JP6077915B2 - Thin hole electric discharge machining device and electrode holder device for fine electrode - Google Patents
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Description
本発明は細穴放電加工装置および微細電極用電極ホルダ装置に関する。 The present invention relates to a fine hole electric discharge machining apparatus and a fine electrode electrode holder apparatus.
導電性材料に対する微細穴の加工には、細穴放電加工機が広く用いられている。そして、最近は要求される微細穴の直径はますます小経になってきている。ところで、市販の微細電極のサイズには、例えば、(1)タングステン丸棒の場合、外径φ0.02mm〜φ0.10mm、長さ150mm/200mm、(2)タングステンパイプの場合、外径φ0.05mm〜φ0.10mm、長さ150mm/200mm等がある。なお、シャンク付き電極もあるが大変に高価である(非特許文献1)。 A fine hole electric discharge machine is widely used for processing fine holes in a conductive material. In recent years, the required diameter of the fine holes has become increasingly small. By the way, the sizes of commercially available fine electrodes include, for example, (1) an outer diameter of 0.02 mm to 0.10 mm and a length of 150 mm / 200 mm in the case of a tungsten round bar, and (2) an outer diameter of φ0. There are 05 mm to φ0.10 mm, a length of 150 mm / 200 mm, and the like. In addition, although there is an electrode with a shank, it is very expensive (Non-Patent Document 1).
しかしながら、上述の如く微細で長尺の電極を細穴放電加工機の電極ホルダまたはチャック等に直接装着するのは、電極が折れたりして大変に取り扱いが難しく、特にパイプ電極の場合には折れたり潰れたりするため、非特許文献1および特許文献1に記載の如く、パイプからなるシャンク体にパイプ電極を嵌合挿入してシャンク付き電極とし、このシャンク付きパイプ電極を把持固定する電極ホルダを設け、この電極ホルダを細穴放電加工機の加工ヘッドに装着している。 However, as described above, it is very difficult to directly attach a fine and long electrode to the electrode holder or chuck of a fine hole electric discharge machine, because the electrode is broken, especially in the case of a pipe electrode. As described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, a pipe electrode is fitted and inserted into a shank body made of a pipe to form an electrode with a shank, and an electrode holder for holding and fixing the pipe electrode with a shank is provided. The electrode holder is mounted on a machining head of a fine hole electric discharge machine.
上述の特許文献1には、微細なパイプ電極にシャンクを設けたシャンク付き電極を把持固定する電極ホルダ(10)が記載されている。この電極ホルダは、シャンク付きパイプ電極のシャンク(2)のほぼ中央部を把持固定するコレット(12)を有し、このコレットの上部に弾性体からなるシールブロック(14)と前記電極ホルダに螺合する蓋体(15)とを重ねて設け、この蓋体をねじ込んで前記シールブロックを圧縮させることにより、前記コレットが作動して前記パイプ電極のシャンク部を把持固定するものである。 Patent Document 1 described above describes an electrode holder (10) for gripping and fixing an electrode with a shank provided with a shank on a fine pipe electrode. This electrode holder has a collet (12) for gripping and fixing the substantially central portion of the shank (2) of the pipe electrode with a shank, and a seal block (14) made of an elastic body is screwed to the upper part of the collet. The lid (15) to be joined is overlapped, and the lid is screwed to compress the seal block, whereby the collet is activated to grip and fix the shank portion of the pipe electrode.
また、前記電極ホルダ(10)は前記パイプ電極が固定されると同時に、加工ヘッド(5)から供給される加工液のうち、パイプ電極の外側へ流れる加工液は前記シールブロックが圧縮されることによりシールされて、加工液がパイプ電極内に流入して電極先端から吐出するように設けたことを特徴とするものである。 The electrode holder (10) is fixed to the pipe electrode. At the same time, among the processing liquid supplied from the processing head (5), the processing liquid flowing outside the pipe electrode compresses the seal block. The machining liquid is provided so that the machining fluid flows into the pipe electrode and is discharged from the tip of the electrode.
特許文献1に記載の如きシャンク付き電極を製作する場合、電極の外径がφ0.02mm〜φ0.10mmと非常に微細であるため、パイプ状のシャンク体に電極を挿通する作業が非常に難しく時間がかかると共に、製作中に電極が折れたりして不良品になる率が高く、その結果として製作コストが増大するという問題がある。 When manufacturing an electrode with a shank as described in Patent Document 1, since the outer diameter of the electrode is very small, φ0.02 mm to φ0.10 mm, it is very difficult to insert the electrode into a pipe-shaped shank body. In addition to the time required, there is a problem that the rate at which an electrode breaks during manufacturing and becomes a defective product is high, resulting in an increase in manufacturing cost.
また、特許文献1記載の電極ホルダは、加工液をパイプ電極内に流通させて電極先端から吐出させるパイプ電極用のものである。従って、例えば、微細な棒状(中実)電極またはパイプ電極の外側を包囲して流れる水流により、微細電極を電極ホルダ下方の加工部近傍に設けた電極ガイドまでガイドする方式の細穴放電加工装置には適用することができない。 The electrode holder described in Patent Document 1 is for a pipe electrode in which a machining liquid is circulated in the pipe electrode and discharged from the tip of the electrode. Therefore, for example, a fine hole electric discharge machining apparatus that guides a fine electrode to an electrode guide provided in the vicinity of a machining portion below the electrode holder by a water flow surrounding and enclosing the outside of a fine rod-shaped (solid) electrode or pipe electrode It cannot be applied to.
また、従来のコレット方式により電極を把持固定するものであるため、そのコレットに固有の把持可能な最小径に制限があるという問題がある。 In addition, since the electrodes are gripped and fixed by a conventional collet method, there is a problem that there is a limit to the minimum grippable diameter inherent to the collet.
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、例えば、従来の四つ割りコレットでは把持困難なシャンク無しのφ0.20mm〜φ0.02mmの棒状またはパイプ状の微細電極を直接的に電極ホルダ装置に容易に固定保持可能な微細電極用電極ホルダ装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is, for example, a rod-shaped member having a diameter of 0.20 mm to φ0.02 mm without a shank that is difficult to grip with a conventional quadrant collet or It is an object to provide an electrode holder device for a fine electrode that can easily fix and hold a pipe-shaped fine electrode directly to the electrode holder device.
また、前記微細電極の上部を直接固定保持する微細電極用電極ホルダ装置と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを備え、前記微細電極用電極ホルダ装置で発生させた前記微細電極の外側を包囲する水ジェットにより、前記微細電極を前記電極ガイド手段までガイドすると同時に回転させながらワークに給送する細穴放電加工装置を提供することである。 In addition, an electrode holder device for a fine electrode that directly fixes and holds the upper portion of the fine electrode, and electrode guide means for guiding a lower portion of the fine electrode, the fine electrode generated by the electrode holder device for the fine electrode An object of the present invention is to provide a fine hole electric discharge machining apparatus that feeds a work while rotating the microelectrode while simultaneously guiding the fine electrode to the electrode guide means by a water jet surrounding the outside.
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装置は、棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する電極ホルダ装置と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを有し、前記電極ホルダ装置に水ジェットを発生させるジェットノズルを設け、前記微細電極を前記電極ガイド手段まで前記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワークに対して給送する細穴放電加工装置において、前記電極ホルダ装置は、前記ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とするものである。 As a means for solving the above-mentioned problem, the thin hole electric discharge machining apparatus according to claim 1 is an electrode holder device for holding an upper part of a rod-like or pipe-like fine electrode, and an electrode guide means for guiding the lower part of the fine electrode; A fine-hole electric discharge machining apparatus that has a jet nozzle for generating a water jet in the electrode holder device, and feeds the fine electrode to the workpiece while simultaneously rotating the fine electrode with the water jet. The electrode holder device is provided with a collet holder provided with the jet nozzle at a lower end portion, and a collet provided with a single-letter-shaped slit gripping portion on the upper portion is provided on the collet holder. A collet presser that can be freely pressed and engaged is provided on the taper portion, and the guide that guides the fine electrode to the slit gripping portion on the collet. Characterized in that the fine electrode inserted into the slit gripping part via the guide pipe is sandwiched, fixed or opened by opening and closing the slit gripping part by the collet presser. It is what.
請求項2に記載の細穴放電加工装置は、請求項1に記載の細穴放電加工装置において、前記微細電極の外径がφ0.20mm〜φ0.02mmの範囲内であり、前記一文字状のスリット把持部は、前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とするするものである。 The fine hole electric discharge machining apparatus according to claim 2 is the fine hole electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein an outer diameter of the fine electrode is in a range of φ0.20 mm to φ0.02 mm, The slit gripping portion is provided in a minimum gap through which the fine electrode in the above range can pass.
請求項3に記載の微細電極用電極ホルダ装置は、棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する微細電極用電極ホルダ装置において、ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とするものである。
The electrode holder device for a fine electrode according to
請求項4に記載の微細電極用電極ホルダ装置は、請求項3に記載の微細電極用電極ホルダ装置において、前記微細電極の外径がφ0.20mm〜φ0.02mmの範囲内であり、前記一文字状スリット把持部は、前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とするものである。
The electrode holder device for a fine electrode according to claim 4 is the electrode holder device for a fine electrode according to
本発明によれば、シャンクを備えていない外径がφ0.20mm〜φ0.02mm程度の微細な棒状またはパイプ状電極をコレットに設けたガイドパイプにより直接電極ホルダ装置に容易にセットできるため、細穴加工の段取り時間を大幅に短縮することができる。 According to the present invention, a fine rod-like or pipe-like electrode having an outer diameter of about 0.20 mm to 0.02 mm without a shank can be easily set directly on the electrode holder device by the guide pipe provided on the collet. The setup time for drilling can be greatly reduced.
また、高価なシャンク付き電極を使用する必要がなくなったため細穴加工のコストを大幅に低減することができる。 Moreover, since it is no longer necessary to use an expensive electrode with a shank, the cost of fine hole processing can be greatly reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1、図2は本発明に係る細穴放電加工装置の正面図と側面図である。細穴放電加工装置1の基台3上にワークWを固定するワークテーブル5が設けてあり、このワークテーブル5上にワークWを収容する加工槽7が設けてある。また、前記ワークテーブル5の後方(図2の右方)には、ワークテーブル5より上方に延伸するコラム9(a,b)が設けてある。
1 and 2 are a front view and a side view of a small hole electric discharge machining apparatus according to the present invention. A work table 5 for fixing the workpiece W is provided on the
上述のコラム9(a,b)の上部には、X方向(図1において左右方向)へ移動位置決め自在のX軸キャリッジ11が設けてあり、このX軸キャリッジ11上には、前記X方向に直交するY方向へ移動位置決め自在のY軸キャリッジ13が設けてある。
An
図3を参照するに、上述のY軸キャリッジ13の前端(図2における左側端部)には、スライドベース17が上下動可能に係合してある。このスライドベース17には、Z軸スライド19が図示省略のガイドに上下動自在に係合してある。
Referring to FIG. 3, a
前記スライドベース17には、Z方向に延伸するZ軸送りねじ21が回転自在に軸支してあり、このZ軸送りねじ21の上方の端部には、Z軸送りねじ21を回転駆動するサーボモータ23が設けてある。また、このZ軸送りじ21には、前記Z軸スライド19に取り付けたナット24が螺合してある。
A Z-
したがって、図示省略の制御装置の制御の下に、上述のサーボモータ23によってZ軸送りねじ21を適宜に回転駆動することにより、Z軸スライド19をZ方向の所望の位置に移動することができる。
Therefore, the Z-
上述のZ軸スライド19の下部には、ワンタッチカプラ25を備えた微細電極用電極ホルダ装置27が回転自在に設けてある。また、この微細電極用電極ホルダ装置27には、Z軸スライド19の上部に延伸する中空の回転軸29がワンタッチカプラ25を介して固定してあり、その回転軸29の上端部には、回転軸駆動用のタイミングプーリの如きプーリ31が設けてある。
A fine electrode
また、前記中空の回転軸29の上端部には、ロータリジョイント33を介して図示省略の給水装置に管路35を介して連結してある。また、プーリ31は電極回転用の電極モータ37に設けた駆動プーリ(図示省略)に駆動ベルト(図示省略)を介して連結してある。
The upper end of the hollow
したがって、給水装置から供給される水は、中空の回転軸29の中空部を通って微細電極用電極ホルダ装置27に供給されることになる。また、微細電極用電極ホルダ装置27は、電極回転用の電極モータ37によって回転駆動することができる。
Therefore, the water supplied from the water supply device is supplied to the
前記微細電極用電極ホルダ装置27の下方には、棒状またはパイプ状の微細電極39の先端部をガイドする公知の電極ガイド手段41が設けてある。この電極ガイド手段41は、前記スライドベース17の下端部に一体的に設けた支持板43にボルトなどの締結部材45により固定してある。なお、前記公知の電極ガイド手段41として、例えば、本願出願人の発明である特許4099356号に記載の如きものを使用してもよい。
Below the fine electrode
図4〜図6を参照するに、前記微細電極用電極ホルダ装置27は、外径がφ0.20mm〜φ0.02mmの棒状またはパイプ状の微細電極39の上部を保持するコレット47を備えており、このコレット47は、コレットホルダ49に設けたコレット保持穴51に着脱可能に挿入してある。
4 to 6, the
前記コレットホルダ49の下端部には、水ジェットを発生させるジェットノズル53が設けてある。このジェットノズル53は、噴射口53aに連通して上向きに開口する上部漏斗部53bと下部漏斗部53cとを備えており、前記上部漏斗部53bの開口角度が下部漏斗部53cの開口角度より大きく設けてある。例えば、上部漏斗部53bの開口角度を60°とするとき、下部漏斗部53cの開口角度は30°になっている。
A
前記コレット47の下部には、前記コレットホルダ49の前記上部漏斗部53bのテーパ面に係合する係合部55を備えている。また、前記コレット47には、コレット上端部から下部近傍まで延伸する一文字状のスリット57が設けてある。
At the lower part of the
また、前記コレット47には、コレット47の軸心と同軸にコレット47の下端部から上端部近傍まで延伸するめくら穴59が設けてある。このめくら穴59の入口近傍はめくら穴59より若干大径の段部が設けてあり、この段部に後述のガイドパイプ61が嵌合装着できるように設けてある。
Further, the
前記ガイドパイプ61は、前記コレット47のめくら穴59入口の段部に係合する係合する係止部61aを有し、この係止部61aより先は前記めくら穴59より若干小径に設けてあり、かつ、めくら穴59の上端部近傍まで延伸させて設けてある。また、前記ガイドパイプ61の下端部には、棒状またはパイプ状の微細電極39を容易に挿入し易くすべく円錐状の挿入口65が設けてある。
The
上記構成において、前記コレット47上部の一文字状のスリット57は、スリット下部を支点にして弾性変形可能なスリット把持部63を構成する。また、前記ガイドパイプ61を前記コレット47のめくら穴59に嵌合装着した状態において、前記スリット把持部63が弾性変形しても、コレット47の上部とガイドパイプ61とが干渉することがない。
In the above configuration, the one-letter slit 57 on the upper side of the
前記コレット47の上部には、上に凸の円錐状のテーパ部67が設けてあり、このテーパ部67に係合する下方に開いた係合凹部69を備えたコレット押さえ71が、前記コレットホルダ49に上下動可能に設けてある。なお、コレットホルダ49とコレット押さえ71の間はシールリング79によりシールされている。
An upper convex conical tapered
すなわち、前記コレットホルダ49には、雌ねじ部49aが設けてあり、この雌ねじ部49aに螺合する雄ねじ部71aが前記コレット押さえ71に設けてあって、前記コレット押さえ71の上端部の六角穴73に六角レンチを入れてコレット押さえ71を回転させることにより、コレット押さえ71を上下動できるものである。
That is, the
上記構成により、前記コレット47をコレット押さえ71で押圧または押圧解除することにより、前記ガイドパイプ61を介して一文字状のスリット把持部63に送られた前記微細電極39を挟持固定または開放することができる。
With the above configuration, by pressing or releasing the
図5、図6に示すように、前記コレット47の外周であって、前記スリット57の両側には、それぞれ2本ずつ計4本の水路溝75が設けてあり、前記コレット押さえ71には、この水路溝75に連通する水供給路77が設けてある。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, there are four
上述の如き本願発明の細穴放電加工装置または微細電極用電極ホルダ装置によれば、シャンクを備えていない外径がφ0.20mm〜φ0.02mmの棒状またはパイプ状の微細電極39を直接電極ホルダ装置に容易に固定できるため、細穴加工の段取り時間を大幅に短縮することができる。
According to the thin hole electric discharge machining apparatus or the microelectrode electrode holder apparatus of the present invention as described above, a rod-shaped or pipe-shaped
また、高価なシャンク付き電極を使用する必要がないため細穴加工のコストを大幅に低減することができる。 Moreover, since it is not necessary to use an expensive electrode with a shank, the cost of fine hole processing can be significantly reduced.
1 細穴放電加工装置
3 基台
5 ワークテーブル
7 加工槽
9(a,b) コラム
11 X軸キャリッジ
13 Y軸キャリッジ
17 スライドベース
19 Z軸スライド
21 Z軸送りねじ
23 サーボモータ
24 ナット
25 ワンタッチカプラ
27 微細電極用電極ホルダ装置
29 回転軸
31 プーリ
33 ロータリジョイント
35 管路
37 電極モータ
39 棒状またはパイプ状の微細電極
41 電極ガイド手段
43 支持板
45 締結部材
47 コレット
49 コレットホルダ
49a 雌ねじ部
51 コレット保持穴
53 ジェットノズル
53a 噴射口
53b 上部漏斗部
53c 下部漏斗部
55 係合部
57 スリット
59 めくら穴
61 ガイドパイプ
61a 係止部
63 スリット把持部
65 挿入口
67 テーパ部
69 係合凹部
71 コレット押さえ
71a 雄ねじ部
73 六角穴
75 水路溝
77 水供給路
79 シールリング
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