JP2001170821A - 放電輪郭加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電輪郭加工時における、特に電極棒底面部
に対向する工作物被加工底面での放電生成滞留物を効果
的に電極間外に排除する。 【解決手段】 加工槽内に取付けられた工作物に近接し
て該工作物との間にて放電を行い該工作物の加工を行う
電極が、電極が進んできた水平面内加工進行軌跡を後戻
りする方向への水平後退退避動作と主軸線方向且つ工作
物から離れる方向へ退避する主軸線方向退避動作とを同
時に行う後退退避工程と電極が工作物の所定加工箇所に
近接して放電加工を施す加工工程とを交互に繰り返して
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電加工機を用いた
放電加工において、特に輪郭加工時における電極動作に
特徴を有する放電輪郭加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５を用いて従来の技術の説明を行う。
図４は放電加工方法のうち、棒状電極８を用いて工作物
４に対し輪郭形状の加工を施す従来の輪郭加工方法にお
ける電極動作の様子を示すものである。放電加工機の加
工槽に満たされた加工液５の中で、電極８はＰ方向の水
平移動にて工作物４に接近し（位置ａ）、電極８ａと工
作物４との間に加えられた高電圧パルスによる放電にて
工作物４が加工されてゆく。そして電極８ａと工作物４
との間、即ち電極側面部１６と工作物被加工面１７との
間及び電極底面部１５（１５ａ、１５ｂ）と工作物被加
工底面１８との間には加工チップ、加工液燃焼生成炭
素、ガス泡等の放電生成物が生成され滞留している。そ
こで、電極８ａは加工進行方向Ｐとは逆方向（ａからｂ
の方向）に水平後退退避（位置ｂ）することにより、こ
れら電極間放電生成物を極間外へ排除する。そして再び
電極８ｂは水平加工進行方向であるＰ方向に前進して加
工物４に近接しこれを再放電加工する。即ち放電輪郭加
工においては水平加工進行方向Ｐに対して加工のための
同方向前進と極間放電生成物排除のための後退退避動作
とが交互に繰り返し行われながら加工が進行してゆく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来行われている放電
輪郭加工方法においては、前述の如く電極８と工作物４
間に形成されそこに滞留する加工チップ等の放電生成物
を極間外へ排除するために、電極は加工進行方向Ｐと逆
の方向に水平後退退避するのであるが、この場合電極側
面部１６と工作物被加工側面部１７とはそれらが相対的
に接近離間してその間隔が大小変化するため、電極の煽
り作用によりその間の滞留放電生成物はスムーズに極間
外へ排出可能である。しかし電極底面部１５とそれに対
向する加工物被加工底面部１８間に形成滞留している放
電生成物は、当電極底面部１５と加工物被加工底面部１
８との間隔ｈが１０μｍ〜５００μｍのような極めて狭
い間隔を保持したまま変化しないため、極間外へスムー
ズには排出されにくい。

【０００４】このように放電生成物の排出作業がスムー
ズに行われないと加工チップ等の過多による短絡現象や
加工液導電性増加に起因する加工特性の変動等が発生し
加工結果に悪影響を及ぼすことになる。その結果、特に
電極の底面部１５が対向する工作物被加工底面１８の加
工精度が安定せず当該面が綺麗に仕上がらないという問
題がある。これを改善するために電極８の水平後退退避
量を大きくすればある程度の改善効果は得られるが、そ
の分だけトータル加工時間が長くなり、加工速度が低下
することになる。

【０００５】また他の対策方法として、電極の中にその
軸芯に沿って貫通孔を形成し、電極底面１５に形成され
た開口より加工液を噴流させて被加工底面１８の放電生
成物を極間外へ排出する等の方法も行われているが、電
極棒にいちいち貫通孔を明けなければならないという煩
わしさがある。さらにまた放電加工機のヘッド６にＲヘ
ッドを取付けて付加した主軸回転機構の利用による電極
の回転にて放電生成物を排除する方法も試みられている
が、Ｒヘッド等主軸回転機構を必要とするうえ工作物被
加工底面１８における放電生成物の排除が必ずしも完全
とはいえない。本発明は従来の放電輪郭加工方法におけ
るかかる問題に鑑み、加工速度を低下させることなく、
しかも特別の付加装置、機構も必要とせずスムーズに電
極間滞留放電生成物を排出することができ、従って安定
した加工精度が得られ仕上がり面の良好な輪郭加工が達
成できる放電輪郭加工方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】上記従来の問題を解決する
ために請求項１の発明においては、放電加工機を用いて
工作物の輪郭加工を行う放電輪郭加工方法であって、放
電加工機のヘッドに取付けられ、加工槽内に取付けられ
た工作物に近接して該工作物との間にて放電を行い該工
作物の輪郭加工を行う電極が、該電極の水平加工進行方
向に向かって該電極の現在加工位置よりも後方に後退退
避する水平方向退避動作と上記ヘッドの主軸線方向且つ
前記工作物から離れる方向へ後退退避する主軸線方向退
避動作とを同時に行う同時退避動作を含む退避工程と前
記電極が前記工作物の所定加工箇所に近接して放電加工
を施す工程とが交互に繰り返して行われる加工プロセス
を有することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明においては、放電加工機を
用いて工作物の輪郭加工を行う放電輪郭加工方法であっ
て、放電加工機のヘッドに取付けられ、加工槽内に取付
けられた工作物に近接して該工作物との間にて放電を行
い該工作物の輪郭加工を行う電極が、該電極の水平加工
進行方向に向かって該電極の現在加工位置よりも後方に
後退退避する水平方向退避動作と上記ヘッドの主軸線方
向且つ前記工作物から離れる方向へ後退退避する主軸線
方向退避動作とを連続時系列的に行う連続時系列退避動
作を含む退避工程と前記電極が前記工作物の所定加工箇
所に近接して放電加工を施す工程とが交互に繰り返して
行われる加工プロセスを有することを特徴とするもので
ある。なお請求項１及び請求項２の発明において、上記
電極の水平加工進行方向に向かって該電極の現在加工位
置よりも後方とは現在の加工電極位置からみて、現在の
加工進行方向とは反対の方向を基準としてそのマイナス
９０°より大きくかつそのプラス９０°より小さい角度
の範囲内にある方向のことである。

【０００８】請求項３の発明においては請求項１または
請求項２の放電輪郭加工方法であって、上記水平方向退
避動作が、上記電極が進んできた水平面内加工進行軌跡
を後戻りするべく後退退避する水平方向退避動作である
ことを特徴とするものである。本請求項の発明では請求
項１または請求項２の発明において、電極の水平加工進
行方向に向かって現在の電極加工位置よりも後方に後退
退避する水平方向退避動作を上記電極が進んできた水平
面内加工進行軌跡を後戻りするべく後退退避する水平方
向退避動作としたものである。

【０００９】なお上記請求項１〜３の発明において上記
電極の工作物に対する後退退避動作や加工進行動作とは
当電極と工作物との相対的動作関係を意味するのであっ
て、電極の方が移動する場合のみならず、静止した電極
に対して工作物の方が移動し、その結果として電極と工
作物との相対動作関係が同様になる場合、あるいは両者
が同時に移動し、その結果として電極と工作物との相対
動作関係が同様になる場合も含むものである。

【００１０】

【発明の実施形態】図１〜図４を用いて本発明実施形態
の説明を行う。図４は一般的ＮＣ放電加工機１の概念図
である。同図において２は加工槽であり、加工液５で満
たされた加工槽２の中には加工液５に浸されて工作物４
が取付けられている。６はヘッドであり電極ホルダー７
を介してそのヘッドの主軸線Ｋの方向に沿って電極棒８
（以降単に電極８に同じ）が取り付けられ、電極棒８の
中心軸線である電極軸線ＬがＺ軸に平行な主軸線Ｋの方
向に沿うようになっている。なおヘッド６は放電加工機
１に設定された互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の
内のＺ軸方向に上下移動可能であり、工作物４を搭載し
た加工槽２は水平面に平行なＸ及びＹ軸方向に移動可能
である。９はＮＣ装置でありサーボ機構を制御してＸ、
Ｙ及びＺ各軸方向加工送り、電極運動、位置決め等の設
定及び駆動制御や電極棒８と工作物４間に流す放電パル
ス制御等のような加工条件の設定及び制御等を行う。１
０は電源部であり、ＮＣ装置９での設定に従って、電極
棒８と工作物４とを放電電極とするこれらの電極間に実
際に加わる電圧値、電流値の生成回路や、また電極間間
隙監視回路等が含まれる。

【００１１】図１は本発明の電極の動作を示す図であ
り、図４における電極８近傍の要部拡大に相当する。図
１においてＰは工作物４に対して相対的に電極８が進む
加工進行方向を示している。電極８はａの位置において
その側面部１６及び底面部１５（１５ａ）により工作物
４のそれぞれ側壁部１７と底面部１８を加工しながら、
かつ一定のギャップ間隔ｆ、ｈを保ちながらＰの方向に
加工進行してゆく。そして工作物４と電極８間の極間状
態が極間間隙監視回路にて常に監視され、これが放電生
成物の滞留等により不安定になると、電極８は加工進行
してきた水平面内加工進行軌跡を後戻りするべくＰと逆
方向への水平方向退避動作（ａからｂへ）と、放電加工
機のヘッド主軸線方向と同じである電極８の電極軸線Ｌ
方向且つ工作物４から離れる方向への主軸線方向退避動
作（ａからａ’へ）とを同時に行う。即ち水平加工進行
軌跡に沿った水平方向退避動作と主軸線方向退避動作と
の合成動作となり図１において電極８（８ａ）は位置ａ
から位置ｃへと斜め上後方向に後退退避する。そして退
避後、退避した電極８（８ｃ）は再び位置ｃから位置ａ
へと戻り放電加工を続行する。

【００１２】こうして電極８は前進加工動作と上記の如
き軌跡に沿った斜め上後方退避動作とを繰り返しながら
目標加工輪郭に沿って放電加工が進行してゆく。このよ
うに電極８の前進加工動作と斜め上後方退避動作とを繰
り返すことにより電極８の側面部１６が対向する工作物
被加工面１７に対してのみならず、電極８の底面部１５
（１５ａ、１５ｃ）が対向する工作物被加工底面１８に
対しても電極８の煽り作用が働き当該箇所に生成滞留し
ている放電生成物を効果的に電極間外へ除去することが
できる。なお当実施形態の如く、電極８が加工進行して
きた軌跡を後戻りするべく後退退避することにより、特
に電極８の底面部１５（１５ａ、１５ｃ）が対向する工
作物被加工底面１８に対する電極８の煽り作用が最も効
果的に働き当該工作物被加工底面１８の放電生成物を効
果的に除去することができる。ここで電極が加工進行し
てきた軌跡は直線とは限らず曲線の場合もあるので、そ
の場合位置ａから位置ｂへの退避動作もＸＹ平面視にて
曲線状動作となる。

【００１３】上記実施形態説明では放電生成物除去のた
めの電極８の後退退避動作は、水平面内加工進行軌跡を
後戻りする方向への水平方向退避動作（ａからｂへ）
と、電極８の電極軸線Ｌ方向且つ工作物４から離れる方
向への主軸線方向退避動作（ａからａ’へ）とを同時に
行うことにより電極８は位置ａから位置ｃまでダイレク
トに退避移動したが、さらに他の実施形態では図２の如
く先ず最初に加工進行軌跡に沿った水平方向退避動作
（位置ａから位置ｂへ）を行い、そして続いて電極軸線
Ｌ方向且つ工作物４から離れる方向への主軸線方向退避
動作（ｂからｃへ）を行うか、もしくはこれとは逆に主
軸線方向退避動作を先に行い、続いて水平方向退避動作
を行うといった具合に連続時系列的な退避動作を行って
も同等もしくは同等に近い効果が得られる。

【００１４】上述の２つの実施形態においては、電極の
水平方向退避動作として電極８が進んできた水平面内加
工進行軌跡を後戻りするべく後退退避を行った。これは
前述した如く加工進行軌跡に沿って後退することが特に
電極８の底面部１５（１５ａ、１５ｃ）が対向する工作
物被加工底面１８に対する電極８の煽り作用が最も効果
的に働くためであるが、しかし水平方向退避動作は必ず
しも上記加工進行軌跡に沿った後退退避でなくとも良
い。即ち上記２つの実施形態の放電輪郭加工方法におけ
る加工進行軌跡に沿った水平方向退避動作の代わりに、
電極８の水平加工進行方向Ｐに向かって、現在加工電極
位置Ｏよりも後方に後退退避するだけの水平方向退避動
作と主軸線方向退避動作との同時退避動作もしくはそれ
らの連続時系列退避動作であっても有効な放電生成物除
去効果を得ることができる。ここで電極８の水平加工進
行の方向Ｐに向かって、現在加工電極位置Ｏよりも後方
への退避とは、図３の如くＸＹ平面の平面視にて、電極
８の現在の加工電極位置Ｏからみて、加工進行方向Ｐと
は反対の方向Ｑを基準としてそのマイナス９０°より大
きくかつそのプラス９０°より小さい角度の範囲、即ち
図３において斜線内にある方向へ向かう退避のことであ
る。

【００１５】なお図１、２においては電極形状が円柱形
状のように描かれているが、角柱形状のものでもよく、
また加工形状に応じた側面加工が施されていてもよい。
また図４の一般的放電加工機の概念図の説明では、電極
８が取付けられたヘッド６はＺ軸方向のみに上下移動
し、加工槽２は水平方向であるＸＹ方向のみ移動するよ
うに説明を行ったが、実際の放電加工機ではこれに限ら
ず例えば、ヘッド６はＺ方向とＹ方向に移動可能で、加
工槽がＸ方向のみに移動可能なものや、またヘッド６の
みがＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動可能で加工槽２は動か
ず固定式のタイプのものもある。従って、図１、図２及
び図３の説明においては、工作物４が移動せず、電極８
のみが工作物４に対して移動するように描かれ説明を行
ったが、これは当電極８と工作物４との相対的動作関係
を意味するものであって、電極の方が移動する場合のみ
ならず、静止した電極に対して工作物の方が移動、ある
いは両者が同時に移動をして、その結果図１、図２又は
図３の電極と工作物との相対動作関係と実質的に同じに
なる場合も含まれるのである。以上説明を行った本発明
実施形態の放電輪郭加工方法による電極８の相対動作は
図４のＮＣ装置９に組み込まれたコンピュータプログラ
ムによって制御される。

【００１６】

【発明の効果】上述の如く放電輪郭加工方法において、
電極間に生成滞留する加工チップや加工液燃焼生成炭素
等のような放電生成物を電極間外へ排除するために、電
極棒を加工進行軌跡を後戻りする方向への水平方向退避
動作と放電加工機のヘッド主軸線方向且つ工作物から離
れる方向への主軸線方向退避動作とを同時に行うことに
より、特に従来排除しきれなかった電極棒底面部が対向
する加工物被加工底面の放電生成滞留物をも極めて効果
的に排除することが可能となり、従来しばしば行われて
いた加工液噴流機構やそのための電極棒への貫通孔形成
加工、あるいはＲ軸ヘッド等電極回転機構等も必要とす
ることなく、安定した放電加工精度が得られるようにな
る。そしてその結果良好な仕上がり面を得ることができ
る。

【００１７】また電極の後退退避動作において上記水平
方向退避動作と主軸線方向退避動作とを連続時系列的に
行っても、ほぼ上記同等の効果もしくは近い効果が得ら
れる。さらに又電極の退避動作が、水平加工進行方向Ｐ
に向かって現在加工電極位置Ｏよりも後方に退避するよ
うな水平方向退避動作と主軸方向退避動作との同時ある
いは連続時系列的なものであっても有効な放電生成物除
去効果が得られ且つ電極退避動作における動作範囲の自
由度が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明放電輪郭加工方法による工作物加工中の
電極棒後退退避動作を示す図である。

【図２】本発明放電輪郭加工方法他の実施形態における
工作物加工中の電極棒後退退避動作を示す図である。

【図３】本発明放電輪郭加工方法によるさらに他の実施
形態における電極棒の水平方向退避範囲を示す図であ
る。

【図４】一般的放電加工機の概念図である。

【図５】従来の放電輪郭加工方法による工作物加工中の
電極棒後退退避動作を示す図である。

【符号の説明】

１ 放電加工機 ２ 加工槽 ４ 工作物 ５ 加工液 ６ ヘッド ８、８ａ、８ｂ、８ｃ 電極 １５、１５ａ、１５ｂ 電極底面部 １６ 電極側面部 Ｋ 主軸線 Ｌ 電極軸線 Ｐ 加工進行方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電加工機を用いて工作物の輪郭加工を
   行う放電輪郭加工方法であって、放電加工機のヘッドに
   取付けられ、加工槽内に取付けられた工作物に近接して
   該工作物との間にて放電を行い該工作物の輪郭加工を行
   う電極が、該電極の水平加工進行方向に向かって該電極
   の現在加工位置よりも後方に後退退避する水平方向退避
   動作と上記ヘッドの主軸線方向且つ前記工作物から離れ
   る方向へ後退退避する主軸線方向退避動作とを同時に行
   う同時退避動作を含む退避工程と前記電極が前記工作物
   の所定加工箇所に近接して放電加工を施す工程とが交互
   に繰り返して行われる加工プロセスを有することを特徴
   とする放電輪郭加工方法。
2. 【請求項２】 放電加工機を用いて工作物の輪郭加工を
   行う放電輪郭加工方法であって、放電加工機のヘッドに
   取付けられ、加工槽内に取付けられた工作物に近接して
   該工作物との間にて放電を行い該工作物の輪郭加工を行
   う電極が、該電極の水平加工進行方向に向かって該電極
   の現在加工位置よりも後方に後退退避する水平方向退避
   動作と上記ヘッドの主軸線方向且つ前記工作物から離れ
   る方向へ後退退避する主軸線方向退避動作とを連続時系
   列的に行う連続時系列退避動作を含む退避工程と前記電
   極が前記工作物の所定加工箇所に近接して放電加工を施
   す工程とが交互に繰り返して行われる加工プロセスを有
   することを特徴とする放電輪郭加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の放電輪郭加工
   方法であって、上記水平方向退避動作が、上記電極が進
   んできた水平面内加工進行軌跡を後戻りするべく後退退
   避する水平方向退避動作であることを特徴とする請求項
   １または請求項２の放電輪郭加工方法。