JPH09136223A - 電極ガイド振動装置を備えた放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電加工中、細穴加工用電極の先端部を振動
させ加工効率を高める。 【解決手段】 電極ガイド35先端部に設けられたガイド
ブロック41に嵌入され、細穴加工用電極31を案内、支持
する細孔を有したテーパガイド39に、圧電素子49からな
る振動発生装置43により振動を与えて、テーパガイド39
を介して細穴加工用電極31の先端部を強制振動させるこ
とにより、ワーク７の加工部53から放電加工の進行にと
もなって発生する加工屑55等を排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、細穴加工用電極を
用いてワークに細穴を加工する放電加工機において、細
穴加工用電極を案内、支持する電極ガイドに振動を付与
する電極ガイド振動装置を備えた放電加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】細穴放電加工は、ヘッドに装着した細穴
加工用電極の先端部をワークに近接して設けられた電極
ガイドにより案内、支持し、細穴加工用電極にＺ軸方向
の送りを与えワークに細穴を加工するものである。一般
に、細穴放電加工で加工される穴径はφ1.0 mm以下と小
さいので、加工間隙も非常に狭く、放電加工の進行によ
り生じる加工屑等が加工間隙から排出されずに加工間隙
に溜まり、細穴加工用電極とワークとの間で放電が円滑
に行なわれなくなり加工速度の低下を招いてしまう。そ
のために、細穴加工用電極の軸心には貫通孔が設けら
れ、加工中、その貫通孔から加工間隙へ加工液を噴出し
て、放電加工の進行により生じる加工屑等を加工間隙か
ら強制的に排出するようにしている。しかし、細穴加工
用電極は電極径が小さく、軸心には僅かな孔径の貫通孔
しか設けることができず、また、細穴加工用電極の電極
長は電極径に比べて長く、貫通孔から加工間隙へ加工液
を噴出しても、放電加工の進行により生じる加工屑等を
排出しきれない。

【０００３】上記の問題点を解決する従来技術として、
特公平２−5527号公報及び特公平−４−57455号公報に
示す細穴放電加工装置がある。これらの装置は、主軸に
設けられた超音波振動ホーンの下端部に細穴加工用電極
を保持し、細穴加工用電極の保持部付近で細穴加工用電
極に超音波振動を与えるか、または、主軸に保持された
細穴加工用電極の中間部付近に細穴加工用電極を案内、
支持する電極ガイドを設け、電極ガイドを介して細穴加
工用電極に超音波振動を与えるか、あるいは、細穴加工
用電極を案内、支持する電極ガイドとワークとの間に、
細穴加工用電極に対し直角方向に当接するような超音波
振動ホーンを設けて細穴加工用電極に超音波振動を与え
るか、いずれかの方法により、放電加工の進行により生
じる加工屑等を加工間隙から排出して、加工効率の向上
を図ろうとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
工法・装置においては、 いずれも、細穴加工用電極の加工（先端）部から離
れた個所で超音波振動を付与しているため、電極の材質
にも関係するが、超音波振動が電極の先端部に伝達され
る間にロスが生じ易い。 細穴加工用電極の先端部に対して効果的に超音波振
動を付与しようとすると、しばしば電極の保持部付近に
負担がかかり、折損事故が生じるおそれがある。等々の
問題点がある。 そこで本発明は、従来工法、装置に内在する上述課題を
解決して、細穴加工用電極の先端部付近に振動を与える
ことにより、加工効率の向上を図ることができる電極ガ
イド振動装置を備えた放電加工機を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明加工機は、上述目
的を達成するために、以下に述べるとおりの各構成要件
を具備してなる。 （１） 主軸に保持した細穴加工用電極にＺ軸方向の送
りを与え、ワークに細穴を加工する放電加工機におい
て、前記ワークに近接して配置され、前記細穴加工用電
極を支承する細孔を有し、前記細穴加工用電極が前記ワ
ークとの間でＺ軸方向の相対移動をする際、前記細穴加
工用電極を案内、支持する電極ガイドと、前記電極ガイ
ドを介して前記細穴加工用電極の先端部に振動を与える
振動発生手段と、を具備したことを特徴とする電極ガイ
ド振動装置を備えた放電加工機。 （２） 前記振動発生手段は、前記電極ガイドの前記細
穴加工用電極を支承する細孔を介して、前記細穴加工用
電極に振動を与えるように設けられた圧電素子からなる
上記第（１）項に記載の電極ガイド振動装置を備えた放
電加工機。

【０００６】

【作用】電極ガイドの細穴加工用電極を支承する細孔を
備えた細孔部を振動発生手段に連結して振動させること
により、細穴加工中、電極の先端部に有効に振動を付与
することができ、放電加工の進行により生じる加工屑等
の加工間隙からの排出を促進し加工効率を向上させるこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明電極ガイド振動装
置を備えた放電加工機の一実施形態を図面に沿って説明
するが、この実施形態を構成する各部材は、本発明の出
願当時の当業界における技術レベルの範囲内で各種の変
形が可能であるから、格別の理由を示すことなく、以下
に記載の実施形態の構成のみに基づいて本発明の要旨を
限定して解釈してはならない。

【０００８】図３は、本発明電極ガイド振動装置を備え
た放電加工機の一実施形態の概略正面図を示している。
放電加工機のテーブル１は、シール部材３を介して滑動
・昇降する加工槽５に周囲を囲まれ、その上面にはワー
ク７が固着され、加工中、ワーク７及びその上面は常に
加工槽５内に充満する加工液中に浸かっている。テーブ
ル１はベッド９上に取り付けられ、コラム11がテーブル
１後方のベッド９上に立設しており、コラム11上をサド
ル13がＸ軸方向に滑動可能に設けられ、また、サドル13
上をラム15がＹ軸方向に滑動可能に設けられ、さらに、
ラム15の前面には電極ヘッド19が取り付けられている。
電極ヘッド19に対しＺ軸方向に移動可能、かつ、Ｚ軸軸
線回りに回転可能に主軸21が設けられ、主軸21下部に
は、絶縁プレート23を介して電極チャック25が取り付け
られ、コレットチャック29で保持した細穴加工用電極31
を有するホルダ27をプルスタッド（図示せず）を介して
同心に把持している。なお、コラム11には、中空（抜
け）部17を設け、電極自動交換装置(図示せず)を設備
し、主軸21との間で細穴加工用電極31の自動交換を行っ
ている。

【０００９】電極ヘッド19の側面には、支持アーム33の
Ｚ軸方向と平行な方向へ位置調節を案内する案内装置37
が取り付けられ、支持アーム33の上端部には細穴加工用
電極31を案内、支持する電極ガイド35を着脱可能に保持
しており、電極ガイド35下面はワーク７の上面との間で
所定隙間を保ちながら細穴加工用電極31を支承し、細穴
加工用電極31のＸ，Ｙ軸座標上のガイド作用を有してい
る。放電加工機による細穴加工では、細穴加工用電極31
を装着した主軸21をＺ軸軸線のまわりに回転させると共
に電極にパルス電流を印加し、Ｚ軸方向に上下動しつつ
サーボ制御送りを与えて、ワーク７を加工する。また、
細穴加工用電極31は加工中の消耗量が大きく、径に比べ
て長手方向の長さが極めて長いため、電極の先端、すな
わち、加工位置のＸ，Ｙ座標精度を維持するようワーク
７の表面に近接した位置に電極ガイド35を設け、細穴加
工用電極31の回転、送り動作をガイドしている。

【００１０】図１（ａ），（ｂ）は、図３に示す電極ガ
イド振動装置を備えた放電加工機の電極ガイド部の拡大
平面図及び側断面図、図２は、本発明一実施形態の放電
加工機によるワークの細穴加工部の拡大断面図を示す。
まず、図１を参照して、本実施形態の電極ガイド振動装
置を説明する。電極ガイド35の先端部にはガイドブロッ
ク41が設けられ、細穴加工用電極31をを案内、支持する
細孔を有したテーパガイド39が嵌入されている。テーパ
ガイド39はサファイヤ等からなり、細穴加工用電極31が
挿入される細孔の上部開口には、細穴加工用電極31の細
孔への挿入をガイドする、すり鉢状の円錐面45が形成さ
れている。また、アングル47の両脚には、振動軸が90°
に交叉し圧電素子49からなる２つのする振動発生装置43
が取り付けられ、振動発生装置43の各他端はガイドブロ
ック41及び支持アーム33に固定されている。本実施形態
の振動発生装置43では、その振動数を略、1000〜2000Hz
の値に選定し、さらに、ガイドブロック41の固有振動と
は共振しないように設定する。また、振動発生装置43
は、必ずしも、圧電素子49を利用することを要さず、上
記の振動数に近い振動数を有し、略、同じような振動振
幅、波形を具備する振動発生装置であれば、電磁コイル
であってもモータであっても差し支えない。ただし、容
積・重量が大き過ぎることは、好ましいことではない。
電極ガイド35の振動発生装置43を起振することにより、
ガイドブロック41、テーパガイド39の細孔を介して、最
短距離を伝って放電加工中の細穴加工用電極31の先端部
に振動を伝えることができる。

【００１１】次に、図２を参照して、ワークの細穴加工
部における細穴加工用電極の作用を説明する。ガイドブ
ロック41に嵌入されたテーパガイド39に設けられた細孔
に支持、案内される細穴加工用電極31の軸心には加工液
供給孔51が設けられ、加工中、細穴加工用電極31と加工
穴53との間の加工間隙へ加工液供給孔51から加工液を噴
出して、放電加工の進行により生じる加工屑55等がワー
ク７とテーパガイド39との所定間隙を通って加工液中に
排出される。このようにテーパガイド39は、ワーク７の
表面に近接して配置され、その細孔は細穴加工用電極31
の周面を囲んで、放電加工部に可及的に近い電極先端部
を介して加工個所に振動発生装置43からの振動を伝えて
いる。同時に、細穴加工用電極31の加工液供給孔51を通
して加工穴53に加工液を噴出・供給し、電極先端部の振
動と相俟ってワーク７の加工穴53から加工液の移動・流
出、加工屑55等の排出を促し、細穴放電加工の効率を高
める。

【００１２】さらに、細穴加工用電極31をガイドブロッ
ク41に嵌入されたテーパガイド39に挿入する場合、電極
先端部をテーパガイド39の円錐面45に沿い、細孔に向か
って相対的にＺ軸方向に移動させ、テーパガイド39の細
孔に挿入するが、その際、振動発生装置43によりガイド
ブロック41を僅かに振動させておけば、電極先端部とテ
ーパガイド39の円錐面45との間の摩擦力が、動摩擦の働
きで低減し、軸方向に長い細穴加工用電極31が円錐面45
にひっかかり、中途で撓むことなく比較的にスムーズに
細孔に挿入することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明放電加工機は、以上述べたとおり
の構成、作用を備えるから、 振動発生手段により、細穴加工用電極の加工（先
端）部近くに所望の振動を付与することで、放電加工部
に対する振動の伝達効率が良好で加工間隙から加工屑等
を排出させることができ、細穴放電加工における加工効
率の向上が図れる。 電極ガイドを介して、細穴加工用電極の加工（先
端）部のみを振動させるので、振動質量が小さく高速振
動が得られると共に、主軸のＸ，Ｙ軸方向案内面に負荷
を与えることもなく、機械精度に悪影響を及ぼすことが
ない。 細穴加工用電極を電極ガイドの細孔へ挿入する際、
振動発生手段により電極ガイドを僅かに振動させれば、
電極が撓むことなくスムーズに細孔に案内され、電極自
動交換の成功確率の向上も図れる。 等々、従来公知の電極ガイド振動装置を備えた放電加工
機には期待することができない、格別の作用および効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極ガイド振動装置を備えた放電加工
機の電極ガイド部の拡大平面図及び側断面図である。

【図２】本発明の放電加工機によるワークの細穴加工部
の拡大断面図である。

【図３】本発明の電極ガイド振動装置を備えた放電加工
機の概略正面図である。

【符号の説明】

７ ワーク 19 電極ヘッド 21 主軸 31 細穴加工用電極 35 電極ガイド 39 テーパガイド 41 ガイドブロック 43 振動発生装置 47 アングル 49 圧電素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に保持した細穴加工用電極にＺ軸方
   向の送りを与え、ワークに細穴を加工する放電加工機に
   おいて、 前記ワークに近接して配置され、前記細穴加工用電極を
   支承する細孔を有し、前記細穴加工用電極が前記ワーク
   との間でＺ軸方向の相対移動をする際、前記細穴加工用
   電極を案内、支持する電極ガイドと、 前記電極ガイドを介して前記細穴加工用電極の先端部に
   振動を与える振動発生手段と、を具備したことを特徴と
   する電極ガイド振動装置を備えた放電加工機。
2. 【請求項２】 前記振動発生手段は、前記電極ガイドの
   前記細穴加工用電極を支承する細孔を介して、前記細穴
   加工用電極に振動を与えるように設けられた圧電素子か
   らなる請求項１に記載の電極ガイド振動装置を備えた放
   電加工機。