JPH07256519A - ワイヤー放電加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にＲ部を設けた、刃先が薄い、掻き上げパ
ンチ工具の粗加工方法であって、加工速度が速く、製造
段取りが簡便である加工方法を提供すること。 【構成】 ２本以上のワイヤーを間隔を置いて並列し、
上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との中間
位置でワイヤー群を片側から支持する円盤形状の回転も
しくは固定ガイドまたは一部円弧形状の固定ガイドであ
って、ガイドの厚さがワイヤー群の合計幅より狭いガイ
ドを用いて、並行するワイヤー群により直線部分と円弧
部分とを同時に加工するワイヤー放電加工法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤー放電加工法に関
する。特に、刃先の厚さが薄く、本体部の厚さが厚く、
刃先と本体部の間にＲ部を設けた、掻き上げパンチ工具
のラフカッティングあるいは粗加工に適したワイヤー放
電加工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】出願人は、特願平４−１０８８３０号の
ワイヤ放電加工方法を発明し、打抜き金型用の掻き上げ
パンチの作製に用いている。図５、図６に、当該従来の
ワイヤ放電加工法に用いたワイヤー放電加工装置の概略
を示す。

【０００３】上部ワイヤーガイド部１１と図示していな
い下部ワイヤーガイド部との間にワイヤー１０を張り渡
し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との
中間位置において、ワイヤー１０を片側（図においては
左側）から支持する円盤形状の回転ガイド２０が設けら
れてる。回転ガイド２０の円周端部２１の厚さは、ワイ
ヤー１０の直径とほぼ等しい。ワイヤー１０を安定して
案内するために、回転ガイド２０の円周端部２１には、
断面が半円形状の溝を設けてあり、ワイヤーと嵌合する
ように設計されている。回転ガイド２０はその中心２２
で支持部材３０に軸支されており、中心２２のまわりに
自由に回転できる。そして、円周端部２１から中心２２
へ向かうにつれて厚さが増し、断面形状はＶ字状となっ
ている。円周端部近くのテーパー角度θは１５〜４５°
としている。回転ガイドの円周端部の曲率は、加工して
得ようとする掻き上げパンチ工具のＲ部の曲率とほぼ等
しくなる。したがって、掻き上げパンチ工具の設計寸法
に応じて、種々の曲率の回転ガイドを準備しておき、交
換して用いる必要がある。

【０００４】次に、上記のワイヤー放電加工装置を用い
た放電加工方法について説明する。被加工物２６の下部
を単にクランプ２７でくわえはさんで保持固定する。被
加工物２６の材質としては、ベアリング鋼、超硬合金、
通電性セラミックなど通電性の材料を用いることができ
る。硬くて摩耗しにくい超硬合金も本発明方法では加工
できる点に特に留意していただきたい。クランプはＸ−
Ｙ−Ｚ微動および回転可能な自動割出しテーブル上に設
置するのが望ましい。そして、被加工物を水または油の
中に浸漬する。このようにして、これから加工しようと
する被加工物をセットする。なお、図示の従来例におい
てはクランプが下にあるが、これを上部ワイヤーガイド
部を下としクランプを上に、上下逆に配置するよう、変
更することもできる。

【０００５】上部ワイヤーガイド部と回転ガイドの間に
張り渡されたワイヤーが鉛直になるように、回転ガイド
の位置を、図５においては左右に移動し、微調整する。
同様に、下部ワイヤーガイド部と回転ガイドとの間に張
り渡されたワイヤーが水平となるように、回転ガイドの
位置を、図５においては上下に移動し、微調整する。次
に、被加工物について加工寸法を出すため、Ｘ−Ｙ−Ｚ
微動および回転可能な自動割出しテーブルを用いて、被
加工物を図５において上下左右に移動し微調整する。な
お、Ｒ部の曲率半径は回転ガイドの半径によって決まる
ので、設計寸法の回転ガイドに予め交換しておく。一
方、最終加工寸法を得るまでに数回に分けて繰り返し中
間加工を行う場合には、その回の中間加工の加工寸法を
出すために、Ｘ−Ｙ−Ｚ微動および回転可能な自動割出
しテーブルを用いて、被加工物を上下左右に移動し微調
整する。

【０００６】続いて、ワイヤーと被加工物との間に、適
切な電圧を印加しつつ、被加工物を奥から手前へと移動
させる。上部ガイド部と回転ガイドの間に張り渡したワ
イヤーによって被加工物の刃先近くのストレート部を放
電加工し、同時に、回転ガイドの円周端部によって支持
されたワイヤーによって被加工物のＲ部を放電加工す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のワイヤー
放電加工方法は、掻き上げパンチの仕上げ加工を行う場
合には、形状寸法精度の点でも、面粗さの点でも、仕上
部分の加工スピードの点でも、全く問題はない。しか
し、仕上げ加工の前工程である、荒取り加工あるいはラ
フカッティングを行う場合には、加工スピードが遅す
ぎ、時間がかかりすぎ、掻き上げパンチのコスト上昇を
招くとともに、ワイヤー放電加工機による仕上げ加工稼
動率が低下し問題である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明のラフカッティングに適したワイヤー放
電加工法を発明したものである。

【０００９】上記の問題点は、請求項１に記載の第１の
発明、すなわち、１本以上のワイヤーを間隔を置いて並
列し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部と
の中間位置でワイヤー群を片側から支持する、円周端部
に１本以上の溝を付けた、円盤形状の回転ガイドであっ
て、当該回転ガイドの厚さが並列するワイヤー群の合計
幅より狭い回転ガイドを用いて、当該回転ガイドの円周
端部によって支持された、並列するワイヤー群により、
直線部分と円弧部分とを同時に加工することを特徴とす
るワイヤー放電加工法によって、解決される。

【００１０】また、上記の問題点は、請求項２に記載の
第２の発明、すなわち、１本以上のワイヤーを間隔を置
いて並列し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイ
ド部との中間位置でワイヤー群を片側から支持する、円
周端部に１本以上の溝を付けた、円盤形状の固定ガイド
であって、当該固定ガイドの厚さが並列するワイヤー群
の合計幅より狭い固定ガイドを用いて、当該固定ガイド
の円周端部によって支持された、並列するワイヤー群に
より、直線部分と円弧部分とを同時に加工することを特
徴とするワイヤー放電加工法によっても、解決される。

【００１１】さらに、上記の問題点は、請求項３に記載
の第３の発明、すなわち、１本以上のワイヤーを間隔を
置いて並列し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガ
イド部との中間位置でワイヤー群を片側から支持する、
円周端部に１本以上の溝を付けた、一部円弧形状の固定
ガイドであって、当該固定ガイドの厚さが並列するワイ
ヤー群の合計幅より狭い固定ガイドを用いて、当該固定
ガイドの円周端部によって支持された、並列するワイヤ
ー群により、直線部分と円弧部分とを同時に加工するこ
とを特徴とするワイヤー放電加工法によっても、解決さ
れる。

【００１２】第１、第２、第３の発明についての好まし
い実施態様においては、断面が長円形状のワイヤーのそ
れぞれの長軸が一直線上に並ぶように、１本以上のワイ
ヤーを間隔を置いて並列してある。

【００１３】なお、円形ワイヤー１本とする場合には、
直径が従来の０．２〜０．４ｍｍφよりも大きく（例え
ば０．５〜０．６ｍｍφ）とし、ワイヤー送出速度やワ
イヤー電圧を変更して適正な放電を達成させる必要があ
る。

【００１４】

【作用】並列したワイヤー群をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動さ
せ、かつ、ワイヤーに電圧をかけてワイヤーとワークの
間に放電を起こさせることによって、ワークを所定の寸
法、形状に加工することができる。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 図１は実施例１のワイヤー放電加工法に用いたワイヤー
放電加工装置の要部拡大図である。図２は、その回転ガ
イドの円周端部の拡大図である。

【００１６】上部ワイヤーガイド部１１と下部ワイヤー
ガイド部１２との間にワイヤー１０を張り渡し、上部ワ
イヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との中間位置に
おいて、ワイヤー１０を片側（図においては右側）から
支持する円盤形状の回転ガイド１が設けられてる。

【００１７】図２に示すように、ワイヤー１０を互いに
一定間隔をへだてて安定して案内するために、回転ガイ
ド１の円周端部には、断面が円弧形状の溝２が３本互い
に平行に設けてある。溝の幅はｔ、溝と溝の間隔はｃ２
としている。溝２の形状とワイヤー１０の外形は一致し
嵌合するように設計されている。ワイヤーの直径をｄ、
ワイヤーの間の間隙をｃ１とすると、式１の関係が成り
立つ。

【式１】３＊ｔ＋２＊ｃ２＜３＊ｄ＋２＊ｃ１ すなわち、回転ガイドの厚さ（３＊ｔ＋２＊ｃ２）はワ
イヤー群の合計幅（３＊ｄ＋２＊ｃ１）より小さい。こ
れによって、ワイヤーを前後に動かさずに、ワークに対
し左へと深く連続して加工する場合であっても、回転ガ
イドがワークが加工中に生ずるくぼみの側面に当たらな
いので、放電加工を行うことができる。さらに、回転ガ
イドとくぼみ側面の間にすき間があるので、水や油が加
工部分にまで十分に供給されるので、安定した加工を行
うことができる。回転ガイド１はその中心３で不図示の
支持部材に軸支されており、中心３の回りに自由に回転
できる。回転ガイドの円周端部の曲率は、加工して得よ
うとする掻き上げパンチ工具のＲ部の曲率とほぼ等しく
なる。したがって、掻き上げパンチ加工具の設計寸法に
応じて、種々の曲率の回転ガイドを準備しておき、交換
して用いる必要がある。また、ラフカッティングを目的
とするので、最終的に得ようとするＲ部曲率よりもはる
かに小さな曲率の回転ガイドを用いることもできる。

【００１８】次に、上記のワイヤー放電加工装置を用い
た放電加工方法について説明する。被加工物の下部１３
を単に不図示のクランプでくわえはさんで保持固定す
る。被加工物の材質としては、ベアリング鋼、超硬合
金、通電性セラミック、炭素繊維分散樹脂など通電性の
材料を用いることができる。硬くて摩耗しにくい超硬合
金も本発明方法では加工できる点に特に留意していただ
きたい。クランプはＸ−Ｙ−Ｚ微動および回転可能な自
動割出しテーブル上に設置するのが望ましい。そして、
被加工物を水または油の中に浸漬する。このようにし
て、これから加工しようとする被加工物をセットする。
なお、図示の実施例においてはクランプが下にあるが、
これを上部ワイヤーガイド部を下としクランプを上に、
上下逆に配置するよう、変更することもできる。

【００１９】上部ワイヤーガイド部と回転ガイドの間に
張り渡されたワイヤーが鉛直になるように、回転ガイド
の位置を、図１においては左右に移動し、微調整する。
同様に、下部ワイヤーガイド部と回転ガイドとの間に張
り渡されたワイヤーが水平となるように、回転ガイドの
位置を、図１においては上下に移動し、微調整する。次
に、被加工物について加工寸法を出すため、Ｘ−Ｙ−Ｚ
微動および回転可能な自動割出しテーブルを用いて、被
加工物を図１において上下左右に移動し微調整する。な
お、Ｒ部の曲率半径は回転ガイドの半径によって決まる
ので、原則として、設計寸法の回転ガイドに予め交換し
ておく。一方、最終加工寸法を得るまでに数回に分けて
繰り返し中間加工を行う場合には、その回の中間加工の
加工寸法を出すために、Ｘ−Ｙ−Ｚ微動および回転可能
な自動割出しテーブルを用いて、被加工物を上下左右に
移動し微調整する。

【００２０】続いて、ワイヤーと被加工物との間に、適
切な電圧を印加しつつ、被加工物を奥から手前へと移動
させる。上部ガイド部と回転ガイドの間に張り渡したワ
イヤーによって被加工物の刃先近くのストレート部を放
電加工し、同時に、回転ガイドの円周端部によって支持
されたワイヤーによって被加工物のＲ部を放電加工す
る。放電加工は水または油に浸漬した状態で行うため、
十分に冷却できる。

【００２１】被加工物の片側について、ストレート部１
４およびＲ部１５の加工が終了すると、クランプ７はＸ
−Ｙ−Ｚ微動および回転可能な自動割出しテーブルの上
に設置されているが、被加工物を保持しているクランプ
を載せている自動割出しテーブルを水平面内で１８０°
回転した後、逆面の放電加工を上記と同様に行う。本発
明においては、放電加工のため非接触であり、被加工物
に過大な力が作用しない。よって、被加工物を補強支持
固定する必要がない。そのため、片側加工後の逆面加工
に切り替えるための準備が極めて簡単に短時間に行うこ
とができる。また、場合によっては被加工物およびクラ
ンプを水または油に付けた状態で１８０°回転すること
もでき、被加工物やクランプから水や油を取り除く手間
が省け、手を汚さずに済む。また、ワイヤー間のすきま
寸法は、放電の安定性および放電加工により生ずる材料
くず粉末除去を考慮して設計される。

【００２２】実施例２ 図３は実施例２のワイヤー放電加工法に用いた回転ガイ
ドの円周端部の拡大図である。本実施例においては、断
面が長円形状のワイヤー１０を２本並列して用いてい
る。このワイヤー１０の形状に対応した溝２を回転ガイ
ド１の円周端部に形成されている。この溝２にワイヤー
１０が嵌合して、ワイヤー１０は互いに一定の間隔をへ
だてて安定して案内される。ワイヤー１０の長軸は、回
転ガイド１の軸に平行な一直線上に整列している。ワイ
ヤーの長軸寸法をｄ、ワイヤー間の間隙をｃ１、溝の幅
をｔ、溝と溝の間隔をｃ２とすると、式２の関係が成り
立つ。

【式２】２＊ｔ＋ｃ２＜２＊ｄ＋ｃ１ すなわち、回転ガイドの厚さ（２＊ｔ＋ｃ２）はワイヤ
ー群の合計幅（２＊ｄ＋ｃ１）より小さい。

【００２３】実施例３ 図４は、実施例３のワイヤー放電加工法に用いたワイヤ
ー放電加工装置の要部拡大図である。上部ワイヤーガイ
ド部１１と下部ワイヤーガイド部１２との間にワイヤー
１０を張り渡し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤー
ガイド部との中間位置において、ワイヤー１０を片側
（図においては右側）から支持する一部円弧状の固定ガ
イド４が設けられてる。一部円弧状の固定ガイド４の厚
さは、ワイヤー群の合計幅より小さい。そして、ワイヤ
ー１０を安定して案内するために、円弧部５には、断面
が半円形状の溝を設けてあり、ワイヤーと嵌合するよう
に設計されている。円弧部の曲率は、加工して得ようと
する掻き上げパンチ工具のＲ部の曲率とほぼ等しくな
る。したがって、掻き上げパンチ工具の設計寸法に応じ
て、種々の曲率の一部円弧状の固定ガイドを準備してお
き、交換して用いる必要がある。

【００２４】上記の実施例３のワイヤー放電加工装置を
用いた放電加工方法は、実施例１において説明したのと
同様である。

【００２５】

【発明の効果】本発明においては、ガイドの円弧部によ
って支持されたワイヤーによって、直線部分と円弧部分
とを同時に加工するものであるから、加工効率が高いと
ともに、一定のＲ部を安価で再現性良く加工することが
できる。

【００２６】本発明においては、ワイヤーとワークとが
非接触で放電加工するものであるから、ワークにほとん
ど荷重がかからないため、ワークの加工面の反対面に支
持板を取り付ける必要がなく作業効率が高いとともに、
単にテーブル上でワークを１８０°回転することによ
り、引き続き反対面のワイヤー放電加工を行うことがで
き、作業が無人化でき、多量生産を行うことができるよ
うになった。

【００２７】本発明においては、２本以上のワイヤーを
並列してワイヤー放電加工するものであるから、ワーク
の厚さ方向の加工をある程度同時に行うことができるの
で加工スピードを２倍以上向上する。

【００２８】さらに、本発明においては、ガイドの厚さ
がワイヤー群の合計幅より小さいものであるから、ワイ
ヤーをワークに対し深く入れ込んで加工しても、ガイド
がワークに当たることがなく、加工効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のワイヤー放電加工法に用いたワイヤ
ー放電加工装置の要部拡大図である。

【図２】実施例１のワイヤー放電加工法に用いたワイヤ
ー放電加工装置の回転ガイドの円周端部の拡大図であ
る。

【図３】実施例２のワイヤー放電加工法に用いたワイヤ
ー放電加工装置の回転ガイドの円周端部の拡大図であ
る。

【図４】実施例３のワイヤー放電加工法に用いたワイヤ
ー放電加工装置の要部拡大図である。

【図５】従来のワイヤー放電加工法に用いたワイヤー放
電加工装置の概略図である。

【図６】従来のワイヤー放電加工法に用いたワイヤー放
電加工装置の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 回転ガイド ２ 溝 ３ 中心 ４ 一部円弧状の固定ガイド ５ 円弧部 ６ 補助ガイド １０ ワイヤー １１ 上部ワイヤーガイド部 １２ 下部ワイヤーガイド部 １３ 被加工物の下部 １４ 被加工物のストレート部 １５ 被加工物のＲ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １本以上のワイヤーを間隔を置いて並列
   し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との
   中間位置でワイヤー群を片側から支持する、円周端部に
   １本以上の溝を付けた、円盤形状の回転ガイドであっ
   て、当該回転ガイドの厚さが並列するワイヤー群の合計
   幅より狭い回転ガイドを用いて、当該回転ガイドの円周
   端部によって支持された、並列するワイヤー群により、
   直線部分と円弧部分とを同時に加工することを特徴とす
   るワイヤー放電加工法。
2. 【請求項２】 １本以上のワイヤーを間隔を置いて並列
   し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との
   中間位置でワイヤー群を片側から支持する、円周端部に
   １本以上の溝を付けた、円盤形状の固定ガイドであっ
   て、当該固定ガイドの厚さが並列するワイヤー群の合計
   幅より狭い固定ガイドを用いて、当該固定ガイドの円周
   端部によって支持された、並列するワイヤー群により、
   直線部分と円弧部分とを同時に加工することを特徴とす
   るワイヤー放電加工法。
3. 【請求項３】 １本以上のワイヤーを間隔を置いて並列
   し、上部ワイヤーガイド部と下部ワイヤーガイド部との
   中間位置でワイヤー群を片側から支持する、円周端部に
   １本以上の溝を付けた、一部円弧形状の固定ガイドであ
   って、当該固定ガイドの厚さが並列するワイヤー群の合
   計幅より狭い固定ガイドを用いて、当該固定ガイドの円
   周端部によって支持された、並列するワイヤー群によ
   り、直線部分と円弧部分とを同時に加工することを特徴
   とするワイヤー放電加工法。
4. 【請求項４】 断面が長円形状のワイヤーのそれぞれの
   長軸が一直線上に並ぶように、１本以上のワイヤーを間
   隔を置いて並列した、請求項１から請求項３までのいず
   れか１つに記載のワイヤー放電加工法。