JPS58202729A - ワイヤカット放電加工用加工液噴出ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイヤｍ便を使用したワイヤカント放電加工間隙は、ワ
イヤ電極を一万のリールから他方のり一工：１１ ルに引張りなから巻き取り、−の軸方向に更新移動する
ワイヤ電極の軸にははｉ１角方向から被加工体を対向さ
せて放電加工間隙を形成させ、この間隙に水、油等の加
工液を供給するとともに１間歇的な電圧パルスを繰返し
供給して放電パルスを発生させ、この放電を繰返すこと
により被加工体を加工するが、このときワイヤ電惨もし
くは被、ＩＪＯ工体に前記直角方向の平面上において相
対的に所定輪郭形状等の加工送りを与えることによって
諸種な形状の切断、抜き取り加工ができるものである。

使用するワイヤ電極は、線径が通常、０．０５〜０．５
ｍｍφ程度の細線が用いられ、これに軸方向・′）張力
を充分与えると共に軸方向に更新移動させながら被加工
体との間に微小間隙で対向させるため、加工部分は狭い
スリット状で常に倣・ｊに維持される。

一方この加工部分に供給される加工液は、通常、加工鋼
・ワイヤ電極の何方に設けたノズルから加工部分に向け
て注ぎかけるようにして供給されるものであるから、光
分な液を間隙部分に供給するこ・ｌ　。

とができない恐れかあった。　そしてこの加工液の作用
は、放電の媒体であると同時に、加工部分の冷却及び洗
浄、そして加工屑の外部排除を行うもので、これが間隙
に充分供給され、かつ流通しないと、間隙は加工液の分
解ガス、蒸気及び空気等のガス媒体で充満されるから　
ガス中放電となってアーク放電になり易く、また短絡し
たりして安定放電加工が行われず、加工電流も増大でき
ず。

した２つて加工送）ぜの増大、加工精度の向上は期待で
きないことになる。

このため前記加工液噴出ノズルとして、例えば特開昭５
０一つ４５５８号公報に記載されているようなワイヤ電
極を包囲して同軸状に加工液を噴イ“供給する同軸加工
液噴射ノズル方式のものや、例えば実・搦昭’ｉ　４−
１６７．４９６号公報に記載されているような前記同軸
ノズルを高速度噴出の細いノズルとして、該ノズルと同
軸に低速ｆｆ９出ノズルを設けた周りの気体吸込防止の
ノズル方式のもの、或いにまた特開昭４７−２０．７９
７号公報に記載されているよう７よ加工液中に波、罪工
俸１便って加工部を浸漬して、Ｅらにノズル噴射を行な
うもの等棟々のものが提案されているが、未か光分満足
できるものがないのが実情である。

しかして−その原因につき思考するに、一般的に被加工
体の板厚が数１３ｍｍ以下、比較的薄いものや適度の厚
さの被加工体の場合には、加工電流の設定（放電繰返し
周波数）や加工精度維持上等に問題が残るとしても加工
速度等の加工性能は殆んど問題なく高効率の加工が可能
であるが、被加工体の板厚が数１０ｍｍ以上になると、
種々の加工条件設定に応じて種々の微妙に異なる加工状
態が生じ、前述の如き従来型式の加工液噴出ノズルでは
充分な対応ができず、加工性能、特に加工速度が、例え
は被加工体の板厚に成る９１合でほぼ比例するように上
らず、加工精度、特に角部や小さな曲率半径のコーナ部
等の加工精度が出にくく、また加工速度を向上させよう
とすると、ワイヤ電極の断線事故が多くなる等の問題が
あった。

本発明は、叙上の如き点に鑑みて提案されたもので、前
記の加工液噴出ノズルか、ワイヤ電極の軸方向と直角方
向の一軸方向に伸長した楕円乃至はスリット状の噴出開
口を形成し得るノズルであるとヰに、該ノズルの前記形
状の噴出開口をワイヤ電極の軸の廻りに回転形成し得る
ように構成し、他方ワイヤ電極と被加工体間の相対的な
加工送りの加工の進行方向を検知する検知装置と、前記
ノズルの噴出開口形状の長尺軸方向と、被加工体の加工
輪郭線の接線とが常にほぼ一致するように前記検知装置
の検知信号によって、前記ノス゛ルの噴出開口のワイヤ
電極の軸の廻りの回転形ｇｅｔ制御する制御装置を備え
て成るもので、ワイヤ電極にそって加工間隙を含む被加
工体の加工溝中に噴射供給された加工液が、被加工体７
側の示”１／２　前後の領域に於ても、なお加工間隙に
加工液が充分かつ良好な状態で供給されて所定の加工が
行なわれ、加工精度の高い高効率の加工が行なわれるよ
うにぜんとするものである。、１．。

矛１図は、従来型のワイヤカット放電力ロエ装置の機械
部分の概略構成を示す正面説明図で−１はベッド、２は
ベッド１に載置されたＸ−Ｙクロススライダ３及び４は
クロススライダ２の各軸方向移動スライダ２Ａ、２Ｂの
各駆動モータ、５は加工ｉ受け、６はクロススライダ２
に結合して設けた被加工物７の支持加工テーブル、８は
ベッド１上の一方の端部側に立てて設けられたカラム、
９及び１０は前記カラム８より水平方向に、かつその先
端部が、前記加工テーブル６と対応位置するように、上
下に離隔し、かつ平行に伸長して形成された上部及び下
部アーム、１１は上部アーム９に対し上下に移動設置可
能に設けた加工ヘッド、１２及び１３は前記上部アーム
９の加工ヘッド１１　と下部アーム１０とに鉛直方向に
相対向するように設けたワイヤ電極ガイド、１４はワイ
ヤ劃１５の貯蔵ドラム、１６は同巷取りドラム、１７は
ワイヤ電極１５を引出し走行させるキャプスタンとピン
チローラを備えた引き出し装置、１日は前記ワイヤ電極
１５の引き出しに対してブレーキをかけて緊張張力を付
与するプレー千ドラムとピンチローラとから成る張力付
与装置２１９及び２０は前記加工ヘッド１１　と下部ア
ーム１０に設けたカイト１２及び１３よりも図示の如く
被加工体７側又は前記ガイド１２及び１３を夫々内包す
るように、かつワイヤ電極１５と同軸状に貫通させて上
記加工ヘッド１１と下回′アーム１０に設けた同−又は
異口径の加工液噴射ノズル、２１及び２２は図示しない
加工液供給装置から各ノズル１９及び２０に同−又は夫
ｉｋ異なる所定の流量、圧力の加工液を供給する加工液
パイプ、矢印２３はワイヤ電極１５に対する被加工体７
の加工送り方向、７Ａは前記加工送り方向２３に対応す
る抜力ｅ工体７の加工溝の一方の切断面、７Ｂは前記加
工送り方向２３の加工部の輪郭を示したものである。

前記加工液噴射ノズル１９及び２０の各噴出開口１９Ａ
及び２ＯＡ　　は矛２図に正面図として示すように円形
で、ワイヤ電極１５と同軸状であり、加工液はワイヤ電
極１５を同軸状に包皮した状態でワイヤ電極１５０線に
そって被加工体７との加工間隙及び該加工間隙の通常反
対側にある既に加工済の加工溝内に注入される。

なお、加工液噴射ノズル１９及び２０は一方又は両方が
設けられ、両方設けられる場合の各加工液噴射圧は同−
又は異なる（通常ノズル２０何が高圧）場合等種々な場
合がある。

しかして、ワイヤ電極１５に付与される張力、放電加工
電圧パルス条件に対応して設定される加工送り速度等に
よっても変化するが、格別な目的等により加工送り速度
を加工速度よりも充分遅い値等に設定していない以上被
加工体７の板厚が数１０ｒｎｍ　　よりも厚くなってく
ると、矛１図及び才３図に示したように、被加工体７の
加工面又は加工間隙面の断面輪郭＠７Ｂは加工送りの向
きに図示の如く円弧凸状となっており、之に対するワイ
ヤ電極１５の部分も放電圧力等の刀ｎ工間隙圧力により
同様に彎曲した状態で更新送り移勲している。

そしてこのような加工部の状態により、ノズル１９及び
２０の各噴出開口１９Ａ　及び２０Ａ　からワイ中電極
１５にそって同軸状に噴出された加工液も前記の加工間
隙の輪郭７Ｂの影響を受けて加工溝内で、加工間隙と反
対側の加工置溝方向を指向する噴流となり、このため図
示の場合は被加工体７の板厚の約１７２　前後の部分、
また通常は上部ノズル１９と下部ノズル２０との各噴流
が被加工体７の加工間隙及び加工溝内で、衝突して平衡
する部分の前後に於て加工液の流れに滞りを生ずること
もあるが、キャビテーション作用を生じ、加工液の供給
、更新が充分でない一何れにしても前記のキャビテーシ
ョン作用等が生ずる部分の前後（ワイヤ電極１５の軸方
向）部分に於ける加工作用が円滑でなく阻害され、また
気中放電等の発生によるワイヤ電極の断線事故も生ずる
ようになる。

そして、このような現象の発生及び作用は前述したよう
な従来型の加工液噴射ノズルによっては防止できなかっ
た。　　　　　、：１′ 才４ｉ７Ａ、Ｂ、Ｏ，Ｄ及゛び’Ｅは、前記加工液噴射
ノズル１９及び２００本発明に従う各噴出開口１９Ａ、
及び２０Ａ　の異なる実施例を示すもので、Ａ図は噴出
開口１９Ａ（２０Ａ）をスリット状又は長尺楕円状に構
成した場合、Ｂ図は噴出開口１９Ａ（２０Ａ）を、前記
Ａ図のものに於てワイヤ電極１５と仮加工体７間の相対
的加工送り方向？３Ａ　に対して噴出開口の開口面積を
ワイヤ電極１５０貫通かない方へかけて漸減させて連続
する絞り部噴射口１９Ｂ（２０Ｅ）を有せしめて構成し
た場合、０図はワイヤ電極１５の廻りの同軸状円形噴出
口１９ａ（２０ａ）に連続させて狭いスリット状噴射口
１９ｃ（２０ｃ）を有せしめて構成した場合、Ｄ図は前
記同軸状円形噴射口１９ａｆ２０ａ、ｉに一体に順次に
開口径の小さくなるノズル噴射口１９ｄ（２ｎｄ）を前
記の方向に並〆て配置した場合、及びＩ！、■は前記り
図のノズル噴射口１９ｄ（２０ｄｌ力）、前記同軸状円
形噴射口１９ａ（２０ａ）のノズルと別個に夫々独立し
たノズルの噴射口１９ｅ（２０＝）として形成された場
合の簿成門゛□示したものである。

このような噴出開口１９Ａ（２０Ａ）を何する加工液噴
射ノズル１９及び２０によれば、その噴出開口１９Ａ（
２０Ａ）の長尺方向の軸を加工送り方向２３Ａと一致せ
しめ、かつワイヤ電極１５の貫通部を前記長尺方向の一
端部側に位置させると共に該一端部側を加工送りの光漏
側に位置させることによりワイヤ電極１５廻りの噴射口
１９ａ（２０ａ）よりも絞られた狭い又は小径の噴射口
となっている噴射口１９Ｅ（２０Ｂ）、　１９コ（２０
Ｃ）、　１９ａ（２０４）。

及び１９ｅ（２０ｅ）は被加工体７の既加工済加工溝部
分に相対向しており、上記全噴射口に対する加工液の供
給源が同一乃至は供給加工液を適宜分岐して各噴射口に
供給されているとすると、噴射口１９Ａ（２’ｌＡ）に
対して絞られた状容にある噴射口１９Ｆ’、（２０Ｂ）
、１９Ｃ（２０（１１，１９ｄ　　（２０ｄｌ。

１９ｅ　　（２０ｅ）、特に噴射口１９ａ（２ｕｄＪ及
び１９　＋：（２０ｅ）、に於ては噴射流速が高く、ま
た噴射口１９Ｂ（２０Ｂ）、１９０（２０１に賛でも絞
り幅により前記加工済の加工溝への噴射流入を円滑にエ
ネルギを失うこと少なり頬くすることができ、また前記
Ａ、Ｂ及び０図の構成の場合にもワイヤ電極１５廻りの
噴射口１９ａ（２０ａ）とそれ以外の部分の噴射口１９
Ｂ（２０Ｂ）、１９Ｃ（２０Ｃ１とを適宜隔壁等を設け
て噴射口１９Ｂ（２０Ｂ）、１９Ｃ（２００）側の流速
又は圧力を大きく、また好ましくは適宜細くスリット状
等に絞り構成することかでき、そして何れにしても２等
噴射口１９Ｂ（２０Ｂ）、　１９Ｃ（２０（’！ｌ、１
９ｃＬ（２０ｄ１．１９ｅ（２０ｅ）等からの加工液噴
射流１９Ｘ（２０Ｘ）が第５図に示すように既加工済の
加工溝７Ａにより多く、有効ｆ噴射流入すると、ワイヤ
電極１５廻りの刀ロエ液噴射１り！１９ａ（２０ａ）が
、既加工済の加工溝７Ａ側へ逃げにくく、ワイヤ電極１
５は加工ｌに押しつけられるような状態となって、張力
を付与された方向の直線を保つか、直線状となる力を付
与される。

そして噴出開口１９Ａ　　（２ＯＡ）を備えたノズルに
よるこのような作動は、／スル１９及び２０の何れか一
方のみが設けられた場合、及び両ノズル１９及び２０が
設けられて両ノズルの加工液噴射圧力が異なる場合、例
えば下部ノズル２０の噴射加工液が、加工間隙を含むワ
イヤ電極１５廻り及び加工済加工溝７Ａに於て被加工体
７の土面近くまで吹き上げ、上部ノズル１９は上記吹き
上Ｇプが被加工体７上面に達するのを押さえる程度の噴
射を行なっている場合も実質上同様であって、カイト１
２．１３間１％に被加工体７との対接加工部に於けるワ
イヤ電極１５の直線性が向上し、容易に加工精度を増し
、ワイヤ電極１５の断線事故も少なく押さえることがで
きる。

１６図は、例えば、矛４図Ｃの如さｊｓ戊の力Ｏ工液噴
射ノズル１９ごワイヤ電極１５の加工部張設軸の廻りに
制御回動自在に設けた本発明実施例の部分の説明断面図
で、下部ノズル２０は省略しである。　図に於て２４は
ノズル１９をヘッド１１　にワイヤ電極１５軸の廻りに
回動自在に取付保持するホルダ、１２Ａは上部電、険ガ
イドで、この場合１：１ ダイスカイトであって前記ノズル１９にダイス案内孔軸
芯をノズル１９の回動軸と一致させて取付けであるが、
ガイド１２Ａ　　ヘッド１１等の固定部に設けても良い
。　　１９Ｌ　はノズルの前述加工液噴出口１９ａ、、
１９０　　につながろ加工液溜ポケットで、加工液供給
孔１９Ｍ及びフレキシブルパイプ２５を介し所定の加工
液が所定の液圧及び流量で供給される。　　１９Ｎ　　
はノズル１９外周に設けられた回勃用歯車部、２６は回
転軸２７によりヘッド１１　に取りつけられ、前記歯車
部１９Ｎ　　にかみ合う平歯車、２８は前記軸２７に取
りつけられたプーリ、２９は回動用サーボモータ、３０
はその回転軸に取り付けられたプーリ、３１はプーリ３
゜を前記プーリ２８と結合するベルト、３２はロータリ
ーエクコ〜ダで、５２ｋ　　はコード板、５２Ｂはコー
ド読み取りヘッド、３５は読み域り信号を数値制御装置
３４に帰還して回転作動を制御するフィードバック回路
、３５は前記数値制御装置３４から前どＣ加エテーブル
モ７り３及び４に各軸（Ｘ。

Ｙ）、方向の所定−卵形状の送り指令信号出力を検出し
て加工送りの進行方向２３（２３Ａ）　　を演算検知し
てノズル１９をモータ２９により回動させて、ノズル１
９の噴出開口形状の長尺軸方向と。

前記加工送りの進行方向２５（２３Ａ）とを一致せしめ
る演算検知装置で、３６はモータ２９のサーボ増幅器で
ある。

矛７図はノズル噴出開口及びノズル回転制御の他の実施
例で、ワイヤ電極１５廻りのノズル噴射口１９ａ（２０
ａ）の廻りに各４５度の角度で放散同形の放射状に、前
記矛４図り又はＥの噴射口１９ｄ（２０ｄ）、　　又は
１９ｅ（２０ｅ）を計８個２通常一体に固定して設け、
即ち前述５１−６図の実施例のようにノズル１９自体を
回動させるものではなく、上記８個設けたノズル１９　
ｎ−１＋　１９ｎ−４！””Ｉ　”　ｎ−ｓを各オン、
オフ１砒バルブ３７−１．３７−１＋、、、、　３７−
８により切換えて１６図のノズル１９を回動させた場合
と実質上同一のノズル噴出開口の回転形式２行なうよう
に構成したものである。　　３５Ａ　は前記演算検知装
置ろ５の演算結果に基づいてバルブ３７−１．５７−２
　、、。、、、５７−ｓをオン、オフ切換える切換制御
装置、３７は噴射口１９ａ（２０ａ）のノズルへの加工
液供給を制御するパルプ、Ｐは加工液供給ポンプである
。　この矛７図の実施例によれば、ノズル噴出開口の回
転形成切換えは、角に１５度ずつとなるが、必要ならば
、ノズル１９ｎ　　を１９ｎ−ｎの如く、さらに多数等
分割して設けて、前記角度を３０　［、２２，５度或い
はさらに１５度とすることかできるだけでなく一全体を
ワイヤ電極１５軸の廻りに６６０　度以下の所定の角度
範囲内を、例えば３６０　度を７２０．１１８０．或い
はさらに２０００分割するように制御回動可能に構成し
て、より微細適応切換え制御を行なうように構成するこ
とができる。

また、前述矛６図の実施例でＧゴ、ノズル１９の回転制
御を数値制御装置３４より出力する輪郭加工送り制御信
号を検出して行なうように構成する場合について説明を
加えたが、上記数値制御装置６４に於ける記録Ｔ−ブ記
録信号やＭ　’Ｄ　Ｉ入力配電信号の読み出し信号によ
って制御するように構ｉｉするとか　モータ３及び４の
入力信号やモータ６及び４の作動結果の数値制御装置６
４へのフィードバック信号Ｘ’、　Ｙ’等より検知して
制御するように構成することもできる。

以上の叩き本発明の実施に於て、ワイヤ電極１５廻り、
或いはさらに加工済刀ロエ溝部への加工液噴訂に周りの
空気を気泡状等として巻き込み、混入噴射する可能性か
ある場合には各ノズル噴射開口の口径、形成、配置等な
調整することによってその防止を計ることか好ましく、
従って必要ならば本発明のノズル噴射開口を大開口径の
加工液噴射ノズル開口内に形成位置させるとか、加工液
中に浸漬した加工に於て適帛する各種の変更実施が可能
である。

以上のように本発明の加工液噴出ノズルによれば、ワイ
ヤカット放電加工の力ロエ精度を向上させるだけでなく
、７１Ｏ工速度も同上させ　ワイヤ電極１：ｉ：Ｉｆｌ の断線事故も少なくなる等の秀れた効果が期待できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

才１図は、従来型ワイヤカット放電加工機の機械部分の
概略構成を示す正面図、矛２図は同加工液噴射ノズルの
正面１才３図は加工部の加工送り方向の側断面説明図、
牙４図Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥは本発明加工液噴射ノズル
の噴射開口の異なる実施例の正面図、第５図は同加工液
噴射ノズル使用の際の加工部の加工送り方向側断面説明
図、矛６図は本発明実施例の加工液噴射ノズルを備えた
装置の部分の拡大説明用断面構成図、オフ図はノズル噴
出開口及びノズル回転制御の他の実施例説明図である。 １５１、寸ワイヤ電極、１９．２０は加工液噴射ノズル
。 ２３．２ろＡは加工送り方向。 代理人　堀　江　秀　已

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１＋　　一対の間−ｔ−置いて配置したガイド閣にツ
   イヤ電極を軸方向に更新送り移動せしめつつ薊紀ワイヤ
   電他の軸方向と直角方向から被加工体を倣小間隙をブｒ
   して相対向せしめ、該関麺に被加工体の両ルＵ記ワイヤ
   電極と被加工体間に間歇的な電圧パルスを印加し発生す
   る放電により加工を行い、前記、ワイヤ電極と被加工体
   間に前記直角方向の平面上に於ける相対的加工送り【与
   えるワイヤカッＹ放電加工に於−Ｃ，１紀加工液噴出ノ
   ズルが、前記ワイヤ′螺接の軸方Ｕ＝］と直角方向り一
   軸方向に伸長した楕円乃至はスリット状の噴出開口を形
   成し慢心ノズルであるとともに、販ノズルの前記形状の
   噴出開口をワイヤ［極の軸の廻りに回転形成し優るよう
   に＃１ｈＸ、シ、他方前記加工送りの加工の進行方向を
   検知する検知装置と、１ｌｉＩ記ノズルの噴出開口形状
   の長尺軸方向と、被加工体の加工輪郭線の接標とが？Ｉ
   ｒＫはぼ一致するように創紀検知装置の慎知偏号によっ
   て曲紀ノズルの噴出開口のツイヤ電極の軸の廻りの回転
   形成をｉｔｒ＋＋伽する制御装置を備えて成ることｔ特
   徴とするワイヤカット放電加工用加工液噴出ノズル。 （２」　　前記カロエ液噴出ノズルが、ツイヤ電極の軸
   と直角方向の一軸方向に伸長した楕円乃至はスリット状
   の噴出開口を有するノズルであって、前記ワイヤ電極が
   該ノズル噴出開口の一方の端部側に挿通されており、そ
   して前記ノズルの噴出開口のワイヤ電極軸の通りの回転
   形成が、前記ノズルの回転によって行なわれるものであ
   る％ｔ’Ｆ請水の範囲矛１唄記載のワイヤカット放電加
   工用加工液噴出ノズル。 ＋３１　　紬ｕ紀加工液噴出ノズルが、ワイヤカットを
   同軸状に神鴻した中心ノズルと、ｄ中心ノズルの廻りに
   多重に一体に配置され、かつ前記中心ノズルの噴出軸と
   平行な噴出軸を鳴°する多数の単位ノズルの集合から成
   るものであって、そして前記ノズル噴出開口のワイヤ電
   憔軸の廻りの回転形成が、Ｉ！ｕ紀多数の単位ノズルの
   加工液噴出のオン、オフバルブ切替によって行なわれる
   ものであることを特徴とする前記％杵＃ｌＩ水の軸回矛
   １項１載のワイヤカット放電加工用加工液噴射ノズル。 （４）　　前記ノズルの噴出開口のワイヤ電極の軸の廻
   りの回転形成制御が、ワイヤ電極がノズル噴出開口の加
   工送り進行方向の常に前線側端部に位置するように行な
   われるものであることｔ％黴とする前記特許請求の範囲
   矛１項乃至第５項の何れが１に記載のワイヤカット放電
   加工用加工液噴出ノズル。