JP3126322B2 - ワイヤ電極装置 - Google Patents

ワイヤ電極装置

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JP3126322B2 JP09113898A JP11389897A JP3126322B2 JP 3126322 B2 JP3126322 B2 JP 3126322B2 JP 09113898 A JP09113898 A JP 09113898A JP 11389897 A JP11389897 A JP 11389897A JP 3126322 B2 JP3126322 B2 JP 3126322B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気侵食切断用のワ
イヤ電極装置及び前記装置の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電気侵食切断方法は電極と処理すべき導
電性ワークピースの間の電位差の効果を利用する。この
電位差は火花放電を生じて、この放電が処理すべきワー
クピースから材料を除去せしめる。かかる方法は当業者
には既知である。
【0003】放電加工による慣例の切断法では、電極は
(その断面)全体にわたって導電性である唯1本のワイ
ヤからなる。切断速度は単位時間当たりの放電回数及び
各放電エネルギー(即ち最大電流密度)によって制限さ
れる。というのは、ワイヤの局部的過熱はワイヤの破損
をもたらす。
【0004】色々な特許、例えば米国特許第5,19
6,665号又は米国特許第4,740,666号に
は、合金からなるワイヤの導電性コアが異なった材料の
1つ又は複数の層で被覆される方法が記載されている。
これらの材料は好適には、低い融点及び蒸発温度と、優
れた導電率をもつ金属、例えば亜鉛からなる。その結
果、高い引張り強度をもつワイヤコアを得ることがで
き、このコアは、ヒートシールドとして作用する被覆に
よって、起こり得るワイヤ破損から追加的に防止され
る。かかるワイヤ電極は高い電流密度で作業することが
でき、従って機械加工速度を増すことができる。F.Dauw
(ISEM-X) によれば、これらの手段は切断速度を2倍(1
986 及び1990の間) にすることができる。しかし、切断
速度の追加の増大は上記方法の1つを専ら利用すること
によって達成することは殆どできない。
【0005】電気侵食キャビティシンキング(cavity si
nking)の分野から既知である機械加工速度を増す他の方
法は数個の電極を同時に使用する。その結果、放電が単
位時間当たりに異なった位置で起こることができる。電
気侵食切断のための数個の電極の利用はヨーロッパ特許
(EP)第0,433,747号に記載されている。しか
し、この刊行物の対象は非導電性材料の切断に係わるも
のである。この場合、陰極と陽極はワイヤ形の装置とし
て配置されて、放電がワイヤ装置の電極間で起こるが、
ワイヤ装置とワークピース間では起こらなようになして
いる。従って、この装置の幾何学的配列は所望形式の機
械加工には適さない、即ち数個の同時的放電は不可能で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
侵食切断用の簡単に設計されるワイヤ電極装置並びに切
断速度を増すことができる前記装置を製造する簡単に適
用可能な方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】ワイヤ電極装置に関して
前記目的は、ワイヤ電極が相互に電気絶縁された導電性
材料からなる複数の電極素子からなり、電極素子はコア
上で相互に絶縁するよう縦方向に離間して配列されてお
り、隣接する電極素子が夫々独立した電源に接続されて
おり、ワークピースの切断領域内で電極素子とワークピ
ース間に同時に2つの放電が起こるよう構成したことに
よって達成される。
【0008】本発明の装置は多くの重要な利点を提供す
る。 数個の電極が1個のワイヤ装置上に配置されるの
で、特に大きい厚さのワークピースを機械加工すると
き、数個の放電が同時に起こることができ、即ち、切断
速度がそれ相応に増大する。
【0009】本発明は唯1個のワイヤ装置が使用される
という追加の利点を提供する。数個の電極はこのワイヤ
装置上に配置される。その結果、複雑な案内装置は排除
することができ、即ち、このワイヤ装置は数個の電流源
とそれに対応する1つの制御装置を含む既知のEDM機
械に実質上使用することができる。しかし、この仕方で
変更した機械もまた、慣例のワイヤを用いて簡単に作業
することができる。
【0010】本発明の追加の利点はワイヤ装置の非平坦
面に見ることができる。螺旋形状並びに個々の素子の中
断部は、粒子が切断間隙から運び出されること、即ち、
汚染されていない誘電体が切断プロセスが実施される領
域に流入することが常にできることという利点を与え
る。これにより、特に、非常に狭い機械加工間隙で加工
するときには、切断速度の増大をもたらす。更に、ワイ
ヤと誘電体間の熱伝導が増大して、ワイヤ破損の危険性
が減少する。
【0011】本発明によれば、同じ切断速度で作業する
とき、放電電流を慣例のワイヤに比べて減少させること
ができるという利点がある。更に、個々のワイヤセグメ
ントのキャパシタンスが減少する。これら両方の利点は
ワークピースの優れた表面品質をもたらす。
【0012】本発明の原理によれば、ワイヤ電極装置は
多くの実施例をもつことができる。第1実施例によれ
ば、導電性被覆層が、ケイ酸塩、例えばガラスからなる
非導電性ワイヤコア上に付着されることが提案される。
この被覆層は規則正しい間隔で中断され、即ち、導電性
の被覆層素子が真珠ネックレスに類似して1列に配置さ
れる。この原理によれば、コアは導電性ワイヤからな
り、前記導電性ワイヤは絶縁層によって全体的に覆わ
れ、次いで、その上に導電性素子が取付けられるもので
ある。個々の素子に対する電力供給は処理すべきワーク
ピースの上方又は下方に配置された滑り接点の助けをか
りて実現される。この場合、接点間の距離は個々の素子
の長さにほぼ一致する。この手法は、2つの互いに絶縁
された素子が、短い移動区間を除外しては、常に電気接
触しておりかつワイヤ巻き戻しの期間中、接点間の加工
区域内に位置していることを保証する。
【0013】上記原理の1例として、互いに平行に配置
されかつ互いに絶縁されかつ捩じられている少なくとも
2本の伸張したワイヤの形をなすワイヤ電極装置を形成
することは実際的である。通常はドラム上に巻き付けら
れているワイヤ電極間の短絡を防止するために、1つを
除いたすべで電極は全体を絶縁エナメル層によって被覆
されなければならない。前記エナメル層はその後、外側
接点の付近で除去される。この場合、銅又はその他の合
金の特に経済的なエナメル被覆ワイヤを利用することが
できる。その後に配置された掻き取りノズルは、所望の
放電領域を形成するために、絶縁エナメル層を或る一定
の周囲領域から目標を定めた仕方で除去することを可能
ならしめる。この場合、個々のワイヤ電極はそれらの絶
縁層において互いに直接接着されるか又は溶接される
か、又は追加の絶縁層によって結合される。個々のワイ
ヤは滑り接点によって夫々の電流及び電圧源に接続され
る。その後、電極はワイヤの巻き戻し期間中に適当な案
内によって捩じられる。この場合、剛性の上部案内と回
動自在に据え付けた下部案内の間を区別する必要があ
る。剛性の案内は滑り接点の領域内でバンドの又は複合
のワイヤの捩じりを防止する。回動自在に据え付けた案
内は、例えばワークピースの大きい厚さを機械加工する
ときに、捩じりを異なった作業高さに適用することを可
能ならしめる。
【0014】前述の例の代案として、ワイヤ電極装置が
バンド形の絶縁体からなるのであれば、特に実際的であ
る。数個のバンド形電極がバンド外面の1つに個別に取
付けられる。巻き戻しプロセスの期間中、バンドは、結
果として出来る螺旋状配置のストリップ形の電極が外方
を向くように捩じられる。
【0015】本発明によれば、数個の電極によってワー
クピースを同時に機械加工することができるワイヤ状電
極装置を製造することができる。その結果、切断速度は
慣例の単一電極ワイヤに比して増大するか,又は表面品
質は慣例の単一電極ワイヤの切断速度と同じ切断速度で
加工するときに改善されることができる。以下、本発明
の実施例を図につき詳述する。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係わる放電加工装
置(EDM)を示す。この装置は導電性材料のワークピ
ース3を含み、この材料に切り目4を機械加工する。少
なくとも切断区域の領域内で、装置全体は当該技術慣例
に従って誘電体内に位置する。ワイヤ電極1は供給ロー
ル5から巻き戻されて、転向ローラ6によってワークピ
ースを通過して案内される。当該技術慣例に従って、ワ
ークピースは通常、アース電位にある。滑り接点2は正
又は負の電位で電源に接続するために使用される。
【0017】図2は本発明によるワイヤ電極の拡大図で
ある。この場合、ワイヤ電極は真珠ネックレスに類似の
紐の形で具現される。この図の左半分に示す配置では、
間隙によって互いに絶縁されている導電性材料8の素子
が例えば石英ガラス又はプラスチックからなる非導電性
のコア7上に取付けられる。この図の右半分に示す配置
では、絶縁層10は導電性コア9、例えば慣例のワイヤ
上に付着される。導電性材料からなりかつ間隙によって
互いに絶縁される素子はこの層上に取付けられる。夫々
の配置の横断面はこの図の下部で右と左に示している。
【0018】図3は数個の電極を用いる原理を示す。ワ
ークピース3は2つの発電機11のアース電位に接続さ
れる。各発電機の負の電位は、滑り接点2によって電極
素子8の1つにに夫々接続される。その結果、ワークピ
ースとワイヤ電極装置の間に2つの放電が同時に切断領
域内で起こる。
【0019】図4は図3に示す装置の作業順序示す。ワ
イヤの下向き移動は上部又は下部の滑り接点を経て接続
される電極素子の異なった大きなセクションを異なった
時点に切断領域内に位置せしめる。いちばん端の場合A
では、この領域内には唯1つの素子が位置している。
【0020】図5は本発明の実施例ではないが、関連技
術として示す別型式のワイヤ電極の例の拡大図である。
この例は少なくとも2つの電極を含み、これらの電極は
夫々絶縁層13を備えた導電性ワイヤコア7からなる。
前記ワイヤは絶縁層で、例えば接着剤12によって結合
される。図の右半分に示す如く2本のワイヤコア7を用
いた場合には、8の字に類似した横断面をもつ二重ワイ
ヤ系が形成される。図の左半分に示す如く3本のワイヤ
コアを用いた場合には、クローバ葉に類似した横断面が
形成される。絶縁層13は所望の放電領域を得るように
掻き取りノズル(図示せず)によって或る一定の周囲領
域14内で除去されている。これらの放電領域は一般に
全装置から或る最大距離を置いた位置にある;2本のワ
イヤを用いた場合にはそれは夫々ワイヤコアの結合箇所
の反対に位置するワイヤの側面に相当する。
【0021】図6は本発明の実施例ではないが、関連技
術として示す別型式のワイヤ電極の例であって、導電性
ストリップ15で被覆された捩じりバンド16の形をな
した図5に対応する例の斜視図である。前記バンドをコ
イルから巻き戻す期間中、異なった発電機から得られる
電位が、電極形状に応じて配置される滑り接点によって
夫々のストリップ電極に伝達される。前記バンドのため
の剛性の上部案内が滑り接点の領域内でバンドの捩じり
を防止する。案内17の回動可能の支持体は捩じりを異
なった作業高さに適合させるために下部バンド案内用に
は好適である。
【0022】本発明は図示の実施例に限定されるもので
なく、本発明の範囲は上述の発明の原理に従った多くの
変更、変化を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 放電加工によって切断する装置の概略図であ
る。
【図2】 本発明装置の真珠ネックレスに類似したひも
の形をなす第1実施例を示す図である。
【図3】 数個の電極を使用する原理を示す図である。
【図4】 図3に示す装置の作業順序を示す図である。
【図5】 本発明の実施例ではないが関連技術として、
結合された数個のワイヤ形をなす例を示す図である。
【図6】 本発明の実施例ではないが関連技術として、
導電性ストリップで被覆された捩じりバンドの形をなす
例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ワイヤ電極 2 滑り接点 3 ワークピース 4 切り目 5 供給ロール 6 転向ロール 7 非導電性コア 8 導電性材料又は電極素子 10 絶縁層 11 発電機 13 絶縁層 14 周囲領域 15 導電性ストリップ 16 捩じりバンド 17 案内
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランスワ バレー スイス国 1242 サティニ ルート デ ュ マンドマン 139 (56)参考文献 実開 平3−62731(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23H 7/08 B23H 7/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤ電極(1)が相互に電気絶縁され
    た導電性材料からなる複数の電極素子(8)からなり、
    電極素子(8)はコア上で相互に絶縁するよう縦方向に
    離間して配列されており、隣接する電極素子(8)が夫
    々独立した電源に接続されており、ワークピース(3)
    の切断領域内で電極素子とワークピース間に同時に2つ
    の放電が起こるよう構成したことを特徴とする電気侵食
    切断用のワイヤ電極装置。
  2. 【請求項2】 前記電極素子(8)が導電性材料からな
    り、非導電性コア(7)上に相互に絶縁するように離間
    して配列されることを特徴とする請求項1に記載の装
    置。
  3. 【請求項3】 前記電極素子(8)が導電性材料からな
    り、絶縁層を被覆された導電性コア(9)上に相互に絶
    縁するように離間して配列されることを特徴とする請求
    項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 異なった電源に接続された2つの滑り接
    点を備え、各接点が隣接した電極素子に接続されること
    を特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 滑り接点間の距離がほぼ前記電極素子の
    長さに一致することを特徴とする請求項4に記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか1項に記載のワ
    イヤ電極を製造する方法において、複数の導電性の電極
    素子(8)を非導電性ワイヤコア(7)上に、相互に離
    間して絶縁されるよう配置することを特徴とする製造方
    法。
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