JPH1158143A - 放電加工装置および放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により加工能率を向上し得る放電
加工装置及び方法を提供する。 【解決手段】 ワイヤガイド２１は、工作物１の幅にわ
たって直線ガイド部を有し、ワイヤ２２の走行する部分
には、断面半円状のガイド溝が刻まれている。工作物１
とワイヤ２２間の放電は、この直線ガイド部に連続的に
発生し、これにより工作物１の被加工部１ａが加工され
る。平面加工を行う場合には、ワイヤガイド２１の位置
を左右に移動する必要はなく、ワイヤ走行と直角方向の
送りＦ４を与えるだけで良い。これにより、簡単な構成
で放電加工装置の加工能率を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤを電極として
用いるワイヤ放電加工装置に係り、特に放電箇所をワイ
ヤがワイヤガイドの周囲を走行する部分とした放電加工
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放電加工には、大別してワイヤ放電加工
法と型彫り放電加工法がある。ワイヤ放電加工法は、走
行する金属ワイヤを電極として工作物を加工するもので
あり、型彫り放電加工法は、角柱のようなソリッドの金
属を電極として工作物を加工するものである。

【０００３】従来のワイヤ放電加工法は、向かい合った
二つのワイヤガイドの一方から他方に、電極となるワイ
ヤを直線的に張架して送り、両端で支持されたワイヤの
中間を用いて、工作物を加工するのが一般的である。

【０００４】また、ワイヤ放電加工法の一種として、特
公平２−３８３４６号公報には、電極となるワイヤの放
電箇所をワイヤガイドによって支持し、ワイヤをこのワ
イヤガイドの周囲を走行するようにした放電加工装置が
開示されている。これは研削砥石を放電加工によって所
望の形状に整形することを目的としており、円形のワイ
ヤガイドの周囲に走行させたワイヤの外側露出部で回転
する導電性砥石を整形するものである。しかしこれは、
研削工具を間接的に加工するものであり、直接的に工作
物を加工するものではない。

【０００５】ワイヤ放電加工法のうち、ワイヤガイドに
よって支持されたワイヤの外側露出部で、直接工作物を
加工するものとしては、例えば次のようなものがある。

【０００６】まず、特開平７−２５６５１９号公報に
は、ワイヤガイドによって支持されたワイヤの外側露出
部およびワイヤガイドへ導入されるワイヤの直線部で加
工する技術が開示されている。ワイヤガイドが回転する
構造になっているためワイヤの走行性は良くなる反面、
位置決めの精度が悪くなるという問題がある。

【０００７】また、特開平７−８８７２１号公報には、
固定されたワイヤガイドが開示されている。この方式
は、従来のワイヤガイド放電加工機のワイヤ走行部に、
当てガイドを取り付けてワイヤの走行経路を拘束し、ガ
イドのＲ部を通過するワイヤを加工部とすることによ
り、工作物を精密に放電加工するものである。この技術
の使用範囲は、軸の一方端にＲ部を加工する場合などの
特殊用途に限定され、加工形状の変化への対応はガイド
の交換が必要となる。

【０００８】一方、特開平４−１０１７２４号公報およ
び特開平８−９０３４６号公報には、固定のワイヤガイ
ドを用いて、工作物を任意の形状に加工する技術が開示
されている。この技術は、円形のワイヤガイドで支持さ
れたワイヤの外側露出部を放電部分として、工作物を放
電加工するものである。この方式では、ワイヤのテンシ
ョン変動を抑える手段として、ワイヤ走行系に関わるモ
ータや走行ローラなどを一つの基体に搭載している。こ
の方式によれば、ワイヤガイドとワイヤ走行系基体を一
体化した加工ヘッドを用いることにより、精密に位置決
めしながら工作物を加工でき、また複雑形状の加工も可
能である。

【０００９】さらに特開平４−２２６８３７号公報に
は、放電加工装置をＣ軸の回りに回転する技術が開示さ
れている。この方式によれば、回転しない工作物（ワー
ク）に対して３次元曲面の加工ができる。また、特開平
４−１４１３２３号公報や特開平３−２８７３１７号公
報にも、固定のワイヤガイドを用いた加工法が開示され
ている。これらの方式では、ワイヤ走行系が加工機その
ものに固定されているため、加工可能なワークの形状が
限定され、軸や平面を自由に加工するという汎用性が失
われてしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ワイヤ放電加工法のう
ち、ワイヤガイドによって支持されたワイヤの外部露出
部で工作物を加工する方式のものにおいては、いずれも
円形のワイヤガイドを使用して一点で加工を行う。この
方式では、円筒形状の周囲を加工するときのように、工
作対象が直線状である場合においても、加工ポイントが
一点であり、放電点が直線状に広がる従来の一般的なワ
イヤ放電加工法と比較して、加工能率が悪いという問題
がある。一方、従来の一般的なワイヤ放電加工法で用い
られる装置では、ワイヤ走行系が加工機そのものに固定
されている方式であるため、ワイヤ放電研削ヘッドを旋
盤の工具のようにして使用することはできない。

【００１１】従って本発明の目的は、簡単な構成により
加工能率を向上し得る放電加工装置及び方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ワイヤの放
電箇所を支持するワイヤガイドの形状を、ワイヤの放電
箇所が被加工部に対して連続的に生ずるようにすること
により、達成される。

【００１３】ワイヤガイドの形状は、例えば、ワイヤ走
行面が直線部分、あるいは凸形状の曲線部分を有するよ
うに形成される。また、ワイヤガイドは単体で構成する
必要はなく、ワイヤガイドを２つに分離し、この２つの
ワイヤガイドの間をワイヤが直線的に走行するように形
成しても良い。このワイヤガイドは、直線的動作だけで
なく、回転動作により被加工部を加工することもでき
る。

【００１４】このように、ワイヤガイドのワイヤ走行面
の断面形状を被加工部の形状に対応した形状とすること
で、加工能率を向上することができる。また、ワイヤ走
行系は一体化されているために工具のように用いること
ができ、例えば精度の高い円筒状の加工なども容易に実
現できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される放電
加工装置の全体構成図である。図のように、工作物１は
Ｘ軸テーブル５およびＹ軸テーブル４によって２軸に移
動可能なように設置されている。放電加工ヘッド２は、
この工作物１の上方表面を加工する。放電加工ヘッド２
の構成については、例えば特開平８−９０３４６号公報
に記載されている。放電加工ヘッド２は、ワイヤボビ
ン、駆動ローラ、モータなどを一つの基板上に搭載し、
その先端部にワイヤガイド８を配置している。このワイ
ヤガイド８の周縁にワイヤを走行させて、ワイヤガイド
８の外側に露出したワイヤ部分で工作物１を加工する。

【００１６】放電加工ヘッド２はＺ軸テーブル３の軸に
固定され、上下の任意の位置へ移動可能である。またＺ
軸テーブル３は必要な場合にはＣ軸として使用可能で、
これにより放電加工ヘッド２を工作物１に対して、垂直
な軸の周りに回転させることができる。Ｚ軸テーブル
３、Ｙ軸テーブル４、Ｘ軸テーブル５は、テーブルコン
トローラ７によって同時に又は別々に制御され移動す
る。放電加工用電源６は、放電加工ヘッド２と工作物１
の間に接続され、ワイヤガイド８を走行するワイヤと工
作物１の間で所望の放電を発生させる。

【００１７】図２は、従来のワイヤガイドを用いた放電
加工法を示すものであり、（ａ）は加工部の正面図を、
（ｂ）はその側面図をそれぞれ示す。同図（ａ）におい
て、ワイヤガイド１１は、図示しない放電加工ヘッドの
先端部に固定されており、その周囲にワイヤ径と同じ幅
の半円状断面の溝が刻まれている。ワイヤ２２は、この
溝をガイドとして、送りＦ１の方向に走行する。ワイヤ
２２は、ワイヤガイド１１の溝から外側に露出した部分
を有し、これを放電部分として工作物１との間に放電を
発生させ、放電加工の原理により工作物１を加工する。
放電は、工作物１と電極であるワイヤ２２の間隔が一定
値（例えば１０μｍ）以下の場合に限り発生するので、
放電加工ヘッドの移動軌跡Ｆ２に対し一定距離範囲内に
位置する工作物１の被加工部１ａが加工される。加工量
を調整する場合には、送りＦ３のように工作物１とワイ
ヤガイド１１の距離を変化させる。

【００１８】ワイヤ２２の材質は、導電性があるものな
らば基本的には何でもよいが、曲げても折れない抗折性
や、放電加工の安定性、放電の熱でも切れない耐熱性、
経済性などから、黄銅線やタングステン線が用いられ
る。ワイヤガイド１１の材質は、ワイヤの走行に対し摩
耗しにくいことが必要であり、耐摩耗性材料として超硬
合金等が良い。

【００１９】ここで、固定されている工作物１の表面を
平面に加工しようとする場合、同図（ｂ）に示すよう
に、送りＦ２とそれに直交する送りＦ４の２軸の送りを
行う必要がある。この種の放電加工法では、工作物の加
工が一点で行われているからである。

【００２０】図３は、本発明に係るワイヤガイドを用い
た放電加工法を示すものであり、（ａ）は加工部の正面
図を、（ｂ）はその側面図をそれぞれ示す。本実施例で
は、同図（ａ）に示すように、ワイヤガイド２１は、工
作物１の幅にわたって直線ガイド部を有し、ワイヤ２２
の走行する部分には、図示されない断面半円状のガイド
溝が刻まれている。工作物１とワイヤ２２間の放電は、
この直線ガイド部に連続的に発生し、これにより工作物
１の被加工部１ａが加工される。このように本発明で
は、従来法の一点加工とは異なり、ワイヤガイド２１の
位置を同図（ａ）の左右に移動する必要はない。したが
って平面加工を行う場合には、同図（ｂ）に示すよう
に、ワイヤ走行と直角方向の送りＦ４を与えるだけで良
い。

【００２１】加工例として、電圧が１１０Ｖ、コンデン
サ容量が３３００ｐＦの放電加工用電源を用いて、１０
ｍｍ×５０ｍｍのステンレス面を深さ１μｍ加工した場
合、従来方法と本発明方法による加工時間を比較する
と、従来の円形ガイド（直径１０ｍｍ）を使用した場合
は約６０分要したのに対して、本発明に係る直線ガイド
部（１０ｍｍ幅）を使用した場合には約１５分しか要し
なかった。このように本発明による加工時間の短縮効果
は、極めて顕著である。

【００２２】また、ワイヤガイド２１は任意の場所に移
動できるので、ワイヤガイド２１の端部を用いて工作物
１の面取りを行うことができる。さらに、加工ヘッド全
体を図中のθ軸の回りに回転させることにより、平面を
より効率的に加工することができる。

【００２３】図４は、本発明に係る他のワイヤガイドを
用いた放電加工法を示すものである。本実施例では、ワ
イヤガイド３１の下面が曲面とされている。図のよう
に、ワイヤガイド３１の曲面を走行するワイヤ２２は、
工作物１との間に放電を起こし、被加工部１ａを加工す
る。ワイヤ２２には、その送りＦ１に対して直角方向の
送りＦ２が与えられ、工作物１には断面が曲線の加工面
が形成される。このように、ワイヤガイド３１の形状を
予め加工する形状に合せて凸状の曲面に整形しておくこ
とで、複雑な２次元の移動制御なしに断面曲線部を加工
することができる。

【００２４】図５は、本発明に係る他のワイヤガイドを
用いた放電加工法を示すものである。本実施例では、２
つのワイヤガイド２１ａ、２１ｂを用いて、図３に示す
直線ガイド部を有するワイヤガイドと同等の機能を実現
させたものである。左右に配置されたワイヤガイド２１
ａおよび２１ｂには、これまでのものと同じように、周
囲にワイヤと同じ幅の半円状の断面の溝が刻まれてい
る。ワイヤ２２は、まず上流側のガイドローラ２５ａで
向きを変えてワイヤガイド２１ａ、２１ｂへ送られる。
ワイヤガイド２１ａと２１ｂの両溝間に渡されたワイヤ
２２は、その間を直線的に走行し、その後下流側のガイ
ドローラー２５ｂへ送られ、排出される。

【００２５】２つのワイヤガイド２１ａと２１ｂはそれ
ぞれガイドアーム２４ａと２４ｂに固定されており、こ
れら２つのガイドアームは中間の蝶番２６で接続され回
転自在となっている。また、ガイドアームのワイヤガイ
ドとは反対の端にガイドピン２７が垂直に設けられてお
り、これが水平の案内レール２３に差し込まれることに
よって、ガイドアームの上下移動が拘束されている。

【００２６】このように、２つのワイヤガイド間に張ら
れた直線部分のワイヤを用いて放電加工することで、工
作物１の被加工部１ａが加工される。なお、ワイヤガイ
ド２１ａと２１ｂの間は通常のワイヤ放電加工のレベル
より非常に狭いので、ガイド間の空中におけるワイヤ走
行の振動による精度低下は、無視できる。

【００２７】図６は、本発明に係る他のワイヤガイドを
用いた放電加工法を示すものである。上述図５に示す構
成において、ガイドアーム２４ａと２４ｂを案内レール
２３の部分でスライドさせることにより、任意の間隔に
ワイヤガイド２１ａと２１ｂを固定することができる。
本実施例は、ガイドアーム２４ａと２４ｂを案内レール
２３の部分でスライドさせて、２つのワイヤガイド間の
間隔を狭くしたものである。このようにすることで、工
作物１の被加工部１ａを凹状に加工できる。これは、軸
や平面の一部分を放電加工面にする場合に適する方法で
ある。本発明ではさらに、ワイヤガイドやワイヤアーム
の全体を傾けることで、これらを斜めの位置にして使用
することもできる。

【００２８】以上のように本発明では、直線部分を加工
する場合には、放電加工ヘッドを直線方向に走査しなく
ても良いので、１軸制御により工作物を容易に加工する
ことができる。また、非球面などのように加工ヘッドの
送り制御が困難となる形状であっても、所望形状のワイ
ヤガイドを作成し、これを使用することで、簡単な送り
制御のみで工作物を容易に加工することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成により放電
加工装置の加工能率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される放電加工装置の全体構成図
である。

【図２】従来のワイヤガイドを用いた放電加工法を示す
図であり、（ａ）は加工部の正面図を、（ｂ）はその側
面図をそれぞれ示す。

【図３】本発明に係るワイヤガイドを用いた放電加工法
を示す図であり、（ａ）は加工部の正面図を、（ｂ）は
その側面図をそれぞれ示す。

【図４】本発明に係る他のワイヤガイドを用いた放電加
工法を示す図である。

【図５】本発明に係る他のワイヤガイドを用いた放電加
工法を示す図である。

【図６】本発明に係る他のワイヤガイドを用いた放電加
工法を示す図である。

【符号の説明】

１ 工作物 １ａ 被加工部 ２ 放電加工ヘッド ３ Ｚ軸テーブル ４ Ｙ軸テーブル ５ Ｘ軸テーブル ６ 放電加工用電源 ７ テーブルコントローラ ２１ ワイヤガイド ２２ ワイヤ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤの放電箇所を支持するワイヤガイ
   ドと前記ワイヤガイドを経由してワイヤを走行させる駆
   動手段とを具備した放電加工ヘッドを有する放電加工装
   置であって、前記ワイヤガイドの形状を前記ワイヤの放
   電箇所が被加工部に対して連続的に生ずるようにしたこ
   とを特徴とする放電加工装置。
2. 【請求項２】 前記ワイヤガイドの形状は、前記ワイヤ
   ガイドのワイヤ走行面が直線部分を有するように形成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の放電加工装置。
3. 【請求項３】 前記ワイヤガイドの形状は、前記ワイヤ
   ガイドのワイヤ走行面が凸形状の曲線部分を有するよう
   に形成されたことを特徴とする請求項１記載の放電加工
   装置。
4. 【請求項４】 前記ワイヤガイドの形状は、分離して配
   置された２つのワイヤガイドの間を前記ワイヤが直線的
   に走行するように形成されたことを特徴とする請求項１
   記載の放電加工装置。
5. 【請求項５】 ワイヤ走行面の断面が被加工部の形状に
   対応した形状に作製されたワイヤガイドを具備した放電
   加工ヘッドを有することを特徴とする放電加工装置。
6. 【請求項６】 前記ワイヤガイドは、回転動作により前
   記被加工部を加工するように構成されたことを特徴とす
   る請求項１乃至５のいずれかに記載の放電加工装置。
7. 【請求項７】 ワイヤの放電箇所を支持するワイヤガイ
   ドと前記ワイヤガイドを経由してワイヤを走行させる駆
   動手段とを具備した放電加工ヘッドを有する放電加工装
   置であって、前記ワイヤガイドは、分離して配置された
   第１及び第２のワイヤガイドと前記第１及び第２のワイ
   ヤガイドをそれぞれ保持する第１及び第２のガイドアー
   ムとを備え、前記ワイヤが前記第１及び第２のワイヤガ
   イドの間を直線的に走行するように形成されたことを特
   徴とする放電加工装置。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２のガイドアームを移動
   することにより、前記第１及び第２のワイヤガイドの間
   隔を可変としたことを特徴とする請求項７記載の放電加
   工装置。
9. 【請求項９】 ワイヤの放電箇所が被加工部に対して連
   続的に生ずるように形成されたワイヤガイドにワイヤを
   走行させる工程と、前記ワイヤガイドを前記被加工部の
   所定方向に相対的に移動する工程とを有することを特徴
   とする放電加工方法。
10. 【請求項１０】 前記ワイヤガイドの相対的移動は、前
    記ワイヤガイドの回転動作であることを特徴とする請求
    項９記載の放電加工方法。
11. 【請求項１１】 前記ワイヤガイドは、分離して配置さ
    れた２つのワイヤガイドを有し、前記２つのワイヤガイ
    ドの間を前記ワイヤが直線的に走行するように形成され
    たことを特徴とする請求項９記載の放電加工方法。