JP3731786B2 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤ電極に給電し被加工物を加工するワイヤ放電加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1はワイヤ放電加工装置の概要を示す図である。
図中、1は機械のベースであるベッドで、XY軸駆動装置が積載されている。2はX軸テーブルで、ベッド1に固定されたX軸ガイド3に移動自在に支持されるX軸スライド4を介して移動方向に自在に支持される。5はX軸ボールネジ、6は被加工物を固定するテーブル、7は加工液を留める加工槽、8はZ軸装置9を支持するコラムで下部アーム10aが固定されている。さらに、コラム8は固定もしくは下部アーム10aの長手軸方向に沿って移動可能である。この下部アーム10aの先端部には下部ガイド11aが取り付き、内部のローラにおいてワイヤ電極12の方向変換を行う。
【0003】
13aはZ軸装置9の先端部に固定されている上部ガイドである。14はY軸ガイドでベット1の上に固定されY軸スライド15が係合し軸方向に移動自在に支持する。16はY軸ボールネジ、17及び18はそれぞれY軸及びX軸モーターである。19はワイヤ電極12を回収する回収ローラ20を支持するワイヤ回収でコラム8に固定される。21は回収されたワイヤ電極11を収納する回収箱である。22はワイヤボビン、23はベッドの下方に配置されるパッド、24は機械全体の傾斜を調整するレベリングボルトである。次に下部ガイド11aの詳細について説明する。
【0004】
図15、図16は図1のワイヤ放電加工装置における、従来の下部ガイドを示す図である。図15は下部ガイド11aの一部を水平断面にして示す図であり、図16は下部ガイド11aの軸方向の縦断面図である。
【0005】
下部アーム10aの先端には絶縁板201を介してボルト202で下部ガイド11aが固定されている。この取り付け面は下部アーム10a先端に対して垂直方向である。この下部ガイド11aは下部ノズル203、給電ダイス204、下部ワイヤガイドホルダー205、ガイド支持板206及び下部ブロック207で主に構成されており、下部アーム10aへの固定は下部ブロック207により主体的に担当されている。
【0006】
下部ワイヤガイドホルダー205は細長い円筒状をし、その上方先端部にはワイヤ電極を精密に案内するワイヤガイド205aを有し、下部ブロック207にねじ込まれて固定されている。下部ブロック207はローラ208を含み、ワイヤ電極12の方向変換をワイヤ通路207cで行っている。ワイヤ通路207cは、テーパ状のワイヤ入り口207aと出口207bをもつ。出口207bには回収パイプ209が接続されている。さらに、下部搬送水流出口210が設けられローラ208により方向変換したワイヤ電極12をワイヤ回収14まで搬送するための搬送水流が噴出するようになっている。
【0007】
ガイド支持板206は給電ダイス204を内蔵する。給電ダイス204は給電ダイス押さえ板211にてガイド支持板206との間において固定さている。また、ガイド支持板206は給電ダイス204を取り出す為に引き出し板212を内蔵する。213は下部補助ガイドで下部ワイヤガイドホルダー205とあわせてワイヤ電極12を給電ダイス204に押し付け給電させる構造となっている。
【0008】
下部ノズル203は加工液を噴出する部分で、その内部には配管214により加工液が高圧流体として供給される。215はスプリング、216は下部ノズル203の押さえ板である。下部ノズル203は加工中は内部に供給された加工液によりスプリング215を圧縮させて上昇し押さえ板216にて止まり、被加工中は加工液が供給されないので下に戻る。また、下部ノズル203は加工液が供給されず下に戻った時に下部ワイヤガイドホルダー205と接触しない様に、上面が先端に向かって断面積が徐々に減少していく形状になっている。
【0009】
217はガイド支持板206に接続される配線で電源からの加工電流を給電ダイス204に供給する。当然ながら、ガイド支持板206は導電性の材料で構成されている。218はボルトでガイド支持板206を下部ブロック207に固定する役目を持つ。下部ワイヤガイドホルダー205の先端部でワイヤガイド205aの近傍には通路219が設けられている。これは給電ダイス204とワイヤ電極12が接触通電することによる放電により発生する熱やワイヤ電極12に電流が流れることにより発生するジュール熱を冷却する加工液を通すためのものであり、配管214の一部を分岐して構成され、下部ノズル203の内部の圧力を低下させることなく加工液を供給する。また、冷却用の加工液は下部補助ガイド213及び回収パイプ209を通り下流方向へ流され回収される。
【0010】
220は配線217が接続される端子であり、ガイド支持板206の側面に配置されている。221は配管214が接続するパイプエンドであり、ガイド支持板206の側面に配置されている。222は下部ノズル203内に位置する整流板であり、パイプエンド221から下部ノズル203の内部に送られる加工液の整流化を行っている。223はボルトである。
【0011】
さらに上部ガイド13aの詳細について説明する。
図17は図1における上部ガイド13aの軸方向の縦断面図である。
上部ガイド13aはZ軸装置9の先端部に取り付け板250を介して固定されている。251は上部ブロックであり、給電ダイス252、上部ワイヤガイドホルダー253、ハウジング254、ジェットノズル255及び上部ノズル256が付帯している。上部ワイヤガイドホルダー253は細長い円筒状をし、その下方先端部にはワイヤ電極を精密に案内するワイヤガイド253aを有し、上部ブロック251にねじ込まれて固定されている。
【0012】
255はワイヤ電極12を水中ジェットで案内し挿入するためのジェットノズルであり、上下方向に移動自在にスプリング257を介してハウジング254と上部ワイヤガイドホルダー253の間の空間に収納されている。
【0013】
258は加圧した加工液を供給する加工液通路である。この上部ガイド13aに供給された加工液は、まずハウジング254と上部ノズル256で囲まれた空間254aに入り後にハウジング254の加工液通路254bを通過し、ハウジング254と上部ノズル256の先端部で囲まれた空間254cに送られ、上部ノズル256の先端部に設けられた噴出口256aより吹き出る。なお、この様な加工液搬送方法は特開昭57―121421号公報にも記載されている。また、上部ワイヤガイドホルダー253にも下部ワイヤガイドホルダー205と同様に通路259がワイヤガイド253aの上部近傍に設けられており、加工中の上部ノズル256による内部の静圧を利用して加工液を取り込み、上部ワイヤガイドホルダー253内部のワイヤ電極12の冷却及び給電ダイス252の接触通電部分の冷却に用いられている。
【0014】
260はジェット配管であり取り付け板250及び上部ブロック251内部を通り、上部ワイヤガイドホルダー253と上部ブロック251の取り付け部分に通じている。ジェット配管260内部には加工液が流れ、その加工液はジェットノズル255の内部の空間に一度溜められた後、ジェットノズル255の先端部より小径のジェット水流として噴出し、ワイヤ電極12を下部ガイド11aへ供給するように構成されている。261は上部補助ガイド、262は給電ダイス252の給電ダイス押さえ板、263は引き出し板である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のワイヤ放電加工装置の下部ガイド11aにおいては、ワイヤ電極は上部ガイド13aから下部ガイド11aに送られており、給電ダイス204により加工電流がワイヤ電極12に供給され被加工物へ伝わり加工に供される。この場合、給電ダイス204とワイヤ電極12との接触部では微少の放電により発熱し、またワイヤ電極12に電流が流れることによりジュール熱も発生する為、この熱によりワイヤ電極12が切断されるのを避けるべく通路219を通じてノズル203の内部静圧を利用して加工液をワイヤ電極12に沿って流し冷却している。しかしながら、給電ダイス204と被加工物の間には距離がある為、ワイヤ電極12自体の抵抗及び温度上昇による抵抗増大により加工電流は制限されてしまい加工能率が低下するという問題があった。
【0016】
なお、従来の構成では図示のごとく下部ワイヤガイドホルダー205が円筒状で長く、さらに下部ワイヤガイドホルダー205の下方に給電ダイス204が配置されており給電ダイス204を下部ノズル203の先端に接近させるのはきわめて困難である。同様の問題は上部ガイド13aでも発生していた。
【0017】
また、給電ダイス204は給電ダイス押さえ板211によりガイド支持板206に対して押し当てガイド支持板206との接触を確実にし配線217より供給される加工電流をワイヤ電極12へ接触給電する。この場合、一定時間給電加工すると給電ダイス204は微少放電の影響により消耗してしまい、定期的に給電ダイス204のワイヤ電極12に接触する給電面を交換する必要がある。この交換においては、給電ダイス押さえ板211を取り除き、引き出し板212により外部へ給電ダイス204を引き出し新しい位置を割り出した後に逆の順序で固定する必要があり、手間がかかると同時に装置を止めなければならないという問題があった。同様の問題は上部ガイド13aでも発生していた。
【0018】
また、上部ワイヤガイドホルダー253のワイヤガイド253aはワイヤ電極12の径が異なればそれにあったものに交換する必要があり、ジェットノズル255についても同様に被加工物に設けられた挿入穴の径により最適なものを選択するのが挿入の信頼性を上げるうえで重要である。ワイヤガイド253aやジェットノズル255を交換する場合、上部ノズル256、ハウジング254及びジェットノズル255を外し、その後に上部ワイヤガイドホルダー253を工具などにより上部ブロック251より外し、据え付け時には、逆の順序を行う必要があって、分解及び据え付けに手間がかかるという問題があった。
【0019】
また、下部ガイド11aではワイヤ電極12の冷却の為に、下部ノズル203の内部より背圧を利用して通路219から加工液をワイヤ電極12に沿って流すが、被加工物と下部ノズル203が治具などとの干渉防止及び形状に段差があるなどの理由で被加工物と下部ノズル203が離れて配置し加工する場合があり、十分な背圧が得られず冷却流量が不足するという問題があった。さらに、この解決の為に通路219を大きくすることも可能であるが、被加工物と下部ノズル203の密着加工では冷却流量が多すぎてワイヤ電極12の振動など二次障害が発生し、あるいは加工状態に応じて通路219の径が異なるガイドに交換する必要があるなどきわめて不便である。同様の問題は上部ガイドでも発生している。
【0020】
また、冷却用の通路219は一般的に1mm以下の小径にて構成する場合が多いが、加工電流が流れる磁場の影響で下部ワイヤガイドホルダー205が磁化されると加工液中に含まれる加工スラッジや金属粉が堆積し、長時間使用していると目詰まりが起き冷却流量が不足する。これを回避する為に定期的に清掃しなければならないという問題があった。特に、背圧が作用しにくい非密着加工時に目詰まりは発生しやすい。なお、これは水中における導電体の局部電池の作用も働いているものと推定され、この現象の解消は困難である。
【0021】
また、下部ガイド11aを通過し挿入されるワイヤ電極12はローラ208によりワイヤ回収14に向かって向きを変え下部搬送水流により送られるが、図16に示すごとく下部搬送水流噴出口210は回収パイプ209の同一線上に設けらており下部補助ガイド213を通過した後にローラ208までの間のワイヤ搬送はワイヤ電極12自体の剛性による直線性に委ねられることになる。従って、途中において座屈することもありワイヤ入り口207aだけではその座屈などによる障害は避けられないという問題があった。
【0022】
また、下部ガイド11aの下部ノズル203の形状は先端に向かって断面積が徐々に減少していく構成になっており、整流板222を通過した後の加工液の流れは一端下部ノズル203内部の空間に溜められ、その後噴出口より吹き出ていくが動圧が完全に静圧に変換することなく噴出するため噴出口において水流の速度成分が均等にならず乱流をなし、方向が定まらずに噴出してしまう。このため加工が不完全になり、さらに加工液流量が少ない場合は偏った流れになり加工性能に大きな影響を与えるという問題があった。
【0023】
特に、微細流量を流す必要のある加工電流の小さな加工条件、あるいはワイヤ電極12が小径になった場合などは加工噴流の乱れはきわめて性能に大きく影響するため均質な流量を持った噴流が必要であり、下部ノズル203内部の空間の容積だけでは十分な静圧変換は行われない。さらに、下部ノズル203内部の加工液の静圧を十分にするためには流速を落とした状態でまんべんに下部ノズル203内部に加工液を供給する必要があり、従来の数カ所の噴出口ではこれを実現させるのに難しい。
【0024】
また、上部ガイド13aからジェット水流により送給されるワイヤ電極12は下部ガイド11aの先端部に設けられたテーパ状の案内により下部ガイド11aに導かれていくが、被加工物の形状あるいはワイヤ通過穴の形状などによりジェット水流が下方に向かって直進するとは限らず、偏向した場合に下部ガイド11aにワイヤ電極12が挿入されず機械の停止を発生させたり、加工形状に制約を及ぼすという問題があった。
【0025】
なお、従来例として特開昭60―104618号公報に記載されたワイヤ放電加工装置もある。このワイヤ放電加工装置でも、ワイヤホルダーは長い筒状の形をしており、給電ダイスとノズルの先端にかなり距離があり加工電流が制限されるという問題は解決されない。
【0026】
また、従来例として特開平4―30919号公報に記載されたワイヤ放電加工装置もある。このワイヤ放電加工装置の下部ガイドにおいては、下部ワイヤガイドホルダーに相当する部分は円筒状ではなく直方体の形状をし、その下方に給電ダイスがもうけられている構造ではあるが、給電ダイスとノズルの先端にはかなり距離があり加工電流が制限されるという問題は解決されていない。
【0027】
また、従来例として実開昭61―89433号公報に記載された複数の溝を有するワイヤ放電加工装置の給電チップもある。この給電チップを使用しても、接触放電により給電チップが消耗した場合にはこの給電チップを取り出して位置を割り出した後、逆の順序で固定する必要があり手間がかかるという問題は解決されていない。
【0028】
また、従来例として実開昭59―116126号公報に記載されたワイヤ放電加工装置もある。このワイヤ放電加工装置の下部ノズルの形状は、先端に向かって断面積が徐々に減少していく構成になっており、仕切り板を設けたとしても噴出口において水流の速度成分が均等にならず乱流をなし、方向が定まらずに噴出してしまうという問題を十分には解決されない。
【0029】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第一の目的は給電ダイスと被加工物との距離を短かくし、給電ダイスとワイヤ電極が接触することにより発生する熱及びワイヤ電極のジュール熱によりワイヤ電極が切断されることを防止できるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0030】
第二の目的は、給電ダイスのワイヤ電極との接触面を容易にかえることができるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0031】
第三の目的は、上部ガイドのワイヤガイド及びジェットノズルの取り外し及び据え付けが容易にできるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0032】
第四の目的は、ワイヤ電極と給電ダイスとが通電することにより発生する熱を冷却する冷却液を、常に十分にワイヤ電極に流すことができるるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0033】
第五の目的は、ワイヤ電極挿入時に下部ノズル内でワイヤ電極が座屈することを防止できるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0034】
第六の目的は、下部ノズルの噴出口から噴出する加工噴流が乱れることを防止できるワイヤ放電加工装置を得ることである。
【0035】
第七の目的は、ワイヤ電極を上部ガイドから下部ガイド内に容易に挿入できるワイヤ放電加工装置を得るものである。
【0036】
【課題を解決するための手段】
この発明は、下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に円盤状の下部ワイヤガイドホルダーと、下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し下部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、下部ワイヤガイドホルダーの直下に溝が形成された下部ブロックを設け、この溝に配置され、下部ワイヤガイドホルダーの直下に給電ダイスを配置したワイヤ放電加工装置とした。
【0037】
また、下部ガイド及び上部ガイドに給電ダイスの中央に係合し、給電ダイスを回転可能とする軸を設けた。
さらに、給電ダイスを円盤状とし、外周に多数の溝を設けた。
さらに、軸に給電ダイスの溝と対応する溝を形成し、軸の溝にボールが収まることにより軸の位置決めを行う支持ブロックを設けた。
さらに、軸の先端に軸を回転させるノブを設けた。
さらに、下部ガイド及び上部ガイドに、軸に接触し軸の位置を固定するボルトと、ボルトを収納する通路を設けた。
【0038】
また、この発明は、上部ガイドの上部ノズル上方にスプリングを介してワイヤ電極挿入用のジェットノズルを、上部ノズルとジェットノズルの噴出口が同一軸となるように設け、ジェットノズル内部に円盤状の上部ワイヤガイドホルダーと上部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し、上部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、上部ワイヤガイドホルダーの直上に溝が形成された上部ブロックを設け、この溝に配置され、上部ワイヤガイドホルダーの直上に給電ダイスを設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0039】
また、この発明は下部ガイド及び上部ガイドにワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する絶縁体で構成された通路を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0040】
また、この発明は下部ガイドの下部ノズル及び上部ガイドの上部ノズルに加工液を供給する通路とワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する通路を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0041】
また、この発明は下部ガイドの下方にワイヤ電極を通過させる中央通路と中央通路に接続され、下方方向に傾斜している傾斜通路とを有する負圧発生装置と、負圧発生装置に加工液を供給する配管を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0042】
また、この発明は下部ガイドの上端に加工液を噴出させる噴出口の先端部が
平面状である下部ノズルを設けたワイヤ放電加工装置とした。
さらに、下部ノズル内にあって噴出口の直下に網を設けた。
【0043】
また、この発明は下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に空間を挟んだ二層構成の下部ワイヤガイドホルダーと、下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し下部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを設け、下部ワイヤガイドホルダーの下層部に加工液を下部ワイヤガイドホルダーの空間内に供給する加工液供給口を設けたワイヤ放電加工装置とした。
さらに、下部ワイヤガイドホルダーの上層部の外周に下部ノズル内部に加工液を供給する通路を設けた。
【0044】
また、この発明は下部ガイドの下部ノズル噴出口に下方に向かって徐々に径が小さくなるような三角錐状の傾斜ノズルを設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0045】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、ワイヤ放電加工装置の概要を示す図である。
図中、1は機械のベースであるベッドで、XY軸駆動装置が積載されている。2はX軸テーブルで、ベッド1に固定されたX軸ガイド3に移動自在に支持されるX軸スライド4を介して移動方向に自在に支持される。5はX軸ボールネジ、6は被加工物を固定するテーブル、7は加工液を留める加工槽、8はZ軸装置9を支持するコラムで下部アーム10が固定されている。さらに、コラム8は固定もしくは下部アーム10の長手軸方向に沿って移動可能である。この下部アーム10の先端部は上面3分の1程度が切り欠いた形状になっている。11は下部ガイドであり、下部アーム10の先端の切り欠いた部分に下方半分程度が収納されるように下部アーム10に載置固定されている。また、下部アーム10の先端方向で、下部ガイド11の下方向にはローラがとりついており、ワイヤ電極12の方向変換を行う。
【0046】
13はZ軸装置の先端部に固定されている上部ガイドである。14はY軸ガイドでベット1の上に固定されY軸スライド15が係合し軸方向に移動自在に支持する。16はY軸ボールネジ、17及び18はそれぞれY軸及びX軸モーターである。19はワイヤ電極を回収するローラー20を支持するワイヤ回収でコラム8に固定されている。21は回収されたワイヤ電極12を収納する回収箱である。22はワイヤボビン、23はベッドの下方に配置されるパッド、24は機械全体の傾斜を調整するレベリングボルトである。次に下部ガイド11の詳細について説明する。
【0047】
図2、図3、図4は図1のワイヤ放電加工装置における、下部ガイド11を示す図である。図2は下部ガイド11の軸方向の縦断面図、図3は下部ブロックの一部水平断面図、図4は下部ガイド11の軸方向の横断面図である。
【0048】
下部アーム10の先端には絶縁板101を介してボルト102にて下部ガイド11が固定されている。この取り付け面は下部アーム10の先端において水平方向に実施されている。この下部ガイド11は下部ノズル103、給電ダイス104、下部ワイヤガイドホルダー105及び下部ブロック106で主に構成されており、下部アーム10への固定は下部ブロック106により主体的に担当されている。下部ワイヤガイドホルダー105は薄い円盤状をしており中央に下部ワイヤガイドホルダー105と同じ厚さの円盤状のワイヤガイド105aを有し、ボルト105cにより下部ブロック106に固定されている。また、下部ワイヤガイドホルダー105は外周部にOリング105bを有し、下部ノズル103が上下に移動可能に接している。
【0049】
給電ダイス104は下部ブロック106の上部で下部ワイヤガイドホルダー105の直下に設けられた溝106dに、下部ワイヤガイドホルダー105と接触するように配置されている。106bは下部ノズル103と精密に嵌合する下部ブロック106の側壁である。106aは下部ブロック106内のワイヤ電極12が通過するワイヤ通路である。下部アーム10の先端には下部ガイド11の下方に位置するように方向変換用のローラ107が設置されている。
【0050】
108はワイヤ電極12の回収パイプであり、下部アーム10内を通りローラ107において90度上方へ曲がり直進してワイヤ入り口109へ接続される。ワイヤ入り口109は下部補助ガイド110に接続され、ワイヤ電極12を下流に導く役割を有する。また、回収パイプ108のローラ107と接する部位では、回収パイプ108の一部にローラ107が食い込んだ状態で係合し、ワイヤ電極12はローラ107の表面に接触して方向変換される。ローラ部以外では、ワイヤ電極12は搬送水流により回収パイプ108に接することなく送られる。
【0051】
111は下部ノズル103の内部につながる加工液の通路であり、下部アーム10の垂直な切り欠き面に対向する下部ブロック106の一端面にある配管接続口から下部ワイヤガイドホルダー105の噴出口まで続いている。112は下部ノズル103に加工液を供給する配管であり、下部アーム10内部を通り、下部ブロック106の一端面に形成された通路111の接続口に接続されている。112aは配管112を下部ブロック106の一端面の配管接続口に固定するためのOリングである。
【0052】
113は給電ダイス104に給電する配線であり、下部アーム10内部を通り、下部アーム10の垂直な切り欠き面に対向する下部ブロック106の一端面にある端子114に接続されている。115はスプリング、116はノズル103の押さえ板である。下部ノズル103は加工中は内部に供給された加工液によりスプリング115を圧縮させて上昇し押さえ板116にて止まり、被加工中は加工液が供給されないので下に戻る。117は給電ダイス104とワイヤ電極12が接触通電することによる放電により発生する熱やワイヤ電極12に電流が流れることにより発生するジュール熱を冷却する加工液を通すための通路であり、下部ブロック106内に加工液の通路111から分岐して形成されている。また、その構成素材はセラミックあるいは樹脂などの絶縁性材料である。
【0053】
118は配線113とは異なる配線であり、下部アーム10の窓119を通りX軸テーブル2上の端子118aに接続している。120は給電ダイス104の下面中央に係合し下方に延びている軸である。121は軸120の先端に固定されているノブである。122は軸の位置決めを行う支持ブロックであり、下部ブロック106の下方で、下部補助ガイド110と絶縁板101に挟まれる位置に配置されている。123は給電ダイス104に系合した軸120を下部ブロック106に固定するボルトであり、給電ダイス104の下方に軸120に垂直に接する様に配置されている。106cは、軸120を固定しているボルト123を動かす為の通路である。107aはローラ107のローラ軸である。
【0054】
さらに上部ガイドの詳細について説明する。
図5は図1における上部ガイド13の軸方向の縦断面図である。
上部ガイド13はZ軸装置の先端に取り付け板150を介して固定されている。151は上部ブロックである。151aは上部ブロック151内にあるワイヤ電極12を通すワイヤ通路である。152は薄い円盤状をした上部ワイヤガイドホルダーであり、中央にワイヤガイド152aを有しボルトにより上部ブロック151に固定されている。給電ダイス153は上部ブロック151内に、上部ワイヤガイドホルダー152の直上に位置するように設けらえている。
【0055】
154はジェットノズルで、上部ブロック151の下部に精密に嵌合し、通路155の噴出口155aから吹き出される加工液をシールしている。さらに、上部ノズル156は内部にスプリング157を有してジェットノズル154を常に上方に押し上げており、加工液が噴出口155aより吹き出す場合にのみ下方に進出する様に構成されている。噴出した加工液は噴出口154aよりジェット水流158となり下部ガイド11へ向かってワイヤ電極12を案内しながら送給されることになる。152bは上部ワイヤガイドホルダー152の外周部に設けられたOリングであり、ジェットノズルが上下に移動可能となるように接している。156bは上部ノズル156を下部ブロック151に固定するボルトである。
【0056】
159は加工液通路で上部ノズル156とジェットノズル154の間の空間に高圧の加工液を供給している。この加工液は噴出口156aより加工液噴流160となって被加工物に向かって流出する。なお、上部ノズル156の噴出口156aとジェットノズル154の噴出口154aは同一軸となるように構成されている。161は給電ダイス153とワイヤ電極12が接触通電することによる放電により発生する熱やワイヤ電極12に電流が流れることにより発生するジュール熱を冷却する加工液を通すための通路であり、加工液通路159から分岐して形成されている。また、その構成素材はセラミックあるいは樹脂などの絶縁性材料である。
【0057】
162は給電ダイス153の上面中央に係合し上方に延びている軸である。163は軸162の先端に固定されているノブである。164は軸の位置決めを行う支持ブロックである。165は軸162を上部ブロック151に固定するボルトである。151bはボルト165を動かす為の通路である。166は給電ダイス153に給電する配線であり、上部ブロック151の一端面にある端子151cに接続されている。167は上部補助ガイドである。
【0058】
次に、上部ガイド13における給電ダイス153、軸162、ノブ163、支持ブロック164、軸162を固定するボルト165の関係を図6、図7、図8を用いて詳述する。図6は給電ダイス及び軸周辺の軸方向の一部縦断面図であり、図7は軸と軸を固定するボルトの軸方向の概念図であり、図8は給電ダイスの上面図である。
【0059】
給電ダイス153は外周に溝153aを有しその部分においてワイヤ電極12と接触し、給電する構造になっている。軸162は給電ダイス153の上面中央で係合し、キー168により連結されている。また、軸162の上方部には給電ダイスの溝153aに対応した同一本数の溝162aが刻まれている。軸の溝162aには支持ブロック164の内部に設けられた室169の中のボール170が収まり、さらにボール170はスプリング171で軸162に向かって押されている。
【0060】
この場合、給電ダイス153のワイヤ電極12と接触する溝を変えるには、まずドライバー等を上部ブロック151の通路151bに挿入しボルト165を緩める。この状態で、ノブ163を回転させればボール170は軸の溝162aの溝から溝に移動する時に前進・後退し、軸の溝162aの位置で給電ダイスの溝153aの位置が割り出せ、ボルト165を締め込むことにより給電ダイス153は上部ブロック151に押しつけらる。これにより、ワイヤ電極12が給電ダイスの溝153aに接触し、配線166により給電される加工電流を正確にロスなくワイヤ電極12に伝達することができる。なお、下部ガイド11の給電ダイス104、軸120、ノブ121、支持ブロック122、軸120を固定するボルト123の構成及びそれぞれの関係も上部ガイドにおけるものと同様になっている。
【0061】
このように、下部ガイド11において下部ワイヤガイドホルダー105を薄い円盤状とし、その中央に下部ワイヤガイドホルダー105と同じ厚さの円盤状のワイヤガイド105aを有する構成とし、さらに下部ワイヤガイドホルダー105の直下に給電ダイス104が位置するようにしたので、給電ダイス104のワイヤ電極12との接触部分をワイヤガイド105aにきわめて接近でき、給電ダイス104の上方でワイヤ電極12を短く配置できるから抵抗が減少し、加工電流を増大させ加工性能を大きく改善できる。上部ガイド13においても、上部ワイヤガイドホルダー152を薄い円盤状としその中央に上部ワイヤガイドホルダー152と同じ厚さの円盤状のワイヤガイド152aを有する構成とし、さらにその直上に給電ダイス153が位置するようにしたので同様の効果を得ることができる。
【0062】
また、下部ガイド11及び上部ガイド13において、給電ダイス104及び153とワイヤ電極12が接触通電することによる放電により発生する熱やワイヤ電極に電流が流れることにより発生するジュール熱を冷却する加工液を通すための通路117及び161を絶縁性材料で形成してあるので、通路117及び161が磁化されることにより金属類が付着し目詰まりが発生して十分な冷却液が得られずワイヤ電極12が断線するという現象を防止でき、加工を継続的に実施することができる。
【0063】
また、上部ガイド13において上部ワイヤガイドホルダー152及びジェットノズル154を交換する場合には、上部ノズル156をボルト156bを緩めて取り外すことでスプリング157で上方に押し上げられてあったジェットノズル154も同時に取り外すことができ、上部ワイヤガイドホルダー152は簡単にボルトなどで締結部品を緩めることにより取り外しが可能となり、ワイヤガイド152aを径の異なる別のものに容易に交換できる。組み立てはこの逆をすればよい。このように、従来の4部品構成から3部品構成になり、交換が容易となって作業効率を上げることができる。
【0064】
また、下部ガイド11及び上部ガイド13の給電ダイス104及び153にノブ121及び163を有する軸120及び162を設け、給電ダイス104及び153と軸120及び162に溝を形成し、また支持ブロック122及び164を設けたので、加工が進み給電ダイス104及び153の消耗が進行して給電のための接触が維持できなくなっても、ノブ121及び163を手で回すことによりワイヤ電極12と接触する溝を別のものにでき、従来のように給電ダイスを一旦外部に取り出す必要もなく、時間の短縮と作業の効率化を図ることができる。
【0065】
実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2におけるワイヤ放電加工装置の上部ガイド13の軸方向の縦断面図であり、実施の形態1の図5で示す上部ガイド13におけて、給電ダイス153とワイヤ電極12が接触通電することによる放電により発生する熱やワイヤ電極12に電流が流れることにより発生するジュール熱を冷却する加工液を通すための通路を別の構成としたものである。
【0066】
172は冷却液を流す冷却用通路であり、上部ブロック151のZ軸装置9に接する側面からワイヤ通路151aの給電ダイス153とワイヤ電極12の接触部に通じる様に形成されている。また、この冷却用通路172には加工液通路159とは別の独立した配管より加工液が供給される。
【0067】
このような構成にすることにより、加工液通路159の一部より分岐して通液していた従来例とは異なり、別配管から加工液を供給するために通液量を変化なく一定に保つことができ、加工中にワイヤ電極12が断線する頻度を小さくすることができる。なお、下部ガイド11においても同様な構成にすることができ、同様の効果を得ることができる。
【0068】
実施の形態3.
図10は発明の実施の形態3における下部ガイド11の軸方向の横断面図であり、実施の形態1の図2で示す下部ガイド11において、ワイヤ電極12を吸引する負圧発生装置を設けたものである。
【0069】
124は負圧発生装置であり、下部補助ガイド110の下半分を覆うような形で下部ブロック106に嵌め込まれている。また、負圧発生装置124は、上面中央から下面中央に垂直に延びる中央通路124aを有しており、この中央通路124aは下部補助ガイド110のワイヤ出口に接続しワイヤ電極12を通過させている。さらに、負圧発生装置124は中央通路124aに結合し、下方方向に向けて傾斜している傾斜通路124bを有している。
【0070】
なお、中央通路124aの下方には回収パイプ108が接続されている。125は負圧発生装置124の傾斜通路124bに加工液を供給するための下部ブロック106に形成された通路であり、下部アーム10の垂直な切り欠き面に対向する下部ブロック106の一端面から負圧発生装置124の側面の傾斜通路口124cに通じるように形成されている。
【0071】
126は通路125に加工液を供給する為の配管である。ワイヤ電極12は上部ガイド13のジェット水流158により下部ガイド11に送られ、ワイヤガイド105a及びワイヤ通路106aを通過して下部補助ガイド110に到達する。この時点で、負圧発生装置124では通路125から供給される加工液が傾斜通路124bを通って中央通路124aの下方に向かい噴出し、下部補助ガイド110の方向に負圧を発生させ、ワイヤ電極12を吸引する。吸引されたワイヤ電極12は、傾斜通路124bから噴出した加工液と共に回収パイプ108内に送りこまれローラ107を経由して搬送されていく。
【0072】
これにより、下部補助ガイド110を通過したワイヤ電極12は正確に下部ローラ107を通り回収パイプ108内を導かれることになる。
【0073】
実施の形態4.
図11はこの発明の実施の形態4における下部ガイド11の軸方向の横断面図であり、実施の形態3の図10における下部ガイド11において、下部ノズルの先端部分を平らな形状にしたものである。
【0074】
図において、127は下部ノズルであり、加工液を噴出する噴出口127aが存在する先端部分が平らとなるように構成されている。また、ノズル内部で加工液を溜める空間は上面及び下面が平面となる円筒状になっている。下部ノズル127は加工中は内部に供給された加工液によりスプリング115を圧縮させて上昇し押さえ板116にて止まり、被加工中は加工液が供給されないので下に戻る。なお、下に戻った場合でも、下部ワイヤガイドホルダー105は薄い円盤状となっている為、下部ノズル127との接触は考慮する必要がない。
【0075】
このような構成においては、従来のような動圧の影響が主体となり流速がばらつき旋回して噴出することはなく、下部ノズル127内部に充満した加工液は動圧が減少して静圧へ変換される比率が大きくなり噴出口127aより圧力が均一となって上方へ吹き出るようになり、加工性能が向上する。
【0076】
実施の形態5.
図12は、この発明の実施の形態5における下部ガイド11の軸方向の横断面図であり、実施の形態4の図11における下部ガイドにおいて、下部ノズルの内部で噴出口の真下に網を設けたものである。
【0077】
図において、128は金網であり、下部ノズル127内で噴出口127aの直下に位置するように配置されている。また、金網128は噴出口127aよりも大きく、噴出口127aを内側で覆うような曲面で形成され、加工液は金網128を通過しなければ噴出口127aに到達することができない構成になっている。
【0078】
このような構成においては、下部ノズル127内部に充満した加工液は金網128通過時に流速が減じられ、さらに金網128通過により静圧となるので、噴出口127aより加工液をより確実に上方へ噴出させることができる。これにより、加工精度が向上し、加工物の加工面に筋ができたり、加工面が荒くなるのを防止することができる。特に、きわめて加工速度の遅いあるいは小径ワイヤ電極を使用しての加工には有効である。
【0079】
実施の形態6.
図13はこの発明の実施の形態6における下部ガイド11の軸方向の横断面図であり、実施の形態5の図12における下部ガイド11において、下部ワイヤガイドホルダーの形状を変更したものである。
【0080】
129は下部ワイヤガイドホルダーであり、円盤状の形状をなし、その中央部に下部ワイヤガイドホルダー129と同じ厚さの円盤状のワイヤガイド129aを有しており、このワイヤガイド129aと接し固定する部分以外は内部に空間129bを持つようなニ層構成となっている。下部ワイヤガイドホルダー129の二層のうち下層には加工液を供給する通路111が接続され、空間129bに加工液を供給する様に構成されている。また、上層の外周部には下部ノズル127内部に通じる通路である吹き出し口129cが外周にわたって設けられ、下部ノズル127の内壁に沿って加工液を噴出する。
【0081】
このような構成にすることにより、加工液は十分整流化された後に下部ノズル127内部に供給されるので、加工液の乱れによるワイヤ電極12の振動が減少し加工精度を向上させ、また被加工物の加工面の面荒さの発生も防止できる。
【0082】
実施の形態7.
図14はこの発明の実施の形態7における下部ガイド11の軸方向の横断面図であり、実施の形態6の図13においる下部ガイドにおいて、ノズルの吹き出し口に三角錐型の傾斜ノズルを設置したものである。
【0083】
図中、130は三角錐状の傾斜ノズルであり、下部ノズル127の加工液噴出口127aに下方向に向かって徐々に径が小さくなるように設置されている。また、傾斜ノズル130の先端は下部ワイヤガイドホルダー129のワイヤガイド129aのすぐ上に位置している。
【0084】
このような構成にすることにより、上部ガイド13より送られたワイヤ電極12は傾斜ノズル130のテーパ状の案内面を通りワイヤガイド129aまで導びかれるので、ワイヤ電極12の挿入が容易になる。
【0085】
【発明の効果】
この発明は、下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に円盤状の下部ワイヤガイドホルダーと、下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し下部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、下部ワイヤガイドホルダーの直下に溝が形成された下部ブロックを設け、この溝に配置され、下部ワイヤガイドホルダーの直下に給電ダイスを配置したワイヤ放電加工装置とした。
【0086】
このことによって、給電ダイスのワイヤ電極との接触部が下部ワイヤガイドホルダーのワイヤガイドにきわめて接近することになり、ワイヤ電極を短く配置できることから抵抗を減少させ加工電流を増大させることができ、加工性能を大きく改善できる。
【0087】
また、下部ガイド及び上部ガイドに給電ダイスの中央に係合し、給電ダイスを回転可能とする軸を設けた。
さらに、給電ダイスを円盤状とし、外周に多数の溝を設けた。
さらに、軸に給電ダイスの溝と対応する溝を形成し、軸の溝にボールが収まることにより軸の位置決めを行う支持ブロックを設けた。
さらに、軸の先端に軸を回転させるノブを設けた。
さらに、下部ガイド及び上部ガイドに、軸に接触し軸の位置を固定するボルトと、ボルトを収納する通路を設けた。
【0088】
このことによって、給電ダイスを取り出すことなしに位置決めができ、給電ダイス消耗時の位置変更が装置を停止させることなく容易にできるようになった。
【0089】
また、この発明は、上部ガイドの上部ノズル上方にスプリングを介してワイヤ電極挿入用のジェットノズルを、上部ノズルとジェットノズルの噴出口が同一軸となるように設け、ジェットノズル内部に円盤状の上部ワイヤガイドホルダーと上部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し、上部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、上部ワイヤガイドホルダーの直上に溝が形成された上部ブロックを設け、この溝に配置され、上部ワイヤガイドホルダーの直上に給電ダイスを設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0090】
このことによって、ジェットノズル及び上部ワイヤガイドホルダーの取り出し及び据え付けが容易になった。
【0091】
また、この発明は下部ガイド及び上部ガイドにワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する絶縁体で構成された通路を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0092】
このことによって、冷却用の加工液を通す通路が目詰まりすることはなく、加工中のワイヤ電極の断線を防止し加工効率が向上するようになった。
【0093】
また、この発明は下部ガイドの下部ノズル及び上部ガイドの上部ノズルに加工液を供給する通路とワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する通路を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0094】
このことによって、加工の状態により通液量が変化することなく、常に一定の冷却液を流すことが可能になり、加工中のワイヤ電極の断線頻度を減少させ加工効率を向上できるようになった。
【0095】
また、この発明は下部ガイドの下方にワイヤ電極を通過させる中央通路と中央通路に接続され、下方方向に傾斜している傾斜通路とを有する負圧発生装置と、負圧発生装置に加工液を供給する配管を設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0096】
このことによって、ワイヤ電極を正確に下部ローラを介して回収パイプ内を導くことができ、ワイヤ電極の挿入がきわめて容易になった。
【0097】
また、この発明は下部ガイドの上端に加工液を噴出させる噴出口の先端部が
平面状である下部ノズルを設けたワイヤ放電加工装置とした。
さらに、下部ノズル内にあって噴出口の直下に網を設けた。
【0098】
このことによって、噴出口より吹き出る加工液の方向性が均一となり加工が安定するようになった。
【0099】
また、本発明は下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に空間を挟んだ二層構成の下部ワイヤガイドホルダーと、下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し下部ワイヤガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを設け、下部ワイヤガイドホルダーの下層部に加工液を下部ワイヤガイドホルダーの空間内に供給する加工液供給口を設けたワイヤ放電加工装置とした。
さらに、下部ワイヤガイドホルダーの上層部の外周に下部ノズル内部に加工液を供給する通路を設けた。
【0100】
このことによって、加工液はノズル内部で十分拡散し流量が均一となり、噴出口から吹き出る加工液は整流化され、加工液の乱れによるワイヤ電極の振動が減少し加工精度の向上や被加工物の切断面の面荒さを改善ができる。
【0101】
また、この発明は下部ガイドの下部ノズル噴出口に下方に向かって徐々に径が小さくなるような三角錐状の傾斜ノズルを設けたワイヤ放電加工装置とした。
【0102】
このことによって、下部ガイドへのワイヤ電極の挿入を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるワイヤ放電加工装置の概要図である。
【図2】この発明の実施の形態1における下部ガイドの軸方向の縦断面図である。
【図3】この発明の実施の形態1における下部ブロックの一部の水平断面図である。
【図4】この発明の実施の形態1における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図5】この発明の実施の形態1における上部ガイドの軸方向の縦断面図である。
【図6】この発明の実施の形態1における給電ダイス及び軸周辺の軸方向の一部の縦断面図である。
【図7】この発明の実施の形態1における軸と軸を固定するボルトの軸方向の概念図である。
【図8】この発明の実施の形態1における給電ダイスの上面図である。
【図9】この発明の実施の形態2における上部ガイドの軸方向の縦断面図である。
【図10】この発明の実施の形態3における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図11】この発明の実施の形態4における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図12】この発明の実施の形態5における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図13】この発明の実施の形態6における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図14】この発明の実施の形態7における下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図15】従来例におけるワイヤ放電加工装置の下部ガイドの軸方向の縦断面図である。
【図16】従来例におけるワイヤ放電加工装置の下部ガイドの軸方向の横断面図である。
【図17】従来例におけるワイヤ放電加工装置の上部ガイドの軸方向の縦断面図である。
【符号の説明】
11 下部ガイド、 12 ワイヤ電極、 13 上部ガイド、
103 下部ノズル、 104 給電ダイス、
105 下部ワイヤガイドホルダー、 105a ワイヤガイド、
117 通路、 120 軸、 121 ノブ、 122 支持ブロック、
123 ボルト、 124 負圧発生装置、 127 下部ノズル、
128 金網(網)、 129 下部ワイヤガイドホルダー 、
129a ワイヤガイド、 130 傾斜ノズル、
152 上部ワイヤガイドホルダー、 152a ワイヤガイド、
153 給電ダイス、 154 ジェットノズル、 157 スプリング、
159 加工液通路(通路)、 161 通路、 162 軸、
163 ノブ、 164 支持ブロック、 165 ボルト、
172 冷却用通路(通路)
Claims (15)
- 被加工物を加工するワイヤ電極と、前記ワイヤ電極を下部で支持する下部ガイドと、前記ワイヤ電極を上部で支持する上部ガイドと、前記下部ガイド及び前記上部ガイド内に位置し前記ワイヤ電極に給電する給電ダイスを有するワイヤ放電加工装置において、前記下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に、円盤状の下部ワイヤガイドホルダーと、前記下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し前記下部ワイヤーガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、前記下部ワイヤガイドホルダーの直下に溝が形成された下部ブロックを設け、前記溝に配置され、前記下部ワイヤガイドホルダーの直下に前記給電ダイスを配置したことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイド及び前記上部ガイドに前記給電ダイスの中央に係合し前記給電ダイスを回転可能とする軸を設けたことを特徴とする請求項1記載のワイヤ放電加工装置。
- 給電ダイスは円盤状であり、その外周に多数の溝を有することを特徴とする請求項2記載のワイヤ放電加工装置。
- 軸は給電ダイスの溝と対応する溝を有し、下部ガイド及び上部ガイドに前記軸の溝にボールが収まることにより前記軸の位置決めを行う支持ブロックを設けたことを特徴とする請求項3記載のワイヤ放電加工装置。
- 軸の先端に前記軸を回転させるノブを設けたことを特徴とする請求項4記載のワイヤ放電加工装置。
- 下部ガイド及び上部ガイドに、軸に接触し前記軸の位置を固定するボルトと、前記ボルトを収納する通路とを設けたことを特徴とする請求項5記載のワイヤ放電加工装置。
- 被加工物を加工するワイヤ電極と、前記ワイヤ電極を下部で支持する下部ガイドと、前記ワイヤ電極を上部で支持する上部ガイドと、前記下部ガイド及び前記上部ガイド内に位置し前記ワイヤ電極に給電する給電ダイスを有するワイヤ放電加工装置において、前記上部ガイドの上部ノズル上方に、スプリングを介して前記ワイヤ電極挿入用のジェットノズルを前記上部ノズルと前記ジェットノズルの噴出口が同一軸となるように設け、前記ジェットノズル内部に、円盤状の上部ワイヤガイドホルダーと、前記上部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し前記上部ワイヤーガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを備え、前記上部ワイヤガイドホルダーの直上に溝が形成された上部ブロックを設け、前記溝に配置され、前記上部ワイヤガイドホルダーの直上に前記給電ダイスを設けたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイド及び前記上部ガイドに、前記ワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する絶縁体で構成された通路を設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイド及び前記上部ガイドに、前記下部ガイドの下部ノズル及び前記上部ガイドの上部ノズルに加工液を供給する通路と前記ワイヤ電極が通過するワイヤ通路に冷却用液を供給する通路を設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイドの下方に前記ワイヤ電極を通過させる中央通路と前記中央通路に接続され、下方方向に傾斜している傾斜通路とを有する負圧発生装置と、前記負圧発生装置に加工液を供給する配管を設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイドの上端に加工液を噴出させる噴出口の先端部が平面状である下部ノズルを設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
- 下部ノズル内にあって噴出口の直下に網を設けたことを特徴とする請求項11記載のワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイドの上部に位置し加工液を噴出する下部ノズル内に空間を挟んだ二層構成の下部ワイヤガイドホルダーと前記下部ワイヤガイドホルダーの中央部に位置し前記下部ワイヤーガイドホルダーと同じ厚さのワイヤガイドとを設け、前記下部ワイヤガイドホルダーの下層部に加工液を前記下部ワイヤガイドホルダーの空間内に供給する加工液供給口を設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
- 下部ワイヤガイドホルダーの上層部の外周に下部ノズル内部に加工液を供給する通路を設けたことを特徴とする請求項13記載のワイヤ放電加工装置。
- 前記下部ガイドの下部ノズル噴出口に下方向に向かって徐々に径が小さくなるような三角錐形状の傾斜ノズルを設けたことを特徴とする請求項1または7記載のワイヤ放電加工装置。
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