JPS6214369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤ電極型放電加工法、特に、被
加工物と走行するワイヤ電極とを微小間隙で対向
させ、該間隙で放電を惹起させると共に、被加工
物に対してワイヤ電極を相対的に移動せしめ、そ
の被加工物をワイヤ電極で糸鋸的に所定形状に切
断加工するワイヤ電極型放電加工法に関するもの
である。

現在、金属等の盤状物の平面内部に複雑な形状
の窓穴を形成する場合ワイヤ電極型放電加工装置
が使用され、ワイヤ電極による放電加工方法が実
施されることがある。

従来のワイヤ電極型放電加工装置とその実施法
の１例として、第１図から第４図に示すものがあ
る。

第１図に示す如く、従来のワイヤ電極型放電加
工技術においては、被加工物１０が水平面内の取
付台１２に取付けられ、走行するワイヤ電極１４
が垂直面内のコラム１６にガイドローラ、ワイヤ
ガイド等を介して張設されており、垂直に走行す
るワイヤ電極と被加工物の被加工個所とを若干の
間隙をもつて対向させて該間隙に繰返しパルス放
電を惹起せしめ、取付台１２を送りネジ機構１８
Ｘ，１８Ｙを介して適宜摺動することにより被加
工物１０を水平面内で移動させ、水平面内の被加
工物１０内において、所望の加工形状を創出する
ワイヤ電極１４による加工軌跡２０を得るように
なつている。

しかしながら、従来の装置およびその実施方法
で次のような解決すべき課題がある。

一般に、ワイヤ電極による放電加工方法は、糸
鋸的な所謂一筆書の切断加工であつて加工終了は
ワイヤ電極の加工軌跡２０の終端が加工開始位置
に戻つた時に終了する。

従つて、被加工物１０におけるワイヤ電極１４
の加工軌跡２０の外側部分１０Ａと内側部分１０
Ｂとは、互いに完全分離することになる。

ところで、被加工物１０における該外側部分１
０Ａは、第２図に示すように、ボルトナツトおよ
び口金等からなる保持具２２で取付台１２に保持
させることが可能であるが、その内側部分１０Ｂ
は、下部ワイヤガイド２４を保持したアーム２６
が取付台１２の下面において相対的に移動するた
め、取付台１２に保持させることが不可能であ
る。そのため、加工がほぼ終了した時点で、外側
部分１０Ａから切離れて支持力を失つた内側部分
１０Ｂ（通常、残宰部分となる）は、第２図に想
像線で示すように、自重によりアーム２６上に落
下することになる。

しかし、この内側部分１０Ｂの落下は、アーム
２６に設けられ装置にとり重要で高価な構成部
品、例えば、ダイヤモンドダイス等を使用した下
部ワイヤガイド２４、加工液噴出用ノズル２８、
走行するワイヤ電極１４と加工電源とを接続する
ための給電板３２およびガイドローラ３４等に損
傷を与える危険、並びに、落下時の衝撃により上
部ワイヤガイド２４′（第１図参照）に対する下
部ワイヤガイド２４の位置が変更し、加工精度に
悪影響を与える危険を招来する。

最近、ワイヤ電極型放電加工装置の完全無人自
動化の目的でワイヤ電極の自動つなぎ装置が開発
されたが、例えば、第３図に示すように、１個の
被加工物１０の平面内において複数の独立した形
状を得ようとする場合、アーム２６上に落下した
前記内側残滓部分１０Ｂを除去しなければ、自動
つなぎ装置を使用しても実質的に無人自動化は実
現不可能である。

ところが、通常ワイヤ電極型放電加工装置によ
り加工すべき形状および寸法の設定は任意、不特
定であり、被加工物について生ずる前記残滓部分
の形状、寸法は広範囲にわたり、それらを除去す
る条件も多枝にわたるため、あらゆる条件下で残
滓部分を自動的に除去可能ないわゆる加工残滓自
動除去装置は、極めて複雑、高価なものになる。
これがワイヤ電極型放電加工装置の無人自動化を
実質的に阻害するということになつていた。

そこで、従来、ワイヤ電極による被加工物の残
滓部分の落下による危険並びにそれにより派生す
る諸問題に対処するため、被加工物の残滓部分の
落下を回避する次の方法が実施されていた。

その第１の方法は第４図に示すように、ワイヤ
電極の放電加工の途中で、ワイヤ電極による加工
軌跡２０の切溝内に接着剤３６を注入し、該接着
剤３６で残滓部分１０Ｂを被加工物１０の外側部
分１０Ａに接着し保持させる方法である。なお、
接着剤３６は他の機械的結合手段に置換される場
合もある。

その第２の方法は、第５図に示すように、加工
軌跡の加工開始位置２０Ａと加工終了部２０Ｂと
の間に残滓部分１０Ｂの重量を指示可能な程度の
切残部分１０Ｃを形成してワイヤ電極による切削
を終え、その後、被加工物１０を取付台から取外
して任意の手段で切残部分１０Ｃを破断して分離
するようにした方法である。

しかし、第１の方法は、加工を一時中断する接
着剤注入又は機械的結合の作業が必要なため、完
全無人自動化が殆ど不可能になるという欠点があ
り、第２の方法は切残部分１０Ｃを破断する場
合、必要な形状部分まで破断線が喰込むことが
多々あるという欠点があつた。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は、被加工物の必要部分に損
傷を生ぜしめることなく、かつ、完全無人自動化
を促進可能なワイヤ電極による放電加工法を提供
することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ワイヤ
電極による放電加工方法において、被加工物を垂
直に設けると共に、ワイヤ電極を水平に走行する
ものとし、放電加工における被加工物上の加工開
始位置は加工すべき所定形状の重心位置よりも上
方に設定し、また、その加工軌跡の順路は前記開
始位置に関する前記重心の回転モーメントの方向
と逆方向になるように設定し、もつて、被加工物
における前記加工軌跡により切離れた内側部分を
その外側部分上に載置して支持するようにしたこ
とを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第６図はワイヤ電極型放電加工装置を使用して
本発明の放電加工法を実施した場合の１実施例を
示しており、第６図において、被加工物１０は、
垂直な取付面４０Ａを有する取付台４０の側面上
に保持具（不図示）で定着されており、取付台４
０は、スライダ部４２Ａをベツド（不図示）のガ
イド４４に摺動自在に嵌合保持された上下移動台
４２上に立設され、この移動台４２に螺合した垂
直な送りネジ４６が駆動モータ４８で正逆回転駆
動されることにより、上下方向に適宜移動するよ
うになつている。

ワイヤ電極１４は、ほぼ水平なコの字形状の架
台５０に適宜設備された供給リール５２、ガイド
ローラ５４、ワイヤガイド５６，５８、ガイドロ
ーラ６０および巻取リール６２間に張設され、供
給リール５２から繰出されてワイヤガイド５６，
５８間において被加工物１０を水平に貫通し、巻
取リール６２に巻取られることにより、水平に走
行するようになつている。

架台５０は、これに突設された角形スライダ５
０Ａをガイド６４に摺動自在に嵌合保持され、こ
のスライダ５０Ａに螺合した水平な送りネジ６６
が駆動モータ６８で正逆回転駆動されることによ
り、水平面内における被加工物１０と平行方向
（Ｘ軸方向）に適宜移動するようになつている。

なお、加工中におけるワイヤ電極１４の走行速
度および張力は架台５０内に装備された駆動装置
および張力調整機構（いずれも不図示）で制御さ
れるようになつており、その走行位置は一対のワ
イヤガイド５６，５８で正確に規正されるように
なつている。また、ワイヤ電極１４および被加工
物１０には加工電源からの所定の電気エネルギを
供給するための給電板（不図示）がそれぞれ接続
され、両者間において繰返しパルス放電を惹起す
るようになつている。更に、ワイヤ電極１４と被
加工物１０との加工実施部位には加工液供給装置
（不図示）から加工液が噴出供給され、加工中に
おける加工屑の排除と冷却とが行われるようにな
つている。

一方、被加工物１０を垂直移動させる駆動モー
タ４８と、架台５０をＸ軸方向に水平移動させる
駆動モータ６８とは、適当な制御装置（不図示）
により互いに連携作動し、ワイヤ電極１４が被加
工物１０において所望の加工軌跡２０を描出すよ
うになつている。また、ワイヤガイド５８は、ワ
イヤガイド支持具５８Ａにより被加工物１０の肉
厚に対応してその位置を当該肉厚方向（Ｙ軸方
向）に調整固定できるようになつている。

次に、前記構成に係ワイヤ電極型放電加工装置
を使用した場合におけ本発明放電加工方法の１実
施例を第６図および第７Ａ図、第７Ｂ図について
説明する。

第７Ａ図に示した如く、被加工物１０の所定位
置にあらかじめ穿設されたワイヤ電極挿通用たる
小孔２０Ｃが上側になるように、被加工物１０を
取付台４０の取付面４０Ａに保持具を介して取付
け、この小孔２０Ｃにワイヤ電極１４を挿通し、
ワイヤガイド５６，５８を位置調整等を行つて放
電加工の準備を終了する。

その後、電極ワイヤ１４を供給リール５２から
繰出し、巻取リール６２に巻取つて水平Ｙ軸方向
に走行させると共に、被加工物１０とワイヤ電極
１４とに電気エネルギを供給して、前記小孔２０
Ｃとワイヤ電極１４との間に形成された微小の間
隙において繰り返しパルス放電を惹起せしめる。

続いて、昇降駆動モータ４８を制御回転させて
取付台４０に定着された被加工物１０を漸次下降
させ、第７Ａ図に示すように、被加工物１０に対
して相対的にワイヤ電極１４を被加工物１０との
前記間隙を保ちながら上昇させ、被加工物１０に
助走区間２０Ｄを放電切削していく。

この助走区間２０Ｄが所望の加工形状における
加工開始位置２０Ａに達した後、水平移動用の駆
動モータ６８を制御回転させて架台５０に張設さ
れたワイヤ電極１４を漸次水平移動させ、適宜、
昇降用の駆動モータ４８を制御回転させてワイヤ
電極１４を相対的に垂直移動させることにより、
第７Ａ図に示すように、ワイヤ電極１４をして放
電切削を実施させて被加工物１０に所望の加工軌
跡２０を描出させ、所定幅Ｄを有する切削溝を形
成していく。ちなみに、所望の加工形状が被加工
物１０上において複雑な形状である場合には、制
御装置により、昇降用および水平移動用の両駆動
モータ４８，６８を連携作動させればよい。

最後にワイヤ電極１４による被加工軌跡２０の
終了部２０Ｂを既に形成された加工開始部２０Ａ
に一致させて切込めば、所望の加工形状の放電切
削加工が終了したことになる。

かかる放電加工切削加工の過程において、ワイ
ヤ電極１４による加工軌跡２０の順路は、第７Ａ
図に矢印７０で示すように、被加工物１０に形成
すべき所望の加工形状における重心Ｇについての
回転モーメント７２の回り方向に対し、逆回りの
方向になるように設定する。

このように加工順路を設定した場合、第７Ｂ図
に示すように、ワイヤ電極１４の加工終了時にお
いて、被加工物１０の切削溝たる加工軌跡２０の
内側部分１０Ｂが外側部分１０Ａと切離れる直前
には、残留部分１０Ｄの大きさが次第に減少し、
遂に、内側部分１０Ｂの重量を支持しきれずに、
重心Ｇによるモーメントに関係してワイヤ電極１
４が現存する位置の切削溝の幅を広げる方向に傾
斜する。

このため、ワイヤ電極１４による放電切削加工
は、ワイヤ電極１４の欠損事故等を生ずることな
く最後まで安定して実施され、最後に、被加工物
１０の内側部分１０Ｂは、切削溝Ｄだけの距離落
下し、そのまま取付台４０に保持された外側部分
１０Ａで支持される。

ここで、この内側部分１０Ｂの落下距離、すな
わち、切削溝の幅Ｄはワイヤ電極１４の外径より
も通常0.1〜0.15mm程度大きいが、現在一般に使
用されているワイヤ電極１４の外径の最大が0.25
〜0.30mmであるから、この落下による衝撃は無視
することができる。

従つて、取付台４０、送りネジ４６、駆動モー
タ４８、およびベツトを経て連接した架台５０上
のワイヤ電極１４に関連する諸種の構成部品にお
ける障害は発生しない。

また、切離れた残滓部分としての内側部分１０
Ｂは外側部分１０Ａに支持された状態となるの
で、次工程の放電加工の実施を妨害することがな
く、よつて、特に、除去する必要はない。しか
も、この内側部分は切離れて外側部分内に載置し
た状態で支持されているためなので、極めて容易
に除去でき、従来例の如く、除去する時に必要部
分に損傷を生ずる危険は皆無である。

ちなみに、第８Ａ図および第８Ｂ図は、放電切
削加工の過程において、ワイヤ電極１４による加
工軌跡２０の順路が、矢印７４で示すように、重
心Ｇについての回転モーメント７６の回り方向に
対し正回りの方向にあるように設定された場合に
おける状況を示している。この場合、加工の途中
においては前記第７Ａ図の場合と同様な状況を呈
するが、第８Ｂ図に示すように、加工終了直前に
おいては残留部分１０Ｄが被加工物１０の内側部
分１０Ｂを支持しきれない状態になると、重心Ｇ
によるモーメントに関係してワイヤ電極１４が現
存する位置の切削溝の幅を狭めるように傾斜す
る。このため、ワイヤ電極１４に関する間隙が減
少する等して放電切削加工が不安定により、ワイ
ヤ電極の欠損事故が生じ、内側部分１０Ｂは外側
部分１０Ａと完全に分離しきれない。

第９Ａ図および第９Ｂ図は、ワイヤ電極による
加工開始位置が加工形状の重心の位置よりも下側
に設定された場合における状況を示している。こ
の場合、加工軌跡２０の順路のいかんを問わず、
加工終了直前においては残留部分１０Ｄが被加工
物１０の内側部分１０Ｂを支持しきれない状態に
なると、内側部分１０Ｂの重量は切削溝を狭める
方向に作用するのでワイヤ電極を押しつけること
になる。このため、第９Ｂ図の場合と同様に、ワ
イヤ電極の放電切削加工が不安定になり、ワイヤ
電極の欠損事故が生じ、内側部分１０Ｂは外側部
分１０Ａと完全に分離しきれない。

なお、前記実施例では、被加工物を垂直に設
け、ワイヤ電極を水平に走行するものとした場合
について説明したが、切離された被加工物の内側
部分が外側部分に支持される傾斜内であれば垂直
および水平である必要はない。

また、被加工物およびワイヤ電極がそれぞれ上
下および水平移動される場合について説明した
が、両者は相対的に上下および水平移動されるよ
うに設ければよく、かつ、その駆動手段は、前記
実施例における送りネジと駆動モータとによる構
成に限らず、種々の機械的又は電気的手段が適用
できる。本発明は、この他にも種々の変形が可能
であることはいうまでもない。

以上説明する如く、本発明によれば、被加工物
の内側部分を外側部分から、ワイヤ電極の欠損事
故を生ずることなく完全に切離すまで安定な状態
で放電加工することができ、しかも、切離された
内側部分は外側部分に支持されるので、次の工程
の放電加工の実施を妨害することなく、特に、除
去する必要を生じない。

また、内側部分を除去する場合においても、従
来例の如く、接着剤や切残部で結合された状態に
あるのではなく、単に外側部分に載置して支持さ
れた状態にあるだけであるから容易迅速に除去す
ることができ、いわゆる残滓自動除去装置もあら
ゆる条件に適用可能なものが構造簡単で安価にし
て得ることができよう。従つて、ワイヤ電極型放
電加工法およびその装置の完全無人自動化の促進
に多いに貢献できる。

特に、ワイヤ電極つなぎ装置等を使用して１個
の被加工物から独立した複数個の加工物を断続的
に放電加工していくような場合１個の加工が終了
するたびごとに内側部分を除去する必要がないの
で、完全無人自動化の実現化が期待できる。

また、切離れた内側部分は微小距離だけ落下し
て外側部分に支持されるので、従来例の如く、ア
ーム上に落下してその重要で高価な部分の破損事
故やワイヤガイドの変位による加工精度の劣悪化
を招来することがなく、かつ、落下衝撃が極めて
小さく抑制されるため、他の構造部分に支障が生
ずることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤ電極型放電加工装置の斜
視図、第２図は同じく要部の拡大断面図、第３図
は１個の被加工物から複数個の加工形状物を得る
場合を示す説明図、第４図は加工物の内側部分と
外側部分との分離を防止する方法の１例を示す説
明図、第５図はその方法の他の例を示す説明図、
第６図は本発明の１実施例を示す斜視図、第７Ａ
図および第７Ｂ図は本発明放電加工技術の加工軌
跡の順路とその状況を示す各説図、第８Ａ図およ
び第８Ｂ図は本発明放電加工技術によらない場合
の状況を示す各説明図、第９Ａ図および第９Ｂ図
は同じく他の場合の状況を示す各説明図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は被
加工物、１０Ａは外側部分、１０Ｂは内側部分、
１４はワイヤ電極、２０は加工軌跡、２０Ａは加
工開始位置、２０Ｂは加工終了部分、４０は取付
台、４８は駆動モータ、５０は架台、６８は駆動
モータ、Ｇは重心である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物と走行するワイヤ電極とを微小間隙
   をもつて対向し、被加工物とワイヤ電気とに通電
   して前記間隙に放電を惹起させると共に、 前記被加工物に対して前記ワイヤ電極を相対的
   に移動せしめ、被加工物にワイヤ電極による加工
   軌跡を形成するワイヤ電極による放電加工法にお
   いて、 前記被加工物を垂直ないしほぼ垂直に設けると
   共に、 前記ワイヤ電極を水平ないしほぼ水平に走行す
   るものとし、 前記加工軌跡の加工開始位置は被加工物におい
   て加工すべき所定形状の重心位置よりも上方に設
   定し、また、その加工軌跡の順路は前記加工開始
   位置に関する前記重心の回転モーメントの回り方
   向に対して逆回り方向になるように設定すること
   を特徴とするワイヤ電極型放電加工法。