JP2001287119A - 細穴放電加工方法および細穴放電加工装置 - Google Patents

細穴放電加工方法および細穴放電加工装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極先端の成形加工が不要な細くて長い棒状
電極が使用できる細穴放電加工方法および生産性の高い
細穴放電加工装置の提供。 【解決手段】 スライドベース17に上下方向に位置決
め自在のZ軸スライド19を設け、該Z軸スライドに棒
状またはパイプ状電極39の上部を保持する電極ホルダ
手段27を回転自在に設けると共に、前記スライドベー
スに前記電極の下部をガイドする電極ガイド手段41を
設け、前記Z軸スライドに前記電極ホルダ手段を回転駆
動する電極モータを設けた細穴放電加工装置において、
前記電極ホルダ手段に前記電極を水ジェットでガイドす
るジェットノズル73を設けたことを特徴とする細穴放
電加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は細穴放電加工方法お
よび細穴放電加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の細穴放電加工装置100
の一例である。この細穴放電加工装置100は、加工液
を充満した加工槽101がX―Yテーブル103上に設
けてあり、加工槽の中の治具105にワークWが固定し
てある。
【0003】加工槽101の上方には、電極107を装
着した回転スピンドル109が加工ヘッド111に設け
てある。この加工ヘッド111はサーボモータMz によ
り上下方向(Z軸方向)に移動自在に設けてある。ま
た、前記回転スピンドル109は加工ヘッドに固定した
モータMs により回転駆動されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の細穴
放電加工装置100において、例えば、直径が0.2mm
以下の細穴を加工する場合には、従来は、図8に示すよ
うに、太めの電極素材113と金属ブロック115との
間に逆放電を発生させて、加工穴の直径に応じた微細な
電極径dを有する電極部117を形成して、この電極部
117を電極として使用している。
【0005】しかし、前記電極部117の長さlは、加
工時における電極部117の挫屈や振動などの要因か
ら、電極部117の直径dの5〜10倍が限度となり、
電極が消耗する放電加工では連続して加工できる穴数が
少ないと言う問題がある。
【0006】また、逆放電による電極部117の成形加
工は、金属ブロック115の消耗をゼロにすることがで
きないので、電極径dの仕上がり寸法の確認が不可欠で
あり、この寸法確認には電極107を回転スピンドル1
09から外して、顕微鏡などを用いて測定を繰り返し行
って所望の寸法に仕上げるため、細穴放電加工の生産性
が上がらない。
【0007】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、電極先端の成形
加工が不要な細くて長い棒状電極が使用できる細穴放電
加工方法および生産性の高い細穴放電加工装置を提供す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として請求項1に記載の細穴放電加工方法は、棒状また
はパイプ状電極の上部を保持する電極ホルダ手段と、前
記電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを備えた細
穴放電加工装置において、前記電極ホルダ手段に水ジェ
ットを発生させるジェットノズルを設け、前記電極を前
記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワー
クに対して給送することを要旨とするものである。
【0009】請求項2に記載の細穴放電加工装置は、ス
ライドベースに上下方向に位置決め自在のZ軸スライド
を設け、該Z軸スライドに棒状またはパイプ状電極の上
部を保持する電極ホルダ手段を回転自在に設けると共
に、前記スライドベースに前記電極の下部をガイドする
電極ガイド手段を設け、前記Z軸スライドに前記電極ホ
ルダ手段を回転駆動する電極モータを設けた細穴放電加
工装置において、前記電極ホルダ手段に前記電極を水ジ
ェットでガイドするジェットノズルを設けたことを要旨
とするものである。
【0010】請求項3に記載の細穴放電加工装置は、請
求項2に記載の細穴放電加工装置において、前記電極ガ
イド手段は、セラミックス電極ガイドを備えたガイドユ
ニットと、該ガイドユニット中心へ前記水ジェットをガ
イドする漏斗と、前記水ジェットの飛散を防止する飛散
防止手段を設けてなることを要旨とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。
【0012】図1、図2は本発明に係る細穴放電加工装
置の正面図と側面図である。細穴放電加工装置1の基台
3上にワークWを固定するワークテーブル5が設けてあ
り、このワークテーブル5上にワークWを収容する加工
槽7が設けてある。また、前記ワークテーブル5の後方
(図2の右方)には、ワークテーブル5より上方に延伸
するコラム9(a,b)が設けてある。
【0013】上述のコラム9(a,b)の上部には、X
方向(図1において左右方向)へ移動位置決め自在のX
軸キャリッジ11が設けてあり、このX軸キャリッジ1
1上には、前記X方向に直交するY方向へ移動位置決め
自在のY軸キャリッジ13が設けてある。
【0014】図3を参照するに、上述のY軸キャリッジ
13の前端(図2における左側端部)には、スライドベ
ース17が上下動可能に係合してある。このスライドベ
ース17には、Z軸スライド19が図示省略のガイドに
上下動自在に係合してある。
【0015】前記スライドベース17には、Z方向に延
伸するZ軸送りねじ21が回転自在に軸支してあり、こ
のZ軸送りねじ21の上方の端部には、Z軸送りねじ2
1を回転駆動するサーボモータ23が設けてある。ま
た、このZ軸送りねじ21には、前記Z軸スライド19
に取り付けたナット24が螺合してある。
【0016】したがって、図示省略の制御装置の制御の
下に、上述のサーボモータ23によってZ軸送りねじ2
1を適宜に回転駆動することにより、Z軸スライド19
をZ方向の所望の位置に移動することができる。
【0017】上述のZ軸スライド19の下部には、ワン
タッチカプラ25を備えた電極ホルダ手段27が回転自
在に設けてある。また、この電極ホルダ手段27には、
Z軸スライド19の上部に延伸する中空の回転軸29が
ワンタッチカプラ25を介して固定してあり、その回転
軸29の上端部には、回転軸駆動用のタイミングプーリ
の如きプーリ31が設けてある。また、前記中空の回転
軸29の上端部には、ロータリジョイント33を介して
図示省略の給水装置に管路35を介して連結してある。
また、プーリ31は電極回転用の電極モータ37に設け
た駆動プーリ(図示省略)に駆動ベルト(図示省略)を
介して連結してある。
【0018】したがって、給水装置から供給される水
は、中空の回転軸29の中空部を通って電極ホルダ手段
27に供給されることになる。また、電極ホルダ手段2
7は、電極回転用の電極モータ37によって回転駆動す
ることができる。
【0019】前記電極ホルダ手段27の下方には、棒状
またはパイプ状電極39の先端部をガイドする電極ガイ
ド手段41が設けてある。この電極ガイド手段41は、
前記スライドベース17の下端部に一体的に設けた支持
板43にボルトなどの締結部材45により固定してあ
る。
【0020】前記電極ホルダ手段27は、図4に示すよ
うに、微細な棒状電極またはパイプ状電極39の端部を
保持するコレット47を備えており、このコレット47
は、コレット47を保持するコレットホルダ49に設け
た下方に開口するコレット保持穴51に着脱可能に挿入
してある。また、このコレット保持穴51には、前記回
転軸29の中空穴に連通する水路53が設けてある。
【0021】前記コレット保持穴51の上部とコレット
47との間には、コレット47とほぼ同径の環状スペー
サ55が挿入してあり、この環状スペーサ内部に前記水
路53からの水を貯留する貯留室57が形成してある。
【0022】図4および図5に示すように、コレット4
7の外周には、前記貯留室57からコレット47の先端
部47hに連通する4本の水路溝59が設けてある。
【0023】なお、コレット47の先端部47hには、
先端部47hが容易に弾性変形できるように、コレット
47のチャック穴61に至る十文字状の割溝63が設け
てある。また、前記コレットホルダ49の下部外周に
は、前記ワンタッチカプラ25の下端部に当接する鍔状
の係止部65が設けてある。
【0024】前記コレットホルダ49の下端部には、コ
レット47の先端のテーパ部に係合してコレット47を
締め付けるコレット固定部材67が設けてある。このコ
レット固定部材67は、コレットホルダ49の下端部の
雄ねじ69に螺合する雌ねじ71を備えており、このコ
レット固定部材67を回動することによって、コレット
47の開放または固定を行うことができる。
【0025】また、上述のコレット固定部材67には、
前記コレット47の4本の水路溝59から下方に流出す
る水を水ジェットWJにして棒状電極またはパイプ状電
極39を包囲するように噴射させるジェットノズル73
が設けてある。
【0026】一方、前記電極ガイド手段41には、図6
に示すように、前記電極ホルダ手段27に装着した棒状
電極またはパイプ状電極39の下端部を垂直にガイドす
るガイドユニット75が設けてある。このガイドユニッ
ト75は、セラミックス製の電極ガイド77を靱性の大
きい材質(例えば金属)で製作した支持体79に圧入し
たものであり、耐磨耗性は大きいが脆いと言うセラミッ
クスの短所を補完したものである。
【0027】また、上述のガイドユニット75の上部に
は、水流をガイド穴81に集める漏斗部83が設けてあ
る。なお、ガイドユニット75上部の外径は下部よりも
若干大きくなっている。
【0028】上述のガイドユニット75は、ガイドホル
ダ85の装着穴87の底部にガイドユニット75の段部
を当接させると共に、底部の小穴から小径部89が突出
するようにガイドホルダ85に装着してある。
【0029】また、前記ガイドユニット75の上部に
は、水ジェットWJの周囲への飛散を防止する飛散防止
手段91がガイドホルダ85に対して着脱可能に設けて
ある。この飛散防止手段91は、水ジェットWJをガイ
ドユニット75の中心部へガイドする漏斗93と、この
漏斗93に当たって上方へ飛散する水を下方へ向けるカ
バー95とを備えている。また、カバー95には、カバ
ー上部で反射される水を排出する複数の排出孔97が設
けてある。
【0030】前記飛散防止手段91をガイドホルダ85
に装着するために、前記ガイドホルダ85の装着穴87
上部には雌ねじが設けてあり、漏斗93の外周には、前
記雌ねじに螺合する雄ねじが設けてある。したがって、
飛散防止手段91をガイドホルダ85に螺着すると同時
に、ガイドユニット75をガイドホルダ85に押圧固定
することができる。
【0031】なお、上述のガイドホルダ85は前記スラ
イドベース17に一体的に設けた支持板43に取付けて
ある。また、棒状電極またはパイプ状電極39をガイド
する液体には、放電加工に使用する加工油を使用するこ
とも可能である。
【0032】上記構成の放電加工装置において細穴の放
電加工を行う場合、電極ホルダ手段27のコレット47
に棒状またはパイプ状電極39の上部を装着し、給水装
置から電極ホルダ手段27へ給水すれば、電極ホルダ手
段27の貯留室57、コレット47の外周の水路溝を経
て、電極の周囲を包囲する水ジェットがジェットノズル
73から噴出され、電極ホルダ手段から電極ガイド手段
41まで棒状またはパイプ状電極39を一直線にガイド
することができる。
【0033】
【発明の効果】請求項1または請求項2の発明によれ
ば、例えば0.030mm〜0.200mm程度の微細
な線径を有する棒状またはパイプ状電極でも、電極ガイ
ドとの摩擦による反力によって曲がることなく電極ガイ
ド手段へ給送することができるので、安定した放電加工
を行うことが可能となった。
【0034】また、電極を水ジェットで包んでいるた
め、電極の回転により発生する電極の撓み(縄跳び現
象)を抑えることができ、精度の高い細穴加工を行うこ
とが可能となった。
【0035】また、電極を水ジェットで包んでいるた
め、放電加工による電極の発熱による溶断を防止するこ
とができる。
【0036】また、電極先端の成形加工が不要な細くて
長い棒状電極が使用できるので、細穴放電加工の生産性
を向上することができる。実施例では線径0.070m
m、長さが約220mmでの加工が可能である。
【0037】請求項3の発明によれば、電極ホルダ手段
からの水ジェットが、電極ガイド手段で上方へ飛散する
のを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る細穴放電加工装置の正面図。
【図2】本発明に係る細穴放電加工装置の右側面図。
【図3】図2における、Z軸スライド部の拡大図。
【図4】図3における、A部の拡大説明図。
【図5】図4におけるコレット47をC−C線に沿って
断面した図。
【図6】図3における、B部の拡大説明図。
【図7】従来の細穴放電加工装置の一例。
【図8】従来の細穴放電加工装置における、微細電極の
形状とその製作方法を説明する図。
【符号の説明】
1 細穴放電加工装置 3 基台 5 ワークテーブル 7 加工槽 9(a,b) コラム 11 X軸キャリッジ 13 Y軸キャリッジ 17 スライドベース 19 Z軸スライド 21 Z軸送りねじ 23 サーボモータ 24 ナット 25 ワンタッチカプラ 27 電極ホルダ手段 29 回転軸 31 プーリ 33 ロータリジョイント 35 管路 37 電極モータ 39 棒状またはパイプ状電極 41 電極ガイド手段 43 支持板 45 締結部材 47 コレット 49 コレットホルダ 51 コレット保持穴 53 水路 55 環状スペーサ 57 貯留室 59 水路溝 61 チャック穴 63 割溝 65 係止部 67 固定部材 69 雄ねじ 71 雌ねじ 73 ジェットノズル 75 ガイドユニット 77 電極ガイド 79 支持体 81 ガイド穴 83 漏斗部 85 ガイドホルダ 87 装着穴 89 小径部 91 飛散防止手段 93 漏斗 95 カバー 97 排出孔 WJ 水ジェット W ワーク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状またはパイプ状電極の上部を保持す
    る電極ホルダ手段と、前記電極の下部をガイドする電極
    ガイド手段とを備えた細穴放電加工装置において、前記
    電極ホルダ手段に水ジェットを発生させるジェットノズ
    ルを設け、前記電極を前記水ジェットでガイドすると同
    時に回転させながらワークに対して給送することを特徴
    とする細穴放電加工方法。
  2. 【請求項2】 スライドベースに上下方向に位置決め自
    在のZ軸スライドを設け、該Z軸スライドに棒状または
    パイプ状電極の上部を保持する電極ホルダ手段を回転自
    在に設けると共に、前記スライドベースに前記電極の下
    部をガイドする電極ガイド手段を設け、前記Z軸スライ
    ドに前記電極ホルダ手段を回転駆動する電極モータを設
    けた細穴放電加工装置において、前記電極ホルダ手段に
    前記電極を水ジェットでガイドするジェットノズルを設
    けたことを特徴とする細穴放電加工装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の細穴放電加工装置にお
    いて、前記電極ガイド手段は、セラミックス電極ガイド
    を備えたガイドユニットと、該ガイドユニット中心へ前
    記水ジェットをガイドする漏斗と、前記水ジェットの飛
    散を防止する飛散防止手段を設けてなることを特徴とす
    る細穴放電加工装置。
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