JPH01127658A

JPH01127658A - 工具等の加工方法

Info

Publication number: JPH01127658A
Application number: JP62282589A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Inoue; 潔井上
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明はハサミ、ビンセットのような多面を有する難
削材の工具、部品等の加工方法に関する。

〔従来の技術〕

ハサミ、ビンセット或いはニッパ、ペンチ、プライヤ等
の工具、鉗子等の医療器具の多くは、鋼材をａ造した後
に荒加工をして焼入れ等の熱処理を施し、手仕上加工に
よって作られている。しかしながら、焼入れによって硬
度が高くなったものを仕上げるには、自ずから制限があ
り、先端部分に必要な硬度を保たせたり、ことなる材質
の素材を接合して形成することは困難であった。しかも
その工具等は手選りによる部分が多いために、同じ工具
でも仕上った工具には夫々個性的な差異が生ずるもので
ものである。又作った工具を用いて製作する内容が複雑
になり、高度化されるにしたがって、それに対応する工
具の形状は複雑なものが望まれるようになり、しかも工
具の素材には加工が困難なＴｉ合金等を用いることが望
まれるようになってきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、従来困難とされていたＴｉ、ＷＣ、Ｈ８（高
速度材）等のような難削材、又は熱処理を施した難削材
によって工具等を作り、しがもロボットに取付けて使用
することができるように均一な形状、機能、及び重さを
有する工具を、ＮＣ制御により一挙に加工することがで
きる工具、又工具に限らず、機械部品等を加工する加工
方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

しかして、本発明の工具等の加工方法は、調質、焼入及
び焼き戻し等の熱処理を施した素材、又はＨ８１ＷＣ，
Ｔｉ　、Ｔｉ　Ｃ，Ｔｉ　Ｎ１セラミックス等の素材の
一部を放電加工して基準部となし、この基準部をチャッ
ク等で保持して、そのチャックを水平軸の廻りに回転位
置決めを行なう。そのチャックを枢支する基部をターン
テーブルに固着してこのターンテーブルを、互いに直角
なＸ軸Ｙ軸方向に制御移動するクロススライドテーブル
の上に設けることによって、水平軸の回りを回転位置決
めする素材を更に水平面上を互いに直角なＸ軸Ｙ軸方向
の位２決めと、鉛直なＺ軸の廻りに回転位置決めするこ
とをＮＣ制御して行なう。そしてこのＮ　ＣＩＩＪ　Ｉ
ＩＩによって位置決めする素材をワイヤカット放電加工
するワイヤ電極を鉛直に支持することができる一対のガ
イドの中、一方のガイドを水平面上を互いに直角なＵ軸
■軸方向の位置決めして鉛直なＺ軸に対して傾斜させる
ことと、−対のガイドを水平軸の廻りに回転位置決めす
ることをＮＣ制御して行ない、このワイヤ電極の位置制
御と素材の位置制御とにより前記素材をワイヤカット放
電加工をした後に刃部又は摺動部分に放電、プラズマ、
又はレーザ等によるマイクロ溶着による被覆層を設ける
ようにしたものである。又不要になった基準部は加工後
に切離すようにしたものである。

（作用）素材、ワイヤ電極の双方をＮＣ制御して位置出しを行な
い、ワイヤカット放電加工をするものであるから、熱処
理を済ませた高硬度な素材、或いは切削、研削等のでき
ない素材を用いて、−挙にしかも同一形状のものをＮＣ
制御によって必要数件ることができた。しかも工具の刃
部、摺動部にマイクロ溶着によって緻密な被覆層を得た
ことにより摩耗等の少ない工具等を得ることができたこ
とから、ＮＣＩＩＮＩＩＩによって所定の動作をするロ
ボットに取付けて、作業をする工具を提供することがで
きた。

〔実施例〕

本発明を例示した図に基づいて説明する。第２図に於て
鎖線で示した素材１は熱処理して硬化した炭素鋼の外に
、Ｈ８、ステンレス、ｗｃ、Ｔｉ　。

Ｔｉ　Ｃ，Ｔｉ　Ｎ、セラミックス等を選ぶことができ
、又異なる素材１ａを接合しておくこともできるもので
あり、熱処理後は高度１−１ｖ８００以上になるように
しておいてもよい。そして素材１にワイヤカット放電加
工、又は型彫放電加工等によって、後に製品の一部とな
る基準部２又は素材１に対する基準部３を設けるのであ
るが、もし製品が第５図ａ、ｂに示すビンセットのよう
な場合は、第６図に示すようにビンセット４の数個分を
まとめて素材５となし、それに基準部６を設けるように
してもよい。

今素材１で複雑な加工面を有するハサミを加工する場合
について例示し、説明するが、この場合、図示していな
いが、バイブ等のＷ［ｒでヒンジ孔７と指を通して握持
する部分を加工するときに用いる孔を加工して、第１図
に示す如く治具８にマグネット或いはネジ留めする。し
かして略鉛直に立てたカラム９に対し、略水平に設けた
一対のアーム１０．１１の基端部１２を水平軸１３の廻
りに回転位置決めすることができるように構成し、ＮＣ
装＠１４の指令で作動するモータ１５によって回転及び
所定回転角度での位置決め固定をする。アーム１０．１
１の先端部にはヘッド１６を上下に移動できるように支
持し、このヘッド１６の下部にブロック１１がＮＣ装置
１４の指令で水平面を互いに直角なＵ軸Ｖ軸方向に駆動
して、ノズル１８．１９の中にあってワイヤ電極２０を
支持するガイド（図示せず）の中、ノズル１８の中のガ
イドをＵ軸Ｖ軸方向に移動してワイヤ電極２０を鉛直な
Ｚ軸に対して傾斜させる。（第４図参照）、ワイヤ電極
２０は送り出しドラム２１より、ガイドローラ２２を経
て、ワイヤ電極２０に所定の張力を与えるためにピンチ
ローラ２３と、ブレーキローラ２４とではさみ、それか
らガイドローラ２５．２６を経てブロック１の中の図示
していないガイドローラと通電ビンとに接し、ガイドで
支持して素材１と対向する。そして通電ビンと素材１と
の間に図示していない電源より加工電圧を印加し、ノズ
ル１８．１９から加工液を噴射しながらワイヤカット放
電加工を行なう。しかる後、加工によって凹凸が生じた
使用済のワイヤ電極２０は、更新駆動用のピンチローラ
２７とキャプスタン２８とにはさみ、更にキャプスタン
２８とガイドローラ２９との簡に張設したベルト３１と
、ガイドローラ３１．３２との間に張設したベルト３３
とに挾んで送り出す。そしてガイドローラ２９．３０の
間で送り出したワイヤ電極２０は図示していないカッタ
で切断してチップ状とし、チップ受に投棄する。ブロッ
ク１１の中には図示していないが、ワイヤ電極を挾んで
送る一対のローラとカッタとワイヤ電極２０を挿通し、
ノズル１８から突出して素材１に孔を加工するパイプ状
の電極を備えていて、前記ベルト３０．３３による送り
装置とあわせて、特公昭６１−３７，０４９号公報に開
示したような電極２０の自動ワイヤセット装置を構成す
る。

素材１を取付けた治具８はチャック３４の爪３５によて
咬持し、チャック３４は基部３６に枢支して、ＮＣ装＠
１４で制御するモータ３７で水平軸３８の廻りに回転制
御及び固定位置決めを行なう。更にＮＣ装置１４で制御
するモータ３９，４０で互いに直角なＸ軸Ｙ軸方向に制
御移動するターンテーブル４１．４２の上にクロステー
ブル４３を設け、このターンテーブル４３をＮＣ装＠１
４で制御するモータ４４により鉛直なＺ軸の廻りに回転
制御及び固定位置決めを行なうように構成し、このター
ンテーブル４３に前記基部３６をナツト等で固着する。

４５はベットである。

又アーム１０．１１の基端部１２は鉛直なＺ軸方向に昇
降自在にカラム９に取付け、ＮＣ装置１４に接続したモ
ータ４６によって昇降位置を制限する。この基端部１２
の昇降に代って、チャック３４が基部３６を昇降する構
成にしてもよい。このようなワイヤカット放電加工装置
を利用して本発明では、調質、焼入、及び焼戻し等の熱
処理を施して硬化した素材１、又はＨ△、ＷＣＳＴｉ　
、Ｔｉ　Ｃ，Ｔｉ　Ｎ、セラミックス等の素材１の一部
をワイヤカット放電加工、又は型彫放電加工して基準部
２，３．６となし、この基準部らをチャック３４の爪３
５で保持するか、パイプ電極でヒンジ孔７を加工して、
ここに治具８をマグネット或いはネジ留めで取付け、こ
の治具８を爪２５で保持する。そして水平軸３８の廻り
にＮＣ装置１４の指令で作動するモータ３７によって制
御し回転位置決めと、水平面上をモータ３９，４０で移
動するクロステーブル４１．７２により互いに直角なＸ
軸Ｙ軸方向の移動位置決めとを行なう。更に鉛直Ｚ軸の
廻りに回転位置決めすることは、ＮＣ装置１４の指令で
作動するモータ４４によって回転位置決めするターンテ
ーブル４３で回転位置制御を行なう等によっては素材１
の位置、姿勢をＮＧ！ＩＩ御する。一方、ＮＣ装置１４
で素材１を加工するワイヤカット放電加工装置のワイ、
ヤ電極２０は、ワイヤ電極２０を鉛直方向に支持するノ
ズル１８．１９内の一対のガイドの中、一方のガイドを
ブロック１７により水平面上を互いに直角なＵ軸■軸方
向の位置決めによって、ワイヤ電極２０を鉛直並びに鉛
直なＺ軸に対し所定角度傾斜させる。更にＮＣ装置１４
の指令で作動するモータ１５によって制御し、回転位置
決めする基端部１２、アーム１０．１１で水平軸１３の
廻りに回転位置決めとを行なうことによって、第３図、
第４図に示すような断面を有するハサミ（第２図参照）
やビンセット４をワイヤカット放電加工をする。しかる
後に不用な基準部６を切離す。そして刃部又は摺動部分
に放電、プラズマ、又はレーザによりマイクロ溶着を行
なって被覆層４７を設けるのであるが、このマイクロ溶
着は第７図に示す。特願昭６２−２４９，２３９号で提
示した装置を利用することができる。

第７図に於て、電極５１はスピンドル５２に着脱可能に
取付け、スピンドル５２はトルクを制御することができ
る、例えばパウダクラッチ５３に取付ける。

パウダクラッチ５３は電極５１を鉛直なＺ軸方向に振動
する振動片５４に取付け、撮動片５４の端部をねじ等で
取付けたヘッド５５には振動片５４を振動させる電磁石
５６を取付け、励磁コイル５７で励磁をする。

ヘッド５４を取付けたモータ、又はトルクモータ５８は
ベース５９に取付け、このベース５９に取付けたガイド
軸６０は水平なアーム６１にスライドボールベアリング
６２によって摺動可能に支持し、同じベース５９に取付
けたスクリュ６３はアーム６１に、軸受け６４で支持し
たナツト６５に螺合する。このナツト６５の回動はナツ
ト６５に固着したウオームホイール６６に噛合う図示し
ていないウオームをアーム６１に取付けたサーボモータ
６７で回動することによってなされ、ベース５９をＺ軸
方向に移動する。被加工体である素材１は支持台に支持
し、この支持台６９は手動、若しくはサーボモータ７０
でサドル７１上をＸ軸方向に移動し、サドル７１は手動
、若しくはサーボモータ１２でテーブル７３上をＸ軸と
直角なＹ軸方向に移動する。このテーブル７３を固定し
たベット７４にはアーム６１を取付けたコラム７５を固
定するが、図示していないが、このコラム７５はベット
７４の上を移動するようにしてもよい。ベース５９に取
付けたブラケット７６に、ノズル７７を取付け、電極５
１の先端部分に図示していない供給装置から金属溶液を
供給し、或いは空気、Ａｒのような不活性ガス、又はＮ
２のような反応ガスをボンベ７８から噴射させる。又、
ブラケット７６には素材１に弾性的に接触して回動する
ように構成したＣｕ、Ｆｅ、Ｎ　ｉ、Ｂｅ等の放熱材７
９を設ける。この放熱材７９の両端面にはセラミックス
のコーティング７９′　を設けることによって、電極５
１の金属が付着するのを防止することができる。又電極
５１と素材１とをカバー８０で覆い、その中を減圧した
り、ボンベ７８からＡ「のような不活性ガス、又はＮ２
のような反応ガスを供給する。

ＮＣ（数値制御Ｉ）装置８１はサーボモータ６７．７０
゜７２の制御駆動、トルクモータ５８の制御駆動、加工
Ｎ９８２の制御、パウダクラッチ５３のトルクの制御装
置８３の制御及び励磁コイル５７の励磁電ｌｉｔ！８４
を制御する。

ＮＣ装置ｉ８１でｉｌｊ　ｔｅｌするレーザ発振器８２
から発振するレーザ光８３はハウジング６８内の反射１
！１８５で反射しながら集束レンズ８６によって集束し
、素材１を照射する。その反射位置にサブハウジング８
７を介してボンベ８８内の気体を噴射する。照射するエ
ネルギはレーザ光８３の外にプラズマ、放電或いはマイ
クロウェーブ等のエネルギが利用できるものであり、こ
のレーザ光８３等のエネルギを金属粉粒体８９、或いは
ノズル７７から供給する金属溶液９０に加えて、素材１
上に金属、或いは酸化物、化合物等を析出させて被覆層
４７を得るようにしたものであり、必要に応じてボンベ
７８からカバー８０内に供給する媒体雰囲気を制御する
ようにして行なうものである。金属溶液８０とは塩類と
か、アルキシドとかが使用され、反応後のカバー内の排
気は図示していない排気装置で充分に行ない処理するよ
うにして金属化する。

□更に又、金属の粉粒体８９等はその金属そのまま使用
する外に、金属化合物の粉粒体を使用したり、且つ又、
金属粉粒体８９と金属溶液９０とを混合したりして使用
する。

（発明の効果）本発明によると任意の高硬度材、耐蝕性材や従来工具と
して使用したいが、加工することができなかった素材を
用いて、工具を作ることができるようになった。しかも
工具の形状がハサミのように極めて複雑な面の組合せに
よるようなものであっても、−度チャック装着した後に
、ＮＣ制御するワイヤカット放電加工装置で一筆書き様
に加工するものであるから、要求される任意形状の工具
を要求される数だけ、全く同一形状、同−品質のもを作
ることができたものである。しかも工具の刃部、摺動部
にマイクロ溶着によって緻密な被覆層を得たことにより
、摩耗の少ない工具等を得ることができたことから、ロ
ボットに取付けて作業をすることができるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置を例示した図、第２図は
本発明により加工するハサミを例示した図、第３図は第
２図のＡ−Ａ断面矢視図、第４図は第２図の８−８１ｉ
面矢視図、第５図ａは本発明により加工するビンセット
を例示した正面図、第５図すは第５図ａの側面図、第６
図は本発明により加工するビンセットの素材の形状を例
示した図、第７図は本発明に用いるマイクロ溶着する装
置を例示した図である。１．５・・・・・・・・・・・・素材２．３．６・・・・・・・・・基準部１０．１１・・・・・・・・・アーム１２・・・・・・・・・・・・・・・基端部１４・・・
・・・・・・・・・・・・ＮＣ装置２０・・・・・・・
・・・・・・・・ワイヤ電極３４・・・・・・・・・・
・・・・・チャック４１．４２・・・・・・・・・クロ
ススライドテーブル４３・・・・・・・・・・・・・・
・ターンテーブル特　　許　　出　　願　　人株式会社井上ジャパックス研究所代表者　井　上　　　潔第５図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）調質、焼入及び焼戻し等の熱処理を施した高硬度
な素材又はＴｉ合金等の難削な素材の一部を放電加工し
て基準部となし、この基準部を保持した素材を水平軸の
廻りに於ける回転位置決めと、水平面於ける互いに直角
なＸ軸Ｙ軸方向の位置決めと、鉛直なＺ軸の廻りに於け
る回転位置決めとをＮＣ制御により行ない、この素材を
ワイヤカット放電加工するワイヤ電極を鉛直なＺ軸方向
に一対のガイドで支持し、且つＺ軸に対し所定角度に支
持するために一対のガイドの中一方のガイドを水平面に
於て互いに直角なＵ軸Ｖ軸方向の位置決めと、一対のガ
イドを水平軸の廻りに於ける回転位置決めする制御とを
ＮＣ制御により行ない、この素材とワイヤ電極との両者
をＮＣ制御して相対的に移動しながらワイヤカット放電
加工を行なつた後に、刃部に又は摺動部分にマイクロ溶
着による被覆層を施す工具等の加工方法。
（２）基準部が加工後に切離される特許請求の範囲第１
項に記載の工具等の加工方法。
（３）マイクロ溶着が放電、プラズマ、又はレーザによ
る特許請求の範囲第１項に記載の工具等の加工方法。