![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
すみません。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
こんな形の治具を
作りたいんですが
製作可能ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
加工は大丈夫ですけど、
『放電加工』で
加工するので
かなり高くなりますよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
一般的な切削加工では
ダメなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
四角穴の加工は、
刃物を回して加工する
切削加工では
加工できません。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
確かに、エンドミルは
回転させて加工するので、
角部が丸くなりますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
四角ボルトの頭を
回すだけなので
出来るだけ安くしたいです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
では、角部を逃がすなど
形状を変えて
加工しましょうか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
角部を逃がした加工で
お願いできますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
という、やりとりがありました。
今回は、『放電加工』について
簡単にわかりやすく
紹介していきたいと思います。
放電加工とは?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そもそも、『放電加工』
ってなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
私の分かる範囲での
説明になりますが
大丈夫ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず『放電加工』は、
JIS規格で特殊加工機械に
分類されている
『放電加工機』を使って
行う加工のことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
『放電加工機』って
どんな加工をする
加工機なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
放電加工機は、
JIS規格で
13100 放電加工機
工作物と電極との間の放電現象を
利用して除去加工を行う工作機械。
引用:JIS B 0105
工作機械−名称に関する用語
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
正直、
よく分かりません。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
工作物とか電極って
なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
工作物は、
加工される材料のことで
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
電極は、電流を流すために
使う導体のことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして
『放電加工』は、
加工液の中で工作物と電極の間に
毎秒数千回~数万回もパルス状の
アーク放電を繰り返し発生させて
工作物を溶融除去する加工法です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2022/05/arc.jpg)
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
パルスってなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ここで言うパルスとは、
短時間で電流をON/OFFする
切換えのことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、アーク放電って
なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
身近な例でいうと、
電気が流れている電化製品の
プラグをコンセントから
引き抜いた時にできる隙間に、
発生する火花がアーク放電です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
電気による火花を人工的に
発生させて、工作物を
溶かす加工が『放電加工』
なんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
でも、
火花で溶かすなんて
めちゃくちゃ高温
になりませんか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
アーク放電で出る火花の温度は、
およそ6000℃と、とても高温です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうですよね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なので、
工作物の冷却や加工ゴミの排出を
行うために、電気を通さない油や
導電率を低くした水といった
加工液の中で加工を行います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
加工による工作物の
発熱を防ぐために
加工液の中で
加工するんですね。
-
『放電加工』とは、工作物と
電極の間に毎秒数千回~数万回も
パルス状のアーク放電を発生させ
工作物を溶融除去する加工法。 -
『放電加工』でいうパルスとは、
短時間で電流をON/OFFする
切換えのこと。 -
電気が流れている電化製品の
プラグをコンセントから
引き抜いた時に発生する
火花もアーク放電。 -
アーク放電で出る火花の温度は、
およそ6000℃と、とても高温。 -
工作物の冷却や加工ゴミの排出を
行うために、電気を通さない油や
導電率を低くした水といった
加工液の中で加工を行う。
放電加工の用途と特徴
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
『放電加工』が、
アーク放電で加工する
ことは分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
でも、どういうときに
『放電加工』が
必要なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず『放電加工』は、
アーク放電による加工の為、
導電性を持つ素材であれば、
焼入れ材や超硬合金など、切削加工では
歯が立たないような硬い素材でも
『放電加工』を行うことが可能です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
導電性の素材であれば
どんな硬い素材でも
加工できるんですね!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
しかも、最近では
補助電極を使えば、絶縁性セラミック
でも加工が可能と言われています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
加工を検討されている方は、
一度、加工屋さんに
相談してみて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
絶縁性セラミックの様な
切削加工が難しい
素材でも加工できるかも
しれないんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『放電加工』は、
刃物のように回転させる必要が
ないので、角穴加工が可能なうえ、
切削加工では難しい小径の深穴加工や
細い溝加工が可能なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
好きな形状に加工が
できるのはいいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
でも、なぜ『放電加工』は、
加工費が高くなるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『放電加工』は、
工作物を少しづつ溶かしながら
加工するので、切削加工より
加工速度が遅くなってしまい
加工費が高くなってしまいます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
加工に時間がかかるので
加工費が高く
なってしまうんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ちなみに、アーク放電で
加工すると、加工面は
どうなりますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『放電加工』での加工は、
アーク放電による火花を繰り返し
発生させ、クレーター状の
小さなくぼみを無数に作り
目的の形状に仕上げていきます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
無数のクレーターを
作る加工だと、表面が
ザラザラになりませんか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ザラザラになります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なので、このくぼみを
小さくすればするほど
表面粗さや精度をよく
することが出来ます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして、表面粗さは
- 放電エネルギー
- 加工速度
- 加工液
- 電極精度
で調整することが出来ます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
製品の要求に応じた
条件で加工する
必要があるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
さらに必要に応じて、
加工面を磨くなどして
表面粗さを仕上げます。
-
導電性を持つ素材であれば、
どんな硬さでも『放電加工』を
行うことが可能。 -
補助電極を使えば、
絶縁性セラミックでも加工が
可能と言われている。 -
『放電加工』は、刃物のように
回転させる必要がないので、
角穴加工が可能なうえ、小径の
深穴加工や細い溝加工が可能。 -
『放電加工』は、工作物を少しづつ
溶かしながら加工していくため、
加工費が高くなってしまう。 -
『放電加工』は、アーク放電による
火花を繰り返し発生させて、
目的の形状に仕上げていく。 -
放電エネルギー・加工速度・
加工液・電極精度などで
精度や表面粗さを調整する。
形彫り放電加工とワイヤ放電加工
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
『放電加工機』の種類に
ついて教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『放電加工機』は、
大きく分けて
- 形彫り放電加工機
- ワイヤ放電加工機
の2種類があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
詳しく教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
形彫り放電加工機は、
JIS規格で
13101 形彫り放電加工機
工作物と総形又は棒状の
工具電極との間の放電現象を
利用して加工を行う放電加工機。
引用:JIS B 0105
工作機械−名称に関する用語
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
形彫り放電加工機は、
切削加工等によって製作した
電極を、放電加工で工作物に
転写する放電加工機です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2022/05/sinking-electrical.jpg)
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
また、
電極の回転を制御することで
スパイラルやねじれ形状といった
複雑な形状の加工も出来ます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ワイヤ放電加工機に
ついても教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ワイヤ放電加工機は、
JIS規格で
13102 ワイヤ放電加工機
工作物と走行するワイヤ電極との
間の放電現象を利用して
加工を行う放電加工機。
引用:JIS B 0105
工作機械−名称に関する用語
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ワイヤ放電加工機は、
直径0.02~0.3mmの導電性ワイヤを
電極として、糸のこぎりのように
切り抜く放電加工機です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
また、
上下のワイヤの位置を制御することで
ワイヤを傾けることが可能となり、
テーパカットや上下異形状に
加工することが出来ます。
-
『放電加工機』は、大きく
分けて、形彫り放電加工機と
ワイヤ放電加工機の2種類がある。 -
形彫り放電加工機とは、
切削加工等によって製作した
電極を、放電加工で工作物に
転写する放電加工機のこと。 -
形彫り放電加工機は、
電極の回転を制御することで
スパイラルやねじれ形状といった
複雑な形状の加工も出来る。 -
ワイヤ放電加工機とは、直径
0.02~0.3mmの導電性ワイヤを
電極として、糸のこぎりのように
切り抜く放電加工機のこと。 -
ワイヤ放電加工機は、上下の
ワイヤ位置を制御することで
テーパカットや上下異形状に
加工することが出来る。
電極の種類
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
形彫り放電加工に使う
電極の材質には、
どんな種類がありますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
形彫り放電加工に
使用する電極の材質には、
- 純銅
- グラファイト
- タングステン合金
などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なにが違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
形彫り放電加工の電極は、
コストが安価で、電気抵抗が少なく
熱伝導率が高い『純銅』が、
最も多く使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
電極の素材は、
『純銅』が多いんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ただ『純銅』は、
剛性が低いので反りやバリが
発生しやすいうえ、熱膨張が大きいので
加工中に発生する熱によって寸法変化が
起きやすいという弱点があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
安価で使いやすいけど、
変形しやすいんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では次に、
『グラファイト』
について教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
炭素からできている
『グラファイト』は
一般用や精密用といった
製法や粒度によって特性が違う
製品グレードがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
目的に応じた
製品グレードを選ぶ
必要があるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ただ『純銅』と比べ、
- 機械加工による変形が少ない
- 熱膨張が小さい
- 電極の消耗が小さい
といった特徴があり、最近では
高速加工や微細加工などで多く
使用されるようになってきました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
最近では、
『グラファイト』の電極が
増えてきているんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そのようです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
最後に
『タングステン合金』を
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『タングステン合金』は、
主に
- 銅タングステン
- 銀タングステン
が電極に使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どんな特徴がありますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『タングステン合金』は、
価格がとても高いのが難点ですが、
高硬度な素材なので微細で高精度な
加工ができ、超硬合金の放電加工に
使用されます。
-
形彫り放電加工に使用する電極の
材質には、純銅・グラファイト・
タングステン合金などがある。 -
形彫り放電加工の電極は、
コストが安価で、電気抵抗が少なく
熱伝導率が高い『純銅』が、
最も多く使用されている。 -
『純銅』は、剛性が低いので
反りやバリが発生しやすいうえ、
熱膨張が大きいので加工中に
発生する熱によって寸法変化が
起きやすい。 -
『グラファイト』は、
変形が少ない・熱膨張が小さい・
電極消耗が小さいといった
特徴があり、最近では高速加工や
微細加工などに多く使用される。 -
『タングステン合金』は、価格が
とても高いが、高硬度なため
微細で高精度な加工ができ、
超硬合金の放電加工に使用される。
まとめ
『放電加工』は、耐久性が必要な部品や
切削加工では困難な部品の加工に
使用されています。
ただし『放電加工』は、加工速度が遅く
電極の製作が必要なため、
加工費が高くなってしまいます。
なるべく『切削加工』で製作し、
付加価値の高い加工の場合だけ
『放電加工』を行うことを
お勧めします。
ありがとうございました。