JP6539453B2

JP6539453B2 - 細穴放電加工機

Info

Publication number: JP6539453B2
Application number: JP2015013933A
Authority: JP
Inventors: 横道　茂治; 茂治横道; 朋茂石綿; 樹浅野
Original assignee: 株式会社エレニックス
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2035-01-28
Also published as: JP2016137545A

Description

本発明は細穴放電加工機に関する。

燃料噴射ノズルの噴射口の形状において、噴射口の出口側の内径を入り口側の内径よりも大きくすることにより、噴射燃料の微粒化又は気化効率を良くすることが知られている（例えば、特許文献１）。

図４〜図６は、細穴放電加工機によって加工される被加工物の一例として、上述の如き燃料噴射ノズル１０１を示したものであり、燃料噴射ノズル１０１の先端部に燃料噴射ノズルの軸心１０３に対して放射状に６個の噴射口１０４を有している。

上述の噴射口１０４は、燃料出口側の内径（φｄ１）を燃料入口側の内径（φｄ２）より大きく（φｄ１＞φｄ２）形成した、小口径噴射口１０５と同軸の大口径噴射口１０６とからなっている。

燃料噴射ノズル１０１の噴射口の長さと口径は燃料噴射量や噴霧特性に大きな影響を及ぼす要因である。したがって、燃料噴射ノズル１０１の噴射口の加工には、ドリル加工よりも高精度な加工ができる細穴放電加工機が多く用いられている。

図７、図８に記載の細穴放電加工機２０１は、特許文献２に記載の細穴放電加工機に使用されているような公知の電極交換装置２０２を備えたものであり、従来、このような細穴放電加工機２０１によって、前記燃料噴射ノズル１０１の噴射口１０４の加工が行われている。

以下に、上述の細穴放電加工機２０１の概要と、この細穴放電加工機２０１を使用した燃料噴射ノズル１０１の噴射口１０４の加工工程について説明する。

図７、図８を参照するに、細穴放電加工機２０１は６軸（X,Y,Z,A,B,W）を有し、各軸は数値制御装置（図示省略）により制御されている。基台２０３上に設けたハウジング２０５には、Ｘ軸キャリッジ２０７がＸ軸駆動モータ（図示省略）によりＸ軸方向（紙面に直行する方向）へ移動位置決め自在に設けてある。

このＸ軸キャリッジ２０７上には、Ｙ軸キャリッジ２０９がＹ軸駆動モータ（図示省略）によりＹ軸方向（Ｘ軸に直交）へ移動位置決め自在に設けてある。

図８に示すように、前記Ｙ軸キャリッジ２０９の左側部には、Ｗ軸キャリッジ２１１がＷ軸駆動モータＭｗによって回転駆動される送りねじ（図示省略）により、Ｗ軸の任意の位置へ昇降位置決め自在に設けてある。

このＷ軸キャリッジ２１１には、Ｚ軸駆動モータ（図示省略）によって回転駆動される送りねじ（図示省略）によりＺ軸方向へ移動位置決め自在の加工ヘッド２１７が設けてある。

加工ヘッド２１７に設けた電極ホルダ２１９には、中実または中空の棒状電極２２１が着脱自在に装着してある。また、前記Ｗ軸キャリッジ２１１の下部には、小口径噴射口１０５部分を加工するφｄ２電極用の電極ガイド２２３と、大口径噴射口１０６部分を加工するφｄ１電極用の電極ガイド２２５とが加工ヘッド２１７の軸心位置へ割り出し可能に設けてある。

また、前記ハウジング２０５には、被加工物である燃料噴射ノズル１０１を固定する固定治具を備えたチルト（tilt）可能なターンテーブル装置２２７が設けてある。

上述のターンテーブル装置２２７はＺ軸に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、このＡ軸に直交（Ｙ軸に平行）する軸を軸心を回転中心とするＢ軸（チルト軸）とを備えている。なお、Ａ軸とＢ軸の回転駆動機構は周知なのでその説明は省略する。

以下に、上述の細穴放電加工機２０１により、ターンテーブル装置２２７に装着された前記燃料噴射ノズル１０１の６個の噴射口１０４の加工を行う場合の加工工程を説明する。
１．加工ヘッドに大口径噴射口１０６加工用のφｄ１電極２２１を装着する。
２．６個の大口径噴射口１０６の加工を行う。
３．φｄ１電極を電極交換装置２０２のストッカーに戻す。
４．φｄ１用電極ガイド２２５をφｄ２用電極ガイド２２３に交換する。
５．加工ヘッドに小口径噴射口１０５加工用のφｄ２電極を装着する。
６．６個の小口径噴射口１０５の加工を行う。

図９は、φｄ１の大口径噴射口１０６の加工を別の細穴放電加工機（図示省略）で行った後に、内径がφｄ２の小口径噴射口１０５の加工を第２の細穴放電加工機２０４で行うという第２の加工方法の説明図である。

第２の細穴放電加工機２０４は、従来の細穴放電加工機（図示省略）に、前記ターンテーブル装置２２７に装着された前記燃料噴射ノズル１０１の先端部を撮影可能なＣＣＤカメラ２２９を設けたものであり、燃料噴射ノズル１０１の先端部を撮影して、被加工物である燃料噴射ノズル１０１の取り付け姿勢を検出して取り付け角度の補正を可能にしたものである。

上記第２の加工方法による加工工程を以下に示す。
１．被加工物を従来の細穴放電加工機のターンテーブル装置２２７に取り付ける。
２．φｄ１の大口径噴射口１０６の６箇所の加工を行う。
３．φｄ１穴加工後の被加工物を第２の細穴放電加工機２０４のターンテーブル装置２２７に取り付ける。
４．φｄ１穴をＣＣＤカメラ２２９で撮影し、取り付け角度を補正する。
５．φｄ２の小口径噴射口１０５の６箇所の加工を行う。

実開昭５７−１５８９７３号公報特許第３０５０７７３号特開２００２−３０７２４８公報

しかしながら、細穴放電加工機２０１によって燃料噴射ノズル１０１を加工する場合、加工ヘッド２１７に設けた電極ホルダ２１９に対して、大口径噴射口１０６加工用の電極と小口径噴射口１０５加工用の電極の着脱交換が必要であり、１工程のサイクル時間が長くなるという問題がある。

前記被加工物を細穴放電加工機２０１で加工する場合、１サイクルが１８５秒であり、その内訳は、加工時間が１２０秒、電極と電極ガイドの交換が６０秒、被加工物の交換が５秒であった。

第２の加工方法の場合は、２台の細穴放電加工機への被加工物の着脱を行う必要があり、また、被加工物をＣＣＤカメラで撮影して取り付け角度を補正する必要あり、第１の加工方法と同様に１工程のサイクル時間が長くなるという問題がある。

上述の第２の加工方法の場合の１サイクルは１５５秒であり、その内訳は、加工時間が１２０秒、カメラによる取り付け角度補正２５秒、加工物の交換（２回）１０秒であった。

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、大口径部と小口径部からなる多数の噴射口を有する燃料噴射ノズルの如き被加工物の加工においても、電極の着脱交換が不必要であって１工程のサイクル時間が短かく、かつ、一台の機械で加工できる細穴放電加工機を提供することである。

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、前記Ａ軸に直交する軸心を回転中心とするＢ軸とを有する被加工物固定載置用のターンテーブルを備えた細穴放電加工機において、
棒状電極の下端部をガイドする電極ガイドをそれぞれ有しＷ軸方向に昇降位置決め自在の第１Ｗ軸キャリッジ及び第２Ｗ軸キャリッジを、一体的にＸ軸方向とＹ軸方向とへ移動位置決め自在に設け、
前記第１Ｗ軸キャリッジに、前記ターンテーブル上の被加工物に対して前記棒状電極をＺ軸方向に昇降位置決め自在の第１加工ヘッドを設けると共に、前記第２Ｗ軸キャリッジに、前記棒状電極を前記ターンテーブル上の被加工物に対してＺ軸方向に昇降位置決め自在の第２加工ヘッドを設けたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の細穴放電加工機は、請求項１に記載の細穴放電加工機において、前記
棒状電極に加工液を供給する加工液供給手段と前記棒状電極を回転させる棒状電極回転駆動手段とを前記第１及び第２加工ヘッドのそれぞれに設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、同軸で穴径が異なる段付き穴加工の場合でも、一台の細穴放電加工機で電極交換を行わずに加工ができるので高精度の加工が可能となり、かつまた被加工物の着脱が１回で加工が完了するので加工時間を大幅に短縮することができる。

また、一台の細穴放電加工機で製品加工が完了するので、中間加工製品のストックが不要となるため無駄な搬送行程が不要となり生産能率が向上する。さらに、複数の細穴放電加工機を使用する必要がないので省スペースとなる。これにより、結果的に加工製品の原価低減に寄与することができる。

本願発明に係る細穴放電加工機の正面図。本願発明に係る細穴放電加工機の側面図。本願発明に係る細穴放電加工機における加工状況の説明図。被加工物の燃料噴射ノズルの断面図。図４におけるＡ部の拡大図。図５におけるＢ矢視図。従来例１の細穴放電加工機の正面図図７の側面図。従来例２の細穴放電加工機の説明図。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図１、図２は本願発明に係る細穴放電加工機１を示したものであり、細穴放電加工機１の本体の一部は前記細穴放電加工機２０１と同様の構成である。

細穴放電加工機１は前記細穴放電加工機２０１と同様に数値制御装置（図示省略）により６軸（X,Y,Z,A,B,W）制御されているものである。

基台３上のハウジング５には、Ｘ軸キャリッジ７がＸ軸方向（紙面に直行する方向）へ移動位置決め自在に設けてあり、このＸ軸キャリッジ７上には、Ｙ軸キャリッジ９がＹ軸方向（Ｘ軸に直交）へ移動位置決め自在に設けてある。

Ｙ軸キャリッジ９には、第１Ｗ軸キャリッジ１１Ａと第２Ｗ軸キャリッジ１１Ｂが隣接して設けてあり、それぞれがＷ軸駆動モータＭｗ（図示省略）によって駆動される送りねじ（図示省略）によりＷ軸の任意の位置へ昇降位置決め自在に設けてある。

また、第１、第２Ｗ軸キャリッジ１１（Ａ,Ｂ）のそれぞれには、Ｚ軸駆動モータ（図示省略）によって駆動される送りねじ（図示省略）により、Ｚ軸方向の所望の位置へ移動位置決め自在の第１加工ヘッド１７Ａと、第２加工ヘッド１７Ｂが設けてある。

前記第１、第２加工ヘッド１７（Ａ,Ｂ）のそれぞれには、中実または中空の棒状電極２１を着脱自在の電極ホルダ１９（Ａ,Ｂ）を備えると共に、前記棒状電極に加工液を供給する公知（例えば、特開２００１−８７９４８公報）の加工液供給手段と棒状電極回転駆動手段とが設けてある。

また、前記第１Ｗ軸キャリッジ１１Ａの下部には電極ガイド２５が、また第２Ｗ軸キャリッジ１１Ｂの下部には電極ガイド２３が設けてある。

そして、前記ハウジング５には、例えば、特許文献３に記載の如きチルト（tilt）可能な被加工物固定載置用のターンテーブル装置２７が設けてある。

ターンテーブル装置２７はＺ軸に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、このＡ軸に直交（Ｙ軸に平行）する軸を軸心を回転中心とするＢ軸（チルト軸）とを備えている。

図３は、上記第１、第２加工ヘッド１７（Ａ、Ｂ）部の拡大説明図である。図３を参照しながら、ターンテーブル装置２７に固定された前記燃料噴射ノズルＷの６個の噴射口１０４の加工を行う場合を一例としてその加工工程を説明する。

ターンテーブル装置２７に設けられた固定治具に被加工物である燃料噴射ノズルＷを固定する。次いで、Ｘ、Ｙ軸を制御して第１加工ヘッド１７Ａを加工位置へ移動させて、６個の大口径噴射口１０６の加工を行う。

次に、第２加工ヘッド１７Ｂを加工位置へ移動させて、６個の小口径噴射口１０５の加工を完了して被加工物Ｗの加工が完了する。

１細穴放電加工機
３基台
５ハウジング
７Ｘ軸キャリッジ
９Ｙ軸キャリッジ
１１Ａ第１Ｗ軸キャリッジ
１１Ｂ第２Ｗ軸キャリッジ
１７Ａ第１加工ヘッド
１７Ｂ第２加工ヘッド
１９（Ａ,Ｂ）電極ホルダ１９
２１棒状電極
２３電極ガイド
２５電極ガイド
２７ターンテーブル装置
Ｗ被加工物

Claims

Ｚ軸に平行な軸心を回転中心とするＡ軸と、前記Ａ軸に直交する軸心を回転中心とするＢ軸とを有する被加工物固定載置用のターンテーブルを備えた細穴放電加工機において、
棒状電極の下端部をガイドする電極ガイドをそれぞれ有しＷ軸方向に昇降位置決め自在の第１Ｗ軸キャリッジ及び第２Ｗ軸キャリッジを、一体的にＸ軸方向とＹ軸方向とへ移動位置決め自在に設け、
前記第１Ｗ軸キャリッジに、前記ターンテーブル上の被加工物に対して前記棒状電極をＺ軸方向に昇降位置決め自在の第１加工ヘッドを設けると共に、前記第２Ｗ軸キャリッジに、前記棒状電極を前記ターンテーブル上の被加工物に対してＺ軸方向に昇降位置決め自在の第２加工ヘッドを設けたことを特徴とする細穴放電加工機。
請求項１に記載の細穴放電加工機において、前記棒状電極に加工液を供給する加工液供給手段と、前記棒状電極を回転させる棒状電極回転駆動手段とを、前記第１及び第２加工ヘッドのそれぞれに設けたことを特徴とする細穴放電加工機。