JP3345441B2 - ワイヤカット放電加工機用ワイヤガイド - Google Patents
ワイヤカット放電加工機用ワイヤガイドInfo
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Description
機用ワイヤガイドに関するものである。
は、通電されているワイヤを被加工物の任意の位置に供
給するためにワイヤガイドを使用しているが、それには
主としてV型とダイス型の2種類がある。
どに示されているように、V型のワイヤガイドは、図3
に示すように、板状のV型ガイド27と平型ガイド28
を組み合わせたものであり、V型ガイド27は、平型ガ
イド28との接合面の中央部にV字型に穿設したガイド
孔11を設け、このガイド孔11部分にワイヤを走行さ
せるようにしている。一方、平型ガイド28は、平坦部
分でV型ガイド27と組み合わされ、ワイヤを押さえる
構造となっている。ここで、ワイヤとの摺動部22に
は、ワイヤに傷を付けにくく、ワイヤの走行により傷を
付けられない程度の硬度を持ち、電気絶縁性を有する必
要があるが、これを満たすものとしてサファイアやダイ
ヤモンド焼結体で構成されている。
状や角柱状のものがある。例えば、実公昭62−376
18号公報などに示されているように、円柱状のダイス
型の1つの例としては、図4(a)に示すように、円柱
体33の中心に穿設したガイド孔11を設け、このガイ
ド孔11部分にワイヤを走行させるようにしている。そ
して、図4(b)に断面図を示すように、ガイド孔11
部分の内部に曲線状の凸部を形成し、ワイヤとの摺動部
32となるこの凸部をサファイアやダイヤモンド焼結体
で構成されている。
ガイドの摺動部22,32をサファイアで構成したもの
では、硬度的に不十分となる為にワイヤの走行により摩
耗してスジ(溝)ができ、その部分にワイヤが通るとワ
イヤが削られてしまい、ワイヤの金属成分が付着して積
み重なってしまうビルトアップ現象が起こり、使用でき
なくなるという問題点があった。
32に用いるダイヤモンド焼結体としては、ダイヤモン
ド粉末と他の添加物からなる混合物を焼結したものを使
用するが、焼結後のダイヤモンドの占める割合が多すぎ
ると、ワイヤガイドとして成形するための加工が非常に
困難となってしまう。また逆に、ダイヤモンドの占める
割合が少なすぎると、不純物の割合が多くなることによ
り導電性を有し、ワイヤガイドから漏電してしまうだけ
でなく、硬度的に不十分となる為にビルトアップ現象が
起こっていた。さらに、従来のダイヤモンド焼結体は、
焼結が困難となるばかりではなく、ワイヤガイドとして
の精度が悪く、ワイヤに直接傷を付けやすいという問題
点があった。
のワイヤ放電加工機用ワイヤガイドは、少なくともワイ
ヤとの摺動部を、平均結晶粒径が15μm以下のダイヤ
モンドを70重量%以上、90重量%未満と、Coを5
重量%以上、20重量%以下と、上記Coの含有量より
少なく、且つ2重量%以上、10重量%以下のWとから
なり、体積固有抵抗値が108Ω・cm以上の多結晶ダ
イヤモンド焼結体により形成したことを特徴とする。
以下のダイヤモンドを70重量%以上としたのは、15
μmより大きい粒径であると、ワイヤとの摺接の際にワ
イヤに直接傷を付けやすくなるからである。そして、7
0重量%未満であると、硬度的に不十分となりビルトア
ップ現象が起こったり、不純物の割合が多くなることに
より導電性を有するようになるためである。さらに、ダ
イヤモンドの量が90重量%未満が好ましく、この範囲
では、摺動部の加工が比較的容易となる。
属に用いられる金属であり、焼結条件の高温・高圧下
(一般に1,400〜1,500℃、5〜7GPa程
度)でダイヤモンド粒子間に存在する黒鉛を溶解し、ダ
イヤモンドを再析出する際にダイヤモンド粒子間の接合
を助長するものである。このCoを20重量%以下とし
たのは、20重量%より多くするとダイヤモンドの割合
が少なくなり、硬度的に不十分となりビルトアップ現象
が起きたり、導電性を有するようになるためである。た
だし、Coによる焼結助剤としての性質を発揮させるた
めには、5重量%以上が必要である。
oを焼結助材に用いたダイヤモンド粉末の焼結において
は、粒子の粗大化防止対策が必要となるが、Wがダイヤ
モンド粒子の表面において不純物として作用し、ダイヤ
モンド粒子の粗大化を抑制するためである。ここで、W
はWC(タングステンカーバイト)などの形で添加し、
焼結中に炭素が消滅してWのみが残ることにより得られ
る。ただし、Wによる性質を発揮させるためには、2〜
10重量%程度が必要であるが、Coよりも多くならな
いようにする必要がある。
径を15μm以下とするには、平均粒径が15μm以下
のダイヤモンド粉末にWCを3〜12重量%程度加えて
焼結すればよい。このWCは焼結することにより炭素が
消失するため、焼成後のWは2〜10重量%である。
加工機の概念図を図1に示す。このワイヤカット放電加
工機は、黄銅、タングステン、モリブデンなどから成る
線径が0.1〜0.3mm程度のワイヤ1を上方のリー
ル部2aからローラガイド3aと3bを経て、他方のリ
ール部2bへと引っ張りながら巻取る。そして、このワ
イヤ1を被加工物Aに貫通させ、ワイヤ1と被加工物A
の間に電源4からのパルス電圧を印加することによって
被加工物Aとワイヤ1との間で起こる放電に基づく浸食
作用により、被加工物Aをワイヤ1の移動に沿って目的
とする形状に切断加工する。ここで、被加工物Aは数値
制御により駆動されるテーブル(不図示)に載置され、
そのテーブルと共に動き、任意形状に切断加工される
が、テーブル平面との垂直方向に対して所要角度を有す
るように切断をする場合には、被加工物Aの下部に設け
ているワイヤガイド5bを固定し、上部に設けているワ
イヤガイド5aを目的の角度となるように移動させるこ
とにより行われる。また、ワイヤ1への給電は、電源4
につながれているワイヤ1の走行により傷をつけられな
い程度の硬度を持ち、導電性を有する金属、例えば超硬
合金またはサーメットなどよりなる給電板6をワイヤ1
に摺接させて行う。
は、図2(a)に示すように、V型ガイド7と平型ガイ
ド8を組み合わせて使用するが、これらのV型ガイド7
と平型ガイド8は、水や油などの加工液がスムーズに流
れるためのテーパ部9を外側側面上方部に斜度60度程
度で設け、内側側面においては、上方部のみがワイヤ1
と摺接するようにするために段部10を設けた形状とな
っている。また、V型ガイド7は、内側側面上方部の中
央部分にV字型のガイド孔11を設け、ガイド孔11近
傍の摺動部12にダイヤモンド焼結体13を備えている
が、ワイヤ1の出入口となる部分に曲面部14を設ける
ことにより、ワイヤ1がワイヤガイド5に対して斜めの
状態での使用の際にも滑らかに摺接するようにしてい
る。一方、平型ガイド8のワイヤ1との摺動部12にも
ダイヤモンド焼結体13を備えている。さらに、ダイヤ
モンド焼結体13以外の部分は電気絶縁性を有するアル
ミナセラミックスで構成され、治具15へ組み込むため
のボルト用の穴16を設け、ダイヤモンド焼結体13と
接着させてある。また、V型ガイド7の摺動部12を成
すダイヤモンド焼結体13は、加工を容易にするため
に、断面が台形であり両先端が丸みを帯びている部分を
有し、その部分が曲面部14となるような2つの角柱を
組み合わせることによりV字型のガイド孔11を形成し
ている。
15に組み込まれた状態は、図2(b)に示すように、
V型ガイド7と平型ガイド8が内側側面上方部で接触し
た状態で、穴16部分に補助板17を挟み、ボルト18
により固定される。
平均結晶粒径が15μm以下のダイヤモンドを70重量
%以上、90重量%未満と、Coを5重量%以上、20
重量%以下と、上記Coの含有量より少なく、且つ2重
量%以上、10重量%以下のWとからなり、体積固有抵
抗値が108Ω・cm以上の多結晶ダイヤモンド焼結体
からなっている。その為、ビルトアップ現象が起こら
ず、ワイヤ1に傷を付けず、かつ導電性を有しないワイ
ヤガイド5を得ることができる。
は、アルミナセラミックス以外にもボルト18を締めて
も壊れない程度の強度を持つものであれば何でもよい。
ただし、ダイヤモンド焼結体13から僅かの漏電の可能
性があるために、電気絶縁性を有するものでなければな
らない。
5のみを説明したが、ダイス型においても、同様であ
り、ワイヤ1との摺動部を上記のダイヤモンド焼結体1
3で形成すればよい。さらに、摺動部以外の材質は、治
具との固定に耐えることができる程度の強度を持ち、か
つ電気絶縁性を有するものであればよい。
ついては、ワイヤ1をガイドできるような形状であり、
治具への組み込みが可能であり、ワイヤ1との摺動部が
ダイヤモンド焼結体13であり、しかも摺動部以外をな
す部分が電気絶縁性を有するものであれば、さまざまな
形状とすることができる。
晶粒径、Coの最適割合を求めるために実験を行った。
表1に示すように、焼結後のダイヤモンドの割合と平均
結晶粒径をさまざまに変化させ、それにともなうCoと
金属成分(W)の割合をさまざまに変化させたものを使
用し、各ダイヤモンド焼結体13をアルミナセラミック
スに接合して、ワイヤガイド5を構成し、これらを用い
て放電加工実験を行った。ただし、焼結後のダイヤモン
ドの平均結晶粒径を異なる大きさにするために、平均粒
径の異なるダイヤモンド粉末を使用した。また、金属化
合物としてWCを添加し、焼結の際に炭素が消失して金
属成分としてタングステン(W)のみが残るようにし
た。
m×高30mmの立方体を、片面が縦20mm×横20
mmから縦14.7mm×横14.7mmの面となるよ
うにテーパ加工する作業を、ワイヤ1を線径0.2mm
の黄銅、ワイヤ走行速度150mm/秒、ワイヤ張力1
kg、パルス電流37タップ(37×10-6秒)、電圧
40V、加工送り速度3.3mm/分、加工液水質28
μS/cmの水、加工液圧2.5kgという条件で行っ
た。
付着評価では、100個加工してもワイヤガイド5に金
属付着が無ければ○、100個加工して金属付着があれ
ば△、50個加工して金属付着があれば×とした。ま
た、摺動部12としての形状を加工する容易性を調べる
加工容易性では、加工が容易であれば○、やや困難であ
れば△、非常に困難であれば×とした。そして、摺動部
12の電気絶縁性を調べる絶縁性では、絶縁性として十
分に満足する値である108 Ω・cm以上のものであれ
ば○、106 〜108 Ω・cm であれば△、106 未
満であれば×とした。さらに、ワイヤ1への傷付けを調
べる傷付けでは、1年間使用してワイヤ1に傷を全く付
けることが無ければ○、多少付けるが1年間の使用に影
響が無ければ△、完全に付けるものであれば×とした。
それぞれの結果は、表1の通りである。
ては、ダイヤモンド70重量%以上が良いことがわか
る。また、加工の容易性に対しては、ダイヤモンド90
重量%未満が良いことがわかる。さらに、電気絶縁性に
対しては、ダイヤモンド70重量%以上、Co20重量
%以下が良いことがわかる。また、ワイヤ1への傷付け
に対しては、ダイヤモンドの平均結晶粒径が15μm以
下が良いことがわかる。
12として好ましいものは、平均結晶粒径が15μm以
下のダイヤモンド70重量%以上と、Co20重量%以
下と、残部をWとからなる多結晶ダイヤモンド焼結体で
あることがわかった。そして、さらに好ましくは、ダイ
ヤモンド70重量%以上90重量%未満が良いことがわ
った。
を使用したが、他の金属ほう化物、または金属窒化物、
金属炭化物を使用してもほぼ同じ結果となった。
ット放電加工機用ワイヤガイドによれば、少なくともワ
イヤとの摺動部を、平均結晶粒径が15μm以下のダイ
ヤモンドを70重量%以上、90重量%未満と、Coを
5重量%以上、20重量%以下と、上記Coの含有量よ
り少なく、且つ2重量%以上、10重量%以下のWとか
らなり、体積固有抵抗値が108Ω・cm以上の多結晶
ダイヤモンド焼結体により形成したことから、長期間使
用してもビルトアップ現象が全く起こらず、ワイヤに傷
をつけず、電気絶縁性を有するワイヤガイドを提供する
ことができる。
示す概略図である。
イヤガイドのV型の例を示す斜視図、(b)は治具に組
み込んだ際の斜視図である。
イドを示す斜視図である。
機用ワイヤガイドを示す斜視図、(b)は(a)のX−
X線断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともワイヤとの摺動部を、平均結晶
粒径が15μm以下のダイヤモンドを70重量%以上、
90重量%未満と、Coを5重量%以上、20重量%以
下と、上記Coの含有量より少なく、且つ2重量%以
上、10重量%以下のWとからなり、体積固有抵抗値が
10 8 Ω・cm以上の多結晶ダイヤモンド焼結体により
形成したことを特徴とするワイヤカット放電加工機用ワ
イヤガイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20640592A JP3345441B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ワイヤカット放電加工機用ワイヤガイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20640592A JP3345441B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ワイヤカット放電加工機用ワイヤガイド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655357A JPH0655357A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3345441B2 true JP3345441B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=16522820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20640592A Expired - Lifetime JP3345441B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ワイヤカット放電加工機用ワイヤガイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345441B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951883A (en) * | 1997-07-31 | 1999-09-14 | Ann Arbor Machine Company | Floating cover electrode guide system for electric discharge machining |
| KR100698832B1 (ko) * | 2006-10-20 | 2007-03-23 | 우영다이스(주) | 와이어 방전 가공장치의 와이어 장력조절용 홀더 |
| CN104308306A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-01-28 | 苏州市宝玛数控设备有限公司 | 一种接触式电极丝限位器 |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP20640592A patent/JP3345441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0655357A (ja) | 1994-03-01 |
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