JPH04310323A - 深孔用放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工装置、詳しく
は深孔を放電加工によって穿設する放電加工装置及び深
孔の放電加工方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、放電加工によって被加工物に
細孔を穿設する放電加工装置が提案されている。この装
置は、細長筒状に形成した電極の後端部側を装置本体に
取り付け、この電極の先端部側に微小間隙をもって配設
した被加工物と電極先端との間に電圧パルスを与えるこ
とによって放電を発生させ、この放電を繰り返し発生さ
せると同時に加工液を電極の筒内に流すとともに電極を
回転させつつ先端方向に送ることにより放電加工を行う
ものである。これにより、被加工物の所定位置に略電極
径の大きさの細孔を穿設可能としたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置においては穿設する孔の径を小さくすればそれ
に応じて必然的に電極径も細くなり、しかも孔を深くす
る場合には電極長さを少なくとも孔の深さ以上に設定す
る必要がある。従って、孔を細く且つ深く穿設する場合
にはこれに合わせて電極を細く且つ長くしなければなら
ない。この結果、例えば長さ３００ｍｍ以上で、径１、
０ｍｍ以下のような長細い電極を使用して放電加工を行
うと、加工抵抗や電極自身の回転による遠心力によって
撓みを生じ易くなる。この場合、電極の送り制御は電極
先端の電圧パルスを受けて装置本体の電極取付部が行う
ため、撓みを生じたとしても電極先端と被加工物との距
離が所定間隔である限り加工送りを行い、撓みを矯正し
つつ制御することはできない。この結果、加工の進行が
中断されてしまう場合があるとともに、電極の破損をも
招く。又、たとえ加工できたとしても電極の傾きにより
所定の径で、所定の向きに穿設できない場合が発生する
という課題を有する。特に、電極を筒状に形成している
とその肉厚が薄くなるとともに、電極径が細くなると内
筒を流れる加工液の流速圧が強くなる傾向となり、被加
工物に高圧力で噴射され、その結果、電極の受ける抵抗
が増大し、上記電極撓みを助長することになる。

【０００４】本発明は、以上の実情に鑑み提案されたも
のでその目的とするところは、穿設する孔の径が小さく
深い場合にも所定深さで、しかも、所定の方向に正確に
放電加工できる深孔用放電加工装置及びその放電加工方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の特徴を
有する深孔用放電加工装置を提供することにより上記課
題を解決する。本発明の装置本体は、装置本体の電極取
付部と被加工物間における細長棒状電極を撓まないよう
にする撓み防止手段が備えられる。この撓み防止手段は
、細長棒状電極に軸方向への引っ張り力を付与する付勢
部材を有する。この付勢部材は、装置本体の電極取付部
と被加工物との間の適宜位置に配設されてなるものであ
る。

【０００６】又、本発明は、以下の特徴を有するの深孔
の放電加工方法を提供することにより上記課題を解決す
る。本発明の深孔の放電加工方法は、被加工物と装置本
体の電極取付部との間に、細長棒状電極に軸方向への引
っ張り力を付与する付勢部材を配設する。そして、電極
取付部と付勢部材との間における細長棒状電極を軸方向
へ引っ張りつつ被加工物側に加工送りする方法である。

【０００７】

【作用】本発明の深孔用放電加工装置においては、装置
本体の電極取付部と被加工物との間に、細長棒状電極に
軸方向への引っ張り力を付与する付勢部材を備えるため
、電極取付部と付勢部材との間における細長棒状電極を
常時軸方向へ引っ張り、その間における細長棒状電極の
撓みを防止することができる。これにより、細長棒状電
極が加工液の噴射抵抗等の加工抵抗や電極自身の回転に
よる遠心力を強く受けた場合にも細長棒状電極の撓みを
最小限に抑えることができる。

【０００８】又、本発明の深孔の放電加工方法において
は、電極取付部と付勢部材との間における細長筒状電極
を常時軸方向へ引っ張りつつ被加工物側に加工送りする
ため、付勢部材によって電極取付部と付勢部材との間に
おける細長棒状電極の撓みを防止しながら加工送りする
ことができる。これにより、細長棒状電極が加工液の噴
射抵抗等の加工抵抗や電極自身の回転による遠心力を強
く受けた場合にも常時、細長棒状電極の撓みを最小限に
抑えて加工を行うことができ、穿設する孔の径が小さく
、且つ深い場合にも所定の位置、所定の径で、しかも所
定向きに円滑に加工を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、図を基に本発明の一実施例を具体的に
説明する。図１は、本発明の一実施例の深孔用放電加工
装置における電極操作部の要部拡大側面図であり、図２
は、図１の正面図である。そして、図３は深孔用放電加
工装置全体を示す概略図である。本発明の深孔用放電加
工装置は、装置本体と、この装置本体に取り付けられる
細長筒状電極２と、この細長筒状電極２を撓まないよう
にする撓み防止手段とを備えてなる。装置本体は、図３
に示すように前部に配設される電極操作部１と、放電電
源４と、サーボ回路５等を有してなる。この電極操作部
１は、図１、図２に示すように裏面が装置本体に取り付
けられる平板状の基板１１と、この基板１１前面に配設
される電極取付部１２ａを有するスピンドルヘッド１２
と、基板１１前面の下方に取り付けられる電極ガイド１
３とを備えている。

【００１０】スピンドルヘッド１２は、細長筒状電極２
を取り付けて回転させるもので、下端に細長筒状電極２
の後端部を取り付ける電極取付部１２ａを有し、上端に
ホース１４が接続されて加工液をこのホース１４から細
長筒状電極２の筒内に送るようになされている。そして
、このスピンドルヘッド１２は、スピンドルヘッド１２
に固定されて共に可動するスピンドルモータ１５にベル
ト等を介して接続され、このスピンドルモータ１５によ
る回転力により細長筒状電極２を回転させる。又、スピ
ンドルヘッド１２の左部は、図２，図３に示すように基
板１１の前方側に上下に配設される長棒状のＺ軸ボール
ネジ１６に接続され、後部が、基板１１前面に上下に配
設されたガイド１７に摺動自在に取り付けられている。 このＺ軸ボールネジ１６は外周面にネジ部が設けられ、
上端にＺ軸モータ１８を備え、Ｚ軸ボールネジ１６が回
転することによってスピンドルヘッド１２がガイド１７
を上下方向に沿って摺動する。また、このＺ軸ボールネ
ジ１６の回転は、Ｚ軸モータ１８を、Ｚ軸ボールネジド
ライバー１９を介してサーボ回路５と接続することによ
って電気的に制御されるようになされている。この実施
例ではこのスピンドルヘッド１２の上下方向への移動は
略８００ｍｍ程度可動するようになされている。

【００１１】電極ガイド１３は、細長筒状電極２先端を
被加工物Ｈの孔穿設部の所定位置に案内するためのもの
で、一端が基板１１下部に固定され、他端に細長筒状電
極２を挿通させる挿通孔１３ａを有する。細長筒状電極
２は、後端部側がスピンドルヘッド１２の電極取付部１
２ａに取り付けられ、先端部側が電極ガイド１３の挿通
孔１３ａに通されて下方の延ばされている。

【００１２】撓み防止手段は、この実施例では上記電極
ガイド１３の挿通孔１３ａ上方位置に配設され、電極ガ
イド１３に取り付けられる電極ガイド取付部と、電極取
付部１２ａと電極ガイド１３との間における細長棒状電
極を軸方向へ引っ張る付勢部材とを有してなる。この付
勢部材は、図１に示すように一対のテンションローラ４
０，４０を有する引張部材４５と、このテンションロー
ラ４０，４０を回転させる回転源としてのテンション用
モータ４１とを有してなる。テンションローラ４０，４
０各々は弾性力を有する円板状のゴム部材からなり、図
４に示すように周面に断面略半円状をなす溝４０ａ，４
０ａが形成されている。そして、溝４０ａ，４０ａ同士
が対向するように、しかも、その対向方向（図示Ｙ−Ｙ
方向）にバネ部材４０ｂ，４０ｂにより互いに付勢する
ようにして電極ガイド１３の挿通孔１３ａ上方位置に配
設され、その溝４０ａ，４０ａ間に細長筒状電極２を通
すようにしている。又、一方のテンションローラ４０は
、テンション用モータ４１に接続され、テンション用モ
ータ４１によってテンションローラ４０に回転力を付与
することにより、細長筒状電極２を抵抗力によって下方
に引っ張るようにして電極取付部１２ａと電極ガイド１
３との間における細長筒状電極２に軸方向への引っ張り
力を付与できるようにしている。これらのテンションロ
ーラ４０，４０による引張力は、細長筒状電極２の径に
よって調整し、径の大きいもの例えば５ｍｍ程度のもの
であれば１００ｇ／ｃｍ２　程度、０、５ｍｍ程度のも
のであれば５００ｇ／ｃｍ２　程度が好適であるが、こ
れに限らず適宜変更できる。又、その引張力を与えるテ
ンションローラ４０，４０の回転は、図３に示すように
テンション用モータ４１をテンションモータドライバー
４２に接続し、そしてそのテンションモータドライバー
４２とＺ軸ボールネジドライバー１９とを接続させて連
動させるとともに、サーボ回路５に接続して電気的に制
御できるようにし、電極２の移動に合わせて自動調整で
きるようにしている。この実施例では、テンションロー
ラ４０，４０の回転数とスピンドルヘッド１２の下降速
度とを合わせるようにし、一方、スピンドルヘッド１２
の上昇に際してはテンションローラ４０，４０の回転力
に抗して行うようにしている。尚、このテンションロー
ラ４０，４０の回転調整は、この態様のものに限らず、
例えばテンション用モータ４１としてエアーモータを使
用し、エアーモータの回転を独自に調整することにより
行うこともでき、適宜変更できるものである。又、テン
ションローラ４０，４０の回転を正逆切り換え可能とし
、スピンドルヘッド１２の上昇に際し、テンションロー
ラ４０，４０の回転を逆転させ、これに合わせるように
しても良い。

【００１３】又、この実施例では、上記スピンドルヘッ
ド１２と電極ガイド１３との略中央となる位置に案内部
材３を設けている。上述の撓み防止手段は細長筒状電極
２を軸方向、即ち被加工物Ｈ方向へ引っ張ることによっ
て細長筒状電極２を撓まないようにするものであるのに
対し、この案内部材３は、細長筒状電極２が横方向に逃
げないように強制的に所定位置を通すことによって撓み
を防止するものである。この案内部材３は、装置本体の
基板１１のガイド１７に摺動自在に取り付けられる本体
取付部３１と、細長筒状電極２の上下方向への移動を妨
げないように挿通して案内する挿通孔３２ａを有する電
極案内部３２と、この案内部材３を上下移動させるため
の移動手段とを有してなる。

【００１４】この移動手段は、スピンドルヘッド１２に
対して同方向に案内部材３を相対的に移動させるように
し、常時電極案内部３２がスピンドルヘッド１２と電極
ガイド１３との略中央となる位置にくるように調整する
ものである。この実施例では、一側面にラック歯を有し
基板１１のガイド１７に沿って上下方向に配設される長
尺状のラック部材３３と、一端が撓み防止部材３に回転
自在に取り付けられ他端にラック部材３３のラック歯に
歯合する歯合部を有するラック移動部材３４と、このラ
ック移動部材３４を回転させる案内部材モータ３５とを
備えている。そして、このラック移動部材３４が案内部
材モータ３５によって回転することによりスピンドルヘ
ッド１２に対して同方向にラック部材３３上を移動し、
これにより、案内部材３が基板１１に対して上下移動す
るようにしている。そして、ラック移動部材３４の移動
量を、上記スピンドルヘッド１２の移動量に対し半分に
なるようにし、例えば、Ｚ軸ボールネジ１６が回転する
とこれに伴いスピンドルヘッド１２が下降し始め、これ
に合わせて案内部材３も下降し、そして、スピンドルヘ
ッド１２の下降量の半分の量だけ下降する。この結果、
案内部材３は常時スピンドルヘッド１２と電極ガイド１
３との略中央となる位置に配設される。このスピンドル
ヘッド１２に対する案内部材３の移動調整は、ラック移
動部材３４の回転数、即ち、ラック移動部材３４を回転
させる案内部材モータ３５の回転数をスピンドルヘッド
１２の移動量に合わせて調整することにより行うことが
できる。この実施例では、図３に示すように案内部材モ
ータ３５に案内部材モータドライバー３５ａを設け、こ
の案内部材モータドライバー３５ａと、Ｚ軸ボールネジ
１６の回転を制御するＺ軸ボールネジドライバー１９と
を接続させて連動させるとともに、サーボ回路５に接続
して電気的に制御して自動調整できるようにしている。 尚、この調整は、案内部材モータ３５だけを単独で調整
するようにしても良く、適宜変更できるものである。

【００１５】この案内部材３を上述の撓み防止手段に加
えて設けておくことによって細長筒状電極２の横方向へ
の逃げを防止することができ、細長筒状電極２の撓みを
より効率的に抑えることができる。尚、案内部材３の電
極案内部３２は一つだけ設けたものに限らず、例えばス
ピドルヘッド１２と電極ガイド１３との間に等間隔に二
つ、あるいは三つ以上設け常時スピンドルヘッド１２と
電極ガイド１３との略中央部に配設できるようにしても
良く、適宜変更できるものである。又、本実施例におい
ては案内部材３をスピンドルヘッド１２に合わせて可動
させているが、この態様のものに限らず、例えば基板１
１に固定しておく等適宜変更できるものである。更に、
案内部材３の移動手段についても、ラック部材３３等に
よる態様のものに限らず、適宜変更できるものである。

【００１６】以下、この装置による被加工物Ｈへの孔穿
設加工方法を具体的に説明する。まず、細長筒状電極２
の先端下方に被加工物Ｈの穿設部がくるように位置合わ
せして被加工物Ｈをセットし、細長筒状電極２を下降さ
せるとともに、加工液を細長筒状電極２筒内から被加工
物Ｈに噴射させつつ電圧パルスを与えて放電させる。こ
の際、撓み防止部材３は、移動手段によって細長筒状電
極２の下降量の半分の距離だけ下降して、撓み防止部材
３の電極案内部３２がスピンドルヘッド１２と電極ガイ
ド１３との略中央となる位置に保持さている。従って、
細長筒状電極２の中央部は電極案内部３２によって横方
向への逃げが阻止されることになり、この結果細長筒状
電極２の発生する撓みは、細長筒状電極２の長さが６０
０ｍｍで有る場合には実質的に３００ｍｍのものと同程
度となる。一方、細長筒状電極２の先端部が一対のテン
ションローラ４０，４０によって下方側に引っ張られて
いるため、少なくとも３００ｍｍのものより小さい撓み
となる。従って、被加工物４０の孔は、細長筒状電極２
が傾くことなく作用するため、細長筒状電極２径の大き
さで、しかも細長筒状電極２の進行方向に明けられたも
のとなる。これにより、細長筒状電極２が細く、しかも
長いもの、例えば従来使用し難くかった長さ６００ｍｍ
で、外径０、５ｍｍのものでも容易に使用できるものと
なる。

【００１７】尚、本実施例では撓み防止手段の引張部材
４５を電極ガイド１３の上方位置に配設して電極取付部
１２ａと電極ガイド１３間における細長筒状電極２全体
を引っ張れるようにしているが、これに限らず、電極取
付部１２ａと被加工物Ｈとの間であればその効果を引き
出すことができ、適宜変更できるものである。又、引張
部材４５は、一箇所に限らず、２箇所以上に配設しても
良く、適宜変更できるものである。

【００１８】

【発明の効果】以上、実施例で述べたように本発明の深
孔用放電加工装置は、装置本体の電極取付部と被加工物
との間に、付勢部材を備えるため、電極取付部と付勢部
材との間における細長棒状電極を常時軸方向へ付勢し、
その間の撓みを防止することができる。これにより、細
長棒状電極が加工液の噴射抵抗等の加工抵抗や電極自身
の回転による遠心力を強く受けた場合にも細長棒状電極
の撓みを最小限に抑えることができ、細長棒状電極が細
く、しかも長いものでも容易に使用できるものとなる。

【００１９】又、本発明の深孔の放電加工方法において
は、装置本体の電極取付部と被加工物との間における細
長棒状電極を常時軸方向へ付勢しつつ加工送りするため
、付勢部材によって電極取付部と付勢部材との間におけ
る細長棒状電極の撓みを防止しながら加工を行うことが
できる。これにより、細長棒状電極が加工液の噴射抵抗
等の加工抵抗や電極自身の回転による遠心力を強く受け
た場合にも常時、細長棒状電極の撓みを最小限に抑えて
加工を行うことができ、穿設する孔の径が小さく、且つ
深い場合にも所定の位置、所定の径で、しかも所定向き
に正確且つ円滑に加工を行うことができるものとなる。 以上本発明は、穿設する孔の径が小さく深い場合にも所
定の径，方向に正確に放電加工できる有用且つ実用的な
深孔用放電加工装置及びその放電加工方法を提供しえた
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電極操作部の要部拡大側面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】深孔用放電加工装置全体の概略図である。

【図４】撓み防止手段における引張部材の説明図である
。

【符号の説明】

１　　　　　　電極操作部 ２　　　　　　細長筒状電極 ３　　　　　　案内部材 １２　　　　スピンドルヘッド １２ａ　　電極取付部 １３　　　　電極ガイド １６　　　　Ｚ軸ボールネジ ３３　　　　ラック部材 ３５　　　　案内部材モータ ４０　　　　テンションローラ ４１　　　　テンション用モータ ４２　　　　テンションモータドライバー４５　　　　
引張部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極取付部を有する装置本体と、この装置
   本体の電極取付部に後端部側が取り付けられた軸方向移
   動可能な細長棒状電極とを備え、この細長棒状電極の先
   端側に微小間隙をもって配設される被加工物と細長棒状
   電極との間に電圧パルスを与えることによって放電を発
   生させ、細長棒状電極先端を被加工物側に加工送りを与
   えつつ放電を繰り返し発生させることにより細長棒状電
   極が先端側から被加工物に潜入して孔を穿設する放電加
   工装置において、この装置本体の電極取付部と被加工物
   間における細長棒状電極を撓まないようにする撓み防止
   手段が備えられ、この撓み防止手段が、細長棒状電極に
   軸方向への引っ張り力を付与する付勢部材とを有し、こ
   の付勢部材が、装置本体の電極取付部と被加工物との間
   の適宜位置に配設されてなり、この付勢部材の引っ張り
   力により、装置本体の電極取付部と付勢部材との間にお
   ける細長棒状電極の撓みが防止されるものであることを
   特徴とする深孔用放電加工装置。
2. 【請求項２】後端部側が装置本体の電極取付部に取り付
   けられた細長棒状電極の先端側に微小間隙をもって配設
   された被加工物と細長棒状電極との間に、電圧パルスを
   与えて放電を発生させ、細長棒状電極先端を被加工物側
   に加工送りを与えつつ放電を繰り返し発生させることに
   より細長棒状電極を先端側から被加工物に潜入させて孔
   を放電加工により穿設する方法において、被加工物と装
   置本体の電極取付部との間に、細長棒状電極に軸方向へ
   の引っ張り力を付与する付勢部材を配設し、電極取付部
   と付勢部材との間における細長棒状電極を軸方向へ引っ
   張りつつ被加工物側に加工送りすることを特徴とする深
   孔の放電加工方法。