JP4219109B2 - 放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機に係り、特に一般の細孔放電加工機上にねじ切り装置が設けられていることにより、該細孔放電加工機がドリル加工用としてのみでなく、放電ねじ切りを行うことができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在一般に見られる細孔放電加工機は、ドリルの機能のみを具えたものであり、主な構造としては、放電送り軸（Ｚ軸）、回転軸（Ｒ軸）、並びに加工液供給装置、円形放電電極、円柱式ガイド、加工液濾過及び加圧装置、電気制御部と放電電源などの装置より構成されている。細孔放電加工を行う際、該回転軸が一定の速度或いは速度を調整しながら回転を始めると、加工液が該回転軸上に設置されている中空電極にまで送られ、該電極はガイドを挿通し、加工軸サーボ装置と放電電源とを起動させて加工対象物に対してドリル放電を進行する。電極直径と深度比は、一般の機械式ドリル機より高く、且つ加工孔の垂直度は良好であり、現在では最も広く使用されている快速放電ドリル設備の一つであり、加工できる対象は任意の導電金属や放電加工できるものであり、材質や硬度を選ばず、非常に効率が良く、精確に加工できる設備として定評がある。
【０００３】
また公知構造の最も伝統的な機械式ねじ切り装置についてここで説明を加えておくと、先ずそのねじ切り方法は、加工対象物上にドリルで孔を開け、更にねじ切りでねじ切りを行うものである。この種のねじ切り装置は一般に未処理の材料に対して加工を行う際に利用され、またその他にもマセット鋼ねじ切りによって熱処理鋼材に対してねじ切りを行うこともあるが、この方法によるとやや亀裂が入り易い欠点がある。そこでコンピュータ制御放電加工機を回転軸（C軸）と加工軸（Ｚ軸）両軸のギャップ間を利用した方式により、更に電極のねじ切りの長さと放電電源を合わせて放電ねじ切りを進行させる方法もある。また、手動式の放電加工機にスイングヘッド拡孔装置を設置したものにおいては、先ず加工対象物上に孔を開け、縮小サイズの螺旋電極を孔内に穿入し、更に該加工電源と加工液を起動させると放電孔拡大加工を開始するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公知構造の細孔放電加工機にあっては、細孔を加工するドリルの機能のみが提供されているに止まる。本発明は放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機に係り、特に一般の細孔放電加工機上にねじ切り装置が設けられていることにより、該細孔放電加工機がドリル加工用としてのみでなく、放電ねじ切りを行うことができるようにしたドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サーボモータ (12) により回転する回転軸 ( Ｒ軸 11) と、上記のサーボモータ (12) とは異なるサーボモータ (14) により回転する加工軸 ( Ｚ軸 13) とを備え、該回転軸 ( Ｒ軸 11) 上には電極を設けて、この電極をガイドに通して、電極を回転させながら放電を行うことによって細孔放電加工を行うようにした細孔放電加工機 (10) において、
細孔放電加工を行う際には、上記の加工軸 ( Ｚ軸 13) が電極の送りを行う軸となり、上記の回転軸 ( Ｒ軸 11) が電極を回転させる回転軸となり、放電ねじ切りを行う際には、上記の回転軸 ( Ｒ軸 11) に目的のねじ切りのサイズに合った外周に螺旋を備えた螺旋電極 (15) を設置し、内側に螺旋の設けられたガイド (16) に、当該螺旋電極 (15) を通して、当該回転軸 ( Ｒ軸 11) を回転させることにより、上記の螺旋電極 (15) の外周の螺旋が上記のガイド (16) の内側の螺旋によって送られて、当該放電ねじ切りを進行するようにしたことを特徴とするドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機を提供することにより、上記の課題を解決する。
【０００６】
【発明実施の形態】
図１に示すように、本発明は放電ドリルとねじ切り両用の細孔放電加工機であり、主に放電加工機１０上の回転軸（Ｒ軸）１１は一般の工業感応モータを改良してサーボモータ１２としたものである。本来の放電加工軸（Ｚ軸）１３は一般モードと放電フォローモードとに切り換え可能なタイプのサーボモータ１４とする。
【０００７】
加工液と放電電源を起動させて放電加工を行う。
この放電加工の際、放電ねじ切りを行う場合には、上記の回転軸（Ｒ軸）１１に目的のねじ切りのサイズに合った外周に螺旋を備えた螺旋電極１５（図４，５参照）を設置する。この螺旋電極１５を、内側に螺旋の設けられたガイド１６（図２，３参照）に通して、当該回転軸（Ｒ軸）１１を回転させることにより、上記の螺旋電極１５の外周の螺旋が上記のガイド１６の内側の螺旋によって送られて、当該放電ねじ切りを進行する。このように、回転軸（Ｒ軸）１１を放電主制御軸とする一方、該放電軸（Ｚ軸）１３をフォローモードとするものである。
細孔放電加工を行う場合には、加工軸（Ｚ軸）１３を主加工軸とし、該回転軸（Ｒ軸）１１は一定の速度で回転、或いは速度を調整して回転する回転軸となる。そして、円形の電極と円柱状のガイドを使用し、更に放電電源と加工液を合わせることで、一般の細孔放電加工機の機能が回復する。
このようにして、一つの加工機で、ドリルとねじ切りの両機能を切り換えて使用することができる。
【０００８】
放電ねじ切り加工に際して、該細孔放電加工機１０は、制御機上にて螺旋電極のねじ切りの長さを設定し、並びに該ねじ切りと整合するガイドを選び、更に制御器の設定も合わせ、Ｚ軸とＲ軸とが同時にギャップを埋める方式で送られるようにする。例えばねじ切りの長さを１ mm とした場合、Ｚ軸も１ mm 送られようにすることが望ましい。
放電ねじ切りを進行する際、螺旋電極１５には、図４や図５に示すような中空部１５１を備えた中空電極とすることが好ましい。これにより、図７に示すように、加圧された加工液２０が電極の中空部１５１を経ることで、該加工液２０が該電極１５と加工対象物３０の放電ギャップを流れて不純物を排出する。また図８に示すように、真空吸引装置４０を該回転軸１１上及び電極の中空部１５１に設置し、浸漬させる方式で該加工液２０を該放電ギャップに吸入し、更に該中空部１５１に吸入させて不純物を取り除き、加工の精度をアップさせることができる（図４から図８参照）。
【０００９】
図９及び図１０に基づき、本発明に係る放電加工装置の機械的構造の一例を説明する。
この例では、加工軸（Ｚ軸）１３の軌道座１３１の一端に補助軌道座１３２を固定する。回転軸座１１には機械式補助軌道５０及びばね６０を設置する。該補助軌道５０は該補助軌道座１３２内で上下に移動するべく設置され、該軌道座１３１と該補助軌道座間には更に絶縁板１３３が介されている。上述の構造は細孔放電を行う際ロックできる。
放電ねじ切りを進行する際、該回転軸１１上には螺旋電極１５、及びガイドプレート上に設置された内螺旋であるガイド１６が設置され、更に該螺旋電極１５を該ガイド１６に螺合し、加工電源と加工液によって放電ねじ切りを進行させる。
該回転軸１１が右から左に回転するとき、該補助軌道５０は、該ガイド１６に螺合している該螺旋電極１５の螺旋の方向によって同時に下方に送られる。また逆に該回転軸１１が反対方向で回転する際は、該補助軌道５０はばね６０の弾性によって後退（即ち上方に移動）する。
こうすることで該回転軸１１と補助軌道５０とが螺旋電極１５のねじ切りと同時に送られて放電ねじ切りを進行する。
【００１０】
次に、図１１を参照して、放電ねじ切り装置の機械的構造の他の例を説明する。
この例では、加工軸１３の軌道座７０を、上軌道座７１と下軌道座７２とに分かれているものとする。この上軌道座７１と下軌道座７２とは、連結装置８０によって、相互に連結、或いは分けられるようになっている。
該下軌道座７２にはガイド棒７２１が固定されている。他方、該上軌道座７１にはリング７１１が設けられている。該ガイド棒７２１は該リング７１１を穿設しており、且つ該ガイド棒７２１は該リング７１１との間にばね６１が設けられている。
上述の構造により、細孔放電を行う際は該連結装置８０によって該上軌道座７１及び下軌道座７２を相互に連結させてロックする。
放電ねじ切りを行う際には、加工軸（Ｚ軸）１３をあるポイントにまで移動させてロックして動かぬようにし、並びに加工の必要に合わせるべく該上軌道座７１と下軌道座７２間の連結構造８０を緩める。該回転軸１１上には該螺旋電極１５及びガイドボード上に設置されたガイド１６を設置し、該螺旋電極１５を内螺旋のあるガイド１６に螺合し、更に加工電源と加工液とによって該放電ねじ切りを進行させる。該回転軸１１が右から左方向に回転する際、該下軌道座７２は該螺旋電極１５の回転方向と同時に送られる。逆に該回転軸１１が反対方向に回転する際は、該下軌道座７２は該ばね６１の弾力により上向きに移動する。
【００１１】
次に、図１２を参照して、放電ねじ切り装置の機械的構造のさらに他の例を説明する。
この例では、加工軸１３の軌道座１３１上方にガイドナット９０を設けるものである。該ガイドナット９０は凸部９１を備えるものであり、この凸部９１は該軌道座１３１の軸孔内に設置されている。そして、該軌道座１３１には片側にロック装置１３４が設けられており、該ロック装置１３４によって、該ガイドナット９０の凸部９１を該軌道座１３１の軸孔に固定することができるようになっている。
該ガイドナット９０両側にはそれぞれ貫通孔９２が設けられており、固定軸９３によって該軌道座１３１に固定されている。該ガイドナット９０上，下両方と該固定軸９３間には、それぞればね６３が設けられている。
該ロック装置１３４が緩んだ状態のとき、該ガイドナット９０の凸部９１は固定状態より脱し、該加工軸（Ｚ軸）１３は緩んだ状態となる。この状態において、該ガイドナット９０と軌道座１３１とは、該固定軸９３とばね６３とを介して、連結されていることになる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によると、ドリルとねじ切りの両機能を具えることによって用途が広がり、また加工時間が省けて効率が上がり、螺旋電極と内側の螺旋であるガイドとによって簡単に異なる寸法のねじ切りが行える等、多数の目的が一挙に達成されたことで非常に実用的になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における断面図である。
【図２】本発明におけるガイド平面断面図である。
【図３】本発明におけるもう一つの規格のガイドの平面断面図である。
【図４】本発明における螺旋電極平面及び断面図である。
【図５】本発明におけるもう一つの規格の螺旋電極の平面及び断面参考図である。
【図６】本発明の放電加工機で加工液を真空装置に供給する参考図である。
【図７】本発明の実施例であり、加圧された加工液の加工状況を示す図である。
【図８】本発明の実施例であり、真空吸着による加工状況を示す図である。
【図９】本発明実施例における放電ねじ切りシステム装置の正面図である。
【図１０】本発明実施例における放電ねじ切りシステム装置の側面図である。
【図１１】本発明実施例におけるもう一つの放電ねじ切りシステムの側面図である。
【図１２】本発明実施例におけるその他の放電ねじ切りシステムの側面図である。
【符号の説明】
１０ 放電加工機
１１ 回転軸（Ｒ軸）
１２ サーボモータ
１３ 加工軸（Ｚ軸）
１３１ 軌道座
１３２ 補助軌道座
１３３ 絶縁板
１４ サーボモータ
１５ 螺旋電極
１５１ 電極の中空部
１６ ガイド
２０ 加圧された加工液
３０ 加工対象物
４０ 真空吸引装置
５０ 補助軌道
６０ ばね
７０ 起動座
７１ 上軌道座
７１１ リング
７２ 下軌道座
７２１ ガイド棒
８０ 連結装置
６１ ばね
９０ ガイドナット
９１ 凸部
９２ 貫通孔
９３ 固定軸
１３４ ロック装置
６３ ばね

Claims (4)

1. サーボモータ (12) により回転する回転軸 ( Ｒ軸 11) と、上記のサーボモータ (12) とは異なるサーボモータ (14) により回転する加工軸 ( Ｚ軸 13) とを備え、
   該回転軸 ( Ｒ軸 11) 上には電極を設けて、この電極をガイドに通して、電極を回転させながら放電を行うことによって細孔放電加工を行うようにした細孔放電加工機 (10) において、
   細孔放電加工を行う際には、上記の加工軸 ( Ｚ軸 13) が電極の送りを行う軸となり、上記の回転軸 ( Ｒ軸 11) が電極を回転させる回転軸となり、
   放電ねじ切りを行う際には、上記の回転軸 ( Ｒ軸 11) に目的のねじ切りのサイズに合った外周に螺旋を備えた螺旋電極 (15) を設置し、
   内側に螺旋の設けられたガイド (16) に、当該螺旋電極 (15) を通して、当該回転軸 ( Ｒ軸 11) を回転させることにより、上記の螺旋電極 (15) の外周の螺旋が上記のガイド (16) の内側の螺旋によって送られて、当該放電ねじ切りを進行するようにしたことを特徴とするドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
2. 前記の螺旋電極 (15) が中空の電極 (151) であり、放電ねじ切りを行う際、加圧された加工液 (20) が中空内を通過することにより、当該加工液 (20) が当該螺旋電極 (15) と加工対象物 (30) との間の放電ギャップを流れるものであることを特徴とする請求項１記載のドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
3. 加工軸 ( Ｚ軸 13) に軌道座 (70) が設けられ、この軌道座 (70) は一方の軌道座 (71) と他方の軌道座 (72) とに分けられたものであり、連結装置 (80) によりこの一方の軌道座 (71) と他方の軌道座 (72) とは分離可能に連結されており、
   細孔放電を行う際は該連結装置 (80) によって該一方の軌道座 (71) 及び他方の軌道座 (72) を相互に連結させ、
   放電ねじ切りを行う際には該一方の軌道座 (71) と他方の軌道座 (72) 間の連結装置 (80) を緩め、前記の螺旋電極 (15) 及び前記のガイド (16) を設けて前記の放電ねじ切りを進行させ、回転軸 ( Ｒ軸 11) が一方向に回転する際、上記の他方の軌道座 (72) は下向きに移動し、回転軸 ( Ｒ軸 11) が他方向に回転する際、上記の他方の軌道座 (72) は上向きに移動することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
4. 放電ねじ切り時に回転軸 ( Ｒ軸 11) が上記の他方向に回転する際、ばね (61) の弾力により、上記の他方の軌道座 (72) が上向きに移動するものであることを特徴とする請求項３記載のドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。

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