JPH06154840A - ワイヤ放電加工用電極線の伸線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伸線加工により真直性を付与することができ
るワイヤ放電加工用電極線の伸線方法を提供することを
目的とする。 【構成】 ワイヤ電極の線径を最終的に決定する仕上が
りダイス１２の手前にワイヤ１０を仕上がりダイス１２
の穴に案内するガイドダイス１１を設ける。この場合
に、仕上がりダイス１２のダイス半角は３乃至６度に設
定し、ガイドダイス１１における加工度（断面減少率）
が１０％以下、仕上がりダイス１２における加工度が１
０％以上となるように設定して、伸線加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伸線加工時にワイヤ放
電加工用電極線に真直性を付与するワイヤ放電加工用電
極線の伸線方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤ放電加工は、被加工物と走行しつ
つあるワイヤ電極との間に放電を生じさせ、被加工物を
溶融させて所定の形状に加工するものである。前記ワイ
ヤ電極としては、直径が０．１〜０．３ｍｍ程度の黄銅
線及び異種金属を組み合わせた複合線等が使用されてい
る。このワイヤ電極は、通常、伸線加工により製造され
ている。

【０００３】図３は、従来のワイヤ放電加工用電極線の
伸線方法を示す模式図である。

【０００４】ワイヤ１０は伸線ダイス１，２，３を挿通
しており、ワイヤ移動方向における各伸線ダイス１，
２，３の下流側に設けられたキャプスタン５，６，７に
夫々２〜３ターン巻き付けられている。なお、ダイス３
は仕上がりダイスである。

【０００５】ワイヤ１０はキャプスタン５，６，７の回
転力により伸線ダイス１，２，３から引き抜かれ、各ダ
イス１，２，３を通過する際に縮径加工が施される。そ
して、仕上がりダイス３を通過して所定の線径に伸線加
工されたワイヤ１０は、キャプスタン７から巻き取り装
置（図示せず）に案内され、この巻き取り装置によりボ
ビンに巻き取られる。

【０００６】ところで、ワイヤ電極に要求される特性と
して、強度及び放電安定性の外に真直性がある。ワイヤ
電極の真直性は、ワイヤ放電加工のスタートの際に、加
工機のガイドダイ等への線通しを容易にするために必要
であるだけでなく、所謂自動結線を行なうためにも重要
である。つまり、ワイヤ放電加工においては、一つの加
工から次の加工へ移る際に一度ワイヤ電極を切断し、次
のスタート位置まで被加工物を移動させて、ワイヤの線
通しを再度行なって加工をスタートする。従って、ワイ
ヤの曲がりが大きいと、線通しが自動的にできなくな
り、ワイヤ放電加工作業を連続することができなくなっ
てしまう。

【０００７】従来、ワイヤ電極の真直性を向上させるた
めに、加熱しながらワイヤに張力を与える方法、ワイヤ
を加熱しながらワイヤの曲がりと逆方向に曲げ応力を与
える方法（特開平3-245919号，特開平3-245920号）及び
ワイヤの伸線加工時にワイヤの真直性が最も良好となる
ように仕上がりダイスの位置を調整する方法（特開平3-
35809 号）等が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイヤ電極に真直性を付与する方法には以下に示す問題
点がある。即ち、例えば管状炉等の外部加熱手段により
ワイヤを加熱しながら張力又は曲げ応力を加える方法で
は、ワイヤの処理速度が極めて遅くなる。通常、伸線機
によるワイヤの伸線速度は約１０００ｍ／分であり、こ
の伸線速度に対応させるためには極めて大規模な加熱設
備が必要となる。

【０００９】一方、伸線機の仕上がりダイスの位置を調
整することによりワイヤに真直性を付与する方法におい
ては、ワイヤを加熱する方法に比して経済的なメリット
が大きいものの、長時間運転すると種々の要因により条
件が変化するため、常に一定の真直性を得ることが困難
である。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、大規模な加熱装置等が不要であり、処理速
度が速く、良好な真直性を安定して得ることができるワ
イヤ放電加工用電極線の伸線方法を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤ放電
加工用電極線の伸線方法は、ワイヤを伸線ダイスにより
伸線加工して所定の線径のワイヤ放電加工用電極線を得
るワイヤ放電加工用電極線の伸線方法において、そのダ
イス半角が３乃至６度に設定された最終仕上がりダイス
の手前に前記ワイヤに対する加工度が１０％以下であり
前記ワイヤを前記仕上がりダイスの穴に案内するガイド
ダイスを設け、前記仕上がりダイスにより加工度が１０
％以上の伸線加工を施すことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本願発明者等は伸線加工によりワイヤ放電加工
用電極線に真直性を付与すべく種々実験研究を行なっ
た。その結果、以下のことが判明した。即ち、従来、ダ
イスで伸線加工されたワイヤに曲がりが発生する主な原
因は、ワイヤがダイスに真直ぐに（即ち、ダイス面に対
して直角に）入らないか、又はワイヤがダイスから真直
ぐに出ないことにある。図３を参照してその理由を説明
する。

【００１３】図３に示すような連続伸線機では、キャプ
スタン５，６，７の回転力により伸線ダイス１，２，３
からワイヤ１０を引き抜くため、ワイヤ１０の走行速度
よりもキャプスタン５，６，７の周速のほうが大きくな
るように設定されている。従って、ワイヤ１０とキャプ
スタン５，６，７との間にはスリップが発生する。この
ため、図３に示すように、ワイヤ１０は緩やかな弧を描
いてダイスに入ったり、直線状になってダイスの穴に真
直ぐに入ったりするようになり、ダイス１，２，３の手
前側（ワイヤの移動方向の上流側）ではワイヤ１０の状
態が変動する。

【００１４】仕上がりダイスよりも手前側のキャプスタ
ンではワイヤの走行速度よりもキャプスタンの周速のほ
うがより速くなるように設定されているため、特に仕上
がりダイスに比してその手前側のダイスではダイスに入
るときのワイヤの状態が変動しやすい。

【００１５】図４に示すように、ワイヤ１０がダイス４
の穴に対して真直ぐに入り、真直ぐに出る場合は、伸線
加工後のワイヤ１０の真直性は良好となる。一方、図５
に示すように、ダイス４の穴にワイヤ１０が真直ぐに入
らない場合は、伸線加工によってワイヤに残留する応力
がワイヤの周方向に対して不均一になるため、伸線加工
後にワイヤに曲がりが発生する。ワイヤ１０がダイス４
から真直ぐに引き出されなければ、ワイヤの曲がりは更
に大きくなる。ボビン等に巻き取ることによってもワイ
ヤ電極に曲がりが発生するが、製造段階で残留する応力
（歪み）による曲がりのほうが影響が大きい。従って、
ワイヤがダイスに対し常に真直ぐに入り、且つ真直ぐに
出るようにすれば、伸線加工により良好な真直性を付与
することができる。

【００１６】本願発明者等はこのような観点から、種々
実験を行なった。本発明はこのような実験結果に基づい
てなされたものである。

【００１７】即ち、本発明においては、伸線加工時の仕
上がりダイスにワイヤをダイスの穴に案内するガイドダ
イスを設け、前記仕上がりダイスにより加工度（断面減
少率）が１０％以上の伸線加工を施す。ガイドダイスを
仕上がりダイスの手前に設けることにより、常にワイヤ
が仕上がりダイスに真直ぐに入るようになり、ワイヤの
真直性が良好になる。また、仕上がりダイスの出側にお
いては、ダイスの穴の中心線の延長上にキャプスタンの
周面が位置するようにすれば、必然的にワイヤはダイス
から真直ぐに出ていくことになる。

【００１８】但し、前記仕上がりダイスのダイス半角は
３乃至６度であることが必要である。ダイス半角を３乃
至６度と小さくすることにより、ダイスとワイヤとの接
触面積が増大し、ワイヤの変形が均一になって、ワイヤ
の曲がりを矯正する作用が大きくなる。仕上がりダイス
のダイス半角が６度を超えると、ワイヤの真直性が低下
する。一方、仕上がりダイスのダイス半角が３度未満の
場合は、仕上がりダイスにおける加工度を１０％以上と
することが困難になる。従って、仕上がりダイスのダイ
ス半角は３乃至６度であることが必要である。

【００１９】また、前記仕上がりダイスにおける加工度
が１０％未満の場合は、上述の効果を十分に得ることが
できない。従って、仕上がりダイスにおける加工度は１
０％以上であることが必要である。更に、前記ガイドダ
イスは、その目的とするところから大きな加工度をとる
必要がないだけでなく、ガイドダイスにおける加工度が
１０％を超えると、仕上がりダイスにおいて１０％以上
の加工度を確保することが困難になると共に、ワイヤに
曲がりぐせがついてその後の仕上がりダイスでの加工だ
けでは十分な真直性を得ることができない。従って、ガ
イドダイスにおける加工度は１０％以下とすることが必
要である。

【００２０】本発明方法は、真直性を付与するための加
熱手段を必要とせず、伸線加工によりワイヤに真直性を
付与することができるため、処理速度が速く、生産性が
良好である。また、ガイドダイスにより仕上がりダイス
に入るときのワイヤの状態が常に一定に維持されるた
め、伸線機を長時間運転しても真直性のバラツキが少な
い。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００２２】図１は本発明の実施例に係るワイヤ放電加
工用電極線の伸線方法を示す模式的断面図である。

【００２３】本実施例においては、仕上がりダイス１２
の手前にガイドダイス１１が配設されている。このガイ
ドダイス１１は仕上がりダイス１２に対して同軸的に配
置されている。また、このガイドダイス１１の穴径はそ
の直前のワイヤ１０の線径と略等しく、このガイドダイ
ス１１における加工度が１０％以下になるように設定さ
れている。一方、仕上がりダイス１２の穴径は、ワイヤ
１０に対して加工度が１０％以上となるように設定され
ている。また、図２に示すように、この仕上がりダイス
１２のダイス半角αは、３乃至６度に設定されている。

【００２４】本実施例においては、仕上がりダイス１２
の手前にガイドダイス１１が設けられているため、ガイ
ドダイス１１の手前側におけるワイヤ１０の状態に拘ら
ず、ワイヤ１０が仕上がりダイス１２に常に真直ぐに入
る。また、仕上がりダイス１２から出たワイヤ１０は、
キャプスタンに真直ぐに巻き取られる。これにより、真
直性が良好なワイヤ放電加工用電極線を得ることができ
る。

【００２５】本実施例においては、伸線加工によりワイ
ヤに真直性を付与することができるため、真直性を付与
するための加熱手段等が不要であり、処理速度が速く、
ワイヤ放電加工用電極線の製品コストを従来に比して低
減できる。また、ガイドダイスにより伸線ダイスに入る
ときのワイヤの状態が常に一定に維持されるため、ワイ
ヤ電極の真直性のバラツキが少ない。

【００２６】次に、本発明方法により実際にワイヤを伸
線加工してその真直性を調べた結果について、比較例と
比較して説明する。

【００２７】線径が０．９ｍｍの黄銅線を素材として、
仕上がり径が０．２５ｍｍとなるように、１パス毎の伸
線を行なった。この場合に、１ダイス当たりの加工度
（断面減少率）を１５％とした。ダイスの穴径は小さい
ほうから順に、０．２５ｍｍ、０．２７ｍｍ、０．２９
５ｍｍ、０．３２ｍｍ、０．３５ｍｍ、…に設定されて
いる。そして、線径が０．２７ｍｍに伸線加工されたワ
イヤを穴径が０．２５ｍｍの仕上がりダイスで伸線する
ときに、ガイドダイスを仕上がりダイスの手前に両者の
穴が同軸的になるように設置した。

【００２８】このような条件で、下記表１に示すよう
に、ダイス半角αが種々異なる仕上がりダイス及び穴径
が種々異なるガイドダイスを用いて、伸線加工を施し
た。その後、伸線後のワイヤの真直性を調べた。その結
果を、ガイドダイス及び仕上がりダイスにおける加工度
と共に下記表１に併せて示す。但し、真直性の評価は、
伸線加工した後のワイヤから２００ｍｍの長さのサンプ
ルを切り出して、そのサンプルの弧の高さを測定するこ
とにより行なった。自動結線が良好にできるレベルは、
２００ｍｍの長さに対して弧の高さが２０ｍｍ以下とさ
れている。

【００２９】

【表１】

【００３０】この表１から明らかなように、ガイドダイ
スでの加工度を１０％以下とし、仕上がりダイスの加工
度を１０％以上とし、更に仕上がりダイスのダイス半角
を３乃至６度とすることにより、真直性が優れたワイヤ
が得ることができた。一方、これらの条件から外れた比
較例１乃至５はいずれも真直性が満足できるものでな
く、バラツキも大きかった。

【００３１】次に、１パス当たりの加工度を２０％とし
て、線径が０．９ｍｍの黄銅線を０．２５ｍｍまで伸線
した。ダイスの穴径は小さいほうから順に０．２５ｍ
ｍ、０．２８ｍｍ、０．３１ｍｍ、０．３５ｍｍ、…に
設定されている。そして、線径が０．２８ｍｍに伸線加
工されたワイヤを穴径が０．２５ｍｍの仕上がりダイス
で伸線するときに、ガイドダイスを仕上がりダイスの手
前に両者の穴が同軸的になるように設置した。

【００３２】このような条件で、下記表２に示すよう
に、ダイス半角αが種々異なる仕上がりダイス及び穴径
が種々異なるガイドダイスを用いて、伸線加工を施し
た。その後、伸線後のワイヤの真直性を調べた。その結
果を、ガイドダイス及び仕上がりダイスにおける加工度
と共に下記表２に併せて示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】この場合も、ガイドダイスでの加工度を１
０％以下とし、仕上がりダイスの加工度１０％以上と
し、更に仕上がりダイスのダイス半角を３乃至６度とす
ることにより、真直性が優れたワイヤが得ることができ
た。

【００３５】なお、上述の実施例においてはワイヤが黄
銅線の場合について説明したが、ワイヤとしては亜鉛等
をめっきした所謂コーティッドワイヤ又は銅被覆鋼線等
の複合ワイヤでもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
のダイス角度が所定の範囲に設定された仕上がりダイス
の手前にガイドダイスを設け、前記仕上がりダイスによ
り１０％以上の加工度で伸線加工を施すから、伸線加工
時にワイヤに良好な真直性を付与することができる。従
って、本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の伸線方法
は、真直性付与のために加熱設備等を必要としないと共
に、処理速度が速く、製品の安定性が良好であり、製品
コストを低減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るワイヤ放電加工用電極線
の伸線方法を示す模式的断面図である。

【図２】仕上がりダイスのダイス半角を示す模式的断面
図である。

【図３】従来のワイヤ放電加工用電極線の伸線方法を示
す模式図である。

【図４】ワイヤに曲がりが発生しない場合のダイスとワ
イヤとの状態を示す模式的断面図である。

【図５】ワイヤに曲がりが発生する場合のダイスとワイ
ヤとの状態を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１，２，３；伸線ダイス ５，６，７；キャプスタン １０；ワイヤ １１；ガイドダイス １２；仕上がりダイス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤを伸線ダイスにより伸線加工して
   所定の線径のワイヤ放電加工用電極線を得るワイヤ放電
   加工用電極線の伸線方法において、そのダイス半角が３
   乃至６度に設定された最終仕上がりダイスの手前に前記
   ワイヤに対する加工度が１０％以下であり前記ワイヤを
   前記仕上がりダイスの穴に案内するガイドダイスを設
   け、前記仕上がりダイスにより加工度が１０％以上の伸
   線加工を施すことを特徴とするワイヤ放電加工用電極線
   の伸線方法。