JPH0671518A

JPH0671518A - ワイヤカット放電加工方法および装置

Info

Publication number: JPH0671518A
Application number: JP22541392A
Authority: JP
Inventors: Iwao Shibuya; 巌渋谷
Original assignee: ZEDOMU KK
Current assignee: ZEDOMU KK
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工体の中子を円滑に除去でき、かつ自動
化率を向上させ得るワイヤカット放電加工方法および装
置を提供する。【構成】被加工体にワイヤ電極との放電によって形成
される閉ループ状の加工溝の加工開始部と加工終了部と
の間に微小長さの未加工部を形成し、加工終了部から加
工溝と交差しかつ閉ループ内に微小距離進入する迂回加
工溝を形成すると共に、閉ループ内のスタート穴と前記
加工溝との間に形成された誘導加工溝と前記迂回加工溝
との間に、少なくとも被加工体の表面において連続し被
加工体の裏面において不連続でありかつワイヤ電極を含
む平面における断面形状が楔形の切残し部を有するブリ
ッジ溝を形成し、閉ループ内に形成された中子を前記楔
形の切残し部をせん断することによって除去した後、前
記未加工部を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電電圧を印加したワ
イヤ電極を長手方向に走行させ、加工液中に浸漬させた
状態で、若しくは加工液を噴射させながら、ワイヤ電極
と被加工体との間に放電を発生させることにより、被加
工体の加工を行なうワイヤカット放電加工方法および装
置に関するものであり、特に被加工体の加工によって形
成されるブロック状の中子の除去が円滑であると共に、
放電加工の自動化率を大幅に向上させ得るワイヤカット
放電加工方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５は各々従来のワイヤカッ
ト放電加工装置の例を示す側面図および正面図である。
図４および図５において、２１はベッドを兼用したコラ
ムであり、側面における形状において略Ｌ字形に形成さ
れ、上部に上部アーム２２を、中間部に下部アーム２３
を各々固着すると共に、上部アーム２２に上部ブロック
２４を、下部アーム２３に下部ブロック２５を各々装着
する。そして上部ブロック２４と下部ブロック２５との
間にワイヤ電極２６を長手方向走行可能に張設する。

【０００３】次に２７，２８は各々ＸテーブルおよびＹ
テーブルであり、コラム２１のベッド部２９上に各々Ｘ
方向およびＹ方向（何れも図４および図５において左右
方向）に移動可能に設けてある。３０は加工液槽であ
り、Ｘテーブル２７上に設けられ、加工液３１を収容す
る。なお加工液槽３０と下部アーム２３との係合部に
は、両者の水平方向における相対移動に対しても、加工
液３１が外部に漏出しないような液封手段（図示せず）
が設けられている。

【０００４】上記の構成により、加工液３１中に例えば
載物台を介して被加工体（何れも図示せず）を固定し、
被加工体に穿設したスタート穴にワイヤ電極２６を挿通
し、ワイヤ電極２６と被加工体との間に電圧を印加して
放電を発生させると共に、両者を水平方向に相対移動さ
せて放電加工を行なうのである。

【０００５】上記の放電加工を行なう場合において、被
加工体の中間部をくり抜く加工においては、被加工体と
ワイヤ電極との放電によって形成される閉ループ状の加
工溝内にブロック状の所謂中子が形成され、この中子が
加工終了時に被加工体から分離されて落下する。この中
子を不用意に落下させると、ワイヤ電極を切断したり、
落下時の衝撃によって装置構成部材を損傷することとな
る。

【０００６】このため従来は上記中子を切り落とす前に
加工を中断して上部ブロック２４を上昇させ、例えば磁
気的吸着手段を装着したアーム（図示せず）を介して中
子を磁気的に吸着保持した状態で中子を分離し、加工液
槽３０内の中子集積部（図示せず）に廃棄する手段が採
られている。また中子の分離前に加工を中断して、下部
ブロック２５の近傍に設けた中子受け板（図示せず）を
上昇させ、中子の下面と接触若しくは近接させた状態で
中子を切り落とし、中子受け板を移動させて加工液槽３
０内に落下させ、例えば加工液槽３０の底部に設けた搬
送手段を介して移動させ、次の加工に支障を生じないよ
うにする手段が採られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
中子を磁気的に吸着保持する手段は、被加工体が鉄鋼材
料のような磁性材料である場合にのみ適用可能であり、
超硬合金、銅等の非磁性材料の被加工体には適用できな
い。なお被加工体が非磁性材料である場合において、例
えば真空吸着手段が考えられるが、被加工体の表面が非
平面若しくは貫通穴を有する面である場合には、真空吸
着手段が複雑になるか若しくは適用できないという問題
点がある。

【０００８】また中子の縦断面輪郭がテーパ状に加工さ
れる場合においては、上部ブロック２４を移動させる
と、ワイヤ電極２６の水平面に対する角度が当然に変化
するため、煩雑な補正手段が必要となるため実際的では
なく、殆ど適用されていない。更に両者共中子を保持す
る機構を勘案すると、中子の外形寸法が１０〜５０mmで
あり、厚さ寸法が５０mm以下の範囲に限定されると共
に、ワイヤ電極２６を最初に挿通すべきスタート穴の位
置が自由に選定できず、適用される範囲が極めて狭いと
いう問題点がある。

【０００９】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、被加工体に形成される中子の除去が円滑に行
ない得ると共に、放電加工の自動化率を大幅に向上させ
得るワイヤカット放電加工方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、まず第１の発明においては、被加工体の表面と交差
する方向にワイヤ電極を走行させ、水平方向において被
加工体とワイヤ電極とを相対移動させると共に、被加工
体とワイヤ電極との間の放電により被加工体を加工する
ように構成したワイヤカット放電加工方法において、被
加工体にワイヤ電極との放電によって形成される閉ルー
プ状の加工溝の加工開始部と加工終了部との間に微小長
さの未加工部を形成し、加工終了部から加工溝と交差し
かつ閉ループ内に微小距離進入する迂回加工溝を形成す
ると共に、閉ループ内のスタート穴と前記加工溝との間
に形成された誘導加工溝と前記迂回加工溝との間に少な
くとも被加工体の表面において連続し被加工体の裏面に
おいて不連続でありかつワイヤ電極を含む平面における
断面形状が楔形の切残し部を有するブリッジ溝を形成
し、閉ループ内に形成された中子を前記楔形の切残し部
をせん断することによって除去した後、前記未加工部を
加工する、という技術的手段を採用した。

【００１１】次に第２の発明においては、被加工体を載
置可能に形成した載物台と、この載物台を挟んで対向さ
せて設けた上部ブロックおよび下部ブロックとの間にワ
イヤ電極を長手方向走行可能に張設し、水平方向におい
て載物台とワイヤ電極とを相対移動可能に形成し、被加
工体とワイヤ電極との間の放電により被加工体を加工す
るように構成したワイヤカット放電加工装置において、
上部ブロックに設けた電極ワイヤガイドを下部ブロック
に対して水平方向移動可能に形成し、上下動可能に形成
したロッドをその下端部が被加工体の加工によって形成
される中子の表面に当接するように設ける、という技術
的手段を採用した。

【００１２】

【作用】上記の構成により、被加工体に形成される中子
の除去が円滑となり、かつワイヤカット放電加工の自動
化率を大幅に向上させ得ると共に、加工方法および加工
装置が簡単になる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の実施例における加工溝の例を
示す平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図であ
る。図１および図２において、１は被加工体２に予め設
けられたスタート穴、３は誘導加工溝、４は加工溝、５
は迂回加工溝、６はブリッジ溝であり、矢印はワイヤ電
極７の被加工体２に対する相対移動方向である。

【００１４】すなわち、被加工体２を例えば載物台（図
示せず）上に固定した状態で、ワイヤ電極７をスタート
穴１に挿通させると共に、上ガイド８と下ガイド９との
間に張設し、ワイヤ電極７を図２において上方から下方
へ走行可能とする。なお上ガイド８および下ガイド９
は、放電加工装置を構成する上部ブロックと下部ブロッ
ク（図示省略したが、図４および図５における上部ブロ
ック２４および下部ブロック２５参照）内に収容されて
いる。この状態からワイヤ電極７と被加工体２との間に
放電電圧を印加して放電加工を行なう。

【００１５】まず図１においてワイヤ電極７（図示せ
ず、図２参照、以下同じ）を被加工体２に対して上方に
相対移動させて誘導加工溝３を加工し、加工開始部１０
に至る。次にこの加工開始部１０からワイヤ電極７を矢
印方向に相対移動させて、加工終了部１１に至る矩形ル
ープ状の加工溝４を形成する。１２は未加工部であり、
加工開始部１０と加工終了部１１との間に形成される。
この場合ワイヤ電極７の相対移動方向における未加工部
１２の微小長さＬ₁は、被加工体２の材質および加工溝
４によって形成される中子１３の大きさによって異なる
が、後述する中子１３のせん断除去を勘案して１mm以下
に形成することが好ましい。

【００１６】次にワイヤ電極７を加工終了部１１から、
加工溝４と交差し、かつ中子１３内に微小距離進入させ
て迂回加工溝５を形成し、更にワイヤ電極７を加工溝４
と平行に（右方に）相対移動させてブリッジ溝６を形成
する。迂回加工溝５の長さ、すなわちワイヤ電極７の相
対移動距離は、0.０１mm以上、好ましくは0.１mm以上と
する。

【００１７】またブリッジ溝６を形成するには、上記迂
回加工溝５を形成した後、上ガイド８を下ガイド９に対
して距離Ｌ₂だけ右方に移動させ、ワイヤ電極７を傾斜
させればよい。すなわち、中子１３内のスタート穴１と
加工溝４との間に形成された誘導加工溝３と前記迂回加
工溝５との間に、少なくとも被加工体２の表面において
連続し、被加工体２の裏面において不連続であり、かつ
ワイヤ電極７を含む平面における断面形状がＶ字形若し
くは楔形の切残し部１４を有するようにブリッジ溝６を
形成する。

【００１８】上記のように加工溝４、迂回加工溝５およ
びブリッジ溝６を形成した後、ワイヤ電極７を撤去し、
例えば後述するようなエアシリンダによる振動打撃手段
を介して中子１３を、切残し部１４をせん断することに
よって除去する。次に被加工体２に未加工部１２が残っ
ているので、この部分を再びワイヤ電極７によって放電
加工する。この場合、ワイヤ電極７の被加工体２に対す
る相対移動経路は、例えばスタート穴１内のスタート位
置から、加工開始部１０に至り、この位置から左方に至
る経路とすることができ、この加工により未加工部１２
に対する加工を完了するのである。

【００１９】次に本発明におけるワイヤカット放電加工
における迂回加工溝５およびブリッジ溝６について記述
する。まず迂回加工溝５を形成することなく、未加工部
１２を残存させた状態で中子１３を打撃除去する手段も
従来において試みられているが、この場合被加工体２の
厚さ寸法が２０mm以下であれば、中子１３の除去を比較
的容易に行ない得る。しかしながら未加工部１２のせん
断時において、被加工体２に非所望な衝撃を与えること
となって、被加工体２に位置ずれを発生するおそれがあ
る。また未加工部１２のせん断時の破面が加工溝４の輪
郭を超えて被加工体２の側に食い込むおそれもある。こ
のため被加工体２の加工精度に影響を及ぼすことにな
る。

【００２０】一方加工終了部１１から加工開始部１０に
向かってワイヤ電極７の傾斜によるブリッジ溝６を形成
することも考えられる。しかしながらこのような手段に
よると、図１に示すような直線状の加工溝４である場合
は格別として、加工溝４の輪郭が例えば曲率半径の小な
る曲線状である場合には、加工溝４が被加工体２の側に
食い込む所謂アンダーカットが発生し、被加工体２の加
工精度を著しく低下させることになる。

【００２１】また上記曲線状の加工溝である場合におい
て、ワイヤ電極７の傾斜方向を曲線状の加工溝に沿うよ
うに、上ガイド８を平面において二次元的に相対移動さ
せる手段も考えられる。しかしながらこのような手段に
おいては、例えば上ガイド８を二次元的に移動させるた
めのＮＣデータの作成が煩雑となる。しかも加工溝４が
水平面に対して傾斜する所謂テーパ加工である場合に
は、上記ＮＣデータ作成上の煩雑度が更に高くなるとい
う問題点が存在する。

【００２２】これに対して本発明のワイヤカット放電加
工においては、加工終了部１１から中子１３内に微小距
離進入する迂回加工溝５を形成するものであるから、加
工溝４が図１に示す直線状であるものにおいては勿論の
こと、曲率半径が小であるような曲線状のもの、若しく
は複雑な形状であっても、前記のようなアンダーカット
が発生する機会は皆無である。また加工溝４がテーパ加
工である場合においても、迂回加工溝５を形成する際に
ワイヤ電極７を垂直状態に復帰させることにより、ＮＣ
データの作成をより容易にすることができるのである。

【００２３】次に上記迂回加工溝５を形成した時点で加
工を中断し、中子１３をせん断除去する手段も考えられ
る。しかしながら、被加工体２の厚さ寸法が例えば２０
mm以下であれば、このような手段も採用可能であり、例
えば未加工部１２の長さＬ₁を0.０５mm以下に形成すれ
ば中子１３の除去が容易となり得る。また被加工体２の
厚さ寸法が上記寸法を超える場合においても、長さＬ₁
を0.０２〜0.０３mmに形成することも不可能ではない。
しかしながら上記長さＬ₁をあまり小寸法に形成する
と、放電加工における加工条件の変化によって、長さＬ
₁を確保できず、中子１３が加工中に分離落下してしま
い、以後の放電加工が継続できなくなる等の事故が発生
し易い。

【００２４】これに対して本発明のワイヤカット放電加
工方法においては、中子１３の保持が確保可能の未加工
部１２を形成している。しかも迂回加工溝５と誘導加工
溝３との間に形成されるブリッジ溝６は、前記のように
被加工体２の表面において連続しているため、中子１３
のせん断除去に際しても所謂ノッチ効果により、切残し
部１４が容易にせん断され得るのである。このノッチ効
果は特に被加工体２の厚さ寸法が大である場合において
有効であり、中子１３の除去処理を安定して行ない得る
のである。

【００２５】次に加工終了部１１の位置、すなわち加工
開始部１０とのワイヤ電極７の中心間距離Ｋ、および上
ガイド８の下ガイド９に対する移動量、すなわち微小長
さＬ ₂は次のようにして設定する。

【００２６】Ｋ＝Ｗ₁＋Ｈ₂×（Ｗ₂／Ｒ）Ｌ₂＝（Ｔ＋Ｈ₁＋Ｈ₂）×（Ｗ₂／（Ｈ₂＋Ｒ））上記式において、Ｗ₁：加工溝４の幅寸法Ｗ₂：切残し部１４の底面のブリッジ幅寸法Ｒ：切残し部１４の高さ寸法Ｔ：被加工体２の厚さ寸法Ｈ₁：上ガイド８と被加工体２の表面との距離Ｈ₂：下ガイド９と被加工体２の裏面との距離上記のように設定することにより、被加工体２の厚さ寸
法Ｔに無関係に、切残し部１４の高さ寸法Ｒおよび切残
し部１４の底面のブリッジ幅寸法Ｗ₂を常に一定にする
ことができ、中子１３の除去処理を円滑に行なうことが
できるのである。

【００２７】本実施例においては、上記式におけるＷ₂
＝0.０５mm，Ｒ＝５mmに形成し、被加工体２が工具鋼で
ある場合において、例えば中子１３の上面をエアシリン
ダによって駆動されるロッドを介して、0.５kgf で５〜
８回の打撃動作をすることにより、被加工体２に対して
過大な衝撃を与えることなく、中子１３を円滑に除去す
ることができることを確認した。

【００２８】図３は本発明の実施例を示す要部拡大側面
図であり、同一部分は前記図１、図２、図４および図５
と同一の参照符号で示す。図３において、１５は載物台
であり、その上面に被加工体２を着脱可能かつ上部ブロ
ック２４と下部ブロック２５との間に長手方向走行可能
に張設したワイヤ電極７と水平方向相対移動可能に形成
する。

【００２９】次に１６はエアシリンダであり、ロッド１
７を上下動可能に介装させると共に、その下端部が被加
工体２の加工によって形成される中子１３の表面に当接
するように形成する。１８はリミットスイッチであり、
ロッド１７の上端部と係脱可能に設ける。なお上部ブロ
ック２４は、例えば下部ブロック２５に対してＵ方向
（図３において左右方向）およびＶ方向（図３において
紙面と直交する方向）に移動可能に形成する。

【００３０】上記の構成により、前記図１および図２を
参照して記述したような手段によってワイヤカット放電
加工を行ない、被加工体２に図１および図２に示す加工
溝４、迂回加工溝５およびブリッジ溝６を形成し、中子
１３を形成する。この場合ロッド１７はその下端部を被
加工体２の表面から離隔させて保持し、ワイヤ電極７に
よる放電加工に支障のないようにしておく。

【００３１】放電加工終了後、ロッド１７を被加工体２
に形成された中子１３の表面に臨むように保持し、エア
バルブ（図示せず）の制御を介してエアシリンダ１６を
作動させると、ロッド１７が中子１３の表面を反復打撃
する。このロッド１７による打撃によって中子１３が落
下すると同時に、ロッド１７の上端部がリミットスイッ
チ１８と係合し、打撃作用を停止し、ロッド１７を上昇
させて図３に示す位置に復元させる。

【００３２】落下した中子１３は加工液槽３０の底部に
貯留され、被加工体２に対する全加工が終了して載物台
１５から取り外された後に取り出されて廃棄処理され
る。この場合加工液槽３０の深さ寸法を通常のものにお
けるより大に形成すると共に、中子１３の落下時の衝撃
を緩和するために、加工液槽３０の底部に緩衝材１９を
設けておくことが望ましい。

【００３３】本実施例においては、被加工体２に形成さ
れる閉ループ状の加工溝４による中子１３の外形輪郭が
矩形である場合について記述したが、これに限定され
ず、円形、多角形、その他の凹凸輪郭を有するものであ
っても適用可能である。また誘導加工溝３、加工溝４、
迂回加工溝５およびブリッジ溝６が、平面において相互
に直交する例について記述したが、夫々傾斜して交差す
る場合においても作用は同様である。

【００３４】またロッド１７の駆動手段としてエアシリ
ンダ１６を使用した例について記述したが、他の公知の
駆動手段を使用できることは勿論である。更にワイヤ電
極７が垂直の状態で走行する例を示したが、水平面に対
して傾斜した状態で走行する所謂テーパ加工溝の場合に
おいても当然に適用できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。 (1) 中子の平面への投影輪郭がロッドを包含できる大き
さであれば処理が可能であり、例えば平面への投影輪郭
の外形寸法が４mm以上の中子除去処理が可能であり、ワ
イヤカット放電加工の自動化率を大幅に向上させ得る。 (2) 中子の輪郭側面がテーパ状のものであっても、中子
の除去処理が可能であるため、自動加工の対象になり得
る。 (3) 加工部を、ワイヤ電極を支持する上下ブロックから
完全に離した状態で中子を落下させるため、スタート穴
位置の選定に対する自由度が大である。 (4) 被加工体の材質に左右されることなく、従来適用で
きなかった超硬合金、銅等の非磁性材料からなるもので
あっても適用できる。 (5) 被加工体に複数個の閉ループ状の加工溝を形成する
場合においても、放電加工を連続して行なった後、夫々
の中子処理のみを別個に連続して行なえるため、損失時
間が小であり、全体の加工時間を短縮することができ
る。 (6) 中子抽出若しくは搬送のための手段が不必要となる
ため、装置の構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における加工溝の例を示す平面
図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の実施例を示す要部拡大側面図である。

【図４】従来のワイヤカット放電加工装置の例を示す側
面図である。

【図５】従来のワイヤカット放電加工装置の例を示す正
面図である。

【符号の説明】

２被加工体４加工溝５迂回加工溝６ブリッジ溝７ワイヤ電極１６エアシリンダ１７ロッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工体の表面と交差する方向にワイヤ
電極を走行させ、水平方向において被加工体とワイヤ電
極とを相対移動させると共に、被加工体とワイヤ電極と
の間の放電により被加工体を加工するように構成したワ
イヤカット放電加工方法において、被加工体にワイヤ電極との放電によって形成される閉ル
ープ状の加工溝の加工開始部と加工終了部との間に微小
長さの未加工部を形成し、加工終了部から加工溝と交差
しかつ閉ループ内に微小距離進入する迂回加工溝を形成
すると共に、閉ループ内のスタート穴と前記加工溝との
間に形成された誘導加工溝と前記迂回加工溝との間に少
なくとも被加工体の表面において連続し被加工体の裏面
において不連続でありかつワイヤ電極を含む平面におけ
る断面形状が楔形の切残し部を有するブリッジ溝を形成
し、閉ループ内に形成された中子を前記楔形の切残し部
をせん断することによって除去した後、前記未加工部を
加工することを特徴とするワイヤカット放電加工方法。
【請求項２】被加工体を載置可能に形成した載物台
と、この載物台を挟んで対向させて設けた上部ブロック
および下部ブロックとの間にワイヤ電極を長手方向走行
可能に張設し、水平方向において載物台とワイヤ電極と
を相対移動可能に形成し、被加工体とワイヤ電極との間
の放電により被加工体を加工するように構成したワイヤ
カット放電加工装置において、上部ブロックに設けた電極ワイヤガイドを下部ブロック
に対して水平方向移動可能に形成し、上下動可能に形成
したロッドをその下端部が被加工体の加工によって形成
される中子の表面に当接するように設けたことを特徴と
するワイヤカット放電加工装置。