JPH0671516A - 放電加工方法及び放電加工用電源装置 - Google Patents
放電加工方法及び放電加工用電源装置Info
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- JPH0671516A JPH0671516A JP4267776A JP26777692A JPH0671516A JP H0671516 A JPH0671516 A JP H0671516A JP 4267776 A JP4267776 A JP 4267776A JP 26777692 A JP26777692 A JP 26777692A JP H0671516 A JPH0671516 A JP H0671516A
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Abstract
ことができるようにした放電加工方法及び放電加工用電
源装置を提供すること。 【構成】 加工用電極が一方の電位となるよう放電加工
間隙に放電加工パルスを繰り返し印加して被加工物を放
電加工する場合に、加工用電極が他方の電位となる補助
パルスを、放電加工パルスに対して所定の比率で、放電
加工パルスに先行して放電加工間隙に印加するようにし
た。
Description
加工用電源装置に関するものである。
において、放電加工間隙に加工用パルス電圧を繰り返し
印加し、これにより被加工物を放電加工しようとする場
合、加工液の電解現象等に因り、種々の不具合が生じる
ことが知られている。
る場合、被加工物を正電位とし加工用電極を負電位とす
る所謂正極性で加工用パルス電圧を与えると、加工の進
行につれて加工間隙内の消イオン化がされにくくなり、
特に、型彫用電極の底面の中央部の如く、加工チップの
排除が充分に行なわれにくい部分において、局部的に加
工液の比抵抗値が非常に低くなる。
とした高分子を含む加工液を使って放電加工する場合、
放電加工間隙にタールを生じる傾向がある。ところで、
このタールには導電性があるため、放電加工間隙のイン
ピーダンスが局部的に下がることがあり、このインピー
ダンスが低下した部分に電解電流又はアーク電流が流
れ、急激に酸化付着物が生成されてしまう。この付着物
は絶縁性のため、極度に加工速度が低下するとともに加
工表面が変質するという問題点を有している。さらに、
タールが放電加工間隙内に生じる段階で、仕上げ加工時
において、加工速度が極めて小さくなり、仕上げ加工を
遂行することができないという別の問題も発生する。
おいても、やはり、放電加工間隙内でタールが生成され
る。この結果、放電加工間隙内では消イオン化が行なわ
れにくい状態となり、アーク放電が発生しやすい。アー
ク放電が放電加工間隙内に生じると、被加工物の表面に
はクラック等が発生することがあり、このようなクラッ
クは金型の寿命を極端に短くする。
系加工液の存在のもとに、放電加工間隙に加工用パルス
電圧を、被加工物を正電位とする所謂正極性で繰り返し
印加し、これにより披加工物を放電加工しようとする場
合、加工液が電気分解され、この状態に陥ると、比抵抗
値の低い部分を介して被加工物と加工用電極との間に電
解電流が流れ、被加工物の表面に変質層を生じる。さら
に、超硬を加工する場合では、電解電流によって、例え
ばコバルト等の電解しやすい物質が被加工物から溶け出
し、これにより被加工物の表面に変質層が形成されてし
まう。若し金型においてこのような変質層が生じると、
金型の寿命が短くなってしまい、出来上がった被加工物
の品質を著しく損なう結果となる。
放電加工間隙に加工用パルス電圧を一方の極性で繰り返
し印加し、これにより被加工物を放電加工しようとする
場合における上述の問題点を解決するため、特公昭63
−17569号公報には、加工用電極側を負電位とし披
加工物側を正電位として、すなわち正極性にて、加工間
隙に放電を発生させるための主電源と、加工用電極側を
正電位とし被加工物側を負電位として、すなわち逆極性
にて、加工間隙に放電を発生させるための副電源とを設
け、加工間隙に放電の切掛を与えるため副電源によって
逆極性で電圧を印加し、これにより加工間隙に放電が生
じたことが検出されたならば、副電源による放電を停止
せしめ、しかる後、主電源によって正極性で放電を行な
わせる構成が開示されている。
よれば、逆極性による放電によって放電の切掛を作った
後に正極性による主放電を行なうため、加工間隙におけ
る電流の逆転現象を伴うことになり加工速度は低下する
が、正極性による放電時間を実質的に低下させることが
でき、電解作用による影響を従来に比べて著しく軽減さ
せることができる。
でもしにくい材質でも同じ加工方法となるため加工効率
が悪いという問題点を有している。本発明の目的は、し
たがって、従来技術における上述の問題点を解決するこ
とができる、被加工物の材質に応じて最適の加工を行な
うことができるようにした放電加工方法及び放電加工用
電源装置を提供することにある。
の本発明の特徴は、加工用電極と被加工物との間に形成
される放電加工間隙に、前記加工用電極が一方の電位と
なるように放電加工パルスを繰り返し印加して前記被加
工物を放電加工する放電加工方法において、前記加工用
電極が他方の電位となる補助パルスを、前記放電加工パ
ルスに対して所定の比率で、前記放電加工パルスに先行
して前記放電加工間隙に印加するようにした点にある。
物との間に形成される放電加工間隙に加工のための電気
的パルスエネルギーを供給するための放電加工用電源装
置において、前記加工用電極が一方の電位となるように
主放電加工パルスを繰り返し前記放電加工間隙に印加す
る第1手段と、前記加工用電極が他方の電位となるよう
に補助パルスを前記放電加工間隙に供給するための第2
手段と、前記補助パルスが前記主放電加工パルスに先行
し所定の分配パターンで前記加工間隙に印加されるよう
前記補助パルスの分配制御を行なう制御手段とを備えた
点にある。
加工間隙に印加されると共に、補助パルスが主放電加工
パルスに先立って他方の極性にて印加され、且つ補助パ
ルスは主放電加工パルスに対して所定の比率で与えられ
る。すなわち、主放電加工パルスM個のうちのN(<
M)個に対して補助パルスが先行して付加される。被加
工物材質に応じて、補助パルスの比率を加減することに
より、電解作用による影響の排除と、加工速度の向上と
の調和を図ることができる。
ら詳細に説明する。
加工用電源装置10を備えたワイヤカット放電加工装置
を示し、放電加工用電装置10から後述の如くして供給
される加工のための電気的エネルギーは、被加工物2と
ワイヤ電極3との間に形成される放電加工間隙4に与え
られる。被加工物2は第1アース5に接続され、ワイヤ
電極3は一対の通電素子6、6を介して第2アース7に
接続されている。
走行させるための機構、所望の加工形状に従う所要の相
対運動を被加工物2とワイヤ電極3との間に与えるため
の機構、放電加工間隙4の長さLを放電加工中適切な値
に保つためのサーボ制御系統などはいずれも公知である
から、これらの公知の構成は図1において図示するのを
省略してある。
を正電位としワイヤ電極3側を負電位として主加工パル
スを被加工物2とワイヤ電性3との間に供給するための
第1回路20と、被加工物2側を負電位としワイヤ電極
3側を正電位として第1補助パルスを被加工物2とワイ
ヤ電極3との間に供給するための第3回路40とを有し
ている。
続されている250Vの高圧直流電源21と、該高圧直
流電源の負極と被加工物2との間に設けられた第1スイ
ッチングトランジスタ22とから成り、第2回路30
は、正極が被加工物2に接続されており、60Vから1
20Vの間で調節可能な可変低圧直流電源31と、該可
変低圧直流電源31の負極と第2アースとの間に直列に
接続されている、逆流防止用のダイオード32、電流制
限用の抵抗器33、第2スイッチングトランジスタ34
及び放電検出用の第1抵抗器35とを有している。
続されている60Vから120Vの間で調節可能な可変
低圧直流電源41と、該可変低圧直流電源41の負極と
被加工物2との間に直列に接続されている、逆流防止用
のダイオード42、電流制限用の抵抗器43、第3スイ
ッチングトランジスタ44及び放電検出用の第2抵抗器
45とを有している。
じる検出電圧V1、V2は、放電検出回路50に与えら
れており、これらの検出電圧V1、V2のレベルに応じ
て放電加工間隙4に放電が生じたか否かが判別される。
路図が示されている。放電検出回路50は、検出電圧V
1、V2を夫々増幅するためのアンプ51、52を有
し、アンプ51の出力は、フォトカップラ53内に設け
られておりカソードが第2アース7に接続されている発
光ダイオード54のアノードに印加されている。もう一
方のアンプ52の出力は、同じくフォトカップラ53内
に設けられておりカソードが第1アース5に接続されて
いる別の発光ダイオード55のアノードに印加されてい
る。発光ダイドード54、55に対応して設けられてい
るフォトセンサ56、57からの出力P1、P2はオア
ゲート58に入力されており、出力P1、P2のうちの
少なくとも一方が高レベル状態となった場合に、オアゲ
ート58から放電検出出力信号Dが出力される。
電検出出力信号Dは、第1乃至第3スイッチングトラン
ジスタ22、34、44のオン、オフ制御を行なうため
の制御回路60に入力されている。
が示されている。符号61で示される設定器は、放電加
工間隙4において放電加工を行なうオン時間ONを示す
第1設定データD1と、放電加工間隙4を非電圧印加状
態としておくオフ時間TFを示す第2設定データD2と
を設定、出力する機能、及び、後述する正負の補助パル
スの配分比を決定するための2つの要素である、第1補
助パルスのパルス数NEと第2補助パルスのパルス数P
Oとをそれぞれ示す第3及び第4設定データD3、D4
を設定、出力する機能を有している。
出出力信号Dが入力されている第1パルス発生器62に
入力され、第1パルス発生器62からは、図4の(a)
に示される基準パルス信号MGが出力され、第2パルス
発生器63に入力される。第1パルス発生器62におい
ては、さらに、この基準パルス信号MGと図4の(b)
に示される波形を有する放電検出出力信号Dとに応答
し、放電検出出力信号Dの立上がりタイミングで立上が
り、基準パルス信号MGの立下がりタイミングにおいて
立下がる、パルス幅がONであるパルス信号を得るため
の信号処理が行なわれ、この信号処理によって、図4の
(c)に示す第1ゲート信号G1が得られる。第1ゲー
ト信号G1は、第1スイッチトランジスタ22のゲート
にゲート開閉制御用のパルス信号として与えられ、第1
ゲート信号G1の高レベル期間中、すなわち、第1設定
データD1により示されるオン時間ONだけ、第1スイ
ッチングトランジスタ22がオンとされる。
ータD3、D4に従って、基準パルス信号MGを第2ゲ
ート信号G2又は第3ゲート信号G3として分配出力す
るパルス分配器として構成されている。このパルス分配
の動作を図4の(a)、(d)、(e)の波形図を参照
しながら説明する。第3データD3は、パルス分配によ
り得られる1周期のパターン、図示の例では、第2ゲー
ト信号G2の1番目のパルスが出力されてから第3ゲー
ト信号G3のパルスが出力されるまでの1パターン、に
おける第2ゲート信号G2のパルス数を示し、第4デー
タD4は、この1周期のパターンにおける第3ゲート信
号G3のパルス数を示す。これらのデータD3、D4に
従って、基準パルス信号MGを構成する各パルスを第2
ゲート信号G2又は第3信号G3として振り分け、図4
の(d)、(e)に示される如き分配されたパルス波形
の信号を得る構成となっている。本実施例では、その分
配比は3:1となっている。
スイッチングトランジスタ34のゲートにゲート開閉制
御用のパルス信号として与えられ、第2ゲート信号G2
の高レベル期間中のみ第2スイッチングトランジスタ3
4がオンとされる。一方、第3ゲート信号G3は第3ス
イッチングトランジスタ44のゲートにゲート開閉制御
用のパルス信号として与えられ、第3ゲート信号G3の
高レベル期間中のみ第3スイッチングトランジスタ44
がオンとされる。
隙4には、第1スイッチングトランジスタ22のオン動
作に先立って、第2又は第3スイッチングトランジスタ
34又は44がオンとされ、この後、放電加工間隙4に
放電が生じたことが放電検出回路50において検出さ
れ、放電検出出力信号Dが出力されたときに、はじめて
第1スイッチングトランジスタ22が導通状態とされ
る。
の作動について説明する。図5において、(a)乃至
(d)は、それぞれ、第3ゲート信号G3,第2ゲート
信号G2、第1ゲート信号G1、放電検出出力信号Dの
波形である。(e)は放電加工間隙4に生じる加工電圧
VGの波形、(f)は放電加工間隙4に流れる加工電流
Iの波形である。
先立って第2ゲート信号G2が高レベルとなると、放電
加工間隙4には、先ず、可変低圧直流電源31によって
所謂負極性で比較的低電圧の直流電圧VN、が印加され
る。これにより、放電加工間隙4に放電が生じ、t2に
おいて検出出力信号Dのレベルが低レベルから高レベル
に変化すると、第1ゲート信号G1のレベルが高レベル
となり、高圧直流電源21により所謂正極性でより高い
直流電圧VOが放電加工間隙4に印加され、基準パルス
信号MGのレベルが低レベルとなるt3まで、高圧直流
電源21からの電気エネルギーにより被加工物2が正極
性で加工される。なお、このときの放電電流Iは、放電
開始時にはワイヤ電極3から放電加工間隙4を通って被
加工物2に一旦流れるが、t2以後はこれと逆方に流
れ、そのレベルはt3でピークに達し、第1ゲート信号
G1のレベルが低レベルとなるt3以後急速に小さくな
る。
圧が負の補助パルス電圧として先ず放電加工間隙4に印
加され、放電が開始されたならば、第1回路により、正
極性の主パルス電圧が放電加工間隙間4に印加される。
図示の実施例では、上述した電圧印加動作が3回繰り返
される。
1に先立って第3ゲート信号G3が高レベル状態とな
り、第3回路40の可変低圧直流電源41により比較的
低電圧の直流電圧VPが所謂正極性で放電加工間隙4に
印加される。これにより放電加工間隙4に放電が生じ、
t7で放電検出出力信号Dのレベルが低レベルから高レ
ベルに変化すると、高圧直流電源21からの電圧が放電
加工間隙4に正極性で印加され、放電加工間隙4には、
両直流電源21、41から加工のための放電エネルギー
が供給されることになる。t8において第1、第3スイ
ッチングトランジスタ22、44が共にオフとされる
と、放電電流Iのレベルは急速に低下し、放電が終了す
る。
主パルス電圧を正極性で印加するに先立って、第2回路
により負極性の補助パルス電圧を印加し、放電が開始し
たならば主パルス電圧により被加工物Iを放電加工する
ので、放電待機期間は放電加工間隙に負極性の電圧が印
加されることとなり、この期間における電解作用を有効
に防止することができる。一方、所定の比率で、放電待
機期間中に第3回路より正極性の補助パルスを印加し、
電解作用の防止よりは加工速度の向上を優先させた加工
を行なうので、電解作用の抑制と加工速度の低下防止と
を、その比率と変化させることにより被加工物の材質に
合わせてほどよくマッチさせることが可能となる。
性を考慮し主パルス電圧に対して、負の補助パルスを先
行させるべき回数と正の補助パルスを先行させるべき回
数との比率等を適宜に設定することにより、加工速度を
不必要なまでに犠牲とすることなく、被加工物に見合っ
た加工速度で被加工物を電解作用から譲りつつ、最低条
件で放電加工を行なうことができる。
合の加工速度F(mm/分)の実測値が示されている。
この実測値は、超硬の被加工物を0.2φの真ちゅう線
からなるワイヤ電性で加工する場合、6φのノズルから
8kg/cm2の圧力で水を加工領域に供給して放電加
工した例である。図6には、負の補助パルスの比率が大
きくなるにつれて、加工速度が低下する様子が示されて
いる。図示の例では、NE:POの値が6:1までは、
加工速度を略維持した状態で、電解作用の防止を良好に
おこない得ることを示している。
合、NE:POの値を6:1程度に設定することによ
り、加工速度を殆ど低下させることなしに、電解腐食を
抑え、電極材質の付着を防止出来ることが確認できた。
SKD11を被加工物とした場合には、電解腐食が行な
われにくいため、NE:POの値を1:1から6:1程
度に設定しても、加工速度の低下を生じさせることなし
に、電食を防止することが確認できた。電食し易いNA
K55を被加工物とした場合には、NE:POの値を
1:6程度に設定することにより、加工速度の低下を生
じさせることなしに、電食を防止できることが確認でき
た。
加に先行させて負の補助パルス又は正の補助パルスを印
加させる構成としたが、この場合、正の補助パルスの印
加に代えて、主パルス電圧を基準パルス信号に同期させ
て印加する構成としてもよいことは勿論である。また、
本発明は、ワイヤカット放電加工装置のみならず、型彫
放電加工装置に対しても同様に適用することができ、同
様の効果を得ることができるものである。
電圧の印加に先行して印加すべきこれと反対の極性の補
助パルスの比率を被加工物の性質に応じて適宜に定める
ことにより、電解作用の防止とこれによる加工速度の低
下との調和を図り、その時の被加工物の物理的特性に見
合った最適な放電加工を実現することができるので、従
来に比べて、極めて効率のよい加工を期待することがで
きる。
場合の一実施例を示す構成図。
形図。
図。
補助パルスとの比率を変えた場合の加工速度の変化を示
す実測データを示すグラフ。
Claims (2)
- 【請求項1】 加工用電極と被加工物との間に形成され
る放電加工間隙に前記加工用電極が一方の電位となるよ
うに放電加工パルスを繰り返し印加して前記被加工物を
放電加工する放電加工方法において、前記加工用電極が
他方の電位となる補助パルスを、前記放電加工パルスに
対して所定の比率で、前記放電加工パルスに先行して前
記放電加工間隙に印加するようにしたことを特徴とする
放電加工方法。 - 【請求項2】 加工用電極と被加工物との間に形成され
る放電加工間隙に加工のための電気的パルスエネルギー
を供給するための放電加工用電源装置において、前記加
工用電極が一方の電位となるように主放電加工パルスを
繰り返し前記放電加工間隙に印加する第1手段と、前記
加工用電極が他方の電位となるように補助パルスを前記
放電加工間隙に供給するための第2手段と、前記補助パ
ルスが前記主放電加工パルスに先行し所定の分配パター
ンで前記加工間隙に印加されるよう前記補助パルスの分
配制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする放
電加工用電源装置。
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JP3343267B2 (ja) | 2002-11-11 |
US5345053A (en) | 1994-09-06 |
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