JPH0746424Y2 - ワイヤ放電加工機用噴流ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、走行するワイヤ電極と工作物との間で発生
する放電エネルギーで工作物を放電加工するワイヤ放電
加工機におけるワイヤ放電加工機用噴流ノズルに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極を各種ローラで
案内して上ワイヤヘッドに供給し、工作物を取り付けて
いるテーブルをNC装置からの指令で工作物の加工形状に
従ってＸ方向及びＹ方向に移動し、工作物とワイヤ電極
との間で放電を発生させて放電エネルギーによって工作
物を放電加工するものである。

ワイヤ電極とテーブルは、加工中、サーボ移動を繰り返
しており、ワイヤ放電加工中に相対的に加工方向に進む
だけでなく、加工屑等の状況に応じて放電加工が不安定
になると、短絡解消のため瞬時の間、加工軌跡に沿って
後退もし、次いで、再び前進して放電加工が行われてい
る。ワイヤ放電加工機は、NC装置からの指令を受けて、
工作物が水平方向即ちＸ方向及びＹ方向に移動し、両者
の移動が合成されて、両者の相対的運動によって工作物
に所定の加工形状が放電加工される。

一般に、ワイヤ放電加工機における加工液供給装置は、
加工液は工作物の放電加工部位及びワイヤ電極に対して
上下方向に設置されている噴流ノズルから放電加工部位
に噴出されている。ワイヤ放電加工機における加工液供
給装置として、例えば、実開昭61-178627号公報、実開
昭61-178628号公報、実開昭61-195927号公報等に開示さ
れたものがある。

一般に、ワイヤ放電加工機て使用されているワイヤ電極
のワイヤ直径はφ0.03〜φ0.35と細い径であり、加工時
に火花放電しており、ワイヤ電極が気中に晒されると、
瞬時に断線してしまう。従って、ワイヤ電極は常に放電
加工時は加工液中に位置するように構成されている。

通常、噴流ノズルに与えられる加工液圧によって該噴流
ノズルから噴出する液柱の中心にワイヤ電極を走行さ
せ、該ワイヤ電極と工作物との間に極間電圧を印加して
放電させ、その放電エネルギーで工作物をワイヤ放電加
工している。或いは、ある種のワイヤ放電加工機では、
工作物を加工液中に液没した状態でワイヤ電極との間で
放電させてワイヤ放電加工を行っているものもある。

最近、ワイヤ放電加工機の加工速度の高速化に伴って噴
流ノズルに供給する加工液圧も高くなり、また、噴流ノ
ズルの端面と工作物の加工面とのギャップは益々微小間
隙に維持されるようになってきた。また、ワイヤ放電加
工機における下ワイヤヘッドについては、噴流ノズルを
取り付けるガイドホルダは、機械本体から伸びるアーム
の先端に設けられている。言い換えれば、片持ち梁のア
ーム先端にガイドホルダがあり、そのガイドホルダに噴
流ノズルが取り付けられている。

〔考案が解決しようとする課題〕

一般的に、従来のような加工液がワイヤ電極及び工作物
の放電加工部位に対して上下の噴流ノズルから噴出され
るものでは、工作物の放電加工部位及びワイヤ電極に対
して加工液が均等にかからない状態が生じた場合、或い
は放電加工部位にエアが存在する場合には、気中放電を
起してワイヤ電極のワイヤが断線する現象が発生する。

加工液供給用の噴流ノズルから供給される加工液は、液
圧が低い時はエアを含んでいない透明な水柱になってい
るが、放電加工の加工速度を上げるのに伴って加工液の
噴流圧を高くすると、噴流ノズルと工作物との間に負圧
が発生し、周囲からエアを吸引或いは外力によってエア
が巻き込まれるため、噴射される加工液にエアが気泡等
になって含まれる現象が生じ即ち乳白色の水柱になり、
このような状態の加工液を工作物の放電加工部位とワイ
ヤ電極とに噴射すると、上記のような気中放電を起して
ワイヤ電極のワイヤが断線する原因となる。

また、放電加工時には、高圧の液圧が供給されており、
噴流ノズルはそれに耐えなければならない。一般的に、
噴流ノズルの貫通孔即ち噴流孔は、φ５〜φ10程度に設
定され、それに伴って噴流ノズルの外径はφ13〜φ15程
度に形成されている。即ち、噴流ノズルは、放電加工時
に供給される加工液の液圧に耐えることができる強度を
有するように構成されている。

一方、噴流ノズルの端面即ち加工液の吐出側と工作物の
加工面とのギャップは安定した加工条件を保つため、微
小な間隙に設定されている。上記のように、ある程度の
機械的強度を持った噴流ノズルを工作物に対して早移動
速度で近づける時、工作物を加工するため該工作物を加
工テーブルに取付ける時、加工のための準備作業を行う
時等に、作業者等の取り扱いのミス等で、噴流ノズルが
放電加工時に工作物を固定しているクランプ、金具等の
部品にぶつかるような衝突事故が発生した時に、片持ち
梁であるガイドホルダの精度が低下する現象が起こり得
る。

特に、ワイヤ放電加工機は、高精度加工を要求されるた
め、工作物下面、言い換えれば、加工テーブル上面とワ
イヤ電極軸線方向の垂直度については細心の注意を要す
るものであり、例えば、噴流ノズルを支持するガイドホ
ルダに衝突事故が発生すると、該ガイドホルダの設定精
度の復元を行い、該復元作業に多大な時間と労力を費や
さなければならない。

これに対して、例えば、噴流ノズルを塩化ビニル樹脂等
の弾性材で製作すれば、衝突等の衝撃による精度低下は
低減されるが、高圧で供給される加工液圧のため噴流ノ
ズルの噴流孔が変形し、その結果、吐出液体に乱流が発
生し、加工液供給に層流形状が崩れ、工作物の加工形状
に対する加工精度を確保できないようになる。

この考案の目的は、上記の課題を解決することであり、
加工液をワイヤ電極及び工作物の放電加工部位に対して
噴出し、工作物とワイヤ電極との間で放電を発生させて
放電エネルギーによって工作物を放電加工するワイヤ放
電加工機において、加工液の吐出形状を層流形状で噴出
させ、噴流ノズル本体の強度を確保すると共に、不測の
衝突事故から噴流ノズル本体を支持するガイドホルダに
衝撃が加えられてガイドホルダの精度が低下するのを防
止し、工作物の加工形状に対する加工精度を確保するこ
とができるワイヤ放電加工機用噴流ノズルを提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この考案は、走行するワイヤ電極
と工作物との間で放電を発生させて放電加工される工作
物に対向して配置され且つ放電加工部位に加工液を噴射
させる噴流孔を有する噴流ノズル、及び該噴流ノズルを
ノズルホルダによって保持したガイドホルダを有するワ
イヤ放電加工機において、前記噴流ノズルを前記ガイド
ホルダに前記ノズルホルダで取付け取外し可能に固定
し、前記ノズルホルダの外側へ突出した前記噴流ノズル
の先端部分の外周面に過剰な外力で剪断破壊される肉厚
の薄い部分を構成する切欠き溝を形成したことを特徴と
するワイヤ放電加工機用噴流ノズルに関する。

〔作用〕

この考案によるワイヤ放電加工機用噴流ノズルは、上記
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
このワイヤ放電加工機用噴流ノズルは、噴流ノズルをノ
ズルホルダでガイドホルダに取付け取外し可能に固定
し、前記ノズルホルダの外側へ突出した前記噴流ノズル
の先端部分の外周面に過剰外力で剪断破壊される肉厚の
薄い部分を構成する切欠き溝を形成したので、前記切欠
き溝の部位が他の部位に比較して肉厚が薄く強度上弱く
構成される。従って、前記噴流ノズルが前記ガイドホル
ダに精度上のため固定されているが、前記噴流ノズルが
不測の衝撃等の過剰な外力を受けた時に、前記切欠き溝
の部位がシャーピン機能によって前記切欠き溝が形成さ
れている先端部位の噴流ノズル本体が剪断破壊を受けて
折損し、前記噴流ノズルを支持する前記ガイドホルダへ
の外力の影響を最小限に抑えることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案によるワイヤ放電加工
機用噴流ノズルの実施例を詳述する。第１図はこの考案
によるワイヤ放電加工機用噴流ノズルの一実施例を示す
一部破断面を示す正面図、及び第２図は第１図の平面図
である。

ワイヤ放電加工機では、工作物取付台に対して工作物２
が設置される。工作物取付台はサーボ移動によって水平
方向即ちＸ方向とＹ方向に移動できる。即ち、工作物２
を取り付けた工作物取付台は、NC装置からの指令で工作
物２の加工形状に従ってＸ方向及びＹ方向に移動し、放
電加工部位に供給されたワイヤ電極１との間で加工が進
行するように構成されている。工作物２に対して設けら
れた上下にワイヤヘッドは、給電子、給電子押え部材、
ダイスガイド部材、加工液噴射ノズル等をそれぞれ備え
ている。

自動ワイヤ供給装置（図示省略）からローラガイド、テ
ンションローラ等（図示省略）を介して送り込まれたワ
イヤ電極１は、上ワイヤヘッドにおける給電子、ダイス
ガイド部材、噴流ノズル等を通り、上下にワイヤヘッド
間の放電加工部位でワイヤ電極１と工作物２との間に極
間電圧が印加されて放電され、工作物２は放電加工され
る。次いで、ワイヤ電極１は、使用済みワイヤ電極１と
なって下ワイヤヘッドにおける噴流ノズル３、給電子、
ダイスガイド部材等を通ってワイヤ引出し装置によって
引き出され、巻き取りリール、使用済ワイヤ溜り部等
（図示省略）に排出される。

第１図及び第２図には、この考案による噴流ノズルをワ
イヤ放電加工機に取り付ける取付構造の要部の一例が示
されており、ここでは下ワイヤヘッドの一例について示
すものであり、工作物２の下方に配置された噴流ノズル
３及び下ワイヤヘッドを構成するガイドホルダ５が示さ
れている。

ガイドホルダ５の中空部11内には、給電子、ダイスガイ
ド等が配置されているが、これらについてはこの考案の
要部でないので、ここでは図示及び説明を省略する。

噴流ノズル３の取付構造は、主として、装置本体に固定
されたアーム６、該アーム６にセットボルト７によって
固定されたガイドホルダ５、及びガイドホルダ５の上端
面16に噴流ノズル３の下端面17を当接状態に押圧するノ
ズルホルダ４から構成されている。ノズルホルダ４は、
雌ねじ13を有する袋ナットから成り、上端部に半径方向
内向きに伸びるフランジ部14を備えている。

噴流ノズル３をガイドホルダ５にノズルホルダ４で取付
け取外し可能に固定する場合には、ガイドホルダ５の上
端面16に噴流ノズル３の下端面17を当接状態に配置し、
ノズルホルダ４の雌ねじ13をガイドホルダ５の上側部に
形成された雄ねじ12に螺入し、ノズルホルダ４のフラン
ジ部14を噴流ノズル３の外周部に形成した段部15に当接
させ、ノズルホルダ４をガイドホルダ５に締め付けるこ
とで達成できる。

この場合に、ノズルホルダ４とガイドホルダ５とのねじ
部を通って加工液が漏洩しないように、ノズルホルダ４
とガイドホルダ５との間にシールのためＯリング８を配
置する。

アーム６とガイドホルダ５とを固定する一例を説明する
と、ガイドホルダ５の取付部25には上下方向に伸びる長
孔22が形成されている。アーム６の側面に対してガイド
ホルダ５の取付部側面を当接し、セットボルト７をガイ
ドホルダ５の長孔22にワッシャ23を介在させて挿入し、
該セットボルト７をアーム６の雌ねじ24に螺入する。次
いで、ガイドホルダ５をアーム６に対して上下方向に調
節して所定の位置に設定し、セットボルト７をアーム６
の雌ねじ24に締め付けて固定する。この場合、ガイドホ
ルダ５の位置設定は、例えば、工作物２の下面とガイド
ホルダ５に固定した噴流ノズル３の上端面21との間に、
所定のギャップ即ち所定の隙間Ｌが形成されるように位
置決めする。

このワイヤ放電加工機用噴流ノズルは、特に、噴流ノズ
ル３の外側形状に特徴を有する。噴流ノズル３は、ワイ
ヤ電極１が走行する噴流孔10が中央部に形成されてい
る。噴流孔10から加工液が液柱となって噴出されるが、
ワイヤ電極１は気中放電を避けるため該液柱の中央を走
行するように、噴流孔10の中央部に伸長している。

噴流ノズル３には、その外周面に環状の切欠き溝９が形
成され且つ肉厚か薄くなるように構成されている。噴流
ノズル３の切欠き溝９は、噴流孔10を工作物２に対向す
るようにガイドホルダ５に固定した時に、切欠き溝９は
ガイドホルダ５及びノズルホルダ４の外側に露出するよ
うに、ノズルホルダ４の上端面26より外側へ突出状態に
位置決めされている。

噴流ノズル３に形成された切欠き溝９は、噴流ノズル３
自体が長手方向の何れかの部位において剪断力が小さく
なるように形成されれば、その形状については限定され
るものではない。

また、噴流ノズル３を製作する材料については、ある程
度の機械的強度を有し、水等の加工液に対して錆、腐食
等の発生がなく、電気的には絶縁特性を有する材料であ
ればよいものである。更に、ワイヤ放電加工の目的に応
じては、噴流ノズルは別のものに取り換えて使用される
ものであり、また消耗品でもある。そこで、入手し易い
安価な且つ機械加工特性の良好な材料、例えば、アセタ
ール樹脂等の合成樹脂が好ましいものである。

第１図において、噴流ノズル３に形成された切欠き溝９
の形状の一例が示されている。切欠き溝９は、半径方向
垂直に外向きに伸びる平面18、筒状外面19及び半径方向
上向きに伸びるテーパ面20から構成されている。このよ
うな形状に切欠き溝９を形成することによって、例え
ば、噴流ノズル３に不測の衝突事故が発生し、衝撃力に
よって噴流ノズル３が該切欠き溝９の部位で折損した場
合に、ガイドホルダ５に対して噴流ノズル３の折損の影
響が最も少なくなる。

噴流ノズル３の外周面に形成する切欠き溝９の形状は、
第１図のものに限らず、例えば、第３図、第４図又は第
５図に示す形状に構成されてもよい。第３図において、
噴流ノズル３の外周面には、断面Ｖ型形状で且つ環状の
切欠き溝9Aが形成されている。又は、第４図において、
噴流ノズル３の外周面には、断面Ｕ型形状で且つ環状の
切欠き溝9Bが形成されている。或いは、第５図におい
て、噴流ノズル３の外周面には、断面四角形状で且つ環
状の切欠き溝9Cが形成されている。

〔考案の効果〕

この考案によるワイヤ放電加工機用噴流ノズルは、上記
のように構成されており、次のような効果を有する。即
ち、このワイヤ放電加工機用噴流ノズルでは、噴流ノズ
ルが精度上の理由でガイドホルダにノズルホルダで取付
け取外し可能に固定されているが、前記ノズルホルダの
外側へ突出した前記噴流ノズルの先端部分の外周面に過
剰外力で剪断破壊される肉厚の薄い部分を構成する切欠
き溝が形成されているので、前記噴流ノズルの先端部の
外周面が前記切欠き溝によって肉厚の薄い部位となり、
前記切欠き溝の部位が強度上比較的に弱く、応力が集中
するように構成される。

従って、前記噴流ノズルが不測の事故、作業者のミス等
で衝撃等の過剰な外力を受けた時、前記切欠き溝の部位
がシャーピン機能を果して前記切欠き溝が形成されてい
る部位に応力が集中し、そのため噴流ノズル本体が剪断
破壊を受けて折損し、それによって、前記噴流ノズルを
支持する前記ガイドホルダへの外力の影響を最小限に抑
えることができ、工作物の加工形状に対する加工精度を
確保することができる。

また、噴流孔を前記工作物に対向するように前記ガイド
ホルダに前記ノズルホルダで保持した時、前記切欠き溝
が前記ノズルホルダの端面より突出状態に位置決めされ
るので、前記切欠溝は外側に露出しており、前記噴流ノ
ズルが折損するようなことがあっても、前記噴流ノズル
による前記ガイドホルダの取付け状態に悪影響をほとん
ど与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるワイヤ放電加工機用噴流ノズル
の一実施例を示す一部断面の正面図、第２図は第１図の
平面図、第３図はこの考案による噴流ノズルの別の実施
例を示す断面図、第４図はこの考案による噴流ノズルの
更に別の実施例を示す断面図、及び第５図はこの考案に
よる噴流ノズルの他の実施例を示す断面図である。 １……ワイヤ電極、２……工作物、３……噴流ノズル、
４……ノズルホルダ、５……ガイドホルダ、9,9A,9B,9C
……切欠き溝、10……噴流孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行するワイヤ電極と工作物との間で放電
   を発生させて放電加工される工作物に対向して配置され
   且つ放電加工部位に加工液を噴射させる噴流孔を有する
   噴流ノズル、及び該噴流ノズルをノズルホルダによって
   保持したガイドホルダを有するワイヤ放電加工機におい
   て、前記噴流ノズルを前記ガイドホルダに前記ノズルホ
   ルダによって取付け取外し可能に固定し、前記ノズルホ
   ルダの外側へ突出した前記噴流ノズルの先端部分の外周
   面に過剰な外力で剪断破壊される肉厚の薄い部分を構成
   する切欠き溝を形成したことを特徴とするワイヤ放電加
   工機用噴流ノズル。