[发明专利]在工件上形成针点浇口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工具电极与导电性的工件之间产生放电来对工件进行加工的放电加工方法。本发明尤其涉及一种使用工具电极来在工件上形成针点浇口(pin point gate)的方法。

背景技术

放电加工装置是对包含钢铁或者超硬合金的工件精密地进行加工的工作机械。超硬合金是将金属碳化物的粉末烧结而成的合金。工具电极通常安装在放电加工装置的主轴头。工具电极的材料为例如石墨(graphite)、铜、铜合金。工件配置在贮存着介电液(dielectric fluid)的加工槽中。介电液为例如灯油(lamp oil)或者比电阻(specific resistance)高的水。使工具电极移动到非常接近于工件的位置。形成在工具电极与工件之间的微小的空隙被称作“加工间隙”。

在放电加工中，放电加工装置对加工间隙施加电压脉冲(pulse)。其结果，介电液的绝缘受到破坏而在加工间隙产生放电。该放电也被称作火花放电，将工件中的微量的材料熔融除去。通过反复进行放电，而在工件上形成形状与工具电极一致的孔。放电加工装置为将加工间隙维持在固定大小，伴随工件材料的除去而使工具电极向工件前进。工具电极的前进方向通常为铅直向下。

注射成形(injection molding)装置是向模具的空腔(cavity)中注入树脂并进行成形的机械。空腔的入口被称作浇口(gate)或者注口(pouring gate)。向浇口导引树脂的通道被称作浇道(runner)或者注道。针点浇口是一种浇口，其具有φ为0.3mm～1.2mm的小开口。针点浇口也被称作针浇口(pin gate)。图1(I)中的参照编号44表示针点浇口的一例。针点浇口44伴随有浇道43。

日本公开专利公报11-058114中，揭示有加工出针点浇口的特殊的中心钻(center drill)。然而，一般而言，具有针点浇口的模具是通过放电加工装置来制作的。图3表示用以放电加工出针点浇口的工具电极的一例。由铜构成的工具电极10通过手柄(shank)8夹持在放电加工装置的主轴头(未图示)。工具电极10具有20°角的前端。除前端以外工具电极10的侧面倾斜2°。工具电极10具有较大的长宽比(aspect ratio)，因此其刚性较小。

工具电极在放电加工中会产生消耗。消耗率是工具电极的消耗重量(g)相对于工件的损耗量(g)的比率(％)。或者，消耗率是工具电极的长度的减少量(mm)相对于工件中所形成的孔的深度(mm)的比率(％)。对于具有较大的长宽比的工具电极10而言，采用后一消耗率。在大部分情况下，考虑到工具电极的消耗，为形成一个针点浇口而准备着多个工具电极。

日本公开专利公报2002-059316号中，揭示有一种用以使具有微细的直径的工具电极成形的放电加工装置。然而，此种放电加工装置难以笔直地制作细长的锥形(tapered)工具电极。因此，细长的锥形工具电极是通过机械加工来制作的。进行此种机械加工的工作机械为例如车床或者加工中心机(machining center)。

图4表示形成针点浇口的以往的方法。图中的箭头表示工具电极移动的方向。图4中的工具电极11、12的形状、大小及材质与图3中的工具电极10相同。如图4(A)中所示，第一个工具电极11移动到接近于工件2的位置。当对工具电极11与工件2之间施加电压脉冲时，会在加工间隙产生放电。如图4(B)中所示，通过反复进行放电而在工件2上形成孔。放电加工装置为将加工间隙的大小维持于固定，使工具电极11一点点地向下方前进。

当工具电极11到达某深度时，结束使用工具电极11所进行的加工。某深度是考虑到消耗率等来规定的。如图4(C)中所示，在工件2上形成形状与工具电极11一致的孔41。如图4(D)中所示，放电加工装置使第二个工具电极12向孔41中移动。较为理想的是，在放电加工中，多数放电是在整个加工间隙中均匀地产生。

然而，有时在加工间隙的一部分集中产生放电。特别是，在新的工具电极插入先前形成的孔41中的情况下，放电产生部位容易偏移。如此一来，使新的工具电极向放电集中部位移动。其结果，工具电极弯曲，工件上所形成的孔也弯曲。图4(E)夸张地表示弯曲的工具电极11。

特别是，推测通过机械加工来制作的工具电极因具有压缩应力(compressive stress)而容易弯曲。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用通过机械加工制作的工具电极来笔直地形成针点浇口的放电加工方法。