JP3335711B2 - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤカット放電加工装
置に関し、特に油系加工液を用いるワイヤカット放電加
工装置に関し、被加工物に光沢面仕上げを可能にするワ
イヤカット放電加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤカット放電加工装置は、０．０２
から０．３ｍｍ程度のブラスやタングステン等の材質で
作られたワイヤ電極を一対のワイヤガイド間で更新送り
させながら加工液の介在下で放電加工電源から供給され
る間欠的な電気パルスを被加工物とワイヤ電極に供給
し、前記被加工物とワイヤ電極の微小間隙で放電を発生
させ加工を行うものである。

【０００３】前記加工液としては、イオン交換された水
や形彫り放電加工装置と同様に油系加工液を用いるも
の、また荒加工に水加工液、仕上げに油系加工液を用い
るものなどがある。水加工液は加工面荒さに対する加工
速度が油系加工液のそれと比較して速いことから一般的
に広く用いられている。油系加工液の場合は、焼結合金
など被加工物の電食問題がある場合や高い加工精度が必
要な場合などに多く用いられている。

【０００４】以下、図４を用いて従来のワイヤカット放
電加工装置について説明する。

【０００５】図４中で、４はワイヤ電極、３は被加工物
である。被加工物３は図示していないワークスタンドに
固定されており、加工タンク１が載置されているＸＹク
ロステーブル２上に前記ワークスタンドは固定されてい
る。ＸＹクロステーブル２は既知の数値制御装置１２に
より制御され、ＸＹクロステーブル２に取り付けられた
Ｘ軸とＹ軸モータ８，７及びモータ駆動回路１５によ
り、被加工物３は一対のワイヤ電極案内ガイド５ａ，６
ａにより案内支持されているワイヤ電極４に対し相対的
に移動できるようになっている。また、ワイヤ電極４は
図示されていないワイヤ電極供給装置により上部より供
給され回収装置によって回収されるようになっており、
放電加工中は常に更新送りされている。

【０００６】７０は加工液供給装置で、清浄加工液槽７
０ｂと汚濁槽７０ａの２槽構造となっている。清浄化交
易槽７０ｂから清浄加工液がポンプＰ１により流量調節
バルブ５ｅ及び６ｅを通って上下一対の噴流ワイヤガイ
ドアッセンブリＦＧａ及びＦＧｂに供給されており、上
下噴流のずる５ｃ、６ｃから加工間隙に供給される。ま
た、管路Ｐ１３を通して清浄加工液は加工タンク１にも
供給されており、ドレンバルブＤＶが閉められることに
より、加工液に被加工物３が浸漬された状態で加工が行
えるように構成されている。さらに管路Ｐ１４から加工
液は汚濁槽７０ａに戻される循環管路となっており、回
収された汚濁液はポンプＰ２によりフィルタＦ１１を通
して清浄加工液槽７０ｂに戻される。

【０００７】次に、４１は主電源装置で複数のスイッチ
ング素子、電流制限抵抗、可変電圧電源およびスイッチ
ング素子をｏｎ−ｏｆｆ制御するためのパルス幅制御回
路等を具備しており、放電パルス幅が約５μSEC以下で
高電流波高値の電流パルスを供給する電源である。４２
は副電源装置で特に中仕上げ領域から仕上げ領域に対し
て放電パルス電圧を供給する。前記主電源装置４１及び
副電源装置４２は、加工条件設定手段１９により設定さ
れた放電オン時間、放電加工休止時間、電流波高値、及
び印加電圧等の加工条件の放電加工パルスを発生させる
ために必要な複数の制御信号を加工条件設定手段１９か
ら受け取る。

【０００８】主電源装置４１および副電源装置４２の正
極と負極は、正極側出力線２１および負極測出力線２２
により、それぞれ被加工物３と給電駒５ｂ，６ｂに接続
されており、前記電源装置から供給される電圧がワイヤ
電極４と被加工物３間に印加され、両者の微小間隙に放
電が発生し加工が行われる。

【０００９】正極出力線２１及び負極出力線２２には、
線間インダクタンスが放電加工性能に著しい影響を与え
るため種々対策がとられている。つまり、ワイヤカット
放電加工では形彫り放電加工とは異なり、荒加工では１
μＳＥＣ以下のパルス幅で電流波高値で１０００Ａ以上
というで高い波高値の加工パルスを加工間隙に供給する
ことにより加工エネルギーと放電周波数を高め加工速度
を速めている。仕上げ加工に於いても、電流の立ち上が
りが加工性能に大きく影響を与えるため放電加工パルス
を伝達する電路には可能な限りインダクタンスをなくし
た出力線を用いている。主に行われている構成として
は、電源装置からの出力線を可能な限り往路復路を同軸
線とし、また給電駒及び被加工物への接続部の単線部分
を極力短くできる配線をと取るようになっている。

【００１０】さらに、仕上げ領域に於いては、浮遊キャ
パシタンスが大きいと仕上げ面が十分細かくできない等
の問題もあるため、加工間隙に浮遊キャパシタンス分が
影響を与えないような対策が採られている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の間隔を
置いて配置されたガイド（５ａ），（５ｂ）間にワイヤ
電極（４）を軸方向に更新移動せしめその軸方向と略直
角方向から被加工物を微小加工間隙にて相対向させて、
加工間隙に間欠的な電圧パルスを供給する電源装置を備
え、加工液を介して発生する放電により加工を行い、ワ
イヤ電極（４）と被加工物間（３）に相対的加工送りを
与えて所望の輪郭形状を加工するワイヤカット放電加工
装置に於て、所望の放電オン時間と放電加工休止時間を
含む加工パラメータを設定する数値制御装置（１２）
と、数値制御装置（１２）により設定された加工パラメ
ータに基づく放電電流パルスを加工間隙に供給する電源
回路と、油系加工液とその油系加工液に半導体粉末微粒
子を混入させた粉末混入加工液とを加工間隙に選択的に
供給する加工液供給装置（６０）と、前記加工液供給装
置から加工間隙に供給する加工液を選択する加工液選択
手段（４３）と、数値制御装置（１２）に於て仕上げ加
工を行う加工パラメータが設定され加工液選択手段（４
３）により粉末混入加工液が選択されるときに電源回路
のワイヤ電極（４）と被加工物（３）を接続する放電加
工パルス出力線中に十数μＨ〜３０μＨのインダクタン
スを有するインダクタンス素子を挿入するまたは上記放
電加工パルス出力線を十数μＨ〜３０μＨのインダクタ
ンスを有する放電加工パルス出力線に切換える切換手段
と、を含んでなるワイヤカット放電加工装置。

【００１２】また上述の装置で得られる加工面は梨地面
であり、加工面に鏡面に近い平滑な加工面が必要な場合
などでは、磨き工程が必要となり、高精度に加工された
形状を精度を低下させることなく磨くには、かなり熟練
度を要しまた労力を必要としていた。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、油系加工液を用いた面粗度５μＲｍａｘ以下の仕上
げ加工に於いても、加工時間が従来装置に比べ著しく短
く、広い加工面積でも２μＲｍａｘ程度の平滑な加工面
を容易に形成することのできるワイヤカット放電加工装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の間隔を
置いて配置されたガイド間にワイヤ電極を軸方向に更新
移動せしめ前記軸方向と略直角方向から被加工物を微小
間隙にて相対向させて、該間隙に間欠的な電圧パルスを
供給する電源装置を備え、加工液を介して発生する放電
パルスにより加工を行い、前記ワイヤ電極と被加工物間
に相対的加工送りを与えて所望の輪郭形状を加工するワ
イヤカット放電加工装置に於て、所望の放電オン時間、
放電加工休止時間等の加工パラメータの加工パルスを前
記加工間隙に供給する電源回路と、油系加工液と前記油
系加工液に粉末微粒子を混入させた加工液を前記加工間
隙に供給する加工液供給装置と、前記加工液供給装置か
らの加工液を選択して前記間隙に供給するための加工液
選択手段と、前記加工液供給装置から半導電性粉末混入
加工液を使用し仕上げ加工を行う場合に、前記電源回路
と前記加工間隙の被加工物側あるいはワイヤ電極側間に
接続される放電加工パルス出力線の少なくとも一方に十
数μＨ〜３０μＨのインダクタンス素子を挿入する挿入
手段、あるいは十数μＨ〜３０μＨのインダクタンスを
有する出力線に前記放電加工パルス出力線に切換える切
換手段を有するワイヤカット放電加工装置にある。

【００１５】

【作用】電源装置に数値制御装置からの加工条件設定信
号が入力されると、所定の放電オン時間、休止時間、印
加電圧、電流波高値等の加工パラメータが設定される。
さらに、加工液選択手段により粉末混入加工液が選択さ
れると、加工液供給装置の複数の電磁開閉弁が切り換え
られ、粉末混入加工液が加工間隙に供給されると共に、
電源装置と被加工物を接続する出力線が、十数μＨ〜３
０μＨのインダクタンスを有する出力線に変更される。
前記電源装置から供給される放電加工パルスは電流の立
ち上がりが緩やかなパルスとして、加工間隙に供給され
加工液中に介在する微粉末粒子を介して分散した放電が
行われ平滑な加工面が形成される。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明のワイヤカット放電加工装置
の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例をしめす構成図、図２は、図１に
示す放電加工電源部分を示す詳細図である。図１に於い
て、大別すると放電加工を行う機械装置部５０（図中の
中央部）と、粉末混入加工液、油加工液及び水加工液の
供給及び切換を行う加工液供給部６０（図中左側）、さ
らに放電加工パルスを発生させる電源部と加工テーブル
を所望の輪郭軌跡に沿って駆動する数値制御装置を含む
電源装置部４０（図中の右側）に分けられる。

【００１７】先ず、最初に機械装置部５０について説明
する。被加工物３を加工液中に浸漬して加工を行うため
加工タンク１がＸＹクロステーブル２に載置されてお
り、ＸＹクロステーブル２はＸ軸、Ｙ軸モータ７および
８に取り付けられたボールネジで構成されている。数値
制御装置１２からの制御信号をモータ駆動回路１５が受
けＸＹ軸モータを駆動することにより、ワイヤ電極４に
対して被加工物３が相対移動される。また、加工の状態
を検出する検出装置２０が、検出データを数値制御装置
１２に送り、数値制御装置１２は、所謂サーボ制御信号
をモータ駆動回路１５に与え、被加工物３とワイヤ電極
４の加工間隙が適正な距離に維持される。

【００１８】加工タンク１内には、被加工物３が図示し
ていないワークスタンドに固定されており、被加工物３
の上下にはお互い対向する上噴流ワイヤガイド部材５と
下噴流ワイヤガイド部材６が設けられている。上噴流ワ
イヤガイド部材５には、加工中に更新送りされるワイヤ
電極４をその軸方向に案内する上ワイヤガイド５ａ、ワ
イヤ電極４に電源装置からの加工パルスを供給する上給
電駒５ｂ、さらに加工液を加工間隙に向けて噴流する上
ノズル５ｃ等で構成されている。隔壁５ｄは後述するよ
うに粉末混入加工液を使用して加工を行った際、粉末混
入加工液が上ワイヤガイド５ａや上給電駒５ｂ側に侵入
するのを防ぐために設けられている。下噴流ワイヤガイ
ド部材６についても上噴流ワイヤガイド部材５と同様の
構成となっているので説明は省略する。

【００１９】次に加工液供給装置６０について説明す
る。前記加工液供給装置６０は、水加工液供給装置１
６、油加工液供給装置１７、粉末混入加工液供給装置１
８及び加工液の切換を行う複数の制御弁、送液ポンプ、
フィルタ及びそれらを接続する管路により構成されてい
る。先ず水加工液供給装置１６についてであるが、本発
明の加工装置を使用する以前の段階で荒加工を行う際に
使用するか、または水加工液のみでの加工を行う際に用
いられる。

【００２０】水加工液供給装置１６は、清浄水加工液槽
１６ａ及び汚濁水加工液槽１６ｂの２槽からなってい
る。清浄水加工液槽１６ａには加工間隙に水加工液を送
るためのポンプ１６ｃ、加工液の比抵抗値が所定の値以
下に低下した際、加工液の比抵抗値を上昇させるための
イオン交換装置１６ｉと比抵抗検出器の出力により制御
されイオン交換装置に加工液を送るポンプ１６ｅが設け
られている。次に、汚濁水加工液槽１６ｂには、加工タ
ンク１から回収された加工液が戻され、加工屑等で汚濁
した使用済み加工液を濾過して清浄水加工液槽１６ａに
戻すためのポンプ１６ｄ及びフィルタ１６ｈが設けられ
ている。

【００２１】油加工液供給装置１７は、後述する加工液
選択手段４３の信号により電磁開閉弁が切り換えらて加
工タンク１及び加工間隙に油加工液を送液する時に使用
される。油加工液供給装置１７も前記水加工液供給装置
１６と同様清浄油加工液槽１７ａと汚濁油加工液槽１７
ｂの２槽構造となっている。清浄油加工液槽１７ａに
は、油加工液を加工タンク１と上噴流ワイヤガイド部材
５及び下噴流ワイヤガイド部材６に流量調節バルブ５ｅ
流量調節バルブ６ｅを径由して送液するためのポンプ１
７ｃが設けられている。さらにポンプ１７ｃからの清浄
加工液は、流量調節バルブ１７ｉから上噴流ワイヤガイ
ド部材５の隔壁５ｄにより仕切られた上ワイヤガイド５
ａが配置されている側にも接続されており、ワイヤ電極
４と上ワイヤガイド５ａの間から粉末粒子が浸入するの
を防ぐため、上ノズル５ｃ側に供給される液圧より僅か
に高めの液圧になるよう液圧力計と流量調節バルブ１７
ｉで調節するようになっている。また、下噴流ワイヤガ
イド部材６についても同様である。次に、汚濁油加工液
槽１７ｂには、加工タンク１から戻された汚濁加工液を
濾過し清浄油加工液槽１７ａに戻すためのフィルタ１７
ｈとポンプ１７ｄが設けられている。

【００２２】上記水加工液供給装置１６及び油加工液供
給装置１７は、従来の水または油の加工液を使用するワ
イヤカット放電加工装置の構成と同様であり、当然、水
と油の分離装置が、図示されていないが、両者の加工液
供給装置に設けられている。本発明では、上記構成に加
え、さらに粉末混入加工液供給装置１８が具備されてい
る。上述同様、加工液選択手段４３により粉末混入加工
液が選択されると、複数の電磁開閉弁が切り換えられ加
工タンク１と上噴流ワイヤガイド部材５及び下噴流ワイ
ヤガイド部材６に粉末混入加工液が供給される。粉末混
入加工液供給装置１８もやはり粉末混入清浄加工液槽１
８ａと粉末混入汚濁加工液槽１８ｂに仕切られており、
粉末混入清浄加工液槽１８ａ側からポンプ１８ｃによ
り、加工タンク１と上噴流ワイヤガイド部材５及び下噴
流ワイヤガイド部材６に粉末混入加工液が供給される。

【００２３】また、ポンプ１８ｃは、油加工液のみを汚
濁油加工液槽１７ｂに戻す経路を有しており、経路中に
逆洗フィルタ１８ｉが設けられている。これは、油加工
液を清浄油加工液槽１７ａから供給し加工タンク１に充
満させた後、粉末混入加工液を上ノズル５ｃ及び下ノズ
ル６ｃからのみ供給して加工した際、加工タンク１内の
加工液に粉末混入加工液が混じり合うため、加工タンク
１の加工液を一旦粉末混入汚濁加工液槽１８ｂに戻し、
油加工液供給装置１７で不足した加工液を戻すときに使
用する。

【００２４】粉末混入汚濁加工液槽１８ｂには、加工タ
ンク１から戻された粉末混入加工液を一旦回収し、加工
により生じた粉末粒子より大きな加工屑のみを除去して
粉末混入清浄加工液槽１８ａ側に戻す、５μｍ以上の粒
子を捕捉するフィルタ１８ｈが設けられている。粉末混
入加工液に混合されている粉末粒子は２μｍ以下の粒径
の微粒子を使用するので、フィルタ１８ｈでは捕捉され
ない。また、粉末混入加工液供給装置１８の使用を仕上
げ加工時に限れば、大きい加工屑の混入がなくなるので
１槽のみの構造でもよい。

【００２５】ここで、３種の加工液を切換使用するとき
の電磁開閉弁の制御及び動作について説明しておく。ま
ず、水加工液を使用する場合は、電磁開閉弁１８ｇ、電
磁開閉弁１７ｇを閉め電磁開閉弁１６ｇを開き、電磁開
閉弁１ａ及び電磁開閉弁１６ｆを開き電磁開閉弁１７ｆ
及び電磁開閉弁１８ｆを閉める。次にポンプ１６ｃを駆
動し送液を行う。供給された水加工液は電磁開閉弁１６
ｆと電磁開閉弁１ａを通して加工タンク１に供給され
る。ここで、図示されていないが、排液側のドレイン口
が閉められていれば、加工タンク１は加工液により満た
され設定された液面以上となるとオーバーフローした加
工液は電磁開閉弁１６ｇを通して汚濁水加工液槽１６ｂ
に戻される。また、加工間隙への噴流も流量調節バルブ
５ｅ及び流量調節バルブ６ｅにより調節される。加工終
了後、排液は前記ドレイン口を開くことにより行われ
る。

【００２６】次に、油加工液供給装置１７の動作につい
て説明する。電磁開閉弁１６ｆ、電磁開閉弁１６ｇ、電
磁開閉弁１８ｆ及び電磁開閉弁１８ｇを閉じ、電磁開閉
弁１７ｆ、電磁開閉弁１７ｇ及び電磁開閉弁１ａを開き
ポンプ１７ｃを駆動する。ドレインは前述と同様閉めて
おくことにより前述の水加工液の場合と同様に循環回路
となり加工液が供給できる。

【００２７】粉末混入加工液供給装置１８では、前記同
様に加工液の供給が行われる。粉末混入加工液が選択さ
れると、電磁開閉弁１７ｆ、電磁開閉弁１７ｇ、電磁開
閉弁１６ｆ、電磁開閉弁１６ｇが閉ざされ、電磁開閉弁
１ａ、電磁開閉弁１８ｇ、電 磁開閉弁１８ｆが開かれポ
ンプ１８ｃが駆動されると、加工タンク１、上噴流ワイ
ヤガイド部材５、下噴流ワイヤガイド部材６にそれぞれ
粉末混入加工液が供給される。オーバーフローした粉末
混入加工液は電磁開閉弁１８ｇを通して粉末混入汚濁加
工液槽１８ｂに戻される。また、ポンプ１７ｃも駆動さ
れており清浄油加工液が、上噴流ワイヤガイド部材５及
び下噴流ワイヤガイド部材６のワイヤガイド側に送ら
れ、粉末混入加工液の侵入を防いでいる。さらに、清浄
加工液は、加工タンク１内で使用されているワイヤ電極
４の供給回収機構の回転部あるいは摺動部にも供給され
ており、粉末混入加工液で加工している際は、常に粉末
粒子の侵入を防ぐ為、前記各部に供給されている。

【００２８】次に、図２を使用して電源装置部４０につ
いて詳述する。電源装置部４０は、加工速度を高めるた
め高波高値の電流パルスを出力する主電源装置４１と中
仕上げ領域から仕上げ領域までの加工を行う時に０．１
５Ａ〜１００Ａ程度までの電流パルスを供給する副電源
装置４２、前記主電源装置４１及び副電源装置４２と機
械装置部５０の上給電駒５ｂ、下給電駒６ｂ及び被加工
物３とを接続する出力線接続部４４、加工液の切換及び
出力線電路を使われる加工液により切換制御する加工液
選択手段４３からなっている。なお、図中使用されてい
る符号のうち、同一の符号は同じものを示している。

【００２９】副電源装置４２は、２種の電源ＨＶＰとＭ
ＶＰを有しており、それぞれＨＶＰは１５０Ｖから３０
０Ｖの可変電圧電源であり、ＭＶＰも６０から１２０Ｖ
程度の電圧が可変な電源である。電源ＨＶＰの＋側に
は、逆流止めダイオードＤａ、可変抵抗ＶＲ、さらにス
イッチング素子Ｔｒａが直列に接続され、出力線接続部
４４を通して被加工物３に接続されている。また、負極
側は、出力線接続部４４を通って上下給電駒５ｂに接続
されている。可変抵抗ＶＲは５００〜１Ｋオームの抵抗
でＨＶＰの電源回路は高電圧の加工パルスを供給するの
に用いられる。ＨＶＰの高圧電源回路は、加工パルス制
御装置４２ａに数値制御装置１２にて設定された加工条
件設定信号Ｓ１が入力され、加工パルス制御装置４２ａ
は所定のＯＮ時間と休止時間の信号でＴｒａの導通制御
を行い、また指定された電源電圧にＨＶＰを設定すると
共に設定された電流波高値となる抵抗値にＶＲを変更す
ることにより所望の加工パルスを供給する。

【００３０】電源ＭＶＰも電源ＨＶＰとほぼ同様に構成
されており、第１のスイッチング回路はダイオードＤ
１、電流制限抵抗Ｒ１及びＴｒ１が直列接続された構成
で、以下第２、第３のスイッチング回路それぞれが並列
に接続され、出力線接続部４４を通して被加工物３に接
続されている。加工条件設定信号Ｓ１により加工パルス
制御装置４２ａは、設定された電源電圧にＭＶＰを選択
しさらに、設定された電流波高値にあった数だけのスイ
ッチング素子Ｔｒ１〜ＴｒｎをＯＮ−ＯＦＦ制御して所
望の加工パルスを加工間隙に供給する。なお、供給され
る加工パルスのＯＮ及びＯＦＦ時間は０．５μSECから
１０μSECである。

【００３１】主電源装置４１では、副電源装置４２に使
用されている電流制限抵抗値よりも小さい抵抗が使用さ
れ、数百アンペアから１０００アンペア程度までの電流
波高値でかつパルス幅が０．１〜５μSEC程度の高ピー
ク電流を供給できる構成であることを除いてほぼ同様の
構成であるので説明は省略する。

【００３２】次に、加工液選択手段４３について説明す
る。加工液選択手段４３には、図示していない加工液設
定スイッチから（数値制御装置１２からの信号でもよ
い）水加工液選択信号ＳＷ、油加工液選択信号ＳＯ及び
粉末混入加工液選択信号ＳＯＰの信号が、次の組合せで
入力される。なお、Ｌoff信号は、インダクタンスを有
する出力線を使用する為の切換を無視する信号であり、
粉末混入加工液で加工速度のみを向上する場合に用いら
れる。 （イ）ＳＷ−ＯＮ （ロ）ＳＷ−ＯＦＦ ＳＯ−ＯＮ ＳＯＰ−ＯＦＦ （ハ）ＳＷ−ＯＦＦ ＳＯ−ＯＦＦ ＳＯＰ−ＯＮ （ニ）ＳＷ−ＯＦＦ ＳＯ−ＯＮ ＳＯＰ−ＯＮ

【００３３】まず、（イ）の水加工液がＯＮされた場合
は、水加工液が選択され前述の通り電磁開閉弁を制御す
る信号が、信号線Ｓ２を通して加工液供給装置に送ら
れ、全ての循環経路は水加工液に切り換えられる。な
お、水加工液が選択されＳＷがＯＮの時は他の切換信号
は無視されることにより、水と油が混じり合うことを防
ぐようになっている。同様に、（ロ）の組合せが選択さ
れると、油加工液の供給回路に切り換える信号が加工液
供給装置６０に送られる。（ハ）の場合も同様で、前述
のごとく加工液供給経路が切り換えられる。

【００３４】（ニ）が選択された場合は、電磁開閉弁１
ａ、電磁開閉弁１７ｆのみが開放され、ポンプ１７ｃが
駆動され加工タンク１に油加工液が供給され加工タンク
１のドレインが閉められているので、加工液が所定の液
面になるまで溜められる。ここで、図示していない液面
センサーで加工液が設定値まで達したことを検出し、電
磁開閉弁１ａ及び電磁開閉弁１７ｆを閉め電磁開閉弁１
８ｇおよび電磁開閉弁１８ｆを開放し、ポンプ１８ｃを
駆動させることにより、上ノズル５ｃ及び下ノズル６ｃ
からのみ粉末混入加工液を供給する循環路になる。

【００３５】つぎに、加工液選択手段４３は上記（ハ）
及び（ニ）の組合せが選択されると、信号線Ｓ３を通し
て制御信号が出力線接続部４４に送られ、出力線を図３
に示す通り出力線２１と２２を切り換える制御を行う。
これについて、図３を用いて説明する。図中同一符号の
部分は同じものを示している。図３Ａに於いては、副電
源装置４２から出た正極側と負極側の出力線は、正極側
出力線２１を芯線として負極側出力線２２ａで囲まれた
同軸線となっており、往路及び復路を流れる電流により
限りなくインダクタンスを小さくしたもので、また、通
常のシールド線のようにキャパシタンスを有するもので
はなく、インダクタンスとキャパシタンスがお互いに打
ち消し合うよう製作された低インピーダンス線である。
この低インピーダンス線で加工間隙の近傍まで接続され
ている。

【００３６】加工間隙近傍では、正極側出力線２１と負
極側出力線２２は、再び単線として、それぞれ上給電駒
５ｂ、下給電駒６ｂ及び被加工物３に接続されている。
電源装置４０から加工間隙の近傍まで導かれた正極側出
力線２１と単線部との間に出力線切換手段２３ａが設け
られており、前記加工液選択手段で粉末混入加工液が選
択されていると、正極側出力線２１は、図に示す接続と
なり十数μＨから３０μＨのインダクタンスを有する経
路となる。インダクタンスの値としては、加工する電流
値等の加工条件により選択されるべきであるが、加工Ｏ
Ｎ時間４．５μSEC、加工休止時間１．５μSEC、電流波
高値１アンペア（短絡時）、電源電圧８０Ｖ、補助電源
電圧２５０Ｖ（短絡時電流値０．３Ａ）の条件では２０
μＨ程度が良質の平滑面を得るのに好ましい値であっ
た。

【００３７】図３Ｂに於いては、副電源装置４２の出口
部分で出力線を２経路設け、加工速度の必要な前工程の
加工に於いては低インピーダンス線（２２ａ，２１）を
利用して加工パルスを供給し、本発明のインダクタンス
を有する出力線（２２ｂ，２１ａ）を別経路としたもの
であり、選択された加工液により切換装置２３ｂが切り
換えられる。なお、実施例では、被加工物側にインダク
タンスを有する経路として示したが、負極側出力線２２
側に挿入してもよい。

【００３８】次に、使用される粉末混入加工液について
説明する。本発明の装置では、油加工液として鉱油系の
炭化水素油が用いられ、特に火災などの危険性を鑑み
て、一般的に放電加工に用いられる第４類第３石油類を
加工液として用い、前記加工液に半導電性粉末、Ｇｒ，
Ａｌ等の粉末を混合したものを用いることができる。好
ましくは、多結晶シリコン粉末を１〜１．５重量パーセ
ントの割合で混合した混合液で、粉末粒径が２μｍ以
下、さらに好ましくは１μｍ以下の粒径が適切である。
これは、５μｍ以上の粒径が主成分となっている加工液
を用いると被加工物３の上面と低面付近や加工形状のコ
ーナ部にだれを生じること、加工間隙が広くなりすぎ加
工精度を損なうことがあるためである。なお、混合され
る粒子の電導度が高い場合は濃度を調整し、加工液の抵
抗値が少なくとも１ｃｍ当り10,000オーム以上にすれば
よい。

【００３９】最後に、本発明の装置を使用した実験例を
挙げて全体的な動作とその結果について説明する。 ［実験例］ ワイヤ電極にタングステンを用い鉄系被加工物を輪郭形
状に５回加工して仕上げる場合で、第一加工工程から油
系加工液を用いて加工を行った場合の例を示す。 被加工物 材質 ＳＫＤ−６１ 板厚 ２ｍｍ 電極材質及び径 ０．０５ｍｍ（タングステン） （ｉ）第一加工工程 加工液の選択 ＳＯ（油系加工液浸漬加工） 加工条件設定 無負荷電圧 ： ８０Ｖ パルス幅 ： オン時間 ２μSEC ： オフ時間 １１μSEC 電流波高値 ： ２．４Ａ 補助電源無負荷電圧： １５０Ｖ直流電圧 短絡時最大電流 ： ０．１５Ａ（ＶＲ抵抗値１Ｋオーム） 間隙コンデンサ ： ０．０１μＦ サーボ電圧 ： ９５Ｖ オフセット値 ： ４５μｍ 加工状態 平均加工電圧 ： １０５Ｖ 平均加工電流 ： 約０．０７Ａ 加工移動速度 ： ０．８ｍｍ／ｍｉｎ

【００４０】 （ｉｉ）第二加工工程 加工液の選択 ＳＯＰ（粉末混入油系加工液浸漬加工） Ｌoffオン（インダクタンス使用せず） 加工液 粉末微粒子 ： 多結晶シリコン 添加量 ： １．５重量％ 添加粉平均粒径 ： ２μｍ 加工条件設定 無負荷電圧 ： ８０Ｖ パルス幅 ： オン時間 ０．５μSEC オフ時間 ５μSEC 電流波高値 ： ４Ａ 補助電源無負荷電圧： １５０Ｖ直流電圧 短絡時最大電流 ： ０．１５Ａ（ＶＲ抵抗値１Ｋオーム） 間隙コンデンサ ： 使用せず サーボ電圧 ： １００Ｖ オフセット値 ： ４５μｍ 加工状態 平均加工電圧 ： １１３Ｖ 平均加工電流 ： 約０．７Ａ 加工移動速度 ： ７ｍｍ／ｍｉｎ

【００４１】 （ｉｉｉ）第三加工工程 上記第二加工工程と異なる部分についてのみ記載する。 サーボ電圧 ： ９０Ｖ 加工状態 平均加工電圧 ： １２３Ｖ 平均加工電流 ： 約０．０５Ａ 加工移動速度 ： ７．４ｍｍ／ｍｉｎ 加工面粗度 ： 約５μＲｍａｘ

【００４２】 （ｉＶ）第四加工工程 加工液の選択 ＳＯＰ（粉末混入油系加工液浸漬加工） 加工液 粉末微粒子 ： 多結晶シリコン 添加量 ： １．５重量％ 添加粉平均粒径 ： ２μｍ 加工条件設定 無負荷電圧 ： ８０Ｖ パルス幅 ： オン時間 ４．５μSEC オフ時間 １．５μSEC 電流波高値 ： ２．４Ａ 補助電源無負荷電圧： ２５０Ｖ直流電圧 短絡時最大電流 ： ０．２５Ａ（ＶＲ抵抗値１Ｋオーム） 間隙コンデンサ ： 使用せず サーボ電圧 ： ２００Ｖ オフセット値 ： ７０μｍ 加工状態 平均加工電圧 ： ２５０Ｖ 平均加工電流 ： 約０．０５Ａ 加工移動速度 ： ７．２ｍｍ／ｍｉｎ 加工面粗度 ： 約２μＲｍａｘ 以上の加工設定により加工した結果、平滑な加工面が得
られた。

【００４３】次に動作について上記実験例を参照しなが
ら簡単に説明する。先ず、第一加工工程では、図示して
いない入力装置から加工プログラムが入力され、プログ
ラムに記載された種々の加工パラメータが数値制御装置
１２から信号線Ｓ１により種々の設定信号として、主電
源装置４１と副電源装置４２の加工パルス制御装置４２
ａ（主電源装置４１の加工パルス制御装置は図示してい
ない）に送られ複数のスイッチング回路が導通制御さ
れ、可変電源及び可変抵抗が所定の値に設定される。

【００４４】さらに、第一加工工程では、ＳＯが加工液
選択手段４３に設定されているので、加工液選択手段４
３は加工液供給装置６０に油加工液循環回路になるよう
電磁開閉弁を切換る信号を信号線Ｓ３を通じて送る。電
磁開閉弁の制御状態は前述の通りである。なお、加工液
選択手段４３でＳＷを選択し水加工液で加工を行っても
よい。

【００４５】次に、第一加工工程が終了すると数値制御
装置１２は次のプログラムを呼び出し第二加工工程に当
たる加工パラメータが前記同様に副電源装置４２に送ら
れ、第二加工工程の加工条件で加工パルスが供給され
る。ここで、第二加工工程では、加工液の選択がＳＯＰ
であるので、加工液選択手段４３は加工液を粉末混入加
工液に切り換えるよう電磁開閉弁の制御信号を加工液供
給装置６０に送り、加工液が切り換えられる。また、Ｌ
off信号もオンされていることから出力線切換信号は出
力線接続部４４には送られない。第三加工工程では、サ
ーボ電圧設定が変更されているだけであるので残りの加
工条件パラメータは変更されずに加工が継続される。

【００４６】さらに、第四加工工程に入ると加工条件が
前述と同様に変更されると共に、Ｌoff信号がないた
め、出力線接続部４４の正極側出力線２１がインダクタ
ンスを有する回路に変更され加工が行われる。この際、
加工液は粉末混入加工液がそのまま使用されており、本
発明の目的とする平滑でかつ微細な加工面が形成され
る。なお、被加工物の板厚が８０ｍｍ程度まで容易に同
様の加工面が得られることが確認されている。

【００４７】図５に、従来の加工により得られた５μＲ
ｍａｘの加工面の状態と、粉末混入加工液を使用してさ
らにインダクタンス２０μＨの出力線を介して出力パル
スを供給した場合の加工面の状態を挙げておく。図５の
上図は、本発明の装置で加工をした場合に得られる加工
面の状態であり、図５の下図は、通常の油系加工液を用
いて、放電オン時間０．５μＳＥＣ、放電休止時間１μ
ＳＥＣ、電流波高値３．２Ａ、無負荷電圧８０Ｖで加工
した場合に得られる加工面を示している。

【００４８】

【発明の効果】上述のように、加工液に半導電性等の粉
末微粒子が混入された加工液を用い、出力線を十数μＨ
〜３０μＨのインダクタンスを有する出力線と変更して
加工することにより、従来得ることが難しかった加工面
を容易にかつ短い加工時間で得ることできる。また、加
工面に平滑な面が必要な場合でも、本発明の装置によれ
ば、磨きが最小限におさえることができ、射出成形金型
等では、離型性のきわめて良好な加工面を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図

【図２】電源装置部及び加工液選択手段の詳の細構成図

【図３】出力線の切換接続を示す詳細部分図

【図４】従来のワイヤカット放電加工の構成図

【図５】本発明の装置を用いて加工した被加工物の加工
面と従来の加工面の凹凸を測定した図

【符号の説明】

１ 加工タンク ２ ＸＹクロステーブル ３ 被加工物 ４ ワイヤ電極 ５ 上噴流ワイヤガイド部材 ６ 下噴流ワイヤガイド部材 ５ａ，６ａ 上下ワイヤガイド ５ｂ，６ｂ 上下給電駒 １２ 数値制御装置 １６ 水加工液供給装置 １７ 油加工液供給装置 １８ 粉末混入加工液供給装置 １６ｇ，１６ｆ 電磁開閉弁 １７ｇ，１７ｆ 電磁開閉弁 １８ｇ，１８ｆ 電磁開閉弁 ２１ 正極側出力線 ２２ 負極側出力線 ２３ａ，ｂ 出力線切換器 ４２ 副電源装置 ４３ 加工液選択手段 ４４ 出力線切換接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 7/02 B23H 1/02 B23H 1/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の間隔を置いて配置されたガイド間
   にワイヤ電極を軸方向に更新移動せしめ前記軸方向と略
   直角方向から被加工物を微小加工間隙にて相対向させ
   て、前記加工間隙に間欠的な電圧パルスを供給する電源
   装置を備え、加工液を介して発生する放電により加工を
   行い、前記ワイヤ電極と被加工物間に相対的加工送りを
   与えて所望の輪郭形状を加工するワイヤカット放電加工
   装置に於て、 所望の放電オン時間と放電加工休止時間を含む加工条件
   を設定する数値制御装置と、 前記数値制御装置により設定された加工条件に基づき放
   電電流 パルスを前記加工間隙に供給する電源装置と、 油系加工液と前記油系加工液に半導体粉末微粒子を混入
   させた粉末混入加工液とを前記加工間隙に選択的に供給
   する加工液供給装置と、前記加工液供給装置から加工間隙に供給する加工液を選
   択する加工液選択手段 と、前記数値制御装置に於て仕上げ加工を行う加工条件が設
   定され前記加工液選択手段により前記粉末混入加工液が
   選択されるときに前記電源回路の前記ワイヤ電極と前記
   被加工物を接続する放電加工パルス出力線に十数μＨ〜
   ３０μＨのインダクタンスを有するインダクタンス素子
   を挿入するまたは上記放電加工パルス出力線を十数μＨ
   〜３０μＨのインダクタンスを有する放電加工パルス出
   力線に切換える切換手段と、 を含んでなるワイヤカット
   放電加工装置。