JPH07136859A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

ワイヤ放電加工装置

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JPH07136859A
JPH07136859A JP28817893A JP28817893A JPH07136859A JP H07136859 A JPH07136859 A JP H07136859A JP 28817893 A JP28817893 A JP 28817893A JP 28817893 A JP28817893 A JP 28817893A JP H07136859 A JPH07136859 A JP H07136859A
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wire
shaped electrode
electric discharge
electrode
machining
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Takuji Magara
卓司 真柄
Masahiro Yamamoto
政博 山本
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一加工電流における加工速度を向上させる
とともに、加工精度を向上する。 【構成】 加工前のワイヤ電極を加熱することによりワ
イヤ材質を軟化させるワイヤ加熱手段15a,15b
と、該加熱後のワイヤ電極を偏平形状に変形させるワイ
ヤ電極成形手段14と、該変形後の偏平ワイヤをワイヤ
走行軸方向に回転可能とするワイヤ軸回転手段24,2
8,29,30を上下ガイド近傍にそれぞれ設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工装置に
係わるものであり、特に加工に先だってワイヤ電極断面
形状を偏平形状に変形させることにより、加工速度の向
上を図るワイヤ放電加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は例えば特開平1−222823号
公報に記載されているような従来のワイヤ放電加工装置
を示す図である。図において、1はワイヤ電極、2はワ
イヤ電極を巻回してなる供給ボビン、3はワイヤ電極1
に所定の張力を与えるブレーキローラ、3aはブレーキ
ローラ3にブレーキ力を作用させる電磁ブレーキ、4
a,4b,4cはそれぞれワイヤ電極1の走行方向を変
更させる第1、第2及び第3のアイドラ、5は加工対象
である被加工物、6は被加工物5の上部に設けられ、ワ
イヤ電極1を支持する上部ガイド、7は被加工物5の下
部に設けられ、ワイヤ電極1を支持するとともに給電を
行う下部ガイド兼給電ダイス、8はその内部に上部ガイ
ド6を内蔵した上部加工液噴出ノズル、9はその内部に
下部ノズル兼給電ダイスを内蔵した下部加工液噴出ノズ
ル、10は図示しない加工液装置から加工液11を上部
及び下部加工液噴出ノズル8,9を介して加工間隙に供
給するポンプ、12はワイヤ電極1と被加工物5との間
に放電を発生させるためにパルス電圧を印加するパルス
電源ユニット、13はワイヤ送りローラ、14は第2の
アイドラ4bと上部加工液噴出ノズル8との間に設けら
れ、ワイヤ電極1にその両端から押圧力を作用させ、該
ワイヤ電極1の断面形状を偏平形状に成形する一対の成
形ローラである。
【0003】次に動作について説明する。放電加工にあ
たって供給ボビン2から引き出されたワイヤ電極1は、
ブレーキローラ3→第1のアイドラ4a→第2のアイド
ラ4b→成形ローラ14→上部ガイド6→被加工物5→
下部ガイド兼給電ダイス7→第3のアイドラ4c→を経
由して、ワイヤ送りローラ13の駆動力によって、その
走行経路に供給される。この時、上記ワイヤ電極1、成
形ローラ14によってその両端に押圧力が作用している
ので、ワイヤ電極の断面形状が偏平状に成形される。こ
のように偏平形状に成形されたワイヤ電極は極間に供給
され加工が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤ放電加工
装置は、上記のように構成されており、ワイヤ電極の変
形が可能であるが、ワイヤの偏平率を上げるためには数
十Kg以上の相当な力で圧延する必要があるため、圧延
機構が大がかりになるとともに、圧延部分のおける走行
抵抗が著しく増大するため、ワイヤに対する張力が過大
となり、ワイヤが断線するなどの問題があった。例え
ば、成形ローラの押しつけ力を50Kgとしてφ0.3
mmワイヤの成形を行っても、変形量は30〜50μm
程度、偏平率(ワイヤ断面の縦横比)として0.7〜
0.8程度が限界であり、それ以上成形ローラの押しつ
け力を増大すると走行抵抗が3Kg以上となってワイヤ
が断線を招き、加工不能となる問題があった。
【0005】本発明は上記のような従来のものの課題を
解消するためになされたもので、ワイヤの偏平率を従来
と比較して増大させるとともに、ワイヤを軸方向に回転
させることにより、電源容量、加工液圧力などを増大さ
せることなく、複雑形状の加工における加工速度を大幅
に向上することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるワイヤ放
電加工装置は、被加工物の上下でワイヤ状電極を案内す
るガイドを有し、対向するワイヤ状電極と被加工物との
間に電圧を印加することにより放電を発生させるととも
に、ワイヤ状電極と被加工物を相対移動させることによ
り所望形状の加工を行うワイヤ放電加工装置において、
前記ワイヤ状電極を偏平形状に成形するワイヤ状電極成
形手段と、成形後の偏平ワイヤをワイヤ走行軸を中心に
して回転可能とし、前記上下ガイド近傍の少なくともい
ずれか一方に設けたワイヤ軸回転手段と、このワイヤ軸
の回転動作を被加工物の加工形状に対応するワイヤ移動
軌跡の移動方向に応じて行い、ワイヤ移動方向とワイヤ
の偏平方向が一致するよう制御する制御手段とを設けた
ものである。
【0007】また、成形前のワイヤ状電極を加熱するこ
とによりワイヤ状電極の塑性加工性を改善するワイヤ加
熱手段と、加熱後のワイヤ状電極を偏平形状に成形する
ものである。
【0008】また、前記ワイヤ状電極の成形後の偏平
率、偏平寸法を被加工物の加工形状に応じて可変可能と
したものである。
【0009】また、前記ワイヤ状電極の成形後の偏平
率、偏平寸法に応じて、電極オフセット値を変更し加工
精度を改善するものである。
【0010】
【作用】また、本発明に係わるワイヤ放電加工装置は、
ワイヤ電極を偏平形状に変形させ、さらには変形後の偏
平ワイヤを上下ガイド近傍にそれぞれ設けたワイヤ軸回
転手段により回転させ、ワイヤのねじりが発生しない状
態にて被加工物の加工形状によるワイヤの移動軌跡に応
じてワイヤを走行軸方向に回転させつつ加工を行う。
【0011】また、加工前のワイヤ電極を加熱すること
により、ワイヤ材質を軟化させることでワイヤの偏平率
を増大させ加工速度、加工精度を更に向上することが可
能となる。
【0012】また、ワイヤ電極の成形後の偏平率、偏平
寸法を変化させつつ、被加工物の加工形状に応じて効率
良く高精度に加工する。
【0013】また、ワイヤ電極の偏平率、偏平寸法に応
じて、電極オフセット値を変更しながら加工を行い、加
工の寸法精度を改善する。
【0014】
【実施例】
実施例1.以下、本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す図であり、1はワイ
ヤ電極、2はワイヤ電極を巻回してなる供給ボビン、3
はワイヤ電極1に所定の張力を与えるブレーキローラ、
3aはブレーキローラ3にブレーキ力を作用させる電磁
ブレーキ、4a,4b,4cはそれぞれワイヤ電極1の
走行方向を変更させる第1、第2及び第3のアイドラ、
5は加工対象である被加工物、6は被加工物5の上部に
設けられ、ワイヤ電極1を支持する上部ガイド、7は被
加工物5の下部に設けられ、ワイヤ電極1を支持すると
ともに給電を行う下部ガイド兼給電ダイス、8はその内
部に上部ガイド6を内蔵した上部加工液噴出ノズル、9
はその内部に下部ノズル兼給電ダイスを内蔵した下部加
工液噴出ノズル、10は図示しない加工液装置から加工
液11を上部及び下部加工液噴出ノズル8,9を介して
加工間隙に供給するポンプ、12はワイヤ電極1と被加
工物5との間に放電を発生させるためにパルス電圧を印
加するパルス電源ユニット、13はワイヤ送りローラ、
14は第2のアイドラ4bと上部加工液噴出ノズル8と
の間に設けられ、ワイヤ電極1にその両端から押圧力を
作用させ、該ワイヤ電極1の断面形状を偏平形状に成形
する一対の成形ローラ、15a,15bは成形ローラ前
近傍に、それぞれワイヤ電極1に接触するよう設けられ
た一対の通電子、16は通電電流を供給する通電回路、
17はスイッチ、18は電源電圧、19は抵抗器であ
る。
【0015】また、図2は図1の上部ガイド部分の構造
をしめしたものである。図において、1はワイヤ電極、
21a,21bはガイドローラであり、回転しながらワ
イヤ電極1をガイドする。22は加工電流をワイヤ電極
1に供給する給電子、23は位置決めダイス、24は図
中ワイヤ軸を中心に回転可能な回転部材であり、外周に
回転駆動用ギアが形成されるとともに、ガイドローラ2
1a,21bを結合する。25は回転部材と結合された
ノズル、26はベアリング、27はベアリング26を介
して回転部材24を保持するベース部材、28は回転部
材24のギア部分に結合される駆動ギア、29は駆動ギ
ア28と直結され、駆動ギアを回転させることにより回
転部材24およびガイドローラ21a,21bを回転さ
せるサーボモータ、30はサーボモータに直結されたエ
ンコーダー、31は加工液供給配管である。なお、下部
ガイド部についても図2と同様な構造が設けられてい
る。
【0016】次に、動作について説明する。従来例同
様、放電加工にあたって供給ボビン2から引き出された
ワイヤ電極1は、ブレーキローラ3→第1のアイドラ4
a→第2のアイドラ4b→成形ローラ14→上部ガイド
6→被加工物5→下部ガイド兼給電ダイス7→第3のア
イドラ4c→を経由して、ワイヤ送りローラ13の駆動
力によって、その走行経路に供給される。加工中におい
て、ワイヤ電極1には通電子15a,15bより電流が
ワイヤに供給される。ワイヤはこの電流の抵抗熱により
加熱されるため、アニーリングによる電極材料の軟化が
行われ、ワイヤ電極の塑性加工性が改善される。軟化さ
れたワイヤ電極1は、成形ローラ14によってその両端
に押圧力を作用させ、ワイヤ電極の断面形状を偏平状に
成形される。その際、成形に先だってワイヤ電極1は十
分に軟化しているため、偏平率として0.3程度の大き
な変形が得られる。例えば、成形ローラの押しつけ圧力
を30Kg、通電電流を15Aとして、φ0.3mm黄
銅ワイヤの成形を行うことにより、0.15mm×0.
5mmの偏平状ワイヤが成形できる。このように偏平形
状に成形されたワイヤ電極は極間に供給され加工が行わ
れるが、図3のように偏平ワイヤの変形面と垂直方向に
加工を行うことにより、加工溝幅は通常の0.3mm半
分程度の0.15mmとなり、同一加工電流に対して加
工除去量(溝幅×板圧)が約半分となる。一方、加熱手
段(通電手段)によって軟化されたワイヤ電極1は、成
形ローラ14部分の変形により再び加工硬化するととも
に、変形によるワイヤ断面積の変化もほとんどないた
め、抗張力についてはほとんど変形前と同等であり、加
工エネルギー(加工電流)も同等の加工を行うことがで
きる。よって、溝幅が半分になった分だけ加工速度(加
工送り速度)は増大し、約2倍の加工速度が得られる。
【0017】図4に示すように、加工パスが円弧軌跡を
描く場合、円弧移動に従ってワイヤ電極1の向きをワイ
ヤ軸中心に回転させ、つねに加工溝幅が最小となるよう
にして加工を行うことにより、最大の加工速度を得るこ
とができる。実際のワイヤ回転は図2に示すサーボモー
タ29を駆動することにより、駆動ギア28が回転し、
駆動ギア28と外周のギアを介して結合されている回転
部材24を回転させる。ガイドローラ21a,21bは
該回転部材に結合されているため、回転部材24が回転
することによりガイドローラ21a,21bもワイヤ軸
を中心に回転し、偏平ワイヤも回転する。この回転動作
を例えば、図5に示すような制御フローチャートに基づ
いてワイヤ移動軌跡(加工プログラム軌跡)の移動方向
に応じて行い、ワイヤ移動方向とワイヤの偏平方向が一
致するよう、ワイヤの回転角度の制御手段による制御が
行われる。なお、ワイヤの回転角度はエンコーダー30
により検出され、常に正確に回転方向の制御が行われ
る。ワイヤの軸回転については、例えば特開昭63−2
630号公報、特開平1−228729号公報に開示さ
れているようにガイド上部に回転手段を設け、ワイヤに
定状的なねじりを加える例が示されているが、本発明に
おいては、ガイドの回転は上部ガイド部に設けたワイヤ
回転手段の回転と同期させ、図示されない下部ガイド部
のワイヤ回転手段を回転させることにより、ワイヤのね
じりを発生させない状態にてワイヤの回転が行われる。
【0018】なお、図6に示すように、ワイヤ電極直
径、所望加工速度に応じて、成形ローラ押しつけ圧力ま
たはアニール電流を変更することにより、所望の偏平率
が得られる。
【0019】また、直線加工中においてはワイヤを偏平
させることにより高速加工を行い、コーナー部分や円弧
移動中においては偏平量を少なくすることにより、加工
形状精度を向上することができる。その際、偏平率の変
化、すなわち溝幅の変化に連動して電極オフセットを自
動的に変更することにより、所望の加工形状が高精度に
得られる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ワイヤ
電極を偏平形状に変形させるワイヤ電極成形手段と、該
変形後の偏平ワイヤを被加工物の加工形状に応じてワイ
ヤ走行軸方向に回転可能とするワイヤ軸回転手段を備
え、変形後の偏平ワイヤをワイヤ走行軸方向にねじれの
発生がないよう回転させつつ加工を行うようにしたた
め、円弧、曲線形状を含む複雑形状の加工においても高
い加工速度と加工精度を両立するワイヤ放電加工装置が
得られる効果がある。
【0021】また、加工前のワイヤ電極を加熱してワイ
ヤ材質を軟化させることにより、ワイヤ電極の偏平率を
さらに大きくとることが可能となり、加工速度を一層大
きくすることができる。
【0022】また、前記記載のワイヤ電極の偏平率、偏
平寸法を可変可能としたため、直線加工部分と円弧加工
部分(コーナー部分など)において偏平率を変化させる
ことができ、加工速度を大幅に向上する効果がある。
【0023】また、前記記載のワイヤ電極の偏平率、偏
平寸法に応じて、電極オフセット値を変更するようにし
たため、特に円弧加工部分における加工誤差の発生を抑
制でき、コーナー部分などの加工精度をより高めること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるワイヤ放電加工装置の
構成を示す図である。
【図2】図1のワイヤ放電加工装置の上部ガイドの構造
を示す図である。
【図3】本発明の一実施例におけるワイヤ電極の加工状
況を示す図である。
【図4】本発明の一実施例における加工形状が円弧軌跡
の場合のワイヤ電極の回転状況を示す図である。
【図5】本発明の一実施例によるワイヤ回転軸制御のフ
ローチャートを示す図である。
【図6】本発明の一実施例におけるワイヤ電極の偏平率
と成形ローラ押しつけ圧力とアニール電流との関係を示
す図である。
【図7】従来のワイヤ放電加工装置の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 ワイヤ電極 2 供給ボビン 3 ブレーキローラ 3a 電磁ブレーキ 4a,4b,4c 第1、第2および第3のアイドラ 5 被加工物 6 上部ガイド 7 下部ガイド兼給電ダイス 8 上部加工液噴出ノズル 9 下部加工液噴出ノズル 10 ポンプ 11 加工液 12 パルス電源ユニット 13 ワイヤ送りローラ 14 成形ローラ 15a,15b 通電子 16 通電回路 17 スイッチ 18 電源電圧 19 抵抗器 21a,21b ガイドローラ 22 給電子 23 位置決めダイス 24 回転部材 25 ノズル 26 ベアリング 27 ベース部材 28 駆動ギア 29 サーボモータ 30 エンコーダー 31 加工液供給配管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物の上下でワイヤ状電極を案内す
    るガイドを有し、対向するワイヤ状電極と被加工物との
    間に電圧を印加することにより放電を発生させるととも
    に、ワイヤ状電極と被加工物を相対移動させることによ
    り所望形状の加工を行うワイヤ放電加工装置において、
    前記ワイヤ状電極を偏平形状に成形するワイヤ状電極成
    形手段と、成形後の偏平ワイヤをワイヤ走行軸を中心に
    して回転可能とし、前記上下ガイド近傍の少なくともい
    ずれか一方に設けたワイヤ軸回転手段と、このワイヤ軸
    の回転動作を被加工物の加工形状に対応するワイヤ移動
    軌跡の移動方向に応じて行い、ワイヤ移動方向とワイヤ
    の偏平方向が一致するよう制御する制御手段とを設けた
    ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
  2. 【請求項2】 成形前のワイヤ状電極を加熱することに
    よりワイヤ状電極の塑性加工性を改善するワイヤ加熱手
    段と、加熱後のワイヤ状電極を偏平形状に成形すること
    を特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工装置。
  3. 【請求項3】 前記ワイヤ状電極の成形後の偏平率、偏
    平寸法を被加工物の加工形状に応じて可変可能としたこ
    とを特徴とする請求項1ないし2のいずれか1項に記載
    のワイヤ放電加工装置。
  4. 【請求項4】 前記ワイヤ状電極の成形後の偏平率、偏
    平寸法に応じて、電極オフセット値を変更し加工精度を
    改善することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
    1項に記載のワイヤ放電加工装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157727A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Ofic Co ワイヤカツト放電加工方法
JPS62110816U (ja) * 1985-12-28 1987-07-15
JPH03234424A (ja) * 1990-02-13 1991-10-18 Mitsubishi Materials Corp ワイヤ放電加工機

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