JP4219569B2 - 細穴放電加工機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は細穴放電加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水中で使用できるチルト（Tilt）可能なターンテーブルを備えた細穴放電加工機がなく、加工面に対して種々の傾斜角度を有する細穴加工も空気中にセットされたワークテーブル上のワークに対して行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
棒状のパイプ電極を用いた細穴加工では、加工穴の抜け際ではパイプ内からの加工液が加工部に十分に供給されず気中放電となり、放電が不安定となるため加工時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
また、加工穴の入り口部では、放電の熱により変色および変質をしたりバリが発生したりするという問題もある。
【０００５】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、水中で使用できるチルト（Tilt）可能なターンテーブルを備えた細穴放電加工機を提供することである。
【０００６】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の細穴放電加工機は、Ｚ軸に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、該Ａ軸に直交する軸心を回転中心とするチルト軸としてのＢ軸とを備えたターンテーブルを加工液を充満した加工槽内に設けた細穴放電加工機において、前記加工槽外部から加工槽内へ延伸させて設けたＢ軸回転軸の加工槽内端部に前記ターンテーブルを回転可能に設け、前記Ｂ軸回転軸に前記加工槽外部に開口し、前記加工槽内の端部まで延伸するめくら穴を設け、該めくら穴の開口部を跨いで取り付けたブラケットに前記ターンテーブルのＡ軸を回転駆動するＡ軸駆動モータを設け、該Ａ軸駆動モータの出力軸に設けたプーリと、前記めくら穴内部に突出した前記ターンテーブルのＡ軸駆動用の入力軸に設けたプーリとの間に回転伝達用のベルトを掛け回して設け、前記加工槽外部に前記Ｂ軸回転軸を回転駆動するＢ軸駆動モータを設け、前記めくら穴の開口部を外気から遮断すると共に、前記Ｂ軸駆動モータと前記Ａ軸駆動モータとを囲繞する空気室を設け、該空気室内に約１．１気圧の空気を常時供給することを要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１１】
図１、図２は本発明に係る６軸制御（X,Y,W,Z,A,B）の細穴放電加工機の一実施の形態を示したものである。さて、図１および図２を参照するに、総括的に示す細穴放電加工機１の基台３上には、図示省略の駆動手段及びＹ軸駆動モータＭＹによりＹ軸方向に移動位置決め可能なＹ軸テーブル５が設けてある。
【００１２】
前記Ｙ軸テーブル５には受け皿７を一体的に固定して設け、この受け皿７上に絶縁体である石定盤９を設けると共に、この石定盤９上にＬ字形のブラケット部材１１が一体的に設けてある。
【００１３】
上述のブラケット部材１１上には、電気伝導度の小さい純水などの加工液１３を入れるための加工槽１５が取り付てあり、この加工槽１５内にワークＷを固定するためのチルト可能なターンテーブル装置１７が設けてある。
【００１４】
以下、上述のターンテーブル装置１７について図３、図４を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
ターンテーブル装置１７は、Ｚ軸（図１、図３の上下方向）に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、Ａ軸に直交（Ｙ軸に平行、Ｘ軸に直交）する軸心を回転中心とするＢ軸（チルト軸）とを備えている。
【００１６】
上述のＢ軸駆動部としてのＢ軸回転軸１９は、前記石定盤９上のＬ字形ブラケット部材１１の水平底部１１ａから前記加工槽１５の右側（図１，３において右側）の壁面に沿って上方に延伸するＢ軸取付部１１ｂに軸受け２１を介して回転自在に軸支してある。前記Ｂ軸回転軸１９は前記加工槽１５の右側壁面を貫通して加工槽１５内部のほぼ中央部まで延伸させて設けてある。
【００１７】
なお、前記軸受け２１の外輪と内輪は、環状軸受け押さえ２２と環状のナット部材２４とでＬ字形ブラケット部材１１のＢ軸取付部１１ｂに固定してある。
【００１８】
前記Ｂ軸回転軸１９の軸心部には、右端部において開口し、左端部近傍までＢ軸回転軸１９の軸心に沿って水平に延伸する"めくら穴"２３が設けてある。また、Ｂ軸回転軸１９の左端の上部には、例えば、ハーモニックドライブ（商品名）等の減速比の大きい（約1/100程度）減速機２５を介してターンテーブル２７が取り付けてある。
【００１９】
上述の減速機２５のハウジング底部２６ａは、前記"めくら穴"２３内部に突出した状態でＢ軸回転軸１９に固定してあり、このハウジング底部２６ａに回転自在に軸支されたＡ軸駆動用の入力軸２９がハウジング底部２６ａから突出しており、この入力軸２９に歯付きプーリ３１が取り付けてある。
【００２０】
一方、減速機２５のハウジング上部２６ｂの内部には、Ａ軸駆動用の出力軸３３が軸受け３５を介して回転自在に設けてあり、この出力軸の上端に前述のターンテーブル２７の下面がネジ（図示省略）などの締結部品で一体的に固定してある。
【００２１】
また、Ａ軸駆動モータＭＡがＢ軸回転軸１９の"めくら穴"２３の開口部を跨いで取り付けたブラケット３７を介して取り付けてあり、このＡ軸駆動モータＭＡの出力軸に設けた歯付きプーリ３９と、前記減速機２５の入力軸２９に設けた歯付きプーリ３１との間に歯付きベルト４１が掛け回してある。
【００２２】
さらに、前記Ｂ軸回転軸１９を駆動するためのＢ軸駆動モータＭＢが前記Ｌ字形ブラケット部材１１に取り付けた空気室４３内に設けてある。この空気室４３は前記Ｂ軸回転軸１９の"めくら穴"２３の開口部を外気と遮断すると共に、前記Ａ軸駆動モータＭＡとＢ軸駆動モータＭＢを囲繞するように設けてある。
【００２３】
また、Ｂ軸駆動モータＭＢの出力軸には歯付きプーリ４５が設けてあり、前記Ｂ軸回転軸１９右端の外径部に設けた歯付きプーリ４７と歯付きプーリ４５との間に歯付きベルト４９が掛け回してある。
【００２４】
前記減速機２５のハウジング内部と加工槽１５との間はシール５１によりシールしてあり、前記加工液１３が減速機２５内に侵入しないようになっている。また、前記ハウジング底部２６ａとＢ軸回転軸１９の"めくら穴"２３との係合部にもＯリングなどの適宜なシールを設け、加工液１３が"めくら穴"２３内に侵入しないように設けてある。
【００２５】
また、前記Ｂ軸回転軸１９が加工槽１５の壁面を貫通する係合部分にもシール５３およびシール押さえ５５などにより加工液１３が槽外へ漏出するのを防止してある。さらに、前記空気室４３は外気との間をシールして気密状態にすると同時に、空圧源５７からの空気を減圧弁５９で約１．１気圧程度に減圧して空気室４３内に常時供給し加工液１３の"めくら穴"２３および空気室４３内への漏洩を阻止している。
【００２６】
前記ターンテーブル２７の裏面には、ターンテーブル２７に電気的に導通した環状の通電リング６１が設けてあり、この通電リング６１に常時接触する通電ブラシ６３が前記Ｂ軸回転軸１９に設けた通電ブラシ支持部材６５に支持してある。
【００２７】
なお、通電ブラシ６３および前記電極７５とは放電電源（図示省略）に接続してある。
【００２８】
上記構成において、制御装置（図示省略）の制御の下にＡ軸駆動モータＭＡを適宜に回転駆動させれば、ターンテーブル２７をＡ軸中心に適宜な角度回転させることができる。
【００２９】
また、同様にＢ軸駆動モータＭＢを適宜に正転または逆転駆動させれば、ターンテーブル２７を時計方向または反時計方向へチルト（Tilt；傾斜）させることができる。さらに、前記Ｙ軸駆動モータＭＹを適宜に回転駆動することにより、ターンテーブル２７をＹ軸方向の任意の位置に位置決めすることができる。
【００３０】
さて、再度図１および図２を参照するに、前記加工槽１５の後方（図２において右方）の前記基台３上には左右の支柱６７（ａ，ｂ）と、この左右の支柱６７（ａ，ｂ）に水平に懸架した梁部材６７ｃからなる門型フレーム６７が設けてある。
【００３１】
門型フレーム６７の梁部材６７ｃには、蛇腹６９に保護されたガイドレール（図示省略）が設けてあり、このガイドレール（図示省略）にＸ軸キャリッジ７１が移動自在に設けてある。そして、このＸ軸キャリッジ７１にＺ軸駆動モータＭＺによりＺ軸（加工軸）の任意の位置に移動位置決め可能なＺ軸キャリッジ７３が設けてある。なお、前記Ｘ軸キャリッジ７１はＸ軸駆動モータＭＸによりＸ軸の任意の位置へ位置決め自在である。また、前記Ｚ軸キャリッジ７３には、前記Ｘ軸キャリッジ７１に対して適宜な高さにＺ軸キャリッジ７３を移動させるＷ軸モータＭＷが設けてある。
【００３２】
前記Ｚ軸キャリッジ７３には、細穴加工用の中実または中空の棒状電極７５が回転自在に軸支されており、そして、これらの棒状電極７５をＡ軸中心に回転させるためのモータ（図示省略）が設けてある。また、前記中空の棒状電極（すなわちパイプ電極）に対しては、加工液（純水等）を供給する加工液供給手段（図示省略）が設けてある。
【００３３】
前記加工槽１５には、ワークの表面位置に合わせて加工液の液面の高さを制御する液面制御手段７７が設けてある。この液面制御手段７７の構成は、例えば次のように構成してある。
【００３４】
図１に示すように、前記加工槽１５の側壁上部から下方へ深さＨの切り欠き溝７９が設けてある。そして、この切り欠き溝７９に沿って昇降するゲート８１が適宜なガイド手段（図示省略）により昇降可能に設けてある。前記ゲート８１にはナット部材８３が一体的に設けてあり、このナット部材８３には加工槽１５に取り付けたゲート駆動モータＭＬにより回転駆動される送りネジ８５が螺合してある。
【００３５】
なお、上述の切り欠き溝７９の深さＨは、前記ターンテーブル２７が水平位置にあるとき（Ｂ軸回転角度が０度）のターンテーブル表面位置より若干下方になるように設けてある。
【００３６】
上述の液面制御手段７７のゲート８１をゲート駆動モータＭＬを駆動して昇降させることにより、加工槽１５内の液面高さを任意に設定することができる。
【００３７】
すなわち、加工槽１５には常時加工液１３が加工液供給装置（図示省略）から供給されるように設けてあり、加工液１３はこの切り欠き溝７９から常時オーバーフローして前記受け皿７に流出するように設けてある。 受け皿７にはドレイン口８７が設けてあり、ドレイン口８７を経て加工液１３は加工液供給装置（図示省略）のタンクへ戻されるように設けてある。
【００３８】
なお、上述の液面制御手段７７には、加工槽１５の底部に加工液の排出を制御するバルブを設けると共に液面検出手段を設けて加工液排出の制御を行うようにしても同様な液面制御が可能である。
【００３９】
上記構成において、細穴加工を行う場合には加工槽１５内の加工液１３を排出した状態でターンテーブル２７にワークＷを取り付けた後、加工液（純水等）１３をワーク表面が浸漬する高さまで注入する。
【００４０】
次いで、ワークＷの表面と棒状電極７５先端との間の距離をＷ軸モータＭＷで適宜に設定すると共に、Ｘ軸駆動モータＭＸとＹ軸駆動モータＭＹとを適宜に駆動することにより、棒状電極７５をワークＷの所望のＸＹ座標に位置決めし、Ｚ軸駆動モータＭＺにより棒状電極７５のＺ軸送りを制御しながら放電加工を実施する。
【００４１】
上述の細穴加工において、ターンテーブル２７のＡ軸とＢ軸（チルト軸）とを適宜な角度回転させることにより、ワークＷをターンテーブル２７に取り付けし直すこなく底面以外の全ての面に対する放電加工を行うことができる。また、加工槽１５内の加工液１３の液面高さは、前記液面制御手段７７により常にワーク表面の高さより若干上方に位置するように自動制御することができる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれれば、加工工程の全てが加工液中における放電加工であるので、加工穴の抜け際で放電が不安定となることがない。また、加工穴の入り口部での変色、変質およびバリなどが発生することがない。また、Ｂ軸回転軸の軸心部のめくら穴に大気圧より高い空気を送っているので、加工槽からの加工液がＡ軸駆動モータとＢ軸駆動モータとを設けた空気室内へ漏洩するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細穴放電加工機の正面図。
【図２】本発明に係る細穴放電加工機の右側面図（一部破断）。
【図３】図２におけるターンテーブル装置１７部分の拡大図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
１ 細穴放電加工機
３ 基台
５ Ｙ軸テーブル
７ 受け皿
９ 石定盤
１１ ブラケット部材
１３ 加工液
１５ 加工槽
１７ ターンテーブル装置
１９ Ｂ軸回転軸
２１、３５ 軸受け
２２ 環状軸受け押さえ
２３ めくら穴
２４ 環状のナット部材
２５ 減速機
２６ａ ハウジング底部
２６ｂ ハウジング上部
２７ ターンテーブル
２９ 入力軸
３１、３９、４５、４７ 歯付きプーリ
３３ 出力軸
３７ ブラケット
４１、４９ 歯付きベルト
４３ 空気室
５１、５３ シール
５５ シール押さえ
５７ 空圧源
５９ 減圧弁
６１ 通電リング
６３ 通電ブラシ
６５ 通電ブラシ支持部材
６７ 門型フレーム
６７（ａ，ｂ） 支柱
６７ｃ 梁部材
６９ 蛇腹
７１ Ｘ軸キャリッジ
７３ Ｚ軸キャリッジ
７５ 電極
７７ 液面制御手段
７９ 切り欠き溝
８１ ゲート
８３ ナット部材
８５ 送りネジ
８７ ドレイン口
ＭＡ Ａ軸駆動モータ
ＭＢ Ｂ軸駆動モータ
ＭＬ ゲート駆動モータ
ＭＸ Ｘ軸駆動モータ
ＭＹ Ｙ軸駆動モータ
ＭＺ Ｚ軸駆動モータ
ＭＷ Ｗ軸モータ
Ｗ ワーク
Claims (1)
- Ｚ軸に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、該Ａ軸に直交する軸心を回転中心とするチルト軸としてのＢ軸とを備えたターンテーブルを加工液を充満した加工槽内に設けた細穴放電加工機において、前記加工槽外部から加工槽内へ延伸させて設けたＢ軸回転軸の加工槽内端部に前記ターンテーブルを回転可能に設け、前記Ｂ軸回転軸に前記加工槽外部に開口し、前記加工槽内の端部まで延伸するめくら穴を設け、該めくら穴の開口部を跨いで取り付けたブラケットに前記ターンテーブルのＡ軸を回転駆動するＡ軸駆動モータを設け、該Ａ軸駆動モータの出力軸に設けたプーリと、前記めくら穴内部に突出した前記ターンテーブルのＡ軸駆動用の入力軸に設けたプーリとの間に回転伝達用のベルトを掛け回して設け、前記加工槽外部に前記Ｂ軸回転軸を回転駆動するＢ軸駆動モータを設け、前記めくら穴の開口部を外気から遮断すると共に、前記Ｂ軸駆動モータと前記Ａ軸駆動モータとを囲繞する空気室を設け、該空気室内に約１．１気圧の空気を常時供給すること特徴とする細穴放電加工機。
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