JP5128027B2

JP5128027B2 - 多数の孔を放電加工するための装置及び方法

Info

Publication number: JP5128027B2
Application number: JP2001028932A
Authority: JP
Inventors: ビン・ウェイ; マーティン・キン−フェイ・リー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: EP1122017B1; KR20010078285A; JP2001259933A; KR100622759B1; US6373018B1; EP1122017A3; EP1122017A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して放電加工に関する。より具体的には、本発明は、多数の孔を放電加工するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工（ＥＤＭ）を用いる多重孔明けは、“櫛状工具”としても知られている多重工具組立体を用いることで達成される。工具組立体は、ＥＤＭ機械のラムに搭載された複数の固定された、つまり非回転電極を含む。かかる工具組立体の欠点は、小さく深い穴から誘電性流体（加工液）をどっと流す（フラッシュする）ことが難しいので処理が極めて遅く、従ってただ多数の非円形の孔をあけることのみに適していることである。
【０００３】
高速放電加工は、高速回転する管状の電極、誘電性流体、及び単一の円形孔をあけるための電極中心を通しての高圧のフラッシュを用いる。
【０００４】
一部の高速ＥＤＭ機械は、互いに近接して支持された１対のスピンドルを組み入れ、１対の電極を高速回転させて１対の孔を同時に機械加工する。かかる装置において、各スピンドルは、各電極に対して別々のモータ駆動装置及び制御装置を有し、独立して作動する。この種の装置は、単一スピンドル装置よりもかなり高価であり、またスピンドルは、互いに対して一定の位置にあるので、不可能ではないにしても調整を難しくする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、同時に多数の孔をあける能力があり、その中で複数の回転可能な電極が互いに対して調節可能に位置決めされる高速ＥＤＭの要求が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の要求は、本発明により満たされるが、本発明は、第１の形態において、導電性の被加工物中に多数の孔を放電加工するための装置を提供し、その装置は、
駆動装置及び制御装置を含む、第１電極を回転可能に支持するための放電加工機と、少なくとも１つの第２電極を回転可能に支持するための少なくとも１つの放電加工ユニットとを含み、駆動装置の少なくとも１つは、放電加工機と放電加工ユニットとに結合され、第１電極及び少なくとも１つの第２電極を回転させ、また制御装置は、放電加工機と少なくとも１つの放電加工ユニットとに結合され、第１電極及び第２電極から被加工物への電気エネルギー供給を制御する。
【０００７】
第２の形態において、被加工物中に多数の孔を機械加工するための放電加工機に用いられるデバイスが提供され、そのデバイスは、被加工物中に多数の孔を機械加工するための放電加工機に使用するデバイスであって、複数の電極を回転可能に支持するための複数の放電加工ユニットと、複数の放電加工ユニットに結合され、かつ複数の電極を回転させるための放電加工機の駆動装置に結合可能な駆動機構とを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、被加工物１２中に多数の孔を放電加工するための例示的な装置１０を概略的に示す。装置１０は、放電加工機１４と複数の放電加工ユニット１８を有する付属デバイス１６とを含む。放電加工機１４は、放電加工ユニット２０、駆動装置２２及び制御装置２４を含む。
【０００９】
放電加工ユニット２０は、電極２８に取外し自在に取り付け可能な主スピンドル２６を含む。主スピンドル２６は、駆動装置２２に結合されかつその駆動装置によって回転される導電性の本体３０に取り付けられる。駆動装置２２は、放電加工ユニット２０を回転させるか又は垂直方向に動かすためのモータ付きサーボ制御ユニット（図示せず）を含むことができる。制御装置２４は、本体３０に接続され、電源（図示せず）によって調整された電圧を電極２８に供給し、またサーボ制御ユニットを制御して被加工物１２に対して電極２８を垂直方向に位置決めする。制御装置２４は、また被加工物１２に電気的に結合される。本体３０は、それを貫通して長手方向に形成される供給穴３２を含む。供給穴３２は、流体供給導管３４をカプラ３６を用いて電極２８に流体連通させる。流体供給導管３４は、１つあるいはそれ以上の流体タンク（図示せず）から供給を受けて、電極２８に誘電性流体を供給する。
【００１０】
放電加工機１４に結合されるのは、複数の放電加工ユニット１８である。放電加工ユニット１８の各々は、補助スピンドル４０に支持されかつ導電性本体４２に結合される電極３８を含む。本体４２は、それを貫通して長手方向に形成される供給穴４４を含む。供給穴４４は、カプラ４８を用いて流体供給導管４６を電極３８に流体連通させる。流体供給導管４６は、１つあるいはそれ以上の流体タンク（図示せず）から供給を受けることができ、電極３８に誘電性流体を供給する。
【００１１】
放電加工ユニット１８は、駆動機構５０、例えば駆動ベルトを用いて放電加工機１４の駆動装置２２に結合可能である。駆動機構５０は、主スピンドル２６の本体３０に係合しかつ補助スピンドル４０の本体４２に係合して電極３８を回転させる歯付き又は孔あきベルトのようなポジティブエンゲージメントベルトであることが望ましい。
【００１２】
機械加工中には、適当な誘電性流体は、充分な圧力で電極２８及び３８の誘電性流体入口に供給されて、電極内部の供給穴を通して誘電性流体を強制的に流し電極先端の誘電性流体出口から流出させる。誘電性流体の流量は、それぞれの流体供給導管３４，４４に設置された独立した調整弁（図示せず）により調整又は加減することができる。誘電性流体は、電極及び被加工物の間に形成される間隙を満たす。流体がこの間隙を通過してあけられた孔を出るので、誘電性流体は、侵食された被加工物材料のような機械加工の溶出物を孔から外に洗い流す。
【００１３】
制御装置２４が、電気エネルギーを放電加工ユニット１８及び２０に供給する。電気エネルギーは、ユニットの各々を電源に接続する電気カプラ、例えば金属ブラシを通して供給されることができ、もしくはユニットが、電気的に電源に結合される導電性枠体の内部に収納されることもできる。従って、ユニット１８が回転しても、電源からの電圧は、枠体を通して流れ電極３８に印加されるであろう。
【００１４】
図２に示すように、複数の放電加工ユニット１８が、枠体ユニット５２の内部に支持される。放電加工ユニットの各々は、アングルブロック５６の内部に収納される軸受５４に支持することができる。各放電加工ユニット１８の位置は、アングルブロック５６の内部で軸受５４を所望の位置に動かし、ロックナット、クランプ、止めねじ、あるいは当業界で既知の他の機構などのロック機構で所定の位置に固定することにより調節することができる。また、高精度の孔位置が要求される場合には、軸受５４は、枠５２の内側の一定の位置に固定することができる。枠体５２は、ステンレス鋼又は類似の特性を有する他の適当な材料のような導電性材料から構成されるのが望ましい。
【００１５】
図３は、回転運動を放電加工ユニット１８に伝達するために放電加工機１４に係合する駆動機構５０を示す。駆動機構５０の張力を調節するためにベルト調節機構５８を用いることができ、全ての放電加工ユニットを効果的に回転させることができる。
【００１６】
図４及び図５は、駆動装置１２２（図５）からの回転運動を伝達するための別の駆動機構１５０を示し、駆動装置１２２は複数の放電加工ユニット１１８に作動的に結合され、複数の電極１３８（図４）を回転させる。放電加工ユニット１１８は、上述したのと同様の方法で、枠体１５２内のアングルブロック１５６の内側に納められる軸受１５４に支持することができる。
【００１７】
駆動装置１２２が、放電加工ユニット１２０に結合されかつ矢印１５８の方向にそのユニットを回転させる。放電加工ユニット１２０に取り付けられた主歯車１６０が、複数の補助歯車１６２に係合する。補助歯車１６２は、放電加工ユニット１１８に個別に取り付けられ、それらの回転が補助スピンドル１４０を矢印１６４の方向に回転させる。主歯車１６０及び補助歯車１６２は、ステンレス鋼又は類似の物のような導電性材料から構成することができ、もしくはプラスチック材又はゴム材から構成することができる。主歯車１６０及び補助歯車１６２は、比較的に撓み性はないが信頼性の高い回転制御をもたらすように、歯付きにすることができ、あるいははそれに代えて歯車を必要に応じて滑らかにすることができる。図５は、放電加工ユニットの配置構成の例示的な配置構成を示す。しかしながら、放電加工ユニット１１８は、必要に応じて直線状又は他の配置構成で設置することができる。
【００１８】
制御装置１２４が、放電加工ユニット１２０に接続されて、電源（図示せず）により電極１２８に調整された電圧を供給し、またサーボ制御ユニットを制御して電極１２８を垂直方向に位置決めする。制御装置１２４は放電加工ユニット１１８に接続されて電極１３８に調整された電圧を供給することができ、あるいはそれに代えて第２の制御装置１６６が放電加工ユニット１１８に接続されて電極１３８に調整された電圧を供給することができる。
【００１９】
高精度の孔の中心位置が要求される場合には、調節不能の軸受座を備えるテンプレートを用い放電加工ユニットを位置決めすることができる。
【００２０】
多数の孔を同時に機械加工することが求められる場合には、多数の制御装置、駆動装置及び電源を用いることができる。図６に示されるように、複数の放電加工ユニット２００を、枠体２１０に直列に並べて支持することができる。放電加工ユニット２００の各々は、別々の駆動装置２１２及び電源２１４を有する。各駆動装置２１２は、上述のように駆動ベルト、歯車又はゴムローラーのような駆動機構を用いて直列に並んだ放電加工ユニット２００に回転運動をさせる。別々の電源が、単一の電源よりもより能率的に直列に並んだ放電加工ユニットに対して設計電圧を供給することができる。
【００２１】
好ましい実施形態を、ここに詳細に図示し説明してきたが、様々な変形、追加、代替等が、本発明の技術思想から逸脱することなくなされることが可能であり、従って、それらは特許請求の範囲に特定された本発明の技術的範囲内であると考えられることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】多数の孔を放電加工するための本発明の装置の概略正面図。
【図２】図１の矢印２−２の方向にみた側面図。
【図３】図１の線３−３による横断面図。
【図４】本発明の駆動機構の別の実施形態の側面図。
【図５】図４の線５−５による横断面図。
【図６】多数の孔を放電加工するための本発明の装置の別の実施形態の概略平面図。
【符号の説明】
１０装置
１２被加工物
１４放電加工機
１６デバイス
１８、２０放電加工ユニット
２２駆動装置
２４制御装置
２６、４０スピンドル
２８、３８電極
３２、４４供給穴
３４、４６流体供給導管
３６、４８カプラ
３０、４２本体
５０駆動機構
５２枠体
５４軸受

Claims

導電性の被加工物（１２）中に多数の孔を放電加工するための装置（１０）であって、当該装置（１０）が、
駆動装置（２２）及び制御装置（２４）を含む、第１電極（２８）を回転可能に支持するための放電加工機（１４）と、
複数の第２電極（３８）を回転可能に支持するための複数の放電加工ユニット（１８）と、
前記複数の放電加工ユニット（１８）の各々を水平方向に調節可能に位置決めするための枠体（５２）と
を含んでおり、
前記駆動装置（２２）は、前記放電加工機（１４）と前記放電加工ユニット（１８）とに結合され、前記第１電極（２８）及び前記複数の第２電極（３８）を回転させ、また
前記制御装置（２４）は、前記放電加工機（１４）と前記複数の放電加工ユニット（１８）とに結合され、前記第１電極（２８）及び前記第２電極（３８）から前記被加工物（１２）への電気エネルギー供給を制御する、
装置（１０）。
前記駆動装置（２２）は、前記放電加工機（１４）と前記複数の放電加工ユニット（１８）とに結合され、前記第１電極（２８）及び前記複数の第２電極（３８）を回転させる、請求項１記載の装置（１０）。
前記制御装置（２４）は、前記放電加工機（１４）と前記複数の放電加工ユニット（１８）とに結合され、前記第１電極（２８）及び前記複数の第２電極（３８）から前記被加工物（１２）へ電気エネルギーを制御可能に供給する、請求項１又は請求項２記載の装置（１０）。
前記複数の放電加工ユニット（１８）の各々は、前記第２の電極（３８）を取外し可能にかつ回転可能に支持するためのスピンドル（４０）を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の装置（１０）。
前記スピンドル（４０）の各々が、それぞれの第２の電極（３８）に対して別々のモータ駆動装置及び制御装置を有し、独立して作動する、請求項４記載の装置（１０）。
前記複数の放電加工ユニット（１８）の各々は、誘電性流体の供給源に流体連通可能な誘電性流体用カプラ（３６，４８）を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の装置（１０）。
前記枠体（５２）が、アングルブロック（５６）の内部に収納される軸受（５４）を備えており、前記複数の放電加工ユニット（１８）の各々が、前記軸受（５４）に支持され、前記複数の放電加工ユニット（１８）の各々の位置が、アングルブロック（５６）の内部で前記軸受（５４）の位置を動かすことによって調節される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の装置（１０）。