JPS6017038A - ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極 - 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】 この発明は、ワイヤカット放電力ｌ工に用いるワイヤ電
極に関するものである。

一般にワイヤカット放電加工に用いられているワイヤ電
極の電極材としては、直径が０．０５〜０．６−の銅、
黄銅、モリブデンあるいはタングステン等からなるもの
がある。これ等のワイヤ電極を使用した時の放電加工の
様子を第１図によって説明する。まずワイヤ電極（１）
に張力を加え図中矢印Ａ方向に一定速度にて送給をせな
がら被加工物（２）と対向させる。次に、ワイヤ電極（
１）と同一１方向に加工１　（３）を吹きかけつつワイ
ヤ電極（１）と被加工物（２）の相互間にパルス電圧を
加える。これにより、対向した微少間隙では加工液（３
）を媒体として放電が繰返され、放電時の熱エネルギー
によって被加工物（２）を溶融かつ飛散させてしまう。

対向する微少間隙を常に一定に保ち、放電を継続的に行
うためワイヤ電極（１）と被加工物（２）の相対移動は
ＸＹクロステーブル（図示せず）を数値佃制御する方法
が通常とられている。

上記のようにして放電を繰返しＸＹクロステーブルを制
御することによシ加工溝（４）が連続的に形成され、任
意の形状の加工ができ、一般金型の抜き、切断等に広く
応用されている。

従来の銅や黄銅のワイヤ電極（１）を用い、第２図に示
すように被加工物（２）に対して上あるいは下から、下
あるいは上に送給して加工を進める時、被加工物（２）
の加工溝（４）の上部あるいは下部にワイヤ電極（１）
の一部が放電により、飛散して付着する。

この付着物（５）の主成分は鉤であり、付着状況は第２
図（イ）のようにワイヤ電極（１）の前面及び側内には
なく後方部に多く付着していることが観測されている。

このような付着物（５）が加工面に残ることは寸法精度
を著しく損い加工エネルギーの大きい領域では約１０〜
１００μｍに及ぶことがある。さらに、加工エネルギー
を大きくすると第６図のように付着物（５）が加工溝（
４）を埋めでし貰うことがある。

このような現象は、加工物が抜けおちないこともさるこ
とながらワイヤ電極（１）と同軸噴流させている加工液
（３）が対向微少間隙に侵入せず、気中放電現象が発生
し、加工速度の低下をきたすことや、ワイヤ電極（１）
の断線を生じることがある。これ等の付着物（５）の主
成分は銅でろるため発煙硝酸のような危険な薬品のみが
その除去作条に用いられるため、作業性が悪くかつ不安
全である。

さらに加工速度については第４図に示すように（３） ワイヤ電極（１）に加える張力の依存性があり、横軸を
加える張力Ｔ（ｇ）、縦軸を加工速度Ｆ（４＋ｉ／分）
にして示すと、右上りの特性があυ、張力の大きいほど
加工速度が速くなることがわかる。これは張力が大きく
なると、ワイヤ電極（１）の振動が小さくなり、対向微
少間隙寸法を均一に制御でき、安定した放電を繰返すこ
とができるので、加工速度が速くなることが確認されて
いる。

しかし、銅や黄銅のワイヤ電極（１，）　Ｂ、それ自体
のもつ抗張力の向上には限度があり、飛躍的に張力を大
きくとって加工速度を向−卜することは望めない。

また、夕／ダステン、モリブデンは抗張力は大きいが材
質的に加工速度が余り大きくなく、また高価である。さ
らに従来の黄銅のワイヤ電極（１）はアンモニア等の雰
囲気にさらされると応力腐食割れを起こし破断するとい
う欠点を有するため、その保管に特に注意を要し防錆処
理の他に真空ノ；ツケージが必要であった。

点を有していた。

この発明は上記の欠点に鑑み、発明されたもので高抗張
力、耐応力腐食仁を有シフ、付着物の微少な加工速耽の
速い高い精度の加工ができるワイヤを提供するものであ
る。

ここで、ワイヤカット放電加工におけるワイヤ［ｔＦｔ
！の材質の違いによる付着物（５）の量及び加工速度の
関係を確認した結果を第１表に示す。この結果はワイヤ
電極（１）の電極材のモデルとして直径６鱈、長さ５０
調の丸棒を試験片として用い、対向微少１１４１隙に印
加するパルス電圧、加工液等の諸条件は同一にして比較
したものであり、付着廿及び加工速度は、黄銅を基準に
相対比較しば分率にて示している。

まず、付着量については、融点が低く、融解潜熱と蒸発
潜熱の小さい材料はど付着量が少ないことがわかる。

放電時の熱エネルギーによシ被加工物（２）が溶融状態
に熱せられると同時にワイヤ電極（１）自体も同程度に
熱せられる。

との時加工液（３）は急激な温度上昇で気化し局部的に
爆発状態が生じ、被加工物（２）の溶解部を吹き飛ばし
てしまう。

以上の状況が繰返されるが、融点が低く蒸発しやすい電
極材は、気化した加工液と共に加工溝（４）外に排出さ
れる。つまり、気体の状態で飛散して加工面に付着しに
くくなっているためである。

一方融点が高く金属蒸気になυにくい銅等は、放電の熱
エネルギーによって溶解部分のほとんどが蒸発せず微細
が粒状となって飛散する時に加工面に溶着するため付着
量が多くなっている。また加工速度についても低融点金
属である亜鉛や錫が良好であることが確認された。

しかしながら、亜鉛や錫等の低融点金属は、第１表に示
すように抗張力が小さく、ワイヤ電極（１）の電極材と
して０．０５〜０．′５瓢の直径を有するものに線引す
ることは断線が頻発し不可能である。

そこでこれ等の抗張力を向上させるため０．１〜１．５
重量係の鉄、３．０〜６．０重量％の錫、ｏ、ｏｉ〜０
．０６重量％のリンおよび残部が銅と不可避不純物から
なる組成の合金（例えば玉川機械金属株式会社のＴＮＢ
合金）を冷間引抜加工して直径０．２〜０．２５鰭のワ
イヤ電極とした。（以下このワイヤをＮＢＷと称す） また、銅を主体とする合金であるため付着現象は銅と同
程度ある。従ってこれを解決するために亜鉛をメッキ法
によって上記ワイヤ電極（１）の全表面に１０μｍの厚
さ被覆した。このワイヤ電極（１）の断面図を第５図に
示す。６がＮＢＷで７が亜鉛被覆である。

このような構成及び製造方法に基づいて製造されたワイ
ヤ電極（１）の電極材の特性を黄銅及び銅のワイヤ電極
（１）の電極材と比較した結果を第３表に示す。この表
はワイヤ放電加工機を使用し、実際に鋼材を加工したも
ので、加工における諸条件を統一し黄銅の特性を基準に
百分率で表わしたものである。

第　６　表 本発明によるワイヤ電極のうち発明品（１）については
抗張力が銅の２．６倍となシ実際の加工時の張力を大き
くできるので加工速度は向上する。

付着量については銅が主成分の合金であるが前述のとお
り低融点の錫の効果によってやや銅の場合よシ少ない。

また発明品の（２）については、抗張力は黄銅と同程度
であるが付着量が少ないために加工連層は１．７倍に向
上した。

この結果はモデル実験の亜鉛単独の時の特性値に近く、
この実際のワイヤ放電加工においても低融点金属が良好
であることが裏づけられた。本発明によるワイヤ電極の
良好な理由はモデルによる実験の結果と同一の作用があ
ることがわかった。

以上の実施例は抗張力が黄銅よシも大きく合金をワイヤ
電極とする場合とこれを心材にして亜鉛を被覆する場合
について説明したが被覆用金属としてはこの他に錫、鉛
、カドミウム、マグネシウム、アルミニウム及びこれを
含む合金を用いることができる。

叙上の如く本発明昧、主成分が銅の合金ワイヤであるた
め価格がやすく、かつ被覆用合金に低融点の金属を被覆
したので加工速度が向上し付着が第１図はワイヤカット
放電加工の状態を示す図、第２図、第６図は従来のワイ
ヤ電極の電極材の被加工物面への付着状態を示す図、第
４図は、ワイヤ電極の張力と加工速度の関係を表わす図
、第５図は本発明を示すワイヤ電極の断面図である。

図中（１）はワイヤ電極、（２）は被加工物、（３）は
加工液、（４）は加工溝、（５）は付着物、（６）は本
発明によるワイヤ電極材、（７）は被接金属を示す。

構図中間−符号は同一部分を表わす。

代理人　大　岩　増　雄 （１１） 第１図 （イ）　（０） 第２図 （Ａ）　（す） ４−一一一一　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　０．１〜１．５重姻−係の鉄、６．０〜６．０
   重量％の錫、０．０１〜０．０６６重量％リンおよび残
   部が銅と不可避不純物からなるワイヤカット放電加工用
   ワイヤ電極。
2. （２）前記ワイヤカット放電加工用ワイヤ電極の表面に
   亜鉛、マグネシウム、錫、鉛、アルミニウム。 カドミウムあるいはこれ等の合金を被接したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤカット放電加
   工用ワイヤ電極。