JPH025530B2 - - Google Patents

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JPH025530B2
JPH025530B2 JP57056839A JP5683982A JPH025530B2 JP H025530 B2 JPH025530 B2 JP H025530B2 JP 57056839 A JP57056839 A JP 57056839A JP 5683982 A JP5683982 A JP 5683982A JP H025530 B2 JPH025530 B2 JP H025530B2
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JP
Japan
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machining
wire electrode
ice
wire
workpiece
Prior art date
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JP57056839A
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English (en)
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JPS58177233A (ja
Inventor
Kyoshi Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Publication date
Application filed by Inoue Japax Research Inc filed Critical Inoue Japax Research Inc
Priority to JP5683982A priority Critical patent/JPS58177233A/ja
Priority to US06/395,633 priority patent/US4520252A/en
Priority to IT8248772A priority patent/IT1189310B/it
Priority to DE19823225410 priority patent/DE3225410A1/de
Priority to GB08219634A priority patent/GB2103138B/en
Priority to FR8211943A priority patent/FR2509214B1/fr
Publication of JPS58177233A publication Critical patent/JPS58177233A/ja
Publication of JPH025530B2 publication Critical patent/JPH025530B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/08Wire electrodes
    • B23H7/10Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode
    • B23H7/101Supply of working media

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤカツト放電加工方法に関する。
ワイヤカツト放電加工においては、被加工物の
ワイヤ部分やワイヤ電極に高熱が発生し、これに
よる放電加工の加工速度や加工状態及び加工精度
の悪化あるいはワイヤ電極の断線を防止するた
め、加工部分に加工液(通常純水乃至は水)を噴
射供給し、加工屑を加工部分から排除すると共
に、新しい加工液を供給介在させて高熱の発生を
防止しているが、これだけでは被加工物の加工部
分はある程度冷却されるが、耐熱性で劣るワイヤ
電極(タングステン等を用いることもあるが通常
は銅又は銅合金系の電極材)に対する冷却作用は
充分とは言えず、加工速度や加工状態(加工安定
性)及び加工精度が十分良くないだけでなく、高
熱の発生によつてワイヤ電極が切断しやすいとい
う欠点があつた。
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去するた
め、ワイヤ電極を充分冷却することのできるワイ
ヤカツト放電加工方法を提供するにある。
以下本発明を図示の実施例により説明する。
第1図に示す本発明のワイヤカツト放電加工方
法は、図示しない数値制御クロステーブルにより
水平面方向に加工送り移動される被加工物1を、
該被加工物1に対向して鉛直線方向に張設され軸
方向に更新送りされるワイヤ電極2でワイヤカツ
ト放電加工するもので、この被加工物1の所望の
位置に形成された加工スタート孔1aを貫通し
て、ワイヤ電極2が上下に延設され、このワイヤ
電極2は上下に対向配設された一対のV溝を備え
た舟型、ダイス型又はローラ型のガイド3,4に
案内されて、例えば矢符の如く下方から上方へ軸
方向に走行しながら更新され、ブラシ5,6を介
してワイヤ電極2と被加工物1との間に印加され
た放電加工用電源7からの間歇的な電圧パルスに
よつてパルス的な放電を繰り返して被加工物を所
望の輪郭形状に切断放電加工している。
上記被加工物1の加工スタート孔1aの上部に
は、加工液噴射ノズル9が近接して、またはワイ
ヤ電極2と同軸状に被加工物1に対向配設され、
また、加工スタート孔1aの下部には、ワイヤ電
極2に同軸な加工液噴射ノズル8が被加工物1と
対向して配設され、之等から噴射された加工液
(通常純水乃至は水)によつて加工部分を冷却す
ると共に、加工屑を加工孔1aから除去し、また
後述するようにノズル8からの加工液の一部は加
工部送り込まれるワイヤ電極2の表面に氷被膜を
形成するように氷の状態でワイヤ電極に付着して
加工部に送り込まれるようにしている。
また更に、下方には下方側から加工部へ送り込
まれるワイヤ電極2の冷却装置として、液体窒素
等のような冷却液体等の冷媒10を収容した容器
11が配設され、この冷媒10の中をワイヤ電極
2が必要に応じて設けられるガイドローラ12,
13によつて案内されながら通過して、充分に水
の氷点以下に冷却された後、ノズル8部に至り表
面に氷層を有する状態で、場合によつては一部氷
粒を含むようになつたワイヤ電極2を同軸状に包
囲する加工液噴射流と共に加工部分に至り、放電
加工を行うようになつている。従つて、従来は加
工部で発生する熱エネルギを加工間隙に介在する
加工液(水)の温度上昇として吸収し消費するこ
とにより加工部のワイヤ電極と被加工物の過熱を
防止していたのに対し、本発明では、加工部で発
生する熱エネルギが氷を融解する融解熱として消
費されることになる。しかして、水の比熱が約
1cal/℃,gであるのに対し氷の融解熱は約
80cal/℃,gであり、水の比熱に較べて氷の融
解熱は非常に大きいため、本発明によれば加工部
で発生する熱エネルギを極めて効率良く吸収して
加工部、特にワイヤ電極を充分に冷却することが
できる。この結果、放電パルスの繰り返し率と1
放電パルスの放電エネルギーの一方又は両方を適
宜増大させて加工電流(平均電流)を増大させる
ことができ、放電加工の加工速度や加工安定度等
が向上する上、ワイヤ電極はより切断されにくく
なつている。
このように、本発明に於いては、表面に氷の被
覆層を有するワイヤ電極と被加工物と間に放電を
発生させることになるが、液体状態の加工液と氷
状態の加工液の比抵抗は氷状態の方が僅かに大き
いが略同じであるから、氷が介在しても何等問題
なく従来と同様に放電を発生させることができ
る。又、ワイヤ電極に氷の被覆層が一様に形成さ
れているとは限らず、氷が部分的に付着している
こともあり得るが、氷状態の方が比抵抗が大きい
といつてもほんの僅かであり、又、加工間隙には
加工屑が不規則的に介在していると共にワイヤ電
極は間歇的に発生する放電による圧力や加工液の
流れ、あるいは更新送りによつて常時微小な振動
状態にあるため、放電が氷の付着していない部分
に集中して加工状態が不安定になつたりワイヤ電
極が断線したりすることはない。又、氷の付着し
ていない部分で放電が発生しても、ワイヤ電極熱
伝導度が大きいために放電発生部位に加えられた
熱はワイヤ電極を速やかに伝播して該部位近傍に
存在する氷によつて効率良く吸収されることにな
るから、ワイヤ電極に氷が部分的にしか付着して
いない状態でも、従来に較べてワイヤ電極を効率
良く充分に冷却し得ることに変わりはない。
上記の場合ノズル8、或いはさらにノズル9か
ら噴射される加工液水が、常温以上のものでは、
ワイヤ電極2を仮に極低温に冷却したとしても、
ワイヤ電極の比熱が小さく且つワイヤ電極は通常
0.2mmφ、太くても0.5mmφ程度と細く、単位長さ
当りの熱容量が小さいために、加工液によつて温
められて氷が付着していない状態でワイヤ電極が
加工部に送り込まれる可能性があるから加工液は
常温よりも低い約5〜115℃前後以下、好ましく
は冷却したワイヤ電極の送り込み側であるノズル
8側の加工液だけでも約4℃前後またはそれ以下
に冷却しておくことが好ましく、また被加工物1
の板厚や加工拡大代が異なる加工条件等にもよる
が、ノズル8側の加工液の流量或いはさらに噴出
圧力をノズル9と比べて同一程度以上とすること
が望ましく、またワイヤ電極2の冷却には液体窒
素外の各種の冷媒や冷却手段を用いることがで
き、例えばワイヤ電極をその貯蔵ドラムと0℃前
後又はそれ以下に冷却しておき、そこから引き出
したワイヤ電極2をノズル8の直前で、例えばド
ライアイス充填箱を貫通させるような構成として
も良い。
次に実施例により説明すると、板厚25mmの
S55C材の加工に於て、加工液水の比抵抗5×104
Ωcm、ワイヤ電極2は0.2mmφの黄銅として、ガ
イド間ワイヤ張力0.8Kgf、軸方向の更新送り速
度3m/min、上部ノズル9をワイヤ電極2に同
軸の開口3mmφ、加工液噴出圧0.3Kg/cm2として、
開口径7mmφの空気吸込防止加工液噴出ノズルに
同軸に挿設して被加工物1から約3mm離隔して配
置し、下部ノズル8を開口5mmφ、加工液噴出圧
約1Kg/cm2として開口径10mmφの空気吸込防止液
噴出ノズルに同軸に挿設し、被加工物1との離隔
を1mm以内に配置した従来の装置によれば、電圧
パルスの無負荷電圧130V、電圧パルスの持続時
間7μS、電圧パルス間休止時間7μSの加工パルス
条件で、加工状態を監察しつつ加工送り込み速度
を、ワイヤ電極の断線が生ぜずに安定に加工が行
われるように調整するようにした所、ワイヤ電極
2の温度が常温(室温:20℃)の場合、加工液の
液温を常温よりも、10℃及びさらに5℃と低温に
した方が加工速度が向上したが、平均加工電流が
約6.5Aで加工送り速度2.0mm/minが限度であつ
た。又電圧パルス間休止時間を調整して平均加工
電流を変えるようにした所、平均加工電流が上記
6.5Aを上回ると、ワイヤ電極の断線事故が発生
したり、加工が不安定となつた。次に本発明によ
り、下部ノズル8から噴出する加工液の液温を4
℃とすると共にノズル8の直前でワイヤ電極2を
液体窒素中を通過させるようにして冷却するよう
にした所、ノズル8を出て被加工物1の加工部に
入つて行くワイヤ電極2の表面に約0.045mm前後
厚の氷の層が出来ており、またこのワイヤ電極2
を包囲する加工液の同軸噴射流の中にも微細氷片
が含まれている状態となり、加工速度の最大は、
平均加工電流8.2Aで、2.5mm/min、又これを少
し上回る値に設定できるようになり、ワイヤ電極
2の断線事故もなく加工を継続することができ
た。
上記の本発明の場合の加工速度向上効果は、加
工送り速度調整と共に電圧パルス休止時間を短く
する調整を行うことにより、ワイヤ電極の断線事
故な、より容易に目的を達することができ、又上
記以外の加工パルス条件の場合にも本発明の効果
を確かめることができた。
又、ワイヤ電極の更新送り速度は通常1〜
2m/minであるのに対し、上記実験例に於いて
更新送り速度3m/minとしているのは、更新送
り速度を速くすることにより、単位長さ当りのワ
イヤ電極の熱容量が小さい点をカバーして、実質
的に熱容量を増大させるためである。
第2図は、ワイヤ電極2をノズル8の直前、及
び必要ならばノズル9の直後で氷22,23で案
内保持することによつてワイヤ電極2を冷却する
ようにしたものであつて、この氷22,23を冷
却液27の流れる冷却ダクト26の中に配設され
た放熱フイン24,25を有するサーモエレメン
ト20,21の冷却極に連結された氷の形成保持
体22A,23Aによつて保持するようにしてい
る。なお、22B,23Bは前記保持体22A,
23Aに加工液水を補給するノズルで、その他の
構成については第1図のものと同じであり、同じ
構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。サーモエレメント20,21は、冷却液27
で放熱フイン24,25が冷却されると共に、更
に第3図に示すように、放熱フイン24,25と
その上に配設された冷却極プレート28,29と
をN及びP型半導体28A,29Aで連結構成
し、これに電流を流してプレート28,29、従
つて保持体22A,23Aに於ける吸熱冷却作用
を利用している。このようにして、低温の氷2
2,23、特にワイヤ電極2の加工部への送り込
み側に設けられる低温の氷22によつてワイヤ電
極2を案内するようにすると、更新送り移動する
ワイヤ電極と接触している部分の低温の氷がワイ
ヤ電極によつて加工される状態になり、その部分
の氷の融解点が低下することにより、その部分の
氷が局部的に融解し、融解して液体状となつた加
工液がワイヤ電極に付着して氷22部分から出て
行く。しかして、氷22部分から出ると加圧状態
が解消され、融解点が無加圧状態の温度に戻るた
め、所謂復氷の現象によりワイヤ電極に付着して
いる加工液が氷結し、氷が付着した状態のワイヤ
電極が加工部に送り込まれることになり、第1図
の実施例と同様にワイヤ電極を効率良く充分に冷
却することができるため、平均加工電流を増大さ
せての高速加工を安定した加工状態でワイヤ電極
を過熱により断線させることなく行なうことがで
きる。又、ノズル8及び9から約4℃以下の低温
の加工液、好ましくは約0℃よりもやや低く微少
氷片又は氷粒を多数含む加工液を加圧噴出して供
給するようにすると良い。
以上述べた通り、本発明によれば、氷が付着し
ている状態のワイヤ電極を加工部に送り込むよう
にしたことにより、被加工物とワイヤ電極を効率
良く充分に冷却することができるため、平均加工
電流を増大させて加工間隙に供給されるエネルギ
を高めても加工部が過熱状態となつて加工状態が
不安定になつたりワイヤ電極が過熱して断線する
ことがなく、高速度の加工を安定した状態で行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に使用されるワイ
ヤカツト放電加工装置の構成図、第2図は、本発
明の他の実施例に使用されるワイヤカツト放電加
工装置の構成図、第3図は、第2図のワイヤカツ
ト放電加工装置に使用するサーモエレメントの正
面図である。 1……被加工物、2……ワイヤ電極、8,9…
…加工液噴射ノズル、10……冷却液、20,2
1……サーモエレメント、22,23……氷、2
4,25……冷却フアン、26……冷却ダクト、
27……冷却液。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 間隔を置いて配置した一対のガイド間に一方
    の側から送り込まれて軸方向に更新送り移動せし
    められる上記ガイド間のワイヤ電極と微少間隙を
    介して被加工物を対向せしめ、該間隙に加工液供
    給ノズルから加工液を噴射供給しつつ、被加工物
    とワイヤ電極との間に、間歇的な電圧パルスを印
    加すると共に上記ガイド間のワイヤ電極の軸方向
    と直交する平面上に於ける相対的な加工送りを与
    えて加工を行なうワイヤカツト放電加工に於い
    て、 被加工物と対向する加工部に送り込まれる前の
    ワイヤ電極に氷を付着させ、氷が付着している状
    態のワイヤ電極を上記加工部に送り込みながら加
    工を行なうことを特徴とするワイヤカツト放電加
    工方法。 2 上記加工液供給ノズルから噴射供給する加工
    液が常温より低い温度の加工液であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のワイヤカツト
    放電加工方法。
JP5683982A 1981-07-07 1982-04-06 ワイヤカット放電加工方法 Granted JPS58177233A (ja)

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US06/395,633 US4520252A (en) 1981-07-07 1982-07-06 Traveling-wire EDM method and apparatus with a cooled machining fluid
IT8248772A IT1189310B (it) 1981-07-07 1982-07-07 Metodo ed apparecchiatura per la lavorazione a scarica elettrica a filo metallico mobile con un fluido di lavorazione raffreddato
DE19823225410 DE3225410A1 (de) 1981-07-07 1982-07-07 Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten eines werkstuecks durch elektroerosion mit einer drahtelektrode
GB08219634A GB2103138B (en) 1981-07-07 1982-07-07 Travelling-wire electric discharge machining method and apparatus with a cooled machining fluid
FR8211943A FR2509214B1 (fr) 1981-07-07 1982-07-07 Procede et dispositif pour usiner par electro-erosion

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61257718A (ja) * 1985-05-08 1986-11-15 エクスペリメンタルニ ナウチノ−イススレドバテルスキ インステイテユト メタルロレズフスチフ スタンコフ 放電加工機に於てワイヤ−電極を自動的に案内するための方法および該方法を実施するための装置
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