JP2012106320A - Electrical discharge machining apparatus for processing shape, and method - Google Patents

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical discharge machining apparatus for processing a shape, and to provide a method thereof.SOLUTION: The electrical discharge machining method includes the steps of: exciting sequentially and individually a plurality of electromagnets (3) arranged at predetermined intervals in a circumferential direction relative to an axis (O) so that a shaft-like electrode (1) formed of a magnetic material is rotated about the predetermined axis (O); applying an intermittent voltage pulse between the shaft-like electrode (1) and a workpiece (4) by a pulsed power supply unit to generate repetitive electrical discharge; and machining a predetermined shaped hole or predetermined shaped cavity in the workpiece (4).

Description

本発明は、形状加工を行う放電加工装置及び方法に関する。   The present invention relates to an electric discharge machining apparatus and method for performing shape machining.

従来、放電加工にて断面が複雑な形状の孔を明けるためには、柱状の電極側面を断面が目的の形状になるようにあらかじめ加工し、その電極にて加工物に放電加工を行うことで、電極側面形状を加工物に転写して加工を行っていた。その他、ワークテーブルを走査してワイヤーカット放電加工により所望の形状を作ることが行われていた。
しかしながら、このような従来技術の電極形状の転写による放電加工においては、次のような問題点が生じていた。 Conventionally, in order to drill a hole with a complicated cross section by electrical discharge machining, the side surface of the columnar electrode is processed in advance so that the cross section has the desired shape, and the workpiece is subjected to electrical discharge machining with the electrode. The side surface shape of the electrode was transferred to the work piece and processed. In addition, scanning the work table and making a desired shape by wire-cut electric discharge machining has been performed.
However, the following problems have occurred in the electric discharge machining based on the transfer of the electrode shape of the prior art.

（１）電極を成形する必要があるため、成形時間が必要となる。
（２）電極は消耗するため、孔加工毎にその成形時間が必要となる。
（３）小径孔では電極が細くなるため、電極成形が非常に困難となる。
（４）エッジが必要な形状の加工では、電極側面のエッジ部分はより多く消耗するため、転写された加工物側はエッジ形状が得られず、目的の形状を作ることが困難となる。
（５）奥に広くなるような形状（ラッパ形状など）の加工は不可能である。 (1) Since it is necessary to mold the electrode, a molding time is required.
(2) Since the electrode is consumed, a molding time is required for each hole processing.
(3) Since the electrode is thin in the small-diameter hole, it is very difficult to mold the electrode.
(4) In the processing of a shape that requires an edge, the edge portion on the side surface of the electrode is more consumed, and the transferred workpiece side cannot obtain an edge shape, making it difficult to make a target shape.
(5) It is impossible to process a shape (such as a trumpet shape) that widens in the back.

また、テーブルの走査による放電加工においては、次のような問題点が生じていた。
（１）高価な多数軸同時制御機構が必要である。
（２）スラッジを排出するような高速動作はできないため加工時間は長くなる。
以上のように、断面が複雑な形状の小径孔の加工や３次元形状の孔を安価に明けることが困難であった。 Moreover, the following problems have arisen in electric discharge machining by table scanning.
(1) An expensive multi-axis simultaneous control mechanism is required.
(2) Since the high-speed operation which discharges sludge cannot be performed, the processing time becomes long.
As described above, it is difficult to process a small-diameter hole having a complicated cross-sectional shape or to open a three-dimensional hole at low cost.

一方、微細孔加工では、孔径が小さいと電極も細くなり曲がりやすくなるため、曲がらないようにする必要がある。このため、電極をガイドする機構が必須となり、電極とガイド間のクリアランスによって、クリアランス内で電極が不均一に振れ回る可能性があり、その分加工孔径がばらついてしまうという問題が生じていた。   On the other hand, in the micro hole processing, if the hole diameter is small, the electrode becomes thin and easily bends. Therefore, it is necessary to prevent bending. For this reason, a mechanism for guiding the electrode is indispensable, and the clearance between the electrode and the guide may cause the electrode to swing unevenly within the clearance, resulting in a problem that the processing hole diameter varies accordingly.

従来、穴加工等においては加工精度を向上させるために、特許文献１、２のように、磁界を利用してセンタリングする方法が用いられているが、充分な加工形状精度が得られなかった。   Conventionally, in order to improve machining accuracy in drilling or the like, a method of centering using a magnetic field as in Patent Documents 1 and 2 has been used, but sufficient machining shape accuracy has not been obtained.

特開２００８−２７９５５６号公報JP 2008-279556 A 特開２００８−５３４２９８号公報JP 2008-534298 A

本発明は、上記問題に鑑み、形状加工を行う放電加工装置及び方法を提供するものである。   In view of the above problems, the present invention provides an electric discharge machining apparatus and method for performing shape machining.

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、磁性体材料からなる軸状電極（１）と、該軸状電極（１）をガイドさせる電極ガイド（２）と、所定の一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された複数の電磁石（３）と、前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生するパルス電源ユニットと、を具備する、被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工する放電加工装置において、前記軸状電極（１）を、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って倣わせて、前記一軸（Ｏ1）周りの旋回運動させるように、前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁することを特徴とする放電加工装置である。これにより、極めて簡単な制御で、複雑な加工面を形成することができ、３次元形状を含めた複雑な形状の孔を安価に明けることができる。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 includes a shaft-like electrode (1) made of a magnetic material, an electrode guide (2) for guiding the shaft-like electrode (1), and a predetermined uniaxial (O 1 ), intermittent voltage pulses are applied between the plurality of electromagnets (3) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and the shaft electrode (1) and the workpiece (4). In the electric discharge machining apparatus for machining a hole having a predetermined shape or a cavity having a predetermined shape on the workpiece (4), the pulsed power supply unit that repeatedly generates a discharge, and the axial electrode (1) is connected to the electrode. Discharge characterized in that the plurality of electromagnets (3) are individually excited sequentially so as to follow the inner wall surface (5) of the guide (2) and to turn around the one axis (O 1 ). It is a processing device. Thereby, a complicated processed surface can be formed with extremely simple control, and a hole having a complicated shape including a three-dimensional shape can be opened at low cost.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が円筒面であって、孔径が４０μｍ〜３００μｍの微細孔加工を行うことを特徴とする。
これにより、ガイドの孔の内壁面５に電極を引き寄せ、内壁面５に電極を沿わせることで、クリアランス内で電極が不均一に振れ回らないように規制することができ、加工精度を向上させることができる。電極はガイド内壁に沿ってふれ回るため、加工孔のばらつきも防止することができ、孔径を安定化する事ができる。 The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is a cylindrical surface, and fine hole processing is performed with a hole diameter of 40 μm to 300 μm.
Thereby, by pulling the electrode to the inner wall surface 5 of the hole of the guide and bringing the electrode along the inner wall surface 5, it is possible to regulate the electrode from swinging unevenly within the clearance, thereby improving processing accuracy. be able to. Since the electrode is swung along the inner wall of the guide, it is possible to prevent variations in the processed hole and to stabilize the hole diameter.

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が前記電磁石（３）によって形成されていることを特徴とする。   The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, characterized in that the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is formed by the electromagnet (3).

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が前記電磁石（３）とは別体の非磁性体ガイドから構成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is composed of a non-magnetic guide separate from the electromagnet (3). Features.

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の発明において、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が３次元曲面で構成されていることを特徴とする。
これにより、極めて簡単な制御で、複雑な３次元形状の加工面を安価に形成することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is constituted by a three-dimensional curved surface.
As a result, a complicated three-dimensional processed surface can be formed at a low cost by extremely simple control.

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記電磁石（３）と前記電極ガイド（２）を被加工物（４）の上面に設置し、被加工物（４）の下面にもさらに複数の補助電磁石（３’）を設置し、前記補助電磁石（３’）が前記軸状電極（１）の先端を吸引して被加工物（４）にラッパ状の孔を加工したことを特徴とする。
これにより、極めて簡単な制御で、複雑な加工面を形成することができ、３次元形状の孔を安価に明けることができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the electromagnet (3) and the electrode guide (2) are installed on the upper surface of the workpiece (4), and the workpiece is processed. A plurality of auxiliary electromagnets (3 ′) are also installed on the lower surface of (4), and the auxiliary electromagnet (3 ′) attracts the tip of the shaft electrode (1) to form a trumpet shape on the workpiece (4). It is characterized by processing the holes.
This makes it possible to form a complicated machined surface with extremely simple control, and to open a three-dimensional hole at a low cost.

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の発明において、前記軸状電極（１）を、複数の前記電磁石（３）が順次吸引するように励磁して、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って前記軸状電極（１）が旋回するようにしたことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the shaft-like electrode (1) is excited so that the plurality of electromagnets (3) sequentially attracts the electrode. The axial electrode (1) is turned along the inner wall surface (5) of the guide (2).

請求項８の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の発明において、前記軸状電極（１）を、複数の前記電磁石（３）に、それぞれ、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与え、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って前記軸状電極（１）が旋回するようにしたことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the sine wave according to any one of claims 1 to 6, wherein the axial electrode (1) and the plurality of electromagnets (3) each have a predetermined phase difference. The shaft-like electrode (1) is swung along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2).

請求項９の発明は、磁性体材料からなる軸状電極（１）を、電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って、所定の一軸（Ｏ1）周りに旋回運動させるように、前記一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁するステップと、パルス電源ユニットにより、前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップとを具備する放電加工方法である。これにより、請求項１の発明と同様な効果が生じる。 In the invention of claim 9, the axial electrode (1) made of a magnetic material is swung around a predetermined axis (O 1 ) along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2). A step of individually exciting the plurality of electromagnets (3) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to the one axis (O 1 ), and the shaft-like electrode (1) and the substrate to be covered by a pulse power supply unit. Applying intermittent voltage pulses to the workpiece (4) to repeatedly generate a discharge; and machining a predetermined-shaped hole or a predetermined-shaped cavity in the workpiece (4). This is an electric discharge machining method. Thereby, the same effect as that of the invention of claim 1 is produced.

請求項１０の発明は、請求項９の発明において、加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子（６）を旋回させて、加工液に旋回流（Ｕ）を発生させるステップをさらに具備する放電加工方法である。これにより、加工点周辺の加工液に流れを与え、スラッジを攪拌・排出させることにより、スラッジによる加工効率低下を抑制し、加工の高速化を図ることができる。   The invention of claim 10 further comprises the step of turning the sludge produced by processing or the mixed magnetic fine particles (6) in the invention of claim 9 to generate a swirling flow (U) in the working fluid. This is an electric discharge machining method. Thereby, a flow is given to the processing liquid around the processing point, and the sludge is stirred and discharged, thereby suppressing a reduction in processing efficiency due to the sludge and increasing the processing speed.

請求項１１の発明は、磁性体材料からなる軸状電極（１）を、所定の一軸（Ｏ1）周りに旋回運動させるように、前記一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁するステップと、パルス電源ユニットにより、前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップとを具備する放電加工方法である。これにより、請求項１の発明と同様な効果が生じる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the axial electrode (1) made of a magnetic material is pivotally moved around the predetermined axis (O 1 ) so as to rotate at a predetermined interval in the circumferential direction with respect to the axis (O 1 ). Steps of individually exciting the plurality of electromagnets (3) disposed in step S1 and a pulse power supply unit to generate intermittent voltage pulses between the shaft electrode (1) and the workpiece (4). It is an electric discharge machining method comprising a step of applying and repeatedly generating electric discharge, and a step of machining a hole having a predetermined shape or a cavity having a predetermined shape in the workpiece (4). Thereby, the same effect as that of the invention of claim 1 is produced.

請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子（６）を旋回させて、加工液に旋回流（Ｕ）を発生させるステップをさらに具備する放電加工方法である。これにより、加工点周辺の加工液に流れを与え、スラッジを攪拌・排出させることにより、スラッジによる加工効率低下を抑制し、加工の高速化を図ることができる。   The invention of claim 12 further comprises the step of turning the sludge produced by processing or the mixed magnetic fine particles (6) in the invention of claim 11 to generate a swirling flow (U) in the working fluid. This is an electric discharge machining method. Thereby, a flow is given to the processing liquid around the processing point, and the sludge is stirred and discharged, thereby suppressing a reduction in processing efficiency due to the sludge and increasing the processing speed.

請求項１３の発明は、請求項１１又は１２の発明において、前記複数の電磁石（３）を被加工物（４）の上面側に設置し、被加工物（４）の下面側に複数の補助電磁石（３’）を設置して、孔が貫通するまでは上面側の電磁石（１）で前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）を上方に排出し、貫通した後には下面側の複数の補助電磁石（３’）で下方に排出するステップをさらに具備する放電加工方法である。これにより、孔の抜け際ではスラッジが排出できなくて加工が停滞することが分かっているため、この切り替え制御は加工高速化に非常に有効となる。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh or twelfth aspect, the plurality of electromagnets (3) are installed on the upper surface side of the workpiece (4), and a plurality of auxiliary members are disposed on the lower surface side of the workpiece (4). The electromagnet (3 ′) is installed, and the sludge or the magnetic fine particles (6) are discharged upward by the electromagnet (1) on the upper surface side until the hole penetrates, and a plurality of auxiliary electromagnets on the lower surface side after the penetration It is an electric discharge machining method further comprising a step of discharging downward in (3 ′). As a result, it is known that sludge cannot be discharged when the hole is pulled out and the processing is stagnant. Therefore, this switching control is very effective for increasing the processing speed.

請求項１４の発明は、請求項１０、１２、又は、１３のいずれか１項に記載の発明において、複数の前記電磁石（３）を順次吸引するように励磁して、前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）が旋回するようにしたことを特徴とする。   The invention according to a fourteenth aspect is the invention according to any one of the tenth, twelfth, or thirteenth aspect, wherein the sludge or the magnetic fine particles are excited by exciting the plurality of electromagnets (3) sequentially. (6) is adapted to turn.

請求項１５の発明は、請求項１０、１２、又は、１３のいずれか１項に記載の発明において、複数の前記電磁石（３）に、それぞれ、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与え、前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）が旋回するようにしたことを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the tenth, twelfth, or thirteenth aspect, each of the plurality of electromagnets (3) includes an operating voltage including a sine wave having a predetermined phase difference. The sludge or the magnetic fine particles (6) are swirled in order.

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.

（ａ）は、第１実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第１実施形態の軸状電極の動きを説明する説明図であり、（ｃ）は、第１実施形態の電磁石の作動を説明する説明図である。(A) is a top view which shows 1st Embodiment, (b) is explanatory drawing explaining the motion of the axial electrode of 1st Embodiment, (c) is the electromagnet of 1st Embodiment. It is explanatory drawing explaining the action | operation of. 第１実施形態による所望形状創成の一例である。It is an example of the desired shape creation by 1st Embodiment. 円錐状の加工面を形成する場合の一実施形態である。It is one Embodiment in the case of forming a conical processed surface. ラッパ状の加工面を形成する場合の一実施形態である。It is one Embodiment in the case of forming a trumpet-shaped processed surface. （ａ）、（ｂ）は、軸状電極１が旋回するように電磁石３を励磁する、他の実施形態を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows other embodiment which excites the electromagnet 3 so that the axial electrode 1 may turn. （ａ）は、第２実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第２実施形態を示す正面断面図であり、（ｃ）は、第２実施形態の軸状電極の動きを説明する説明図であり、（ｄ）は、４個の電磁石３に、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与えた場合の説明図である。(A) is a top view which shows 2nd Embodiment, (b) is front sectional drawing which shows 2nd Embodiment, (c) demonstrates the motion of the axial electrode of 2nd Embodiment. (D) is an explanatory diagram in the case where the operation voltages composed of sine waves having a predetermined phase difference are sequentially given to the four electromagnets 3. （ａ）は、第３実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第３実施形態を示す正面図であり、（ｃ）、（ｄ）は、第３実施形態のスラッジ又は磁性体微粒子６を旋回させて、加工液に旋回流Ｕが発生する状況を説明する説明図である。(A) is a top view which shows 3rd Embodiment, (b) is a front view which shows 3rd Embodiment, (c), (d) is the sludge or magnetic body of 3rd Embodiment. It is explanatory drawing explaining the condition where the fine particle 6 is swirled and the swirl | vortex flow U generate | occur | produces in a process liquid.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted.

（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第１実施形態の軸状電極の動きを説明する説明図であり、（ｃ）は、第１実施形態の電磁石の作動を説明する説明図である。
第１実施形態は、放電加工における所望形状創成を行うものであり、特に、断面が複雑な形状の小径孔の加工や、３次元形状の孔を安価に明けることが可能とするものである。なお、放電加工とは、加工液（純水）中の電極と加工物の間にアーク放電を発生させる事で加工物を溶融し、またその熱により加工液が気化爆発することで溶融物を除去する加工法である。以下、断面が正８角形の形状の孔を明ける場合を、一例として例示して説明するが、これに限定されるものではない。図２は、第１実施形態による所望形状創成の一例である。 (First embodiment)
FIG. 1A is a plan view showing the first embodiment, FIG. 1B is an explanatory view for explaining the movement of the axial electrode of the first embodiment, and FIG. 1C is the first embodiment. It is explanatory drawing explaining the action | operation of this electromagnet.
The first embodiment creates a desired shape in electric discharge machining. In particular, the first embodiment enables machining of small-diameter holes having a complicated cross-section and three-dimensionally shaped holes at low cost. Electrical discharge machining means that the workpiece is melted by generating an arc discharge between the electrode in the machining fluid (pure water) and the workpiece, and the machining fluid vaporizes and explodes due to the heat. It is a processing method to be removed. Hereinafter, the case where a hole having a regular octagonal cross section is formed will be described as an example, but the present invention is not limited thereto. FIG. 2 is an example of creating a desired shape according to the first embodiment.

軸状電極１は、一例として本実施形態では先端部をもつ円筒体である。軸状電極１は磁性体の材料を用いる。軸状電極としてはワイヤー放電加工に用いられるワイヤーも含まれる。
電極ガイド２は、目的の孔形状と同じ断面形状の孔が明いたもので、内壁５に対して背後（外側方向）に電磁石３が配置されている。電極ガイドは電磁石と別体に設けられるだけでなく、電極ガイド２は、電磁石３の端面に形成しても良い。この場合は、電極ガイド２は、電磁石３の端面の集合体が相当する。図１（ａ）に示すように、放射状に電磁石３が設置され、平坦な電磁石３の端面が八方から寄せ合わさって、正八角形の孔を形成している。この場合、電極ガイド２は、電磁石３の端面（内壁面５）が８面合わさった端面が相当する。もちろん、八角形の孔を有する、電磁石とは別体の非磁性体電極ガイド２を設けても良い。 As an example, the axial electrode 1 is a cylindrical body having a tip in this embodiment. The shaft-like electrode 1 uses a magnetic material. As the axial electrode, a wire used for wire electric discharge machining is also included.
The electrode guide 2 has a hole having the same cross-sectional shape as the target hole shape, and the electromagnet 3 is disposed behind (outside) the inner wall 5. The electrode guide 2 is not only provided separately from the electromagnet, but the electrode guide 2 may be formed on the end face of the electromagnet 3. In this case, the electrode guide 2 corresponds to an aggregate of end faces of the electromagnet 3. As shown to Fig.1 (a), the electromagnet 3 is installed radially and the end surface of the flat electromagnet 3 is brought together from eight directions, and the regular octagonal hole is formed. In this case, the electrode guide 2 corresponds to an end surface in which eight end surfaces (inner wall surfaces 5) of the electromagnet 3 are combined. Of course, a non-magnetic electrode guide 2 having an octagonal hole and separate from the electromagnet may be provided.

図１（ａ）に示すように、電磁石３は、所定の一軸Ｏ1に対して円周方向に、所定間隔で複数配置されている。図１（ｃ）に示すように、その一つの電磁石３を作動させることにより、軸状電極１を、作動した電磁石３に吸着させる。その次にとなりの電磁石３を作動させることにより、軸状電極１はとなりの電磁石３に吸着する。図１（ｂ）に示すように、これを順次繰り返すことにより、軸状電極１は電極ガイド内壁５（電磁石の内壁面）に吸着しながら、内壁に添って移動する。軸状電極１は、図１（ｃ）のＭ部に示すように、被加工物４に電極ガイド内壁５（電磁石の内壁面）に倣った形状の孔が放電加工される。孔は貫通孔、又は、有底穴であっても良い。所定の一軸Ｏ1は、所定間隔で複数配置された電磁石３の設置平面に垂直な軸であれば任意の軸であってよい。所望形状に中心軸が存在する場合には、その中心軸にすればよいが、任意の軸であっても良い。通常は、軸状電極１が電磁石に励磁されていない初期状態のときの軸状電極１の軸とする。 As shown in FIG. 1A, a plurality of electromagnets 3 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to a predetermined axis O 1 . As shown in FIG. 1 (c), the one electromagnet 3 is operated to attract the shaft-like electrode 1 to the operated electromagnet 3. Next, when the adjacent electromagnet 3 is operated, the shaft electrode 1 is attracted to the adjacent electromagnet 3. As shown in FIG. 1B, by repeating this in sequence, the shaft-like electrode 1 moves along the inner wall while adsorbing to the electrode guide inner wall 5 (the inner wall surface of the electromagnet). In the axial electrode 1, a hole having a shape following the electrode guide inner wall 5 (inner wall surface of the electromagnet) is formed in the workpiece 4 by electric discharge machining, as indicated by M part in FIG. The hole may be a through hole or a bottomed hole. The predetermined one axis O 1 may be an arbitrary axis as long as it is an axis perpendicular to the installation plane of the electromagnets 3 arranged at a predetermined interval. When the center axis exists in the desired shape, the center axis may be used, but any axis may be used. Usually, it is set as the axis | shaft of the axial electrode 1 in the initial state when the axial electrode 1 is not excited by the electromagnet.

このように軸状電極１を電極ガイド内壁に沿って走査しながら加工を行うことで、断面が複雑な形状の孔を明けることができる。図２に示したような２次元での形状は、様々考えられる。本実施形態で、電極ガイドの内壁面５の形状を工夫することにより、３次元での曲面を放電加工することも可能である。図３は、円錐状の加工面を形成する場合の一実施形態である。電極ガイド２（電磁石３の内壁面であってもよい）の軸を所定の一軸Ｏ1として、所定の一軸Ｏ1対して円周方向に所定間隔で複数の電磁石を配設し、電極ガイド内壁面５を、軸Ｏ1に対して円錐面とする。この円錐面に倣うようにして軸状電極１を旋回させると、図３に見られるように倒置された円錐面が被加工物に放電加工により形成される。軸状電極１の軸をＸ−Ｙ−Ｚ平面のＺ軸に対して平行に旋回させ、電磁石３で軸状電極１を図３のように、円錐状の内壁面５に吸着させて曲げた上で、この円錐面に倣うようにして軸状電極１を旋回させる。軸状電極１と被加工物４との間で放電加工させると、円錐面形状の孔を加工することができる。 Thus, by processing while scanning the axial electrode 1 along the inner wall of the electrode guide, a hole having a complicated cross section can be formed. There are various two-dimensional shapes as shown in FIG. In the present embodiment, the shape of the inner wall surface 5 of the electrode guide can be devised to discharge-process a three-dimensional curved surface. FIG. 3 shows an embodiment in which a conical processing surface is formed. The axis of the electrode guide 2 (which may be the inner wall surface of the electromagnet 3) is a predetermined axis O 1 , and a plurality of electromagnets are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to the predetermined axis O 1 . The wall surface 5 is a conical surface with respect to the axis O 1 . When the shaft-like electrode 1 is turned so as to follow this conical surface, the inverted conical surface is formed on the workpiece by electric discharge machining as seen in FIG. The axis of the shaft electrode 1 is rotated in parallel with the Z axis of the XYZ plane, and the shaft electrode 1 is attracted to the conical inner wall surface 5 and bent by the electromagnet 3 as shown in FIG. The shaft electrode 1 is turned so as to follow the conical surface. When electric discharge machining is performed between the shaft-like electrode 1 and the workpiece 4, a conical surface-shaped hole can be machined.

この場合、Ｚ軸に平行に軸状電極１をチャックしたが、これに限定されるとことなく、３軸方向に変更可能な工具ホルダで軸状電極１をチャックして、軸状電極１を曲がらないように軸Ｏ1回りに姿勢制御して、電極ガイド内壁面５に倣わせても良い。
本実施形態では、Ｚ軸に平行に軸状電極１をチャックして、電極ガイド内壁面５に吸着させ、図４のＮ部のように曲げた上で、電極ガイド内壁面５に倣うようにしたので、極めて簡単な制御で、ラッパ状の加工面を形成することができ、３次元形状の孔を安価に明けることができるのである。 In this case, the axial electrode 1 is chucked in parallel to the Z axis. However, the present invention is not limited to this, and the axial electrode 1 is chucked with a tool holder that can be changed in three axial directions. The attitude may be controlled around the axis O 1 so as not to bend, and the electrode guide inner wall surface 5 may be copied.
In the present embodiment, the axial electrode 1 is chucked parallel to the Z-axis, adsorbed to the electrode guide inner wall surface 5, bent as indicated by the N portion in FIG. Therefore, a trumpet-shaped processed surface can be formed with extremely simple control, and a three-dimensional hole can be opened at low cost.

図４は、ラッパ状の加工面を形成する場合の一実施形態である。
この場合には、被加工物４の下面近傍に軸状電極１を囲むように補助電磁石３’が複数配置されており、孔が貫通した段階で、補助電磁石３’を作動させることにより、軸状電極１の先端が補助電磁石３’に引き寄せられる。複数の補助電磁石３’を順次作動させることにより、軸状電極１を意図的に振れまわすことで、出口側の孔径を拡大することができる。図４の場合は、図３の場合と異なり、電極ガイド内壁面５は円筒面であり、補助電極３’は、軸状電極１の先端が補助電磁石３’に引き寄せられるに設置されている。 FIG. 4 shows an embodiment in the case of forming a trumpet-shaped processed surface.
In this case, a plurality of auxiliary electromagnets 3 ′ are arranged in the vicinity of the lower surface of the workpiece 4 so as to surround the shaft-like electrode 1, and the auxiliary electromagnet 3 ′ is actuated when the hole penetrates, thereby The tip of the electrode 1 is attracted to the auxiliary electromagnet 3 ′. By sequentially operating the plurality of auxiliary electromagnets 3 ′, the hole diameter on the outlet side can be increased by intentionally swinging the axial electrode 1. In the case of FIG. 4, unlike the case of FIG. 3, the electrode guide inner wall surface 5 is a cylindrical surface, and the auxiliary electrode 3 ′ is installed so that the tip of the axial electrode 1 is attracted to the auxiliary electromagnet 3 ′.

以上の説明においては、軸状電極１を、複数の前記電磁石３が順次吸引するように励磁して、電極ガイド２の内壁面５に沿って軸状電極１が旋回するようにした。軸状電極１が旋回するように電磁石３を励磁する方法はこれに限るものではない。   In the above description, the shaft electrode 1 is excited so that the plurality of electromagnets 3 are sequentially attracted so that the shaft electrode 1 rotates along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2. The method of exciting the electromagnet 3 so that the shaft electrode 1 turns is not limited to this.

図５（ａ）、（ｂ）は、軸状電極１が旋回するように電磁石３を励磁する、他の実施形態を示す説明図である。図５（ａ）の場合、電磁石３は４本であるので、図５（ｂ）に示すように、９０度の位相差のあるサイン波からなる作動電圧を順次与え、電極ガイド２の内壁面５に沿って軸状電極１を旋回させる。このように、軸状電極１を、複数の電磁石３に、それぞれ、所定の位相差θを有するサイン波からなる作動電圧を順次与え、電極ガイド２の内壁面５に沿って軸状電極１を旋回させるようにすることができる。図１（ａ）の配置の場合に適用すれば、位相差を４５度にして、順次電磁石Ａ〜Ｈにサイン波からなる作動電圧を与えればよい。位相差は通常は各電磁石間で等位相差とするが、加工形状によっては必ずしも等位相差とする必要は無い。   FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing another embodiment in which the electromagnet 3 is excited so that the shaft-like electrode 1 turns. In the case of FIG. 5 (a), since there are four electromagnets 3, as shown in FIG. 5 (b), an operating voltage consisting of a sine wave having a phase difference of 90 degrees is sequentially applied to the inner wall surface of the electrode guide 2. The axial electrode 1 is swung along 5. In this manner, the shaft-like electrode 1 is sequentially given to the plurality of electromagnets 3 by an operating voltage composed of a sine wave having a predetermined phase difference θ, and the shaft-like electrode 1 is moved along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2. It can be made to turn. If applied in the case of the arrangement shown in FIG. 1 (a), it is only necessary to set the phase difference to 45 degrees and sequentially apply an operating voltage composed of a sine wave to the electromagnets A to H. The phase difference is usually equal phase difference between the electromagnets, but it is not necessarily required to be equal phase difference depending on the machining shape.

本実施形態の特徴は、以下のとおりである。
（１）小径でも加工が容易
本実施形態は、加工孔の形状が電極側面形状に左右されないため、孔加工で一般に使用される円柱状の電極を用いることが可能である。そのため、小径の加工孔も加工可能である。
（２）エッジを有する形状も加工可能
図２に示すエッジ（角部）を有する形状を加工したい場合、ガイド内壁にエッジ形状を有する孔をもたせ、それに沿わせて電極を走査するため、確実にエッジ形状を加工できる。 The features of this embodiment are as follows.
(1) Processing is easy even with a small diameter In this embodiment, since the shape of the processed hole is not affected by the shape of the electrode side surface, it is possible to use a columnar electrode generally used in hole processing. Therefore, a small-diameter machining hole can also be machined.
(2) Shapes with edges can also be machined If you want to machine the shape with edges (corners) shown in Fig. 2, make sure that the inner wall of the guide has holes with edge shapes and scan the electrodes along it. Edge shape can be processed.

（３）３次元形状の加工も可能
３次元形状の孔を作るには、ガイド内壁を傾かせ、その内壁に電極を沿わせて，電極を傾かせることで形成可能である。また、下方側に配置した電磁石により、電極をしならせてラッパ形状のテーパを作ることで，同形状のテーパを形成することができる。 (3) Processing of a three-dimensional shape is also possible. A three-dimensional shape hole can be formed by tilting the inner wall of the guide, tilting the electrode along the inner wall, and tilting the electrode. Moreover, the same shape taper can be formed by making the trumpet-shaped taper by making the electrode with an electromagnet arranged on the lower side.

（第２実施形態）
次に、形状が円形の場合であって、微細孔加工に用いた第２実施形態について説明する。図６（ａ）は、第２実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第２実施形態を示す正面断面図であり、（ｃ）は、第２実施形態の軸状電極の動きを説明する説明図であり、（ｄ）は、４個の電磁石３に、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与えた場合の説明図である。 (Second Embodiment)
Next, a description will be given of a second embodiment in which the shape is circular and used for fine hole processing. FIG. 6A is a plan view showing the second embodiment, FIG. 6B is a front sectional view showing the second embodiment, and FIG. 6C is a movement of the axial electrode of the second embodiment. (D) is an explanatory diagram in the case where an operating voltage composed of a sine wave having a predetermined phase difference is sequentially given to the four electromagnets 3.

燃料噴射弁、バルブ弁などでは、孔径が４０μｍ〜３００μｍ程度の微細孔加工を対象として放電加工を行うことがある。これまでの微細孔加工では、通常、目的の孔径に応じた円柱状の電極（電極径は孔径の１０〜２０μｍ小さい）を用いて加工を行うが、孔径が小さいと電極も細くなり曲がりやすくなる。このため、曲がらないようにするために電極をガイドする機構が必須となる。   In fuel injection valves, valve valves, and the like, electric discharge machining may be performed for fine hole machining with a hole diameter of about 40 μm to 300 μm. In conventional micro hole processing, processing is usually performed using a cylindrical electrode corresponding to the target hole diameter (the electrode diameter is 10 to 20 μm smaller than the hole diameter). However, if the hole diameter is small, the electrode also becomes thin and tends to bend. . For this reason, a mechanism for guiding the electrode is indispensable so as not to bend.

電極をガイドする方法として、通常シャープペンの芯とガイドように、電極径＋数μｍ大きい孔が明いたガイドを用い、その中に電極を通して、ガイドする。しかし、この方法では電極とガイド間にクリアランスがあるため、クリアランス内で電極が不均一に振れ回る可能性があり、その分加工孔径がばらついてしまうという問題が生じていた。本実施形態においては、このような問題にも対処することができ、ガイドの孔の内壁面５に電極を引き寄せ、内壁面５に電極を沿わせることで、加工精度を向上させるようにしたものである。本実施形態は、電極ガイドに形状を倣わせることを、クリアランス内で電極が不均一に振れ回らないように規制する目的で適用した場合の実施形態である。   As a method of guiding the electrode, a guide having a hole having a diameter larger than the diameter of the electrode + several μm is used, and the guide is guided through the electrode. However, in this method, since there is a clearance between the electrode and the guide, there is a possibility that the electrode swings unevenly within the clearance, and there is a problem that the processing hole diameter varies accordingly. In the present embodiment, such a problem can be dealt with, and the electrode is drawn to the inner wall surface 5 of the guide hole, and the electrode is placed along the inner wall surface 5 to improve the processing accuracy. It is. This embodiment is an embodiment in the case of applying the shape to the electrode guide for the purpose of restricting the electrodes from swinging unevenly within the clearance.

本実施形態は、軸状電極１を電極ガイド２に沿わせるようにするために、軸状電極１に磁性体の材料を用い、磁力により電極位置をコントロールするものである。
図６（ａ）のように、電極ガイド２の外側に電磁石３を配置したものを使用する。電極ガイド２の外側に電磁石３が所定の一軸Ｏ1に対して放射方向に複数配置されている。図６（ｃ）を参照して、作動を説明すると、その一つの電磁石３を作動させると、軸状電極１は作動した電磁石に吸着する。次にとなりの電磁石３を作動させることにより、電極はとなりの電磁石３に吸着する。これをＡ〜Ｈの電磁石３に順次繰り返すことにより、軸状電極１は電極ガイド２の内壁面５に吸着しながら、内壁面５に添って回転運動をすることができる。
これにより、軸状電極１の振れ回りは、電極ガイド２の内壁面５の径以内に限定されて一定となり、加工孔径のばらつきを防止することができる。 In the present embodiment, a magnetic material is used for the shaft-like electrode 1 so that the shaft-like electrode 1 follows the electrode guide 2, and the electrode position is controlled by a magnetic force.
As shown in FIG. 6A, an electrode having an electromagnet 3 arranged outside the electrode guide 2 is used. A plurality of electromagnets 3 are arranged on the outside of the electrode guide 2 in the radial direction with respect to a predetermined axis O 1 . The operation will be described with reference to FIG. 6C. When one of the electromagnets 3 is operated, the shaft electrode 1 is attracted to the operated electromagnet. Next, when the adjacent electromagnet 3 is operated, the electrode is attracted to the adjacent electromagnet 3. By sequentially repeating this for the electromagnets A to H, the shaft-like electrode 1 can rotate along the inner wall surface 5 while being attracted to the inner wall surface 5 of the electrode guide 2.
Thereby, the whirling of the shaft-like electrode 1 is limited to be within the diameter of the inner wall surface 5 of the electrode guide 2 and can be kept constant, and variations in the machining hole diameter can be prevented.

図６（ｄ）は、４個の電磁石３に、９０度の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与えた場合の実施形態である。
この場合にも、電極ガイド２は非磁性体の材料を用い、その周りに電磁石３をそれぞれの一方の極が四方から軸状電極１に向かうように配置する。４つの電磁石３の作動位相を９０度ずつ順番にずらして作動電圧をサイン波で与える。これで軸状電極１を中心として旋回するように磁力を与えられる。このように磁力を付与すれば、軸状電極１は電極ガイド２の内壁面５に沿ってふれ回るため、電極ガイド２の内壁面５の径以内に限定されて一定となり、加工孔径のばらつきを防止することができる。 FIG. 6D shows an embodiment in which an operating voltage composed of a sine wave having a phase difference of 90 degrees is sequentially given to the four electromagnets 3.
Also in this case, the electrode guide 2 is made of a non-magnetic material, and the electromagnet 3 is disposed around the electrode guide 2 so that one of the poles faces the axial electrode 1 from four directions. The operating phases of the four electromagnets 3 are shifted by 90 degrees in order, and the operating voltage is given as a sine wave. Thus, a magnetic force is applied so as to turn around the axial electrode 1. If the magnetic force is applied in this way, the shaft-like electrode 1 is swung along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2, so that the axial electrode 1 is limited within the diameter of the inner wall surface 5 of the electrode guide 2 and becomes constant, and variation in the machining hole diameter is caused. Can be prevented.

第２実施形態では、電極ガイド２は電磁石３と別体に設けられていたが、電極ガイドを別体とすることなく、電極ガイドを、電磁石３の突き合わされた端面に形成しても良い。   In the second embodiment, the electrode guide 2 is provided separately from the electromagnet 3, but the electrode guide may be formed on the end face where the electromagnet 3 is abutted without using the electrode guide as a separate body.

以上説明した、第１、２実施形態を方法の発明として実施することもできる。
すなわち、磁性体材料からなる軸状電極１を、電極ガイド２の内壁面５に沿って、所定の一軸Ｏ1周りに旋回運動させるように、前記一軸Ｏ1に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石３を順次個別に励磁するステップと、パルス電源ユニットにより、前記軸状電極１と被加工物４との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、被加工物４に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップとを具備する放電加工方法も本願発明の実施形態である。さらに、本願発明の実施形態としては、電極ガイド２の内壁面５に沿ってなる構成がなくても、円形などは比較的高速の定速で旋回を行ったり、形状の一部分だけ軸状電極１の移動速度を変更するなどすればある程度の所望形状加工が可能となるものである。 The first and second embodiments described above can be implemented as a method invention.
That is, the axial electrode 1 made of a magnetic material is swung around the predetermined axis O 1 along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2 at a predetermined interval in the circumferential direction with respect to the axis O 1 . The step of exciting each of the electromagnets 3 disposed in sequence one after another and applying a intermittent voltage pulse between the shaft electrode 1 and the workpiece 4 by a pulse power supply unit to repeatedly discharge. An electric discharge machining method comprising the step of generating and the step of machining a predetermined-shaped hole or a predetermined-shaped cavity in the workpiece 4 is also an embodiment of the present invention. Furthermore, as an embodiment of the present invention, even if there is no configuration along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2, a circular shape or the like turns at a relatively high constant speed, or only a part of the shape of the axial electrode 1. If the moving speed is changed, a desired shape processing can be performed to some extent.

（第３実施形態）
放電加工とは，加工液（純水）中の電極と加工物の間にアーク放電を発生させる事で加工物を溶融し、またその熱により加工液が気化爆発することで溶融物を除去する加工法である。その溶融物は加工部付近に微小なスラッジとして存在する。加工が進行するにつれてスラッジが発生するため、電極と加工物の間に多量に堆積する。そのためスラッジが電極と加工物の間に鎖状につながって通電してしまい、放電が発生せず、加工が進まなくなることがある。また、スラッジが偏在することにより、放電がスラッジの密度の高い部分に集中してしまい、同一箇所に放電が折り重なって発生するため、加工後の面粗さが悪化してしまうという問題点が発生する。このような問題点に対応すべく、従来は次のような解決策を講じてきた。 (Third embodiment)
Electric discharge machining melts a workpiece by generating an arc discharge between the electrode in the machining fluid (pure water) and the workpiece, and removes the melt by vaporizing and exploding the machining fluid by the heat. It is a processing method. The melt exists as fine sludge near the processed part. Since sludge is generated as processing proceeds, a large amount is deposited between the electrode and the workpiece. For this reason, sludge is connected in a chain between the electrode and the workpiece, and electricity is applied, so that no discharge is generated and machining may not proceed. In addition, due to the uneven distribution of sludge, the discharge concentrates on the high density portion of the sludge, and the discharge is folded and generated at the same location, resulting in a problem that the surface roughness after processing deteriorates. To do. Conventionally, the following solutions have been taken in order to deal with such problems.

（１）加工点に流れを与える。
加工点外部から、加工液をかけ流すことにより、加工液に流れを与えて、加工液とともにスラッジを加工点から排出する方法である。これは、特に微細孔加工では、加工孔底面まで流れを付与しにくいため、排出性は良くない。また電極を回転する事で流れを与える方法も一般的であるが、通常２０００ｒｐｍ程度の回転しかできず排出力は弱い。
（２）電極引き上げ動作を付加する。
加工中に、定期的に電極を加工開始点付近まで引き上げ、その時のポンピング作用により、加工点の加工液に負圧を発生させることで加工液に流れを発生させて、スラッジを排出する方法である。引き上げ動作中は加工がなされないため、その分加工時間は増大してしまう。 (1) A flow is given to a processing point.
In this method, the machining fluid is poured from the outside of the machining point to flow the machining fluid, and the sludge is discharged from the machining point together with the machining fluid. In particular, in micro-hole processing, since it is difficult to impart a flow to the bottom surface of the processing hole, the discharge performance is not good. Although a method of giving a flow by rotating an electrode is also common, it can usually only rotate at about 2000 rpm and discharge power is weak.
(2) An electrode pulling operation is added.
During machining, the electrode is periodically pulled up to the vicinity of the machining start point, and the pumping action at that time generates a negative pressure in the machining fluid at the machining point, thereby generating a flow in the machining fluid and discharging sludge. is there. Since the machining is not performed during the pulling operation, the machining time increases accordingly.

本実施形態では、放電加工における所望形状創成を行うと同時に、さらに、上記問題点に見られるようなスラッジによる排出性能や加工効率低下を改善することを目的としたものである。   In the present embodiment, the purpose is to create a desired shape in electric discharge machining, and at the same time, to improve the discharge performance and machining efficiency reduction due to sludge as seen in the above problems.

すなわち、磁性体材料からなる軸状電極１を、電極ガイド２の内壁面５に沿って、所定の一軸Ｏ1周りに旋回運動させるように、前記一軸Ｏ1に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石３を順次個別に励磁するステップと、パルス電源ユニットにより、前記軸状電極１と被加工物４との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、被加工物４に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップとを具備する放電加工方法において、加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子６を旋回させて、加工液に旋回流Ｕを発生させるステップをさらに具備させたものである。 That is, the axial electrode 1 made of a magnetic material is swung around the predetermined axis O 1 along the inner wall surface 5 of the electrode guide 2 at a predetermined interval in the circumferential direction with respect to the axis O 1 . The step of exciting each of the electromagnets 3 disposed in sequence one after another and applying a intermittent voltage pulse between the shaft electrode 1 and the workpiece 4 by a pulse power supply unit to repeatedly discharge. In the electric discharge machining method comprising the step of generating and the step of machining a hole having a predetermined shape or a cavity having a predetermined shape in the workpiece 4, the sludge produced or the mixed magnetic fine particles 6 are swirled. And a step of generating a swirl flow U in the working fluid.

図７（ａ）は、第３実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、第３実施形態を示す正面図であり、（ｃ）、（ｄ）は、第３実施形態のスラッジ又は磁性体微粒子６を旋回させて、加工液に旋回流Ｕが発生する状況を説明する説明図である。   Fig.7 (a) is a top view which shows 3rd Embodiment, (b) is a front view which shows 3rd Embodiment, (c), (d) is sludge of 3rd Embodiment or It is explanatory drawing explaining the condition where the magnetic body particle | grains 6 are swirled and the swirl | vortex flow U generate | occur | produces in a processing liquid.

図７（ａ）〜（ｄ）を参照して、本実施形態を説明する。
軸状電極１は、第１実施形態と同様に、本実施形態で先端部をもつ円筒体である。軸状電極としてはワイヤー放電加工に用いられるワイヤーも含まれる。軸状電極１は、磁性体の材料を用いる。なお、軸状電極１が非磁性体であっても被加工物４が磁性体ならば、加工液に旋回流Ｕを発生させることができ、スラッジの排出が可能である。軸状電極１が非磁性体の場合は、磁性体材料からなる軸状電極１は、所定の一軸Ｏ1周りに旋回運動せず、加工液にのみ旋回流Ｕを引き起こすことになる。 The present embodiment will be described with reference to FIGS.
As in the first embodiment, the shaft electrode 1 is a cylindrical body having a tip in this embodiment. As the axial electrode, a wire used for wire electric discharge machining is also included. The shaft-like electrode 1 uses a magnetic material. Even if the shaft-like electrode 1 is a non-magnetic material, if the workpiece 4 is a magnetic material, a swirl flow U can be generated in the machining fluid, and sludge can be discharged. When the shaft-like electrode 1 is a non-magnetic material, the shaft-like electrode 1 made of a magnetic material does not swivel around a predetermined axis O 1 and causes a swirling flow U only in the machining liquid.

図７（ａ）に示すように、放射状に電磁石３が設置され、平坦な電磁石３の端面が四方から寄せ合わさっている。電磁石３は、所定の一軸Ｏ1に対して円周方向に、所定間隔で複数配置されている。図７（ｃ）に示すように、その一つの電磁石３を作動させることにより、軸状電極１が電磁石３に吸着するとともに、加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子６も上方に吸着する。その次にとなりの電磁石３を作動させることにより、スラッジ等はとなりの電磁石３に吸着する。これを順次繰り返すことにより、図７（ｄ）に示すように、加工液に旋回流Ｕが発生する。 As shown to Fig.7 (a), the electromagnet 3 is installed radially and the end surface of the flat electromagnet 3 is gathering together from four directions. A plurality of electromagnets 3 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to a predetermined one axis O 1 . As shown in FIG. 7C, when one of the electromagnets 3 is operated, the shaft-like electrode 1 is attracted to the electromagnet 3, and the sludge produced or the mixed magnetic fine particles 6 are also moved upward. Adsorb. Next, when the adjacent electromagnet 3 is operated, sludge and the like are attracted to the adjacent electromagnet 3. By repeating this sequentially, a swirl flow U is generated in the working fluid as shown in FIG.

本実施形態は、加工点周辺の加工液に流れを与え、スラッジを攪拌・排出させることにより、スラッジによる加工効率低下を抑制し、加工の高速化を図る方法である。流れを与える方法としては磁力を用いる。磁力付与構造としては、磁力は電磁石３によって付与する。電磁石３は、被加工物４の上面近傍に、それぞれの一方の極が四方から軸状電極１に向かって配置されている。被加工物４の下面近傍に軸状電極１を囲むように電磁石が配置してもよく、被加工物４の上面近傍と下面近傍の両方に軸状電極１を囲むように電磁石が配置してもよい。   In this embodiment, a flow is given to the machining fluid around the machining point, and the sludge is stirred and discharged, thereby suppressing a reduction in machining efficiency due to the sludge and increasing the machining speed. Magnetic force is used as a method for giving a flow. As the magnetic force application structure, the magnetic force is applied by the electromagnet 3. In the electromagnet 3, each one pole is disposed from the four sides toward the shaft electrode 1 in the vicinity of the upper surface of the workpiece 4. An electromagnet may be arranged so as to surround the shaft-like electrode 1 in the vicinity of the lower surface of the workpiece 4, and an electromagnet may be arranged so as to surround the shaft-like electrode 1 in both the vicinity of the upper surface and the vicinity of the lower surface of the workpiece 4. Also good.

磁力付与の方法としては大きく３つ存在する。第１の方法は、加工物上面近傍あるいは下面の４つの電磁石の作動位相を９０度ずつ順番にずらして作動電圧をサイン波で与える。これで電極を中心として旋回するように磁力を与えられる。第２の方法は、第１の方法と同様に電磁石を作動させるが、周期的に磁力付与を停止する。第３の方法は、第１の方法と同様に電磁石を作動するが、周期的に磁力を逆方向に付与する。第２、第３の方法を用いると乱流が発生するため、スラッジはより拡散し、スラッジの偏在を抑制する事が可能となる。   There are three main methods for applying magnetic force. In the first method, the operating voltages of the four electromagnets near or on the upper surface of the workpiece are shifted by 90 degrees in order, and the operating voltage is given as a sine wave. Thus, a magnetic force is applied so as to turn around the electrode. The second method operates the electromagnet in the same manner as the first method, but periodically stops applying the magnetic force. The third method operates the electromagnet in the same manner as the first method, but periodically applies a magnetic force in the reverse direction. When the second and third methods are used, turbulent flow is generated, so that the sludge is more diffused and the uneven distribution of the sludge can be suppressed.

これらの磁力を利用して加工液に旋回流を作るには、次のように２つの旋回流生成方法が存在する。１つ目は加工物に磁性体を用いる方法である。加工してできたスラッジは磁化するため磁力でスラッジが旋回し、旋回流が生まれる。
もう１つは、加工液に磁性体の微粒子を混入させる方法である。これも同様に磁力で微粒子が旋回する事で旋回流を生む。 In order to create a swirl flow in the working fluid using these magnetic forces, there are two swirl flow generation methods as follows. The first is a method using a magnetic material for the workpiece. Since the sludge produced is magnetized, the sludge is swirled by the magnetic force, creating a swirling flow.
The other is a method in which fine particles of a magnetic material are mixed into the machining fluid. This also produces a swirling flow by turning the fine particles by magnetic force.

また、上面側に設置された電磁石の場合、スラッジは旋回しながら上方に向かい、下面側に設置された電磁石では旋回しながら下方に向かう。これは孔が貫通するまでは上面側の電磁石でスラッジを上方に排出し、貫通した後には下方に排出するために用いる。
通常、孔の抜け際ではスラッジが排出できなくて加工が停滞することが分かっているため、この切り替え制御は加工高速化に非常に有効になる。 In the case of the electromagnet installed on the upper surface side, the sludge turns upward while turning, and the electromagnet installed on the lower surface side turns downward while turning. This is used to discharge the sludge upward by the electromagnet on the upper surface side until the hole penetrates and to discharge downward after the penetration.
Normally, it is known that sludge cannot be discharged when a hole is pulled out and the processing is stagnant. Therefore, this switching control is very effective for increasing the processing speed.

本実施形態では、加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子６を旋回させて、加工液に旋回流Ｕを発生さる際に、磁力を用いる事で（その応答速度の高さから）、理論上最大６００００ｒｐｍ程度での旋回流を生むことができる。このため、排出・攪拌力は著しく上昇し、従来技術のように加工時間が増加することなく、加工効率を上げることができる。
本実施形態において、孔径は４０μｍ〜３００μｍ程度の微細孔加工を対象としている。また、本実施形態で発生するスラッジの粒径は１〜３μｍ程度である。仮に、粒径１μｍのスラッジが３回転旋回した後に、回転数６００００ｒｐｍに達して排出されると仮定した場合、スラッジ周辺に必要な磁束密度は０．２６Ｔである。 In the present embodiment, the magnetic sludge produced by machining or the mixed magnetic fine particles 6 are swirled to generate a swirling flow U in the working fluid, by using magnetic force (from the high response speed). In theory, a swirl flow at a maximum of about 60000 rpm can be produced. For this reason, the discharge / stirring force is remarkably increased, and the processing efficiency can be increased without increasing the processing time as in the prior art.
In the present embodiment, the hole diameter is intended for fine hole processing of about 40 μm to 300 μm. Moreover, the particle size of the sludge generated in this embodiment is about 1 to 3 μm. If it is assumed that the sludge having a particle diameter of 1 μm is swirled three times and then discharged at a rotational speed of 60000 rpm, the magnetic flux density required around the sludge is 0.26T.

第３実施形態は、所定の一軸Ｏ1周りに、加工液内の磁性体微粒子６を旋回運動させるように、前記一軸Ｏ1に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石３を順次個別に励磁するステップと、パルス電源ユニットにより、前記軸状電極１と被加工物４との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、被加工物４に穴又はキャビティを加工するステップと、加工してできた磁性体微粒子６又は混入された磁性体微粒子６を旋回させて、加工液に旋回流Ｕを発生させるステップを具備する放電加工方法に変形可能である。この場合には、軸状電極は、磁性体でも、非磁性体であってもよく、電極ガイドは不要である。 The third embodiment, the predetermined uniaxial O 1 around the magnetic fine particles 6 of the working fluid in such that pivoting exercise, the plurality of arranged at predetermined intervals in a circumferential direction with respect to the uniaxial O 1 A step of individually exciting the electromagnets 3; a step of applying a intermittent voltage pulse between the shaft electrode 1 and the workpiece 4 by the pulse power supply unit to repeatedly generate discharge; and a workpiece 4. An electric discharge machining method comprising a step of machining a hole or cavity in 4 and a step of rotating the processed magnetic fine particles 6 or mixed magnetic fine particles 6 to generate a swirl flow U in the machining liquid. It can be deformed. In this case, the shaft-like electrode may be a magnetic material or a non-magnetic material, and an electrode guide is unnecessary.

１ 軸状電極
２ 電極ガイド
３ 電磁石
４ 被加工物
５ 内壁面
６ スラッジ、磁性体微粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft electrode 2 Electrode guide 3 Electromagnet 4 Workpiece 5 Inner wall surface 6 Sludge, magnetic particle

Claims (15)

磁性体材料からなる軸状電極（１）と、
該軸状電極（１）をガイドさせる電極ガイド（２）と、
所定の一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された複数の電磁石（３）と、
前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生するパルス電源ユニットと、を具備する、
被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工する放電加工装置において、
前記軸状電極（１）を、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って倣わせて、前記一軸（Ｏ1）周りの旋回運動させるように、前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁することを特徴とする放電加工装置。 An axial electrode (1) made of a magnetic material;
An electrode guide (2) for guiding the axial electrode (1);
A plurality of electromagnets (3) disposed at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to a predetermined one axis (O 1 );
A pulse power supply unit that repeatedly generates electric discharge by applying intermittent voltage pulses between the axial electrode (1) and the workpiece (4),
In an electric discharge machining apparatus for machining a hole having a predetermined shape or a cavity having a predetermined shape on a workpiece (4),
The plurality of electromagnets (3) are moved so that the axial electrode (1) is swung around the one axis (O 1 ) along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2). An electric discharge machining apparatus characterized by exciting individually one after another. 前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が円筒面であって、孔径が４０μｍ〜３００μｍの微細孔加工を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。   The electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is a cylindrical surface and performs fine hole machining with a hole diameter of 40 µm to 300 µm. 前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が前記電磁石（３）によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。   The electric discharge machining apparatus according to claim 1 or 2, wherein an inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is formed by the electromagnet (3). 前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が前記電磁石（３）とは別体の非磁性体ガイドから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。   3. The electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is formed of a non-magnetic guide separate from the electromagnet (3). 前記電極ガイド（２）の内壁面（５）が３次元曲面で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放電加工装置。   The electric discharge machining apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner wall surface (5) of the electrode guide (2) is formed of a three-dimensional curved surface. 前記電磁石（３）と前記電極ガイド（２）を被加工物（４）の上面に設置し、被加工物（４）の下面にもさらに複数の補助電磁石（３’）を設置し、前記補助電磁石（３’）が前記軸状電極（１）の先端を吸引して被加工物（４）にラッパ状の孔を加工したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放電加工装置。   The electromagnet (3) and the electrode guide (2) are installed on the upper surface of the workpiece (4), and a plurality of auxiliary electromagnets (3 ′) are also installed on the lower surface of the workpiece (4). The electromagnet (3 ') attracts the tip of the shaft-like electrode (1) to process a trumpet-shaped hole in the workpiece (4), according to any one of claims 1 to 5. EDM machine. 前記軸状電極（１）を、複数の前記電磁石（３）が順次吸引するように励磁して、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って前記軸状電極（１）が旋回するようにしたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の放電加工装置。   The shaft electrode (1) is excited along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) by exciting the shaft electrode (1) so that the plurality of electromagnets (3) sequentially attracts the shaft electrode (1). The electric discharge machining apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the electric discharge machining apparatus is configured. 前記軸状電極（１）を、複数の前記電磁石（３）に、それぞれ、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与え、前記電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って前記軸状電極（１）が旋回するようにしたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の放電加工装置。   The axial electrode (1) is sequentially given to the plurality of electromagnets (3) by an operating voltage composed of a sine wave having a predetermined phase difference, along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2). The electric discharge machining apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the shaft electrode (1) is pivoted. 磁性体材料からなる軸状電極（１）を、電極ガイド（２）の内壁面（５）に沿って、所定の一軸（Ｏ1）周りに旋回運動させるように、前記一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁するステップと、
パルス電源ユニットにより、前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、
被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップと、
を具備する放電加工方法。 The axial electrode (1) made of a magnetic material is moved along the inner wall surface (5) of the electrode guide (2) around the predetermined axis (O 1 ) so as to pivot about the axis (O 1 ). And sequentially exciting the plurality of electromagnets (3) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction,
Applying a intermittent voltage pulse between the axial electrode (1) and the workpiece (4) by a pulse power supply unit to repeatedly generate discharge;
Machining a predetermined-shaped hole or a predetermined-shaped cavity in the workpiece (4);
An electric discharge machining method comprising: 加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子（６）を旋回させて、加工液に旋回流（Ｕ）を発生させるステップをさらに具備する請求項９に記載の放電加工方法。   10. The electric discharge machining method according to claim 9, further comprising a step of rotating the sludge formed by processing or the mixed magnetic fine particles (6) to generate a swirling flow (U) in the processing liquid. 磁性体材料からなる軸状電極（１）を、所定の一軸（Ｏ1）周りに旋回運動させるように、前記一軸（Ｏ1）に対して円周方向に所定間隔で配設された前記複数の電磁石（３）を順次個別に励磁するステップと、
パルス電源ユニットにより、前記軸状電極（１）と被加工物（４）との間に間歇的な電圧パルスを印加して繰り返し放電を発生させるステップと、
被加工物（４）に所定形状の穴又は所定形状のキャビティを加工するステップと、
を具備する放電加工方法。 The plurality of axial electrodes (1) made of a magnetic material are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to the one axis (O 1 ) so as to swivel around the one axis (O 1 ). Exciting each of the electromagnets (3) individually,
Applying a intermittent voltage pulse between the axial electrode (1) and the workpiece (4) by a pulse power supply unit to repeatedly generate discharge;
Machining a predetermined-shaped hole or a predetermined-shaped cavity in the workpiece (4);
An electric discharge machining method comprising: 加工してできたスラッジ又は混入された磁性体微粒子（６）を旋回させて、加工液に旋回流（Ｕ）を発生させるステップをさらに具備する請求項１１に記載の放電加工方法。   12. The electric discharge machining method according to claim 11, further comprising a step of rotating the sludge formed by processing or the mixed magnetic fine particles (6) to generate a swirling flow (U) in the processing liquid. 前記複数の電磁石（３）を被加工物（４）の上面側に設置し、被加工物（４）の下面側に複数の補助電磁石（３’）を設置して、孔が貫通するまでは上面側の電磁石（１）で前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）を上方に排出し、貫通した後には下面側の複数の補助電磁石（３’）で下方に排出するステップをさらに具備する請求項１１又は１２に記載の放電加工方法。   Until the plurality of electromagnets (3) are installed on the upper surface side of the workpiece (4) and the plurality of auxiliary electromagnets (3 ') are installed on the lower surface side of the workpiece (4) until the hole penetrates The method further comprises the step of discharging the sludge or the magnetic fine particles (6) upward by the electromagnet (1) on the upper surface side and discharging downward by the plurality of auxiliary electromagnets (3 ') on the lower surface side after passing through. The electric discharge machining method according to 11 or 12. 複数の前記電磁石（３）を順次吸引するように励磁して、前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）が旋回するようにしたことを特徴とする請求項１０、１２、又は、１３のいずれか１項に記載の放電加工装置。   14. The method according to claim 10, wherein the plurality of electromagnets (3) are excited so as to be sequentially attracted so that the sludge or the magnetic fine particles (6) are turned. The electric discharge machining apparatus according to Item. 複数の前記電磁石（３）に、それぞれ、所定の位相差を有するサイン波からなる作動電圧を順次与え、前記スラッジ又は磁性体微粒子（６）が旋回するようにしたことを特徴とする請求項１０、１２、又は、１３のいずれか１項に記載の放電加工装置。   11. A plurality of electromagnets (3) are each sequentially applied with an operating voltage consisting of a sine wave having a predetermined phase difference, so that the sludge or magnetic fine particles (6) rotate. 14. The electric discharge machining apparatus according to any one of 12, 12 or 13.
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