JPS6149053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はワイヤを傾斜させて被加工物に傾斜
面を形成させるようにしたワイヤカツト放電加工
方法に関するものである。

第１図はこの種ワイヤカツト放電加工機の構成
を示すもので、図において、１は電極となるワイ
ヤ２を案内する上部ガイド、３，４は上部部ガイ
ド１をＵ軸およびＶ軸に駆動する駆動装置、５は
下部ガイド、６はワイヤリール、７はワイヤ送り
ローラ、８は上部ガイド１、下部ガイド５間に保
持される被加工物、９は被加工物８を支持する可
動テーブル、１０，１１は可動テーブル９をＸ軸
およびＹ軸に駆動する駆動装置である。

ところで、通常のストレート加工では上部ガイ
ド１の下部ガイド５に対する相対的な位置は変化
せず、ワイヤ２が被加工物８の加工面に対し垂直
な状態でワイヤ２と被加工物８間に印加される電
圧により放電させ、可動テーブル９の動きに従つ
て、所望の形状で被加工物８が切断される。

次にテーパ加工時の動作について説明する。

第２図は被加工物８の一例であるダイス金型を
テーパカツト放電加工している状態を示す図であ
る。この第２図において、８Ａは素材である被加
工物８を加工して製作されるダイス金型で、その
下面が切り刃となり、上面は切り刃である下面よ
り均等な寸法ｒだけ全周にわたつて拡大して、加
工面に逃げテーパをつけた仕上り形状となつてい
る。

このダイス金型８Ａを加工するに当り、被加工
物８の板厚をｔとすると、テーパ角度、すなわち
ワイヤ２の傾斜角度θは、θ＝tan−１ｒ／ｔ ……(1) となり、ワイヤ２は常に加工面と直交する垂直平
面内で、その上方を外側に角度θだけ傾斜させる
必要がある。つまり、ワイヤ２が常に加工線に直
交する方向に傾斜角度θを保つように上部ワイヤ
ガイド１をＵ軸駆動モータ３、およびＶ軸駆動モ
ータ４とを制御してＵ−Ｖ方向に駆動してやらね
ばならない。

ワイヤ２が、常にこの傾斜状態を保つために
は、直線部分の加工中においてはワイヤ２の傾斜
角度θを一定にして、その傾斜方向を変化させる
必要はないが、コーナ円弧部分の加工中において
は、その加工の進行に応じて、上部ワイヤガイド
１をＵ−Ｖ方向に駆動することによりワイヤ２の
傾斜方向を常に加工線に対して直交する方向に一
致するように変化させてやる必要がある。

つまり、第２図においては、ワイヤ２の傾斜方
向を、加工の進行にともなつて、上記のように変
化してやらねばならず、加工の軌跡が被加工物８
の下面においてｂ点からｃ点まで進行する間に、
上面においては、Ｂ点からＣ点まで進行しなけれ
ばならない。

第３図はこの曲線部分の加工時における、被加
工物８に対するワイヤ２の運動を示すために、そ
の要部を拡大した図で、ワイヤ２はａ点を頂点と
した円錐の表面に沿つて移動するようにして被加
工物８を切削しながら加工を行なう。

この時、被加工物８の下面において、ｂ点から
ｃ点に進むワイヤ２をの軌跡の曲率半径をRdと
すると、上面におけるワイヤ２がＢ点からＣ点に
進む軌跡の半径Ruは、 Ru＝Rd＋ｒ＝Rd＋ｔ・tanθ ……(2) となり、被加工物８の上面と下面とでは、同一時
間内に加工する距離が異なり、上面と下面とでは
加工速度に差が生ずる。ワイヤカツト放電加工に
おいては、被加工物８の通電により切削される量
は加工時間の関数であるので、加工速度に差が生
ずると、その切削加工される加工溝幅にも差異が
生ずる。

第４図はこの曲線部分における加工状態を示す
平面図で、被加工物８の上面においては、切削能
力の上限に近い直線部分の加工速度と同じ速度で
曲線部分の加工がなされるために、Ｂ点からＣ点
に至る曲線部分の加工溝幅は、図の実線で示すよ
うにＢ点に至るまでの直線部分の加工溝幅と等し
くなる。

一方被加工物８の下面においては、曲線部分の
加工速度が直線部分の加工速度に比べて低下して
いるので切削量が増加して、ｂ点からｃ点に至る
曲線部分の加工溝幅に比べて拡大してしまい、被
加工物８下面における曲線部分の寸法精度が悪く
なる問題があつた。

特に、この例に示すようなダイス金型８Ａの加
工においては、最も寸法精度を必要とする切刃部
分である被加工物８下面の精度が悪いことは致命
的な欠点であり、この点がワイヤカツト放電加工
方法を実用化する上で大きな障害となつていた。

さらに、被加工物８下面の曲線部分において
は、他の部分に比べて加工溝部分の切削量が多
く、加工代が増大しているので、追加工によつて
修正を行ない、寸法精度をよくすることもほとん
ど不可能であつた。

また第４図でわかるように、ワイヤ２はａ点を
円錐の頂点として拡がり代ｒを一定として回転す
るのでコーナ円弧部加工の前後で傾斜角度は同一
となり、コーナ部での角度変更は不可能であつ
た。しかしながら従来と同様の考え方を用いてコ
ーナ部で傾斜角度を変更するには拡がり代ｒを変
化させなければならず、この場合ワイヤ２は単な
る円弧運動ではなくなり、極めて複雑な動きとな
る。この様子を示したのが第５図であり、コーナ
部加工前では拡がり代はr₁であるが、コーナ部に
達すると徐々に拡がり代が変化し最終的にr₂の値
となる。第５図の場合もワイヤ２の回転中心はａ
点であるが、この様な動きを実現させるためには
上部ガイド１および可動テーブル９の動きは単な
る円弧運動でなくなり、非常に複雑な方程式によ
りその軌跡が決定される。すなわち通常のワイヤ
カツト放電加工機で使用される制御装置の演算能
力ではこの様な複雑な制御は不可能であり、また
特殊な方法で第５図に示される制御を実現して
も、前述した通り、被加工物の上面と下面におけ
る加工速度が異なるため加工溝幅が異なり実用性
に欠ける。

本発明は以上の従来のワイヤカツト放電加工方
法が持つていた欠点を鑑みてなされたもので、制
御方式も比較的簡単で、しかも極めて精度の高い
加工方法を提供するものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

説明の便宜上、先ず本発明方法を構成するコー
ナ部でのテーパ加工方法について説明する。

第６図はワイヤカツト放電加工方法によるテー
パ加工方法を図示したもので、ワイヤ２は第１の
加工部、即ち第１の直線部分を加工してコーナ
部、すなわち被加工物上面のＢ点および被加工物
下面のｂ点に達すると被加工物上面および下面に
て同一軌跡を描くように、即ち同一の曲率半径Ｒ
でコーナ部を加工し、Ｃ−ｃ点に達すると第２の
加工部、即ち第２の直線部分を加工する。この様
な加工方法でコーナに円弧が挿入されている形状
の切刃部を加工すると、被加工物上面および下面
でのワイヤ２による加工量は全く同一となるので
加工溝幅も当然上面および下面で等しくなり、第
３図〜第５図で示される様な被加工物下面におい
ての溝幅の拡がりは無くなる。

又、第７図は第６図のテーパ加工状態を示す平
面図で、被加工物の上面および下面におけるワイ
ヤ２の動きを示している。この図は、コーナの円
弧部の加工前後におけるテーパ角度を同一とした
ものである。即ちワイヤ２を傾斜させることによ
る被加工物上面における拡がり代は傾斜角度が一
定であれば一定値ｒとなる。

与えられた切刃の形状、すなわち第７図におけ
る被加工物下面の形状が２つの直線_１，_２と
半径Ｒの円弧で形成されている場合について説明
する。

与えられた直線_１，_２に関して平行で距離
ｒの２つの直線を引きこれを_３，_４とする。
_３，_４に接する半径Ｒの円を描き、その２つ
の接点をそれぞれＢ，Ｃとする。ワイヤ２は２直
線_１，_３に沿つて徐々に傾斜させながら加工
しｂ−Ｂ点に達する、ｂ−Ｂ点に達した後、被加
工物上面および下面で同一の半径Ｒでｃ−Ｃ点ま
で加工しコーナ部加工を終え、再び直線_２，
_４に沿つて直線部分を加工する。

第８図はテーパカツトによる加工例を示したも
のでａは従来の方法による加工例で被加工物上面
の円弧半径が被加工物下面の円弧半径より大きく
なつている。ｂ図は第６図及び第７図で説明した
方法による加工方法を用いた加工例で被加工物の
上面および下面にて全く同一の円弧半径を有する
ためコーナ部での加工量が上面と下面で均一とな
り、加工溝幅が等しくなり極めて高精度の加工が
実現される。

以上説明した加工方法ではコーナ部の円弧でワ
イヤの傾斜を変えることはほとんど不可能であつ
たが、本発明による加工方法を用いれば極めて容
易に、しかも高精度に実現できる。

以下、本発明方法の主要部であるコーナの弧状
部の加工前後におけるテーパ角度を変化させた場
合について図面と共に説明する。

第９図から明らかなように与えられた被加工物
下面での形状が２直線_１，_２と半径Ｒの円弧
であり、直線_１，_３のなす傾斜角θ_１による
拡がり代をr₁、直線_２，_４のなす傾斜角θ_２
による拡がり代をr₂とする。ここで、ｔを被加工
物の板厚とするとr₁＝ｔ・tanθ_１，r₂＝ｔ・tan
θ_２，で求められる。r₁，r₂が求まつたら前述と
同様の方法で_１と平行で距離r₁の直線_３を引
き、また_２と平行で距離r₂の直線_４を引き、
２直線_３，_４に接する半径Ｒの円弧を求め
る。上記円弧と２直線_３，_４の接点をそれぞ
れＢ，Ｃとする。点Ｂ，Ｃが求められればその後
のワイヤの動作は前述の傾斜角度一定の場合と全
く同様である。

すなわち直線部をワイヤ２を徐々に傾斜させな
がらｂ−Ｂ点まで傾斜角度θ_１で加工した後、被
加工物上面および下面で同一の半径Ｒで円弧を加
工しｃ−Ｃ点に達する。その後の直線部を２直線
_２，_４に沿つて加工することにより傾斜角度
θ_２の加工が実現できる。

上記の例ではコーナの円弧は全て２つの直線に
挾まれた真円の一部として説明したが、直線と真
円の一部としての円弧、もしくは楕円の一部のよ
うな第１の弧状部と第２の弧状部により挾まれる
コーナにおいても全く同様の方法でテーパ加工を
実現できることは自明である。上記説明は全て被
加工物上面及び下面におけるワイヤ位置で説明し
たが、これを第１図における上部ワイヤガイド
１、および可動テーブル９の動作で置き換えられ
ることは明白である。

以上の説明のように、本発明によるワイヤカツ
ト放電加工方法によれば、コーナの弧状部で被加
工物上面と下面におけるワイヤ軌跡が同一となる
ため加工溝幅が変化せず、極めて高精度な加工が
実現できる。また従来は不可能とされていたコー
ナ部での傾斜角度変更も本発明の加工方法によれ
ば容易に実現でき、ワイヤカツト放電加工装置の
適用分野を飛躍的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明動作説明に使用するワイヤカツ
ト放電加工装置の斜視構成図、第２図は第１図に
示す装置で加工される被加工物の一例を加工して
いる状態を示す斜視図、第３図は被加工物の要部
を拡大した斜視図、第４図は第３図に示す被加工
物の平面図、第５図は従来の方法によりコーナ部
で傾斜角度を変化させている例を示す平面図、第
６図はテーパカツト加工動作例を示す斜視図、第
７図は第６図の動作を平面図で示した図、第８図
はコーナ部に円弧がある形状のテーパ加工例で、
ａは従来の加工方法によるものを示す図、ｂは本
発明によるテーパカツト加工例を示す図、第９図
は本発明の加工方法を示す平面図である。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示
し、１は上部ワイヤガイド、２はワイヤ電極、３
および４は上部ワイヤガイドをＵ−Ｖ方向に駆動
するＵ軸およびＶ軸駆動モータ、５は下部ワイヤ
ガイド、６はワイヤリール、７はローラ、８は被
加工物、９は可動テーブル、１０および１１はそ
れぞれ可動テーブルを駆動するためのＸ軸および
Ｙ軸駆動モータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワイヤを傾斜させて第１の加工部からコーナ
   の弧状部を経由して第２の加工部をテーパ加工す
   るワイヤカツト放電加工方法において、上記第１
   の加工部をワイヤがコーナの弧状部に接するまで
   徐々に傾斜させながら加工し、上記コーナの弧状
   部に到達した際、上記コーナの弧状部を上記ワイ
   ヤが被加工物の上面と下面とで同一軌跡を描くよ
   うにして加工し、その後、第２の加工部を、上記
   コーナ弧状部にワイヤが到達する前の第１の加工
   部におけるワイヤの傾斜角度とワイヤの傾斜角度
   を変えて加工することを特徴とするワイヤカツト
   放電加工方法。