JPH0536172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤ電極と被加工物との間に形成
される加工間隙に加工液をワイヤ電極と同軸状に
噴出供給しながらワイヤカツト放電加工を行なう
加工方法に関する。

〔従来の技術〕

ワイヤカツト放電加工に於ては、放電加工に伴
つて生成する加工屑を加工間隙から排除し、又放
電によつて加熱される加工部の被加工物とワイヤ
電極を冷却し、アーク等の異常放電の発生を防止
すると共に過熱によるワイヤ電極の溶断を防止し
て加工速度や加工精度の良好な加工を行なうため
に、加工中に加工液（通常は水）は供給して加工
間隙に介在する加工液を更新してやることが必要
となる。この加工液更新のために加工液をワイヤ
電極と同軸状に噴出供給することが従来から行な
われているが、被加工物の上下何れか一方から加
工液を噴出供給するだけでは、被加工物の表面か
ら加工間隙に流入した加工液が既に加工済みの加
工溝に沿つて次第に拡散してしまうため、被加工
物の反対側の表面に近い加工間隙まで充分な量の
加工液を供給することが困難である。又、配置位
置が手動によつて調整設定される通常のノズル装
置は被加工物の表面から数mm離隔した位置に設け
られているため、加工間隙に充分な量の加工液を
供給するために噴出加工液の液圧を高めると、ノ
ズル噴出口から噴出した加工液が前記離隔部位周
辺の空気を巻き込んでしまい、気泡等の空気が混
入した加工液が加工間隙に供給されることにな
り、加工液による冷却作用が低下するだけでなく
気中放電が生じやすくなつて、ワイヤ電極の断線
を引き起こす原因となる。更に、被加工物の片側
からだけ加工液を噴出供給して反対側から流出さ
せるようにしたのでは、噴出加工液の圧力を高め
ても、被加工物の反対側の表面近くの加工間隙、
特に加工間隙の上端部に安定した状態で加工液を
供給することが難しく、この部分での加工が不安
定になる問題がある。そこで、加工液を噴出供給
するノズル装置を被加工物の上部と下部の両側に
設けて、上下両方から加工液をワイヤ電極と同軸
状に噴出するのが普通である。

〔解決しようとする問題点〕

しかして、このように被加工物の上下両側から
加工液を噴出供給すると、加工中最も高温状態と
なる被加工物の板厚中央部の加工間隙付近で上下
両側から流入した加工液が合流衝突し、ここで乱
流や渦が形成され、加工液が更新されずに滞留す
る部分が生じ、特に被加工物の板厚中央部付近で
生じた加工液の滞留は解消されにくく、長時間に
亘つて滞留しがちであるため、加工液の充分な更
新が行なわれなくなり、この結果、アーク等の異
常放電が生じたり加工部が異常に加熱されて、加
工精度の低下ワイヤ電極の断線を生じさせること
になる。又、加工液の滞留部分を生じさせないた
めに、ノズル装置から噴出供給される加工液の圧
力を高めて、加工間隙に供給される加工液の量を
増大させるようにすると、前述したように通常ノ
ズル装置は被加工物の表面から数mm離隔した位置
に配置されているため、やはり噴出加工液が周囲
の空気を巻き込み、空気の混入した加工液が加工
間隙に供給されることになつてしまう。

本発明は、叙上の問題点に鑑み、加工間隙に周
囲の空気を巻き込み混入することなく充分な量の
加工液を供給すると共に、加工間隙の各部位に於
ける加工液の更新を安定した状態で円滑に行なわ
せながら加工を行なうことができるワイヤカツト
放電加工方法の提供を目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

この目的を達成するために、本発明は、被加工
物の上部と下部に配置されるノズル装置のうち少
なくとも下部に配置されるノズル装置として、加
工液の液圧によりワイヤ電極の軸線方向に移動せ
しめられると共に先端部に於て被加工物の加工溝
幅よりも大きい径をもつて開口する中空筒状体か
らなる浮動筒ノズルを有するノズル装置を用い、
下部ノズル装置から噴出供給される加工液の圧力
を上部ノズル装置から噴出供給される加工液の圧
力よりも高くした状態で、且つ被加工物の下面が
浮動筒ノズルの前記摺動可能範囲内に位置するよ
うに下部ノズル装置を配置して、供給加工液の液
圧を調整することにより、軸方向に移動して被加
工物の下面に当接しようとする浮動筒ノズルの先
端面と被加工物の下面との間に微小〓間の円板状
ノズルを自動的に形成させ、該円板状ノズルから
供給加工液の一部を放射状に流出させた状態で加
工を行なうようにしたことを特徴とするものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。

第１図は放電加工開始前の準備段階を示すと共
にノズル装置１を備えたワイヤカツト放電加工装
置の加工部周り２を示す。ワイヤカツト放電加工
装置は、通常のものと同様の構造であつて、被加
工物３の加工輪郭形状の一部に対応する加工溝３
１を貫通して、ワイヤ電極４が鉛直に延設され、
このワイヤ電極４は、被加工物３上方の上部ノズ
ル装置５及び下方の下部ノズル装置６内を同軸状
に挿通して延び、上下に配設されたローラ、ダイ
ス又は船形状等の位置決めガイド部材６７（上部
ガイドは図示せず）、及びローラ７，８に案内さ
れて下方から上方へ、又はその逆に走行しなが
ら、ブラシ７０，８０を介してワイヤ電極４と被
加工物３との間に設けられた放電加工用電源９か
らの供給パルスによりパルス放電し、被加工物３
を設定定速又は加工状態に応ずるサーボ送り制御
により加工送りすることにより被加工物３を放電
加工する。

次にノズル装置１について説明する。被加工物
３の上方に位置する上部ノズル装置５は、図示し
ない加工機ヘツド、又は上部アームに設けられる
もので、加工液噴出口と被加工物表面との間隔が
所定間隔に固定して設定される従来のノズル装置
と同様なものか、以下に説明する下部ノズル装置
６と同一のものであり、上部の管５１より加工液
を注入して下端部の開口部５２（ワイヤ電極0.2
mmφの場合、通常開口径３mmφ前後）より被加工
物３表面にワイヤ電極４を包囲して同軸状に且つ
柱状に加工液が噴出するようになつている。

この実施例では、上部ノズル装置５として従来
通常のノズル装置を用いる場合について説明す
る。上部ノズル装置５は、被加工物３上面と上部
ノズル装置５の開口部５２との隙間が数mm程度少
なくとも約１mmとなるように近接配置し、一部の
加工液は加工間隙内に注入されることがあるもの
の、他の加工液は矢印（第２図）のように被加工
物３表面を放射拡大して流れるようになることが
望ましく、このため、上部ノズル装置は、図示し
ない適宜手段により上下動位置調節可能に構成さ
れ、開口部５２と被加工物３との間隔が調整でき
るようになつている。又、下部ノズル装置６は、
加工機本体又は下部アーム１０端部に固定して、
又図示していないが、上下動位置調節自在に取付
けて設けられ、上端に於て開口する筒状の中空部
６１を有するノズル本体６２と、中空筒状体から
なりノズル本体６２の筒状中空部６１の側壁面に
鍔部６８によつて軸方向に摺動自在に支承される
と共に少なくとも先端部の外径が前記ノズル本体
６２の開口部の径より小さく形成され、中空部が
前記先端部に被加工物の加工構幅よりも大きい径
をもつて於て開口して加工液噴出口を形成すると
共に他端部に於てノズル本体６２の筒状中空部６
１に連通してなる浮動筒ノズル６３と、この浮動
筒ノズル６３の内側に同軸上に位置し、ワイヤ電
極４が挿通されて位置決め案内されるガイド部材
６７を先端部に有し、ノズル本体６２に固定して
設けられるワイヤ電極案内部材６４とから構成さ
れている。ノズル本体６２の内部下面には、円筒
状の溝６５が形成され、この溝６５は下部ノズル
装置６外部に延出する管６６に連通し、この管６
６より加工液が溝６５から上記浮動筒ノズル６３
の鍔部６８により上下に区切られた中空部６１の
下部室へと加圧注入される。浮動筒ノズル６３の
加工液噴出口は、ワイヤ電極４が約0.2mmφとす
ると、通常約３mmφ前後である。このように下部
ノズル装置６は、ノズル本体６２の中空部６１の
略中心に固定されたワイヤ電極案内部材６４と、
ノズル本体６２との間に浮動筒ノズル６３をワイ
ヤ及びノズル軸方向に摺動自在に配設したもので
ある。

前記のように構成された上部及び下部ノズル装
置５及び６の作用について第１図及び第２図を参
照して説明する。第１図に示した状態は、ワイヤ
カツト放電加工装置が作動していない、つまりノ
ズル装置１に加工液が送り込まれていない状態で
ある。この第１図の状態より上部ノズル装置５及
び下部ノズル装置６の上下方向位置を調節設定
し、上部ノズル装置５に関しては上述した通り配
置すると共に、下部ノズル装置６に関しては、被
加工物３の下面が浮動筒ノズル６３の軸方向摺動
可能範囲内に位置するように配置し、次いで管５
１，６６より加工液を加圧注入する。

上部管５１より、特別の場合以外は約0.1〜0.5
Kg／cm²、通常は約0.2〜0.3Kg／cm²程度で好ましく
は数10ｇ／cm²単位で圧力が調整できるように構成
された加工液供給部から加圧供給された加工液
は、開口部５２より被加工物、３及びワイヤ電極
４に噴出される。一方下部管６６より通常約１〜
２Kg／cm²程度で好ましくは数10乃至100ｇ／cm²単
位で圧力が調整できるように構成された加工液供
給液から加圧供給された加工液は、管６６と連通
した溝６５から、浮動筒ノズル６３と電極案内部
材６４との間の円筒状の間隙を通り、浮動筒ノズ
ル６３先端からワイヤ電極４を同軸状に包囲して
被加工物３下部表面へ噴出する。この場合浮動筒
ノズル６３の鍔部６８はピストンの作用をして浮
動筒ノズル６３が加工液の圧力により上昇し本体
６２から突出して被加工物３の下面に当接しよう
とする。浮動筒ノズル６３先端より径約３mmφで
噴出した加工液の一部は加工溝３１内に注入され
て、加工間隙及び切断溝内を噴流上昇するが、浮
動筒ノズル６３の先端開口部の径が加工溝幅（加
工間隙は通常数10μ程度であるからワイヤ電極が
0.2mmφの場合、加工溝幅は、0.3mm以下である）
より充分大きく形成されているため、噴出加工液
の一部は加工溝周縁の被加工物表面に衝突して側
方に流路を求め、この加工液の作用によつて浮動
筒ノズル６３の先端面と被加工物３の下面との間
に微小隙間の円板状流路が形成され、この微小隙
間から加工液が第２図の矢印の如く放射状に外部
に噴出する。この場合浮動筒ノズル６３の先端面
と被加工物３下面との間には、約0.5mm程度以下、
通常約0.1〜0.3mm程度の微小間隔が形成され、該
微小隙間の円板状ノズルから、一部の加工液が矢
印の如く噴出することにより、浮動筒ノズル６３
が前述の如く押し付けられるだけでなく、被加工
物３下面に吸引される状態となるように供給加工
液の圧力が調整される。しかして、下部ノズル装
置から噴出される加工液の圧力の方が高いため、
下部ノズル装置６から噴出した加工液は加工溝３
１内を上昇し、上部ノズル装置５側に噴き上がり
上部ノズル装置５から噴出された加工液と被加工
物３の上面で又は加工液の一部は上面より少し下
の加工溝３１内で合流し、被加工物３の上面を流
れ、一部の加工液は加工済の加工溝３１方向へ流
れる。このように、上部ノズル装置５からの加工
液の噴出圧力と下部ノズル装置６からのそれと
は、前述の如く下部ノズル装置６からの噴出圧力
の方が高く設定されていると共に、上部ノズル装
置５と被加工物３上面との隙間の方が下部ノズル
装置６と被加工物３下面との隙間よりも大きくな
るため、下部ノズル装置６からの加工液は加工溝
３１内を上部ノズル装置５側又はその近くまで上
昇することができ、上部ノズル装置５からの加工
液と合流して被加工物３の上部表面及び加工済み
の加工溝３１内を側方へ流れ落ちる。又、浮動筒
ノズル６３は、前述の如く加工液による鍔部６８
の押し上げと、浮動筒ノズル６３先端面と被加工
物３下面との間の微小間隙の円板状ノズルから比
較的速く噴出する加工液による吸着により、加工
液供給時にはその先端が被加工物３の表面から所
定の微小距離だけ離隔した位置に常に保持され、
形成される円板ノズルの微小隙間から加工液の一
部が外部に噴出することになるため、被加工物に
極めて近接した位置から高圧の加工液を噴出して
加工間隙に充分な量の加工液を供給することがで
きると共に、下部ノズル装置６側から加工溝３１
中に入る加工液中に空気が混入することがなく、
更に加工液は加工溝３１内を上昇して上部ノズル
装置５からの加工液に合流するため、この経路に
於ても加工液に空気が混入することがなく、加工
液の冷却能の低下を防ぐことができ、気中放電の
発生も少なくなり、又、上下両ノズル装置５，６
からの噴出加工液が被加工物３の中央部で合流衝
突して滞留するようなことがなく、加工間〓の各
部位に於ける加工液の更新が円滑に行なわれる。
又、浮動筒ノズル６３の先端面と被加工物３の下
面との間の間隔が、被加工物３の表面に多少の起
伏があつたり、或いは被加工物３の厚さが不均一
であつたりしても、この起伏等の形状変化に追従
して所定の微小間隔の保持されるため、常に被加
工物３の表面から所定の微小距離だけ離隔した位
置から加工液が噴出されることにより、加工間隙
に常に一定量の加工液を供給して安定した加工を
行なうことでき、更に、ノズル先端が被加工物３
に圧接等接触することがないから、短絡を生じた
り被加工物３の表面を傷付けたりすることもな
い。

尚、本発明は、上部ノズル装置から噴出される
加工液の圧力よりも下部ノズル装置から噴出され
る加工液の圧力を高めて、加工液を加工間隙の下
から上に向かつて噴流させるものであるから、高
液圧で加工液を噴出しても周囲の空気を巻き込み
混入する虞のない浮動筒ノズルを有するノズル装
置を下部ノズル装置として用いるものであるが、
上部ノズル装置は、噴出される加工液の圧力が比
較的低く且つ加工間隙内への加工液の注入を図ら
なくてもよいものであるから、手動設定が比較的
容易な被加工物表面から数mm程度離隔した位置に
噴出口を配置しても問題が生じることなく、この
ため、上部ノズル装置としては従来通常のノズル
装置を用いることが可能である。従つて、前述し
た実施例では、上部ノズル装置として従来通常の
ノズル装置を用いる場合について説明したが、上
部ノズル装置としても、下部ノズル装置と同様の
浮動筒ノズルを有するノズル装置を用いるように
しても良いことは勿論である。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被加工
物の上部と下部にノズルを装置を配置し、上部に
配置されるノズル装置から噴出される加工液の圧
力よりも下部に配置されるノズル装置から噴出さ
れる加工液の圧力を高くしたことにより、下部ノ
ズル装置から噴出供給された加工液が加工間隙及
び加工溝内を上昇して被加工物の上面にまで噴き
上がり、被加工物の上面で上部ノズル装置からの
加工液と合流して被加工物の上面を放射状に流れ
るようになるため、加工間隙に於て渦や乱流が生
じて加工液が滞留するようなことがなく、又加工
間隙及び加工溝内を上昇して被加工物の上面に噴
き上がつた加工液に上部ノズル装置から噴出する
比較的低圧の加工液が合流することによつて、被
加工物上面や或いは加工間隙上端部に於ける加工
液の流れも整えられるため加工間隙の全ての部位
に安定した状態で加工液を供給して円滑に加工液
を更新することができる。

又、下部ノズル装置からの加工液と上部ノズル
装置からの加工液が被加工物上面より少し下の加
工間隙で合流するような状態となつても、被加工
物の板厚中央部の加工間隙で合流する場合のよう
に、加工液の滞留が長時間に亘つて生ずるような
ことがない。又、下部ノズル装置から噴出される
加工液の圧力を高くすると、周囲の空気を巻き込
んで加工液中に空気が混入する虞があるが、本発
明によれば、下部ノズル装置として、浮動筒ノズ
ルを有するノズル装置を用い、被加工物の下面が
該浮動筒ノズルの軸方向摺動可能範囲内に位置す
るように下部ノズル装置を配置して、供給加工液
の液圧を調整することにより、軸方向に移動して
被加工物の下面に当接しようとする浮動筒ノズル
の先端面と被加工物の下面との間に微小隙間の円
板状ノズルを自動的に形成させ、該円板状ノズル
から供給加工液の一部を放射状に流出させた状態
で加工を行なうようにしたことにより、液圧を高
めて充分な量の加工液を空気を混入させることな
く加工間隙に供給することができる。又、自動的
に形成される微小〓間の円板状ノズルから供給加
工液の一部を流出させるようにしたことにより、
被加工物の表面に多少の起伏等があつても、浮筒
ノズルの先端面と被加工物下面との間隔がこの起
伏等の形状変化に追従しても所定の微小間隔に保
持されるため、常に被加工物表面から所定距離離
隔した位置から加工液を噴出供給し、周囲の空気
を混入させることなく加工間〓に常に一定量の加
工液を供給して安定した加工を行なうことがで
き、又、ノズル先端が被加工物に圧接等接触する
ことがなく、短絡を生じたり被加工物の表面を傷
付けたりすることもない。しかして、本発明によ
れば、これ等の作用効果を奏することによつて、
アークや気中放電等の異常放電の発生を防止する
ことができると共に、加工屑の排除や加工部の冷
却を能率良く行なうことができ、高精度の加工を
高速度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を示すワイヤカツト
放電加工装置の一部省略断面図、第２図はノズル
装置の作動状態を示すワイヤカツト放電加工装置
の一部省略断面図である。 １……ノズル装置、２……ワイヤカツト放電加
工装置の加工部周り、３……被加工物、４……ワ
イヤ電極、５……上部ノズル装置、６……下部ノ
ズル装置、６１……中空部、６２……ノズル本
体、６３……浮動筒ノズル、６４……ワイヤ電極
案内部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物の上部と下部とに加工液供給用のノ
   ズル装置を配置し、両ノズル装置から加工液をワ
   イヤ電極と同軸状に噴出供給しながら加工を行な
   うワイヤカツト放電加工方法に於て、少なくとも
   被加工物の下部に配置されるノズル装置として、
   一端が開口する筒状の中空部を有すると共に該筒
   状中空部の他端側に連通する加工液供給管路に具
   備するノズル本体と、該ノズル本体により該本体
   の筒状中空部と同軸状に且つ該本体の筒状中空部
   の軸方向に摺動自在に支承されると共に先端部に
   於て被加工物の加工溝幅よりも大きい径をもつて
   開口する中空部を有する中空筒状体からなり前記
   加工液供給管路から供給される加工液の液圧によ
   り軸方向に移動せしめられる浮動筒ノズルと、該
   浮動筒ノズルの中空部に該ノズルと同軸状に前記
   ノズル本体に固定して設けられ、その中心部軸方
   向に形成される貫通孔と該貫通孔に挿通されるワ
   イヤ電極の位置決めガイド部材とを有するワイヤ
   電極案内部材とから構成されるノズル装置を用
   い、下部ノズル装置から噴出供給される加工液の
   圧力を上部ノズル装置から噴出供給される加工液
   の圧力よりも高くした状態で、且つ被加工物の下
   面が浮動筒ノズルの前記摺動可能範囲内に位置す
   るように下部ノズル装置を配置して、供給加工液
   の液圧を調整することにより、軸方向に移動して
   被加工物の下面に当接しようとする浮動筒ノズル
   の先端面と被加工物の下面との間に微小〓間の円
   板状ノズルを自動的に形成させ、該円板状ノズル
   から供給加工液の一部を放射状に流出させた状態
   で加工することを特徴とするワイヤカツト放電加
   工方法。