JPS639934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤカツト放電加工装置におい
て、高精度加工を行なうためにワイヤ電極の位置
制御を高精度に行なうワイヤガイド装置に関す
る。

ワイヤカツト放電加工装置は、第１図に示すよ
うに、間隔を置いて配置した一対の位置決めガイ
ド５６，５６′間にワイヤ電極１を軸方向に更新
送り移動させながら前記加工電極の軸方向に対し
て略直角方向に被加工物５７を移動させ、該被加
工物５７の通常両側に、例えば前記ワイヤ電極と
同軸状に、かつ被加工物に相対向して配置した一
対の加工液噴射ノズル（図示せず）から加工部へ
加工液を噴射供給させつつ前記ワイヤ電極１と被
加工物５７との間に間歇的な電圧パルスを印加
し、発生する放電により加工を行なうものであ
る。

前記位置決めガイド５６，５６′として、一般
に第２図に示すように、中央に円形のガイド穴５
６ａを設けたダイヤモンドダイス等が用いられ、
例えば直径0.2mmのワイヤ電極の場合、ガイド穴
５６ａの直径は、例えば約0.206〜0.22mmにする
というように、ワイヤ電極１とガイド穴５６ａの
ガイド面との間に約６〜20μｍ前後、通常６〜
12μｍ程度の間隙のあるダイスが用いられる。ガ
イド穴５６ａの直径がこれより小さいとワイヤ電
極１は通しにくくなり、かつ放電痕の広がりや溶
融ビードの突出によつて穴から出られず、ワイヤ
電極が突然切断することがある。

従つて、前記間隙を設けることは必要なことで
あるが、第１図に示すように、加工進行方向が矢
印５８である場合、ワイヤ電極１は矢印５９に示
すように反対方向の放電圧力を受け、極端に描く
と、ワイヤ電極１は１′に示すように湾曲し、こ
のため、第２図に示すように、ワイヤ電極１はガ
イド穴５６ａ内の進行方向と反対側のガイド面に
１″のように偏倚する。この種のワイヤカツト放
電加工装置においては、ガイド穴５６ａの中心が
加工位置座標となるように設計されているので、
ワイヤ電極が１″のように偏倚すると、少なくと
もその偏倚分だけ加工位置がずれ、加工精度が低
下することになる。

また、前記の直径0.2mmのワイヤ電極とは、ワ
イヤ電極の最大直径部分のそれ（直径の上限）が
0.2mmであるということであつて、最小直径部分
のそれは、例えば約0.198〜0.196mm程度であるか
ら、実際の加工精度は、ワイヤ電極の直径を0.2
mmと想定した場合よりも低い可能性が高いのであ
る。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、ワイヤ電
極の偏倚による加工精度の低下が防止され、かつ
ワイヤ電極を容易に通すことのできる構成のワイ
ヤカツト放電加工用のワイヤガイド装置を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明のワイヤガイ
ド装置は、ワイヤ電極の位置決めガイドが円形の
ガイド穴を有する３個以上のダイスガイドからな
り、該３個以上のダイスガイドを各ガイド穴の中
心が互いに偏心し、かつそれぞれのガイド穴の中
心が１つの円周上にほぼ等角度間隔で配置される
ように多段に組合わせて構成したことを特徴とす
る。

以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第３図は本発明を適用する位置決めガイドの回り
の構成例を示す図であり、１はワイヤ電極、２，
３は該ワイヤ電極１のガイドローラ４，５を取付
けた上アームおよび下アームであり、これらは図
示しない装置本体に取付けられる。６，７は手動
ハンドルまたはモータ８，９によつて上下位置調
節可能にアーム２，３に取付けられた支持部材、
１０は通電ピンであり、これは支持部材６に取付
けられ、耐摩耗性で絶縁性の押付ピン１０′によ
り押圧変位したワイヤ電極１と接触することによ
りワイヤ電極に電圧を印加する上部通電装置を構
成するものである。１１は下部ガイドローラを兼
用する下部通電装置としての通電ローラであつ
て、ワイヤカツト放電加工に供されたワイヤ電極
１と接触して通電するものであるため、上部の清
浄ワイヤ電極１に対する固定通電ピン１０に対し
て回転ローラとしたものであつて、接触面積を大
きくするためにピン１０に対して充分径を大きく
し、また、該通電ローラ１１に対するワイヤカツ
ト放電加工電源からの通電は、該通電ローラ１１
またはその回転軸に対するブラツシ通電により行
なわれている。

１２，１３はそれぞれ前記支持部材６，７にワ
イヤ電極１軸と直角方向に微小位置調節可能に、
または固定して取付けられた中空円筒状のノズル
本体であり、これらのノズル本体１２，１３の上
下端面にはそれぞれ開口部１４，１５および１
６，１７が形成され、これらの開口部１４〜１７
はノズル本体１２，１３のほぼ中心軸線部に形成
されていて、前記ガイドローラ４および通電ロー
ラ１１間のガイド電極１がほぼ鉛直、かつ直線状
で同軸状に挿通するような位置関係に配置されて
いる。さらにノズル本体１２，１３の内部には、
上下位置決めガイド１８，１９のガイドホルダ２
０，２１が同軸状にそれぞれ固設してあり、また
上方のノズル本体１２の下端開口部１５と、下方
のノズル本体１３の上端開口部１７には、それぞ
れノズル２２，２３が互いに対向するように同軸
状に固設されるかまたは図示のように軸方向に移
動可能に嵌設されている。

前記ガイドホルダ２０，２１はノズル本体１
２，１３内加工液が流通する孔２０ａ，２１ａを
有する中空の筒体であり、先端部には本発明によ
るダイス状位置決めガイド１８，１９が取付けら
れ、これらのガイド１８，１９によつてノズル２
２，２３間に介在させる被加工物２４の上部およ
び下部におけるワイヤ電極１の加工部２７の位置
決めを行なつている。また、この例のノズル２
２，２３は、所望の軸方向長さ内径および軸方向
径絞りを有する中空円筒状体であり、ノズル本体
１２，１３内のフランジ部２２ａ，２３ａの外径
はノズル本体１２，１３の先端部の内径とほぼ等
しく形成され、これらのフランジ２２ａ，２３ａ
によつてノズル本体１２，１３からの脱落を防い
でいる。２２Ａは必要に応じて設けられる押しバ
ネである。

前記ノズル本体１２，１３には、加工液の加圧
供給ホース２５，２６がそれぞれ取付けられ、こ
こから加工液がノズル本体１２，１３内に所定の
圧力および流量で供給され、内部の位置決めガイ
ド１８，１９を冷却し、上下のノズル２２，２３
から被加工物２４の加工部２７へそれぞれ上方、
下方から噴出すると共に、各ノズル本体１２，１
３の上端、下端の開口部１４，１６から噴出して
通電ピン１０および通電ローラ１１とワイヤ電極
１との間にも加工液を供給してワイヤ電極１と通
電ピン１０および通電ローラ１１を冷却するよう
になつている。３０は加工済溝、３９，４０はそ
れぞれ上下のノズル２２，２３から噴出される加
工液の流れを示す。

前記被加工物２４は、加工テーブル３１に固定
され、該加工テーブル３１はＸ軸モータ３２、Ｙ
軸モータ３３によつてワイヤ電極１の軸と直角な
平面上を数値制御装置による制御の下に所定の輪
郭形状等に沿つて自在に移動できるようになつて
いる。また、ワイヤ電極１は、図示しない装置本
体のカラム等に設けた貯蔵リールからブレーキロ
ーラ等を介して引き出され、ガイドローラ４部か
ら下方へ延び、下方のアーム３の通電ローラ１１
およびガイドローラ５を介して図示しない巻取り
ローラを経てカラム本体等の巻取りリールまたは
回収容器に巻取りまたは回収されるようになつて
いる。そして、被加工物２４とワイヤ電極１との
間に間歇的な電圧パルスを印加し、放電加工を行
なうものである。

しかして本実施例においては、上下の位置決め
ガイド１８，１９の何れか一方または双方が、第
４図ないし第６図に上方の位置決めガイド１８で
代表して示すように、３個のダイスガイド４１，
４２，４３を多段に重ね合わせることにより構成
され、各ダイスガイド４１，４２，４３はそれぞ
れほぼ同径の円形のガイド穴４１ａ，４２ａ，４
３ａを有し、第６図に示すように、各ガイド穴４
１ａ，４２ａ，４３ａの中心Ａ１，Ａ２，Ａ３
は、挿通するワイヤ電極１の仮想の軸心Ｏから互
いに偏心し、ワイヤ電極１の軸心方向に見た場合
の全体的なガイド穴の形状はほぼ円形をなすよう
に、即ち、第７図にも示すように、全体的なガイ
ド穴に内接する真円４４の中心Ｏと各ガイド穴４
１ａ，４２ａ，４３ａの各中心Ａ１，Ａ２，Ａ３
とを結ぶ線のなす角度θ１，θ２，θ３がほぼ等
しくなるように組合わせてなる。下方の位置決め
ガイド１９も通常は同様に、但し、第４図の上下
方向の向きを逆にして構成されている。

このような位置決めガイドの構成とすれば、各
ダイスガイド４１，４２，４４のガイド穴４１
ａ，４２ａ，４３ａの直径を大とし、前記真円４
４の直径を小（例えば最大直径が0.20mmのワイヤ
電極に対して各ガイド穴４１ａ，４２ａ，４３ａ
の直径を0.22mm、真円４４の直径をワイヤ電極１
と同じく0.20mmとする）としても、ワイヤ電極１
の持つ可撓性により、ワイヤ電極１を容易にガイ
ド穴４１ａ，４２ａ，４３ａに挿入して挿通する
ことが可能であつた。この場合、第５図に示すよ
うに、各ガイド穴４１ａ，４２ａ，４３ａのワイ
ヤ電極１の少くとも入口側を、４１ｂのようにテ
ーパー状に形成するかあるいは４２ｂ，４３ｂに
示すように角取りして曲面状に形成することによ
つてワイヤ電極１のガイド穴４１ａ，４２ａ，４
３ａへの挿入がより容易となる。

また、加工時には、ワイヤ電極１はこれに張力
が加えられた状態で位置決めガイド１８，１９に
ガイドされるため、ワイヤ電極１はガイド穴４１
ａ，４２ａ，４３ａの組合わせにより形成される
ガイド穴によりガイドされ、実質的にワイヤ電極
と同径のガイド穴によつてガイドする場合と同様
の精度でガイドすることになり、加工面荒さが良
好となる。

具体的には、第８図のように、厚さｔが50mmの
SKD材２４を、１加工送りパルス当りの精度
0.1μｍ、放電電流ピーク値Ip5A、放電電流パル
ス幅τon0.3μsecで四角柱状の製品46を加工した
時、製品上部のＸ、Ｙ寸法はそれぞれ10.225mm、
10.223mmで平均値が10.224mmとなり、中部では該
平均値が10.223mm、下部では該平均値が10.223mm
となり、寸法精度は±1.5μｍ以内となつた。ま
た、加工面荒さは1.2μｍRmaxであつた。従来の
ワイヤカツト放電加工における高精度仕上加工で
はせいぜい２〜3μｍ程度の加工精度しか得られ
ないのに比較し、本発明によれば、加工精度を一
段と向上させることができた。

また、従来の単円ダイスガイドの場合、ワイヤ
電極の直径ガイド穴の寸法0.20mmに対してガイド
穴５６ａの寸法を0.206mm以下とすればワイヤ電
極の挿通が難しく、かつしばしば切れるが、本発
明の前記実施例においては、各ダイスガイドのガ
イド穴４１ａ，４２ａ，４３ａは充分に大きいた
め、見掛のガイド穴（真円４４）の径は小さくて
も、ワイヤ電極１の挿通は容易で、また各ダイス
ガイド４１〜４３の間では放電痕や溶融ビードの
突出部の逃げ場が形成され、ワイヤ電極の切断が
防止される。

上記例ではワイヤ電極１と３つのガイド穴４１
ａ，４２ａ，４３ａにより形成されるガイド穴
（真円４４）の直径を同一としたが、上方の位置
決めガイド１８のガイド穴（真円）の直径をワイ
ヤ電極の最大直径よりも小さくし、かつ必要なら
ば、例えば第９図に示すように、前記通電ローラ
１１の代わりに外周を歯状に形成して滑り止めし
た通電用歯車１１′を設けると共に、該歯車１
１′との間でワイヤ電極１を挟んで連動する歯車
４７とを設けてワイヤ電極１を強制的に引張るこ
とにより、ワイヤ電極１を上部位置決めガイド１
８にて線引きし、サイジングして加工部２７へ送
り込むことにより、ワイヤ電極の外周面の加工硬
化を行なわせ、剛性を増大させれば、より高精度
の加工が可能となる。

一例としてワイヤ電極１を前記の通り最大直径
0.20mmのものとし、前記真円４４の直径を0.198
mmとし、線引き張力を0.8Kgとし、前記と同様の
加工を行なつた結果、寸法精度は±1.0μｍ以下と
なり、加工面荒さは1.0μｍRmaxとなつた。

なお上記例では位置決めガイド１８，１９をそ
れぞれ３個のダイスガイドによつて構成したが、
４個以上によつて構成してもよい。また、上記実
施例においては、各３つのワイヤガイド４１，４
２，４３を相互に密着して組合せ組立ててガイド
ホルダ２０，２１に取付け構成しているが、各々
または一部のダイスガイド４１，４２，４３間に
はmmオーダ程度以下の間隔があるようにドーナツ
状の介在物を挿設して組立て構成しても良く、ま
た、一部をダイヤモンドとして、他をルビーまた
はサフアイヤ等で構成する等、各種の変更構成が
可能である。

以上述べたように、本発明においては、一対の
位置決めガイドの双方または少なくとも一方、特
にワイヤ電極を加工部へ送り込む側のガイドが円
形のガイド穴を有する３個以上のダイスガイドか
らなり、該３個以上のダイスガイドを各ガイド穴
の中心が互いに偏心し、かつそれぞれのガイド穴
の中心が１つの円周上にほぼ等角度間隔で配置さ
れるように多段に組合わせて構成したので、ワイ
ヤ電極を極めて高精度に位置決めすることが可能
となり、これによつて極めて高精度の加工が可能
となる。また本発明によれば、位置決めガイドを
構成する各ダイスガイドのガイド穴の径を大にし
ても高精度の加工が行なえるため、ガイド穴を大
とすることができ、これによつて加工電極のガイ
ド穴への挿通を容易化することができる。また、
各ダイスガイドのガイド穴の径を大にすることに
より、全ダイスガイドにより形成されるガイド穴
が小であつても、ワイヤ電極の逃げ場が形成さ
れ、ワイヤ電極の切断が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となるワイヤカツト放電
加工装置の概略図、第２図はそのワイヤ電極の一
例図、第３図は本発明を適用したワイヤカツト放
電加工装置の一例を示す縦断面図、第４図は本発
明の一実施例を示す位置決めガイド回りの縦断面
図、第５図は第４図の要部拡大断面図、第６図は
該実施例の各ダイスガイドのガイド穴の位置関係
を示す平面図、第７図は各ダイスガイドのガイド
穴の中心の位置関係を示す平面図、第８図はワイ
ヤカツトの一例を示す斜視図、第９図は本発明の
他の実施例となるワイヤ電極強制送り機構の一例
図である。 １……ワイヤ電極、１８，１９……位置決めガ
イド、２４……被加工物、４１〜４３……ダイス
ガイド、４１ａ〜４３ａ……ガイド穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間隔を置いて配置した一対の位置決めガイド
   間にワイヤ電極を軸方向に更新送り移動させなが
   ら前記ワイヤ電極の軸方向に対して略直角方向に
   被加工物を移動させ、両者が相対向する加工部へ
   加工液噴射ノズルから加工液を噴射供給させつつ
   前記ワイヤ電極と被加工物との間に間歇的な電圧
   パルスを印加し、発生する放電により加工を行な
   うワイヤカツト放電加工において、前記位置決め
   ガイドの双方または一方が円形のガイド穴を有す
   る３個以上のダイスガイドからなり、該３個以上
   のダイスガイドを各ガイド穴の中心が互いに偏心
   し、かつそれぞれのガイド穴の中心が１つの円周
   上にほぼ等角度間隔で配置されるように多段に組
   合わせて構成したことを特徴とするワイヤカツト
   放電加工用のワイヤガイド装置。 ２ 前記ワイヤ電極の軸心方向に見た全体的なガ
   イド穴に内接する真円の直径をワイヤ電極の直径
   以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のワイヤカツト放電加工用のワイヤガイド
   装置。 ３ 前記各ダイスガイドのワイヤ電極入口側をテ
   ーパ状または曲面状に形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のワイヤカツト放電加
   工用のワイヤガイド装置。