JPS59166424A - ワイヤカツト放電加工用ノズル装置 - 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】 本発明は、ワイヤ電極を挿通する一対の加工液噴射ノズ
ルを相対向させ、両ノズル間に介在させる被加工物とワ
イヤ電極との間に間欠的な電圧パルスを印加し、かつ両
ノズルから加工部に向けて加圧された加工液を噴出する
ワイヤカット放電加工用ノズル装置に係り、特に高速カ
ットに適した噴流ガイド手段を有するものに関する。

ワイヤカット放電加工において、高速加工を行うには、
加工部分の加工液圧、又は流速さらには流量を高クシ、
加工部における泡の発生や外部からの空気気泡の巻込み
流入を少なくすると共に、加工部分における液流を多く
して気中放電の発生の防止、加工屑の高速排除と共にワ
イヤ電極の断線事故防止のだめその温度を低く保つこと
が必要である。本発明は、高速加工を可能とするために
、加工溝を経て加工部から外部へ漏れる加工液の量を少
なくしたワイヤカット放電加工用ノズル装置を提供する
ことを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、前記一対
の加工液噴射ノズルを、その加工液噴射圧力、流速、又
は流量等（以後「加工液噴射圧力等」と言う。）を互に
異ならせて設けたものに於て、前記一対の加工液噴射ノ
ズル中の後記一方の加工液噴射ノズルの周囲に、前記加
工液噴射圧力等が一方に対して高く設定された他方の加
工液噴射ノズルからの加工液噴流が被加工物に加工した
溝より漏れることを防ぎ、かつ前記一方の加工液噴射ノ
ズル付近から流出させる大きな外径を有する円盤状のパ
ッドを設けたことを特徴とする。尚、」−記一方及び他
方の加工液噴射ノズルとは、一対の位置決めガイド間の
加工部ワイヤ電極の軸が水平線とはソ一致する状態でワ
イヤ電極が更新走行する形式のワイヤカット放電加工装
置に於ては、被加工物の左右両側の何れのノズルが一方
及び他方の何れに該当しても良いが、前記一対の位置決
めガイド間の加工部ワイヤ電極の軸が鉛直線とはソ一致
する状態でワイヤ電極が更新走行する形式のワイヤカッ
ト放電加工装置に於ては、通常被加工物の下部側に設け
られた加工液噴射ノズルが、上記他方の即ち加工液噴射
圧力等が一方（被加工物上部側ノズル）に対して高く設
定された加工液噴射ノズルに該当する。

以下本発明の詳細を図面に示す実施例により説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例であり、第１図
において、１はワイヤ電極、２゜３は該ワイヤ電極１の
ガイドローラ４，５を取付けた上アームおよび下アーム
であり、これらは図示しない装置本体に取付けられる。

６は手動ハンドルまたはモータ８によって上下位置調節
可能により抑圧変位したワイヤ電極１と接触することに
よりワイヤ電極１に電圧を印加する上部通電装置として
の通電ピン、５は下部ガイドローラを兼用する下部通電
装置としての通電ローラであって、ワイヤカット放電加
工に供されたワイヤ電極１と接触して通電するものであ
るだめ、上部の清浄ワイヤ電極１に対する固定通電ピン
１０に対して回転ローラとしだものであって、接触面積
を大きくするためにピン１０に対して充分径が大きく、
寸だ通電ローラ５に対するワイヤカット放電加工電源か
らの通電は、ローラ５又は該ローラ５の回転軸に対する
ブラツシ通電により行なわれている。

１’２．１３はそれぞれ支持部材６及び下アーム３に微
小位置調整可能にはまたは固定して取付けられた中空円
筒状のノズル本体であし、これらのノズル本体１２．１
３の上下端面にはそれぞれ開口部１４．１５および１．
６．’１７が形成され、これらの開口部１４〜１７はノ
ズル本体１２．１３のほぼ中心軸線部に形成されていて
、前記ガイドローラ４，５間のワイヤ電極１がはソ鉛直
、かつ直線状で同軸状に挿通するような位置関係に配置
されている。さらにノズル本体１２．１３の内部には、
上下位置決めガイド１８．１９のガイドホルダ２０．２
１が同軸状にそれぞれ固設してあり、また上方のノズル
本体１２の下端開口部１５と、下方のノズル本体１３の
上端開口部１７には、それぞれノズル２２．２３が互い
に対向するように同軸状に固設、または図示例のように
軸方向に移動自在に嵌設されている。前記ガイドホルダ
２０゜２１はノズル本体１．２．１３内加工液が流通す
る孔２０ａ、２１ａを有する中空の筒体であり、先端部
にはダイス状位置決めガイド１８．１９が取付けられ、
これらのガイド１８．１９によってノズル２２．２３間
に介在させる被加工物２４の上部及び下部におけるワイ
ヤ電極王の加工部２７の位置決めを行なっている。また
、この例のノズル２２．２３は、所望の軸方向長さ内径
および軸方向内径絞シを有する中空円筒状体であシ、ノ
ズル本体１２．１３内のフランジ部２２ａ、２３ａの外
径はノズル本体１２．１３の先端部の内径とほぼ等しく
形成され、これのフランジ２２ａ、２３ａによってノズ
ル本体１２．１３からの脱落を防いでいる。

ノズル本体１２．１３には、加工液の加圧供給ホース２
５．２６がそれぞれ取付けられ、ここから加工液がノズ
ル本体］、　２　、１．３内に所定の圧力及び流量で供
給され、内部の位置決めガイド１８゜１９を冷却し、」
１下のノズル２２．２３から被加工物２４の加工部２７
へそれぞれ上方、下方から噴出されると共に、各ノズル
本体１．２．１３の上端、下端の開口部１４．１６から
噴出して通電ピン１０及び通電ローラ５とワイヤ電極１
との間にも加工液を供給してワイヤ電極１と通電ピン１
０及び通電ローラ５を冷却するようになっている。

なお、通電ローラ５に対する冷却は、ノズル２２．２３
から加工部２７に噴射した加工液の流下によりはソ充分
に行なわれる場合には、ノズル本体１３の下端開口１６
は、ワイヤ電極１を丁度挿通する程度の充分小さなもの
とするか、或いはさらにシールしたりするとともある。

即ち後述するように図示実施例の構成のような場合、下
部ノズル２３、即ち下部ノズル本体１３側の加工液の供
給圧力等が上部のそれよシも高く設定され、かつその圧
力等を保つ必要があることからも開口１６は充分小さく
又はシールされたりするのである。

而して、下方のノズル本体１３につ々がる加圧供給ホー
ス２６から供給される加工液の圧力Ｐ１は、上方のノズ
ル本体１２につながる加圧供給ホース２５から供給され
る加工液の圧力Ｐ２よシも高く（例えばＰｌ−５〜２０
ｋｑｌＣ鋳、Ｐ２−１〜１０ｋｇ／ｃ７〃）設定され、
従ってノズル２２及び２３の開口径がはソ同一ならば、
加工液の噴流量及び流速も下方側が大きく重力に抗して
下方から加工液の噴流が上昇するようになっている。こ
の図示実施例の場合ノズル２２及び２３は共にノズル本
体１２及び１３に対してワイヤ電極１の軸方向に可動で
、上側ノズル２２は必要に応じて設けられるスプリング
７に抗してノズル２２先端を被加工物２４表面に押し付
けるか、微小間隙Ｇを保つように加工液がノズル本体１
２内に所定の圧力等で供給されてノズル２２をピストン
的に突出せしめ、他方下側ノズル２３は、ノズル本体１
３内に供給されノズル２３から噴出する加工液の噴射圧
力等により、該ノズル２３の先端が被加工物２４の下面
に完全に加圧当接する状態とし、ノズル２３の噴出加工
液をノズル２３の先端と被加工物°２４の下面との当接
部分から出来るだけ周囲に漏洩噴出しないように、或い
はまた前記当接部分から噴出加工液中に空気を吸い込ま
ないように為されるものである。

而して、ノズル２３或いはさらにノズル２２の被加工物
２４への加圧当接により加工送りのだめの相対移動を阻
害しないようにノズル２２及び２３は通常合成樹脂又は
合成樹脂を被覆しだもの、さらには好ましくは電気絶縁
性で低摩擦性の合成樹脂等が用いられ、またさらにノズ
ル２３の噴射開口にシールのための可撓弾性体のＯリン
グが設けられたりするものである。

また、被加工物２４は、加工テーブル３１に固定され、
加工テーブル３１はモータ３２，３３によってワイヤ電
極２の軸と直角な平面上を数値制御装置による制御の下
に所定の輪郭形状等に沿って自在に制御移動できるよう
になっている。まだ、ワイヤ電極１は、図示しない装置
本体のカラム等に設けた貯蔵リールからブレーキローラ
等を介して繰シ出され、上方のアーム２のガイドローラ
４を介して下方へ延び、下方のアーム３のガイドロラ５
を介して図示しない巻取りローラを経てカラム本体等の
巻取りリールまたは回収容器に巻取シまたは回収される
ように々っている。そして、被加工物２４とワイヤ電極
１との間に間欠的々電圧パルスを印加し放電加工を行う
ものである。

しかして本発明においては、加工液噴射圧力等が他方に
対して低く設定されている一方のノズルと々る上ノズル
２２の周囲に、図示実施例ではワイヤ電極１の引き込み
側で、前記一方のノズルに対し加工液噴射圧等が高く設
定されている他方のノズルとなる下ノズル２３からのワ
イヤ電極１に沿う同軸状の加工液噴流が、点線３４で示
すように被加工物２４に形成された加工溝３０から加工
部２７より離れた所に流れて外部に漏れることを防ぎ、
加工部２７に充分な圧力で、所定の流速及び流量の加工
液が流れるように、通常上ノズル２２の外径よりも充分
大径の円盤状パッド３６を設ける。本実施例のパッド３
６は中心にノズル２２への取付穴を有する円板状の上部
材３７と、周囲に立上り縁３８ａを形成すると共に中央
にノズル２２の外径より大径の穴３９（どの穴は円周方
向に複数個に分割された穴でもよい）を有する円形の下
部材３８とから々す、下部材３８の立上り縁３８ａの上
端部は上部材３７の外周に固着されて一体化されるか、
被加工物２４」二面に置かれた下部材３８と一体の立上
り縁３８ａにワイヤ電極１軸方向に移動調整可能に嵌合
することにより、中空円盤状をなし、例えば図示のよう
に、ノズル２２の外周に設けたねじ溝に螺合する２個の
ナツト４０，４．１により上部材３６の取伺穴の部分を
挾持することによってノズル２２に取付ｆｆうれる。

第２図にも示されているように、上部材３７のノズル２
２寄りの部分には加工液流出用の複数個の穴４２が設け
てあり、まだ、第３図にも示すように、下部旧３８の立
上り縁３８ａにも加工液流出用の複数個の穴４３が設け
である。また、下部。

材３８の円周方向に複数に分割された穴であっても良い
穴３９はノズル２２の外径よりも大きく形成しであるた
め、該穴３９により下方のノズル２３からの加工部２７
及び加工溝を通って上昇したワイヤ電極１眉シの加工液
噴流の流入口が形成される。

このパッド３６は少なくとも下部材３８が可撓性または
非可撓性の合成樹脂材でなり、被加工物２４に対して位
置決めによりはソ密着させて又は被加工物２４上面に載
置して、あるいは図示のように若干の隙間Ｇを介して被
加工物２４に対向させつつ加工を行う。

このようなパッド３６を設ければ、点線３４に示すよう
に加工溝３０中の加工部２７から離れた所を通って漏れ
ていた加工液がパッド３６の下部材３８に阻まれ、実線
３５に示すように下部材３８の穴３９からパッド３６内
に入り、上部材３７の穴４２″！、たけ立上り縁３８ａ
１すなわち外周部の穴４３から排出される。！た、下部
材３８の穴３９から通常ならば流出しないその周シの被
加工物２４上面に布達した噴流加工液も、下部材３８の
下面又は該下面と被加工物２４上面との間に形成される
隙間によって周りへの放散流出が阻害されるため、加工
溝３０側へ流出されるものを除き、その一部又は大部分
が前記穴３９からパッド３６内に流入して前記穴４２及
び４３から排出される液流の形成を促進させる。なおこ
の場合パッド３６、又は上部材３７に対し立上り縁３８
ａ部で嵌合移動可能に被加工物２４上面に置かれている
下部材３８は、下からの加工液噴流によって僅かに持ち
上り、隙間Ｇを平衡して形成する場合がある。

このような加工液の流れを作ることにより、ワイヤ電極
１のまわりの加工部２７の加工液の液圧を高クシ、かつ
流速、流量を大きくすることができるだめ、加工部２７
およびワイヤ電極１の温度が下がり、同−材質及び同一
径のワイヤ電極で従来よりも平均加工電流を増すことが
でき高速で加工が行えるようになり、かつ泡の発生や空
気の吸込みによるワイヤ電極の切断のような事故発生の
おそれも少なく々る。

第４図はある電極、被加工物条件における加工液流量と
ワイヤ電極温度との関係を示す図であシ、この図から分
るように、加工液流量を増加させると共にワイヤ電極と
有効に続触さぜれば、ワイヤ電極の温度を大幅に変える
ことができ、このととから、加工部２７における加工液
流量を増やすととによってワイヤ電極温度を低下させう
ろことが理解できる。まだ、第５図は加工液の液圧（ノ
ズル本体１．３内圧力で噴射圧力、なおノズル本体１３
内の加工液圧力は前記本体１２内の１．５〜５倍に設定
される。）と加工部における泡の発生量との関係を平均
加工電流をＩＯＡ、１５Ａ、１８Ａと変えた場合につい
て示すもので、液圧を上げることにより泡の発生が抑え
られ、このことから、本発明のように加工部における加
工液の圧力の上昇を図ることにより、泡の発生量を少カ
＜シて加工速度を上げると共に、ワイヤ電極切断の可能
性を小とすることができることが理解される。

第６図および第７図は本発明の他の実施例であシ、本実
施例は上、下台ノズル部の構造が前記実施例と異なって
おり、先ず上ノズル部は、加工液噴射ノズル２２′がノ
ズル本体１２と一体の固定ノズルであり、後述下ノズル
部からの上昇加工液噴流がパッド３６の穴３９から、穴
４２及び４３を通って外部に排出される点では前述のも
のと同一であるが、ノズル本体１２の先端部に穴４２が
ら上方へ向は噴出する加工液を水平方向へ偏向せしめる
衡突円板４８を設けている点で僅かに異なっている。こ
の円板４８はノズル本体１２の先端面に兼用させる構成
とすることもできる。次に本実施例の下ノズル２３′は
、ワイヤ電極１と同軸の通常最も噴射圧力等が高いメイ
ン噴流を発生させるメインノズル４４と、メイン噴流が
」下ノズル２２′による噴流加工液、加工部２７の被加
工物２４切断面及び当該部分のワイヤ電極１が加工の進
方向の既加工済溝側に突弧状又は弓状になった状態で加
工が進行していることによる形状効果、及び鉛直方向の
上昇流であることから重力によって曲がることを防ぐア
シスト噴流をメイン噴流の外側に即ち同軸状に包皮した
同軸噴流として発生させるサブノズル４５から寿る。こ
の場合、下ノズル２３’は、メインノズル４４に必要に
応じて設けたフランジ部４４ａ等の作用により、下ノズ
ル本体１３′から突出して、メインノズル４４及びサブ
ノズル４５の各先端を被加工物２４の下面に押し付ける
ようにして加工液を噴射するが、前記各ノズル先端と被
加工物２４下面との近接又は接触状態は、例えばメイン
ノズル４４の液圧を高めて行くと成る液圧値でノズル先
端と被加工物下面とが密着するもの＼、さらに液圧を高
くして行くと成る液圧値で、ノズル先端と被加工物下面
との間に微小隙間が形成されるようになる等、ノズル２
２′。

４４、及び４５の加工液噴射圧の設定相互関係や、被加
工物２４の板厚、加工溝を変化させる加工条件、及び加
工の途中に於ける力Ｉ工輪郭形状（ノズル２２’、４４
．及び４５の開口面に相対向する加工溝の合計の面積）
の変化等によっても、微小離隔した状態から、少し強く
加圧描接した状態迄種々変化するが、前述実施例の構成
配置で前記各ノズル２２’、４．４．及び４５に於ける
加工液噴射圧力等の高低の値を前述の如き関係に設定し
ておくことにより、加工平均電流を増大させてワイヤ電
極１の断線事故なく高速加工を安定に継続させることが
できる。サブノズル４５は下ノズル本体１３′に対して
前記ノズル２３と同様に可動のメインノズル４４に、先
端開口をはソ同−又は加工目的等に応じ一方が他方に対
して僅かに引込んだ状態に固設され、周囲にサブノズル
内部へ加工液を供給する加圧供給ホース４６を好ましく
は複数個放散同形に接続しである。

この構成において、下ノズル本体１３′からメインノズ
ル４４内へ加圧供給ホース２６から供給する加工液の圧
力を例えば１０〜２０ｋｇ／ｃａ、サブノズル４５内へ
加圧供給ホース４６から供給する加工液の圧力を例えば
５〜１０ｋｑ／ｃａ、また上ノズル本体１２から上ノズ
ル２２′内へ加圧供給ホース２５から供給する加工液の
圧力を例えば３〜１０　ｋｇ　／　ｃＡに設定して加工
を行い、メインノズル４４からのメイン噴流をサブノズ
ル４５からのアシスト噴流によって支えることにより、
メイン噴流の倒れ（曲がり）が防止され、加工部２７に
おける加工液の圧力、流量共に増加し、前記実施例以上
に加工速度を上げることができる。また、この実施例で
はメインノズル４４による加工液噴射圧力等の高い状態
での加工液噴流を容易に可能とするように、下ノズル本
体１３′の開口１６をガイド１９の筒状ガイドホルダ２
１′によって塞いだ状態、即ちガイドホルダ２１′の外
周に穴２１ａは無く、ワイヤ電極１のガイド１９のダイ
スとの微小隙間から微小量の加工液が、ホルダ２１′内
から通電ローラ５側へ漏れる外は、下ノズル本体］−３
′内に供給された加圧加工液は全てメインノズル４４か
ら加工部２７へとワイヤ電極１に同軸状に沿って噴射さ
せられる。なお、第８図に示すように、ザブノズル４５
に接続する加圧供給ホース４６によるノズル４５内加工
液噴射流入の向きを、サブノズル４５の中心から外れた
方向として旋回流を生じさせることにより、アシスト慣
流がむらなく噴出され、圧力の偏よりか防がれる。

上記実施例はいずれも、加工液噴射ノズルを上（１９） 下に鉛直方向に対向して設けられた例について説明した
が、両ノズルが水平方向に対向するように配設される場
合も本発明が適用できることは前述の如く明らかである
。寸だ、加工液噴射圧力等が低い側の加工液噴射ノズル
の側に設けるパッドの構造としては、実施例のような上
下の部材３７゜３８によってなるものではなく、１枚の
合成樹脂材料によって構成してもよく、その構造も変更
しうるととは言う寸でもない。

以上述べたように、本発明の特徴とするところは、一対
の加工液噴射ノズルをその加工液噴射圧力等を互に異々
らせて設けたものに於て、前記一対の加工液噴射ノズル
中の後記一方の加工液噴射ノズルの周囲に、前記加工液
噴射圧力等が前記一方に対して高く設定された他方の加
工液噴射ノズルからの加工液噴流が被加工物に加工した
溝より漏れことを防ぎかつ前記一方の加工液噴射ノズル
付近から流出させるパッドを設けたので、加工部におけ
る加工液流量、圧力等が増大すると共に、泡の発生が抑
えられるので、ワイヤカット放電加（２０） Ｉ）、　　力・っ 工の加工速度を上げることが可能に々か日Ｈミ□＋１１
Ａ ワイヤ切断事故の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のノズル装置の一実施例を示す縦断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ断面図、第４図は加工液流量と電極温度との関係図
、第５図は加工液の液圧と泡発生量との関係図、第６図
は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第７図はその下
ノズルの平面図、第８図は第７図の変形例図である。 １・・・ワイヤ電極、２２．２２’・・・上ノズル、２
３゜２３′・・・下ノズル、２４・・・被加工物、２７
　・加工部、３０・・・加工溝、４４・・・メインノズ
ル、４５・・・サブノズル 特許出願人　株式会社井上ジャパックス研究所代理人　
弁理士　若　１）勝　−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の間隔を置いて配置した位置決めガイド間に
   ワイヤ電極を軸方向に更新送シ移動せしめつ５前記ワイ
   ヤ電極の軸方向と直角方向から被加工物を微小間隙を介
   して相対向せしめ、該間隙に被加工物の両側にワイヤ電
   極と同軸状に相対向して配置した一対の加工液噴射ノズ
   ルから加工液を噴射供給せしめつ＼前記ワイヤ電極と被
   加工物間に間歇的々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物間に前記直
   角方向の平面上に於ける相対的加工送りを与えるワイヤ
   カット放電加工に於て、前記一対の加工液噴射ノズルは
   その加工液噴射圧力、流速、又は流量等（以後「加工液
   噴射圧力等」と言う。）を互に異ならせて構成してあっ
   て、前記加工液噴射圧力等が他方に対して低く設定され
   た側の一方の加工液噴射ノズル先端の周囲に、該一方の
   加工液噴射ノズルの外径よりも充分大きな外径を有する
   円盤状パッドを設けたことを特徴とするワイヤカット放
   電加工用ノズル装置。
2. （２）前記一対の位置決めガイド間の加工部ワイヤ電極
   の軸が鉛直線とはソ一致するワイヤカット放電加工であ
   って、前記一方の加工液噴射ノズルが被加工物の上部側
   に設けられたものである特許請求の範囲第１項記載のワ
   イヤカット放電加工用ノズル装置。
3. （３）前記一方及び他方の加工液噴射ノズルの一方又は
   両方が、加工液の供給噴射に応じてワイヤ電極軸方向に
   進退するノズルを備えて成る特許請求の範囲第１項又は
   第２項倒れかに記載のワイヤカット放電加工用ノズル装
   置。
4. （４）前記円盤状のパッドが中空状体であって、前記一
   方の加工液噴射ノズルの先端周囲に前記中空部への開口
   穴を有すると共に、該開口穴からの流入加工液の排出穴
   を有する特許請求の範囲第１項第２項又は第３項の何れ
   かに記載のワイヤカット放電加工用ノズル装置。
5. （５）前記他方の加工液噴射ノズルが、ワイヤ電極と同
   軸のメインノズルと、該メインノズルをさらに同軸状に
   包皮して環状加工液噴射口を形成するサブノズルとから
   構成されている特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
   、又は第４項の何れかに記載のワイヤカット放電加工用
   ノズル装置。