JPH03154720A - イニシャルホール加工用電極棒材およびイニシャルホール加工装置 - 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 この発明はワイヤカット放電加工装置において利用する
イニシャルホール加工用震極棒およびこの電極棒を使用
するイニシャルホール加工装置に関する。

従来技術 イニシャルホール加工装置はワイヤカット放電加工装置
に付属して、ワイヤカット加工を開始す□ るための加工開始穴（イニシャルホール）を放電加工で
形成するための装置であり、焼入れされた鋼、超硬など
通常のボール盤での穴開は加工が困難なワークにも簡単
に穴を開けられる利点がある。

そして、前起の電極棒は外径１〜３ｍｍで中空のパイプ
形状であり、従来あらかじめ長さ１８０ｍｍ程度に切断
されて準備されている。

しかし、イニシャルホール加工用の電極棒は例えばワー
クが厚さ２５ｍｍの場合、１個のイニシャルホールを形
成するのに約３０ｍｍが消耗する上、電極棒の取付けや
ガイドのために約５０ｍｍの装着用寸法が必要であり、
さらに、装着用寸法を勘案してなお若干の残寸法があっ
ても、その残寸法が加工すべきワークの厚さに足りない
と、イニシャルホールを貫通させることができないので
、多数のイニシャルホールを形成するときは頻繁に電極
棒を交換する必要が生じる。

発明が解決しようとする課題 この出願の発明は、連続して供給することができるイニ
シャルホール加工用の電極棒材および、これを用いてイ
ニシャルホールを連続して加工できるイニシャルホール
加工装置の提供を課題とする。

課題を解決するための手段 （１）導電性で一方向性記憶効果を呈する形状記憶合金
がイニシャルホールに適合した外径で中空、かつ、直棒
のパイプ形状に成形され、この形状が記憶された線材を
用いる。

この線材を巻きとり、イニシャルホール加工用電極棒材
とする。

（２）イニシャルホール加工装置に、電極棒材の引出し
手段と引出した電極棒材のパイプ形状回復手段および定
寸切断手段を設け、巻きとって収納された導電性形状記
憶合金の電極棒を使用できる構成にする。

作用 一方向性記憶効果を呈する導電性形状記憶合金の線材を
巻きとって形成した電極棒材はイニシャルホール加工用
電極棒の連続した供給を可能とする。

イニシャルホール加工装置における電極棒材のパイプ形
状復帰手段および定寸切断手段は、導電性形状記憶合金
の線材を巻きとって形成されている電極棒材をイニシャ
ルホール加工用電極棒として使用することを可能とする
。

実施例 第２図はワイヤカット放電加工装置１の全体を概略で示
し、加工機本体２にＮＣ制御装置３および図示していな
いが加工液供給装置などが付属している。

加工機本体２はテーブル部４、垂直コラム５、水平コラ
ム６、下アーム７を備え、水平コラム６の先端に２軸ユ
ニツト８が取付けられている。

Ｚ軸ユニット８の垂直に移動するＺ軸の下部には、Ｕｖ
軸ユニット９とイニシャルホール加工装置１０が取付け
られ、Ｕｖ軸ユニット９には上ワイヤガイド１１が設け
られている。

イニシャルホール加工装置１０は第１，３図に示すよう
に上方から、電極棒材１２を巻きとったリール１３、引
出しローラ１４、加熱装置１５およびＺ軸側に固定され
る枠部１６と本体部１７からなる。

前記リール１３は枠部１６の上方で水平コラム６に交換
可能に装着され、引出しローラ１４はピンチローラ１４
′と共に電極棒材１２を挟持し、モータＭ１で駆動され
る。加熱装置１５は電極棒材１２に対する形状復帰手段
であり、内部に電極棒材１２を取囲むヒータ１８と送り
ローラ１９を備える。送りローラ１９は前記の引出しロ
ーラ１４とモータＭ１で連動される。本体部１７の下部
にはガイド部２０が２本のロッド２１で案内されて上下
方向へ摺動自在に装着されている。符号２２は電極棒材
１２から形状回復の後、切断によって分離されたイニシ
ャルホール加工用の電極棒である。

本体部１７は枠部１６対してエアシリンダにより上方の
ホームポジョン位置（第２図）から下方のワーキングポ
ジション位置（第３図）にスライド可能とされ、また、
ガイド部１４は本体部１７から自在に垂下した状態で使
用される。

本体部１７の内部には、第１図のように上方からカッタ
２３、支持ローラ２４およびコレット組込みプーリ２５
が垂直線に沿って配置されている。

支持ローラ２４は対向して配置されたピンチローラ２４
′と電極棒２２を挟持するようになっており、モータＭ
２（モータＭ１と同期して駆動される）で駆動回転され
るとともにソレノイド２６でピンチローラ２４′との間
隔が開閉される。コレット組込みプーリ２５は電磁式コ
レットのケーシング外周がプーリに形成されたもので本
体部１７の機枠に軸架され、電極棒回転用のモータＭ３
とベルトにより連動連結されている。前記プーリ２５の
コレットは、電極棒２２を放電に関する一方の電極とす
るための通電機構の一部である。カッタ２３は対向した
刃がエアアクチュエータ２７で操作されて電極棒材１２
を所定寸法の電極棒２２に切断する。

なお、第２図において、符号２８はワーク、同２９は下
ワイヤガイドであり、また、符号３０はワイヤ供給リー
ル、同３１はブレーキローラ、同３２はフィードローラ
でこれらと上ワイヤガイド１１および下ワイヤガイド２
９とでワーク２８を通過するワイヤ経路３３が形成され
ている。

電極棒材１２は銅系のＣｕ−Ｘｎ−Ａｌ合金を熱間加工
で外径３φの中空パイプに成形した後、これを直線状態
に維持して約６０℃で連続焼入れ処理し、該パイプを常
温でリール１３に巻きとったものである（第４図）。

すなわち、この電極棒材１２は前記の焼入れ処理により
断面が中割りまたは８の字状〔第５図（イ）、（ロ）〕
の中空パイプで直棒という形状を記憶してリール１３に
巻きとられている。逆にいえば、この電極棒１２は単に
リール１３から巻き戻したままでは、巻き癖が残ると共
に断面が多少偏平になった形状を呈している。

なお、この電極棒材１２の形状回復動作温度度以上であ
る。

また、銅系の形状記憶合金であるＣｏ−２ｎ−Ａ１合金
は前記の焼入れ後に二方向形状記憶処理をしない限り、
前記の動作温度以上で焼入れ時の形状を不可逆に再現す
る一方向性記憶効果を備える。したがって、前記電極棒
材１２の形状記憶は一方向性である。また、この合金の
記憶形状再現能力は繰返し回数が多くなると劣化するが
、電極棒としての使用において形状再現は一回であり、
問題とならない。

さらに、この合金は比抵抗が９〜１０（１０Ω・ｃｍ）
、線膨脹係数１８〜１９（１０／’Ｃ）および、その他
耐蝕性、熱伝導率、加工性などが真鍮に近い特性を有す
るもので、イニシャルホール加工用電極として勝れてい
る。また、この合金の熱電動率が高いことは、加熱によ
る形状回復が素早く、電極棒材１２から電極棒２２への
変換動作を能率良く行えることを意味している。

イニシャルホール加工装置１０は準備ステップを経た後
、ＮＣ制御装置３が備えた機能により次のように作動す
る（第６図）。

準備ステップとして、Ｚ軸ユニット８を上昇させ、イニ
シャルホール加工装置１０の本体［１７をホームポジシ
ョンとした後、水平コラム６に電極棒材１２を納めたリ
ール１３を装着して、ヒータ１８をオンする。リール１
３から電憚棒材１２の先端を引出しローラ１４に挟持さ
せた後、モータＭ１を手動で駆動して電極棒材１２を加
熱装置１５の送りローラ１９、ヒータ１８を通過させ、
さらに本体部１７内部のカッタ２３、支持ローラ２４、
コレット組込みプーリ２５を通過させてガイド部２０ま
で到達させておく。

なお、準備ステップでは本体部１７がホームポジション
にあるとき、カッタ２３および前記プーリ２５のコレッ
ト−は開いた状態でモータＭ３は停止し、支持ローラ２
４はソレノイド２６でピンチローラ２４′との間隔を閉
じた状態にある。また、支持ローラ２４はモータＭ１に
よる電極棒材１２の送りが開始されるとモミ夕Ｍ２で前
記のローラ１４．１９と同じ周速で駆動される。

そして、カッタ２３を手動操作し、電極棒２２を電極棒
材１２から切離す。この操作によって、まずプーリ２５
のコレットが閉じて電極棒２２の上部を支持し、ついで
ソレノイド２６によって支持ローラ２４とピンチローラ
２４′による電極棒２２の挟持が解かれ、ヒータ１８が
オフされるシーケンス作動が行なわれる。

これにより、イニシャルホール加工の準備が整う。

ＮＣ制御装置３による制御がイニシャルホール加工モー
ドになると、本体部１７がエアシリンダによってワーキ
ングポジションに下降され（ステップ１）、ついで２軸
ユニツト８が下降を開始しくステップ２）電極棒２２の
下端がワーク２８に接してショートするのを待機する（
ステップ３）。

なお、この際ＵＶ軸ユニット９の作動およびワイヤの走
行はインタロックされ、一方、本体部１７に支持された
電極棒２２のパイプ状中空部には加工液が供給される。

このような作動は従来のイニシャルホール加工装置と同
じである。

ステップ３でショートが検出されると２軸ユニツト８は
１単位引きあげられ、電極棒２２の下端とワーク２８間
に放電の持続に必要な間隔を取る（ステップ４）。つい
で、モータＭ３が駆動され、イニシャルホール加工を開
始する（ステップ５）。

加工の進行にともなってＺ軸ユニット８は下降する。ま
た、イニシャルホールが貫通すると放電電圧ｗｖが加工
中の標準電圧ｗｖｌより小さくなるのでこれを監視する
と共に（ステップ６）、Ｚ軸ユニット８がワーク２８と
衝突して損傷するのを防止するためにＺ軸ユニット８が
加工限度Ｚｌｉｍに到達するのを監視する（ステップ７
）。

加工中の標準電圧ｗｖｌはパラメータ値としてＮＣ制御
装置３に設定されている。

この様にしてイニシャルホール加工が進行し、イニシャ
ルホールが貫通すると、まず本体部１７がホームポジシ
ョンに上昇しモータＭ３が停止する（ステップ８）。つ
いでＺ軸ユニット８が上限位置に戻って（ステップ９）
作動が終了する。なお、この場合は準備ステップではな
いので、Ｚ軸ユニット８が上限位置に戻ってもプーリ２
５におけるコレットが開くことはない。

前記においてイニシャルホールが貫通する前（ステップ
６）に２軸ユニツト８が下限位置に到達してしまうと（
ステップ７）、すなわち、Ｚ軸ユニットの下限位置にお
いて電極棒２２の残量がワーク２８の厚さより小さいと
、まず本体部１７が上昇され（ステップ１０）、ついで
Ｚ軸ユニット８はただちに上限位置まで上昇される（ス
テップ１１）。そして、ステップ１２以下の電極棒供給
過程に入る。

まず、ヒータ１８がオンされ（ステップ１２）、また、
プーリ２５におけるコレットが開かれて（ステップ１３
）寸法不足となった前回の電極棒２２を落下させて除去
した後、引出しローラ１４、送りローラ１９がモータＭ
１により所定送り量だけ駆動されて停止する。これによ
り、リール１３中の電極棒材１２は引出されて形状回復
され、カッタ２３、支持ローラ２４、プーリ２５のコレ
ットを貫通してガイド部２０に達する （ステップ１４）。

モータＭ１が停止すると、ソレノイド２６が作動して支
持ローラ２４とピンチローラ２４′で電極棒材１２の形
状回復された部分を挟みつけて支持した後（ステップ１
５）、カッタ２３でその上部を切断する（ステップ１６
）。ついで、前記の支持ローラ２４が少し逆転されて新
しく形成された電極棒２２の先端を１〜２ｍｍ程度上昇
させる（ステップ１７）。これは送出した電極棒２２の
先端がガイド２０の下面から突出しすぎた状態を未然に
防止するためである。

ついで、プーリ２５のコレットが閉じ（スイテップ１８
）、さらにソレノイド２６によって支持ローラ２４によ
る電極棒２２の挾み付けが解除されることにより（ステ
ップ１９）、電極棒供給過程が終了し、再びステップ１
に戻ってイニシャルホール加工が継続される。

以上のようにこの実施例によれば、現在の電極棒が寸法
不足になると、これを自動的に除去し、ついで設置しで
あるリールの電極棒材から電極棒が自動的に供給され、
イニシャルホール加工は継続して行なわれる。

以上は実施例であって、電極棒材に使用する形状記憶合
金はＴｉ−Ｎｉ合金でも良い。しかし、多少高価である
と共に成形性に難がある。

電極棒材の外径は３φ以外に２φ、１φにすることがあ
り、リールにおける巻きとりの長さは任意である。

電極棒材を巻きとったリールは加工機本体の水平コラム
ではなく、イニシャルホール加工装置の本体部に取付け
ることもある。

発明の効果 イニシャルホール用の電極棒を連続して供給することが
できる。

イニシャルホールを連続して加工することができ、加工
手間を大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は機構を示す模式図、第２図は全体の概略を示す
正面図、第３図は一部を拡大して示す正面図、第４図は
模式的に示す要部の正面図と電極棒材の断面図、第５図
（イ）、（ロ）は電極棒の断面図、第６図は作動を示す
フロー図である。 １０・・・イニシャルホール加工装置、１２・・・電極
棒材、１３・・・リール、１４・・・引出しローラ、１
５・・・加熱装置（パイプ形状回復手段）、２２・・・
電極棒、２３・・・カッタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イニシャルホールに適合した外径で中空、かつ、
   直棒のパイプ形状を記憶した一方向性記憶効果を呈する
   導電性形状記憶合金の線材を巻きとってあることを特徴
   としたイニシャルホール加工用電極棒材。
2. （２）巻きとって収納された電極棒材の引出し手段と引
   きだした電極棒材のパイプ形状回復手段および定寸切断
   手段を備えたことを特徴とする導電性形状記憶合金の電
   極棒を使用するイニシャルホール加工装置。