JP5192665B2 - 被加工物を火花侵食加工するための電極用の電極ガイド - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を火花侵食加工するための電極用の電極ガイドと、被加工物を侵食加工するための侵食加工機と、電極ガイドの使用方法とに関する。

被加工物の火花侵食加工（ｆｕｎｋｅｎｅｒｏｓｉｖｅ Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ）、いわゆる放電加工に際し、電極と被加工物との間に電気的な放電が惹起される。被加工物はそれにより所望の構成に「侵食（ｅｒｏｄｉｅｒｅｎ）」、すなわち溶融または切断される。その際、被加工物が電極に対して相対的に動かされるか、または電極が被加工物に対して相対的に動かされることができる。電極は典型的にはワイヤまたは棒の形状を有しており、それゆえ「ワイヤ電極（Ｄｒａｈｔｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）」とも呼ばれる。そのようなワイヤ電極の製作は、例えば欧州特許第０８５０７１６号明細書または欧州特許第１１０６２９３号明細書に記載されている。

火花侵食加工の重要な利用は、微細孔、例えば燃料噴射弁のための微細孔の製作である。できるだけ小さな公差を有する孔もしくは切欠きを得るために、電極の、コントロールされたポジショニングを保証する、精緻な電極ガイドへの要求が存在する。例えばセラミックチューブのような公知の電極ガイドは、特定の電極直径のために設計されており、それゆえ電極直径の変更時にはそれ自体交換されねばならない。ワイヤ電極の種々異なる直径に適合する、侵食加工機（Ｅｒｏｄｉｅｒｍａｓｃｈｉｎｅ）もしくは放電加工機のための電極ガイドは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０３２９２号明細書に記載されている。そこには、保持部分と圧着部分とから成るプリズムガイドを備えた、電極のための電極ガイドが提案されている。電極は圧着部分と保持部分との間に配置され、遊びなしにガイドされる。溝状の切欠きが保持部分または圧着部分に形成されており、圧着部分は予圧装置により保持部分に押圧される。種々異なる直径を有する電極のためのその都度所望の圧着力を提供するために、圧着部分の圧着力は調節可能である。

上記装置の欠点は、電極がその位置の固定のために圧着部分により保持部分に押圧され、それにより恒常的な機械的な圧力を被る点にある。負荷次第では、電極または電極ガイドにおける磨耗現象が予想され得る。
欧州特許第０８５０７１６号明細書 欧州特許第１１０６２９３号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０３２９２号明細書

それゆえ本発明の課題は、磨耗がなく、簡単で、同時に電極直径とは無関係である電極ガイドを保証する、火花侵食加工のための電極ガイドもしくは侵食加工機を提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、流体流のための管路が、電極、特にワイヤ電極の、電極ガイド内での精緻なポジショニング、例えばセンタリングのために設けられているようにした。

本発明による電極ガイドもしくは侵食加工機は、電極ガイドと電極との間に接触が発生しないという利点を有している。それにより、磨耗現象は回避され得る。その際同時に、電極の精緻なガイドが達成される。さらに、電極ガイドのフレキシブルな利用が可能である。それというのも、電極ガイドが電極直径の変更時にそれ自体交換されずに済むからである。有利には、この電極ガイドは電極の冷却のために使用されることもできる。

侵食加工機もしくは電極ガイドの有利な構成は従属請求項に提示されており、発明を実施するための最良の形態の中で説明されている。

以下に本発明の実施例について図面を参照しながら詳説する。

図１には、加工したい被加工物７を備えた侵食加工機１が示されている。侵食加工機１は電極ガイド５を有している。電極ガイド５により電極はガイドされ得る。符号６が電極ガイド５の長手方向軸線に付与されている。侵食加工機１のその他の構成部分の詳細な図示は、見通しの理由から省略した。

本発明による非接触式の電極ガイド５は、電極、特にワイヤ電極の、電極ガイド５内での気体静圧式（ａｅｒｏｓｔａｔｉｓｃｈ）もしくは液体静圧式（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｓｃｈ）のガイドに基づいている。以下の実施例では電極ガイド５内でのワイヤ電極のセンタリングについて説明する。ただし原則的には、電極の、センタリングとは異なる別のガイドも可能である。ここで紹介する原理にとって重要なのは、電極の、精緻な非接触式のガイドのために設けられている、流体流のための管路である。流体流自体は、空気のような気体や、水、特に脱イオン水のような液体から成ることができる。流体はその際付加的に誘電体として役立つ。

図２ａには、本発明による電極ガイド５の一実施例の平面図が示されている。すなわち、電極ガイド５の長手方向軸線は図平面に対して垂直に延びている。図２ｂには、図２ａの一部が拡大されて示されている。この例では、気体流もしくは液体流のための管路１５を備えた気体静圧式もしくは液体静圧式の電極ガイドが示されている。その際、管路１５は分配器１５ａと入口孔１５ｂとを有している。分配器１５ａ内には気体もしくは液体が導入され得る。ここには、気体もしくは液体の、分配器１５ａ内への半径方向の供給部１５ｃが設けられている。さらに、分配器１５ａは入口孔１５ｂに接続されており、気体流もしくは液体流を均等に入口孔１５ｂに分配する。図２ｂから見て取れるように、入口孔１５ｂは電極１０に向かって方向付けられている。その結果、気体流もしくは液体流は流動線１７に従って、入口孔１５ｂの通流後、電極１０に向かって流動し、その際、圧力をこの電極１０に対して及ぼす。典型的には、入口孔１５ｂは電極１０を中心に回転対称に配置されている。その結果、入口孔１５ｂからの気体流もしくは液体流の総作用は、電極ガイド５内での電極１０のセンタリングに至る。特に適しているのは、３つの入口孔１５ｂを備えた配置である。その際、その都度２つの入口孔１５ｂが１２０°の角度を成している。ただし原則的には、電極１０に対する流体流の所望の総圧を保証し得るあらゆる別の配置が可能である。

図２ｃの電極ガイド５の断面図に示されているように、電極ガイド５は、電極ガイド５の長手方向軸線６に沿って上下に配置された複数の入口孔１５ｂから成ることができる。図２ｃには例えば５つの平面１８ａ〜１８ｅが示されている。その際、各平面内には、上記のような入口孔１５ｂの対称的な配置が繰り返される。平面１８ａ〜１８ｅは長手方向孔１５ｄにより互いに接続されている。

付加的に、この種の電極ガイド５は気体流または液体流により電極１０の冷却ために使用されることができる。特に液体静圧式の構成では、流体が誘電体としても使用されるとき、最適な冷却条件が達成されることができる。

総じて、紹介した電極ガイド５により、電極１０、特にワイヤ電極の、流体流による非接触式のガイドを達成する解決策が提供される。電極１０または電極ガイド５における磨耗現象はそれにより回避されるか、または少なくとも最少化される。有利には、そのような電極ガイド５、もしくはそのような電極ガイド５を備えた侵食加工機１が、電極ガイド５の内径よりも小さなワイヤ直径を有するすべてのワイヤ電極のために使用されることができる。

電極ガイドを備えた侵食加工機を示す図である。 図２ａは気体静圧式もしくは液体静圧式の電極ガイドの平面図であり、図２ｂは図２ａの抜粋図であり、図２ｃは電極ガイドの断面図である。

符号の説明

１ 侵食加工機
５ 電極ガイド
６ 電極ガイドの長手方向軸線
７ 被加工物
１０ 電極
１５ 管路
１５ａ 分配器
１５ｂ 入口孔
１５ｃ 供給部
１５ｄ 長手方向孔
１７ 流動線
１８ａ〜１８ｅ 平面

Claims (10)

1. 被加工物（７）を火花侵食加工するための電極（１０）用の電極ガイド（５）であって、前記電極（１０）を案内する孔と、前記電極（１０）を前記電極ガイド（５）内でポジショニングするための流体流のための管路（１５）とを備える電極ガイド（５）において、前記流体流のための管路（１５）は、
   前記流体流を前記電極ガイド（５）に導入する供給部（１５ｃ）と、
   該供給部（１５ｃ）が開口し、該供給部（１５ｃ）を介して導入された流体流を分配する、前記電極ガイド（５）の長手方向軸線（６）に対して横方向に位置する平面（１８ａ〜１８ｅ）内に配置された少なくとも１つの分配器（１５ａ）と、
   該分配器（１５ａ）から前記電極（１０）を案内する孔に向かって延びる、前記電極（１０）を中心に回転対称に配置された複数の入口孔（１５ｂ）と、
   を備えることを特徴とする、被加工物を火花侵食加工するための電極用の電極ガイド。
2. 前記電極（１０）はワイヤ電極である、請求項１記載の電極ガイド。
3. 流体流が気体または液体から成る、請求項１または２記載の電極ガイド。
4. 前記流体流が空気または水から成る、請求項３記載の電極ガイド。
5. 入口孔（１５ｂ）が電極（１０）に向かって方向付けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電極ガイド。
6. 一平面（１８ａ〜１８ｅ）内に３つの入口孔（１５ｂ）が設けられており、それぞれ２つの入口孔（１５ｂ）が１２０°の角度を成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の電極ガイド。
7. 電極ガイド（５）が、電極ガイド（５）の長手方向軸線（６）に沿って上下に配置された複数の平面（１８ａ〜１８ｅ）を備える、請求項１から６までのいずれか１項記載の電極ガイド。
8. 前記電極ガイド（５）は、前記平面（１８ａ〜１８ｅ）を互いに接続する長手方向孔（１５ｄ）を備える、請求項７記載の電極ガイド。
9. 被加工物（７）を侵食加工するための侵食加工機（１）において、請求項１から８までのいずれか１項記載の電極ガイド（５）が設けられていることを特徴とする侵食加工機。
10. 電極ガイド（５）の使用方法において、請求項１から８までのいずれか１項記載の電極ガイド（５）を電極（１０）の冷却のために使用することを特徴とする、電極ガイドの使用方法。

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