JPS6384826A - 放電加工機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電加工機に係り、特に、所定形状に加工され
た電極を加工機本体に精度良く取付けるための取付構造
に関する。

〔従来の技術〕

放電加工は、絶縁性の液体中に電極と被加工物を入れ、
両者間に所定の電圧を印加する際に発生するスパーク放
電により、被加工物を溶融あるいは蒸発させる加工法で
あり、金型の加工をはじめとしてその応用範囲は近年非
常に拡大されてきている。

このような放電加工において、電極の加工機本体（ワー
クヘッド）に対する取付精度は高い精度が要求されてお
り、例えば電極が垂線に対して幾分傾いた状態で取付け
られると、被加工物が電極の形状を反転した形状に正確
に加工されないという不具合を生じる。

そこで、従来は、第１２図に示す如きホルダを用いて電
極をワークヘッドに高精度に取付けていた。同第１２図
において、１はホルダ、２は保持具、３は電極、４はワ
ークヘッドであり、該ワークヘッド４は図示せぬ放電加
工機本体の一部を成すものである。

ホルダ１の上部には円錐形の挿入部１ａが形成されてお
り、該挿入部１ａをワークヘッド４に挿入固定すると共
に、挿入部１ａの基部に植設した係止ピン１ｂをワーク
ヘッド４に垂設した位置決めピン４ａに当接させること
により、ホルダ１はワークヘッド４に三次元的に位置決
めされて固定されるようになっている。また、ホルダ１
の下部には保持部１ｃが画成されると共に、いくつかの
調整ねじが設けられている。

保持具２は鋼などの硬い材料からなり、該保持具２の下
部には銅や銅合金からなる電極３がロー付けされている
。この電極３は、保持具２にロー付けされた状態で、フ
ライス盤や旋盤あるいは研磨機等を用いて所定の形状に
機械加工されたものであって、このように一体化された
保持具２と電極３は、前記調整ねじを用いてホルダ１の
保持部ＩＣに取付けられるようになっている。

上記したホルダ１を用いて電極３をワークヘッド４に取
付ける作業は以下のようにして行われる。

まず、電極３と一体の保持具２をホルダ１の保持部ＩＣ
に調整ねじを用いて固定する。この場合、一体化された
保持具２および電極３とこれらを保持するホルダ１との
間には何らの相対関係はないため、保持具２をホルダ１
に仮固定した後、ホルダｌに対する保持具２の姿勢を調
整する必要がある。かかる調整は、保持具２を仮固定し
たホルダ１をツールプリセツタと称せられる調整治具（
図示せず）にセットした後、該調整治具に備えられる検
出部にて電極３の三次元方向の位置ズレを検出し、前記
各調整ねじにてこの位置ズレを補正することにより行わ
れる。

そして、このようにホルダ１に保持具２を精度良く固定
した後、該ホルダ１の挿入部１ａをワークへラド４に挿
入固定すると共に、ホルダ１の係止ピン１ｂをワークヘ
ッド４の位置決めピン４ａに係止することにより、ホル
ダ１の自動調芯および水平面内での位置決めが行われ、
電極３がワークヘッド４に高精度に取付けられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、加工時間が長くなったり、あるいは加工条件
が荒加ニー中加ニー仕上げ加工のようにその都度最適条
件に切換えられる場合は、加工中に、消耗した電極を新
たな電極に交換したり、荒加工と仕上げ加工とで異種の
電極に交換する作業が必要となる。

このような場合、ホルダ１をワークヘッド４に取付ける
作業は、自動工具交換装置（ＡＴＣ）の導入により自動
化を図ることができるものの、ホルダ１に保持具２を固
定しこれを角度調整する作業は、前述の如くツールプリ
セツタによる確認作業を伴うため自動化が困難であって
、これがＡＴＣ１人の大きな妨げとなっていた。

もちろん、電極付きの保持具２をホルダ１に調整済みで
固定したものを複数組準備し、これらの中から所望のホ
ルダ１を選択して電極交換を行うことも可能であるが、
この場合は、１個の電極に対して１個のホルダが必要と
なるため、ＡＴＣ全体としては多くのホルダ１が必要と
なり、コストが非常に高騰するという問題があった。

また、電極３をホルダ１に精度良く取付ける他の方法と
して、加工前の電極をハンダ付は等によりホルダ１に固
定し、しかる後、ホルダ１を基準として電極３を所定形
状に機械加工する方法も提案されている。

この方法によれば、ツールプリセツタを用いての電極３
の姿勢調整作業が省略されるため、ＡＴＣを導入し易い
という利点があるものの、この場合も１個の電極３に対
して１個のホルダ１を必要とするため、コストの低減化
の妨げとなっていた。

さらに、この方法は、ホルダ１を旋盤やフライス盤など
にチャックして電極３を機械加工するものであるから、
多数の電極３を一度に加工することは不可能であって、
電極３を形成するのに時間がかかるという問題があった
。

従って、本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を
解消し、電極の取付は作業が簡単で、かつ安価な放電加
工機を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した本発明の目的は、本体に取付けられた電極と、
この電極に対向して配設された被加工物との間に所定の
電圧を印加し、これら電極と被加工物との間に発生する
スパーク放電により該被加工物を加工する放電加工機に
おいて、所定形状に加工された前記電極を一体的に保持
すると共に、その周面に係止溝を有する四角柱状の保持
具と、前記本体側に設けられ、該係止溝を介して前記保
持具の互いに直交する三面を本体側の基準面に押圧する
係止手段とを備えることにより、概略達成される。

〔作用〕

四角柱状の保持具に穿設された孔に加工前の電極を嵌挿
して両者を一体化した後、保持具の周面を基準面として
電極を所望形状に加工すると、保持具に対して精度良く
位置決めされた電極が得られる。而して、この保持具は
、電極形成時の基準面をそのまま取付基準面として用い
ることができるものであるから、本体側に設けられた係
止手段を保持具の係止溝に圧接することで、保持具の互
いに直交する三面を本体側の基準面に位置決めすること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る保持具の斜視図、第２
図はそのＡ−Ａ線に沿う断面図であり、５は保持具、６
は電極である。

保持具５はステンレス鋼などの硬質材料からなり、横断
面が正方形の四角柱状に形成されている。

この保持具５の中心位置には保持孔５ａがその長手方向
に沿って穿設されており、また周面の四隅には縦断面が
Ｖ字形の第１の係止溝５ｂと縦断面が逆台形の第２の係
止溝５Ｃとがそれぞれ所定間隔を存して形成されている
。前記保持孔５ａには電極６が嵌挿されており、またこ
の電極６の周面は保持具５の一側面から螺入された取付
ねじ７の先端によって押圧されており、これにより電極
６は保持具５の下端に強固に取付けられている。

前記電極６は、保持具５に加工前の円筒状の電極を固定
した後、保持具５の周面を基準面として所定の形状に機
械加工される。以下、かかる電極６の加工方法について
、第３図ないし第７図ととも説明する。

第３図は電極加工用治具の一例を示す斜視図で、第４図
はその治具に保持具をセットした状態を示す平面図であ
り、該治具８には有底の収納孔８ａが等ピッチで複数個
マトリックス状に設けられている。これら収納孔８ａに
は、加工前の電極を固着した保持具５が底面に当接する
位置まで挿入された後、各保持具５は対角線方向から螺
入された締付ねじ８ｂによって収納孔８ａの内壁に圧接
されるようになっている。すなわち、各保持具５は、電
極の非取付側端面と２つの側面との互いに直交する合計
３つの面が収納孔８ａと当接し、これら３つの面が電極
加工時の基準面となる。

従って、上記の如く各保持具５を治具８に位置決めして
固定した後、この治具８を図示せぬフライス盤にセット
し、その歯先を例えば第４図の２点鎖線で示す軌跡に沿
って移動すると、各電極６は第５図に示す如き形状に加
工される。ここで、各電極６は保持具５の互いに直交す
る三面（一つの端面と隣り合う二つの側面）を基準面と
して加工されるものであるから、各保持具５が同一寸法
に精度良く加工されていれば（保持具５は単純形状であ
るため高精度の加工は容易である）、相対関係のとれた
電極６付きの保持具５を同時に多数細骨ることができる
。また、フライス歯の軌跡を各保持具５毎に変えれば、
形状の異なる電極６を同時に加工することもできるが、
この場合も、各電極６は同一形状の保持具５に固着され
た状態で加工されたものであるから、電極６の形状は互
いに異なったとしてもそれぞれの基準面は同一である。

第６図は電極加工用治具の他の例を示す平面図である。

同図に示すように、本実施例に係る治具９は、その取付
角度を調整することのできる押え板１０を一対備えてお
り、これら押え板１０間に加工前の電極を固着した保持
具５が互いに密着した状態で複数個配列される。そして
、この状態で治具９を図示せぬ研磨機にセットし、図中
２点鎖線位置で各電極６の先端を研磨した後、これを各
保持具５の四つの側面について行うことにより、すなわ
ち、各保持具５を９０度ずつ回転しながら上記の研磨工
程を施すことにより、第７図に示すような四角錐の電極
６を一度に多数細骨ることができる。

本実施例の場合も、四角柱形状の保持具５の周面を基準
として各電極６が加工されるものであるから、互いに相
対関係のとれた電極付きの保持具５を量産することがで
きる。また、押え板１０により保持具５の取付角度を調
整したり、あるいは研磨方向を適宜変えることにより、
種々の形状の電極６を加工できるのはいうまでもないこ
とである。

次に、上述のようにして加工された電極６を放電加工機
のワークヘッドに取付ける動作について、主に第８図な
いし第１１図を用いて説明する。

第８図は電極交換装置を含む放電加工機の全体構成図、
第９図はその電極交換装置に備えられる保持具コレット
の断面図、第１０図はその放電加工機に備えられるワー
クヘッドの縦断面図、第１１図はそのワークヘッドの横
断面図であって、これらの図において１１はワークヘッ
ド、１２は加工槽、１３はローテーションプレート、１
４は保持具コレット、１５は旋回用モータ、１６は前後
用モータ、１７はチャック、１８は上下用シリンダ、１
９はボール、２０は押圧ばね、２１はエアシリンダ、２
２はロックレバ−１２３は駆動レバー、２４は支軸、２
５はスプリングである。

円盤状のローテーションプレート１３は旋回用モータ１
５の駆動力によって回転可能であって、該ローテーショ
ンプレート１３の下面には所定の間隔をおいて複数の保
持具コレット１４が設けられている。第９図に示すよう
に、各保持具コレット１４の内部には押圧ばね２０によ
って付勢されたボール１９が収納されており、前述した
電極付きの保持具５は、該ボール１９が第１の係止溝５
ｂに係止することにより保持具コレット１４に保持され
ている。

チャック１７は前後用シリンダ１６のアクチュエータ部
分に設けられており、さらに該前後用シリンダ１６は上
下用シリンダ１８のアクチュエータ部分に連結されてい
る。従って、これら前後用シリンダ１６と上下用シリン
ダ１８とを適宜制御することにより、チャック１７を第
８図の２点鎖線で示す経路で往復移動することができる
。なお、チャック１７は図示せぬ駆動源によって開閉可
能であって、前記保持具５の第２の係止溝５ｃに係合し
て保持具５を把持できるようになっている。

一方、第１０図および第１１図に示すように、ワークへ
ラド１１には角柱状の挿入口１１ａが形成されており、
該挿入口１１ａの近傍には、支軸２４を中心に回転自在
な駆動レバー２３と、この駆動レバー２３をスプリング
２５の弾発力に抗して回転駆動するエアシリンダ２１と
、この駆動レバー２３の回転動作によって回転するロッ
クレバ−２２とが設けられている。前記挿入口１１ａは
、保持具５の挿入を許容できるように保持具５の外径よ
りも幾分太き目に形成されており、この挿入口１１ａの
一隅に前記ロックレバ−２２が配設されている。

第１０図および第１１図は、電極付きの保持具５がワー
クヘッド１１に取付けられた状態を示すものであるが、
かかる状態では、駆動レバー２３はスプリング２５の弾
発力により実線で示す位置にあり、この駆動レバー２３
の支軸近傍のカム部によってロックレバ−２２は一端が
挿入口１１ａ内に突出するよう偏倚されている。従って
、保持具５は、このロックレバ−２２が第１の係止溝５
ｂの傾面に係止する際の第１０図中矢印Ｐ方向の力によ
って、上端面と二つの側面との互いに直交する三つの面
が挿入口１１ａの基準面に、、に、。

Ｋ、に圧接され、ワークへラド１１に位置決め・保持さ
れる。

これに対し、エアシリンダ２１にエアーが供給され、駆
動レバー２３がスプリング２５に抗して第１０図の一点
鎖線で示す位置に回転されると、この駆動レバー２３に
よってロックレバ−２２も一点鎖線で示す位置まで回転
され、その一端が挿入口１１ａから後退する。その結果
、ロックレバ−２２による保持具５の保持力が解除され
、保持具５はその自重により挿入口１１ａから落下する
。

以上説明した放電加工機において、加工槽１２内の加工
テーブル上に被加工物（いずれも図示せず）をＲ置し、
ワークへラド１１に取付けた電極６とこの被加工物との
間に所定の電圧を印加して両者の距離を徐々に接近させ
ると、両者間にスパーク放電が発生し、被加工物は次第
に電極６の形状を反転した形状に加工されていく。

加工の進行に応じて電極６が消耗したり、あるいは加工
条件を切換える場合は、使用済みの電極６を新たな電極
に交換する必要がある。このような場合は、前後用シリ
ンダ１６と上下用シリンダ１８とを駆動してチャック１
７をワークへラド１１の真下まで搬送し、使用済みの電
極６と一体の保持具５の第２の係止溝５Ｃをチャック１
７にて把持する。しかる後、エアシリンダ２１を駆動し
て駆動レバー２３とロックレバ−２２を第１０図の一点
鎖線位置へ回転し、ロックレバ−２２による保持具５の
保持力を解除した状態で、チャック１７を上記とは逆の
方向に搬送して、使用済みの電極６と一体の保持具５を
空いている保持具コレット１４に挿入・係止させる。

次に、旋回用モータ１５によってローテーションプレー
ト１３を回転し、必要とされる新たな電極６をこれと一
体の保持具５と共にチャック１７の対向位置まで搬送す
る。そして、チャック１７によって新たな保持具５の第
２の係止溝５Ｃを把持し、この状態で再びチャック１７
をローテーションプレート１３からワークへラド１１ま
で搬送すると、上記保持具５は保持具コレット１４から
離脱してワークへラド１１の挿入口１１ａ内に挿入され
る。その後、エアシリンダ２１を駆動して、駆動レバー
２３とロックレバ−２２を第１０図の一点鎖線位置から
実線位置へと回転すると、ロックレバ−２２の一端が保
持具５の第１の係止溝５ｂに当接し、これを同図中矢印
Ｐ方向に付勢するため、新たな保持具５は挿入口１１ａ
に三次元的に位置決め・保持される。最後に、チャック
１７による保持具５の把持を解除し、チャック１７をワ
ークへラド１１からローテーションプレート１３まで搬
送することにより電極の自動交換が行われ、以下、上記
と同様の動作を繰り返すことにより、使用済みの電極を
任意の新たな電極に順次自動交換することができる。

ここで、前述したように、各電極６はそれと一体の保持
具５の周面を基準面として所望形状に加工されたもので
あり、しかも、ワークへラド１１へ取付ける際はその基
準面が取付基準面となっているため、ロックレバ−２２
によって保持具５を一方向へ押圧するという簡単な方法
にて、交換される全ての電極６をワークヘッド１１に対
して三次元的に高精度に位置決め・保持することができ
る。

なお、上記した実施例では、電極６付きの保持具５を電
極交換装置を用いて自動交換する場合について説明した
が、本発明は手動による電極交換システムにも適用する
ことができる。この場合も、保持具５をワークヘッド１
１の挿入口１１ａ内に挿入した後、少なくとも該保持具
５の互いに直交する三つの面を挿入口１１ａの内壁に押
し当てるという簡単な動作にて、電極６をワークへラド
１１に対して三次元的に位置決めできるため、従来のツ
ールプリセツタによる調整作業に比べて、電極交換に要
する時間を大幅に短縮できる。この場合、保持具５を自
動搬送するための第２の係止溝５Ｃは不要となるため、
保持具５は一層単純な形状となる。

また、上記実施例では、保持具５をワークヘッド１１に
位置決め・保持する係止手段の一例として、エアシリン
ダ２１によって駆動されるカムレバーを挙げたが、この
係止手段は、少なくとも保持具５の互いに直交する三面
をワークへラド１１の基準面に押圧できるものであれば
、上記以外の構成を採用することも可能である。

さらに、上記実施例では、電極６を保持具５の中心線位
置に固着した場合について説明したが、保持孔５ａを保
持具５の軸線に対して斜めあるいは直交する方向に穿設
し、該保持孔５ａに電極６を嵌挿することにより、角度
付きの穴加工用あるいは横穴加工用の電極を形成するこ
ともできる。

ただし、これらの場合においても、電極は保持具の周面
を基準にして加工されることが必要である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、単純形状の保持
具を用いて、電極を所望形状に加工する際の基準面と、
その電極を放電加工機本体に取付ける際の基準面とを共
通化したため、従来技術に比べて電極の取付は作業が簡
単で、かつ安価な放電加工機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の実施例に係り、第１図
は電極付き保持具の斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
に沿う断面図、第３図は電極加工用治具の一例を示す斜
視図、第４図はその平面図、第５図はその治具を用いて
加工した電極の斜視図、第６図は電極加工用治具の他の
例を示す平面図、第７図はその治具を用いて加工した電
極の斜視図、第８図は電極交換装置を含む放電加工機の
全体構成図、第９図はその電極交換装置に備えられる保
持具コレットの断面図、第１Ｏ図はその放電加工機に備
えられるワークヘッドの縦断面図、第１１図はそのワー
クヘッドの横断面図、第１２図は従来の電極交換装置の
説明図である。 ５・・・保持具、５ａ・・・保持孔、５ｂ・・・第１の
係止溝、５Ｃ・・・第２の係止溝、６・・・電極、８．
９・・・電極加工用治具、１１・・・ワークヘッド、１
１・・・・挿入口、１千オーチージヨンプレート、１４
・・・保持具コレット、１５・・・旋回用モータ、１６
・・・前後用シリンダ、１７・・・チャック、１８・・
・上下用シリンダ、１９・・・ボール、２０・・・押圧
ばね、２１・・・エアシリンダ、２２・・・ロックレバ
−１２３・・・駆動レバー、２４・・・支軸、２５・・
・スプリング。 第３図 第４図 第６図 第５図　　　　第７図 第９図 第１Ｏ図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体に取付けられた電極と、この電極に対向して配設さ
   れた被加工物との間に所定の電圧を印加し、これら電極
   と被加工物との間に発生するスパーク放電により該被加
   工物を加工する放電加工機において、所定形状に加工さ
   れた前記電極を一体的に保持すると共に、その周面に係
   止溝を有する四角柱状の保持具と、前記本体側に設けら
   れ、該係止溝を介して前記保持具の互いに直交する三面
   を本体側の基準面に押圧する係止手段とを備えてなる放
   電加工機。