JPH0657402A - 放電被覆加工装置 - Google Patents
放電被覆加工装置Info
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- JPH0657402A JPH0657402A JP25182592A JP25182592A JPH0657402A JP H0657402 A JPH0657402 A JP H0657402A JP 25182592 A JP25182592 A JP 25182592A JP 25182592 A JP25182592 A JP 25182592A JP H0657402 A JPH0657402 A JP H0657402A
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Links
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電被覆加工による被覆表面粗さを微細に平
滑に加工でき、均一な硬化層が容易に得られるよう改良
する。 【構成】 被覆材電極に中空パイプ電極２を回転スピン
ドル３の先端にチャック４に固定して支持し、回転モー
タ５により回転を与えると共に、サーボモータ９により
サーボ送りする。加工テーブル１０に固定された被加工
体１に前記電極２を対向し、軽接触させた状態で回転及
びサーボ送り制御された間隙に、加工電源１６から加工
パルスを通電してパルス放電を行うことにより、電極２
材を微小量づつ被加工体１に転移溶着する。前記放電被
覆間隙には、パイプ電極２を通して反応物のガス、液、
粉末等を反応物供給装置１９から供給し、放電により電
極２材と化学反応を起こさせながら反応物の被覆を行
い、被加工体に硬化層を被覆する。
滑に加工でき、均一な硬化層が容易に得られるよう改良
する。 【構成】 被覆材電極に中空パイプ電極２を回転スピン
ドル３の先端にチャック４に固定して支持し、回転モー
タ５により回転を与えると共に、サーボモータ９により
サーボ送りする。加工テーブル１０に固定された被加工
体１に前記電極２を対向し、軽接触させた状態で回転及
びサーボ送り制御された間隙に、加工電源１６から加工
パルスを通電してパルス放電を行うことにより、電極２
材を微小量づつ被加工体１に転移溶着する。前記放電被
覆間隙には、パイプ電極２を通して反応物のガス、液、
粉末等を反応物供給装置１９から供給し、放電により電
極２材と化学反応を起こさせながら反応物の被覆を行
い、被加工体に硬化層を被覆する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放電被覆加工装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、チップ状の被覆材電極を被加工体
に対して振動接触、回転接触等の運動を行わせながら両
者間にパルス放電を繰り返して電極材を被加工体に被覆
する放電被覆加工が公知であるが、従来の被覆加工装置
は被覆材電極と被加工体間の接触間隙の制御を手動で調
整していたので、常に最良状態に制御できなかった。従
って、被覆材電極の微小放電点の溶解量が増減し、これ
により被加工体への転移溶着量に差異が生じ、放電繰り
返しにしたがった微小量づつの転移溶着の集合による被
覆層の形成が平滑にできなかったり、被覆層の硬度が均
一でなかったりする欠点があった。
に対して振動接触、回転接触等の運動を行わせながら両
者間にパルス放電を繰り返して電極材を被加工体に被覆
する放電被覆加工が公知であるが、従来の被覆加工装置
は被覆材電極と被加工体間の接触間隙の制御を手動で調
整していたので、常に最良状態に制御できなかった。従
って、被覆材電極の微小放電点の溶解量が増減し、これ
により被加工体への転移溶着量に差異が生じ、放電繰り
返しにしたがった微小量づつの転移溶着の集合による被
覆層の形成が平滑にできなかったり、被覆層の硬度が均
一でなかったりする欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放電被覆加
工による被覆表面粗さを微細に平滑面に加工でき、均一
な硬化層が容易に得られるよう改良するものである。
工による被覆表面粗さを微細に平滑面に加工でき、均一
な硬化層が容易に得られるよう改良するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】被覆材電極に中空パイプ
電極を設け、該パイプ電極を通して反応物のガス、液、
粉末等を供給する反応物供給装置を設け、該反応物供給
装置から供給される反応物を噴出する前記パイプ電極を
保持し、先端を被加工体に対向させた状態で回転を与え
ると共にサーボ送りする加工ヘッドを設け、更に前記パ
イプ電極と被加工体間に放電用パルスを供給する加工電
源を設けたことを特徴とする。
電極を設け、該パイプ電極を通して反応物のガス、液、
粉末等を供給する反応物供給装置を設け、該反応物供給
装置から供給される反応物を噴出する前記パイプ電極を
保持し、先端を被加工体に対向させた状態で回転を与え
ると共にサーボ送りする加工ヘッドを設け、更に前記パ
イプ電極と被加工体間に放電用パルスを供給する加工電
源を設けたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は前記のように、被覆材電極に中空パイ
プ電極を設け、該パイプ電極を通して反応物のガス、
液、粉末等を供給し噴出しながら被加工体との間に放電
を行い、被覆材もしくは被加工体と化学反応させながら
被覆加工するようにしたので、炭化物、窒化物、硼化
物、珪化物、その他複合化合物を容易に被覆することが
でき、又、前記パイプ電極に被加工体と軽接触状態で回
転を与えると共にサーボ送りを与えるようにしたことか
ら、常に一定の間隙を維持することができ、そこに一定
流量の反応物の供給ができ、これにより反応による被覆
加工を安定に均一に行うことができ、均一で平滑な良好
な被覆層の形成ができる。
プ電極を設け、該パイプ電極を通して反応物のガス、
液、粉末等を供給し噴出しながら被加工体との間に放電
を行い、被覆材もしくは被加工体と化学反応させながら
被覆加工するようにしたので、炭化物、窒化物、硼化
物、珪化物、その他複合化合物を容易に被覆することが
でき、又、前記パイプ電極に被加工体と軽接触状態で回
転を与えると共にサーボ送りを与えるようにしたことか
ら、常に一定の間隙を維持することができ、そこに一定
流量の反応物の供給ができ、これにより反応による被覆
加工を安定に均一に行うことができ、均一で平滑な良好
な被覆層の形成ができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１において、１は被加工体、２は中空パイプ電極
で、この電極２は回転スピンドル３の先端にチャック４
により固定される。５はスピンドル回転モータ、６は回
転モータ及びスピンドルを支持するラムで、上下動自在
に支持され、上端にねじ７を結合し、このねじに回転軸
８を係合させて上下送りを与える。９がＺ軸サーボモー
タ、１０は被加工体１を固定する加工テーブルで、電極
２の対向するＺ軸に直交する平面のＸ軸及びＹ軸に駆動
制御される。１１及び１２がその軸駆動モータ、１３は
各軸モータに制御信号を供給するＮＣ制御装置、１６は
一方を対向する電極２に通電子１４を介して通電し、他
方を被加工体１に接続する加工電源、１５は回転モータ
５に設けたトルクセンサである。１７は電極２及び被加
工体１間の電圧を信号として間隙状態を検出する信号検
出回路、１８は検出信号に応じてサーボ送り制御回路
で、この制御信号をサーボモータ９に加えてサーボす
る。１９は反応物のガス、液、粉末等を供給する反応物
供給装置で、回転スピンドル３の連通する中空路を経て
電極パイプ２に供給し先端から噴出するようにする。
る。図１において、１は被加工体、２は中空パイプ電極
で、この電極２は回転スピンドル３の先端にチャック４
により固定される。５はスピンドル回転モータ、６は回
転モータ及びスピンドルを支持するラムで、上下動自在
に支持され、上端にねじ７を結合し、このねじに回転軸
８を係合させて上下送りを与える。９がＺ軸サーボモー
タ、１０は被加工体１を固定する加工テーブルで、電極
２の対向するＺ軸に直交する平面のＸ軸及びＹ軸に駆動
制御される。１１及び１２がその軸駆動モータ、１３は
各軸モータに制御信号を供給するＮＣ制御装置、１６は
一方を対向する電極２に通電子１４を介して通電し、他
方を被加工体１に接続する加工電源、１５は回転モータ
５に設けたトルクセンサである。１７は電極２及び被加
工体１間の電圧を信号として間隙状態を検出する信号検
出回路、１８は検出信号に応じてサーボ送り制御回路
で、この制御信号をサーボモータ９に加えてサーボす
る。１９は反応物のガス、液、粉末等を供給する反応物
供給装置で、回転スピンドル３の連通する中空路を経て
電極パイプ２に供給し先端から噴出するようにする。
【０００７】ＮＣ制御装置１３によりＸ軸モータ１１及
びＹ軸モータ１２を駆動して、被加工体１上に電極２を
位置出し制御して対向させる。中空パイプ電極２の先端
が被加工体１に接触し、この接触状態で回転モータ５の
駆動制御により回転接触運動させる。そこで加工電源１
６から加工パルスを供給し電極２、被加工体１間にパル
ス放電を繰り返すことによって、電極２材の放電点溶解
部分を微小量づつ被加工体１に転移溶着させる。加工中
の電極２には、間隙の電圧を検出回路１７で検出し、こ
の検出信号を制御回路１８で判別するとか、基準値との
差をとるとかしてサーボ信号を出力し、サーボモータ９
を駆動してサーボ送りを与えることにより、電極２先端
は被加工体１に対して一定の軽接触間隙を維持し、前記
被覆加工を安定に続けることができる。ＮＣ制御装置１
３による各軸モータの駆動制御はトルクセンサ１５の検
出信号により電極２の回転トルクが一定になるよう制御
し、電極２の消耗はサーボモータ９によるサーボにより
常に軽加圧状態を維持して、安定加工ができるよう制御
し、プログラムした形状にしたがってＸ軸、Ｙ軸モータ
１１，１２を駆動して平面送りをするから任意の形状被
覆が容易にできる。
びＹ軸モータ１２を駆動して、被加工体１上に電極２を
位置出し制御して対向させる。中空パイプ電極２の先端
が被加工体１に接触し、この接触状態で回転モータ５の
駆動制御により回転接触運動させる。そこで加工電源１
６から加工パルスを供給し電極２、被加工体１間にパル
ス放電を繰り返すことによって、電極２材の放電点溶解
部分を微小量づつ被加工体１に転移溶着させる。加工中
の電極２には、間隙の電圧を検出回路１７で検出し、こ
の検出信号を制御回路１８で判別するとか、基準値との
差をとるとかしてサーボ信号を出力し、サーボモータ９
を駆動してサーボ送りを与えることにより、電極２先端
は被加工体１に対して一定の軽接触間隙を維持し、前記
被覆加工を安定に続けることができる。ＮＣ制御装置１
３による各軸モータの駆動制御はトルクセンサ１５の検
出信号により電極２の回転トルクが一定になるよう制御
し、電極２の消耗はサーボモータ９によるサーボにより
常に軽加圧状態を維持して、安定加工ができるよう制御
し、プログラムした形状にしたがってＸ軸、Ｙ軸モータ
１１，１２を駆動して平面送りをするから任意の形状被
覆が容易にできる。
【０００８】又、プログラムした形状送りにより一通り
の加工が済んだら、再度同一形状の送りを与えながら被
覆層の上に重ねて被覆することができる。被覆材電極２
には通常外径１〜５ｍｍφ、肉厚０．１〜１ｍｍ、好ま
しくは０．３〜０．５ｍｍ程度の中空パイプが用いら
れ、被加工体１と接触する先端放電面は中空であって回
転により接触全面が移動し、移動速度が、約１ｍ／ｓ程
度以になるよう制御し、これにより放電点の溶着痕は回
転方向に伸され、溶着物は表面を摩擦研磨され平滑表面
に加工される。又、加工中放電被覆間隙には反応ガス等
の反応物が供給される。即ち、反応物供給装置１９から
回転スピンドル３の中空路を経てパイプ電極２に供給さ
れ、このパイプ電極先端から間隙に噴射される。この噴
出ガスが放電によって被覆材と化学反応を起こし化合物
を生成して溶着するようになる。この反応ガスの供給も
間隙がサーボ送りにより一定の間隙に維持されるから、
安定に一定量の反応物が供給され、安定した化学反応を
起こしながら均一に反応物の被覆が行われる。反応物供
給装置１９から供給される反応物はガス、液、粉末とし
て供給されるが、炭化物を化合させる場合はＣＨ，ＣＨ
２，ＣＨ３，ＣＨ４．．．．等、窒化物の化合には
Ｎ２，Ｎ２Ｏ，ＮＨ３．．．．等、珪化物の化合にはＣ
ＨＳｉ，ＳｉＨ４．．．．等、又グラファイト粉末、Ｂ
粉末等、更に混合ガス、混合粉末等を供給し、電極２の
被覆材にＴｉ系、Ｗ系、Ｎｂ系、Ｔａ系、Ｚｒ系、Ｈｆ
系、Ｍｏ系等を用いてＴｉＣ，ＷＣ，Ｂ４Ｃ，Ｔａ
２Ｃ，等の炭化物、ＴｉＮ，ＴａＮ，ＺｒＮ，ＮｂＮ等
の窒化物、ＴｉＢ２，ＺｒＢ，ＨｆＢ２等の硼化物を反
応被覆することができる。又、反応は複合化学反応によ
り複合化合物を生成することもできる。
の加工が済んだら、再度同一形状の送りを与えながら被
覆層の上に重ねて被覆することができる。被覆材電極２
には通常外径１〜５ｍｍφ、肉厚０．１〜１ｍｍ、好ま
しくは０．３〜０．５ｍｍ程度の中空パイプが用いら
れ、被加工体１と接触する先端放電面は中空であって回
転により接触全面が移動し、移動速度が、約１ｍ／ｓ程
度以になるよう制御し、これにより放電点の溶着痕は回
転方向に伸され、溶着物は表面を摩擦研磨され平滑表面
に加工される。又、加工中放電被覆間隙には反応ガス等
の反応物が供給される。即ち、反応物供給装置１９から
回転スピンドル３の中空路を経てパイプ電極２に供給さ
れ、このパイプ電極先端から間隙に噴射される。この噴
出ガスが放電によって被覆材と化学反応を起こし化合物
を生成して溶着するようになる。この反応ガスの供給も
間隙がサーボ送りにより一定の間隙に維持されるから、
安定に一定量の反応物が供給され、安定した化学反応を
起こしながら均一に反応物の被覆が行われる。反応物供
給装置１９から供給される反応物はガス、液、粉末とし
て供給されるが、炭化物を化合させる場合はＣＨ，ＣＨ
２，ＣＨ３，ＣＨ４．．．．等、窒化物の化合には
Ｎ２，Ｎ２Ｏ，ＮＨ３．．．．等、珪化物の化合にはＣ
ＨＳｉ，ＳｉＨ４．．．．等、又グラファイト粉末、Ｂ
粉末等、更に混合ガス、混合粉末等を供給し、電極２の
被覆材にＴｉ系、Ｗ系、Ｎｂ系、Ｔａ系、Ｚｒ系、Ｈｆ
系、Ｍｏ系等を用いてＴｉＣ，ＷＣ，Ｂ４Ｃ，Ｔａ
２Ｃ，等の炭化物、ＴｉＮ，ＴａＮ，ＺｒＮ，ＮｂＮ等
の窒化物、ＴｉＢ２，ＺｒＢ，ＨｆＢ２等の硼化物を反
応被覆することができる。又、反応は複合化学反応によ
り複合化合物を生成することもできる。
【０００９】次に、具体的実施例について説明すると、
パルプ電極に外径３ｍｍφの肉厚０．５ｍｍのＴｉ材を
用い、このパイプ電極からＮ２ガスを１５ｍｌ／ｍｉｎ
で噴出し、Ｉｐ＝１５Ａ、τｏｎ＝５μｓの放電を行っ
て被覆加工したとき、Ｓ５５Ｃ材の表面に厚さ１５μｍ
のＴｉＮを被覆できた。又、３ｍｍφのＷ電極を用い、
このパイプ電極から５μφのグラファイト粒をＡｒガス
をキャリアとして、１０ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給し、
同一放電条件で放電被覆したとき、Ｗ２ＣとＷＣの複合
化合物を合成できた。又、前記のＴｉ材パイプ電極を用
い、グラファイト粉とＢ粉をＡｒガスに混合して２０ｍ
ｌ／ｍｉｎの流量で噴出させたとき、同一放電条件でＴ
ｉとＢとＣの合成材の被覆ができ、硬度は４２００Ｈｖ
を得ることができた。以上のいずれの加工においてもパ
イプ電極を間隙の電圧を検出し、これを信号としてＺ軸
方向のサーボ送りを行いながら加工した。このサーボを
行わないで前記ＴｉＮ被覆加工をしたときはＮ／Ｔｉは
最良でも０．３５で、格子定数も４．２１７Åであった
が、サーボすることによってＮ／Ｔｉは１．１０で格子
定数４．２２５Åであった。尚、サーボ送りする信号と
しては電極、被加工体間の電圧以外に、平均電流、抵抗
インピーダンス、押圧力等を信号として検出することが
できる。
パルプ電極に外径３ｍｍφの肉厚０．５ｍｍのＴｉ材を
用い、このパイプ電極からＮ２ガスを１５ｍｌ／ｍｉｎ
で噴出し、Ｉｐ＝１５Ａ、τｏｎ＝５μｓの放電を行っ
て被覆加工したとき、Ｓ５５Ｃ材の表面に厚さ１５μｍ
のＴｉＮを被覆できた。又、３ｍｍφのＷ電極を用い、
このパイプ電極から５μφのグラファイト粒をＡｒガス
をキャリアとして、１０ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給し、
同一放電条件で放電被覆したとき、Ｗ２ＣとＷＣの複合
化合物を合成できた。又、前記のＴｉ材パイプ電極を用
い、グラファイト粉とＢ粉をＡｒガスに混合して２０ｍ
ｌ／ｍｉｎの流量で噴出させたとき、同一放電条件でＴ
ｉとＢとＣの合成材の被覆ができ、硬度は４２００Ｈｖ
を得ることができた。以上のいずれの加工においてもパ
イプ電極を間隙の電圧を検出し、これを信号としてＺ軸
方向のサーボ送りを行いながら加工した。このサーボを
行わないで前記ＴｉＮ被覆加工をしたときはＮ／Ｔｉは
最良でも０．３５で、格子定数も４．２１７Åであった
が、サーボすることによってＮ／Ｔｉは１．１０で格子
定数４．２２５Åであった。尚、サーボ送りする信号と
しては電極、被加工体間の電圧以外に、平均電流、抵抗
インピーダンス、押圧力等を信号として検出することが
できる。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明は、被覆材電極に中
空パイプ電極を設け、外パイプ電極を通して反応物のガ
ス、液、粉末等を供給し噴出しながら被加工体との間に
放電を行い、被覆材もしくは被加工体と化学反応させな
がら被覆加工するようにしたので、炭化物、窒化物、硼
化物、珪化物、その他複合化合物を容易に被覆すること
ができ、又、前記パイプ電極に被加工体と軽接触状態で
回転を与えると共にサーボ送りを与えるようにしたこと
から、常に一定の間隙を維持することができ、そこに一
定流量の反応物の供給ができ、これにより反応による被
覆加工を安定に均一に行うことができ、均一で平滑な良
好な被覆層の形成ができる。
空パイプ電極を設け、外パイプ電極を通して反応物のガ
ス、液、粉末等を供給し噴出しながら被加工体との間に
放電を行い、被覆材もしくは被加工体と化学反応させな
がら被覆加工するようにしたので、炭化物、窒化物、硼
化物、珪化物、その他複合化合物を容易に被覆すること
ができ、又、前記パイプ電極に被加工体と軽接触状態で
回転を与えると共にサーボ送りを与えるようにしたこと
から、常に一定の間隙を維持することができ、そこに一
定流量の反応物の供給ができ、これにより反応による被
覆加工を安定に均一に行うことができ、均一で平滑な良
好な被覆層の形成ができる。
【図１】本発明の一実施例構成図。
１ 被加工体 ２ パイプ電極 ３ 回転スピンドル ４ チャック ５ 回転モータ ８ 回転軸 ９ サーボモータ １０ 加工テーブル １１，１２ モータ １３ ＮＣ制御装置 １６ 加工電源 １７ 間隙状態検出回路 １８ サーボ制御回路 １９ 反応物供給装置
Claims (1)
- 【請求項１】 被覆材電極に中空パイプ電極を設け、該
パイプ電極を通して反応物のガス、液、粉末等を供給す
る反応物供給装置を設け、該反応物供給装置から供給さ
れる反応物を噴出する前記パイプ電極を保持し、先端を
被加工体に対向させた状態で回転を与えると共にサーボ
送りする加工ヘッドを設け、更に前記パイプ電極と被加
工体間に放電用パルスを供給する加工電源を設けたこと
を特徴とする放電被覆加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25182592A JPH0657402A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 放電被覆加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25182592A JPH0657402A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 放電被覆加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657402A true JPH0657402A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=17228484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25182592A Pending JPH0657402A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 放電被覆加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100466271B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2005-01-13 | 강신만 | 방전 경화를 이용한 금형 표면 처리 방법 및 장치 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP25182592A patent/JPH0657402A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100466271B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2005-01-13 | 강신만 | 방전 경화를 이용한 금형 표면 처리 방법 및 장치 |
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