CN1890045A - 电火花加工设备 - Google Patents
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Abstract
一种电火花加工设备，包括：可以自由滑动地容纳电火花加工用的细丝电极(8)的中棒状的引导电极(7)；将该引导电极(7)保持在固定位置上的引导电极保持机构(9、19、29)；向前述引导电极(7)的内部供应压力流体、从该引导电极(7)的内部向电火花加工侧输送前述细丝电极(8)的压力流体供应机构(10、11)；自动地保持从前述引导电极(7)输送出来的前述细丝电极(8)的细丝电极保持机构(21)。
Description
技术领域
本发明涉及在被加工物上进行孔加工的电火花加工设备，特别是，涉及适合于以细丝作为电极在被加工物上电火花加工微细孔的电火花加工设备。
背景技术
一般地，这种电火花加工设备，将加工用电极和被加工物配置在加工液中，通过在它们之间施加电压而产生放电，在被加工物上放电加工细孔，为了既维持其稳定的加工状态又进行所需形状的孔加工，配备有用于调整加工用电极或者被加工物的位置的驱动装置。
给予该驱动装置的指令这样进行控制：根据表示加工用电极与被加工物的相对位置的极间电压与该极间电压的目标值之间的偏差，调整加工用电极或被加工物的位置，以便实现稳定的加工状态。但是，利用加工电极进行的被加工物的加工状态会不规则地变化，为了稳定地维持其加工状态，沿X轴、Y轴、Z轴方向控制驱动加工用电极以将其定位的XYZ驱动装置的高速响应性是非常重要的。
因此，在配备有前述XYZ驱动装置的现有的电火花加工设备中，已知，为了提高XZY驱动装置的高速响应性，通过制成利用电磁铁沿径向方向和推力方向以非接触方式驱动加工用电极的结构，实现加工用电极的X轴、Y轴、Z轴方向的高速响应性，其结果是，可以实现加工的高速化和高精度化(例如，参照专利文献1)。
另外，作为现有技术的例子，已知一种具有以下结构的电火花加工设备，所述结构为，利用电极保持器抓住管状电极的上端部，利用设置在加工机的主轴前端部的卡盘保持所述电极保持器，由于电火花加工消耗变短的管状电极，可以连同电极保持器一起更换，并且，通过加长由电极保持器抓住的管状电极，可以应对长时间的加工(例如，参照专利文献2)。
进而，已知，在根据另外一种现有技术例子的电火花加工设备中，其结构为，作为电极进给机构，利用两个辊(进给辊和夹紧辊)压紧夹持来自于电极供应卷筒的细丝电极(丝状电极)，通过伺服马达旋转驱动其中的一个辊，连续地供应细丝电极(例如，参照专利文献3)。
进而，已知，作为另外一种电极进给机构，其结构为，利用两个辊夹持细丝电极，通过手动操作使所述辊旋转，借此，输送相当于消耗掉的量的细丝电极(例如，参照专利文献4)。
【专利文献1】国际公开号WO02/024389A1(第12页～第15页，图1、图2)
【专利文献2】特开平8-290332号公报(第6页～第7页，图1、图2)
【专利文献3】特开平2001-38532号公报(第5页，图1)
【专利文献4】欧洲专利EP0826455B1(第2页，图1、图2)
由于现有技术的电火花加工设备具有如上所述的结构，所以，存在着以下各种问题。
在专利文献1的电火花加工设备中，实现了加工用电极的X轴、Y轴、Z轴方向的高速响应性，但是，使用专利文献1的电火花加工设备，例如，在将φ0.2mm以下的钨丝作为加工用电极进行电火花加工的情况下，由于伴随着这种加工钨丝的电极消耗，所以，为了进行所需深度的加工，有必要输送将消耗量计算在内的钨丝。但是，在专利文献1的电火花加工设备中，对于自动地输送前述细丝的功能，什么也没有提及。另外，根据专利文献1的电火花加工设备，可以将被加工物的电火花加工速度高速化，但是，在使用细丝电极时的消耗修正需要时间，为了缩短总加工时间，存在着需要细丝电极的自动供应机构的问题。
在专利文献2的电火花加工设备中，由于使用加长的细长低刚性的管状电极，所以，该管状电极变成一种弹簧那样的状态，在将这样的管状电极连同电极保持器一起进行更换的电极更换机构应用到专利文献1的电火花加工设备中的情况下，存在着损害管状电极的高响应驱动性能、不能期待电火花加工的高速化和高精度化的充分效果的问题。另外，新的管状电极，由于其长度长，所以电阻值也大，但是，因电火花加工的消耗而逐渐变短的管状电极，伴随着电火花加工，电阻值逐渐减小。从而，尽管将电火花加工时的电学条件设定得相同，但是，在电火花加工中，加工电流会逐渐变大。即，在用电极更换方式的电火花加工设备进行孔加工的情况下，在管状电极是新电极的状态下，加工孔径小，由于这种管状电极伴随着电火花加工时的消耗，电极电阻值变小，从而加工孔径变大，所以，存在着不能保证加工质量均匀的问题。
在专利文献3的电火花加工设备中，通过利用伺服马达旋转驱动压紧夹持细丝电极的辊，可以自动地连续供应前述细丝电极，但是，由于两个辊对细丝电极的推压力，细丝电极有例如变形成椭圆形的可能性，进而，在这样的设备结构中，由于在加工过程中不能使细丝电极旋转，如前面所述，变形的细丝电极的截面形状成为加工孔的形状，所以，存在着不能进行正圆度高的孔加工的问题。
在专利文献4的电火花加工设备中，利用手动操作进行细丝电极的输送，对于自动输送什么也没有提及，因此，存在着操作者不得不总是控制加工状态，人为地输送相相当于消耗的量的细丝电极，电火花加工设备不能完全自动化的课题。进而，由于应用于这种电火花加工设备的细丝电极，直径为φ0.1mm，所以，存在着不能自动地连续进行将尺寸小于该数值的小直径细丝作为电极的微细孔的电火花加工的问题。
本发明为了解决上述问题，其目的是获得一种可靠性高的电火花加工设备，所述电火花加工设备，在将处理困难的导电性的细丝作为电极的电火花加工中，可以不使之变形地自动地在短时间内输送细丝电极，同时，防止该输送的细丝电极的纵向弯曲及振动等，可以自动地连续且高效率地进行正圆度高的孔的加工，并且，可以大幅度地缩短由于消耗而更换细丝电极所需要的时间等，可以缩短在通过放电进行孔加工时的加工准备时间，提高加工速度和加工精度。
发明内容
根据本发明的电火花加工设备，包括：可以自由滑动地容纳电火花加工用的细丝电极的中空棒状的引导电极；将该引导电极保持在固定位置上的引导电极保持机构；向前述引导电极的内部喷射供应压力流体、从该引导电极的内部向电火花加工侧输送前述细丝电极的压力流体供应机构；自动地保持从前述引导电极输送出来的前述细丝电极的细丝电极保持机构。
藉此，由于向自由滑动地容纳细丝电极的中空棒状的引导电极的内部喷射供应压力流体、从引导电极内部向电火花加工侧输送细丝电极，所以，具有既不使输送前的细丝电极变形地利用中空棒状的引导电极保持其形状，又可以借助供应给该引导电极的内部的压力流体的喷射力在短时间内自动地输送引导电极内部的细丝电极的效果。而且，由于利用细丝电极保持机构自动地保持从前述引导电极的内部输送出来的细丝电极，所以具有可以防止从前述引导电极输送出来的细丝电极的纵向弯曲及振动等的效果。进而，如前面所述，通过设置自动地保持从引导电极内部输送出来的细丝电极的细丝电极保持机构，可以缩短从该细丝电极保持机构到被加工物的细丝电极的突出量、该突出量短的细丝电极更难以发生纵向弯曲及振动等，具有可以实现正圆度高的电火花成孔加工的效果。另外，由于可以加长容纳在引导电极内部的细丝电极的长度，所以可以延长由于消耗引起的细丝电极的更换周期，因此，具有可以缩短总的细丝电极的更换时间的效果。由于以上原因，在电火花加工时，具有可以缩短加工准备时间，同时，提高加工速度和加工精度的效果。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施形式1的电火花加工设备的剖面图。
图2是图1的主要部分的放大剖面图。
图3是图2的主要部分的横截面图。
图4(A)是表示根据本发明实施形式2的引导电极插入夹具的正视图，图4(B)是图4(A)的径向方向的剖面图，图4(C)是图4(A)的轴向方向的剖面图。
图5(A)是表示根据本发明的实施形式3的引导电极插入夹具的轴向方向的剖面图，图5(B)是图5(A)的径向方向的剖面图。
图6(A)是表示根据本发明的实施形式5的引导电极的拔出夹具的正视图，图6(B)是图6(A)的平面图，图6(C)是图6(A)的轴向方向的剖面图。
图7是表示根据本发明实施形式6的电火花加工装置的主要部分的剖面图。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本发明，参照附图说明用于实施本发明的最佳形式。
实施形式1.
图1是表示根据本发明的实施形式1的电火花加工设备，图2是图1的主要部分的放大剖面图，图3是图2的主要部分的横截面图。
在图1中，在电火花加工机的主轴头部1安装高速响应性的电极驱动装置2。该电极驱动装置2备有：成为该装置的主体的外壳3；驱动轴6，所述驱动轴6经由上下轴承4、5可自由旋转地并且可以沿着轴向方向移动地安装在该外壳3内的中心部。作为前述轴承4、5，采用旋转滑套等允许前述驱动轴6向轴向方向(推力方向)移动的轴承。前述驱动轴6具有中心通孔6a，中空棒状(管状)的引导电极7插入到该中心通孔6a内。在该引导电极7的内部，可自由滑动地插入、容纳电火花加工用的细丝电极8。另外，在前述驱动轴6的上端部安装有引导电极保持器(引导电极保持机构)9，该引导电极保持器用于可插拔地插入保持前述引导电极7的上端部。该引导电极保持器9具有与前述引导电极7的内部连通的通孔9a。在该通孔9a上连接有流体供应管10，所述流体供应管10向前述引导电极7的内部供应空气或液体等压力流体，从所述引导电极7内向电火花加工侧输送前述细丝电极8。该流体供应管10是具有电磁阀11并连接到流体供应源上的压力流体供应机构。
前述驱动轴6由电动机(旋转驱动机构)12旋转驱动。该电动机12由安装在前述驱动轴6外周的转子13、围绕该转子13固定在前述外壳3的内壁面上的定子14构成。另外，前述驱动轴6被轴向方向驱动机构15沿轴向方向升降驱动。该轴向方向驱动机构15由以下部分构成：与前述电动机12隔开适当的间隔、成一整体地配合到前述驱动轴6的外周上的靶盘16；配置在夹持该靶盘16的上下位置、固定到前述外壳3的内壁面上的上下一对电磁铁17、18。这里，前述电磁铁17、18以允许前述靶盘16升降移动的间隔配置固定，分别连接到电流值控制装置(图中未示出)上。
利用筒夹19和螺母20将细丝电极保持单元21安装在前述驱动轴6的下端部，借助该细丝电极保持单元21固定引导电极7的下端侧。即，利用嵌入安装到驱动轴6下端部的筒夹19，保持细丝电极保持单元(细丝电极保持机构)21的柄部23，通过利用螺母20紧固该筒夹19，将细丝电极保持单元21安装到驱动轴6的下端部。在这种安装状态下，前述引导电极7的下端侧贯穿细丝电极保持单元21的柄部23，面对细丝电极保持单元21的内部。这里，前述筒夹19和螺母20构成经由前述柄部23保持前述引导电极7的下端侧的引导电极保持机构。
其次，根据图2及图3说明前述细丝电极保持单元21的详细结构。
细丝电极保持单元21包括：筒状的单元外壳22；保持前述引导电极7的橡胶衬套24，该橡胶衬套24嵌入安装到与所述单元外壳22成一整体的柄部23的根部附近的内部；以及一对细丝保持器25、26，所述一对细丝保持器25、26在前述单元外壳22内相互对向地配置在夹紧保持从前述引导电极7的下端输送出来的细丝电极8的位置上。细丝保持器25、26分别成一整体地具有朝向前述单元外壳22的径向方向松配合地穿过所述单元外壳22的周壁部的突出杆(细丝保持器驱动杆)25a、26a。另外，在前述单元外壳22的内壁面与前述各个细丝保持器25、26之间，夹有向使前述细丝保持器25、26彼此对接的方向(保持细丝电极8的方向)加载的弹簧(保持器加载机构)27、28。从而，前述细丝保持器25、26和弹簧27、28构成保持从前述引导电极7输送出来的细丝电极8的细丝电极保持机构。
这里，前述细丝保持器25、26的突出杆25a、26a，当后面描述的细丝电极保持控制单元37配备的可动件40上升移动时被所述可动件40推压，借此，前述细丝保持器25、26抗拒前述弹簧27、28的加载力彼此分离(解除对细丝电极8的保持)。可自由滑动地使前述细丝保持器25、26的下端与之接触的止动件29，安装固定在前述单元外壳22的下端。该止动件29是用于使细丝保持器25、26不过分靠近一侧的部件，起着使细丝电极8的中心与驱动轴6的旋转中心一致的定位作用。在这种止动件29的下端，可拆装地安装有模具固定器30，金刚石模具31由固定螺钉安装在该模具固定器30上。前述细丝电极8通过该金刚石模具31的中心孔部。金刚石模具31用于在细丝电极8旋转时抑制所述细丝电极8的中心振摆。
另外，如图1所示，在前述驱动轴6的下部外周，在下侧轴承5和筒夹19之间嵌入安装有加工电源供应用的配电盘32。配电刷33被螺旋弹簧34压紧到在该配电盘32上。所述配电刷33和螺旋弹簧34构成加工用电源供应机构，被组装设置到安装在前述外壳3下端的平面环形接头部件35上，连接到电火花加工用电源(图中未示出)上。另外，夹具36安装在前述接头部件35的下端，细丝电极保持控制单元37安装在该夹具36的下端部。
细丝电极保持控制单元37包括：安装在前述夹具36下端的螺线管体38；装配到该螺线管主体38上的螺线管39；可自由升降地嵌入到前述螺线管体38内侧的平面环状可动件40；配置在前述螺线管体38下端部、被止动件42支承的靶41。靶41由平面环状的磁性体构成，可以升降。另外，前述可动件40的内径表面形成上端侧逐渐变成大直径的研钵状的锥面40a(参照图2)。使前述细丝保持器25、26的突出杆25a、26a的前端与该锥面40a接触。借助前述细丝保持器25、26的系统的弹簧27、28的加载力，总是维持这种接触状态。另外，前述可动件40总是被螺旋弹簧43向下降方向加载，支承在前述靶41上。从而，前述止动件42防止在由前述螺线管39产生的吸引解除之后的靶41和可动件40的下落。
在上面的结构中，作为前述引导电极7，使用外径约为1mm、内径约为0.5mm的铜管，其长度可以是比将筒夹19嵌入驱动轴6后形成的总长度长出10mm～20mm左右的长度。插入到这样的引导电极7内的细丝电极8，当其长度与前述引导电极7的长度相同或者比前述引导电极的长度短时，变得易于进行电火花成孔加工时的准备作业。前述细丝保持器25、26的对向结合面的上部，如图1、图2所示，形成锥形，变得易于从上方将细丝电极8导入到前述细丝保持器25、26之间。另外，前述细丝保持器25、26以及它们的突出杆25a、26a、细丝电极保持单元21的结构部件由钢材等导电性材料形成。藉此，供应给前述驱动轴6的加工用电源被供电给细丝电极8。
另外，如图1所示，在前述驱动轴6的上端部配置盖传感器(capsensor)44，该盖传感器44连接到电流值控制装置(图中未示出)上。在该电流值控制装置上，分别连接有前述电动机15、前述轴向方向驱动机构16系统的电磁铁17、18、配电刷33系统的电火花加工用电源(图中未示出)、细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39，这些部件被前述电流值控制装置相关联地响应控制。
其次，对其动作进行说明。
当上下电磁铁17、18被分别通电时，通过产生电磁吸引力，前述电磁铁17、18吸引两者之间的靶盘16。这时，利用电流值控制装置恰当地控制供应给前述电磁铁17、18的每一个的电流值。所述电流值控制，通过在供应给一个电磁铁17的电流值和供应给另一个电磁铁18的电流值之间产生差值来进行。通过加大所述电流值之差，造成前述两个电磁铁17、18之间的电磁吸引力的大的差异。因此，位于电磁铁17、18之间的靶盘16，向电磁吸引力大的电磁铁17或电磁铁18上升移动或者下降移动。通过高速进行这样的电流值控制，前述靶盘16向上升方向或者下降方向高速响应动作，将驱动轴6及细丝电极保持单元21与该靶盘16成一整体地向同一方向高速响应驱动。另外，通过使电动机12起动，成一整体地高速驱动驱动轴6和细丝电极保持单元21。按照上述方式，电极驱动装置2实现前述细丝电极保持单元21向上下方向的高速响应驱动和该细丝电极保持单元21的高速旋转驱动。
其次，对于插入容纳在引导电极7内的细丝电极8的输送动作进行说明。
为了将细丝电极8输送出来，首先，解除由细丝保持器25、26对细丝电极8的保持。这种保持的解除，通过向细丝电极保持控制单元37的螺线管39供电来进行。即，当向螺线管39供电时，靶41被该螺线管30吸引而上升移动，该靶41将可动件40抬起。这时，借助靶40的锥面40a，细丝保持器25、26各自的突出杆25a、26a抗拒由弹簧27、28产生的加载力被压入到相互错开的方向(单元外壳22的内部)。通过所述压入，打开前述细丝电极保持器25、26彼此的夹紧面，解除由这些细丝保持器25、26对细丝电极8的保持。
在这种保持被解除的状态，通过打开流体供应管10系统的电磁阀11，从流体供应管10向引导电极7内喷射供应空气等压力流体，借助该喷射力，将引导电极7内的细丝电极8推出。另外，压力流体向前述引导电极7内的喷射可以是连续的，但是，为了对细丝电极8的输送量进行微调，也可以是间歇式的。另外，在如上所述借助压力流体推出细丝电极8时，当借助电极驱动装置2进行驱动轴6及细丝电极保持单元21的高速响应驱动时，消除由细丝电极8与引导电极7的内表面的摩擦引起的阻挡等，更加易于输送细丝电极8。
并且，由前述压力流体从引导电极7的前端推出的细丝电极8从金刚石模具31突出。当停止前述压力流体的喷射时，细丝电极8的输送动作也停止。输送停止之后的细丝电极8，被细丝保持器25、26自动地夹持。即，当细丝电极8的输送动作停止时，在该时刻，通过切断向细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39的电流供应，由螺线管39产生的靶41的电磁铁吸引力变成零，利用螺旋弹簧43的加载力将可动件40及靶41推下。
当前述可动件40被推下时，通过细丝保持器25、26的突出杆25a、26a相对于所述可动件40的锥面40a的接触点从前述锥面40a的小直径侧向大直径侧移动，由该锥面40a产生的向前述突出杆25a、26a的推压力逐渐减少，与此相伴，细丝保持器25、26彼此被加载弹簧27、28的加载力关闭，从引导电极7内输送出来的细丝电极8再次被保持在前述细丝保持器25、26彼此之间。
如前面所述，当重复进行细丝电极8的保持的解除、压力流体的喷射、细丝电极8的推出、压力流体喷射的停止、细丝电极8的再次被保持的动作时，细丝电极8及时地与置于其前端的被加工物的表面接触。这时，接触电火花加工设备标配的接触检测功能(接触检测用传感器)，检测出细丝电极8与被加工物表面的接触，其接触信号被送往细丝进给控制装置(图中未示出)。该细丝进给控制装置，输入前述接触检测信号，关闭前述电磁阀11。藉此，由于切断向引导电极7内的流体供应，所以细丝电极8的输送动作停止。这时，可以借助前述细丝电极8的进给动作开始前到被加工物的距离来调整细丝电极8的输送量。细丝电极8的输送动作结束后，如前面所述，细丝电极保持单元21和驱动轴6一起，一面被高速旋转驱动，一面进行由前述细丝电极8对被加工物的电火花成孔加工。
另外，为了进行细丝电极8的输送动作，即使细丝电极保持单元21停止旋转，细丝保持器25、26的突出杆25a、26a在可动件40的锥面40a上的任意位置停止，由于细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39和靶41以及可动件40的每一个均为平面环状，所以，仍然可以使进行前述细丝电极8的夹持以及夹持接触用的细丝保持器25、26的突出杆25a、26a动作。
其次，对于细丝电极8消耗时的更换进行说明。
首先，将模具固定器30和止动件29一起从细丝电极保持单元21的单元外壳22上卸下。其次，将细丝电极8和引导电极7一起卸下并更换，但是，在这种情况下，有必要将细丝保持器25、26相互展宽到比靶41被细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39吸引时(细丝保持器25、26对细丝电极8的夹持被解除时)更大。因此，通过手动只将可动件40抬起到被前述螺线管39吸引的靶41的上升行程以上。藉此，由于将前述细丝保持器25、26彼此的相对面之间扩展到能够使引导电极7通过的间隔，所以，将引导电极7和前述细丝电极8一起拔出，更换成新的。在进行该更换时，如前面所述，在将可动件40抬起、将细丝保持器25、26之间展宽的状态下，把在内部插入有新的细丝电极8的引导电极7从前述细丝保持器25、26之间的下方，经由柄部23内的橡胶衬套24及柄部23的中心孔部，插入到驱动轴6的中心通孔6a内，将引导电极7的上端部插入连接到引导电极保持器9的通孔9a内。之后，解除前述可动件40的抬起，通过将模具固定器30和止动件29一起组装到前述单元外壳22的下端部，完成前述更换作业。
根据以上说明的实施形式1，由于向可自由滑动地容纳细丝电极8的中空棒状的引导电极7的内部喷射压力流体，所以，具有借助前述引导电极7防止前述细丝电极8的弯曲变形、并且可以借助前述压力流体的喷射力将前述引导电极7内部的细丝电极8自动地在短时间内输送到电火花加工侧的效果。在这种细丝电极8的输送时，细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39被激磁(运转)，与此相关联响应地对压力流体供应系统的电磁阀11进行控制、将该电磁阀打开，借此，在细丝保持器25、26对细丝电极8的保持被解除的状态下，向引导电极7的内部喷射压力流体，所以，具有可以实现借助该喷射力进行细丝电极8的自动输送的效果。并且，当从引导电极7的内部输送出来的细丝电极8通过金刚石模具31的中心孔部与被加工物的表面接触时，借助检测所述接触的传感器的信号，压力流体供应系统的电磁阀11关闭，通过对此进行相关联的响应、使细丝电极保持控制单元37系统的螺线管39被解除激磁(停止运转)，可动件40借助螺旋弹簧43的加载力下降，与此相伴，借助弹簧27、28的加载力，细丝保持器25、26关闭，可靠地保持从前述引导电极7内部输送出来的细丝电极8，所以，具有能够防止输送出来的细丝电极8的弯曲、振动等、可以进行正圆度高的电火花成孔加工的效果。
另外，根据上述实施形式1，在细丝电极8输送时，通过轴向方向驱动机构15的上侧电磁铁17和下侧电磁铁18被交替地激磁，可以经由靶盘16使引导电极7和驱动轴6成一整体地沿轴向方向进行微小振动，借助该微小的振动，正在输送当中的细丝电极8不会因与引导电极7的内壁的摩擦等而被阻挡，因此，具有可以稳定、快速地完成进行前述细丝电极8的输送的效果。进而，借助细丝保持器25、26，可以将从前述引导电极7的内部输送出来的细丝电极8与驱动轴6的旋转中心同心地保持，在这种状态下，可以与驱动轴6成一整体地高速旋转驱动前述细丝电极8，因此，具有能够实现正圆精度高的电火花成孔加工的效果。
进而，根据上述实施形式1，借助细丝电极保持单元21，可以缩短细丝电极8从该细丝电极保持单元21至被加工物的突出量，该突出量短的细丝电极8更难以产生纵向弯曲及振动等，因此，在利用高速响应电极驱动装置2进行电火花成孔加工时，具有无损于细丝电极8的高速响应驱动、可以实现正圆度高的高速、高精度的电火花成孔加工的效果。另外，由于容纳在前述引导电极7内的细丝电极8的长度可以很长，所以，可以延长由细丝电极8的消耗引起的所述细丝电极8的更换的周期，因此，具有可以总体上缩短细丝电极的更换时间的效果。另外，在前述细丝电极8更换时，当通过手动反抗螺旋弹簧43的加载力将可动件40抬起时，细丝保持器25、26的突出杆25a、26a被前述可动件40的锥面40a推压，前述细丝保持器25、26可以反抗弹簧27、28的加载力打开得更大，所以，具有可以将前述细丝电极8和引导电极7一起拔出、容易更换的效果。
进而，根据上述实施形式1，由于插入有引导电极7的驱动轴6与前述引导电极7及细丝电极保持单元21同步旋转驱动，所以，在使由前述细丝电极保持单元21保持的细丝电极8的中心与驱动轴6的旋转中心相一致的状态下，可以使驱动轴6和细丝电极8成一整体地高速旋转驱动，在利用高速响应电极驱动装置2进行电火花成孔加工时，具有无损于前述细丝电极8的高速响应驱动，可以实现高速、高精度的电火花成孔加工的效果。
进而，根据上述实施形式1，在向引导电极7内部供应压力流体时，细丝电极保持单元21向解除细丝电极8的保持的方向做出响应动作，并且，在切断向引导电极7内部的压力流体供应时，前述细丝电极保持单元21向保持细丝电极8的方向做出响应动作，因此，借助供应给前述引导电极7内部的压力流体的喷射力，可以顺滑地进行细丝电极8的自动输送，当前述细丝电极8自动输送时，具有可以通过与此相关联的响应动作实现细丝电极8的自动保持、解除保持的效果。
进而，根据上述实施形式1，如前面所述，在保持及解除保持从引导电极7内部输送出来的细丝电极8的方向上配置的一对细丝保持器25、26，借助向引导电极7内部供应压力流体时动作的螺线管39吸引移动的可动件40，向解除前述细丝电极8的保持的方向驱动，并且，在切断向引导电极7内部的压力流体供应时，借助夹持器加载机构(弹簧)27、28的加载力向保持细丝电极8的方向驱动前述细丝保持器25、26，藉此，具有可以在对引导电极7内部供应压力流体时以及切断该供应时，使前述细丝保持器25、26瞬时响应动作的效果。
进而，根据上述实施形式1，由于经由前述细丝电极保持单元21向由细丝电极保持单元21的细丝保持器25、26保持的细丝电极8供应电火花加工用的电源，所以，令从加工用电源对细丝电极8供电的位置到细丝电极8前端的细丝电极8的线长恒定，藉此，使细丝电极8的电阻值恒定，因此，可以使孔加工中的放电电流没有起伏，实现稳定的电火花成孔加工，具有大幅度提高加工精度及加工质量的效果。
进而，根据本发明，在从引导电极7的内部输送细丝电极8的过程中，如前面所述，由于可以使驱动轴6向轴向方向进行微小的振动，所以，借助该微小的振动，在输送过程当中的细丝电极8不会由于与引导电极7的内壁的摩擦等而被阻挡，具有可以稳定并且快速地完成细丝电极8的自动输送的效果。
实施形式2.
图4(A)是表示根据本发明的实施形式2的引导电极插入夹具的正视图，图4(B)是图4(A)的径向方向剖面图，图4(C)是图4(A)的轴向方向剖面图。
根据本实施形式2的引导电极插入夹具50，在向根据前述实施形式1的电火花加工设备的细丝电极保持单元21中装填细丝电极8和引导电极7时使用。即，在前述实施形式1的电火花加工设备中，为了使引导电极7通过细丝电极保持单元21内的橡胶衬套24，进而，为了插入到驱动轴6的中心通孔6a内、以插入保持在上部的引导电极保持器9内，有必要将前述引导电极7压入，为了易于进行该压入作业，使用根据本实施形式2的引导电极插入夹具50。
该引导电极插入夹具50，形成圆形中空棒状，其直径比作为插入对象的引导电极7的直径，例如小0.11mm～0.5mm，从其一端起切割加工约10mm左右的至少两条平行的轴向槽51，在该轴向槽51的基部形成圆形孔52。在这种中空棒状的引导电极插入夹具50中的靠近另一端的内部，成一整体地设置盲塞53。
下面说明其动作。
将容纳细丝电极8的引导电极7从引导电极插入夹具50的轴向槽51侧的开口部压入到引导电极插入夹具50的内部。这时，前述引导电极7，即使其外径比引导电极插入夹具50的内径大，但是，如前面所述，因为在引导电极插入夹具50上设置轴向槽51和圆形孔52，所以，可以利用该引导电极插入夹具50夹紧引导电极8。因而，和前述实施形式1的情况相同，将细丝电极保持单元21内的细丝保持器25、26展宽，在该状态下，通过经由橡胶衬套24将前述引导电极插入夹具50和引导电极7一起从下方压入到驱动轴6的中心通孔6a内，将从前述引导电极插入夹具50突出的引导电极7插入到上部的引导电极保持器9内。在插入之后，通过拔出前述引导电极插入夹具50，完成引导电极7的安装设置。
在由于电火花加工而消耗时更换安装设置好的细丝电极8的情况下，有必要卸下引导电极7。在这种情况下，通过只把引导电极插入夹具50从轴向槽51侧的开口端部压入到细丝电极保持单元21内，在将前述引导电极插入夹具50的压入前端内部嵌入到引导电极7内之后，通过拔出前述引导电极插入夹具50，可以将引导电极7和细丝电极8一起拔出。另外，前述引导电极插入夹具50内的盲塞53，在插入外径比引导电极插入夹具50的内径小的引导电极7的情况下，具有作为接触支承所述引导电极7的插入前端的止动件的功能。
根据上面说明的实施形式2具有如下效果：向根据前述实施形式1的电火花加工设备的细丝电极保持单元21及驱动轴6内插入引导电极7的作业更加容易，以及由于细丝电极8的消耗而更换该细丝电极8时的前述引导电极7的拔出作业更加容易。特别是，通过在引导电极插入夹具50上设置轴向槽51，具有即使是外径比前述引导电极插入夹具50的内径大的引导电极7，也能够将该引导电极7压入到引导电极插入夹具50内夹持的效果。另外，通过在前述引导电极插入夹具50内设置盲塞53，具有如下效果：即使是外径比该引导电极插入夹具50的内径小的引导电极7，在将该引导电极7插入到引导电极插入夹具50内的状态下，也可以利用该引导电极插入夹具50容易地进行相对于前述细丝电极保持单元21及驱动轴6内插入及拔出引导电极7的作业。
实施形式3.
图5(A)是表示根据本发明的实施形式3的引导电极插入夹具的轴向方向剖面图，图5(B)是图5(A)的径向方向的剖面图。
根据本实施形式3的引导电极插入夹具100，在相对于根据前述实施形式1的电火花加工设备的细丝电极保持单元21安装细丝电极8及引导电极7的情况下使用。即，在前述实施形式1的电火花加工装置中，为了使引导电极7通过细丝电极保持单元21内的橡胶衬套24，进而插入驱动轴6的中心通孔6a，插入并保持在上部的引导电极保持器9内，有必要将前述引导电极7压入，为了易于进行该压入作业，使用根据本实施形式3的引导电极插入夹具100。
该引导电极插入夹具100，由具有与作为插入对象的引导电极7的直径大致相同的直径的圆形实心棒状体构成，即，由具有不能插入到引导电极7的内部的大小的直径的圆形实心棒状体构成，在该棒状体的外周中间部成一整体地安装有其直径比所述棒状体的直径大的呈圆形实心状的块状体101。
并且，块状体101相对于前述引导电极插入夹具100的安装位置，被设定在距离前述引导电极插入夹具100与引导电极7的下端相碰的前端例如约14mm左右的位置上。即，在从细丝保持器25、26的下方将引导电极7压入到驱动轴6的中心通孔6a内的过程中，通过将前述引导电极插入夹具100的前端与引导电极7的下端相碰，将引导电极7压入，如图1所示，在将引导电极7的上端部插入保持在上部的引导电极保持器9的通孔9a内的时刻，以前述块状体101与细丝电极保持单元21的止动件29接触、使引导电极7的压入量最佳的方式，设定前述块状体101的安装位置。另外，该块状体101形成圆形实心状，其直径例如约为前述引导电极插入夹具100的直径的3倍左右。
其次，对其动作进行说明。
以和前述实施形式1的细丝电极8更换时的情况相同的要领，将卸下模具固定器30的细丝电极保持单元21内的细丝保持器25、26展宽，在该状态下，将引导电极7从下方经由橡胶衬套24压入到驱动轴6的中心通孔6a内。这时，为了与细丝保持器25、26相比，将引导电极7完全压入到内部，使用前述引导电极插入夹具100。在这种情况下，使引导电极插入夹具100的前端碰到引导电极7的下端，压入到前述中心通孔6a内。藉此，当前述引导电极插入夹具100的块状体101与细丝电极保持单元21的止动件29接触时，由于压入到前述中心通孔6a内的引导电极7的上端部被插入保持在上部的引导电极保持器9上，所以，在前述块状体101与前述止动件29接触的时刻，通过拔出前述引导电极插入夹具100，前述引导电极7的安装设置结束。
而且，在由于电火花加工而被消耗时更换插入设置在前述引导电极7内的细丝电极8的情况下，有必要卸下前述引导电极7。在该情况下，可以使用根据前述实施形式2的引导电极插入夹具50，但是，如果使用将该引导电极插入夹具50改进过的后面将要描述的实施形式5的引导电极拔出夹具的话，则可以更容易进行前述引导电极7的拔出更换。
根据以上说明的实施形式3，在由具有不能插入到引导电极7内部的直径的圆形实心棒状体构成的引导电极插入夹具100的外周中间部，成一整体地设置其直径比该圆形实心棒状体的直径大的呈圆形实心状的块状体101，通过使前述引导电极插入夹具100的前端碰到在向驱动轴6的中心通孔6a插入过程中的引导电极7的下端，并且将引导电极7压入，前述块状体101与细丝电极保持单元21的止动件29接触，使得前述引导电极7的上端部被插入、保持在上部的引导电极保持器9内，所以，具有如下的效果：在利用前述引导电极插入夹具100压入引导电极7时，只需通过使前述块状体101碰到前述止动件29而停止，与操作者的熟练程度无关，都可以容易而且不会造成引导电极7的压入过度和不足地均匀地进行引导电极7的插入作业。
实施形式4.
在前述实施形式3中，在引导电极插入夹具100上成一整体地安装块状体101，但是，该块状体101也可以螺纹配合到前述引导电极插入夹具100的外周。在这种情况下，通过使引导电极插入夹具100的前端碰到在向驱动轴6的中心通孔6a插入过程中的引导电极7的下端，并将引导电极7压入，在将引导电极7的上端部插入、保持在上部的引导电极保持器9上的时刻，可以容易地进行该块状体101的位置调整，以便使前述块状体101可靠地与细丝电极保持单元21的止动件29接触，具有可以容易地制作备有前述块状体101的引导电极插入夹具100的效果。
实施形式5.
图6(A)是表示根据本发明的实施形式5的引导电极拔出夹具的正视图，图6(B)是图6(A)的平面图，图6(C)是图6(A)的轴向方向剖面图。
根据本实施形式5的引导电极拔出夹具102，由外侧的圆形中空棒(下面称为外侧中空棒)103、和向轴向方向可自由滑动地插入到该外侧中空棒103内的内侧的圆形中空棒(下面称为内侧中空棒)104构成。这里，前述内侧中空棒104，其内径与作为拔出对象的引导电极7的直径例如小0.1mm～0.5mm左右。另外，前述外侧中空棒103，其内径与前述内侧中空棒104的直径(外径)相比例如约大0.1mm～0.5mm左右。
而且，前述内侧中空棒104，从其一端起切割形成约10mm左右的至少两条平行的轴向槽105，进而，将前述轴向槽105进行弯曲加工，使得该轴向槽105的宽度从该轴向槽105的基部圆形孔105a起向前端方向变窄。另外，在前述内侧中空棒104的前端侧，形成与该轴向槽105平行的颈部106。该颈部106，从距离前述轴向槽105的基部圆形孔105a朝向前端方向约6mm的位置起，以大约1.5mm的长度平行地形成。进而，在前述颈部106的前端侧，弯曲加工展开部107，以便将前述轴向槽105展开。该展开部107形成朝着前端侧其直径比前述外侧中空棒103的内径逐渐变大的锥形形状。
其次，对其动作进行说明。
在拔出图1及图2所示的引导电极7时，首先，以和前述实施形式1的细丝电极8更换时的情况相同的要领，展开已经将模具固定器30卸下的细丝电极保持单元21内的细丝保持器25、26，当从下方将引导电极拔出夹具102压入到所述细丝保持器25、26之间时，保持在细丝电极保持单元21内的橡胶衬套24中的引导电极7的下端侧，被嵌入到前述引导电极拔出夹具102的内侧中空棒104的颈部106内，前述内侧中空棒104的前端与细丝电极保持单元21的柄部23的下表面接触。在这种状态下，当将前述引导电极拔出夹具102的外侧中空棒103进一步压入时，前述内侧中空棒104的展开部107嵌入到该外侧中空棒103内，该展开部107向缩径方向(轴向槽105变窄的方向)动作，通过前述颈部106的缩径动作，嵌入到该颈部106内的引导电极7的下端部被夹持。在该夹持状态，内侧中空棒104的展开部107缩径，变成被压入保持在外侧中空棒103内的状态，所以，通过在这种状态下拔出前述引导电极拔出夹具102，可以将前述引导电极7和细丝电极8一起拔出。
根据上面说明的实施形式5，引导电极拔出夹具102的结构为，在具有轴向槽105的内侧中空棒104的一端侧，经由前述轴向槽105成一整体地形成平行的颈部106，在该颈部106的前端侧，成一整体地形成能够沿着径向方向扩展、收缩的展开部107，前述内侧中空棒104可以自由滑动地插入到外侧中空棒103内，通过使前述外侧中空棒103相对于前述内侧中空棒104沿着轴向方向移动，前述颈部106经由前述展开部107沿径向方向进行扩展、收缩动作，由于引导电极拔出夹具102上述结构，所以，在引导电极7的下端部嵌入到前述内侧中空棒104内的至少前述颈部106内的状态下，在将前述外侧中空棒103压入之后，只通过拔出引导电极拔出夹具102，就可以和细丝电极8一起拔出引导电极7，因此，在根据前述实施形式1的电火花加工设备中，具有在由于细丝电极8的消耗而更换所述细丝电极8时，可以容易地进行引导电极7的拔出作业，并且可以顺滑地拔出的效果。
实施形式6.
图7是表示根据本发明的实施形式6的电火花加工设备的主要部分剖面图，对于和图1～图3相同的结构部件，赋予相同的标号，省略其重复说明。
在该实施形式6中，作为夹紧保持从引导电极7输送出来的细丝电极8的细丝电极保持机构，是在夹持前述输送出来的细丝电极8的位置对向地配置的永磁铁45和磁性的细丝保持器46。前述永磁铁45固定在细丝电极保持单元21的单元外壳22的内壁面上。前述细丝保持器46，可以向接近、远离前述永磁铁45的方向移动地保持在前述单元外壳22的下端的止动件29上。另外，前述细丝电极保持器46，通过被连接到背面、介于与前述单元外壳22的内壁面之间的复位弹簧(保持器加载机构)47，向与前述永磁铁45结合的方向加载。进而，在高速响应电极驱动装置2的夹具36的下侧，以与前述细丝保持器46之间产生小的间隙(约2mm左右)的方式配置螺线管48，该螺线管主体38安装固定在前述夹具36的下端。前述螺线管48借助激磁时产生的磁性吸引力，使前述细丝保持器46抗拒复位弹簧47的加载力，从前述永磁铁45脱离。
下面，对其动作进行说明。
在向引导电极7的内部供应压力流体时(图1中的电磁阀11打开时)，螺线管48被响应激磁，借助这时产生的磁性吸引力，细丝保持器46抗拒复位弹簧47的加载力，脱离永磁铁45。在该状态下，借助前述压力流体，进行细丝电极8从引导电极7内部的输送。然后，伴随着切断向引导电极7内部的压力流体供应，即，伴随着前述电磁阀11的关闭，前述螺线管48的激磁被隔断。这样，借助永磁铁45的磁力和细丝保持器46的复位弹簧47的加载力，通过细丝保持器46被吸引到永磁铁45上，从前述引导电极7输送出来的细丝电极8，被夹入、保持在前述永磁铁45与细丝保持器46之间。
根据上面说明的实施形式6，其结构为，在夹持从引导电极7的内部输送出来的细丝电极8的位置上，相对向地配置永磁铁45和细丝保持器46，在该配置位置上，前述永磁铁45固定，前述细丝保持器46可以沿着相对于前述永磁铁45接近、远离的方向移动，借助在向前述引导电极7内部供应压力流体时响应动作的螺线管48的磁性吸引力，使前述细丝保持器46脱离永磁铁45，所以，在借助供应给引导电极7内的压力流体的喷射力将细丝电极8输送出来时，前述永磁铁45与细丝保持器46之间变成打开的状态，因此，具有可以实现利用前述压力流体的喷射力顺滑地自动输送细丝电极8的效果。另外，当切断向前述引导电极7内部的压力流体供应时，对此做出响应，前述螺线管48的动作停止，永磁铁45吸引细丝保持器46，所以，具有可以利用前述永磁铁45和细丝保持器46可靠地保持从前述引导电极7内部输送出来的细丝电极8的效果。而且，在前述螺线管48的动作停止时，具有以下效果，即，借助复位弹簧47的加载力可以将前述细丝保持器46可靠地吸引到永磁铁45上，同时，借助前述复位弹簧47的加载力和永磁铁45的磁力，牢固地保持细丝电极8。
工业上的利用可能性
如上所述，根据本发明的电火花加工设备，适合于以细丝作为电极，在被加工物上电火花加工微细孔。
Claims (7)
1.一种电火花加工设备，以细丝作为电极进行孔加工，其特征在于，包括：可以自由滑动地容纳电火花加工用的细丝电极的中空棒状的引导电极；将该引导电极保持在固定位置上的引导电极保持机构；向前述引导电极的内部喷射供应压力流体、从该引导电极的内部向电火花加工侧输送前述细丝电极的压力流体供应机构；自动地保持从前述引导电极输送出来的前述细丝电极的细丝电极保持机构。
2.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，引导电极被插入到中空状的驱动轴的内部，能够和所述驱动轴成一整体地旋转地被保持，在前述驱动轴的电火花加工侧，与前述驱动轴可成一整体旋转地设置细丝电极保持机构。
3.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，细丝电极保持机构，在向引导电极内部供应压力流体时相关联地响应，向解除对细丝电极的保持的方向动作，并且，在切断向引导电极内部供应压力流体时相关联地响应，在保持细丝电极的方向上动作。
4.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，细丝电极保持机构包括：能够向保持和解除保持从引导电极输送出来的细丝电极的方向移动地配置的一对细丝保持器、将这些细丝保持器向细丝电极保持方向加载的保持器加载机构、可以沿着前述细丝电极的输送方向移动地配置的可动件、向引导电极内部供应压力流体时动作以吸引移动前述可动件的螺线管，在向引导电极内部供应压力流体时，被前述螺线管吸引移动的前述可动件，使前述细丝保持器抗拒前述保持器加载机构的加载力，向解除对细丝电极的保持的方向移动，当切断向引导电极内部的压力流体供应时，前述细丝保持器借助前述保持器加载机构的加载力，向保持细丝电极的方向移动。
5.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，细丝电极保持机构包括：沿着从引导电极输送出来的细丝电极配置的永磁铁；磁性的细丝保持器，该细丝保持器与该永磁铁相对向地配置，在与该永磁铁之间夹入前述细丝电极，可以向保持和解除保持该细丝电极的方向移动；螺线管，所述螺线管在向引导电极内部供应压力流体时动作，向离开前述永磁铁的方向吸引移动前述细丝保持器。
6.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，细丝电极经由细丝电极保持机构供应电火花加工用的电源。
7.如权利要求1所述的电火花加工设备，其特征在于，在细丝电极的输送时，赋予引导电极振动力。
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