JPS5949850B2 - 放電加工装置を用いた放電加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電加工装置を用いた放電加工方法、特に加
工電極の給送角度設定および該加工電極と被加工体との
相対的な位置合せを可能としかつ上記加工電極を給送せ
しめる加エヘツドを第１の加エヘツドと該第１の加エヘ
ツドのスピンドルの先端に固定された第２の加エヘツド
とから構成せしめ、該第１の加エヘツドと第２の加エヘ
ツドおよび加工テーブルを回動せしめるテーブル回動用
駆動部は夫々サーボ駆動機構を有する放電加工装置を用
い、被加工体の突起部を加工するいわば第１の加工電極
にくらべて凹所がより大きく形成されている第２の加工
電極を用いて上記凸起部を包む形で突起部の根元部を加
工する放電加工方法に関するものである。

一般に知られているように、放電加工装置は放電加工法
の優れた特徴を活かして広い加工分野に使用されている
。

特に、被加工体の機械的性質即ち硬度、抗張力、加工硬
化性等と関係なく能率的に加工することが出来、しかも
複雑な形状の加工においても加工すべき形状に対応した
形状の電極によつて高精度の加工が出来ることから、金
型加工分野において広く用いられている。一般に、金型
の加工面のすべてが一方向から俯瞼出来る抜型、引抜ダ
イス、成形型等の金型を加工する放電加工においては、
加工電極の給送方向は予め定めた１つの方向のみで良い
。しかしながら例えば、タイヤ成形用金型の如く、曲面
上にほぼ垂直に突起する複数個の突起部を有する金型を
放電加工によつて製作するためには、加工電極の送り方
向は１方向のみでなく、上記タイヤ成形用金型の中心か
ら放射状に複数の方向かつ該複数の放射方向の夫々の方
向において更に複数の角位置方向に変える必要がある（
なお、上記夫々の方向の加工に用いられる加工電極を該
夫々の方向に対応して交換する必要が生じることもある
ことは言うまでもない）。上記タイヤ成形用金型を放電
加工によつて製作する際における加工電極の送り方向を
上記の如く変え得る必要があることについて第１図ない
し第３図を参照して説明する。第１図はタイヤ成形用金
型の１実施例における側断面図、第２図は第１図図示実
施例における下部金型の部分拡大断面図、第３図は第２
図図示矢印Ａ−Ａ’における展開平面図を示している。
図中の符号、１は上部金型、２は下部金型、３はコンタ
面であつてタイヤの接地面に相当する面、４はシヨルダ
部、５ないし９は突起部であつて、該突起部６および８
はコンタ面３の曲面に対してほぼ垂直に突起している。
またＰＬはパーテイング・ラインであつて上部金型１と
下部金型２との接合面、ＣＬはセンタ・ラインであつて
コンタ面３の中心線、第３図図示矢印Ｂ線は第２図図示
断面に対応する線を示している。一般に、タイヤ成型用
金型は第１図図示の如く上部金型１と下部金型２とから
構成されている。そして、該夫々の金型のタイヤ成型内
周面には例えば第２図および第３図に図示されているよ
うな複雑な形状の凹凸面が形成されている。上記上部金
型１または下部金型２を放電加工によつて成形するには
、該上部金型１または下部金型２と逆の凹凸形状を有す
る加工電極を用いて行なう。ところが、一般にタイヤの
接地表面にはほぼ垂直に刻まれた複数個の溝が形成され
ていることが多い。即ち、例えば下部金型２の側断面を
示している第２図に図示されている如くコンタ面３に対
してほぼ垂直に突起して形成された突起部６，８がもう
けられている。第２図図示実施例の如く、上記コンタ面
３に対して垂直に突起する突起部が２個以上もうけられ
ている場合には、上記電極の送り方向を如何なる角位置
方向にしても、上記突起部６，８を同時に加工しようと
すると該突起部の何れか一方または両方におけるオーバ
・カツトが生じることは避けられない。そこで、本発明
の発明者等から提案されている放電加工によるタイヤ成
形用金型の製造システム（特願昭５４−２６９１９号）
に従つて、先づ図示しない加工電極を第２図図示矢印ａ
方向に給送して加工を行ない、次に加工電極を交換して
第２図図示矢印ｂ方向へ加工電極を給送して放電加工を
行なうようにされる（なお、上記加工順序を上記ｂ方向
、ａ方向の順に行なつても良い）。更に、上記タイヤ成
形用金型の内周面は円筒状をなしているため、上記放電
加工は、加工電極の加工面の大きさに対応する範囲に上
記タイヤ成形用金型の内周円筒面を区分して行なう必要
があり、該内周円筒面に対する上記加工電極の送り方向
設定を放射状に自由に選べるようにする必要がある。即
ち、上記タイヤ成型用金型を放電加工によつて製作する
ためには、加工電極給送角度の設定が自由に出来ること
および加工電極と被加工体との相対的な位置合せが自由
に出来るように構成されている放電加工装置が強く望ま
れている。また、放電加工においては一般に知られてい
る如く、大なり小なりの電極消耗は避けられない問題で
ある。

第４図ＡないしＣに加工の進行に伴なう電極消耗過程の
１例を示している。図中、Ｅは加工電極、Ｗは被加工体
を表わしている。第４図に図示されているように、第４
図Ａ図示されている加工前の加工電極Ｅは、加工の進行
に伴ない第４図Ｂ、第４図Ｃ図示加工電極Ｅの如く消耗
して行く。図示されているように、特に角部の消耗が甚
しく角が取れてｒがつく。従つて、第４図Ａ図示の被加
工体Ｗに点線によつて示されているようにｒのない角部
を有する形状に加工することが難かしい。当該加工を行
なうためには、第４図Ｃ図示の被加工体Ｗを更に新しい
第４図Ａ図示の加工電極Ｅによつて仕上加工を行なう必
要がある。なお、上記第４図Ａ図示点線の如くシヤープ
な角部を有する形状に仕上げるためには、上記新しい加
工電極Ｅに取替えて行なう仕上加工を何回も繰返し行な
う必要がある。そのため、１個の被加工体Ｗを上記所望
の形状に仕上げるには、多数の加工電極Ｅ（第４図Ａ図
示）を準備しなければならない欠点がある。本発明は、
上記の如き問題を解決することを目的とし、加工電極の
給送方向角度の設定および加工電極と被加工体との相対
的な位置合わせが可能であると共にｒのない角部を有す
る形状の放電加工を容易に行なうことが出来るようにし
た放電加工装置を用いると共に電極交換回数を可能なか
ぎり少なくする形で所望の加工を行ない得る放電加工方
法を提供することを目的としている。

以下図面を参照しつつ説明する。第５図ＡおよびＢは本
発明に使用する放電加工装置の１実施例を示す正面図お
よび側面図、第６図は第５図における加エヘツドおよび
加工テーブルの動作を説明するための関連部分拡大図、
第７図は本発明におけるｒのない角部形成加工を説明す
るための加工過程の１実施例を示す図である。

図中の符号、１０は被加工体、１１は図示矢印Ｈ方向の
第１の加エヘツド、１１′は第１の加エヘツド１１のパ
ルス・モータ、１２は第１の加エヘツド１１のスピンド
ル、１３は図示矢印ｈ方向の第２の加エヘツド、１３′
は第２の加エヘツドのパルス・モータ、１４は加工電極
取付治具、１５は加工電極、１６はヘツド支持部であつ
て第１の加エヘツド１１を支持するもの、１７はヘツド
回動用駆動部であつて第１の加エヘツド１１と共にヘツ
ド支持部１６を図示矢印α方向へ回動させるもの、１８
は昇降プロツクであつて昇降ネジ１９によつて図示矢印
Ｚ方向へ昇降可能にコラム２０に支持されているもの、
２１は加工槽、２２は加工テーブルであつて被加工体１
０が載置されるもの、２３はテーブル回動用駆動部であ
つて例えばパルス・モータまたは油圧によつて上記加工
テーブル２２を図示矢印θ方向へ回動（サーボ駆動）さ
せるもの、２４は第１のテーブルであつてテーブル回動
用駆動部２３と共に上記加工テーブル２２を図示矢印ｘ
方向へ移動させるもの、２５は第２のテーブルであつて
第１のテーブルを図示矢印Ｙ方向へ移動させるもの、２
６はベツドを夫々表わしている。本発明に使用する放電
加工装置の１実施例を示す第５図において、加エヘツド
１１はパルス・モータ１１′によつてスピンドル１２を
図示矢印Ｈ方向へ駆動する。

該スピンドル１２の先端には第２の加エヘツド１３が固
定されており、該第２の加エヘツドはパルス・モータ１
３７によつて電極取付治具１４を介し加工電極１５を図
示矢印ｈ方向へ駆動する。上記第２の加エヘツド１３の
動作については後述するが、こ＼では第２の加エヘツド
１３が停止状態にあるものとして説明する。上記加エヘ
ツド１１のパルス・モータ１「によるスピンドル１２の
図示矢印Ｈ方向への駆動は、予め定められた加工条件即
ち極間電圧、放電電流等の条件に対応させて加工電極１
５と被加工体１０との間隙を加工の進行に伴つて常に一
定に維持、追従するように制御される（以後、自動サー
ボ駆動と呼ぶ）。なお、上記第１、第２の加エヘツド１
Ｌ１３を駆動せしめるパルス・モータ１１′，１３′の
代わりに油圧サーボ等の他の自動サーボ駆動装置を用い
ても良い。即ち、第５図図示の本発明に用いられる放電
加工装置は、上記ヘツド支持部１６の図示矢印α方向へ
の回動と上記昇降プロツク１８の図示矢印Ｚ方向への昇
降と上記加工テーブル２２の図示矢印θ方向への回動お
よび図示矢印ｘ方向、Ｙ方向への移動とによつて、加エ
ヘツド１１の図示矢印Ｈ方向の角度即ち加工テーブル２
２に対する加工電極１５の自動制御送り方向角度を所望
する角度に設定することが出来ると共に加工電極１５が
被加工体１０を放電加工する際の加工位置を所望の如く
設定することが出来る。

更に、第１□ないし第３図図示のタイヤ成形用金型の下
部金型２の放電加工に関連して本発明の放電加工装置を
説明する。

先づ、放電加工による加工代（放電加工を効率良く行な
うため最少限の加工代が良い）を残して例えば機械加工
などによつて成形された被加工体１０の中心が加工テー
ブル２２のθ方向回動中心と一致するように、第５図図
示の如く上記被加工体１０を加工テーブル２２土に載置
する。

次に、第１のテーブル２４および第２のテーブル２５を
図示矢印Ｘ方向およびＹ方向に移動せしめることによつ
て、加エヘツド１１に対して予め定められた位置に被加
工体１０を移動させてセツトする。いま、例えば第２図
図示の如き下部金型２を放電加工するに当つて、図示矢
印ａ方向とｂ方向との２回に分けて夫々各方向に対応し
て定められた図示しない加工電極によつて放電加工する
ものとする。先づ、例えば第２図図示矢印ｂ方向の加工
から始めるとすると、加エヘツド１１の第５図図示矢印
Ｈ方向と第２図図示矢印ｂ方向とが平行になるようにヘ
ツド支持部１６を回動させセツトする。次に、昇降プロ
ツク１８を下降させて加工電極１５を予め定められた位
置にセツトする。上記のように、加工電極１５と被加工
体１０との位置合わせを終えたのち、加工電極１５は自
動制御送りされることによつて放電加工が行なわれる。
なお、該放電加工中においては、上記被加工体１０が加
工槽２１内に供給される図示しない加工液中に浸漬され
ていることは言うまでもない。そして、上記放電加工に
おける加工電極１５のＨ方向の給送ストロークが予め定
められた深さまで達した段階で放電加工は中断されて上
記加工電極１５は加工前の原位置に戻る。上記の放電加
工によつて加工される部分は上記加工電極１５の加工面
に対応する部分に限られる。従つて、テーブル回動用駆
動部２３によつて加工テーブル２２を図示矢印θ方向へ
予め定められた角度だけ回動せしめた上で加工電極１５
を交換しあるいは交換することなく再び放電加工を行な
う。このようにして、順次加工テーブル２２を回動せし
めて放電加工を行なう。上記加工テーブル２２が１回転
して第２図図示矢印ｂ方向の放電加工が終ると、例えば
次に第２図図示矢印ａ方向の放電加工を行なう。該放電
加工に当つては、加工電極１５を予め用意された上記ａ
方向加工用の電極に取替えると共に加工電極１５の送り
方向を上記ａ方向に修正しなければならない。即ち、ヘ
ツド支持部１６を図示矢印α方向に回動させて加エヘツ
ド１１の自動制御送りの方向（図示矢印Ｈ方向）が第２
図図示矢印ａ方向と平行となるようにする。そして、上
述した第２図図示ｂ方向の放電加工と同様に加工テーブ
ル２２を回動させて放電加工を行なう。以上説明したよ
うにして、被加工体１０を放電加工することによつて、
第１図ないし第３図図示の如きタイヤ成形用金型の下部
金型２を製作する。

なお、上記放電加工において、上記加工電極１５は放電
による消耗が生じるため消耗の程度に応じて新しい電極
と交換することが必要であることは言うまでもない。ま
た、上記放電加工における加工電極１５の制御送り、加
工テーブル２２の駆動等を予め定められたプログラム制
御によつて自動化し、上記放電加工を自動的に行なうよ
うにする。また、放電加工においては、本願明細書冒頭
に第４図を参照して述べた如く、加工の進行に伴って電
極消耗が生じる。特に該電極消耗は電極形状の角部にお
いて顕著に発生する。そこで、ｒのない角部を形成する
ために、本発明の放電加工装置においては、第５図およ
び第６図に図示されている如く、パルス・モータ１３′
によつて自動サーボ駆動される第２の加エヘツド１３を
そなえ且つ被加工体１０が載置されている加工テーブル
２２はテーブル回動用駆動部２３によつて自動サーボ駆
動されるようになつている。即ち、第６図に図示する如
く、第１の加エヘツド１１（第５図参約のスピンドル１
２の先端に固定された第２の加工ヘツド１３はパルス・
モータ１３′によつて電極取付治具１４を介して加工電
極１５を図示矢印ｈ方向へ自動サーボ駆動する。また加
工テーブル２２はテーブル回動用駆動部２３（第５図参
照）によつて図示矢印θ方向へ自動サーボ駆動されるよ
うになつている．さて、第７図Ａに図示する如く、加工
電極１５を図示矢印Ｈ方向へ自動サーボ駆動して被加工
体１０を放電加工し、図示点線に示す形状に仕上げたい
ものとする。

しかし、第７図Ｂに図示する如く、電極消耗によつて加
工電極１５の角部はｒを帯びる。従つて、被加工体１０
も第７図Ａ図示点線の如き所望する形状にならないで角
部にｒがついた状態となる。そこで、第７図Ｂに図示す
る如く加工電極１５の凹部１５′の側壁を削つて図示点
線即ち上記角部のｒがなくなるまで拡張する。図示ｄは
拡張幅を示している。実際には予め拡張された加工電極
を作成しておき、この加工電極を用いるようにされる。
なおこの拡張された加工電極を用いる場合においても、
第７図Ｃ図示の突起部１『の図示左右の根元部が一挙に
加工されることから、個々の根元部を加工する電極を用
いる場合にくらべて電極交換回数が少なくて済むことと
なる。次に、第７図Ｃに図示する如く、加工電極１５を
図示Ｈ方向へ予め定められた距離だけ送つたのち、第６
図図示の第２の加エヘツド１３によつて図示矢印ｈ方向
の１方の方向へ距離ｄだけ自動サーボ駆動することによ
つてｒのついた角部を除去する。

その後、加工電極１５を上記ｈ方向の他の方向へ距離２
ｄだけ自動サーボ駆動して他方のｒのついた角部を加工
する。その結果、被加工体１０の突起部１『は第７図Ａ
図示点線の如きｒのない角部を有する形状に仕上げるこ
とが出来る。上記の放電加工における加工電極１５のＨ
方向およびｈ方向の給送距離の設定は、例えばリミット
スイッチ等によつて予め定められた範囲に設定すること
が出来る。即ち、第７図図示矢印Ｈ方向への自動サーボ
駆動はＨ方向のリミツト・スイツチ（図示せず）が作動
するまで第１の加エヘツドによつて行なわれ、該リミツ
ト・スイツチの作動によつてＨ方向の給送を停止させた
のち、上記ｈ方向への自動サーボ駆動が始動され、該駆
動は第２の加エヘツド１３によつて行われる。そして、
上記ｈ方向の加工において、電極１５と被加工体１０と
の間に短絡状態が発生した場合には、直ちに加工電極１
５を図示矢印Ｈ方向およびｈ方向と逆方向へ予め定めら
れた距離だけ後退せしめる。該後退距離の設定も例えば
加エヘツドへ送るパルス数をプリセツトすることによつ
て設定することが出来る。なお、上記加工電極１５を一
旦後退せせしめたのち、再び最初Ｈ方向へ給送しついで
ｈ方向へ給送する加工を継続するようにされている。上
記加工電極１５の後退勤作は、上記Ｈ方向およびｈ方向
の後退を同時に行なうようにしても良く、先づｈ方向の
後退を始動せしめたのちＨ方向への後退を始動せしめる
ようにしても良い。更に、図示しないが、上記ｒのある
角部が加工テーブル２２の表面に対して平行な方向に存
在する場合には、加工テーブル２２を第６図図示θ方向
へ自動サーボ駆動することによつてｒのない角部に仕上
げることが出来る。

この場合、加工電極１５と被加工体１０との相対的な動
きを第７図において説明した第２の加エヘツド１３によ
る加工電極１５の図示矢印ｈ方向の自動サーボ駆動の代
りに、加工テーブル２２の上記θ方向の自動サーボ駆動
によつて行なうものであつて、加工過程は何等変わるも
のではなく容易に理解出来ることであるため詳細な説明
は省略する。以上、タイヤ成形用金型の放電加工を例に
挙げて、第６図図示矢印ｈ方向またはθ方向に平行な方
向のｒのない角部形成に関する放電加工方法について説
明した。

しかしながら、一般に例えば上記タイヤ成形用金型にお
いて、上記ｒのない角部は上記ｈ方向またはθ方向と平
行な方向にのみ存在するものとは限らず、任意な方向に
も存在することが普通である。従つて、該任意な方向に
存在するｒのない角部の加工に当つては、上記第２の加
エヘツド１３の第６図図示矢印ｈ方向への自動サーボ駆
動と上記加工テーブル２２の第６図図示矢印θ方向への
自動サーボ駆動とを同時に並行させるようにし、且つ上
記ｈ方向およびθ方向の夫夫の自動サーボ駆動速度を同
じにまたは互に変えて上記任意な方向に対応させて制御
することによつて所望する方向のｒのない角部を形成す
ることが出来る。なお、当該加工における第６図図示矢
印Ｈ方向の自動サーボ駆動と上記ｈ方向およびθ方向の
自動サーボ駆動との連係動作は第７図を参照して述べた
説明と同様に行なわれることは言うまでもない。以上説
明した如く、本発明によれば、加工電極の給送方向角度
の設定および加工電極と被加工体との相対的な位置合せ
が可能であると共にｒのない角部を有する形状の放電加
工を容易に行なうことが可能である放電加工装置を用い
た放電加工方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイヤ成形用金型の１実施例を示す側断面図、
第２図は第１図図示実施例における下部金型の部分拡大
図、第３図は第２図図示矢印Ａ一Ａ’における展開平面
図、第４図は電極消耗を説明するための放電加工の進行
に伴なう電極消耗過程の１実施例を示す図、第５図は本
発明の放電加工装置の１実施例における正面図および平
面図、第６図は第５図図示実施例における加エヘツドお
よび加工テーブルの動作を説明するための関連部分拡大
図、第Ｔ図は本発明におけるｒのない角部形成加工を説
明するための加工過程の１実施例を示す図である。 図中の符号、１０は被加工体、１０′は被加工体１０に
形成された突起部、１１は第１の加エヘツド、１１′は
はパルス・モータ、１２はスピンドル、１３は第２の加
エヘツド、１３′はパルス・モータ、１４は電極取付治
具、１５は加工電極、１５′は加工電極１５に設けられ
た凹部、１６はヘツド支持部、ＩＴはヘツド回動用駆動
部、１８は昇降プロツク、１９は昇降ネジ、２０はコラ
ム、２１は加工槽、２２は加工テーブル、２３はテーブ
ル回動用駆動部、２４は第１のテーブル、２５は第２の
テーブル、２６はベツドを夫々表わしている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工体を載置する加工テーブルと加工電極を給送
   する加工ヘッドとをそなえると共に、面から突出する突
   起部を有している上記被加工体の形状に対応して面から
   凹所が形成されてなる加工電極を用い、放電エネルギに
   よつて上記被加工体に対して当該加工電極の凹所に対応
   した加工を行うように構成された放電加工装置を用いた
   放電加工方法において、上記放電加工装置は、第１の加
   工ヘッドと、該第１の加工ヘッドのスピンドルの先端に
   固定されかつ第１の加工ヘッドによる給送方向と交差す
   る方向に給送する第２の加工ヘッドと、上記第１の加工
   ヘッドを支持するヘッド支持部と、該ヘッド支持部を回
   動可能に支持するヘッド回動用駆動部と、上記加工テー
   ブルが載置されかつ該加工テーブルを回動せしめるテー
   ブル回動用駆動部とを少なくともそなえ、少なくとも上
   記第１の加工ヘッドと第２の加工ヘッドとテーブル回動
   用駆動部とはサーボ駆動機構を有し、上記第１の加工ヘ
   ッドの給送位置が予め定められた位置に達したことを条
   件として上記第２の加工ヘッドおよび／または加工テー
   ブルが上記サーボ駆動機構によつて予め定められた距離
   の範囲内において制御駆動されるよう構成されており、
   更に上記加工電極による加工が行なわれた後に、当該加
   工電極により加工された上記被加工体の突起部の根元部
   断面積にくらべて当該根元部断面に対応する凹所開口部
   断面積が大きく形成されている第２の加工電極を使用し
   、上記第２の加工ヘッドおよび／または加工テーブルに
   対する制御駆動が発動されて、上記突起部を包む形状で
   上記突起部における根元部を加工するようにされている
   ことを特徴とする放電加工装置を用いた放電加熱方法。 ２ 上記予め定められた距離の範囲内の制御時において
   、上記第２の加工電極と被加工体との間に短絡状態が発
   生した場合、上記第１の加工ヘッドと第２の加工ヘッド
   および／または加工テーブルとは反給送方向のあらかじ
   め定められた距離だけ後退せしめられ、該後退位置から
   再び上記放電加工を開始するようにされていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電加工装置を用
   いた放電加工方法。 ３ 上記第１の加工ヘッドの反給送方向の後退動作は、
   上記第２の加工ヘッドおよび／または加工テーブルの後
   退動作の始動に遅れて始動するようにされていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の放電加工装置を
   用いた放電加工方法。