JP4447591B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工槽に加工液を急送する急送タンクを備える放電加工装置に関する。

放電加工装置は、一般に、所定の放電加工間隙（以下、極間と称する。）をおいて対向配置されるワークと工具電極との間に所要の加工電圧を印加して連続的に放電を発生させつつ、ワークと工具電極とを相対移動させてワークを所望の形状に加工する構成を採用しており、加工中に極間に発生する加工屑やタール化した加工液による放電エネルギーの低下（放電の発生遅れ）等を回避すべく、加工液を満たした加工槽にワークを浸漬して、加工液により極間に発生する加工屑等を連続的に除去しながら放電加工を行う。この放電加工装置においては、特許文献１乃至特許文献３に開示されるように加工槽の上方位置に急送タンク（特許文献１においては補助槽、特許文献２においてはフィルタンク、特許文献３においてはサブタンク）を備えることが多くなっており、加工の開始に際しては加工槽に短時間で加工液を急送すべく、急送タンクと加工槽とを結ぶ急送管路（急送流路）を開放しヘッド差を利用して加工液を加工槽に急送する構成としていた。

国際公開番号ＷＯ０１／０３６１３９号公報 特開平５−４１１７号公報 特開平５−４２４２４号公報

ところで上述した放電加工装置に採用される加工液には水系や油系の加工液があり、加工精度が要求される昨今の放電加工においては油系の加工液が採用されることも多くなっている。しかしながら油系の加工液は粘性が相対的に大きく、所定の衝撃をもって空気と接触すると空気を巻き込んで泡が発生し加工槽内を視認し辛くしたり、加工中にアーク放電を発生させる等安定した放電加工を阻害する恐れがあった。

特に上述した急送タンクを備える放電加工装置においては加工槽に加工液が短時間に急送されるため加工液の圧力が大きく、加工槽に加工液が満たされて液面の下方側から加工液が急送される場合にも加工液の大きな圧力が作用して液面が跳ね上がり空気を巻き込むことが多く、泡の発生が深刻な問題となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加工槽において急送される加工液の圧力を緩和させて泡の発生を抑制し安定した放電加工を実現することができる放電加工装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ワークを定盤に配置しつつ加工液に浸漬して加工する加工槽と、加工槽の加工液を回収して貯留する貯留タンクと、貯留タンクから汲み上げられる加工液を貯留するとともに、貯留した加工液を加工槽に急送する急送タンクと、を備える放電加工装置において、加工槽を、急送タンクから急送される加工液が噴出する噴出部と、定盤を配置しワークを加工する加工部と、に区分けし、加工槽の底面との間および定盤との間で所定に離間して配置される隔壁を有し、急送タンクから急送される加工液は、噴出部において下方に向かって噴出されるとともに、噴出された加工液は、隔壁と加工槽の底面との離間部を介して加工部に流入し、更に加工部に流入した加工液は定盤に衝突して隔壁と定盤との離間部において上昇流をなし、定盤との離間部を閉塞して上昇流と衝突し上昇流の圧力を緩和する圧力緩和構造を備えることを特徴とする。

本発明によれば、加工槽を、急送タンクから急送される加工液が噴出する噴出部と、定盤を配置しワークを加工する加工部と、に区分けし、加工槽の底面との間および定盤との間で所定に離間して配置される隔壁を有し、急送タンクから急送される加工液は、噴出部において下方に向かって噴出されるとともに、噴出された加工液は、隔壁と加工槽の底面との離間部を介して加工部に流入し、更に加工部に流入した加工液は定盤に衝突して隔壁と定盤との離間部において上昇流をなし、定盤との離間部を閉塞して上昇流と衝突し上昇流の圧力を緩和する圧力緩和構造を備えることとしたので、加工槽に急送される加工液により生ずる上昇流の圧力が緩和されて、加工槽内で液面が跳ね上がる等による泡の発生を抑制することができる。なお、「圧力緩和構造」とは邪魔板、弾性部材等の急送タンクから急送される加工液により生ずる上昇流と衝突して該上昇流の圧力を緩和する各種構造を含むものとする。

圧力緩和構造は、邪魔板または弾性部材とすることとすれば、急送される加工液により生ずる上昇流が邪魔板または弾性部材と衝突する際に該加工液の上昇流の圧力が確実に緩和される（請求項２）。本発明においては、加工液の上昇流と弾性部材とが衝突する際には弾性部材の弾性力が作用してより確実に上昇流の圧力を緩和させることができるので、該上昇流の圧力がより大きい場合に弾性部材を採用することは特に有効となる。

急送タンクから急送される加工液を中継して噴出部に噴出させる中継ジョイントを噴出部の内部に収納し、かつ、中継ジョイントは急送される加工液を下方に向かって噴出する噴出口を有し、噴出口の近傍に、急送タンクから急送される加工液により生ずる上昇流と衝突して上昇流の圧力を緩和する邪魔板または弾性部材を設けることとすれば、噴出口から下方に向かって噴出する加工液が加工槽の底面に衝突して生ずる上昇流と邪魔板または弾性部材とが確実に衝突して該上昇流の圧力を緩和させることができる（請求項３）。

中継ジョイントを、該中継ジョイントの噴出口が隔壁の下端から露出して加工槽の噴出部の底面近傍に位置するように噴出部の内部に収納することとすれば、邪魔板または弾性部材と加工槽の底面とが近接するので、該邪魔板または弾性部材と加工液の噴出口から下方に向かって噴出する加工液が底面に衝突して生ずる上昇流とを更に確実に衝突させることができる。また、空の加工槽に加工液が噴出される場合にも、噴出口から噴出する加工液が加工槽の底面と衝突する際の衝撃を緩和させることができるので好ましい（請求項４）。

本発明によれば、加工槽において泡の発生を抑制し安定した放電加工を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る放電加工装置１の概略を示す右側面図である。図１を参照して放電加工装置１の概要を説明すると、放電加工装置１は、該装置１の基部をなすベット２と、ベット２の上面後部に立設するコラム３と、コラム３の上面に装着され前方に延出するラム４と、ラム４の前面に装着され工具電極５を備える加工ヘッド６と、ベット２の前部側に備えられワークWを配置する定盤７と、定盤７を収容しつつワークＷを加工液に浸漬する加工槽８と、加工槽８を載置するワークテーブル９と、加工槽８の汚液を回収しかつ清澄化して貯留し、該貯留した加工液を加工槽８に供給する貯留タンク１０を有しており、図示せぬ電源装置により極間に放電を発生させつつ放電加工を行うとともに、加工槽８と貯留タンク１０との間で加工液を循環させ清澄な加工液が加工槽８に満たされるように構成されている。そして、ラム４の内部にはＹ軸モータ１１ｙが、加工ヘッド６の内部にはＺ軸モータ１１ｚが、ワークテーブル９の内部にはＸ軸モータ１１ｘ（加工槽８の移動手段）が収納されており、これら各軸モータ１１ｘ〜１１ｚを制御することにより工具電極５とワークWとの相対位置関係を適宜に設定することができる。

加工槽８の上方位置には、架台１２を介して急送タンク２０が設けられている。この急送タンク２０は、図２に示すように、貯留タンク１０から供給ポンプＡを介して汲み上げられる加工液を貯留し、貯留した加工液をヘッド差を利用しつつ急送流路Ｂを介して加工槽８に急送する構成となっており、急送流路Ｂ上には、中継ジョイント３０が配設されている。

中継ジョイント３０は、急送タンク２０から急送される加工液を中継して加工槽８に噴出させる機能を有しており、図３に示すように、本体３１、ホッパー３２、および送液パイプ３３を備えている。

本体３１は内部が中空の直方体形状をなしており、この本体３１には急送タンク２０から急送される加工液が流入する。すなわち、本体３１の右側部には加工液の流入口３１ａが設けられており、この流入口３１ａに急送タンク２０から急送される加工液が流入する。

ホッパー３２は、本体３１と連通するように該本体３１の下端に装着されている。このホッパー３２は本体３１と同一の幅寸法をもちつつ奥行き寸法が漸次減少するように形成されており、加工液が流通する流路の断面積を漸次減少させる機能を有している。

送液パイプ３３は、ホッパー３２と連通するように該ホッパー３２の下端に装着されている。この送液パイプ３３は幅広に形成されるとともに、下方に長尺な構造となっており、ホッパー３２により流路の断面積を減少させた状態で該流路を加工液の流通方向に長尺に設定しつつ急送される加工液を加工槽８に噴出する機能を有している。

この送液パイプ３３の下端には加工液の噴出口３４が設けられており、加工液の噴出口３４の近傍には邪魔板３４ａ，３４ｂが設けられている。この邪魔板３４ａ，３４ｂは、送液パイプ３３の幅方向全体に亘り、かつ、送液パイプ３３の前面および後面の下端から水平方向に延在するように設けられている。

このように構成された中継ジョイント３０は、図４に示すように、コラム３の固設部３ａに固設されつつ、加工槽８の上端開口から直下に差し込まれるように収納される。すなわち、加工槽８は隔壁８ａにより、急送タンク２０から急送される加工液が噴出する狭小な噴出部８ｂと、定盤７を備え加工液にワークＷを浸漬して加工する加工部８ｃと、に区分けされており、噴出部８ｂに中継ジョイント３０が収納される。

なお、隔壁８ａは、加工槽８の底面との間に第１の離間部８ｄが、定盤７の後面上端との間に第２の離間部８ｅが形成されるように加工槽８の左右側壁に固設されており、これら第１の離間部８ｄおよび第２の離間部８ｅを介して噴出部８ｂに噴出された加工液が加工部８ｃに流通するように流路が形成されている。この流路は急送流路Ｂ上に位置しており、第２の離間部８ｅは急送流路Ｂの終端となっている。また、中継ジョイント３０は加工槽８に非接触状態で収納されており、加工槽８がＸ軸方向に移動する場合にも、中継ジョイント３０と加工槽８とが干渉することがない。

この中継ジョイント３０の収納状態においては、ホッパー３２により加工液の流路断面積は漸次減少され、更に送液パイプ３３により流路断面積が減少した状態で該流路が加工液の流通方向に長尺に設定されるので、急送タンク２０から大きな乱流を形成して加工液が急送される場合にも中継ジョイント３０の内部で加工液が整流されて加工槽８に噴出され、加工槽８で液面が跳ね上がる等による泡の発生を抑制することができる。

そして、加工液の噴出口３４の近傍には送液パイプ３３の前面および後面の下端から水平方向に延在するように邪魔板３４ａ，３４ｂが設けられているので、加工液の噴出口３４から加工液が下方に向かって噴出する際に、該加工液が加工槽８の底面に衝突して生ずる上昇流と邪魔板３４ａ，３４ｂとが衝突し、上昇流は水平方向に広がるように流路を転じる。よって、該上昇流の圧力は緩和され、液面が跳ね上がる等による泡の発生を抑制することができる。

更にこの収納状態においては、加工液の噴出口３４が、隔壁８ａの下端から露出し、更に加工槽８の底面近傍に位置するように中継ジョイント３０が収納される。これにより、邪魔板３４ａ，３４ｂと加工槽８の底面とが近接するので、邪魔板３４ａ，３４ｂと、噴出口３４から下方に向かって噴出する加工液が底面に衝突して生ずる上昇流と、を更に確実に衝突させることができる。また、空の加工槽８に加工液が急送される場合にも、加工液の噴出口３４から噴出した加工液が加工槽８の底面と衝突する際の衝撃を緩和させることができる。

加工槽８の後壁側にも該後壁の幅方向全体に亘りかつ中継ジョイント３０の噴出口３４の近傍位置に邪魔板８ｆが設けられており、この邪魔板８ｆも後壁から水平方向に延在するように設けられている。したがって、加工液の上昇流は邪魔板８ｆとも確実に衝突して加工液の上昇流の圧力緩和効果を更に向上させることができる。

この邪魔板８ｆは、中継ジョイント３０の後面に設けられた邪魔板３４ｂに対し僅かに上方側に位置しており、加工槽８の後壁近傍を上昇する加工液が中継ジョイント３０の後面に設けられた邪魔板３４ｂと衝突せずに更に上昇する場合にも、この上昇流は邪魔板８ｆと確実に衝突する。

なお、上述した邪魔板８ｆ，３４ａ，３４ｂは平板をＬ字状に屈曲させて形成しており、狭小な加工槽８の噴出部８ｂにも容易に設置することができ、加工槽８のコンパクト化に寄与することができる。

急送流路Ｂの終端には第２の離間部８ｅを閉塞するように弾性部材４０が設けられている。弾性部材４０は弾性に富むとともに、吸水性や通水性も有する部材で構成されており、例えば、スポンジ状の部材で構成される。この弾性部材４０は図５に示すように直方体形状に形成されており、収納箱４０ａにコンパクトに収納されつつ隔壁８ａの下端に装着される。この収納箱４０ａは底部に複数の開口を有し、上部は平板により閉塞されている。

したがって、噴出部８ｂに噴出される加工液が定盤７の後面に衝突して上昇流が形成される場合には、弾性部材４０は第２の離間部８ｅを閉塞するように装着されているので、この上昇流は収納箱４０ａの開口を介して弾性部材４０に衝突して該上昇流の圧力が緩和され、加工槽８における泡の発生を抑制することができる。

加工槽８の噴出部８ｂに噴出される加工液が定盤７の後面に衝突してより大きな上昇流を形成する場合があるが、弾性部材４０の弾性力が作用するので上昇流の圧力は確実に緩和される。この弾性部材４０は収納箱４０ａによりコンパクトに収納されつつ隔壁８ａの下端に装着されるので、狭小な第２の離間部８ｅにも容易に設置することができ、加工槽８のコンパクト化にも寄与する。

なお、図６に示すように、弾性部材４０は加工槽８の左右側壁との間に隙間８ｇを形成するように設けられており、弾性部材４０に衝突した上昇流は水平方向に流路を転じ、隙間８ｇを介して加工槽８の加工部８ｃに流出する。

次に本発明の第２実施形態および第３実施形態について図７および図８に基づいて説明する。
本発明の第２実施形態は、第１実施形態の加工槽８の噴出部８ｂに更に邪魔板８ｈを追加した構成を採用している。具体的には図７（ａ）に示すように、中継ジョイント３０に対向する隔壁８ａの壁面にも、加工液の噴出口３４の近傍位置に、かつ、水平方向に延在するように邪魔板８ｈが設けられており、加工液の上昇流はこの邪魔板８ｈにも衝突するので、該上昇流の圧力緩和効果が更に向上する。この邪魔板８ｈは、送液パイプ３４の前面に設けられた邪魔板３４ａに対し僅かに上方側に位置しており、加工液の上昇流が邪魔板３４ａに衝突せずに更に上昇する場合にも、この上昇流が邪魔板８ｈと確実に衝突する。なお、上昇流の圧力がより大きい場合には、図７（ｂ）に示すように邪魔板８ｆ，８ｈ，３４ａ，３４ｂに代えてスポンジ状の部材で構成される弾性部材４１を設けたり、図７（ｃ）に示すように邪魔板８ｆ，８ｈ，３４ａ，３４ｂを設け、更に加工液の噴出口３４と対向する加工槽８の底面に弾性部材４１を設けることとしてもよい。

本発明の第３実施形態は、第１実施形態の弾性部材４０の装着範囲を拡張した構成等を示している。具体的には図８（ａ）に示すように、第２の離間部８ｅを閉塞しつつ、更に定盤７の後面全体を覆うようにスポンジ状の部材で構成される弾性部材４２を装着しており、邪魔板３４ａ，３４ｂにより水平方向に流路を転じた加工液と弾性部材４２とが衝突し、該衝突した後に生ずる上昇流が更に弾性部材４０とも衝突する構成となっている。なお、図８（ｂ）に示すように、加工液の上昇流の圧力が相対的に小さい場合には第１実施形態の弾性部材４０に代えて第２の離間部８ｅを閉塞するように邪魔板８ｉを設けることとしてもよい。

本発明は、放電加工装置に利用できる。具体的には急送タンクを備える場合において加工槽における泡の発生を抑制する場合に役立つ。

本発明の第１実施形態に係る放電加工装置の全体構成を示す右側面図である 同放電加工装置の加工液の供給、急送の各流路を示す系統図である。 中継タンクの構造を示す斜視図である。 中継タンクの収納状態を説明するための図である。 スポンジ状弾性部材の構造を説明するための斜視図である。 スポンジ状弾性部材の装着範囲を説明するための加工槽の平面図である。 本発明の第２実施形態を説明するための図である。 本発明の第３実施形態を説明するための図である。

符号の説明

Ａ：供給ポンプ
Ｂ：急送流路
W：ワーク
１：放電加工装置
２：ベット
３：コラム
４：ラム
５：工具電極
６：加工ヘッド
７：定盤
８：加工槽
８ａ：隔壁
８ｂ：噴出部
８ｃ：加工部
８ｄ：第１の離間部
８ｅ：第２の離間部
８ｆ：邪魔板
８ｇ：隙間
８ｈ：邪魔板
８ｉ：邪魔板
９：ワークテーブル
１０：貯留タンク
１１：モータ
１２：架台
２０：急送タンク
３０：中継ジョイント
３１：本体
３２：ホッパー
３３：送液パイプ
３４：加工液の噴出口
３４ａ：邪魔板
３４ｂ：邪魔板
４０：弾性部材
４０ａ：収納箱
４１：弾性部材
４２：弾性部材

Claims (4)

1. ワークを定盤に配置しつつ加工液に浸漬して加工する加工槽と、
   前記加工槽の加工液を回収して貯留する貯留タンクと、
   前記貯留タンクから汲み上げられる加工液を貯留するとともに、前記貯留した加工液を前記加工槽に急送する急送タンクと、
   を備える放電加工装置において、
   前記加工槽を、前記急送タンクから急送される加工液が噴出する噴出部と、前記定盤を配置し前記ワークを加工する加工部と、に区分けし、前記加工槽の底面との間および前記定盤との間で所定に離間して配置される隔壁を有し、
   前記急送タンクから急送される加工液は、前記噴出部において下方に向かって噴出されるとともに、該噴出された加工液は、前記隔壁と前記加工槽の底面との離間部を介して前記加工部に流入し、更に該加工部に流入した加工液は前記定盤に衝突して前記隔壁と前記定盤との離間部において上昇流をなし、
   前記定盤との離間部を閉塞して前記上昇流と衝突し該上昇流の圧力を緩和する圧力緩和構造を備えることを特徴とする放電加工装置。
2. 前記圧力緩和構造は、邪魔板または弾性部材とすることを特徴する請求項１に記載の放電加工装置。
3. 前記急送タンクから急送される加工液を中継して前記噴出部に噴出させる中継ジョイントを前記噴出部の内部に収納し、かつ、前記中継ジョイントは前記急送される加工液を下方に向かって噴出する噴出口を有し、
   前記噴出口の近傍に、前記急送タンクから急送される加工液により生ずる上昇流と衝突して該上昇流の圧力を緩和する邪魔板または弾性部材を設けることを特徴とする請求項２に記載の放電加工装置。
4. 前記中継ジョイントを、該中継ジョイントの噴出口が前記隔壁の下端から露出して前記加工槽の噴出部の底面近傍に位置するように前記噴出部の内部に収納することを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。

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