JPS59175927A - ワイヤカツト放電加工に於ける加工液供給装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ワイヤ電極を切断等の加エエ貝として使用
するワイヤカット放電加工における加工液供給装置、特
に、ワイヤ電極に沿って加工間隙に加工液を噴射供給す
る従来の加工液供給装置の他に補助加工液供給装置を設
けて加工液の加工間隙への供給をより完全にした装置に
関する。

〔背景技術〕 ワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極を一方のリー
ルから繰り出し、他方のリールに巻き取る等の回収をす
る間に於て、一対の位置決めガイド間を所定の張力を保
った状態で移動させ、このガイド間を移動するワイヤ電
極の軸に略直角の方向から被加工物を対向させて加工間
隙を形成し、この間隙に水、油等の加工液を供給すると
ともに、加工用電圧パルスを供給してパルス放電を発生
させ、この放電を繰り返しながら被加工物とワイヤ電極
とを相対的に前記対向方向の加工送り移動させることに
にって切断加工するものである。

例えば、第１図に示すワイヤカット放電加工装置につい
て説明する。このワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ
電極２が図示しない装置本体のカラム等に設けたリール
からブレーキローラ等を介して繰り出されアーム１の案
内ローラ１１を介して下方に延び、下方にアーム１に対
向して設けたアーム１−の案内ローラ１１−１及び図示
しない巻き取りローラ及びカラム等本体の巻き取りり一
ルヌは回収容器へと到るワイヤ電極２の前記案内ローラ
１１・１１′間の部分と、被加工物３との間に間欠的な
電圧パルスを印加し放電加工を行うものである。上方に
配設されたアーム１には、アーム１とほぼ直交’８’Ｊ
：うに、かつ手動ハンドル又はモータ１２によって上下
動位置決め設置自在に断面り字状の支持部材１３の上部
が取付りられている。支持部材１３の下部前面には、ワ
イヤ電極２と接触して電圧パルスを印加するための超硬
合金等から成る耐摩性で通常円柱状の通電ビン４が取付
（プられ、前記案内［）−ラ１１，１１−間のほぼ直線
部分のワイヤ電極２に当接している。

４１は、ワイヤ電極２を通電ビン４に押し付ける耐摩性
で、通常は絶縁性の押付ビンで、ビン４と共に部材１３
に並設して設けられ、また支持部材１３の下端部には、
中空円筒状のノズル本体５の上端部等適宜の部位が必要
に応じ微小位置調整可能に固着されている。このノス゛
ル本体５の上下端面には開口部５１．５２が形成され、
これら間口部５１．５２はノズル本体５のほぼ中心軸線
部位に形成されていて、前記案内ローラ１１．１１−間
のワイ■ｌ′電極２が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５の内部には、上
部位置決めガイド６１のガイドボルダ６が同軸状に挿設
されており、また」−配下端面開口部５２にはノズル７
が同軸状で軸方向に移動自在に嵌設されている。ガイド
ホルダ６は孔６ａを有する中空の筒体であり、下端部に
はダイス状位置決めガイド６１が取（ｔ　４プられ、こ
のガイド６１ににつて被加工物３上部に於りるワイヤ電
極２の位置決めを行なっている。ガイドホルダ６は、ノ
ズル本体５に、必要に応じて微少位置調整可能に固着さ
れている。またノズル７は、ノズル本体５の下部に配設
され、ノズル本体５下端の開口部５２に加工液の供給圧
力、流化及び被加工物３との距離等に応じ上下動自在に
嵌合している。ノズル７は、所望の軸方向長さ内径及び
軸方向内径絞りを有する中空円筒状体であり、ノズル本
体５内に位置する７ランジ部の端部７１の外径は、ノズ
ル本体５下端部の開口部５２の内径とほぼ等しく形成さ
れ、端部７１が間口部５２の内壁に嵌合当接することに
よって、ノズル７がノズル本体５から脱落するのを防い
でいる。なお、７２は上部ノズル７に対し、必要に応じ
て設けられるスプリングで、下部ノズル７−が、重力に
抗して液流で押し上げられるのに対応して設けられるも
のである。

またノズル本体５の上部側適宜の位置には加工液の加圧
供給ホース５３が取付けられ、ここから加工液がノズル
本体５内に供給され、内部に於て位置決めガイド６１を
冷却し、ノズル７から被加工物３の加工部へ噴出される
と共に、上部の開口部５１より上方へ噴出して通電ビン
４とワイヤ電極２どの間にも加工液を供給してワイヤ電
極２及び通電ビン４を冷却するようになっている。また
被加工物３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軸と
直角な平面上を数値制御装置による制御の■に所定の輪
郭形状等に沿って自在に移動できるようになっている。

なお、以上説明した各構成及び部材の多くのものは、被
加工物３の上方側だけでなく、下方にも設けられており
、被加工物３の下方には、被加工物３を中心として上下
がほぼ対称どなるように各部材が配設されていることの
他は、前述の説明と同様であるため、同一符号に肩符′
を付けて示し、その説明を省略するが、図示従来例の実
施例の場合、下部通電装置は、使用済のワイヤ電極２と
接触するため、ビン４よりも充分径の大きい回転自在の
電源からブラッシ通電される案内ローラを兼用する通電
ローラ１１−が用いられるのが普通である。

このようにワイヤカット放電加工装置は構成されている
が、ワイヤ電極２は上部の通電ビン４と下部通電ローラ
１１−等の通電装置から被加工物３どの間に電圧パルス
が印加され放電パルス電流が流れている上に移動してい
る為、被加工物３との間に形成される加工間隙付近が高
温状態に晒される。このため、前述の如く加工液の供給
によって冷却するにうになっている。

しかしながら、このような従来の装置にあっては、ノズ
ル７．７−よりの噴射加工液が充分加工間隙内に流入し
て介在しないとか、加工液の流通更新が円滑迅速に行な
われないとか、気泡を巻き込んで流通するとか、或いは
また、加工間隙がワイヤ電極２側へ凸の円弧状又は弓状
等に湾曲した状態となって加工が進行する傾向にあるた
めワイヤ電極２に沿う同軸噴射加工液が、既に加工済の
加工溝の方向を指向して流れる等のため、加工間隙に気
泡が生成して流通介在したり、噴射加工液が加工間隙か
ら剥離したり、キャビティション作用を生じたり、又当
該部分のワイヤ電極２が充分冷却されず、放電加工電流
〈平均）を増大できず、高速ワイヤカット放電加工が行
なえなかった。

このため、一方又は両方のノズル７．７′につき種々の
改良が為され、例えば上）！ｌＳの如く両ノズル７．７
−をワイヤ電極２と同軸ノズルとすること、及び上部ノ
ズル７に対して下部ノズル７′の加工液噴出圧力又は流
速を例えば、約１．５〜５倍程度大ぎく設定すること等
が提案されている。

しかしながら、上記のごとき種々の改良によってもより
高速の加工を、加工部輪郭形状の変化如何にかかわらず
安定して行なうことは困難であつた。

〔発明の目的〕

そこで、この発明は、従来の前記問題点に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、ワイヤカット放
電加工の加工溝の幅よりも小さいい幅又は径を有するパ
イプを加工溝内にワイヤ電極とほぼ平行な同方向に挿入
延在させて位置せしめ、前記パイプのワイヤ電極に対向
する側に長さ方向の所定の位置又は長さ方向に沿って開
口を形成し、この開口から加工液を噴出供給、あるいは
吸引排除を行うことにより前記パイプを補助加工液ノズ
ルとなし、該補助加工液ノズルに於ける加工液の噴出供
給、又は吸引排除を、加工状態、種々の加工条件の変化
等に応じて任意に制御することにより、従来技術の問題
点の解消を図ったワイヤカット放電加工における加工液
供給装置を提供することにある。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図ないし第４図はこの発明の第１実施例を示す図面
である。この実施例において、符号１４は補助加工液ノ
ズルを示し、このノズル１４は絶縁物から成るか、表面
が絶縁被覆処理され、又はワイヤ電極２及び被加工体３
に対して絶縁して保持されており、この補助加工液ノズ
ル１４はワイヤ電極２を包皮して加工液を噴流させて加
工間隙に供給する所謂同軸ノズル７．７−とは別途に配
設したものであり、被加工体３の加工溝３Ａの幅よりも
小さい幅又は径を有するバイブ１４Ａを加工溝３Ａ内に
ワイヤ電極２とほぼ平行な同方向に挿入延在させて設け
、前記バイブ１４Ａめワイヤ電極２に対向する側に長さ
方向の所定の位置に１個又は長さ方向に沿って開口１４
Ｂを等間隔で複数個、又は連続したスリット状等に形成
し、この開口１４Ｂから加工液を噴出供給あるいは吸引
排除を行うようにしたものである。しかして、この図示
実施例では、上記開口１４Ｂはバイブ１４Ａの先端側に
のみ形成されている。このような補助加工液ノズル１４
をワイヤＮ極２軸を回動軸芯として回動させる回動調節
機構１５が、この実施例では固定部ある上ノズル本体５
に設けられている。

すなわち、上ノズル本体５の外周に軸受１７を介して回
動自在に取り付けられた円板状歯車１９と、同様な回転
円板１８とが結合部材１６で歯車１９に一体に結合され
ている。これら歯車１９および円板１８は上ヘッド１３
に設【プられた駆動装置たるモータ２０により、歯車２
１を介して制御回動可能に構成されている。そして、円
板１８の一側に補助加工液ノズル１４がアーム２２を介
して装着されている。このアーム２２には、補助加工液
ノズル１４をワイヤＮ極２軸どほぼ平行な同方向に挿入
して、さらにこの実施例ではノズル１４を軸方向の上下
方向に調節自在に移動させるノズル昇降送り調節機構２
３、およびその駆動装置２７が設けられている。

すなわち、第３図に示すように、アーム２２の下端に形
成されたノズル支持部２２Ａには、補助加工液ノズル１
４が上下方向に摺動移動自在に嵌挿して設けられ、ノズ
ル１４の上端のヘッド１４Ｃには、吸引装置Ｖあるいは
噴出装置Ｐｔ′ＪＸら延びる加工液給排パイプ２４が前
記各装置Ｖ及びＰに夫々制御可能な切換バルブｖ１及び
Ｐｌを介して接続されている。また、上記ヘッド１４Ｃ
に（まラック２５が取りイ」けられ、このラック２５に
対応するビニオン２６が支持部２２△のモータ２７軸に
ＢＷされ、このラック２５とピニオン２６とにより、モ
ータ２７の回動に応じ補助加工液ノズル１４が上下に臂
降するようになってもＡる。そして、加工送りの加工は
進行方向等を検知して上記モータ２０．２７を制御する
図示しない駆動調節制御装置が設けられている。

Ｊ゛なわち、回動調節機構１５における駆動装置２０の
回動制御においては、補助加工液ノズル１４が加工輪郭
形状に沿って常に加工進行方向に対するワイヤ電極２の
背面側の加工溝３Ａ内に位置するように回動調節機構１
５の作動が、ＮＧ装置の指令、実際の加工送り作動の検
出、又（よ接触検知による接触回避作動等により制饋０
される。また、ノズル１４の昇降送り調節機構２３にお
ける駆動装置２７の制御及び各切換バルブｖ１及びＰｌ
の切換制御においては、数値制御装置を含む制御装置に
おけるプログラムの他、制御装置からの出力加工輪郭線
情報、例えば、クロステーブルの各軸の制御モータへの
駆動信号等により加工輪郭線の変化、つまり加工進行方
向の変化を検知して補助加工液ノズル１４の上下警防位
置及びノズル１４を加工液の噴出供給または吸引排出の
何れの作動を行なわせるかの切換或いは更にその噴出、
吸引の強度等が制御される。

次に作用について説明する。

この加工液給排装置においては、補助加工液ノズル１４
のバイブ１４Ａが、加工溝３Ａ内にワイヤ電極２と並ん
で設けられているので、バイブ１４Ａの開口１４Ｂから
加工液の噴出供給がある場合は勿論のこと、ノズル７．
７−から加工間隙に注入供給された加工液は加工済の加
工溝３Ａ側へ流動するのが機械的にも阻止され、その結
果、加工液はワイヤ電極２を包皮Ｊ”るとともに、加工
間隙に充分に行きわたらせることができる。

また、例えば、加工の途中で加工輪郭線の角部の如く加
工経路が変化したり、被加工体３の板厚が変化した場合
でも、補助加工液ノズル１４による補助加工液の噴出又
は吸引をＮＧ制御信号や加工状態信号等によるノズル昇
降送り調節機構２３の制御により、被加工体３の板厚の
中央前後の位置等適宜好適な位置にあるように制御保持
できるものである。

また、斯種ワイヤカット放電加工に於ては、所謂高速加
工でなくても、集中放電の発生は迅速に解消させる必要
があるが、集中放電の発生部位が被加工体３の板体方向
のどの部分であるかを、例えば特開昭５３−６４８９９
号公報の方法、その他適宜の方法手段で検出し、この検
出信号によりノズル昇降送り調１１ｉ５機ｌ＃２３の駆
動装置たるモータ２７を制御することにより、補助加工
液を集中放電発生部位近傍に噴射させ、又はその近傍の
加工液を吸入して当該部分の加工液の流速、更新の状態
を高速化し、集中放電の解消、およびワイヤ１Ｉｉｉ２
の断線の防止に寄与させることができる。

さらに、補助加工液ノズルによる加工液の吸引排出及び
噴出供給の切換制御を、例えば加工状態の安定、不安定
等の変化、及び加工経路や加工送り速度の変化等の加工
条件に応じて制御できるようにした構成であるので、例
えば常時は直線乃至は大きな曲率の加工経路の加工であ
るのに対し、加工経路が有る程度直角に近い鈍角から鋭
角の角部や小さな曲率の折線部分が連続するようになっ
たとぎは、ノズル１４を引ぎ上げ、又は押し下げると共
に、加工液を吸引排除から噴出供給に切換え、次に加工
経路が直線になったとき゛はノズル１４を押し下げ又は
引き上げる移動をさせると共に加工液を吸引に切換る如
く制御する。例えば、第４図において加工経路が９０°
折り曲る等変化する場合には、ノズル７．７　の先端開
口に対する加工溝３Ａの対向面積が直線加工部に対して
増加するため加工液の流れも変化し、これに対応すべく
補助加工液ノズル１４による加工液噴射供給位置を被加
工体３の板厚の中央部位よりも下側に変更することによ
り、ノズル７′による噴射加工液をワイＡ７電極２に沿
ってより上方へまで上昇せしめ、加工精度の低下および
加工速度の低減なく加工を進めさせるが如くである。

また、ざらには、吸引排除への切換制御を組合わせる場
合には液加Ｊ一体３の上面近くで吸引排除を行なわせて
ノズル７．７−から従来通常の場合よりも高圧力で供給
される加工液を加工間隙内に迅速かつ円滑に流通させた
後更新することができるので、冷却性の向上及び加工屑
の円滑排除をなし得、その結果、高加工速度の達成が可
能となる。

第５図および第６図はこの発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は第１実施例とほぼ同様の構成を有する
が、補助加工液ノズル１４に長さ方向に沿って適宜の加
工形状及びＭ法の複数の噴射吸引開口１４Ｂを形成した
点、また第１実旅例の同軸加工液供給装置の下ノズルを
同軸二重構造とし、主噴流となる下ノズル７−からの加
工液の噴流を同軸状に包皮する力ｎ工液流れを形成して
、気体吸込みを防止して高圧での加工液注入が充分でき
るようにした点で異なるものである。すなわち、下ノズ
ル本体５に対する浮動ノズル７−の上部に同軸包皮ノズ
ル３４が一体に装着され、この包皮ノズル３４の内部は
中空状に形成され、この中空部２９内に加工液が供給さ
れて、下ノズル７′と包皮ノズル３４の上端面は、下ノ
ズル７′の回りにリング状の噴出口３５が形成され、こ
の噴出口３５からの加工液の噴流は下ノズル７″からの
加工液の噴流を包皮するようになっている。そして中空
部２９内にスワールを形成して噴出口３５からの加工液
の噴出を円滑にすべく中空部２９に加工液供給口２８が
中空部２つ内壁の接線方向に指向して開口されている。

この実施例のＦ主ノズル７′は、加工液を可成り高圧力
として噴出するものであるため、下ガイドボルダ６”に
は穴６ａがなく、ワイヤ電極２ど下ガイド６１−との微
小隙間以外加工液の漏洩がなく、下ノズル本体５−内を
高圧に保って、ノズル７′から高圧噴射を可能とし、通
電ローラ１１−は、加工部からの流下加工液によって冷
却される。

この実施例の作用については、第１実施例の加工液供給
装置の部分は同一の作用を奏するので、その部分につい
ての説明を省略し、異なる部分について説明すれば、例
えば、上ノズル７の加工液の設定噴射圧力を例えば３〜
１０　ｋｇ　／　ｃＪに対し、加工液供給口２８の加工
液の噴射液圧を５〜１０ｋｇ　／　ｃＪ、加工液供給口
５３−１即ち下ノズル７′の加工液の液圧を１０〜２０
　ｋｇ　／　ｃＪに夫々設定して加工液を下ノズル７′
と、その周りに形成されたリング状の噴出口３５とから
ワイヤ電極２に対し二重の同軸加工液噴流として被加工
体３の下面から噴流させる。特に噴出口３５からの加工
液は旋回しながら筒状に噴流するので、この噴流によっ
て下ノズル７−からの加工液の噴流は包皮され、かつ外
側の人気と遮断され、その結果、エアの巻き込み埋象が
な（なり、気中放電等の以上放電が減少するが、この場
合は、加工間隙、加工溝３Ａ内への加工液の注入供給量
も多く、従って補助加工液ノズル１４の上方側の間口径
を大きくした開口より加工液を吸入することにより、ワ
イヤ電極２及び加工間隙層りに加工液が充分高速で流れ
て更新される。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、補
助加工液ノズルから、加工液を噴出供給したり、また吸
引排出づ−る切換制御ができ、またその噴出と吸引とを
被加工体板厚方向の所望の位置で制御して行なわけるこ
とができるから、加工状態の変化や、加工経路角部等の
加工条件の変化に加工間隙内に於ける加工液の流動を適
合させることができ、従来の同軸加工液流による加工液
供給の作用をさらに確実なものとし、加工間隙に充分加
工液が供給されて気中放電等が生ずることなくワイＡ７
電極の断線事故を防止し、一段と高速のワイヤカッ１へ
放電加工を可能にする。

また、加工屑の排出も円滑に行なわれ、加工精度や加工
性が向上し、これに併せてワイＡ７電極の平均加工電流
を増大させ得るので、加工性能が向上する。

ざらに、この発明は実施例で示したように下ノズルにざ
らに同軸包皮ノズルを設けて下ノズルから高圧高流速の
加工液流を供給するようにした同軸加工液噴射供給方式
の加工液ノズルのものに適用でき、エアの巻き込み混入
を防止し、加工部に気泡が発生するのを防」１でき、前
記効果をよりいっそう増大させることができる。

なお、この発明は、前述図示実施例に限定されることな
く各種の変更、付加等が可能なことは当業者に明らかで
ある。例えば、ワイヤカット放電加工装置としては、加
工部のワイヤ電極が水平方向に更新送りされ、被加工体
が鉛直線を含む平面内に於てワイヤ電極に対して相対的
に加工送りされる形式の“ｂのに適用できるものであり
、補助加工液ノズル１４はその両端部が加工液ノズル本
体等固定部にワイヤ電極軸の廻りに回動可能に固定保持
されている構成とするが、又実施例と逆に下端部のみを
支持する構成としたり、間口１４Ｂをパイプ１４△の先
端を屈曲させるか成る程度首振り自在とし、或いはまた
パイプ１４．Ａ側部から１個以上の突出部を形成してそ
の先端に間口を形成する構成として実施することができ
、またパイプ１４Ａの断面を楕円や三角形状としたり、
そして被加工体加工溝内への挿入を同軸ノズルの加工液
噴射圧力等が大きい側の被加工体面側〈第２図の被加工
体下面）に於てワイヤ電極からの離隔距離を、噴射圧力
等が小さい側の被加工体面側（第２図の被加工体上面）
に於ける離隔距離よりも大き（、全体として少し傾斜さ
せて挿設した状態を保たせるようにして実施するように
したり、またノズルの回動調節機構の構成及び付設位置
等も、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が
可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤカット放電加］二にお【プる加工
液供給装置の一例を示す断面図、第２図はこの発明のｖ
Ａ１実施例に係る加工液供給装置を示寸断面図、第３図
は第２図のノズル昇降送り調節機構を示″ｔＪ−断面図
、第４図は第２図の被加工体の加工経路を示す平面図、
第５図はこの発明の第２実施例に係る加工液供給装置を
示す断面図、イして第６図は第５図のＶｌ　−Ｖｌ線に
沿った断面図である。 ２・・・・・・ワイヤ電極、 ３・・・・・・被加工体、 ３Ａ・・・・・・加工溝、 ７．７−・・・・・・加工液供給ノズル、１４・・・・
・・補助加工液ノズル、 １４Ａ・・・・・・パイプ、 １４Ｂ・・・・・・開口、 １５・・・・・・回動調節機構、 ２０・・・・・・回動調節機構の駆動装置（モータ）、
２３・・・・・・ノズル昇降送り調節機構、２７・・・
・・・ノズル昇降送り調節機構の駆動装置（モータ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の間隔を置いて配置された位置決めガイド間を
   軸方向の更新送りにより移動するワイヤ電極に電極軸に
   ほぼ直角方向から被加工体を対向させて形成した放電加
   工間隙に間欠的な電圧パルスを印加すると共に、ワイヤ
   電極と同軸の加工液供給ノズルから加工液をワイヤ電極
   に沿って同軸状に噴射させて加工間隙に供給させながら
   被加工体の放電加工を行ない、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を
   与えるワイヤカット放電加工に於て、ワイヤ電極による
   放電加工により被加工体中に形成される加工溝の幅より
   も小さい幅又は径を有するパイプであって加工溝内にワ
   イヤ電極とほぼ平行な同方向に挿入延在させて設けられ
   、該バイブのワイヤ電極と対向する側に長さ方向の所定
   位置又は長さ方向に沿って開口を有し、この開口から加
   工液を噴出供給あるいは吸引排出を行なう補助加工液ノ
   ズルと、 該補助加工液ノズルからの加工液の噴出供給と吸引排出
   とを行なう切換制御装置を有する加工液給排装置と、 前記補助加工液ノズルをワイヤ電極軸を回動軸心として
   回動し得るように保持する回動調節機構と、 この回動調節機構の駆動装置と、 前記加工部りの進行方向に応じて前記駆動装置を制御す
   る駆動調節制御装置とからなる補助加工液供給装置を設
   けたことを特徴とするワイヤカッ　　　　・ト放電加工
   における加工液供給装置。 ２、前記補助加工液ノズルが、ワイヤ電極軸方向に制御
   移動自在に設りられている特許請求の範囲第１項記載の
   ワイヤカット放電加工に於りる加工液供給装置。 ３、前記一対の位置決めガイド間の加工部ワイヤ電極の
   軸が鉛直線とほぼ一致するワイヤカット放電加］二であ
   って、前記補助加工液ノズルの上端部側が前記回動調節
   機構に固定保持されている特許請求の範囲第１項又は第
   ２項何れかに記載のワイヤカット放電加工に於（プる加
   工液供給装置。 ４、前記補助加工液ノズルの前記回動調節機構へ固定保
   持される側が、前記被加工体の両側に設番ブられる前記
   ワイヤ電極と同軸の加工液噴射ノズルの加工液噴射圧力
   等が大ぎく設定されている側と一致するように構成され
   て成る特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載
   のワイヤカット放′猷加工に於ける加工液供給装置。