JP2011235405A - Wire electric discharge machining device, and wire electric discharge machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法に関する。 The present invention relates to a wire electric discharge machining apparatus and a wire electric discharge machining method.
ワイヤ放電加工は、比較的簡単に被加工物を高精度に加工できる加工方法として広く使用されているが、加工精度に対する要求はますます高度になっている。例えば、被加工物の上下面の形状精度だけでなく、被加工物を厚さ方向に垂直な面で切断した中段部分の形状も、上下面と略同一の形状とすることが求められるようになってきている。これは、被加工物の側面(仕上げ面)の凹凸を減らし、高い真直精度を得ることが要求されていることを示す。ワイヤ放電加工では、荒加工や仕上げ加工といったように、段階に分けた加工が行われるが、特に荒加工後のセカンドカット以降に行われる仕上げ加工で、より高い真直精度が要求される。 Wire electric discharge machining is widely used as a machining method capable of machining a workpiece with high accuracy relatively easily, but the demand for machining accuracy is becoming increasingly high. For example, not only the shape accuracy of the upper and lower surfaces of the workpiece, but also the shape of the middle part of the workpiece cut by a plane perpendicular to the thickness direction is required to be substantially the same as the upper and lower surfaces. It has become to. This indicates that it is required to reduce unevenness on the side surface (finished surface) of the workpiece and to obtain high straightness accuracy. In wire electric discharge machining, machining in stages such as rough machining and finishing machining is performed, but higher straightness is required particularly in finishing machining performed after the second cut after the rough machining.
従来のワイヤ放電加工装置では、加工液ノズルから噴出される加工液の影響などにより、上下に延びるワイヤに振動が発生する場合がある。このようなワイヤの振動は、一般的な弦の振動のように中央部の振幅が最も大きくなるわけではなく、被加工物の上面から板厚の1/4程度の距離に位置する部分の振幅が最も大きくなるという特徴がある。なお、振幅が最大となる位置がずれる原因はこれまでのところ明確化されていない。このワイヤの振動により、被加工物は厚さ方向の中段部が上下面よりも凹んだ「タイコ」と呼ばれる形状に加工される。被加工物の上下面を結んだ直線と最も凹んだ点との距離で定義されるタイコ誤差が生じるため、被加工物の側面に凹凸が生じやすく、真直精度を向上させるのが難しかった。 In the conventional wire electric discharge machining apparatus, vibrations may occur in the vertically extending wire due to the influence of the machining liquid ejected from the machining liquid nozzle. The vibration of the wire does not have the largest amplitude at the center as in general string vibration, but the amplitude of the portion located at a distance of about 1/4 of the plate thickness from the upper surface of the workpiece. Is the largest. The cause of the shift of the position where the amplitude is maximum has not been clarified so far. Due to the vibration of the wire, the workpiece is processed into a shape called “taiko” in which the middle step in the thickness direction is recessed from the upper and lower surfaces. Since a Tyco error defined by the distance between the straight line connecting the upper and lower surfaces of the workpiece and the most recessed point occurs, irregularities are likely to occur on the side surface of the workpiece, making it difficult to improve straightness accuracy.
そこで、仕上げ加工時に被加工物と加工液ノズルの間隔を拡大させるとともに、加工液の噴出を弱めることにより真直精度を向上させようとする技術が、例えば特許文献1に開示されている。
Therefore, for example,
特許文献1に開示の技術によれば、加工液の噴出を弱めてワイヤの振幅を小さくするとともに、被加工物と加工液ノズルとの間隔を拡大差させることで、ワイヤの振幅が最大となる位置を被加工物から外れた位置に移動させて、タイコ誤差を抑制している。しかしながら、被加工物から離れた加工液ノズル側、例えば被加工物の上面側では、ワイヤの振幅が増すこととなる。これにより、被加工物の上面形状と下面形状との差(以下、上下寸法誤差という)が大きくなってしまうという問題があった。
According to the technique disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイコ誤差と上下寸法誤差の両方を抑制して、真直精度を向上させることのできるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the wire electrical discharge machining apparatus which can improve a straightness precision, suppressing both a Tyco error and a vertical dimension error.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上下に延びるワイヤからの放電により被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、ワイヤに加工用電圧を印加する電圧印加部と、ワイヤを被加工物の上方で支持する上方支持部と、ワイヤを被加工物の下方で支持する下方支持部と、支持部の一方をワイヤに沿った方向であって被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって被加工物から離れる方向に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a wire electric discharge machining apparatus for machining a workpiece by electric discharge from a vertically extending wire, and a voltage application for applying a machining voltage to the wire. An upper support portion that supports the wire above the workpiece, a lower support portion that supports the wire below the workpiece, and one of the support portions extends along the wire from the workpiece. And moving means for moving the support portion in a direction substantially perpendicular to the finished surface of the workpiece and away from the workpiece.
本発明によれば、タイコ誤差と上下寸法誤差の両方を抑制して真直精度の向上を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to improve both straightness accuracy by suppressing both a Tyco error and a vertical dimension error.
以下に、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a wire electric discharge machining apparatus and a wire electric discharge machining method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図であって、ワークに荒加工を実行する工程を示す図である。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1、加工液ノズル3、支持部4、電圧印加部11、移動手段12を備える。ワイヤ1は上下に延びるように設けられる。ワイヤ1には、電圧印加部11から加工用電圧が印加される。被加工物としてのワーク2とワイヤ1との間で放電が生じることで、ワーク2が加工される。ワーク2の加工には、無垢のワーク2から製品を切り出す荒加工工程や、荒加工工程によって切断された仕上げ面2aの真直精度を高める仕上げ加工工程などがある。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the wire electric discharge machining apparatus according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a process of performing rough machining on a workpiece. The wire electric discharge machining apparatus includes a
加工液ノズル3は、ワーク2の上方に設けられた上方加工液ノズル3aと、ワーク2の下方に設けられた下方加工液ノズル3bとを有して構成される。加工液ノズル3は、ワイヤ1に沿うようにワーク2に向けて加工液を噴出する。加工液ノズル3から噴出された加工液によって、ワイヤ1とワーク2との間に生じる加工屑を排出する。なお、ワーク2に近接した位置から加工液を噴出できるように、加工液ノズル3には、ワイヤ1が貫通している。
The
支持部4は、ワーク2の上方でワイヤ1を支持する上方支持部4aと、ワーク2の下方でワイヤ1を支持する下方支持部4bとを有して構成される。上方支持部4aと下方支持部4bとにより、ワイヤ1が上下(鉛直方向)に延びるように支持される。
The
電圧印加部11は、ワイヤ1にパルス状の加工用電圧を印加する。移動手段12は、上方支持部4aを、ワイヤ1に沿った方向であってワーク2から離れる方向、すなわち上方に移動させる。また、移動手段12は、上方支持部4aをワーク2の仕上げ面2aに略垂直な方向であってワーク2から離れる方向に移動させる。移動手段12は、例えばモータである。
The
上記に説明したワイヤ放電加工装置により、無垢のワーク2に対して図1に示す荒加工を実行し、製品を切り出す。荒加工工程での支持部4は、加工液ノズル3からの加工液の噴出や加工用電圧の印加がない状態、すなわちワイヤ1に振動が発生していない状態で、ワイヤ1がワーク2の仕上げ面2aと平行とされる位置にある。
With the wire electric discharge machining apparatus described above, rough machining shown in FIG. 1 is performed on the
図2は、図1に示すワイヤ放電加工装置により、ワーク2に対してセカンドカット以降の仕上げ加工を実行する際の、支持部4の位置を説明するための図である。なお、図2以降では、電圧印加部11および移動手段12の図示は省略する。図2に示すように、仕上げ加工を実行する場合には、ワイヤ1に沿った方向である上方(矢印Xに示す方向)に上方支持部4aを移動させ、上方支持部4aを荒加工時よりもワーク2から離れた位置に移動させる。
FIG. 2 is a view for explaining the position of the
また、上記仕上げ加工を実行する場合には、ワーク2の仕上げ面2aに略垂直な方向であって、荒加工時よりもワーク2から離れる方向(矢印Yに示す方向)に上方支持部4aをわずかに移動させて、ワイヤ1を傾ける。
Further, when the finishing process is performed, the
なお、上方加工液ノズル3aも矢印Xおよび矢印Yに示す方向に移動される。これは、上方支持部4aの移動に伴ってワイヤ1も移動するため、ワイヤ1を貫通させている上方加工液ノズル3aも移動させる必要があるためである。また、ワーク2に加わる加工液の噴出圧を抑制するためでもある。
The upper working
図3は、仕上げ加工時のワイヤ1の振動状態を説明するための図である。図3に示すように、仕上げ加工時には、加工液の噴出などによりワイヤ1が振動する。上方支持部4aを矢印Xに示す方向に移動させたことで、ワイヤ1のうち振幅が最も大きくなる部分は、ワーク2よりも上方に外れた位置となる。これにより、ワーク2の仕上げ面2aに発生するタイコ誤差を抑えることができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the vibration state of the
また、上方支持部4aを矢印Yに示す方向に移動させることで、ワイヤ1の振動によって発生する傾きが相殺される。これにより、ワーク2の仕上げ面2aに発生する上下寸法誤差を抑えることができる。
Further, by moving the
図4は、図3に示す状態で仕上げ加工を実行した場合の真直誤差を説明するための図である。図4に示すように、上述した仕上げ加工では、真直誤差7をより小さくすることができ、真直精度の高い加工を実現することができる。なお、真直誤差7は、タイコ誤差と上下寸法誤差のうち大きいほうの誤差として定義される。また、タイコ誤差と上下寸法誤差については、後に詳説する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a straightness error when the finishing process is executed in the state shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the above-described finishing process, the
ここで、多くの場合、ワイヤ1の振動振幅が最大となるのは、ワーク2の上面から板厚の1/4程度の距離に位置する部分であるから、上方支持部4aの上方への移動距離はワーク板厚の1/4以上、望ましくは板厚の1/3程度、例えば板厚60mmであれば、移動距離を20mm程度に設定することが好ましい。また、上下寸法誤差は概ね10μm以下、多くの場合3〜5μm程度であるので、振動が発生していない状態のワイヤ1とワーク2の上面端部との距離が3〜5μmとなるように上方支持部4aを移動させればよい。
Here, in many cases, the vibration amplitude of the
また、加工液の噴出の強さについては記載していないが、仕上げ加工工程において、噴出圧力を弱めてワイヤ1の振動振幅を小さくする方法を併用してもよい。
Moreover, although the intensity of the jetting of the processing liquid is not described, a method of reducing the jetting pressure and reducing the vibration amplitude of the
また、上方支持部4aの矢印Yに示す方向への移動は、上方支持部4aの矢印Xに示す方向への移動により生じる仕上げ加工工程での上下寸法誤差を解消するために実施するものであるから、これら二つの移動をどちらも行ったうえで、仕上げ加工が実施される必要がある。このような構成を取ることにより、荒加工工程では加工液ノズル3をワーク2に密着させて、ワイヤ断線の発生を抑えるとともに加工速度の向上を図り、ワイヤ断線のおそれが少ない仕上げ加工工程では、加工液ノズル3をワーク2から離れさせるように、加工液ノズル3や支持部4を移動させて真直精度の向上を図ることができる。
Further, the movement of the
なお、本実施の形態では、上方支持部4aおよび上方加工液ノズル3aを移動させたが、下方支持部4bおよび下方加工液ノズル3bを移動させてもよい。例えば、下方支持部4bおよび下方加工液ノズル3bを、下方に移動させるとともに、図2の矢印Yに示す方向に移動させてもよい。ただし、ワイヤ1の振幅が最大となる箇所を、ワーク2よりも下方に外すためには、上方支持部4aを上方へ移動させる場合の移動距離よりも、下方支持部4bの下方への移動距離は大きくなる。
In the present embodiment, the
次に、従来の仕上げ加工の例を示し、タイコ誤差および上下寸法誤差について説明する。図5は、加工液ノズルおよび支持部を移動させない従来の仕上げ加工例を示す図である。図6は、図5に示す仕上げ加工で生じるタイコ誤差を説明するための図である。 Next, an example of a conventional finishing process will be shown, and the Tyco error and the vertical dimension error will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional finishing example in which the machining liquid nozzle and the support portion are not moved. FIG. 6 is a diagram for explaining a Tyco error that occurs in the finishing process shown in FIG.
ワイヤ21は、上述したとおり、加工液ノズル23からの加工液の噴出などによって振動状態となる。ここで、ワイヤ21の振動は一般的な弦の振動のように中央部の振幅が最も大きくなるわけではなく、ワーク22の上面から板厚の1/4程度の距離に位置する部分の振幅が最も大きくなる。この原因はこれまでのところ明確化されていないが、上記の振動により、ワーク22は厚さ方向の中段部が上下面よりも凹んだ「タイコ」と呼ばれる図6に示すような形状に加工される。そして、ワーク22の上下面を結んだ直線と最も凹んだ点との距離によって、タイコ誤差5が定義される。
As described above, the
図7は、加工液ノズルおよび支持部を上方に移動させた従来の仕上げ加工例を示す図である。図8は、図7に示す仕上げ加工で生じる上下寸法誤差を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram showing a conventional finishing process example in which the machining liquid nozzle and the support portion are moved upward. FIG. 8 is a diagram for explaining the vertical dimension error generated in the finishing process shown in FIG.
図7に示すように、上方の加工液ノズル23と上方の支持部24を上方に移動させることで、ワイヤ21の振動振幅が最大となる部分をワーク22の上方へ外している。しかしながら、ワーク22の上面にワイヤ21の振動部分が位置するので、ワーク22の上面と下面とで寸法が異なって加工される。これにより、ワーク22の上面と下面との寸法差で定義される上下寸法誤差6が生じてしまう。
As shown in FIG. 7, the portion where the vibration amplitude of the
そして、真直度誤差は、この上下寸法誤差6と上述したタイコ誤差5の大きいほうの誤差として定義される。本実施の形態では、タイコ誤差5と上下寸法誤差6の両方の誤差の抑制を図ることで、真直度誤差を抑えて、真直精度の向上を図ることができる。
The straightness error is defined as the larger one of the vertical dimension error 6 and the above-described
以上のように、本発明に係るワイヤ放電加工装置は、被加工物のワイヤ放電加工において、真直精度の向上に有用である。 As described above, the wire electric discharge machining apparatus according to the present invention is useful for improving straightness accuracy in wire electric discharge machining of a workpiece.
1,21 ワイヤ
2,22 ワーク(被加工物)
2a 仕上げ面
3,23 加工液ノズル
3a 上方加工液ノズル
3b 下方加工液ノズル
4,24 支持部
4a 上方支持部
4b 下方支持部
5 タイコ誤差
6 上下寸法誤差
7 真直誤差
11 電圧印加部
12 移動手段
1,21
2a
Claims (6)
前記ワイヤに加工用電圧を印加する電圧印加部と、
前記ワイヤを前記被加工物の上方で支持する上方支持部と、
前記ワイヤを前記被加工物の下方で支持する下方支持部と、
前記支持部の一方を前記ワイヤに沿った方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を前記被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A wire electric discharge machining apparatus for machining a workpiece by electric discharge from wires extending vertically,
A voltage application unit for applying a machining voltage to the wire;
An upper support for supporting the wire above the workpiece;
A lower support portion for supporting the wire below the workpiece;
One of the support portions is moved in a direction along the wire and away from the workpiece, and the support portion is in a direction substantially perpendicular to the finished surface of the workpiece and the workpiece And a moving means for moving in a direction away from the wire electric discharge machining apparatus.
前記ワイヤを前記被加工物の上方で支持する上方支持部または前記ワイヤを前記被加工物の下方で支持する下方支持部を、前記ワイヤに沿った方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を前記被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させることを特徴とするワイヤ放電加工方法。 A wire electrical discharge machining method for machining a workpiece by electrical discharge from a vertically extending wire,
An upper support portion for supporting the wire above the workpiece or a lower support portion for supporting the wire below the workpiece in a direction along the wire and away from the workpiece. A wire electric discharge machining method characterized by moving the support portion in a direction substantially perpendicular to a finished surface of the workpiece and away from the workpiece.
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JP2016104507A (en) * | 2014-11-19 | 2016-06-09 | ファナック株式会社 | Wire electric discharge machine having independent corner shape correction function of upper and lower surface |
US10307847B2 (en) | 2014-11-19 | 2019-06-04 | Fanuc Corporation | Wire electric discharge machine having corner shape correcting function |
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2010
- 2010-05-11 JP JP2010109517A patent/JP2011235405A/en active Pending
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