JPH06238524A - 型彫り放電加工装置 - Google Patents

型彫り放電加工装置

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JPH06238524A
JPH06238524A JP5045750A JP4575093A JPH06238524A JP H06238524 A JPH06238524 A JP H06238524A JP 5045750 A JP5045750 A JP 5045750A JP 4575093 A JP4575093 A JP 4575093A JP H06238524 A JPH06238524 A JP H06238524A
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JP
Japan
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electric discharge
machining
tool electrode
column
vibrating device
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JP5045750A
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Kiyoshi Sawada
潔 沢田
Shunichi Otaka
俊一 尾高
Koji Yamaguchi
浩次 山口
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電間隙から加工屑を効率的に除去できると
共に放電位置を積極的に分散できる型彫り放電加工装置
の提供。 【構成】 型彫り放電加工装置1において、工具電極3
と被加工物間5に放電間隙S内で充分許容される微小傾
斜と復帰を与える振動装置6を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、工具電極と被加工物
の間に放電を生じせしめて被加工物を除去加工する型彫
り放電加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】型彫り放電加工は、加工液中で工具電極
と被加工物を相対的に移動させながら、両者間に連続し
た放電を持続させて加工を行う。この場合に、工具電極
と被加工物間の放電間隙に加工屑や加工液の分解物、あ
るいは気泡が発生する。これらの加工屑などは、異常放
電の原因となり良好な放電状態の持続を難しくするの
で、放電間隙から速やかに除去する必要がある。
【0003】従来、加工屑などの除去は工具電極のジャ
ンプ運動で放電間隙(および加工間隙)に加工液の流動
を促したり、放電間隙に加工液を噴射したり、噴流を導
入したり、あるいは放電間隙の加工液を吸引するなどし
て積極的に行われている。
【0004】しかし、工具電極にジャンプ運動を付加す
る方式ではジャンプ中に放電加工が休止するので、加工
速度が低下する難点がある。加工液を噴射するもので
は、噴射個所が偏るので、工具電極の消耗や被加工物に
対する加工速度も偏ることがあり、加工精度が低下す
る。また、加工深さが大きくなると放電間隙の全域に噴
射の勢力を及ぼすことが困難である。さらに、噴流や吸
引を利用するものでは前加工によって加工電極や被加工
物に孔などの流路を作る必要があり、使用条件が限られ
る難点がある。
【0005】なお、従来、集中放電を防止する手段とし
ていわゆる揺動加工法が実行されているが、これによれ
ば放電位置を換えることはできるが集中放電の状況に対
して積極的に放電位置を分散させることはできなかっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、放電間隙
から加工屑を効率的に除去できると共に放電位置を積極
的に分散できる型彫り放電加工装置の提供を課題とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】工具電極と被加工物間
に、微小傾斜と復帰を与える振動装置を設ける。振幅は
放電間隙内で十分に許容される大きさとする。相対的な
微小傾斜の振動方向を変化させることがある。
【0008】
【作用】相対的な微小傾斜と復帰を与える振動装置は、
工具電極と被加工物間に連続または断続した相対運動を
与え、放電間隙の加工液に対しポンプ作用を行う。ま
た、この相対運動は工具電極と被加工物間の間隙寸法を
各部分において常時変化させる。
【0009】
【実施例】図1は、型彫り放電加工装置1のコラム2に
取り付けられた工具電極3とテーブル4に載置された被
加工物5の部分を示している。コラム2の下端には振動
装置6が固定され、その下部に電極ホルダ7のチャック
を介して前記の工具電極3が装着されている。工具電極
3はこの実施例において底面が平らな円柱状である。前
記の振動装置6、電極ホルダ7および工具電極3はコラ
ム2の中心軸線zに中心軸を一致させて配置されてい
る。
【0010】振動装置6は平行ばね体8とセラミック圧
電素子9で構成される。平行ばね体8はステンレス製で
上下の平行板部10(a,b)とこれらをつなぐ連結部
11が一体に形成されており、内部の空間に4個の圧電
素子9(a〜d)がコラム2の中心軸線zに対して等距
離に、かつ、相互間でも等距離に配置されている(図
2)。圧電素子9は、いずれも複数の素子単位を同数、
これらの伸縮軸をコラム2の中心軸線zと平行となるよ
うに結合したもので、前記の平行ばね8に上下面を確実
に接触させ、かつ、予圧を付与した状態の嵌合により取
り付けられている。
【0011】圧電素子9を嵌合で取り付けるのは、ビス
など使用した際の緩みやガタの発生を防止するためであ
る。また、予圧を付与するのは、圧電素子9が元の形状
寸法に復帰した時、平行ばね8の変形を速やかに元へ戻
すためである。
【0012】振動装置6は、実施例において厚さが40
mm、幅70mmであり、圧電素子9は100Vの電源
で駆動される。4個の圧電素子9(a〜d)は平行に配
置された圧電素子9a,9bの右側対と同9c,9dの
左側対に、半周期ずれた正弦波状電圧が印加される。こ
れにより右側対と左側対の圧電素子9(a,b),9
(c,d)は交互に同時に伸長し、下方の平行板10b
の端部位置P,Q(図3)で中心軸線zと平行な方向に
最大20μmの変位を交互に得られる。
【0013】この変位によって工具電極3の先端が変位
する。その機構は実際には複雑であるが、図4のように
右側対である圧電素子9(a,b)が伸長するとき、下
方の平行板部10bの下面はその左端点Qを中心に傾斜
するものと単純化して考察すると、振動装置6の下面か
ら工具電極3の先端中心R点までの寸法はこの実施例に
おいて55mmなので、PQ間の距離L1 とQR間の距
離L2 はほぼ等しく、また双方の直線PQ,QR個所に
おける傾斜による変位角度θも等しいので、前記のよう
にP点に20μmの変位があると、工具電極3は側方
(x,y方向)へ片側約20μm弱だけ振れ、放電面と
なる電極3下面は下方の平行板10bと同程度に傾斜
し、傾斜下端の変位量は10μm以下である。
【0014】加工液中のテーブル4に被加工物5を載置
し、工具電極3を被加工物5の表面に近接させ、放電加
工を開始する。工具電極3の下面と被加工物5の表面間
には放電間隙約100μm(荒加工)が維持され、ま
た、振動装置6が駆動される。振動装置6の圧電素子9
(a,b)と圧電素子9(c,d)は交互に駆動され、
これによって工具電極3はコラム2の中心軸zに対して
左右に繰り返し連続して振動される。
【0015】このようにして加工が進行し、加工がある
深さまで進行した状態が図3に模式的に示されている。
この状況で工具電極3は実線のニュートラル位置から振
動装置6によって次ぎの瞬間、破線の傾斜位置に変位さ
れる。この変位はマイクロ秒単位の非常に速い変位なの
で実線位置から破線位置へ移動する際に、放電間隙Sに
ポンプ作用が発生する。これにより、放電間隙Sの加工
液は図の矢印のように流動し、これに連れて加工屑が放
電間隙Sから速やかに排出される。このポンプ作用は工
具電極3自体の変位によるので、加工深さに影響される
ことが少ない。
【0016】また、工具電極3先端の傾斜による左右へ
の振れは前記のように片側約20μm弱であって、荒加
工時の平均的な加工間隙が通常100μm以上であるこ
とからして工具電極3の先端が傾斜によって被加工物5
に衝突してしまうことはない。さらに、工具電極3の下
面の変位は前記のように10μm程度であるから、この
場合も荒加工としての放電間隙100μmからすれば充
分に許容される微小傾斜のため、工具電極3の傾斜運動
によって良好な放電の持続が阻害されることはなく、加
工速度の低下がない。
【0017】さらに、工具電極3が傾斜することによ
り、工具電極3の下面と被加工物5との対面間隔(放電
間隙)の最短位置は常時変化しており、仮に集中放電が
発生してもただちにこれを分散させてしまうことができ
る。
【0018】以上は一実施例であって、本発明は図示し
た具体的な構成に限定されない。工具電極と被加工物間
の相対的な振動は被加工物側を振動させるものであって
も良い。
【0019】工具電極3の振動方向は、実施例のように
左右方向だけではなく、図2において圧電素子9(b,
c)によって前側対を圧電素子9(a,d)によって後
側対を作り、これらの対を交互に伸長させることによっ
て前後に振動させることもできる。さらに、圧電素子9
の左右の対と前後の対の組み合わせを順次組合わせるこ
とや圧電素子9(a〜d)のそれぞれを単一で使用する
ことにより、工具電極3が行う傾斜による振動方向を変
化させることができる。このようにすると、放電間隙S
における加工液の流動方向が変化し、加工屑などが一定
個所に沈殿するなどの事態を防止することができる。
【0020】また、工具電極3の振動の態様として常に
ニュートラル位置から片側方向へのみ変位する傾斜運動
をその振動の方向を変更しながら行わせるものであって
も良い。さらに、振動の態様は、圧電素子9に正弦波状
電圧を印加するときのように傾斜が連続的に変化しつつ
発生するものに換え、電圧をパルス状に印加するときの
ように傾斜が断続的に発生するものであっても良い。工
具電極3を振動させる駆動源としては圧電素子9の他に
静電モータや電磁石などを使用することができる。
【0021】
【発明の効果】深い型彫り加工でも、放電間隙の加工屑
がスムーズに排出され、また、放電個所が積極的に分散
されるので、良好な放電状態が維持されて放電加工の効
率が上昇する。
【図面の簡単な説明】
【図1】模式的に示した正面図。
【図2】図1におけるA−Aの断面図。
【図3】作用を説明するための正面図。
【図4】振動の状態を示す正面図。
【符号の説明】
1 型彫り放電加工装置 2 コラム 3 工具電極 4 テーブル 5 被加工物 6 振動装置 7 電極ホルダ 8 平行ばね体 9 圧電素子 10 平行板部 11 連結部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具電極と被加工物間に、放電間隙内で
    十分に許容される微小傾斜と復帰を与える振動装置を備
    えていることを特徴とした型彫り放電加工装置。
  2. 【請求項2】 微小傾斜の振動方向が変化することを特
    徴とした請求項1に記載の型彫り放電加工装置。
JP5045750A 1993-02-10 1993-02-10 型彫り放電加工装置 Pending JPH06238524A (ja)

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JP5045750A JPH06238524A (ja) 1993-02-10 1993-02-10 型彫り放電加工装置
PCT/JP1994/000149 WO1994017947A1 (en) 1993-02-10 1994-02-02 Die sinking electrical discharge apparatus
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EP0636443A4 (en) 1995-08-09
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