JP2002011619A - ワイヤカット放電加工機及び同加工機を利用したダイ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種のワイヤ電極を備えたワイヤカット放
電加工機及び同加工機を利用したダイ加工方法を提供す
る。 【解決手段】 自動結線機能を備えたワイヤカット放電
加工機１において、異なるワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，
１７Ｃを巻回した複数の供給リール３９Ａ，３９Ｂ，３
９Ｃを備えると共に、上記各供給リール３９Ａ，３９
Ｂ，３９Ｃから送給されるワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，
１７Ｃを案内するための複数対の電極ガイド２９Ａ，
Ｂ，Ｃを隣接して備えた構成であり、ワーククランプ９
にダイ母材６３を固定し、大径のワイヤ電極を使用して
上記ダイ母材６３のダイ孔６５にテーパ加工を行った
後、上記ワイヤ電極を切断し、その後に小径のワイヤ電
極の自動結線を行い、この小径のワイヤ電極によってダ
イ母材６５に形成したダイ孔６５のストレート孔部分６
５Ｓの仕上加工を行う一連の加工を１台のワイヤカット
放電加工機１によって行うダイ加工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤカット放電加
工機及び同加工機を利用したダイ加工方法に係り、さら
に詳細には、加工条件に対応してワイヤ電極を容易に交
換することができ、ワイヤカット放電加工を能率良く行
うことのできるワイヤカット放電加工機及びその加工機
を利用したダイ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パンチプレスに使用されるダイ
は、予め標準形状に形成されたダイ母材に対して切削加
工や放電加工を行うことによって所望形状のダイ孔の加
工が行われている。ダイ母材に対して放電加工を行う場
合、形彫放電加工とワイヤカット放電加工とがあるが、
一般的にはワイヤカット放電加工によって所望形状のダ
イ孔の加工が行われている。

【０００３】ダイ母材にダイ孔の加工を行う場合、対応
するパンチとのクリアランスが所定のクリアランスとな
るように、高精度に加工を行うストレート孔部分と、パ
ンチング加工によって生じたスクラップ又はブランクの
排出が容易に行われ得るようにテーパ加工されるテーパ
孔部分との加工が必要である。ワイヤカット放電加工機
によってダイ母材にダイ孔の放電加工を行う場合、自動
結線機能を備えたワイヤカット放電加工機を用いて、ダ
イ母材に予め加工されたスタート孔にワイヤ電極を挿通
し、このワイヤ電極によってダイ孔のストレート孔部分
及びテーパ孔部分の放電加工を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、ワイヤ
カット放電加工機を利用してダイ母材にダイ孔を加工す
る場合、ワイヤ電極の交換が極めて難しいので、ダイ孔
におけるストレート孔部分の仕上加工を行うに適した小
径のワイヤ電極を用いてテーパ孔部分の放電加工をも行
っているものである。すなわち、従来は、高精度の放電
加工を行うストレート孔部分と粗加工で良いテーパ孔部
分の放電加工を、ストレート孔部分の仕上加工に適した
小径のワイヤ電極を用いて行っているものであるから、
ストレート孔部分の仕上加工は良好に行われ得るもの
の、テーパ孔部分の放電加工を行う場合、加工エネルギ
ー供給量を増加するように加工条件を変更して放電加工
を行うのであるが、上記加工条件を大きく変更すること
ができず、テーパ孔部分の放電加工の加工速度を望むほ
ど大きくすることができず能率が悪く、生産性向上にお
いて問題がある。

【０００５】前記テーパ孔部分の加工能率を向上すべく
放電加工の加工条件を大きく変更すると断線の発生が多
くなり、自動結線作業回数が多くなって、加工能率向上
を図るのが難しいという問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述のごとき従
来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明
は、自動結線機能を備えたワイヤカット放電加工機にお
いて、径又は材質の異なるワイヤ電極を巻回した複数の
供給リールを備えると共に、上記各供給リールから送給
されるワイヤ電極を案内するための複数対の電極ガイド
を隣接して備えた構成である。

【０００７】請求項２に係る発明は、ワイヤカット放電
加工機におけるワーククランプにダイ母材を固定し、大
径のワイヤ電極を使用して上記ダイ母材のダイ孔にテー
パ加工を行った後、上記ワイヤ電極を切断し、その後に
小径のワイヤ電極の自動結線を行い、この小径のワイヤ
電極によってダイ母材に形成したダイ孔のストレート孔
部分の仕上加工を行う一連の加工を１台のワイヤカット
放電加工機によって行うダイ加工方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１，図２を参照するに、図１，
図２には本発明の実施の形態に係るワイヤカット放電加
工機１の概念的構成が示されている。ワイヤカット放電
加工機１における架台３上にはＸＹテーブル５がＸ軸，
Ｙ軸方向（前後左右方向）へ移動自在に装着してあり、
このＸＹテーブル５上には加工槽７が設けられていると
共に放電加工すべきワークＷを把持固定自在のワークク
ランプ９が設けられている。上記ＸＹテーブル５のＸ
軸，Ｙ軸方向への移動制御は、一般的なワイヤカット放
電加工機と同様に、ＮＣ装置（図示省略）によって行わ
れるものである。

【０００９】前記架台３上には上部架台１１が一体的に
取付けてあり、この上部架台１１には、前記加工槽７の
後壁に形成した貫通孔７Ｈを、シール機構（図示省略）
を介して前後左右方向へ相対的に移動自在に貫通した下
部アーム１３が水平に設けてある。この下部アーム１３
の先端部には、左右方向（図１においては紙面に垂直な
方向）に隣接して複数の下部ワイヤガイド１５Ａ，１５
Ｂ，１５Ｃが設けてある。上記下部ワイヤガイド１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは径又は材質の異なるワイヤ電極１
７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃをガイドするもので、そのガイド
孔は各ワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの径に対応し
て形成してある。

【００１０】前記下部アーム１３内には、前記下部ワイ
ヤガイド１５Ａ，１５Ｂ，１５ｃを通過したワイヤ電極
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを後方向へ搬送排出する搬送ベ
ルトが設けられている。すなわち、前記下部アーム１７
の先端付近で前記下部ワイヤガイド１５Ａ，１５Ｂ，１
５Ｃの下側には一対のローラ１９Ａ，１９Ｂが前後方向
（図１において左右方向）に位置をずらして配置してあ
り、上部側ローラ１９Ａと下部アーム１３の後端部に設
けた上部ローラ２１Ａには上部ベルト２３Ａが掛回して
ある。そして、下部側ローラ１９Ｂと対応して下部アー
ム１３の後端部に設けた下部ローラ２１Ｂと前記下部側
ローラ１９Ｂには下部ベルト２３Ｂが掛回してある。

【００１１】上記上下のベルト２３Ａ，２３Ｂは、前記
下部ワイヤガイド１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを通過したワ
イヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを挟み込んで後方向へ
搬出する作用をなすもので、左右方向の幅は、図２に示
すように、前記下部ワイヤガイド１５Ａ，１５Ｂ，１５
Ｃの配置間隔より広く設けてある。なお、上下のベルト
２３Ａ，２３Ｂは、使用後のワイヤ電極を後方向へ搬出
する機能を有すれば良いものであり、各下部ワイヤガイ
ド１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対応してそれぞれ並列に設
けても良いものである。

【００１２】前記上部架台１１の後側で前記下部アーム
１３の後端部に対応した位置には、上下のベルト１３
Ａ，１３Ｂによって搬出されたワイヤ電極を引張るピン
チローラ装置２５が設けてあり、このピンチローラ装置
２５と上下のベルト２３Ａ，２３Ｂは、例えばギア列等
の動力伝達機構を介して適宜に連動連結してある。

【００１３】したがって、ピンチローラ駆動モータ（図
示省略）を駆動するピンチローラ装置２５が駆動される
と共に連動して上下のベルト２３Ａ，２３Ｂが駆動さ
れ、下部ワイヤガイド１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを通過し
たワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを後方向へ移送し
搬出することができるものである。

【００１４】前記上部架台１１には前記下部アーム１３
と対向した上部アーム２７が前方向へ突出して設けてあ
り、この上部アーム２７の先端部には、前記下部ワイヤ
ガイド１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと対向して対をなす上部
のワイヤガイド２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃを備えた加工ヘ
ッド３１が上下動自在に装着してある。上記上部ワイヤ
ガイド２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃには、自動結線時にワイ
ヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを垂直に案内するために
水を垂直に噴出してジェット水流を形成するノズル（図
示省略）が備えられており、この各ノズルに接続した各
配管３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ（図２参照）と水圧源３５
との間には切換弁３７が介設してある。この切換弁３７
は、上記水圧源３５と各上部ワイヤガイド２９Ａ，２９
Ｂ，２９Ｃとの接続遮断を行うものであり、個別の電磁
弁であっても良いものである。

【００１５】前記各上部ワイヤガイド２９Ａ，２９Ｂ，
２９Ｃに対して径又は材質の異なる前記ワイヤ電極１７
Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを供給するために、前記上部架台１
１にはワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを巻回した複
数の供給リール３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃが回転自在かつ
着脱可能に装着してある。そして、前記上部ワイヤガイ
ド２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃの上方位置に回転自在に設け
た各ガイドローラ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと前記各供給
リール３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃとの間には、適数のガイ
ドローラ４３が設けてあると共に、各ワイヤ電極１７
Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに張力を付与するためのテンション
ローラ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃが設けられている。

【００１６】上記テンションローラ４５Ａ，４５Ｂ，４
５Ｃは、前記ベルト２３Ａ，２３Ｂ及びピンチローラ装
置２５によって引かれるワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１
７Ｃにブレーキをかけることによって張力を付与するも
ので、各テンションローラ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃは、
それぞれクラッチ機構４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃを介して
電磁ブレーキを備えた適宜の制御モータ４９と連動連結
してある。

【００１７】したがって、例えば上下の対をなすワイヤ
ガイド２９Ａ，１５Ａによってワイヤ電極１７Ａを案内
し、このワイヤ電極１７ＡによってワークＷの放電加工
を行うとき、クラッチ機構４７Ａを接続し、前記制御モ
ータ４９を適宜に制御してワイヤ電極の送り出しを行う
ことや、電磁ブレーキを作用してテンションローラ４５
Ａに適宜にブレーキ作用を付与することにより、ワイヤ
電極１７Ａに適宜の張力を付与することでができるもの
である。同様にして、ワイヤ電極１７Ｂ，１７Ｃによる
放電加工時にも個別に張力を付与することができるもの
である。すなわち、各ワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７
Ｃのワイヤ径に対応して適正の張力を付与することがで
きるものである。

【００１８】前記加工ヘッド３１を上下動するために、
適宜の昇降作動装置５１が設けられている。すなわち本
例においては、上部アーム２７に取付けたブラケット５
２には上下用モータ５３が装着してあり、この上下用モ
ータ５３によって正逆回転される螺子体５５には、加工
ヘッド３１に取付けたナット部材５７が螺合してある。
したがって、上下用モータ５３を適宜に回転制御するこ
とにより、加工ヘッド３１が上下動されることになる。

【００１９】また、前記ワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１
７Ｃの切断を行うためにワイヤ切断装置５９が設けられ
ている。ワイヤ切断装置５９としては、ワイヤ電極を機
械的に切断する構成、ワイヤ電極に電流を通電して焼き
切る構成、ワイヤ電極に張力を付与しつつ通電し、ワイ
ヤ電極の１部を細径に形成して当該細径部を通電加熱に
より溶断するなど種々の構成を採用することができる。
すなわち、ワイヤ切断装置５９は公知の種々の構成であ
って良いものであるから、上記ワイヤ切断装置５９の詳
細についての説明は省略する。

【００２０】以上のごとき構成において、図３に示すご
ときダイ６１を放電加工する場合について説明する。

【００２１】ダイ６１は、テーパ面６３Ｔ及び大径穴６
３Ｈを予め加工することによって標準形状に形成したダ
イ母材６３に、テーパ孔部分６５Ｔ及びストレート孔部
分６５Ｓを所望の形状に放電加工することによって所望
形状のダイ孔６５を形成するものである。

【００２２】ワイヤカット放電加工機１を用いてダイ母
材６３にダイ孔６５を加工するには、先ずダイ母材６３
をワーククランプ９によって把持固定する。その後、大
径のワイヤ電極１７Ａを使用すべく、ダイ母材６３のダ
イ孔６５の範囲内に予め加工してあるスタート孔を上下
のワイヤガイド２９Ａ，１５Ａの間に位置決めし、制御
モータ４９を制御回転して供給リール３９Ａに巻回され
ているワイヤ電極１７Ａを上部ワイヤガイド２９Ａから
下方向へ送り出すと共に切換弁４７を切換えて水圧源３
５と配管３３Ａとを接続し、上部ワイヤガイド２９Ａ部
分に備えたノズルから垂直下方向へ水を噴出してジェッ
ト水流を形成する。そして、ワイヤ電極１７Ａが垂直下
方向に指向され、ワイヤ電極１７Ａの先端部が前記スタ
ート孔を通過して下部ワイヤガイド１５Ａを貫通する
と、上下のベルト２３Ａ，２３Ｂに挟持されて後方向へ
移送され、ピンチローラ装置２５のピンチローラにワイ
ヤ電極１７Ａの先端部が挟み込まれることにより自動結
線が行われる。

【００２３】上述のごとく、ダイ母材６３に形成したス
タート孔に大径のワイヤ電極１７Ａを挿通して自動結線
を行った後、テーパ孔部分６５Ｔの放電加工を行う。こ
の場合、テーパ孔部分６５Ｔの加工精度は粗くて良く、
またワイヤ電極１７Ａは大径であるから、放電エネルギ
ーが大きく、かつ放電繰り返し数を増す加工条件でもっ
て放電加工を行うことができ、加工速度を大きくしての
放電加工が可能である。したがって、テーパ孔部分６５
Ｔの放電加工を能率良く行うことができるものである。

【００２４】上述のごとくテーパ孔部分６５Ｔの放電加
工終了後、加工ヘッド３１を上昇せしめると共にワイヤ
切断装置５９によってワイヤ電極１７Ａを切断する。そ
の後、適正小径のワイヤ電極１７Ｂ又は１７Ｃを使用す
べくＸＹテーブル５の移動位置決めを行って、ダイ母材
６３を上下の対のガイド部材２９Ｂ，１５Ｂ又は２９
Ｃ，１５Ｃの間に位置決めし、前述に準じてワイヤ電極
１５Ｂ又は１５Ｃの自動結線を行う。

【００２５】その後、荒加工、仕上加工、超仕上加工な
どの適宜の加工条件でもってストレート孔部分６５Ｓの
放電加工を行うものである。この場合、最初から仕上加
工又は超仕上加工の加工条件でもって放電加工を行うこ
とも可能であるが、荒加工を行った後に仕上加工又は超
仕上加工を行うことが望ましいものである。

【００２６】なお、前記テーパ孔部分６５Ｔの放電加工
を行った後に、同一のワイヤ電極１７Ａを用いてストレ
ート孔部分６５Ｓを同一加工条件でもって荒加工を行
い、その後にワイヤ電極１７Ａの切断を行っても良いも
のである。この場合、小径のワイヤ電極１７Ｂ，１７Ｃ
でもって最初から仕上加工又は超仕上加工の加工条件で
もって放電加工を行うことができるものである。

【００２７】すなわち、荒加工の場合には大径のワイヤ
電極を用いて能率の良い放電加工を行い、仕上加工や超
仕上加工を行う場合にはより小径のワイヤ電極に交換し
て放電加工を行うものである。この場合、前記ストレー
ト孔部分６５Ｓの長さ（板厚）に対応して適切なワイヤ
電極の材質、径が選択され使用され、適正の加工条件の
下で放電加工が行われるものである。

【００２８】ところで、前述のごとくダイ母材６３のテ
ーパ孔部分６５Ｔ、ストレート孔部分６５Ｓをワイヤ電
極によって放電加工を行うと、ダイ孔６５の形状と同形
状のコア（中子）が生じるのが一般的であり、このコア
を除去するときにワイヤ電極の切断を生じ易いものであ
る。

【００２９】そこで、上記コアを生じないように、ワイ
ヤ電極の相対的な移動軌跡を次第に拡大して、コアとな
る部分を中心部から全て放電加工によって除去する放電
加工方法（コアレス加工方法）がある。しかし、従来
は、小径のワイヤ電極により低い加工条件（加工エネル
ギーが小さく加工速度の小さい加工条件）でもってテー
パ孔部分６５Ｔの加工を行い、次に同一電極によってス
トレート孔部分６５Ｓの仕上加工又は超仕上加工を行う
ものであるから、テーパ孔部分６５Ｔの放電加工時の加
工条件を上げようとすると断線を生じ易くなるものであ
り、能率向上を図るにも問題がある。ましてコアレス加
工方法を適用することは、放電加工に多くの時間を要す
るものであり、現実的には不可能である。

【００３０】ところが、本例においては、太いワイヤ電
極を用いて高い加工条件（加工エネルギーが大きく加工
速度の大きい加工条件）でもって能率良い放電加工が可
能であり、テーパ孔部分６５Ｔ、ストレート孔部分６５
Ｓの荒加工を行い得るものであるから、テーパ孔部分６
５Ｔ、ストレート孔部分６５Ｓのコアレス加工方法が可
能なものであり、コアを除去する作業が不要となり、荒
加工後にはワイヤ電極を交換し自動結線を行うことによ
り、全自動でもってテーパ孔部分６５Ｔの放電加工から
ストレート孔部分６５Ｓの仕上加工、超仕上加工の一連
の放電加工を行い得るものである。

【００３１】以上のごとき説明より理解されるように、
本例によれば、ワイヤカット放電加工機１におけるワー
ククランプ９にワークＷを固定した状態において径又は
材質の異なるワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを選択
に使用して、かつ各ワイヤ電極１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ
に対応した各種の加工条件でもって放電加工を行うこと
ができるものである。

【００３２】したがって、例えば大径のワイヤ電極を用
い、かつ高い加工条件（加工速度の大きい加工条件）で
もって荒加工やコアレス加工を行った後、小径のワイヤ
電極に変換して仕上加工、超仕上加工を行うことがで
き、一連の放電加工を全自動的に能率良く行い得るもの
である。

【００３３】なお、本発明は前述の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の変形を行うことによりそ
の他の形態でも実施可能である。すなわち、前記説明に
おいては、上下対のワイヤガイドの複数を左右方向に隣
接して配置した構成の場合について説明したが、上下対
のワイヤガイドは前後方向に隣接して配置する構成とす
ることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のごとき説明より理解されるよう
に、本発明に係るワイヤカット放電加工機は異なるワイ
ヤ電極を巻回した複数の供給リールを備えると共に各ワ
イヤ電極を案内するための複数対の電極ガイドを隣接し
て備えた構成であるから、径の異なるワイヤ電極に対応
した適正の加工条件でもって放電加工を行うことがで
き、コアレス加工や荒加工から仕上加工、超仕上加工の
一連の加工を能率良く行い得るものである。

【００３５】ダイの加工方法は、ダイ孔のテーパ孔部分
の放電加工を大径のワイヤ電極を用い高い加工条件で行
った後、次に小径のワイヤ電極に変換してストレート孔
部分の仕上加工を行う一連の加工を１台のワイヤカット
放電加工機によって行うものであるから、ダイのテーパ
加工、荒加工から仕上加工までを能率良く行い得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤカット放電機
を概念的に図示した説明図である。

【図２】上下のワイヤガイドの配置関係や各種の機能を
説明するための作用説明図である。

【図３】ダイの構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ワイヤカット放電加工機 ５ ＸＹテーブル ７ 加工槽 ９ ワーククランプ １３ 下部アーム １５Ａ，Ｂ，Ｃ 下部ワイヤガイド １７Ａ，Ｂ，Ｃ ワイヤ電極 ２３Ａ，Ｂ ベルト ２７ 上部アーム ２９Ａ，Ｂ，Ｃ 上部ワイヤガイド ３１ 加工ヘッド ３５ 水圧源 ３９Ａ，Ｂ，Ｃ 供給リール ４５Ａ，Ｂ，Ｃ ピンチローラ ４７Ａ，Ｂ，Ｃ クラッチ機構 ４９ 制御モータ ５９ 切断装置 ６１ ダイ ６３ ダイ母材 ６５ ダイ孔 ６５Ｓ ストレート孔部分 ６５Ｔ テーパ孔部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 AB10 DA06 FA00 FB02 FD00 HA09 4E050 JA01 JB06 JD03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動結線機能を備えたワイヤカット放電
   加工機において、径又は材質の異なるワイヤ電極を巻回
   した複数の供給リールを備えると共に、上記各供給リー
   ルから送給されるワイヤ電極を案内するための複数対の
   電極ガイドを隣接して備えたことを特徴とするワイヤカ
   ット放電加工機。
2. 【請求項２】 ワイヤカット放電加工機におけるワーク
   クランプにダイ母材を固定し、大径のワイヤ電極を使用
   して上記ダイ母材のダイ孔にテーパ加工を行った後、上
   記ワイヤ電極を切断し、その後に小径のワイヤ電極の自
   動結線を行い、この小径のワイヤ電極によってダイ母材
   に形成したダイ孔のストレート孔部分の仕上加工を行う
   一連の加工を１台のワイヤカット放電加工機によって行
   うことを特徴とするワイヤカット放電加工機によるダイ
   加工方法。