JPS6232052B2 - - Google Patents
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- JPS6232052B2 JPS6232052B2 JP5827176A JP5827176A JPS6232052B2 JP S6232052 B2 JPS6232052 B2 JP S6232052B2 JP 5827176 A JP5827176 A JP 5827176A JP 5827176 A JP5827176 A JP 5827176A JP S6232052 B2 JPS6232052 B2 JP S6232052B2
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- JP
- Japan
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- vibration
- machining
- wire
- amplitude
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H11/00—Auxiliary apparatus or details, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/38—Influencing metal working by using specially adapted means not directly involved in the removal of metal, e.g. ultrasonic waves, magnetic fields or laser irradiation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はワイヤー電極を使用した通電加工装置
の改良に関する。
の改良に関する。
ワイヤーカツトはワイヤー電極を一方のドラム
から他方のドラムに引張りながら巻き取り、この
移動するワイヤーにほゞ直角に被加工体を対向し
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、通電して放電加工作用、
電解加工作用等により加工する。加工はワイヤー
移動方向Zに直角なX,Y方向の所要の形状加工
送りをワイヤー電極及び被加工体の相対間に与え
て加工する。ところでワイヤーは線径が通常0.05
〜0.5mmφ程度の細線を用い、これに充分な張力
を与えて緊張させた状態で加工するから被加工体
を移動通過するとき、僅かのアーク、短絡によつ
ても溶断等により糸切れしてしまう欠点がある。
から他方のドラムに引張りながら巻き取り、この
移動するワイヤーにほゞ直角に被加工体を対向し
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、通電して放電加工作用、
電解加工作用等により加工する。加工はワイヤー
移動方向Zに直角なX,Y方向の所要の形状加工
送りをワイヤー電極及び被加工体の相対間に与え
て加工する。ところでワイヤーは線径が通常0.05
〜0.5mmφ程度の細線を用い、これに充分な張力
を与えて緊張させた状態で加工するから被加工体
を移動通過するとき、僅かのアーク、短絡によつ
ても溶断等により糸切れしてしまう欠点がある。
この短絡やアークによる断線を防止するため
に、ワイヤー電極に強制的に振動を行なわせる振
動装置を設けてワイヤーに振動を付与した状態で
加工を行なうことによりアークや短絡を防止或い
は解消することを本発明者は既に提案したが、振
動によつて加工面に凹凸ができ、加工拡大代が増
大する欠点があつた。
に、ワイヤー電極に強制的に振動を行なわせる振
動装置を設けてワイヤーに振動を付与した状態で
加工を行なうことによりアークや短絡を防止或い
は解消することを本発明者は既に提案したが、振
動によつて加工面に凹凸ができ、加工拡大代が増
大する欠点があつた。
本発明は、かかる欠点を防止するために、正常
加工中は振幅の小さい微小振動を行なわせてお
き、アークや短絡等の異常放電時に振幅を増大さ
せると共に必要に応じて振動周波数も増大させ
て、アークや短絡を解消するようにしたものであ
る。
加工中は振幅の小さい微小振動を行なわせてお
き、アークや短絡等の異常放電時に振幅を増大さ
せると共に必要に応じて振動周波数も増大させ
て、アークや短絡を解消するようにしたものであ
る。
このワイヤーの微小振動によつてワイヤー溶断
は少なくなり、また微小振動によつて加工を安定
して継続的に行なうことができて、加工速度、能
率を増大する目的も達成するものである。
は少なくなり、また微小振動によつて加工を安定
して継続的に行なうことができて、加工速度、能
率を増大する目的も達成するものである。
以下一実施例により本発明を説明する。第1図
において、1はワイヤー電極で、ドラム2から送
り出され、他方のドラム3に巻き取られる。4及
び5はワイヤー1を支持案内するガイドで、この
ガイド間をワイヤー1は図示しないブレーキ装
置、引張り駆動装置等により所定の張力をもつて
矢印のように移動し、そこに被加工体6を対向し
て加工間隙を形成する。間隙には図示しないノズ
ルから加工液が供給され、端子7よりワイヤー及
び被加工体間に通電が行なわれて加工される。
において、1はワイヤー電極で、ドラム2から送
り出され、他方のドラム3に巻き取られる。4及
び5はワイヤー1を支持案内するガイドで、この
ガイド間をワイヤー1は図示しないブレーキ装
置、引張り駆動装置等により所定の張力をもつて
矢印のように移動し、そこに被加工体6を対向し
て加工間隙を形成する。間隙には図示しないノズ
ルから加工液が供給され、端子7よりワイヤー及
び被加工体間に通電が行なわれて加工される。
被加工体6は図示しない加工テーブルに固定さ
れ、通常この加工テーブルの2次元X,Y軸の加
工送りにより目的の形状加工が行なわれる。そし
てこの加工中ワイヤー電極1にはガイド4,5間
に引張りの張力が働き緊張した状態で矢印方向に
移動する。8はガイド5に接触して設けられた振
動マグネツトで高周波電源9よりコイルに高周波
電流(通常100Hz以上)が供給される。10は間
隙の電圧により加工状態を判別して高周波電源9
を制御する制御回路で、振動数とか振巾の制御が
行なわれる。ガイド4,5間を緊張移動するワイ
ヤー1に対してガイド5部分で振動を与えると、
ガイド4,5間のワイヤー1に波状振動が作用し
て、被加工体6と対向する部分に伝播作用する、
波状振動は第2図、または第3図に示すような状
態であり、第2図の方が振動数が高い場合である
が、いずれも高周波振動により波状になり商用交
流の低周波振動の場合とは異なる振動である。こ
のようにワイヤー1に高周波の振動が作用するこ
とによつて間隙にアーク短絡等が発生しても機械
的にそれを消弧させることができ、又放電点の分
散性が良くなることにより集中放電による断線が
防止されると共に、被加工体に対する近接動作が
放電起動のトリガ作用をなすことにより無負荷放
電数が減少し放電繰返し数が増加することによつ
て加工速度が向上する。又更に、ガイド部分に於
ける接触摩擦抵抗が著しく軽減することによりワ
イヤーを円滑に案内することができる。加工間隙
には加工によつて生ずる加工屑とか気泡が発生介
在し、これが安定した加工を妨害するが、ワイヤ
ー電極1の振動によつてこれらの排除効果が高ま
り、またワイヤー電極1の波状振動によつて被加
工体6の加工面の何れかの部分に常にワイヤー電
極1の振動の腹となる部分が近接と開離を繰返し
て放電等が行なわれるから、この近接開離振動に
よつて放電発生等が制限を受けることにはなら
ず、したがつてこれら振動による相互効果により
細線ワイヤーは断線することなく、安定に加工を
続け、加工速度も増大する効果が得られる。
れ、通常この加工テーブルの2次元X,Y軸の加
工送りにより目的の形状加工が行なわれる。そし
てこの加工中ワイヤー電極1にはガイド4,5間
に引張りの張力が働き緊張した状態で矢印方向に
移動する。8はガイド5に接触して設けられた振
動マグネツトで高周波電源9よりコイルに高周波
電流(通常100Hz以上)が供給される。10は間
隙の電圧により加工状態を判別して高周波電源9
を制御する制御回路で、振動数とか振巾の制御が
行なわれる。ガイド4,5間を緊張移動するワイ
ヤー1に対してガイド5部分で振動を与えると、
ガイド4,5間のワイヤー1に波状振動が作用し
て、被加工体6と対向する部分に伝播作用する、
波状振動は第2図、または第3図に示すような状
態であり、第2図の方が振動数が高い場合である
が、いずれも高周波振動により波状になり商用交
流の低周波振動の場合とは異なる振動である。こ
のようにワイヤー1に高周波の振動が作用するこ
とによつて間隙にアーク短絡等が発生しても機械
的にそれを消弧させることができ、又放電点の分
散性が良くなることにより集中放電による断線が
防止されると共に、被加工体に対する近接動作が
放電起動のトリガ作用をなすことにより無負荷放
電数が減少し放電繰返し数が増加することによつ
て加工速度が向上する。又更に、ガイド部分に於
ける接触摩擦抵抗が著しく軽減することによりワ
イヤーを円滑に案内することができる。加工間隙
には加工によつて生ずる加工屑とか気泡が発生介
在し、これが安定した加工を妨害するが、ワイヤ
ー電極1の振動によつてこれらの排除効果が高ま
り、またワイヤー電極1の波状振動によつて被加
工体6の加工面の何れかの部分に常にワイヤー電
極1の振動の腹となる部分が近接と開離を繰返し
て放電等が行なわれるから、この近接開離振動に
よつて放電発生等が制限を受けることにはなら
ず、したがつてこれら振動による相互効果により
細線ワイヤーは断線することなく、安定に加工を
続け、加工速度も増大する効果が得られる。
しかしながら、アークや短絡を機械的に解消さ
せるためにはある程度の振幅が必要となり、アー
クや短絡を解消させ得る振幅で定常的に振動させ
ると加工面に凹凸ができ、加工拡大代が増大して
しまう。そこで、正常加工中は振幅の小さい微小
振動を行なわせ、この微小振動による集中放電防
止作用、放電起動トリガ作用、加工屑排除作用、
ガイド部接触摩擦抵抗軽減作用により加工を安定
化させて高速度の加工を行なわせておき、アーク
や短絡等の異常放電時に振幅を増大させて異常放
電を解消させるようにする。
せるためにはある程度の振幅が必要となり、アー
クや短絡を解消させ得る振幅で定常的に振動させ
ると加工面に凹凸ができ、加工拡大代が増大して
しまう。そこで、正常加工中は振幅の小さい微小
振動を行なわせ、この微小振動による集中放電防
止作用、放電起動トリガ作用、加工屑排除作用、
ガイド部接触摩擦抵抗軽減作用により加工を安定
化させて高速度の加工を行なわせておき、アーク
や短絡等の異常放電時に振幅を増大させて異常放
電を解消させるようにする。
振動振幅は通常1〜3μ程度、場合によつては
5μ程度まで利用され振動子に加える振動エネル
ギによつて変更制御される。加工中の加工状態は
加工間隙の電圧を判別制御回路で判別して常に監
視し、判別出力を高周波電源9に加えて振動制御
を行なう。正常加工中は振幅を小さくして1μ程
度とし、短絡が生じた場合は振幅を増大させて、
3μとし、アークに移行し易い状態のときはその
中間の2μにする如く振幅を変更制御する。この
ような振動制御によつて加工面に凹凸を形成させ
たり加工拡大代を増大させたりすることなく安定
した加工を継続させることができる。又振動の制
御は、振幅の制御と共に振動周波数を制御するよ
うにしてもよく、アーク・短絡等の異常放電時に
振幅を増大させると共に振動周波数を増加させる
ようにすれば、放電点の分散移動性が向上するこ
とにより、振幅増大効果とあいまつて異常放電状
態を速やかに解消することができる。
5μ程度まで利用され振動子に加える振動エネル
ギによつて変更制御される。加工中の加工状態は
加工間隙の電圧を判別制御回路で判別して常に監
視し、判別出力を高周波電源9に加えて振動制御
を行なう。正常加工中は振幅を小さくして1μ程
度とし、短絡が生じた場合は振幅を増大させて、
3μとし、アークに移行し易い状態のときはその
中間の2μにする如く振幅を変更制御する。この
ような振動制御によつて加工面に凹凸を形成させ
たり加工拡大代を増大させたりすることなく安定
した加工を継続させることができる。又振動の制
御は、振幅の制御と共に振動周波数を制御するよ
うにしてもよく、アーク・短絡等の異常放電時に
振幅を増大させると共に振動周波数を増加させる
ようにすれば、放電点の分散移動性が向上するこ
とにより、振幅増大効果とあいまつて異常放電状
態を速やかに解消することができる。
例えば、ある加工条件に於て、振動数20KHz〜
100KHzの振動が加工速度は約2mm/min、400Hz
〜1KHzの振動で約1.6mm/minの加工ができ、こ
れは同一条件の加工を無振動で行なつた場合の2
〜2.5倍である。しかしアークや短絡を解消させ
得る振幅をもつて定常的に連続振動させると加工
面に凹凸が形成され、加工拡大代が増大する。そ
こで正常放電中は振動数30KHz、振幅1μの振動
をさせて於て、アークや短絡等の異常放電になつ
たとき振幅を増大させて振動数約30KHz、振幅3
μの振動をさせるようにしたところ、加工拡大代
は定常的に振幅3μの振動をさせたときの約2μ
減となり、凹凸の形成もほとんど見られなくなり
精度が向上し、加工速度は無振動の場合の約2倍
程度となつた。又、加工中にワイヤーの断線も生
じなかつた。
100KHzの振動が加工速度は約2mm/min、400Hz
〜1KHzの振動で約1.6mm/minの加工ができ、こ
れは同一条件の加工を無振動で行なつた場合の2
〜2.5倍である。しかしアークや短絡を解消させ
得る振幅をもつて定常的に連続振動させると加工
面に凹凸が形成され、加工拡大代が増大する。そ
こで正常放電中は振動数30KHz、振幅1μの振動
をさせて於て、アークや短絡等の異常放電になつ
たとき振幅を増大させて振動数約30KHz、振幅3
μの振動をさせるようにしたところ、加工拡大代
は定常的に振幅3μの振動をさせたときの約2μ
減となり、凹凸の形成もほとんど見られなくなり
精度が向上し、加工速度は無振動の場合の約2倍
程度となつた。又、加工中にワイヤーの断線も生
じなかつた。
ワイヤーに付与する振動の周波数は、振動によ
る放電点の分散性や加工屑の排除効果を与える
と、ワイヤーに波状の定常波が形成される周波数
が好ましいが、ワイヤーが波状振動を行なわなく
ても被加工体に対して所定の振幅をもつて近接と
開離を繰返せば、短絡やアークが解消されると共
に集中放電の防止や加工屑の排除或いは放電起動
のトリガ作用も行なわれるので、波状の定常波が
形成される周波数よりも少ない周波数の振動を行
なわせるようにしてもよい。
る放電点の分散性や加工屑の排除効果を与える
と、ワイヤーに波状の定常波が形成される周波数
が好ましいが、ワイヤーが波状振動を行なわなく
ても被加工体に対して所定の振幅をもつて近接と
開離を繰返せば、短絡やアークが解消されると共
に集中放電の防止や加工屑の排除或いは放電起動
のトリガ作用も行なわれるので、波状の定常波が
形成される周波数よりも少ない周波数の振動を行
なわせるようにしてもよい。
例えば、ワイヤー振動の波長λは、
F:ワイヤー電極の振動数Hz
P:張力g
g:重力加速度981cm/S2
γ:ワイヤー電極の単位長さ
質量(線密度)g/cm
より、例えば、ワイヤー電極として0.2mmφの銅
線を用い、張力P=800gとすると、γ=2.8・
10-3g/cmであるから、振動数F=400Hzのと
き、λ≒40cmとなる。ガイド間のワイヤーの長さ
は通常20cm程度であるので、400Hz程度のときガ
イド間のワイヤーに基本振動の定常波が形成され
ることになる。従つて、上述した条件に於てはワ
イヤーに付与する振動周波数は、400Hz程度以上
が好ましいことになるが、これより少ない周波数
であつてもよい。しかし、周波数が100Hz以下と
なると、加工屑排除作用が弱くなると共に、被加
工体に近接している時間が長くなることにより集
中放電の防止効果や短絡やアークの解消効果もあ
まり期待できなくなるため、少なくとも100Hz以
上の振動を付与することが必要である。又周波数
の上限に関しては、あまり周波数が高くなると波
長が極端に短くなり、所定の振幅を生じさせるこ
とが困難になることから、300KHz程度が限界で
ある。
線を用い、張力P=800gとすると、γ=2.8・
10-3g/cmであるから、振動数F=400Hzのと
き、λ≒40cmとなる。ガイド間のワイヤーの長さ
は通常20cm程度であるので、400Hz程度のときガ
イド間のワイヤーに基本振動の定常波が形成され
ることになる。従つて、上述した条件に於てはワ
イヤーに付与する振動周波数は、400Hz程度以上
が好ましいことになるが、これより少ない周波数
であつてもよい。しかし、周波数が100Hz以下と
なると、加工屑排除作用が弱くなると共に、被加
工体に近接している時間が長くなることにより集
中放電の防止効果や短絡やアークの解消効果もあ
まり期待できなくなるため、少なくとも100Hz以
上の振動を付与することが必要である。又周波数
の上限に関しては、あまり周波数が高くなると波
長が極端に短くなり、所定の振幅を生じさせるこ
とが困難になることから、300KHz程度が限界で
ある。
なお図示したようにガイド5に振動装置8を設
け、ガイド5を振動させてワイヤー1を振動させ
る場合はガイド部分の摩擦抵抗を低減する効果が
大きく、これにより高張力、高速度でワイヤーを
移動させても断線が防止できる。この点振動装置
8は他方のガイド4にも設けて、両ガイドを振動
させれば更に一層効果的である。
け、ガイド5を振動させてワイヤー1を振動させ
る場合はガイド部分の摩擦抵抗を低減する効果が
大きく、これにより高張力、高速度でワイヤーを
移動させても断線が防止できる。この点振動装置
8は他方のガイド4にも設けて、両ガイドを振動
させれば更に一層効果的である。
また第1図のようにワイヤー1に振動を加える
とき、振動方向を加工送り方向に一致させること
により、加工切溝のワイヤー振動による拡大を小
さくすることができる。例えば、加工送りをX軸
駆動モータ、Y軸駆動モータをNC制御して行な
う場合、振動装置8に回転角制御用の駆動モータ
を設け、NC制御信号から加工送り方向を演算
し、該演算出力信号により該モータを駆動制御し
て振動装置8を加工送り方向に回動させれば、常
に加工送り方向と振動方向とを一致させることが
できる。
とき、振動方向を加工送り方向に一致させること
により、加工切溝のワイヤー振動による拡大を小
さくすることができる。例えば、加工送りをX軸
駆動モータ、Y軸駆動モータをNC制御して行な
う場合、振動装置8に回転角制御用の駆動モータ
を設け、NC制御信号から加工送り方向を演算
し、該演算出力信号により該モータを駆動制御し
て振動装置8を加工送り方向に回動させれば、常
に加工送り方向と振動方向とを一致させることが
できる。
なお、また振動装置の振動源は磁界中で移動す
るムービングコイルの振動を利用しても、また磁
歪材、電歪材を利用したもの、また熱歪材、超音
波振動子、その他電動機等を利用できる。
るムービングコイルの振動を利用しても、また磁
歪材、電歪材を利用したもの、また熱歪材、超音
波振動子、その他電動機等を利用できる。
以上説明したように本発明によれば、ワイヤー
電極の断線が防止され、安定した加工が行なえる
ので能率の良い高速度の通電加工ができ、また安
定加工になり加工精度も向上する等実用上効果が
大きい。
電極の断線が防止され、安定した加工が行なえる
ので能率の良い高速度の通電加工ができ、また安
定加工になり加工精度も向上する等実用上効果が
大きい。
第1図は本発明の一実施例図、第2図及び第3
図はその状態説明図である。 1……ワイヤー電極、4,5……ガイド、6…
…被加工体、8……振動装置、9……振動電源、
10……加工状態判別制御回路。
図はその状態説明図である。 1……ワイヤー電極、4,5……ガイド、6…
…被加工体、8……振動装置、9……振動電源、
10……加工状態判別制御回路。
Claims (1)
- 1 軸線方向に走行移動するワイヤー電極を被加
工体に微小間隙を介して対向させて形成される加
工間隙に通電し、且つ前記ワイヤー電極と被加工
体間に相対的な加工形状送りを与えて加工するワ
イヤーカツト装置に於て、前記ワイヤー電極に対
向する被加工体の加工面に対して近接開離を繰返
す振動を付与する振動装置と、前記加工間隙に於
ける放電状態を判別し該判別結果に応じて前記振
動装置により付与される振動の振幅を変更制御す
る判別制御回路とを設けてなることを特徴とする
通電ワイヤーカツト装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5827176A JPS52140996A (en) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | Cutting apparatus using current-carrying wire |
| GB19391/77A GB1548817A (en) | 1976-05-14 | 1977-05-09 | Electrical discharge maschining |
| US05/796,369 US4205213A (en) | 1976-05-14 | 1977-05-12 | Method of and apparatus for electrical discharge machining with a vibrating wire electrode |
| DE2721804A DE2721804C2 (de) | 1976-05-14 | 1977-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zum Drahterodieren |
| IT49396/77A IT1079657B (it) | 1976-05-14 | 1977-05-13 | Metodo ed apparato per la lavorazione a scarica elettrica con un elettrodo a filo metallico vibrante |
| FR7714980A FR2350919A1 (fr) | 1976-05-14 | 1977-05-16 | Procede et dispositif pour l'usinage par electro-erosion avec un fil-electrode vibrant |
| AU30565/77A AU513869B2 (en) | 1976-05-14 | 1977-11-11 | Electrical discharge machining with vibrating wire electrode |
| US06/060,346 US4321450A (en) | 1976-05-14 | 1979-07-25 | Method of and apparatus for electrical discharge machining with a vibrating wire electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5827176A JPS52140996A (en) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | Cutting apparatus using current-carrying wire |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52140996A JPS52140996A (en) | 1977-11-24 |
| JPS6232052B2 true JPS6232052B2 (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=13079505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5827176A Granted JPS52140996A (en) | 1976-05-14 | 1976-05-20 | Cutting apparatus using current-carrying wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52140996A (ja) |
-
1976
- 1976-05-20 JP JP5827176A patent/JPS52140996A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52140996A (en) | 1977-11-24 |
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