeitungsgerät, das eine Schutzfähigkeit gegenüber Korrosion hat, die mit dem Eintauchen eines Werkstücks in das Bearbeitungsfluidum für längere Zeit einhergeht.
STAND DER TECHNIK
In einem Elektroentladungsbearbeitungsgerät, das ein Werkstück bearbeitet während des Aufsprühens des Bearbeitungsfluidums darauf oder des Eintauchens des Werkstücks in das Bearbeitungsfluidum und des Anlegens von Impulsspannungen zwischen dem Werkstück und einer Elektrode, um eine elektrische Entladung zu erzeugen, werden, wenn Wasser als Bearbeitungsfluidum verwendet wird, hierzu Elektroisolationsfähigkeiten erfordert, so dass gewöhnlich de-ionisiertes Wasser verwendet wird.
Und dann wird für dieses de-ionisierte Wasser (Bearbeitungsfluidum) Leitungswasser durch ein Ionenaustauscherharz geführt, das aus einer Mischung aus beispielsweise einem Kationenaustauscherharz vom H⁺-Typ bzw. Wasserstoff-Ionentyp und einem Anionenaustauscherharz vom OH Typ bzw. Hydroxid-Ionentyp gebildet wird, so dass für Elektroentladungsbearbeitung erforderliches Bearbeitungsfluidum erzeugt wird, von dem Verunreinigungen entfernt worden sind.
Beachte, dass in dem Ionenaustauscherharz Kationen wie Natrium-Ionen (Na⁺) und/oder Kalzium-Ionen (Ca²⁺), die in dem Leitungswasser enthalten sind, durch in Kontakt kommen mit dem Kationenaustauscherharz von H⁺-Typ für H⁺ ausgetauscht werden, und Anionen wie z. B. Chlor-Ionen (Cl^–) und/oder Sultat-Ionen (SO₄ ^2–) durch OH^– ersetzt werden durch in Kontakt kommen mit dem Anionenaustauscherharz vom OH^–Typ; als ein Ergebnis werden Verunreinigungsstoffe, die in dem Leitungswasser enthalten sind, entfernt, und H⁺ und OH^– werden gekoppelt, so dass Wasser H₂O erzeugt wird.
In einem Elektroentladungsbearbeitungsgerät, das ein solches wässriges Bearbeitungsfluidum verwendet, ist es bekannt, dass wenn ein Werkstück in das wässrige Bearbeitungsfluidum für eine längere Zeit eingetaucht wird, das Werkstück korrodiert, was zu einer Verschlechterung der Produktqualität des Werkstücks führt.
Aus diesem Grund ist ein Verfahren zum Verhindern von Korrosion eines Werkstücks vorgeschlagen worden, bei dem Antikorrosionselektroden an dem Werkstück montiert werden und an einem Ort angrenzend an das Werkstück eine Spannung über das Werkstück und die Antikorrosionselektroden angelegt wird und dann eine Durchschnittsspannung auf der Werkstückseite gesteuert wird, um Null oder Negativ zu sein. (Siehe beispielsweise Patentdokument 1.)
Zudem ist auch ein Verfahren des Verhinderns von Korrosion eines Werkstücks vorgeschlagen worden, in welchem durch Dazwischenbringen eines Isolationsmaterials zwischen einen Maschinentisch und das Werkstück eine Spannung über den Maschinentisch als einer Anode und dem Werkstück als einer Kathode angelegt wird (siehe beispielsweise Patentdokument 2).

[Patentdokument 1]: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. H11-70414 , und
[Patentdokument 2]: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2004-291206 .

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Die Leitfähigkeit eines Bearbeitungsfluidums, wenn Verunreinigungen durch ein Ionenaustauscherharz entfernt worden sind, wird im Allgemeinen 70 (μS/cm) oder geringer. Zudem, obwohl ein "pH"-Pegel durch die Wasserstoff-Ionen-Konzentration bestimmt wird, gibt es, weil "OH^–"-Ionen, die durch Hydrogencarbonationen (HCO₃ ^–) oder Ähnliches ersetzt worden sind, in dem Bearbeitungsfluidum belassen worden sind, keine extreme Änderung in der Wasserstoff-Ionen-Konzentration, so dass der pH-Wert gewöhnlich 7 ist.
Und dann wird in einem solchen Bearbeitungsfluidum, obwohl es sehr wenige korrosive Ionen wie Cl^– gibt, die eine starke Wirkung beim zerstören einer Passivierungsschicht haben, das Werkstück durch in dem Bearbeitungsfluidum gelösten Sauerstoff korrodieren. Beispielsweise in einem Fall, in dem das Werkstück eine extrem harte Legierung (WC-Co) ist, wird Kobalt (Co), das eine Verbindungsphase ist, in dem Bearbeitungsfluidum aufgelöst; selbst in einem Fall von Eisen (Fe), wird das Eisen darin aufgelöst; hierdurch wird ein Korrosionsprodukt an der Oberfläche des Werkstücks gebildet.
Wenn Korrosion des Werkstücks durch ein solches Verhalten im Patentdokument 1 verhindert wird, ist der Bereich der Korrosionsverhinderungswirkung eingeschränkt und Korrosion des Werkstücks wird nur angrenzend an die Antikorrosionselektroden vermieden, was zu einem Problem geführt hat.
Zudem wird, wenn Korrosion des Werkstücks durch ein solches Verfahren in Patentdokument 2 verhindert wird, weil der Maschinentisch als eine Anode definiert ist, der Maschinentisch korrodiert, was auch zu einem Problem geführt hat.
Darüber hinaus kann bei den Verfahren in beiden Patentdokumenten ohne das Bereitstellen einer Antikorrosionsenergiequelle Korrosion des Werkstücks nicht verhindert werden, was zu einem Problem geführt hat.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf das Lösen jener oben beschriebenen Probleme und ein Ziel der Erfindung ist das Bereitstellen eines Elektroentladungsbearbeitungsgeräts, in dem eine Korrosionsverhinderungsfähigkeit über einen gesamten Bearbeitungsbehälter wirksam ist und ohne das Verwenden einer externen Energiequelle, und es ermöglicht, Korrosion eines Werkstücks über eine ausgedehnte Zeit zu verhindern.
[Vorrichtung zum Lösen der Probleme]
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bearbeitet ein Elektroentladungsbearbeitungsgerät ein Werkstück unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums als einem Bearbeitungsfluidum, während eine Spannung über einen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildeten Bearbeitungsspalt angelegt wird; wobei das Elektroentladungsbearbeitungsgerät umfasst: eine Isolationseinrichtung zum elektrischen Isolieren des Werkstücks von einem Bearbeitungstisch, worauf das Werkstück angeordnet ist; ein Bearbeitungsfluidumeigenschaften-Messinstrument zum Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums; und eine Bearbeitungsfluidumeigenschaften-Steuerungseinrichtung, um den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums basierend auf dem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaften- Messinstrument zu steuern, um ihn zwischen 8,5 und 10,5 zu halten.
[Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Wirkungen erzielt werden, bei denen unter Verwendung eines für die Elektroentladungsbearbeitung erforderlichen Bearbeitungsfluidums mit elektrisch isolierenden Eigenschaften (Leitfähigkeit 70 μS/cm oder weniger) und einem pH-Wert im Bereich von 8,5 bis 10,5 und durch elektrisches Isolieren eines Maschinentischs von einem Werkstück eine Korrosionsverhinderungsfähigkeit über einen gesamten Bearbeitungsbehälter erreicht werden, so dass ohne das Verwenden einer externen Energiequelle Korrosion des Werkstücks über eine ausgedehnte Zeit verhindert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Diagramm einer Konfiguration eines Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgeräts in Ausführungsform 1;
2 ein Diagramm eines Zusammenhangs zwischen der Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung aus NaOH und dem pH-Wert;
3 ein Ablaufdiagramm von Steueroperationen in Ausführungsform 1; und
4 ein Diagramm einer Konfiguration eines Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgeräts in Ausführungsform 2.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsform 1.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm zum Darlegen eines Gesamtaufbaus in dieser Ausführungsform.
Um genau zu sein, wird ein Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgerät gezeigt, in welchem ein Werkstück angeordnet wird während ein isolierendes Material zwischen einem Maschinentisch und dem Werkstück eingebracht ist; unter Verwendung eines korrosionsverhindernden Harzes und eines Leitfähigkeitsmessers als einem Fluidumeigenschaften-Messinstrument, wobei der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums bei 9,0 gesteuert wird. Das Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgerät führt eine Überarbeitung aus durch Anlegen einer Spannung zwischen einem Werkstück 1 und einer Drahtelektrode 2 und durch Bereitstellen einer elektrischen Entladung über das Bearbeitungsfluidum, das von einer oberen Bearbeitungsfluidumdüse 4 und einer Bearbeitungsfluidumdüse 5 herausgespritzt wird, so dass ein Teil des Werkstücks geschmolzen und entfernt wird.
Weil die Drahtelektrode 2 auch bei den Entladungsabschnitten geschmolzen und in Übereinstimmung mit dem Fortschritt der Elektroentladungsbearbeitung dadurch verschlechtert wird, wird zu dieser Zeit die um eine Drahtspule 3 gewickelte Elektrode 2 kontinuierlich in einen Wiederherstellungsbehälter 7 mit Hilfe der oberen Bearbeitungsfluidumdüse 4, der unteren Bearbeitungsfluidumdüse 5 und Wiederherstellungsrollen 6 so vorgeschoben, dass die Drahtelektrode 3 frisch einem Bearbeitungsteil in Übereinstimmung mit dem Fortschritt der Bearbeitung zugeführt wird.
Hier wird das Werkstück 1 über ein Isolationsmaterial 12 in einen von einem Maschinentisch 11, der Edelstahl verwendet und auf dem es angeordnet ist, elektrisch isolierten Zustand versetzt.
Darüber hinaus wird für das Elektroentladungsbearbeiten verwendete Energie von einer Bearbeitungsenergiequelle 9 zwischen dem Werkstück 1 und der Drahtelektrode 2 zugeführt, die sich in einem Bearbeitungsbehälter 8 befindet, der mit Bearbeitungsfluidum gefüllt ist; durch Steuern einer Schalteinrichtung 10 zwischen leitenden und nichtleitenden Zuständen und es wird gesteuert, ob oder nicht elektrische Entladung erzeugt wird.
In Bezug auf das Bearbeitungsfluidum in dem Bearbeitungsbehälter 8 werden Rückstände darin entfernt und der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums wird durch einen Bearbeitungsfluidumeigenschaftensteuereinrichtungshauptteil 101 so gesteuert, dass das Bearbeitungsfluidum darin zurückgeführt wird in den Bearbeitungsbehälter 8. Um genau zu sein, das Bearbeitungsfluidum, das von der oberen Bearbeitungsfluidumdüse 4 und der unteren Bearbeitungsfluidumdüse 5 ausgespritzt wird und viele Verunreinigungen enthält nachdem der bei einem Bearbeitungsteil erzeugte Schlamm ausgewaschen wird, wird temporär im Bearbeitungsbehälter 8 gespeichert und wird später über ein Rohrleitungssystem in einen Behälter für verunreinigtes Fluidum 102 geführt. Das in dem Behälter für verunreinigtes Fluidum 102 gespeicherte Bearbeitungsfluidum wird durch eine Filtrierpumpe 103 hochgepumpt und durch einen Filtrierfilter 104 gefiltert, so dass die Verunreinigungen des Fluidums wie der Schlamm entfernt werden, und dann in einem Behälter für gereinigtes Fluidum 105 gespeichert.
In Bezug auf das Bearbeitungsfluidum in dem Behälter für gereinigtes Fluidum 105 wird die Leitfähigkeit davon durch einen Leitfähigkeitsmesser 12 gemessen, der ein Bearbeitungsfluidummessinstrument ist, und ein Messergebnis davon wird in eine Steuereinheit 113 gesendet.
Die Steuereinheit 113 vergleicht das Messergebnis von dem Leitfähigkeitsmesser 112 mit einem voreingestellten Wert, der vorbestimmt worden ist, und führt den Offen/Geschlossen-Betrieb eines Wasserreinigungsharz-Magnetventils 110 oder eines Korrosionsverhinderungsharz-Magnetventils 111 aus. Basierend auf dem Offen/Geschlossen-Betrieb des Wasserreinigungsharz-Magnetventils 110 oder des Korrosionsverhinderungsharz-Magnetventils 111 wird das Bearbeitungsfluidum durch eine Harzpumpe 109 einer Wasserreinigungsharzsäule 107 zugeführt, in der ein Wasserreinigungsharz enthalten ist, und/oder einer Korrosionsverhinderungsharzsäule 108, die das Korrosionsverhinderungsharz enthält, und wird zurückströmen lassen in einen Behälter für gereinigtes Fluidum 105, so dass der vorbestimmte pH-Wert des Fluidums aufrecht erhalten wird.
Zudem wird durch Verwenden einer Bearbeitungsfluidumpumpe 106 das Fluidum zwischen dem Werkstück 1 und der Drahtelektrode 2 über die obere Bearbeitungsfluidumdüse 4 und die untere Bearbeitungsfluidumdüse 5 ausgespritzt.
An nächster Stelle wird die Korrosionsverhinderungsharzsäule 108 detailliert erläutert.
Die Korrosionsverhinderungsharzsäule 108 verwendet ein gemischtes Harz eines Kationenaustauscherharzes vom Na⁺-Typ und eines Anionenaustauscherharzes vom OH^–Typ. Auf solche Weise wird das Bearbeitungsfluidum eine verdünnte wässrige Lösung von NaOH.
Weil ein stabiler Zusammenhang aufrechterhalten wird zwischen der Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung aus NaOH und dem pH-Wert davon, können, wie in 2 gezeigt, durch Steuern der Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung von NaOH, ebenfalls der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums gesteuert werden.
Wenn beispielsweise eine voreingestellte Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums 6,2 μS/cm ist, wird der ph-Wert 9,0; wodurch, wenn die Leitfähigkeit (pH-Wert-Pegel) höher als der voreingestellte Wert ist, das Wasserreinigungsharz-Magnetventil 110 seinen Betrieb beginnt; das Bearbeitungsfluidum in dem Behälter für gereinigtes Fluidum 105 zu der Wasserreinigungsharzsäule 117 über ein Rohrsystem gesendet wird; hierdurch Metallionen, die durch das Elektroentladungsbearbeiten erzeugt werden, Kohlenstoff-Ionen, die zu einem Kohlenstoffdioxidgas in der Atmosphäre gehören und Ähnliches entfernt werden, so dass die Leitfähigkeit (pH-Pegel) des Bearbeitungsfluidums herabgesetzt wird.
Zudem beginnt, wenn die Leitfähigkeit (pH-Pegel) des Bearbeitungsfluidums niedriger als ein voreingestellter Wert wird, der vorbestimmt worden ist, um den pH-Wert-Pegel beizubehalten und die Korrosionsverhinderungseigenschaft des Bearbeitungsfluidums nicht zu beeinträchtigen, das Korrosionsverhinderungsharz-Magnetventil 111 seinen Betrieb; hierdurch wird Bearbeitungsfluidum in dem Behälter für gereinigtes Fluidum 105 in die Korrosionsverhinderungsharz-Säule 118 über ein Rohrsystem gesendet, so dass eine Leitfähigkeit (pH-Pegel) des Bearbeitungsfluidums nahe bei dem voreingestellten Wert beibehalten werden kann, der wie oben beschrieben vorbestimmt worden ist.
In 3 werden die oben beschriebenen Steuerabläufe und ihr Ablaufdiagramm gezeigt.
In Bezug auf einen Steuerbereich des pH-Werts des Bearbeitungsfluidums in dieser Ausführungsform ist es, wenn das Werkstück 1 eine superharte Legierung (wie z. B. WC-Co), Cu, Fe (Eisen), Zn (Zink) oder Ähnliches ist, um eine Korrosionsverhinderungsfähigkeit zu zeigen, vorzuziehen, die untere Grenze des pH-Wertes bei 8,5 festzulegen.
Zudem, weil, wenn der pH-Wert erhöht wird, dies auch die Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums tut, führt dies zu einer Herabsetzung einer Elektroentladungs- Bearbeitungsfähigkeit; demnach ist vorzuziehen, die obere Grenze des pH-Werts bei 10,5 festzulegen.
Als ein Verfahren des Steuerns des pH-Wertes des Bearbeitungsfluidum wie oben beschrieben innerhalb 8,5 bis 10,5, können drei Verfahren überlegt werden, die ein Verfahren unter Verwendung eines Ionenaustauscherharzes, ein Verfahren des Anwendens eines Agent, und ein Verfahren unter Verwendung eines Elektrolysewassergenerators sind.
In einem Fall des Verwendens eines Ionenaustauscherharzes wird das Bearbeitungsfluidum (70 μS/cm oder weniger, pH = 7), das durch Durchführen von Leitungswasser durch ein Wasserreinigungsharz erhalten wird, zum Betrachtungsgegenstand.
Aus diesem Grund wird das Bearbeitungsfluidum von einem Gesichtspunkt, bei dem der pH-Wert auch durch das Steuern der Leitfähigkeit gesteuert wird, zu einer verdünnten wässrigen Lösung aus NaOH nach dem Durchlaufen eines Korrosionsverhinderungsharzes, das eine Mischung aus einem Kationenaustauscherharz vom nH⁺-Typ und einem Anionenaustauscherharz vom OH^–Typ ist, um einen gewünschten pH-Wert und eine gewünschte Leitfähigkeit zu demonstrieren. Hier ist das Korrosionsverhinderungsharz nicht notwendiger Weise eine Mischung aus Kationenaustauscherharz und einem Anionenaustauscherharz, es können auch zwei Ionenaustauscherharzsäulen verwenden werden, in denen die Säulen individuell mit unterschiedlichen Ionenaustauscherharzen zueinander versiegelt sind; in Bezug auf das Kationenaustauscherharz, kann ein K⁺-Typ oder kann ein Ca²⁺-Typ als von dem Na⁺-Typ abweichend anwendbar betrachtet werden, zumindest einer dieser Typen kann verwendet werden; in Bezug auf das Anionenaustauscherharz kann auch ein CO₃ ^2–Typ, der sich von dem OH^–Typ unterscheidet, anwendbar sein, zumindest einer dieser Typen kann verwendet werden.
In einem Fall des Verwendens des Verfahrens der Anwendung eines Agent, kann ein Agent, der alkalische Erdenelemente wie Natriumhydroxid (NaOH) und/oder Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂) enthält, als anwendbar betrachtet werden; demnach kann der Agent einfach auf das Bearbeitungsfluidum (70 μS/cm oder weniger, pH-Wert = 7) angewendet werden, nachdem es durch Hindurchführen von Leitungswasser durch ein Wasserreinigungsharz erhalten worden ist.
In einem Fall des Verwendens eines Elektrolysewasser-Generators braucht das Bearbeitungsfluidum (70 μS/cm oder weniger, pH-Wert = 7), das durch Hindurchlassen von Leitungswasser durch ein Wasserreinigungsharz erhalten wird, nur unter Verwendung der Elektrolyse in Elektrolysewasser eines pH-Wertes innerhalb von 7,5 bis 10,5 umgewandelt zu werden.
Unter den drei oben beschriebenen Verfahren werden in Bezug auf das Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument mindestens eine Art von Messinstrument unter beispielsweise einem Leitfähigkeitsmesser, einem pH-Messer und einem Oxidations-Reduktions-Potentiometer verwendet und der pH-Wert wird in Übereinstimmung mit einer Führungsgröße von einer Regeleinheit angepasst; vom Gesichtspunkt der Steuerbarkeit der Leitfähigkeit, die eine Bearbeitungsfähigkeit bestimmt, und der Steuerbarkeit des pH-Werts, der eine Korrosionsverhinderungsfähigkeit eines Werkstücks bestimmt, ist das Verfahren der Verwendung von Ionenaustauscherharzen angemessen.
In einem Fall, in dem das Werkstück 1 auf einem Maschinentisch ohne das dazwischen gelegte Isolationsmaterial 12 angeordnet wird, wird eine elektrische Potentialdifferenz erzeugt, wenn beide Materialien sich voneinander unterscheiden; insbesondere, wenn ein Werkstück eine höhere Ionisationstendenz hat als die des Materials für einen Maschinentisch erscheint Korrosion auf der Seite des Werkstücks.
Durch Anordnen des Werkstücks 1 auf dem Maschinentisch 11 mit dem Isolationsmaterial 12 dazwischen, kann die oben beschriebene Korrosion vermieden werden.
Um eine Bearbeitungsfähigkeit nicht zu verschlechtern, sind Keramiken von hoher Härte wie z. B. Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Kieselerde (SiO₂) für das Isolationsmaterial 12 geeignet.
In dem Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgerät, in dem das oben beschriebene Korrosionsverhinderungsverfahren implementiert ist, wurde durch Steuern der Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums bei 6,2 μS/cm (das entspricht einem pH-Wert von 9,0) Korrosion einer superharten Legierung (WC-Co) selbst über eine ausgedehnte Zeit (100 Stunden oder länger) vermieden. Zudem wurde durch Steuern der Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums bei 6,2 μS/cm (das entspricht einem pH-Wert von 9,0) Korrosion von Eisenmaterial (SKD-11) selbst über eine ausgedehnte Zeit (100 Stunden oder länger) vermieden.
Darüber hinaus werden in Ausführungsform 1 als Korrosionsverhinderungsharz ein gemischtes Harz von Kationenaustauscherharz des Na⁺-Typs und des Anionenaustauscherharz von dem OH^–Typ verwendet; jedoch, weil die Mehrheit der Verunreinigungskationen in dem Wasser, das durch die Wasserreinigungsharzsäule 107 geführt wird, Na⁺ ist, kann gegebenenfalls nur das Anionenaustauscherharz vom OH^–Typ als Korrosionsverhinderungsharz verwendet werden, obwohl der Grad der Korrelation zwischen Leitfähigkeit und pH-Wert von geringerer Genauigkeit ist.
Ausführungsform 2.
4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgeräts in Ausführungsform 2 umreißt, in welcher der Maschinentisch 11 aus einem dielektrischen Material wie Granitstein besteht; unter Verwendung eines Korrosionsverhinderungsharzes und eines Leitfähigkeitsmessers als einem Bearbeitungsfluidum-Eigenschaftenmessinstrument, wobei der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums bei 9,0 geregelt wird.
Ähnlich zu Ausführungsform 1 kann nicht nur die Korrosion eines Werkstücks über eine ausgedehnte Zeit ohne die Verwendung einer externen Energiequelle vermieden werden, sondern auch das Erfordernis des Isolationsmaterials 12, das zwischen dem Werkstück 1 und dem Maschinentisch 11 einzulegen ist, kann in der Praxis vermieden werden; demnach ist es möglich, die Effizienz in der Vorbereitungsarbeit zu erhöhen.
In dem Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgerät, in dem das oben beschriebene Verfahren der Korrosionsverhinderung für das Werkstück implementiert ist, wurde durch Steuern der Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums bei 6,2 μS/cm (das entspricht einem pH-Wert von 9,0) eine Korrosion einer superharten Legierung (WC-Co) selbst über eine ausgedehnte Zeit (100 Stunden oder länger) vermieden. Zudem wurde durch Steuern der Leitfähigkeit des Bearbeitungsfluidums bei 9,2 μS/cm (das entspricht einem pH-Wert von 9,0) Korrosion von Eisenmaterial (SKD-11) selbst über eine ausgedehnte Zeit (100 Stunden oder länger) vermieden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung wird in geeigneter Weise angewendet auf Korrosionsverhinderungstechnologien für Drahtschneide-Elektroentladungsbearbeitungsgeräte, die Bearbeitung unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums unter Anlegen einer Spannung ausführen.
ZUSAMMENFASSUNG
ELEKTROENTLADUNGSBEARBEITUNGSGERÄT UND ELEKTROENTLADUNGSVERARBEITUNGSVERFAHREN
Ein Elektroentladungsbearbeitungsgerät zum Bearbeiten eines Werkstücks (1) unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums als einem Bearbeitungsfluidum während eine Spannung über einen zwischen einer Elektrode (2) und dem Werkstück (1) gebildeten Bearbeitungsspalt angelegt wird, schließt ein:
eine Isoliereinrichtung (12) zum elektrischen Isolieren des Werkstücks (1) von einem Maschinentisch (11), auf dem das Werkstück angeordnet ist;
ein Bearbeitungsfluidumeigenschaften-Messinstrument (112) zum Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums; und
eine Bearbeitungsfluidumeigenschaften-Regeleinrichtung (106, 107, 108, 109, 110, 111, 113) um basierend auf einem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaften-Messinstrument (112) den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums zu steuern, um ihn zwischen 8,5 bis 10,5 zu halten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 11-70414 [0007]
- JP 2004-291206 [0007]

Claims

Elektroentladungsbearbeitungsgerät zum Bearbeiten eine Werkstücks unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums als einem Bearbeitungsfluidum, während eine Spannung über einen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildeten Bearbeitungsspalt angelegt wird, wobei das Elektroentladungsbearbeitungsgerät umfasst: eine Isoliereinrichtung zum elektrischen Isolieren des Werkstücks von einem Maschinentisch, auf dem das Werkstück angeordnet ist; ein Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument zum Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums; und eine Bearbeitungsfluidumeigenschaftensteuereinrichtung, um basierend auf einem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums zu steuern um ihn zwischen 8,5 bis 10,5 zu halten.
Elektroentladungsbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument ein Leitfähigkeitsmesser ist, der die Leitfähigkeit des wässrigen Bearbeitungsfluidums misst.
Elektroentladungsbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bearbeitungsfluidumeigenschaftensteuereinrichtung den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums durch Steuern des durch mindestens eines von einer Wasserreinigungsharzeinheit und einer Korrosionsverhinderungsharzeinheit, die eine Mischung aus einem Kationenaustauscherharz und einen Anionenaustauscherharz ist, geführten Fluidums steuert.
Elektroentladungsbearbeitungsgerät nach Anspruch 3, wobei: die Korrosionsverhinderungsharzeinheit aus einem Kationenaustauscherharz von einem von dem Na⁺-Typ, dem K⁺-Typ und dem Ca²⁺-Typ und aus einem Anionenaustauscherharz vom OH^–Typ gebildet wird.
Elektroentladungsbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bearbeitungsfluidumeigenschaftensteuereinrichtung den pH-Wert des Bearbeitungsfluidums durch Steuern des durch mindestens eines von der Wasserreinigungsharzeinheit und einer Korrosionsverhinderungsharzeinheit, die aus einem Anionenaustauscherharz vom OH^–Typ gebildet wird, geführten Fluidums steuert.
Elektroentladungsbearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Maschinentisch aus einem dielektrischen Material besteht, so dass der Maschinentisch und das Werkstück elektrisch voneinander isoliert sind.
Verfahren der Elektroentladungsbearbeitung zum Bearbeiten eines Werkstücks, ein wässriges Bearbeitungsfluidum als Bearbeitungsfluidum verwendend während des Anlegens einer Spannung über einen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildeten Bearbeitungsspalt, wobei das Verfahren des Elektroentladungsbearbeitens die Schritte umfasst: Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums unter Verwendung eines Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstruments; und Steuern des pH-Werts des Bearbeitungsfluidums, um ihn, basierend auf einem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument zwischen 8,5 bis 10,5 zu halten, wobei das Werkstück in einem Zustand bearbeitet wird, in dem ein Maschinentisch, auf dem das Werkstück angeordnet ist, und das Werkstück elektrisch voneinander isoliert sind.
Verfahren der Elektroentladungsbearbeitung nach Anspruch 7, wobei der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums geregelt wird durch Messen der Leitfähigkeit des wässrigen Bearbeitungsfluidums unter Verwendung des Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstruments, und durch Führen des Fluidums durch mindestens eines von einer Wasserreinigungsharzeinheit und einer Korrosionsverhinderungsharzeinheit, die eine Mischung aus einem Kationenaustauscherharz und einem Anionenaustauscherharz ist.
Verfahren der Elektroentladungsbearbeitung nach Anspruch 8, wobei der pH-Wert des Bearbeitungsfluidums geregelt wird durch Messen der Leitfähigkeit des wässrigen Bearbeitungsfluidums unter Verwendung des Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstruments, und durch Führen des Fluidums durch mindestens eines von einer Wasserreinigungsharzeinheit und einer Korrosionsverhinderungsharzeinheit, die aus einem Anionenaustauscherharz vom OH^–-Typ gebildet wird.
Verfahren der Elektroentladungsbearbeitung eines Materials einschließlich eines superharten Materials, Kupfermaterials, Eisenmaterials und Zinkmaterials unter Verwendung eines wässrigen Bearbeitungsfluidums während des Anlegens einer Spannung über einen zwischen einer Elektrode und dem Material gebildeten Bearbeitungsspalt, wobei das Verfahren der Elektroentladungsbearbeitung die Schritte umfassst: Messen eines Zustands des Bearbeitungsfluidums unter Verwendung eines Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstruments; und Steuern des pH-Werts des Bearbeitungsfluidums, um ihn, basierend auf einem Messergebnis von dem Bearbeitungsfluidumeigenschaftenmessinstrument zwischen 8,5 bis 10,5 zu halten, wobei ein Werkstück in einem Zustand bearbeitet wird, in dem ein Maschinentisch, auf dem das Werkstück angeordnet ist, und das Werkstück elektrisch voneinander isoliert sind.