JPH0639013B2 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ワイヤ放電加工装置の、特にワイヤ電極結
線用のジェット水柱（ワイヤ電極結線時に、上部ワイヤ
電極ガイドから下部ワイヤ電極ガイドへワイヤ電極を案
内する水柱以下“ジェット水柱”と呼ぶ）生成用ノズル
とワイヤ電極に通電する通電子の冷却の改良に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来用いられているワイヤ放電加工装置を図に基づいて
説明する。

第４図は従来のジェット水柱によるワイヤ電極結線方式
のワイヤ放電加工装置の加工液ノズル周辺の断面説明
図、第５図は従来のジェット水柱によるワイヤ電極結線
方法を示す断面説明図である。

図において、（１）はワイヤ電極、（２）は被加工物、
（３）は加工液、（４）は上部ワイヤ電極ガイド、
（５）は上部ダイヤモンドダイス、（６）は下部ワイヤ
電極ガイド、（７）は下部ダイヤモンドダイス、（８）
は上部加工液ノズル、（９）は下部加工液ノズル、（１
０）はヘッドに固定された上部加工液ノズル支持部材、
（１１）はジェット水柱生成用液、（１２）はジェット
水柱生成用ノズル（以下“ジェットノズル”と呼ぶ）、
（１３）はジェットノズル出口、（１４）はジェット水
柱、（１５）はイニシャルホール、（１６）は通電子、
（１７）はワイヤ電極（１）を通電子（１６）に接触さ
せるよう偏心させる偏心ダイス、（１８）は偏心を元に
戻す中心ダイス、（１９）は冷却液流入穴、（２０）は
冷却液排出穴、（２１）はパッキングである。

次に、これら従来のワイヤ放電加工装置の動作について
説明する。

ワイヤ放電加工装置は第４図に示すようにワイヤ電極
（１）と被加工物（２）を加工液（３）を介して微少間
隙で対向させ、図示しない電源装置からワイヤ電極
（１）と被加工物（２）の間に印加した高周波パルス状
の電圧で放電を発生させ、そのエネルギーで被加工物
（２）を加工するものである。

ワイヤ電極（１）は使い捨てで、図示しない供給リール
から回収部まである張力を与えられ送行する。この間に
被加工物（２）を貫通し、貫通部分（極間）で加工が行
われるが、被加工物（２）の上下面付近で上部ワイヤ電
極ガイド（４）の上部ダイヤモンドダイス（５）と下部
ワイヤ電極ガイド（６）の下部ダイヤモンドダイス
（７）がワイヤ電極（１）を支持し、冷却と加工スラッ
ジ排出のため加工液（３）が加工部分に上部加工液ノズ
ル（８）及び下部加工液ノズル（９）からワイヤ電極
（１）とほぼ同軸方向に噴出される。

テーパ加工を行う場合には、上部ワイヤ電極ガイド
（４）が下部ワイヤ電極ガイド（６）に対して相対的に
移動し、上部ダイヤモンドダイス（５）と下部ダイヤモ
ンドダイス（７）を支点としてワイヤ電極（１）を傾斜
させる。

加工開始時あるいはワイヤ電極（１）の断線時には、ワ
イヤ電極（１）を上部ワイヤ電極ガイド（４）から下部
ワイヤ電極ガイド（６）を通して回収部まで張架しなく
てはならないが、この結線は第５図に示すように、図示
しないワイヤ電極送出し機構により上部ワイヤ電極ガイ
ド（４）、上部ダイヤモンドダイス（５）を通して送り
出したワイヤ電極（１）を、ジェット水柱生成用液（１
１）でジェットノズル（１２）のノズル出口（１３）か
ら下部ワイヤ電極ガイド（６）に向かって形成したジェ
ット水柱（１４）で案内し、イニシャルホール（１
５）、下部ダイヤモンドダイス（７）、下部ワイヤ電極
ガイド（６）を通過させた後、図示しない流体、ベルト
等で回収部へ搬送させて行う。

ワイヤ電極（１）への通電は、上部側の場合、上部ワイ
ヤ電極ガイド（４）を経由して通電子（１６）に電圧を
かけ偏心ダイス（１７）と中心ダイス（１８）でワイヤ
電極（１）をしごき通電子（１６）に接触させて行う。
このとき通電子（１６）を冷却するため、上部ワイヤ電
極ガイド（４）に冷却液流入穴（１９）、冷却液排出穴
（２０）を設け、加工液（３）を冷却液流入穴（１９）
から入れて通電子（１６）を通過させ、冷却液排出穴
（２０）から排出している。これには上部加工液ノズル
（８）内の加工液（３）の圧力を利用する。下部側も同
様である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のジェット水柱結線方式のワイヤ放電加工装置は以
上のように構成されており、次の如き２つの問題があっ
た。

その第１は、ジェット水柱（１４）はジェットノズル
（１２）内部が静水圧に近くなり、ジェットノズル出口
（１３）と流れの障害物［上部ワイヤ電極ガイド
（４）］の距離が大きいほど拡がらないで遠くまで直進
する。即ち、第６図（ａ）の上部ワイヤ電極ガイド
（４）の下端面と、ジェットノズル（１２）の内側の下
端面側の距離Ｌが大きい程厚い板厚の被加工物（２）で
も結線できることとなる。しかしながら、Ｌを大きくと
ると、テーパ加工機能を備えている放電加工装置の場
合、ジェットノズル出口（１３）の直径は１〜２mm程度
なので、第６図（ａ）に示すように、テーパ加工可能角
度θが小さくなってしまい、またテーパ加工機能を備え
ていない放電加工装置の場合、加工液ノズル（８）とジ
ェットノズル（１２）との間隙が小さくなって加工時に
加工液を十分に供給できなくなる懸念がある。

またこれらの問題点を解消するため、逆に第６図（ｂ）
に示すようにＬを小さくすると、ジェット水柱（１４）
が割れたり、拡がったりして結線可能な被加工物（２）
の板厚が小さくなったり、結線の信頼性が低下するとい
う問題点があった。

その第２は通電子（１６）の冷却には上部加工液ノズル
（８）及び下部加工液ノズル（９）内の圧力が高いこと
が必要である。

下部側は被加工物（２）の下面と下部加工液ノズル
（９）の位置関係が変わらないので、同じポンプ圧で加
工液（３）を供給すれば、通電子（１６）は常に同じ冷
却状態になり、加工液（３）の流量を下げても加工液
（３）の自重によりある程度冷却される。しかし上部側
は被加工物（２）の高さに応じて上部加工液ノズル
（８）を上下させるので被加工物（２）の上面と上部加
工液ノズル（８）との距離は注意を払わないと常に一定
になるとは限らず、又段差のある被加工物（２）の場合
には、距離が相当大きくなってしまうこともある。

距離が小さくなった場合には上部加工液ノズル（８）内
の圧力が高くなり、通電子（１６）を冷却する加工液
（３）の流速が上がり、乱流となって異常なワイヤ振動
を引き起こし、一方距離が大きくなった場合や加工液
（３）の流量が下がった場合には、上部加工液ノズル
（８）内の圧力が低くなって通電子（１６）を冷却する
加工液（３）の循環が悪くなり、いずれの場合にも通電
子（１６）が異常消耗する。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、テーパ加工機能を備えている放電加工装置の場
合、テーパ加工可能角度θを大きくとれ、またテーパ加
工機能を備えていない放電加工装置の場合、加工液を加
工部に充分供給でき、しかも厚い板厚の被加工物の場合
でも高い信頼性で結線が可能であるとともに、上部加工
液ノズルと被加工物間の距離が変化したり、加工液流量
を少なくしても常に通電子が一定の冷却が刺され、異常
消耗しないワイヤ放電加工装置を得ることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るワイヤ放電加工装置は、上部ワイヤ電極ガ
イドに対してジェットノズルを移動手段によりワイヤ電
極の軸方向に移動可能にするとともに、通電子を加工用
の加工液の状態とは独立に、常に一定に冷却できるよう
に構成したものである。

即ち、上部ワイヤ電極ガイドと下部ワイヤ電極ガイドと
を対向配置し、この対向配置されたワイヤ電極ガイド間
に水柱を生成させ、この水柱によってワイヤ電極を案内
して結線させる方式のワイヤ放電加工装置において、貫
通穴及び加工液通路を有する加工液ノズルと、内部に水
柱生成用液の通路を有するとともに、この通路中にワイ
ヤ電極ガイド及びこのワイヤ電極ガイドの内部に設けら
れ、上記水柱生成用液により冷却される通電子が配設さ
れ、且つ上記加工液ノズルの貫通穴に、軸方向に移動可
能に配設された水柱生成用ノズルと、上記水柱生成用ノ
ズルを、結線時にはその水柱生成用ノズル先端とワイヤ
電極ガイドとの間隙が広がり、加工時にはその間隙が挟
まるよう、加工液ノズル支持部材に水柱生成用ノズルを
ワイヤ電極軸方向に移動させる移動手段を設けてなるワ
イヤ放電加工装置であり、更に前記水柱生成用ノズルと
その上部ワイヤ電極ガイドの接触部分にシール部材を有
することを特徴とするワイヤ放電加工装置である。

［作用］ 前述の本発明のワイヤ放電加工装置によれば、ワイヤ電
極の結線時には上部ワイヤ電極ガイドとジェットノズル
出口の距離を大きくし、加工時には上部ワイヤ電極ガイ
ドとジェットノズル出口を接触させて、通電子の冷却用
液を極間に供給する加工液から隔離し、夫々独立に冷却
するように供給するものである。

次に本発明の実施例について述べる。

［実施例］ 第１図及び第２図は、本発明による上部加工液ノズルの
ワイヤ電極結線時の断面及びその加工中の断面説明図で
ある。

第１図において、（２２）は上部加工液支持部材（１
０）に設けられたエアシリンダー、（１２）はエアシリ
ンダー（２２）のロッドに連結されたジェットノズルで
ある。

この実施例では、エアシリンダー（２２）とエアシリン
ダー（２２）に連結されたジェットノズル（１２）と上
部加工液ノズル（８）とで水柱生成用ノズルの移動手段
を構成し、ジェットノズル（１２）は、それ自身の側面
を摺動面とし、上部加工液ノズル（８）の内面をガイド
としてエアシリンダー（２２）によって駆動され、上下
に移動するようになっている。

尚、同符号は同一又は相当部分を示すのでその説明を省
略する。

次に本発明のワイヤ放電加工装置の動作について説明す
る。

第１図に示すようにワイヤ電極（１）の結線時はエアシ
リンダー（２２）によって、ジェットノズル（１２）が
押し下げられ、Ｌが大きくなる。その結果、ジェットノ
ズル出口（１３）から発射されるジェット水柱（１４）
は拡がることなく遠くまで直進し、板厚が大きい場合で
も結線可能で信頼性も高くなる。

加工時には第２図に示すようにエアシリンダー（２２）
によって、ジェットノズル（１２）が上部ワイヤ電極ガ
イド（４）に接触するまで上昇し、Ｌ＝０となってテー
パ加工可能角度θが大きくとれる。

又、ジェットノズル（１２）が上部ワイヤ電極ガイド
（４）に接触しているのでジェットノズル（１２）内部
は加工液（３）から隔離されており、加工液（３）とは
独立にジェット水柱生成用液（１１）を供給してやれ
ば、加工液（３）の流量が減ったり、上部加工液ノズル
（８）と被加工物（２）上面との距離が小さくなって上
部加工液ノズル（８）内の圧力が上がっても、また上部
加工液ノズル（８）と被加工物（２）上面との距離が大
きくなって上部加工液ノズル（８）内の圧力が下がって
も、それらにかかわらず通電子（１６）を一定に冷却す
ることが出来る。

尚、上記実施例では、上記ワイヤ電極ガイド（４）とジ
ェットノズル（１２）を直接接触させたが、第３図に示
すように、どちらかに固定したシール部材（２３）を間
に入れればより効果が上がる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ジェ
ットノズルを支持部材に設けた移動手段によりワイヤ軸
方向に移動させることにより、ノズル出口とワイヤ電極
ガイド先端との距離を、ワイヤ電極の結線時には大き
く、放電加工時には小さくなるようにしたので、被加工
物の板厚が厚くてもワイヤ電極の結線が可能で信頼性も
高くなり、またテーパ加工機能を備えている放電加工装
置の場合、テーパ加工可能角度θを大きくとれ、またテ
ーパ加工機能を備えていない放電加工装置の場合、加工
液を加工部に充分供給でき、しかも厚い板厚の被加工物
の場合でも高い信頼性で結線が可能である。

また通電子の冷却用液と極間に供給する加工液とを夫々
独立に冷却するようにしたので、通電子が異常消耗する
ことがないなど、実施による効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明による上部加工液ノズルの
ワイヤ電極結線時の断面及びその加工中の断面説明図、
第３図は他の実施例による断面説明図、第４図は従来の
ジェットノズルを含む加工液ノズル周辺の断面説明図、
第５図はジェット水柱によるワイヤ電極結線方法を示す
説明図、第６図（ａ）及び（ｂ）はジェットノズル出口
と上部ワイヤ電極ガイドとの距離とテーパ加工可能角度
の関係を示す断面説明図である。 図において、（１）はワイヤ電極、（２）は被加工物、
（３）は加工液、（４）は上部ワイヤ電極ガイド、
（５）は上部ダイヤモンドダイス、（６）は下部ワイヤ
電極ガイド、（７）は下部ダイヤモンドダイス、（８）
は上部加工液ノズル、（９）下部加工液ノズル、（１
０）はヘッドに固定された上部加工液ノズル支持部材、
（１１）はジェット水柱生成用液、（１２）はジェット
ノズル、（１３）はジェットノズル出口、（１４）はジ
ェット水柱、（１５）はイニシャルホール、（１６）は
通電子、（１７）は偏心ダイス、（１８）は中心ダイ
ス、（１９）は冷却液流入穴、（２０）は冷却液排出
穴、（２１）はパッキング、（２２）はエアシリンダー
である。 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 政博 愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14号 菱電エンジニアリング株式会社名古屋事 業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部ワイヤ電極ガイドと下部ワイヤ電極ガ
   イドとを対向配置し、該対向配置されたワイヤ電極ガイ
   ド間に水柱を生成させ、該水柱によってワイヤ電極を案
   内して結線させる方式のワイヤ放電加工装置において、 貫通穴及び加工液通路を有する加工液ノズルと、内部に
   水柱生成用液の通路を有するとともに、この通路中にワ
   イヤ電極ガイド及びこのワイヤ電極ガイドの内部に設け
   られ、上記水柱生成用液により冷却される通電子が配設
   され、且つ上記加工液ノズルの貫通穴に、軸方向に移動
   可能に配設された水柱生成用ノズルと、 上記水柱生成用ノズルを、結線時にはその水柱生成用ノ
   ズル先端とワイヤ電極ガイドとの間隙が広がり、加工時
   にはその間隙が狭まるよう、加工液ノズル支持部材に該
   水柱生成用ノズルをワイヤ軸方向に移動させる移動手段
   を設けてなることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 【請求項２】前記水柱生成用ノズルと該上部ワイヤ電極
   ガイドの接触部分にシール部材を有することをを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のワイヤ放電加工装置。