JPH0565293B2 - - Google Patents
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- JPH0565293B2 JPH0565293B2 JP7223984A JP7223984A JPH0565293B2 JP H0565293 B2 JPH0565293 B2 JP H0565293B2 JP 7223984 A JP7223984 A JP 7223984A JP 7223984 A JP7223984 A JP 7223984A JP H0565293 B2 JPH0565293 B2 JP H0565293B2
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- 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
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は放電加工によつて金型を製作する放
電による金型の製作方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a mold by electrical discharge machining.
従来、金型を製作するのに放電加工を利用する
場合が多く、その際、金型を構成する金型素材は
工具鋼、ステンレス鋼あるいはタングステンカー
バイト等が一般に用いられている。そして、その
金型素材を放電加工するに当たつて、目的とする
形状に至る前段階まで加工速度の観点から荒加工
を施すのが一般的で、荒加工時の電極消耗は鉄鋼
対銅あるいは鉄鋼対グラフアイトのように低消耗
加工の成り立つ条件と言えども1〜0.5%程度の
電極消耗はさけられず、電極形状の崩れなどを避
け得なかつた。このため、目的とする形状に加工
するのに仕上用の電極をも必要とし、数本の電極
を用意せざるを得なかつた。
Conventionally, electric discharge machining is often used to manufacture molds, and in this case, tool steel, stainless steel, tungsten carbide, or the like is generally used as the mold material constituting the mold. When performing electric discharge machining on the mold material, it is common to perform rough machining from the viewpoint of machining speed before reaching the desired shape, and the electrode wear during rough machining is different from that of steel versus copper. Even if low-consumption machining is possible, such as in the case of steel vs. graphite, electrode consumption of about 1 to 0.5% cannot be avoided, and deformation of the electrode shape cannot be avoided. For this reason, finishing electrodes were also required to process the material into the desired shape, and several electrodes had to be prepared.
又、金型素材を組合わせて金型として使用する
場合、第1の金型素材と、この第1の金型素材と
の間で所要の金型を構成する第2の金型素材を供
に鉄鋼材から構成する場合が多く、従つて放電加
工も鉄鋼対鉄鋼の組合せで加工できれば、第1の
金型素材と第2の金型素材を夫々別々に加工して
組合せるよりも加工精度、完成までの時間が短く
なる事は当然である。しかし、鉄鋼対鉄鋼の加工
は銅電極やグラフアイト電極を用いる時のように
は低消耗加工が不可能であり、通常10〜20%程度
の消耗は避ける事が出来なかつた。 In addition, when mold materials are combined and used as a mold, a first mold material and a second mold material that forms a required mold between the first mold material and the first mold material are provided. In many cases, the mold material is made of steel, so if electrical discharge machining can be performed by combining steel with steel, the machining accuracy will be higher than if the first mold material and the second mold material are processed separately and then combined. , it is natural that the time to completion will be shorter. However, in steel-to-steel machining, it is not possible to achieve low consumption processing as when using copper electrodes or graphite electrodes, and it is usually impossible to avoid consumption of about 10 to 20%.
この発明は上記問題点に着目してなされたもの
で、次の事項を目的とするものである。
This invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has the following objectives.
(1) 鉄鋼対鉄鋼の組合せの放電加工においても、
銅やグラフアイト電極を使用した時のような1
%程度の低消耗加工を可能とすること。(1) Even in electrical discharge machining of steel-to-steel combinations,
1, such as when using copper or graphite electrodes.
It is possible to perform machining with low consumption of about %.
(2) 一つの電極で目的とする形状が迅速に加工で
きると共に、上記目的とする形状に加工された
ものが金型素材として使用可能とすること。(2) The desired shape can be quickly processed with a single electrode, and the material processed into the desired shape can be used as a mold material.
以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明
する。第1図において、1は第2図にその斜視図
を示す第1の金型素材、2は第1の金型素材1を
収納する箱体、3は炭素鋼または特殊鋼からなる
ワイヤ状または棒状の溶射素材、4は溶射素材3
を送り出す送り出しローラ、5は送り出しローラ
4を駆動する駆動装置、6は溶射素材3を溶かす
酸素アモチレンガス等の溶融用気体供給装置、7
は溶融用気体供給装置6からの気体8により溶融
した溶射素材3をスプレー状の粒子9にするため
の炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等に圧縮さ
れた不活性ガスである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a first mold material whose perspective view is shown in FIG. 2, 2 is a box for storing the first mold material 1, and 3 is a wire-shaped or Rod-shaped thermal spraying material, 4 is thermal spraying material 3
5 is a drive device that drives the delivery roller 4; 6 is a melting gas supply device such as oxygen amoethylene gas that melts the thermal spraying material 3; 7
is an inert gas compressed into carbon dioxide gas, nitrogen gas, argon gas, etc. for turning the thermal spray material 3 melted by the gas 8 from the melting gas supply device 6 into spray-like particles 9.
又、10は噴出ノズル、11は不活性ガスの供
給装置、20は第1の金型素材1に形成される溶
射層で、後述方法により第1の金型素材1と所要
の金型を構成する第2の金型素材となるものであ
る。 Further, 10 is an ejection nozzle, 11 is an inert gas supply device, and 20 is a thermal spray layer formed on the first mold material 1, which forms a required mold with the first mold material 1 by the method described below. This material becomes the second mold material.
次に上記構成による溶射層12の製作方法につ
いて説明する。 Next, a method of manufacturing the sprayed layer 12 having the above structure will be explained.
先ず、箱体2内に第1の金型素材1を固定し、
この第1の金型素材1の面上に溶射素材3のスプ
レー状の粒子9を噴射する。なお、このスプレー
状の粒子9は、溶射素材3を駆動装置5とローラ
4とにより噴出ノズル10内を送給しつつ、溶射
用気体8で溶融し、圧縮された不活性ガス7で第
1の金型素材1に向つて噴射される。上記不活性
ガス7を用いるのは粒子9の酸化を防ぐためであ
るが、不活性ガス7を用いず圧縮空気を用いても
よい。この圧縮空気を用いる場合は、酸化物が混
入するので、溶射後、水素ガス、一酸化炭素など
の雰囲気中で環元焼鈍を行ない、酸化物を環元し
ておく必要がある。 First, the first mold material 1 is fixed inside the box body 2,
Spray-like particles 9 of the thermal spray material 3 are injected onto the surface of the first mold material 1. The spray-like particles 9 are produced by feeding the thermal spraying material 3 through the jet nozzle 10 by the driving device 5 and the roller 4, melting it with the thermal spraying gas 8, and melting it with the compressed inert gas 7. is injected toward the mold material 1. Although the inert gas 7 is used to prevent oxidation of the particles 9, compressed air may be used instead of the inert gas 7. If this compressed air is used, oxides will be mixed in, so it is necessary to perform ring annealing in an atmosphere of hydrogen gas, carbon monoxide, etc. after thermal spraying to remove the oxides.
上記の方法により、溶射素材3のスプレー状の
粒子9を、第1の金型素材1に3〜5mm程度の厚
みの溶射層12が形成されるまで噴射する。この
溶射層12を第1の金型素材1から離脱させる
と、これは第1の金型素材1に対して転写された
形状をもつことになる。なおこの際、第1の金型
素材1に離型剤を塗布することにより、溶射層1
2の離脱は容易となる。溶射層12を離脱させた
後、これを上下逆転させた状態とし、第1の金型
素材1と当接していた方の面に、溶射層12をバ
ツクアツプするための亜鉛合金または超塑性合金
(鉛−錫合金)などの溶融金属を流し込み、必要
に応じて加圧する。 By the above method, spray particles 9 of the thermal spray material 3 are sprayed onto the first mold material 1 until a thermal spray layer 12 with a thickness of about 3 to 5 mm is formed. When this sprayed layer 12 is separated from the first mold material 1, it will have a shape transferred to the first mold material 1. At this time, by applying a mold release agent to the first mold material 1, the thermal spray layer 1
2 will be easier to leave. After the sprayed layer 12 is removed, it is turned upside down and a zinc alloy or superplastic alloy ( Molten metal (such as lead-tin alloy) is poured in, and pressure is applied as necessary.
次に前記のようにして製作された溶射層12を
第2の金型素材として仕上げる方法について説明
する。なお、第1の金型素材1が離脱させた溶射
層12が、そのまま第2の金型素材として使用で
きないのは、離脱の際、若干の変形はさけられ
ず、変形したままの状態では高精度化の要求され
る金型には不適当であるからである。 Next, a method of finishing the sprayed layer 12 produced as described above as a second mold material will be described. The thermal sprayed layer 12 removed from the first mold material 1 cannot be used as the second mold material as it is because it is unavoidable to be slightly deformed when it is removed, and if it remains deformed it will become expensive. This is because it is unsuitable for molds that require high precision.
第3図は金型の放電加工による製作方法を説明
するための図で、この図において第1図、第2図
と同一符号は同一もしくは相当部分を示してお
り、30は加工槽、31は加工槽30内に収納さ
れる加工液、32は電極送り装置で、第1の金型
素材1に主軸送りに加えて揺動運動を与えるもの
である。33は加工電源装置で、第1の金型素材
1が正極、溶射層12が負極に接続されている。 FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing method of a mold by electrical discharge machining. In this diagram, the same reference numerals as in FIGS. The machining fluid 32 stored in the machining tank 30 is an electrode feeding device which gives the first mold material 1 an oscillating motion in addition to main shaft feeding. 33 is a processing power supply device, in which the first mold material 1 is connected to a positive electrode and the sprayed layer 12 is connected to a negative electrode.
上記構成により、第1の金型素材1と溶射層1
2を加工液31中で微少間〓を介して対向させ、
周知の放電加工を行なうことにより、溶射層12
は第1の金型素材1と共に金型を構成する第2の
金型素材に仕上げられる。なお、溶射層12は第
1の金型素材1を転写したものであるから、大体
において第1の金型素材1と合致しており、放電
加工による取り代は少なくてすむから、放電加工
による加工時間は極めて少ない。 With the above configuration, the first mold material 1 and the sprayed layer 1
2 facing each other with a slight gap in the machining fluid 31,
By performing well-known electrical discharge machining, the sprayed layer 12
is finished into a second mold material that constitutes a mold together with the first mold material 1. In addition, since the thermal spray layer 12 is a transfer of the first mold material 1, it roughly matches the first mold material 1, and the amount of machining required by electrical discharge machining is small. Processing time is extremely short.
以上のように金型は製作されるのであるが、次
に、この発明を完成させるに至る実験で見出され
た事実、即ち、溶射金属層に対して鉄鋼電極を使
用して放電加工を行なつた際、低消耗加工が成立
する論理について説明する。即ち、溶射金属は溶
融金属をスプレー状に吹きつけたものであるため
に、多孔質となつている。そのために熱伝導が著
しく低下し、1/3程度にもなりうる。そうなると、
放電加工による消耗量が増加することを発見し
た。 The mold is manufactured as described above, but next, we will discuss the fact discovered in the experiments that led to the completion of this invention. The logic behind low consumption machining is explained below. That is, thermal spray metal is porous because it is made by spraying molten metal onto the metal. As a result, heat conduction decreases significantly, possibly by as much as 1/3. In that case,
It was discovered that the amount of wear caused by electrical discharge machining increases.
現に、低消耗を容易に実現できる銅電極でさえ
も、溶射によつて製作したものは鉄鋼の加工に対
しても20〜30%の消耗比を示す。 In fact, even with copper electrodes that can easily achieve low consumption, those manufactured by thermal spraying show a consumption ratio of 20 to 30% when processing steel.
その理由は多孔質で熱伝導が悪くなるからであ
る。 The reason for this is that it is porous and has poor heat conduction.
放電加工電極の低電極消耗の原理は次に通り説
明できる。 The principle of low electrode wear of electrical discharge machining electrodes can be explained as follows.
消耗比を材料の性質から見れば、その材料の融
点(θm)と熱伝導率(λ)との積θm・λによつ
て考えるのがよい、θm・λの小さい材料(多孔
質材料など)が溶融しても、θm・λの大きい材
料は単に温度上昇するだけで加工しない領域があ
る。すなわち、材料には加工に要する最低エネル
ギー密度があり、θm・λの大きいものは最低エ
ネルギー密度が高く、θm・λの小さいものは最
低エネルギー密度が低いので、電極低消耗加工は
この間のエネルギー密度の間を選べば、一方は加
工され他方は加熱されるだけで加工はしないこと
となる。 When looking at the consumption ratio from the property of the material, it is best to think of it in terms of the product θm・λ of the material's melting point (θm) and thermal conductivity (λ). Materials with small θm・λ (such as porous materials) Even if the material has a large value of θm・λ, there is a region where the material simply experiences a temperature rise and is not processed. In other words, each material has a minimum energy density required for machining, and materials with large θm and λ have a high minimum energy density, and materials with small θm and λ have a low minimum energy density, so low electrode consumption machining requires a minimum energy density between these If you choose between them, one will be processed and the other will only be heated and not processed.
溶射電極の場合もこれと同様で、本来、同じよ
うな素材であれば溶射された方はθm・λが小さ
くなり、本来同一の材料に対しても低消耗加工を
示すことになる。 The same is true for thermal sprayed electrodes; if they are made of the same material, the thermally sprayed one will have smaller θm and λ, which means that even the same material can be processed with low consumption.
以上、この発明の実施例について詳述したが、
第2の金型素材を作るに際し、粉末金属を焼結す
る場合も同様の多孔質金属となるから、溶射金属
の代りに粉末鉄粉(あるいは粉末鉄合金鉄粉)等
を入れた箱体をそのまま用いてプレス加工し、焼
成することができ、焼成後同じように放電加工で
仕上げればよい。 The embodiments of this invention have been described in detail above, but
When making the second mold material, a similar porous metal is obtained when powdered metal is sintered, so a box containing powdered iron powder (or powdered iron alloy iron powder) etc. is used instead of sprayed metal. It can be used as it is, pressed and fired, and after firing it can be finished by electric discharge machining in the same way.
なお、金型を構成する第1の金型素材と第2の
金型素材との間に〓間を必要とする時には数値制
御放電加工を用いて揺動加工を行なえば、所望の
〓間を得ることができる。 Note that when a gap is required between the first mold material and the second mold material that make up the mold, the desired distance can be achieved by performing swing machining using numerically controlled electrical discharge machining. Obtainable.
以上のようにこの発明は、第1の金型素材と、
上記第1の金型素材との間で所要の金型を構成す
る第2の金型素材とからなる金型を放電により製
作する際、上記第2の金型素材を多孔質金属体で
構成すると共に、この第2の金型素材を消耗する
極性側の電極とし、上記第1の金型素材を他の極
性側の電極として両者間に放電を形成して金型を
製作するようにしたので、高精度で安価に早く金
型を製作することができ、工業上極めて有効であ
る。
As described above, the present invention includes a first mold material,
When manufacturing a mold consisting of the first mold material and a second mold material constituting a required mold by electric discharge, the second mold material is made of a porous metal body. At the same time, the second mold material is used as the consumable polar side electrode, and the first mold material is used as the other polar side electrode, and a discharge is formed between the two to produce the mold. Therefore, molds can be manufactured quickly with high precision at low cost, and are extremely effective industrially.
また、加工液中で放電加工によつて加工された
溶射層の表面は、一度溶融して再凝固した表面層
となり、加工表面自体が浸炭され固くなる。 Further, the surface of the sprayed layer machined by electric discharge machining in the machining fluid becomes a surface layer that is once melted and re-solidified, and the machined surface itself becomes carburized and hardened.
図はこの発明の一実施例による放電加工による
金型の製作法を説明するためのもので、第1図は
第1の金型素材の表面上に溶射層を形成する状態
を示す図、第2図は第1の金型素材の斜視図、第
3図は放電加工により金型を製作する状態を示す
図である。
図において、1は第1の金型素材、12は溶射
層、31は放電加工液、32は電極送り装置、3
3は加工電源装置である。なお、図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
The figures are for explaining a method of manufacturing a mold by electric discharge machining according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the first mold material, and FIG. 3 is a diagram showing a state in which the mold is manufactured by electrical discharge machining. In the figure, 1 is the first mold material, 12 is the thermal spray layer, 31 is the electrical discharge machining fluid, 32 is the electrode feeding device, 3
3 is a processing power supply device. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
間で所要の金型を構成する第2の金型素材とから
なる金型を放電により製作する方法において、上
記第2の金型素材を多孔質金属体で構成すると共
に、この第2の金型素材を消耗する極性側の電極
とし、上記第1の金型素材を他の極性側の電極と
して両者間に放電を形成して金型を製作する放電
による金型の製作方法。 2 第2の金型素材は、第1の金型素材に所要の
厚さの金属溶射層を形成した後、この金属溶射層
を剥離して構成したものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の放電による金型の製
作方法。 3 第2の金型素材は、第1の金型素材をモデル
として金属粉末成形を行なつた後、これを焼結し
て構成したものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の放電による金型の製作方法。 4 第1の金型素材と第2の金型素材との間に揺
動運動を与えて放電加工を行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の放電による金型の
製作方法。[Scope of Claims] 1. A method of manufacturing a mold by electric discharge, which consists of a first mold material and a second mold material that constitutes a required mold between the first mold material and the above-mentioned first mold material. The second mold material is made of a porous metal body, the second mold material is used as a consumable polar electrode, and the first mold material is used as another polar electrode. A mold manufacturing method using electric discharge, in which a mold is manufactured by forming electric discharge between the two. 2. The second mold material is formed by forming a sprayed metal layer of a required thickness on the first mold material and then peeling off the sprayed metal layer. A method for manufacturing a mold by electric discharge according to scope 1. 3. Claim 1, characterized in that the second mold material is formed by molding metal powder using the first mold material as a model and then sintering it. The method of manufacturing a mold using electrical discharge as described. 4. The method of manufacturing a mold by electric discharge according to claim 1, characterized in that electric discharge machining is performed by applying a rocking motion between the first mold material and the second mold material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223984A JPS60217023A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Method of manufacturing metal mold by electro-spark machining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223984A JPS60217023A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Method of manufacturing metal mold by electro-spark machining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217023A JPS60217023A (en) | 1985-10-30 |
| JPH0565293B2 true JPH0565293B2 (en) | 1993-09-17 |
Family
ID=13483535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223984A Granted JPS60217023A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Method of manufacturing metal mold by electro-spark machining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217023A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2655302B2 (en) * | 1993-05-27 | 1997-09-17 | 株式会社三條機械製作所 | Cutting blade reforming method |
| CN102848039B (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-16 | 苏州东方模具科技股份有限公司 | Tool and fixture structure arranged on electric discharge machine for machining glass die punch |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7223984A patent/JPS60217023A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60217023A (en) | 1985-10-30 |
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