JPH01183321A - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

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〕 本発明はワイヤ放電加工機に関し、詳しくは。

ワイヤ放電加工機における加工液供給ノズルに関する。

〔従来の技術〕

ワイヤ放電加工機においては、電極として働くワイヤを
被加工体に貫通せしめ、前記ワイヤを前記被加工体の両
側において保持し、放電（加工）部分に対して加工液を
噴射して、加工部の冷却や加工屑の排出を行っている。

第７図は従来のワイヤ放電加工機の加工液供給ノズルお
よび加工液供給の状態を示している。

第７図において、１はワイヤ、２は被加工体。

２０は加工済部分（溝）、２１は未加工部分（の断面）
、３はノズル、３４は案内ダイス、３５はノズル口であ
る。

加工液は９図中矢印で示すように、高圧を印加されてノ
ズル３内に圧送され、より径の小さいノズル口３５を経
て更に高圧（変速）とされて加工部へ噴射される。即ち
、加工液はノズル口３５（ノズル３の出口の径の小さい
部分）で整流されて噴射される。

ノズル口３５とワイヤ１とはその断面が同心円となるよ
うにされているため、整流された加工液の流れの方向は
ワイヤｌと平行になる。この結果。

ワイヤｌの後方（図中右側）においては加工液は溝２０
内に流込むことができるので略垂直方向に流れようとす
る。一方、ワイヤ１の前方（図中左側）においては加工
液は未加工部分２１に激しく当たるため、溝２０内へ流
込むように、その流れの方向（流線）を右斜下向き（上
方のノズルからの加工液について）に変えようとする。

従って。

上方からの加工液全体としては９図示の如く、溝２０内
において扇状の末広の流れとなる。同様に下方のノズル
３からの加工液全体の流れも扇状となる。なお、下方の
ノズル３は上方のノズル３と同一であるので一部図示を
省略している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の如く、従来技術によれば、ワイヤ１の前方におい
て高圧の加工液が未加工部分２１に当たる結果、溝２０
内の加工液の流線は扇形とならざるを得ない、更に、こ
の流線は、溝２０内に入った時点で既に加工部分（ワイ
ヤｌ前方）に向かわずに加工済部分に向いたものとなっ
てしまう０．また、加工液はその扇形流線の片端のみで
しか実質的に使用されておらず、効率の悪いものであっ
た。

この結果、第７図において網目を施して示すように、被
加工体２の厚さ中央部に、被加工体２の厚さに対しかな
り大きな略三角形の冷却が困難でかつ加工屑の排出が十
分でない領域が生じてしまう（三角形となるのは上下か
ら加工液を供給しているためである）、即ち、この三角
形領域へは。

加工液は供給されるものの、その量は被加工体２の上下
部に比べ少なくなってしまう。

このような状態で加工を続けると、三角形領域の温度が
高くなってしまい、ワイヤ１の断線を招いてしまう、ま
た、三角形領域に加工屑が集まり。

加工性が低下したり、集中放電が生じたりしてしまう。

そこで、従来は、三角形領域が生じ難いようにするため
に、加工速度を遅くするか、加工液に加える圧力を大き
くしていた。このため、従来は。

加工速度が加工能力によってではなく冷却能力等によっ
て制限を受けたり、加工液供給系が大型で高価になりポ
ンプ等での消費エネルギも大きいという問題があった。

本発明は、前述の問題点を解決することを目的とし、加
工液を効率良く供給することが可能なノズルを備えたワ
イヤ放電加工機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため１本発明では、加工液の流れ
の方向が扇形とならないようにして前記三角形領域の如
き領域を少なくするために、加工液を加工部分（被加工
体とワイヤとが対向する部分）に効率良く供給するよう
にしている。

即ち９本発明によるワイヤ放電加工機においては、加工
部分に供給される加工液が、その流れの方向が実質的に
ワイヤに交わるように噴射供給することとした。

このために９本発明の代表的な一態様によれば。

加工液を供給するためのノズルのノズル穴を複数に分割
し、各々のノズル穴の軸がワイヤの被加工体に対向する
部分の軸（ワイヤ走行軸）と所定の角度を持って交わる
ようにし、あるいは、各々のノズル穴が被加工体側の断
面積が少なくとも広くならないような形状を有するよう
にした。

〔作用〕

分割されたノズル穴（分割ノズル穴）を加工液が通るこ
とによって、１つの大きなノズル穴を通るよりもより良
好に加工液の流れの方向が整流される。従って、加工液
が扇形に広がって供給されることはなくなり、主として
加工部分に加工液を供給することができる。これに加え
て、ノズル穴の軸がワイヤの軸と交わるようにすれば、
加工液の流れの方向を加工部分に向けることができる。

従って、より効率よく加工液を加工部分に供給すること
ができる。あるいは、各々のノズル穴の形状を、被加工
体側の断面が反対側の断面と等しいか小さくなるように
すれば、加工液の流れの方向をさらに良好に整流でき、
噴射後も流れの方向を保てる。従って、より効率よく加
工液を加工部分に供給できる。

〔実施例〕

以下０本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

（ａ）第１実施例 第１図は本発明のワイヤ放電加工機の加工液供給ノズル
および加工液供給の状態を示している。

第２図は第１図図示のノズルが適用されるワイヤ放電加
工機の概略構成を示している。

第１図および第２図において、ｌはワイヤ、２は被加工
体、２０は加工済部分（溝）、２１は未加工部分（の断
面）、３はノズル、３１は分割ノズル穴、３２は分割ノ
ズル穴３１の（被加工体２例の）端面、３３はワイヤ穴
、３４は案内ダイス。

４は放電用の電源、５０はワイヤ供給リール、５１はワ
イヤ回収リール、５２および５３は案内ロールである。

ワイヤ１は、案内ロール５２および５３により。

例えば図中下方へ等速で走行するようにされ、供給リー
ル５０から引出され回収リール５１に巻取られる。ワイ
ヤｌは、適当なテンションを与えられ、被加工体の加工
部分（未加工部分２１）と微少な間隙で対向させられる
。この間隙には１例えば、適当な電導度を持つ水の如き
加工液が被加工体２の上下の２つのノズル３から供給さ
れる。ワイヤｌおよび被加工体２は各々電源４の陽極お
よび陰極に接続され、パルス電力を印加される。これに
よって、ワイヤｌと被加工体２の加工部分との間に加工
液を介して放電を発生させる。放電加工の結果、被加工
体２には、これを上下に貫通するワイヤ１と同程度の幅
の溝（２０）が形成される。なお、加工の方向は９図に
おいて、右から左へ進向する。

加工液は、高圧を印加されてノズル３内に圧送され、複
数の分割ノズル穴３１　（第１図においてはワイヤｌよ
り右側のもの）を通って加工部分へ噴射、供給される。

複数の分割ノズル穴３１の形状および被加工体２との位
置関係を、第３図に示す、第３図は分割ノズル穴３１の
みをノズル３から取出して示した斜視図である。

本実施例においては、１つの分割ノズル穴３１は１本の
薄肉パイプを用いて構成し、これを円錐状、ドーナツ状
に束ねて複数の分割ノズル穴３１としている。この円錐
は９例えば、その頂点が第１図におけるワイヤ１の軸上
にあり、その中心線が該ワイヤｌの軸と一致するように
される０分割ノズル穴３１の各端面３２は、−平面内に
あるようにされる。この平面は、垂直加工の時は９例え
ば、ワイヤｌの軸と直交するようにされる。なお。

分割ノズル穴３１の端面３２と反対の各端面も一平面を
作るようにされ、この平面は端面３２の作る平面と平行
とされる。これにより、各分割ノズル穴３１における抵
抗を等しくできる。

なお、第１図において、ワイヤｌの右側の分割ノズル穴
３１も左側と同様に分割されていることは言うまでもな
い（加工液の流れを図示するために省略した）。

以上の如き構成のノズル３を用いることにより実現され
る加工液の流れの方向について、第１図および第４図を
用いて説明する。

加工液は細い複数の分割ノズル穴３１を通ることにより
、１つのノズル穴を通る場合と比べ、より良好に整流さ
れかつ高圧にされて噴射され、噴射後にあってもより長
い間与えられた流れの方向（流線）を保つことができる
０例えば、被加工体２の厚さを３０■−とし上側のノズ
ル３のみを設は第１ＩＩに示す状態で噴射したところ、
被加工体２下面での加工液流の断面積は噴射口の約１．
３倍までしか広がらなかった。この時、平均流速はノズ
ル出ロ流速の１／１．３までにしか低下していない。

一方、比較のため、同一の条件で第７図に示す装置で噴
射したところ、断面積は約６倍、平均流速は１／６にな
った。なお、ワイヤ１の軸と分割ノズル穴３１の軸とが
なす角は１５°とした。

このような効果を得るためには９本実施例に示す如く１
分割ノズル欠３１の形状が、下側（端面３２側）断面積
が上側（端面３２の反対側）断面積と等しいか、または
、下側へ行くに従うて小さくなるような形状であること
が必要である。

噴射の方向は９分割ノズル穴３１の軸方向であり、ワイ
ヤ１に交わる方向となる０本実施例においては、各分割
ノズル穴３１が同一形状であるので、これらから得られ
る加工液流の流線は略平行となり、隣接の液流と合流し
て束となり、１つの流れとして加工部中心（被加工体２
の板厚の中心部）へ向かう、このように、加工液の流れ
は加工部中心へ向かうようにされ、かつ、前述の如く流
速が大きい（中心部では実質的に噴射時の流速を保つ）
ので、前述の如き加工に不都合な三角形領域が著しく少
なくなる。ノズル３が上下いずれか一方であっても、同
様である。加工部中心で合流した加工液は、第１図図示
の如（、溝２０内をワイヤ１後方側へ流れる。

分割ノズル穴３１の端面３２が平面を作るようにされて
いるので、端面３２を被加工体２の上面に極めて近接さ
せることができる。これは、整流された加工液の流れを
乱さないようにするのに有効である１本実施例では、端
面３２と被加工体２の上面との距離をクリアランスと同
程度にすることができる。

一方１分割ノズル穴３１の直径または端面３２の長径は
、第４図に示す如く、ワイヤｌの直径または溝２０の幅
（ワイヤｌの直径にクリアランスを加えた値）と等しい
か、または、望ましくはそれ以下とされる。これによっ
て、第４図に示す如く、各分割ノズル穴３１における加
工液の流れを制御することができる。即ち、細くされた
分割ノズル穴３１の各々に対して、被加工体２自体をそ
の開閉を行う開閉手段として用いることができる。

「×」を付して示す分割ノズル穴３１−１では。

その端面３２に極めて近接して被加工体２が存在するこ
とになるので、実質的に加工液が噴射（流出）しない（
第１図のワイヤ１の左側の分割ノズル穴３１も同様であ
る）、斜線を施して示す分割ノズル穴３１−２では、そ
の端面３２は完全開口となるので、加工液はその軸に沿
って噴射される。

ドツトを付して示す分割ノズル穴３１−３では。

その端面３２は一部開口しているので、加工液は溝２０
の角部に当たって扇状の流線を持つように噴射される。

しかし、被加工体２によってその流量が絞られ小さいも
のとされるので、隣接する分割ノズル穴３１−２からの
加工液の流れの方向を変えるまでには到らない０以上に
よって、加工液を主として加工部分に多（供給して他の
部分における漏洩電流を小さくすると共に、このための
ノズルの開閉手段を被加工体２に行わしめ、また。

分割ノズル穴３１によって整流した加工液の流れを損な
うことなく加工部分に供給するものである。

このように被加工体２を開閉手段として用いた場合の効
果は９分割ノズル穴３１を前述の如（細くすると共にそ
の端面３２が平面を作るようにした場合に、最も顕著で
ある。

被加工体２を開閉手段として用いた場合２本実施例の如
く分割ノズル穴３１を互いに近接させて密に配置すると
共にワイヤ１の同心円上に配置することによって、加工
の方向がどのように変化しても、同様の効果が得られる
。また、どのような機械的手段、電気的制御等も必要と
しない。

分割ノズル穴３１とは別に、第１図に示す如く。

加工液はワイヤ穴３３を通しても加工部に供給される。

これにより、ワイヤ１の軸に対して分割ノズル穴３１の
軸が交わるようにしたことによって。

最内の分割ノズル穴３１とワイヤ１との距離が離れたと
しても、ワイヤ１全体（特に被加工体２の上面または下
面近傍）を確実に水雰囲気とすることができる。

以上のような効果に加えて１本実施例によれば。

必要に応じた加工液の供給の制御を行い易くなり。

加工速度が低下することもない０例えば、被加工体２の
外周から加工を行う場合（外径切込み）や。

仕上げ等のために再度加工を行う場合（多重加工）に、
加工液供給を必要に応じて変更できる。

また、テーパー加工をする場合であっても、被加工体２
の影となるような加工部分に対しても加工液を供給する
ことができる。

（ｂ）第２実施例 第５図は１本発明の第２実施例に従うノズル６の構成を
示す斜視図である。

第５図において、６はノズル、６１は分割ノズル穴、６
３はワイヤ穴、６５はノズル内壁部材。

６６はノズル外壁部材、６７は歯車様の突起である。

本実施例のノズル６は９図示の如く、ノズル内壁部材６
５とノズル外壁部材６６とを嵌合させることによって構
成される０分割ノズル六６１は。

２つの突起６７とノズル内壁部材６５とノズル外壁部材
６６に囲まれてなる０分割ノズル穴６１の形状は、その
断面が被加工体側（図では下方）へ行く程小さな略台形
状となるようにされている。

また１分割ノズル穴６１の上下の端面ば互いに平行な平
面となるようにされている。

本実施例によれば、第１実施例と略同様の効果を得るこ
とができる。また、これに加えて、ノズル６は、ノズル
３に比べより高い液圧に耐えることができ、その加工製
造も容易である。　　　。

なお、突起６７の敗即ち分割ノズル穴６１のτ数−；ぺ は、ノズル内壁部材６５の加工において容易り増−すこ
とができる。

（ｃ）第３実施例 第６図は２本発明の第３実施例に従うノズル７の構成を
示す断面図である。

第６図において、７はノズル、７１は分割ノズル穴、７
２は被加工体側の端面、７３はワイヤ穴である。

本実施例の分割ノズル穴７１は、薄肉パイプを用いて構
成され、その軸がワイヤ１の軸と平行な状態でワイヤｌ
の周囲の同心円上に配置されている。そして１分割ノズ
ル穴７１の端面７２は１つの平面を作るようにされる一
方、端面７２と反対側の端面ば２図示の如く、ワイヤ１
に近い（内側の）分割ノズル穴７１程長くなるように切
り揃えられている。なお、この端面ば階段状であっても
よい。

このように分割ノズル穴７１の長さを、内周側と外周側
とで変化させることによって１本実施例では、加工液の
流れの方向を全体として制御している。即ち、内側の分
割ノズル穴７１程抵抗が太き（なるので噴射時の流速が
小さくなる（ワイヤ１の左側に示す）、この結果、加工
液全体としての流れの方向は、第６図のワイヤ１の右側
に示す如く、加工部分の中心へ向かうようにされる。つ
まり、加工液はワイヤ１と交わるように供給される。

本実施例によれば、第１実施例と略同様の効果を得るこ
とができる。

なお２分割ノズル穴７１の長さを均一にしても。

端面７２での断面がその上部の各位置での断面と等しい
か小さければ、十分な効果が得られるものである。

以上０本発明を実施例に従って説明したが９本発明はこ
れに限定されることなく種々変更可能である。

例えば、被加工体を分割ノズル穴の開閉手段として用い
る代わりに９分割ノズル穴の上側（被加工体とは反対側
）の端面に、開閉手段を備えてもよい０例えば、加工液
供給パイプを加工液を供給したい分割ノズル穴上のみに
位置する様に機械的に移動させてもよい。また、電気的
に制御されるスイッチ（弁）によって加工液を選択的に
供給してもよい。

また２分割ノズル穴は１例えば１つのノズル穴を薄板で
区切ることによって設けてもよい０分割ノズル穴の形状
は１例示した丸型９台形型の他。

四角型やハニカム構造に代表される多角型であってもよ
い。

〔発明の効果〕

以上述べた如く１本発明によれば、加工液が加工部分に
効果的に供給されるので、加工速度の制限を無くすこと
ができ、また、加工液の液圧を必要以上に大きくする必
要を無くしてポンプ等での消費電力を小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の第１実施例によるノズルの断面図 第２図・・・ワイヤ放電加工機の概略説明図第３図・・
・分割ノズル穴の拡大斜視図第４図・・・分割ノズル穴
からの加工液の噴射を説明する図 第５図・・・本発明の第２実施例によるノズルの斜視図 第６図・・・本発明の第３実施例によるノズルの断面図 第７図・・・従来のノズルの断面図 図において、１はワイヤ、２は被加工体、３はノズル、
２Ｇは加工済部分（溝）、２１は未加工部分、３１は分
割ノズル穴、３２は端面、３３はワイヤ穴、３４は案内
ダイスである。 第１図 第２図 第４図 ら７ 第５図 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極として機能するワイヤを被加工体に貫通せし
   め、前記ワイヤを前記被加工体の両側において保持し、
   被加工体とワイヤとが対向する部分へ加工液を供給する
   ためのノズルを有し、加工液を供給しつつ前記被加工体
   を放電加工する放電加工機において、 前記ワイヤを囲う周辺に前記ノズルのノズル穴を複数に
   分割したことを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. （２）前記ノズル穴を通った前記加工液が、その流れの
   方向が前記ワイヤと交わるように供給されるよう前記複
   数ノズル穴の各々の軸が前記ワイヤの前記被加工体と対
   向する部分に交わるようにしたことを特徴とする請求項
   １記載のワイヤ放電加工機。