JPH06143034A - 放電加工方法及び装置 - Google Patents

放電加工方法及び装置

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JPH06143034A
JPH06143034A JP32272092A JP32272092A JPH06143034A JP H06143034 A JPH06143034 A JP H06143034A JP 32272092 A JP32272092 A JP 32272092A JP 32272092 A JP32272092 A JP 32272092A JP H06143034 A JPH06143034 A JP H06143034A
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JP
Japan
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discharge
capacitor
discharge current
electric discharge
machining
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Application number
JP32272092A
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English (en)
Inventor
Masao Murai
正生 村井
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光沢のある滑らかな仕上げ面を得ること。 【構成】 コンデンサCをスイッチング素子Tr1を介し
て直流電源Eにより充電する。該充電電圧をスイッチン
グ素子Tr2、抵抗R2を介して工具電極1と被加工物2
に印加する(Lは配線のインダクタンス)。放電が生じ
ると放電路はLCRの直列回路となるためこの放電電流
は急峻に立ち上がるが、立ち下がりは緩やかとなる。放
電エネルギは増大し、放電電流幅も長くなることから、
放電痕の直径は大きくなると共に被加工物の溶融が促さ
れ、且つ、急激な立ち上がりによって生じる衝撃力によ
って溶融被加工物材料は飛散除去される。そのため、安
定した加工ができると共に、平坦な放電痕となり加工面
は光沢のある滑らかなものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電加工装置、特に形
彫に適した放電加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】放電加工は、工具電極と被加工物間に放
電を発生せしめ、放電に伴う熱的作用で被加工物材料を
蒸発、溶融させると共に、工具電極と被加工物間に介在
する加工液の気化・膨脹により衝撃力を発生させ、この
衝撃力によって溶融した被加工物材料を飛散除去させて
加工を行うものである。そして、放電加工の加工面は、
単発放電による被加工部材料の除去による放電痕(クレ
ータ)の集積として形成されるものである。放電痕の大
きさは単発放電エネルギの大きさによって決まるもので
あるから、仕上げ加工時において、面粗度の小さな良好
な仕上げ面を得るには単発放電エネルギーを微小に制限
することが必要である。従来の蓄勢式パルス電源(一般
的にコンデンサ放電電源)では、この目的のために、コ
ンデンサの容量を下げ、パルス幅の狭い、波高値を抑え
た電流パルスを放電電流として流し、単発放電のエネル
ギーを小さくしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、被加工物から放
電により除去された被加工物材料のスラッジは、放電に
よって生じる衝撃力によって放電部から排除されるもの
であるが、この衝撃力は短時間に急激なエネルギの供給
が行われる程大きくなる。そのため、放電電流の波高値
を小さくし、放電電流値を小さく抑えると放電によって
加工液中に発生する衝撃力も小さくなり、上記スラッジ
を放電部から効果的に排除することができなくなる。そ
の結果、スラッジが存在することにより集中放電が生
じ、安定した加工が得られなくなると共に、加工面の面
粗度を悪くすることになる。
【0004】このことは、ある程度の放電電流の波高値
は必要であるが、波高値が高くなると、放電痕は直径が
小さく深さが深くなり、光沢のある滑らかな仕上げ面を
得ることができない。
【0005】そこで、本発明の目的は、安定した放電加
工ができると共に、面粗度が小さな良好な仕上げ面を得
ることができる放電加工方法及び装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、放電電流の立
ち下がり時間を立上り時間より長くなるように制御する
ことによって、放電痕の直径を大きくすることにより、
加工面の面粗度を向上させる。特に、放電電流の立ち下
がりを指数関数的に減少させるようにする。また、コン
デンサに充電した電荷を工具電極と被加工物の極間に供
給し、間欠的な放電を発生させ、被加工物を加工する放
電加工装置においては、コンデンサと上記極間の間に直
列に抵抗を挿入することにより、若しくは、上記コンデ
ンサと並列に充電方向とは逆向きの整流器、または充電
方向とは逆向きの整流器と抵抗の直列回路を接続するこ
とによって放電電流の立ち下がり時間を立上り時間より
長くなるようにする。
【0007】
【作用】立ち上がりは急峻で立ち下がりは緩やかな放電
電流であると、立ち下がりが急峻な放電電流の放電と比
較し、放電電流のピーク値(波高値)が同じでも、放電
エネルギーの供給時間が長くなるから該放電電流によっ
て生じる放電痕の直径は大きなものとなる。さらに、被
加工物材料の溶融が促進され放電痕の底部の形状が丸み
のある平坦なものとなる。さらに、放電電流の立ち上が
りやピーク値は従来と同様であるから、衝撃力の大きさ
も大きく、溶融した被加工物材料を飛散除去することが
できる。その結果、加工面は光沢のある滑らかな仕上げ
面を得ることができる。
【0008】立ち下がりの緩やかな放電電流を得るに
は、放電回路中に抵抗を挿入し、放電回路をコンデン
サ、インダクタンス、抵抗のLCRの放電回路とするこ
とによって得られる。また、コンデンサと並列に充電方
向とは逆向きの整流器、または整流器と抵抗の直列回路
が接続されることによって放電電流の立ち上がり時には
上記整流器には電流は流れないが、放電が進み放電電流
のピーク値を経過した後は、コンデンサの電圧が逆転し
て上記整流器に電流が流れるとこの放電回路のインダク
タンスと抵抗(付加した抵抗も含む)によって決まる時
定数によって指数関数的に放電電流は減少する。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の回路図であ
る。図中1は工具電極、2は被加工物である。Cは加工
エネルギーを蓄積するコンデンサであり、Lはこのコン
デンサCに蓄積されたエネルギを上記工具電極1と被加
工物2間の極間に印加する配線のインダクタンスであ
り、R2はこの放電回路に挿入された抵抗である。ま
た、Tr2は放電制御用のスイッチング素子である。Eは
直流電源であり、充電電流制限抵抗R1、及び充電制御
用スイッチング素子Tr1を介して、該直流電源Eより上
記コンデンサCは充電されるようになっている。
【0010】充電制御用スイッチング素子Tr1をオンに
して、充電電流制限抵抗R1を介して上記コンデンサC
を充電し、充電完了後、充電制御用スイッチング素子T
r1をオフにして、放電制御用スイッチング素子Tr2をオ
ンにすると、コンデンサCの充電電圧が抵抗R2を介し
て加工電極1と被加工物2の極間のギャップに印加され
る。そして、該極間の絶縁が破れると、上記コンデンサ
Cに蓄積された電荷は放電し、上記放電制御用スイッチ
ング素子Tr2、抵抗R2を介して上記電極間を放電電流
としてに流れ、放電加工が行われる。
【0011】なお、上記加工電源の構成は、抵抗R2が
放電回路中に追加されている点を除けば、従来の放電時
のコンデンサ電圧を一定にするための充電制御用,放電
制御用スイッチング素子を供えるコンデンサ放電方式の
加工電源の構成と同一であり、抵抗R2を付加した点の
みが相違する。また、スイッチング素子Tr1,Tr2は放
電時のコンデンサ電圧を常に一定にするために使用され
るものであり、これらスイグ素子Tr1,Tr2を省略した
コンデンサ放電電源においても本発明は適用できるもの
であり、単に、コンデンサの放電回路中に抵抗R2を挿
入すればよいものである。
【0012】図2は上記図1に示す実施例における放電
電流Iの波形の説明図である。図2における「b」は図
1において抵抗R2がない従来の回路における放電電流
波形である。この電流はコンデンサCの容量と配線の配
線等のインダクタンスLによって定まる周波数の正弦波
であり、放電電流の立ち上がり立ち下がりは対称的に生
じている。また、図2の「a」の波形は本発明の実施例
である上記図1の回路における放電電流の波形である。
図1の場合、コンデンサCの放電はコンデンサC、抵抗
R2及びインダクタンスLのLCRの放電回路となるか
ら、放電電流の立ち上がりは短く、立ち下がり時間は長
くなる。なお、抵抗R2が存在すると当然放電電流の波
高値が低下するが、図2においては、この波高値の低下
を補うためにコンデンサCの充電電圧を高くしている。
【0013】そして、波高値が同一で、図2の「a」で
示すような放電電流波形で放電加工を行った場合と、
「b」に示すような波形の従来の方式による放電電流で
放電加工を行った場合では、波形「a」で示すような本
発明による放電電流によって放電加工を行ったときの方
が、放電電流の立ち下がりが緩やかであることから、放
電エネルギは増大し放電痕の直径が大きくなり、且つ、
放電電流の幅が長くなることから被加工物2の溶融を促
進するので放電痕底部の形状が丸みのある平坦なものと
なる。その結果、光沢のある滑らかな仕上げ面を得るこ
とができる。しかも、放電電流の立ち上がりは従来の方
式による放電電流「b」と比較してほぼ同一であること
から、放電衝撃力も低下することなく発生して溶融して
被加工物材料を飛散除去することになるから、安定した
放電加工を実施できる。
【0014】図3は本発明の第2の実施例の回路図であ
る。この第2の実施例においては、図1に示す第1の実
施例と比較し、抵抗R2が放電回路中になく、コンデン
サCと並列に抵抗R3と整流器Dの直列回路が接続され
ている点において相違する。なお、上記整流器Dは、コ
ンデンサCへの充電方向とは逆向きに接続されている。
充電制御用スイッチング素子Tr1がオンとなり、直流電
源EによりコンデンサCが充電電流制限抵抗R1を介し
て充電されるときには、上記整流器Dは逆バイアスされ
ることになるから電流はこの整流器Dには流れない。充
電完了後、充電制御用スイッチング素子Tr1がオフとな
り、放電制御用スイッチング素子Tr2がオンになると、
工具電極1と被加工物2間の極間にコンデンサの充電電
圧が印加され、上記極間の絶縁が破れ放電が発生する。
該放電電流の大きさがピーク値をすぎるまでは上記整流
器Dは逆バイアスされているために電流は流れない。し
かし、放電電流がそのピーク値を過ぎ、コンデンサCの
電圧が逆転すると上記整流器Dが導通し、その後は、放
電回路のインダクタンスLと上記抵抗R3によって決ま
る(L/R3)の時定数で指数関数的に放電電流は減少
する。上記抵抗R3は上述したように放電電流の立ち下
がりの時定数を決める要因であり、この抵抗R3の値を
選択することによって放電電流の立ち下がり速度を決め
ることができる。また、放電回路自体にも抵抗があるか
ら、必ずしも上記抵抗R3を付加する必要もない。すな
わち、整流器DのみをコンデンサCと並列に接続するだ
けでもよい。
【0015】図4は図3において、抵抗R3と整流器D
の直列回路がコンデンサCに並列に接続されているとき
の放電電流Iの波形aと、抵抗R3と整流器Dの直列回
路がコンデンサCに並列に接続されてない従来の回路に
おける放電電流Iの波形bを示すもので、本第2実施例
における放電電流aは立ち上がりは急峻であるが、立ち
下がりは緩やかに指数関数的に減少していることがわか
る。この立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな放電
電流による加工では、図1、図2で説明した第1の実施
例と同様に、被加工物の加工面を光沢のある滑らかなも
のにすることができると共に、安定した加工を行うこと
ができるものである。
【0016】
【発明の効果】本発明においては、放電電流の立ち下が
りをその立ち上がりに比べ緩やかにすることによって、
放電エネルギを大きくすると共に、放電時間を長くする
ので、単発放電による放電痕の直径を大きくすると共
に、被加工物材料の蒸発より溶融を多く促すことにな
る。そのため、放電痕を平坦なものにすることから、光
沢のある滑らかな加工面を得ることができる。また、放
電電流の立ち上がりは急峻であるから、放電衝撃力によ
る溶融した被加工物材料の飛散除去も良好に行われ安定
した加工を実施することができる。
【0017】さらに、放電電流の立ち下がりをその立ち
上がりに比べ緩やかにする手段としては、放電路中に抵
抗を挿入するか、蓄勢式加工電源のコンデンサと平行に
整流器若しくは整流器と抵抗の直列回路を接続する等の
簡単な回路の付加で達成できるものであり、安価に得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。
【図2】同第1の実施例における放電電流の説明図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施例の回路図である。
【図4】同第1の実施例における放電電流の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 工具電極 2 被加工物 C コンデンサ Tr1 充電制御用スイッチング素子 Tr2 放電制御用スイッチング素子 R1 充電電流制限抵抗 R2,R3 抵抗 L 放電回路のインダクタンス D 整流器 E 直流電源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンデンサに充電した電荷を工具電極と
    被加工物の極間に供給し、間欠的な放電を発生させ、被
    加工物を加工する放電加工方法において、放電電流の立
    ち下がり時間を立上り時間より長くなるように制御する
    ことを特徴とする放電加工方法。
  2. 【請求項2】 上記放電電流の立ち下がりを指数関数的
    に減少させることを特徴とする請求項1記載の放電加工
    方法。
  3. 【請求項3】 コンデンサに充電した電荷を工具電極と
    被加工物の極間に供給し、間欠的な放電を発生させ、被
    加工物を加工する放電加工装置において、上記コンデン
    サと上記極間の間に直列に抵抗を挿入したことを特徴と
    する放電加工装置。
  4. 【請求項4】 コンデンサに充電した電荷を工具電極と
    被加工物の極間に供給し、間欠的な放電を発生させ、被
    加工物を加工する放電加工装置において、上記コンデン
    サと並列に充電方向とは逆向きの整流器、若しくは充電
    方向とは逆向きの整流器と抵抗の直列回路を接続したこ
    とを特徴とする放電加工装置。
JP32272092A 1992-11-06 1992-11-06 放電加工方法及び装置 Pending JPH06143034A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5409963B1 (ja) * 2012-10-31 2014-02-05 三菱電機株式会社 放電加工装置
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