JP3318016B2 - ワイヤ放電加工用電極線の伸線方法 - Google Patents

ワイヤ放電加工用電極線の伸線方法

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JP3318016B2 JP31723992A JP31723992A JP3318016B2 JP 3318016 B2 JP3318016 B2 JP 3318016B2 JP 31723992 A JP31723992 A JP 31723992A JP 31723992 A JP31723992 A JP 31723992A JP 3318016 B2 JP3318016 B2 JP 3318016B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伸線加工時にワイヤ放
電加工用電極線に真直性を付与するワイヤ放電加工用電
極線の伸線方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤ放電加工は、被加工物と走行しつ
つあるワイヤ電極との間に放電を生じさせ、被加工物を
溶融させて所定の形状に加工するものである。前記ワイ
ヤ電極としては、直径が0.1〜0.3mm程度の黄銅
線及び異種金属を組み合わせた複合線等が使用されてい
る。このワイヤ電極は、通常、伸線加工により製造され
ている。
【0003】図2は、従来のワイヤ放電加工用電極線の
伸線方法を示す模式図である。
【0004】ワイヤ10は伸線ダイス1,2,3を挿通
しており、ワイヤ移動方向における各伸線ダイス1,
2,3の下流側に設けられたキャプスタン5,6,7に
夫々2〜3ターン巻き付けられている。なお、ダイス3
は仕上がりダイスである。
【0005】ワイヤ10はキャプスタン5,6,7の回
転力により伸線ダイス1,2,3から引き抜かれ、各ダ
イス1,2,3を通過する際に縮径加工が施される。そ
して、仕上がりダイス3を通過して所定の線径に伸線加
工されたワイヤ10は、キャプスタン7から巻き取り装
置(図示せず)に案内され、この巻き取り装置によりボ
ビンに巻き取られる。
【0006】ところで、ワイヤ電極に要求される特性と
して、強度及び放電安定性の外に真直性がある。ワイヤ
電極の真直性は、ワイヤ放電加工のスタートの際に、加
工機のガイドダイ等への線通しを容易にするために必要
であるだけでなく、所謂自動結線を行なうためにも重要
である。つまり、ワイヤ放電加工においては、一つの加
工から次の加工へ移る際に一度ワイヤ電極を切断し、次
のスタート位置まで被加工物を移動させて、ワイヤの線
通しを再度行なって加工をスタートする。従って、ワイ
ヤの曲がりが大きいと、線通しが自動的にできなくな
り、ワイヤ放電加工作業を連続することができなくなっ
てしまう。
【0007】従来、ワイヤ電極の真直性を向上させるた
めに、加熱しながらワイヤに張力を与える方法、ワイヤ
を加熱しながらワイヤの曲がりと逆方向に曲げ応力を与
える方法(特開平3-245919号,特開平3-245920号)及び
ワイヤの伸線加工時にワイヤの真直性が最も良好となる
ように仕上がりダイスの位置を調整する方法(特開平3-
35809 号)等が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイヤ電極に真直性を付与する方法には以下に示す問題
点がある。即ち、例えば管状炉等の外部加熱手段により
ワイヤを加熱しながら張力又は曲げ応力を加える方法で
は、ワイヤの処理速度が極めて遅くなる。通常、伸線機
によるワイヤの伸線速度は約1000m/分であり、こ
の伸線速度に対応させるためには極めて大規模な加熱設
備が必要となる。
【0009】一方、伸線機の仕上がりダイスの位置を調
整することによりワイヤに真直性を付与する方法におい
ては、ワイヤを加熱する方法に比して経済的なメリット
が大きいものの、長時間運転すると種々の要因により条
件が変化するため、常に一定の真直性を得ることが困難
である。
【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、大規模な加熱装置等が不要であり、処理速
度が速く、良好な真直性を安定して得ることができるワ
イヤ放電加工用電極線の伸線方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤ放電
加工用電極線の伸線方法は、ワイヤを伸線ダイスにより
伸線加工して所定の線径のワイヤ放電加工用電極線を得
るワイヤ放電加工用電極線の伸線方法において、仕上が
りダイス及び少なくともこの仕上がりダイスの一つ手前
の伸線ダイスの後段に夫々第1及び第2のキャプスタン
を前記仕上がりダイス及び前記伸線ダイスの穴の中心線
の延長線上に前記第1及び第2のキャプスタンの周面が
位置するように配置し、前記仕上がりダイス及び少なく
ともこの仕上がりダイスの一つ手前の伸線ダイスの前段
に前記ワイヤが挿通する穴が設けられこの穴により前記
ワイヤをダイスの穴に案内する夫々第1及び第2のガイ
ドを前記第1及び第2のガイドの穴が夫々前記仕上がり
ダイス及び前記伸線ダイスの穴に整合するように配置
し、前記仕上がりダイス及び前記伸線ダイスにより合計
断面減少率が25%以上の伸線加工を施すことを特徴
とする。
【0012】
【作用】本願発明者等は伸線加工によりワイヤ放電加工
用電極線に真直性を付与すべく種々実験研究を行なっ
た。その結果、以下のことが判明した。即ち、従来、ダ
イスで伸線加工されたワイヤに曲がりが発生する主な原
因は、ワイヤがダイスに真直ぐに(即ち、ダイス面に対
して直角に)入らないか、又はワイヤがダイスから真直
ぐに出ないことにある。図2を参照してその理由を説明
する。
【0013】図2に示すような連続伸線機では、キャプ
スタン5,6,7の回転力により伸線ダイス1,2,3
からワイヤ10を引き抜くため、ワイヤ10の走行速度
よりもキャプスタン5,6,7の周速のほうが大きくな
るように設定されている。従って、ワイヤ10とキャプ
スタン5,6,7との間にはスリップが発生する。この
ため、図2に示すように、ワイヤ10は緩やかな弧を描
いてダイスに入ったり、直線状になってダイスの穴に真
直ぐに入ったりするようになり、ダイス1,2,3の手
前側(ワイヤの移動方向の上流側)ではワイヤ10の状
態が変動する。
【0014】仕上がりダイスよりも手前側のキャプスタ
ンではワイヤの走行速度よりもキャプスタンの周速のほ
うがより速くなるように設定されているため、特に仕上
がりダイスに比してその手前側のダイスではダイスに入
るときのワイヤの状態が変動しやすい。
【0015】図3に示すように、ワイヤ10がダイス4
の穴に対して真直ぐに入り、真直ぐに出る場合は、伸線
加工後のワイヤ10の真直性は良好となる。一方、図4
に示すように、ダイス4の穴にワイヤ10が真直ぐに入
らない場合は、伸線加工によってワイヤに残留する応力
がワイヤの周方向に対して不均一になるため、伸線加工
後にワイヤに曲がりが発生する。ワイヤ10がダイス4
から真直ぐに引き出されなければ、ワイヤの曲がりは更
に大きくなる。ボビン等に巻き取ることによってもワイ
ヤ電極に曲がりが発生するが、製造段階で残留する応力
(歪み)による曲がりのほうが影響が大きい。従って、
ワイヤがダイスに対し常に真直ぐに入り、且つ真直ぐに
出るようにすれば、伸線加工により良好な真直性を付与
することができる。
【0016】本願発明者等はこのような観点から、種々
実験を行なった。本発明はこのような実験結果に基づい
てなされたものである。
【0017】即ち、本発明においては、ワイヤ電極線の
最終的な線径を決定する仕上がりダイスと、この仕上が
りダイスの一つ手前の伸線ダイスとにワイヤをダイスの
穴に案内するガイドを設ける。必要に応じて、これらの
2つのダイスの更に手前側のダイスにもガイドを設けて
もよい。このガイドは、例えばワイヤの径と略同一径の
穴が設けられたダイス状のものでもよいし、ワイヤの移
動により回転するコロ状のものであってもよい。このよ
うなガイドを仕上がりダイス及びこの仕上がりダイスの
手前側のダイスに設けることにより、常にワイヤがこれ
らのダイスに真直ぐに入るようになり、ワイヤの真直性
が良好になる。また、ダイスの出側においては、ダイス
の穴の中心線の延長上にキャプスタンの周面が位置する
ようにすれば、必然的にワイヤはダイスから真直ぐに出
ていくことになる。
【0018】但し、前記ガイドが設けられたダイスにお
ける合計の断面減少率が25%未満の場合は、上述の効
果を十分に得ることができない。従って、前記ガイドが
設けられたダイスによる合計の断面減少率は25%以上
であることが必要である。
【0019】本発明方法は、真直性を付与するための加
熱手段を必要とせず、伸線加工によりワイヤに真直性を
付与することができるため、処理速度が速く、生産性が
良好である。また、ガイドにより伸線ダイスに入るとき
のワイヤの状態が常に一定に維持されるため、伸線機を
長時間運転しても真直性のバラツキが少ない。
【0020】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0021】図1は本発明の実施例に係るワイヤ放電加
工用電極線の伸線方法を示す模式図である。
【0022】本実施例においては、伸線ダイス1,2,
3の手前に夫々ガイドダイス11,12,13が設けら
れている。なお、ダイス3は仕上がりダイスである。ガ
イドダイス11,12,13にはその直前におけるワイ
ヤ10の線径と略同一の大きさ(若干大きくてもよく、
若干小さくてもよい)の穴が設けられており、この穴が
伸線ダイス1,2,3の穴に整合するように配置されて
いる。また、キャプスタン5,6,7は夫々ダイス1,
2,3の穴の中心線の延長上にその周面が位置するよう
に配置されている。
【0023】更に、この3つのダイス1,2,3での合
計の断面減少率は25%以上となるように設定されてい
る。
【0024】本実施例においては、伸線ダイス1,2及
び仕上がりダイス3の手前に夫々ガイドダイス11,1
2,13が設けられているため、ガイドダイス11,1
2,13の手前側におけるワイヤ10の状態に拘らず、
ワイヤ10が伸線ダイス1,2,3に常に真直ぐに入
る。また、ダイス1,2,3から出たワイヤ10は、キ
ャプスタン5,6,7に真直ぐに巻き取られる。これに
より、真直性が良好なワイヤ放電加工用電極線を得るこ
とができる。
【0025】本実施例においては、伸線加工によりワイ
ヤに真直性を付与することができるため、真直性を付与
するための加熱手段等が不要であり、処理速度が速く、
ワイヤ放電加工用電極線の製品コストを従来に比して低
減できる。また、ガイドダイスにより伸線ダイスに入る
ときのワイヤの状態が常に一定に維持されるため、ワイ
ヤ電極の真直性のバラツキが少ない。
【0026】次に、本発明方法により実際にワイヤを伸
線加工してその真直性を調べた結果について、比較例と
比較して説明する。
【0027】線径が0.9mmの黄銅線を素材として、
仕上がり径が0.25mmとなるように、連続伸線を行
なった。この場合に、1ダイス当たりの加工度(断面減
少率)を15%とした。即ち、仕上げダイス(穴径が
0.25mm)の一つ手前の伸線ダイスの穴径は0.2
7mmであり、その手前の伸線ダイスの穴径は0.29
5mmとした。以下同様に、伸線ダイスの穴径は仕上が
りダイス側から順に0.32mm、0.35mm、…と
設定されている。そして、下記表1に示すように、仕上
がりダイスを含む最終の4個のダイスにガイドダイスを
設けた場合を実施例1とし、最終の3個のダイスにガイ
ドダイスを設けた場合を実施例2とし、最終の2個のダ
イスにガイドダイスを設けた場合を実施例3として、伸
線加工を行なった。また、仕上がりダイスのみにガイド
ダイスを設けた場合を比較例1とし、ガイドダイスを設
けない場合を比較例2として、伸線加工を行なった。
【0028】
【表1】
【0029】これらの実施例及び比較例により伸線加工
した後のワイヤから200mmの長さのサンプルを切り
出して、そのサンプルの弧の高さを測定し、真直性を評
価した。その結果を、最初のガイド付きダイスに入ると
きのワイヤの線径及びガイド付きダイス全体での加工度
と共に表1に併せて示した。弧の高さが低いほど真直性
が良好といえる。なお、自動結線が良好にできるレベル
は、200mmの長さに対して弧の高さが20mm以下
とされている。
【0030】この表1から明らかなように、仕上がりダ
イス及びその一つ手前の伸線ダイスのみにガイドダイス
を設けた実施例3でも十分な真直性が得られており、ガ
イド付きダイスの数を増しても真直性は殆ど変わらない
ことがわかる。一方、仕上げダイスのみにガイドダイス
を設けた比較例1は、ガイドダイスを全く設けていない
比較例2に比べれば真直性は良好であるが、満足できる
ものではない。
【0031】なお、上述の実施例においてはガイドがワ
イヤ径と略等しい径の穴が設けられたダイス状のものの
場合について説明したがガイドとしては、ワイヤを伸線
ダイスに案内するものであれば、例えばワイヤに接触し
て回転するコロ状のものであってもよい。また、上述の
実施例ではワイヤが黄銅線の場合について説明したが、
ワイヤとしては亜鉛等をめっきした所謂コーティッドワ
イヤ及び銅被覆鋼線等の複合ワイヤ等であってもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、仕
上がりダイスと少なくともこの仕上がりダイスの一つ手
前の伸線ダイスとにワイヤをダイスに案内するガイドを
設け、これらのガイド付きダイスによりワイヤを25%
以上の断面減少率で伸線加工するから、伸線加工時にワ
イヤに良好な真直性を付与することができる。従って、
本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の伸線方法は、真
直性付与のために加熱設備等を必要としないと共に、処
理速度が速く、製品の安定性が良好であり、製品コスト
を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るワイヤ放電加工用電極線
の伸線方法を示す模式図である。
【図2】従来のワイヤ放電加工用電極線の伸線方法を示
す模式図である。
【図3】ワイヤに曲がりが発生しない場合のダイスとワ
イヤとの状態を示す模式的断面図である。
【図4】ワイヤに曲がりが発生する場合のダイスとワイ
ヤとの状態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
1,2,3;伸線ダイス 5,6,7;キャプスタン 10;ワイヤ 11,12,13;ガイドダイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−77924(JP,A) 特開 昭62−84924(JP,A) 特開 平3−35809(JP,A) 実開 昭57−3408(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 1/00 - 9/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤを伸線ダイスにより伸線加工して
    所定の線径のワイヤ放電加工用電極線を得るワイヤ放電
    加工用電極線の伸線方法において、仕上がりダイス及び
    少なくともこの仕上がりダイスの一つ手前の伸線ダイス
    の後段に夫々第1及び第2のキャプスタンを前記仕上が
    りダイス及び前記伸線ダイスの穴の中心線の延長線上に
    前記第1及び第2のキャプスタンの周面が位置するよう
    に配置し、前記仕上がりダイス及び少なくともこの仕上
    がりダイスの一つ手前の伸線ダイスの前段に前記ワイヤ
    が挿通する穴が設けられこの穴により前記ワイヤをダイ
    スの穴に案内する夫々第1及び第2のガイドを前記第1
    及び第2のガイドの穴が夫々前記仕上がりダイス及び前
    記伸線ダイスの穴に整合するように配置し、前記仕上が
    りダイス及び前記伸線ダイスにより合計の断面減少率が
    25%以上の伸線加工を施すことを特徴とするワイヤ放
    電加工用電極線の伸線方法。
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