KR100572747B1 - 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치 - Google Patents

Abstract

피가공물(W)과 와이어전극(E)과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한, 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서, 피가공물(W)의 상하에 배치된 가공헤드(15)에 고정된 케이싱(16)과, 케이싱(16)과 노즐(17)을 연결하는, 상기 가공액의 압력에 의해 변형하는 소정의 탄성계수를 갖는 연결부재(18)를 구비하고, 연결부재(18)와 노즐(17)과의 결합체에 있어서, 상기 가공액의 입구측 및 출구측에 입구측 내경(D2) 및 출구측 내경(D1)의 단면적 변화가 없는 중공부를, 상기 가공액의 입구측과 출구측과의 사이에 최소 내경(D0)의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성했다. 노즐밀착 가공시 및 노즐이격 가공시에 있어서, 가공 생산성을 향상 할 수 있다.

와이어전극, 가공기, 방전, 분출장치, 가공액, 노즐

Description

와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치{WORKING LIQUID EJECTOR OF WIRE ELECTRIC DISCHARGE MACHINE}

본 발명은, 와이어전극과 피가공물과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는, 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 개량에 관한 것이다.

와이어 방전가공은, 와이어전극과 피가공물과의 극 사이에 절연성의 가공액을 개재하게 하고, 와이어전극 및 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 극 사이 간극에 가공전력을 공급하고, 방전 에너지에 의해 피가공물을 가공하는 것이다.

이러한 와이어 방전가공을 행하는 와이어 방전 가공기에 있어서, 와이어전극은, 공급릴(reel)로부터 일정속도로 송출되고, 피가공물의 상하에 배치되며, 또한, 와이어 가이드를 구비한 가공헤드 사이에 공급된다. 또한 피가공물의 상하에 배치된 노즐로부터 가공액을 분출하고, 극 사이 간극의 가공 찌꺼기의 제거 및 냉각 등을 행한다. 가공속도를 향상하려면, 극 사이 간극에 고압의 가공액을 효율적으로 분출 할 필요가 있다.

이러한 목적을 위해, 종래의 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어 서는, 가공액을 분출하는 노즐의 내경(이하, 「노즐 지름」이라 부름) 및 가공액의 분출압을 최적화하는 방법이 일반적으로 채용되어 있다.

또한 가공액을 극 사이 간극에 효율적으로 분출함과 동시에 노즐의 강압력이 피가공물에 미치는 영향을 억제하기 위해, 노즐과 피가공물을 가능한 한 근접시키도록, 또는, 노즐과 피가공물이 밀착하는 경우에서는 노즐의 강압력을 작게 하도록 미세 조정할 필요가 있다(이하 「노즐밀착가공」이라 부름).

이러한 과제에 대하여, 예를 들면 일본국 특개평 2-292127호 공보(일본국 특허 제2656129호 공보, 미국특허 제5128505호 공보)에 개시된 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치가 있다.

도 9는, 상기 공보에 개시된 종래의 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도면에서, 1은 방전가공기의 가공헤드에 고정된 케이싱, 2는 케이싱(1)에 대하여 활주가능한 가동소자, 3은 가동소자(2)에 대하여 활주가능한 노즐, 4는 와이어 통로노즐, 5는 와이어 가이드, 6은 가는 홈, 7은 분출실, 8은 압력실, 9는 제2 실, 10 및 11은 오리피스, W는 피가공물이다. 가는 홈(6)으로부터 가공액을 가압유체로서 공급하고, 도시하지 않은 와이어전극과 피가공물 W와의 극 사이 간극으로 향하여 노즐(3)로부터 가공액을 분출한다. 압력실(8) 및 제2 실(9)은, 노즐(3)에 대하여 압력실(8) 내의 압력 및 분출실(7) 내의 압력을 서로 반대방향으로 작용시키도록 구성되어 있고, 극 사이 간극에 고압의 가공액을 분출하는 경우에 있어서도, 가공헤드에 미치게 되는 반력의 작용을 충분하게 완화하고, 고밀도 또한 고속가공을 행할 수 있는 것으로 하고 있다.

이러한 구성의 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에서는, 가공액을 분출하는 노즐(3)의 위치를 피가공물 W에 대하여 자동적으로 미조정해서 노즐밀착가공을 행하는 것은 가능하지만, 압력실(8) 등을 설치하지 않으면 안되고, 구조가 복잡해진다는 문제점이 있었다.

도 10은, 노즐과 피가공물과의 거리를 떼어놓지 않으면 안되는 가공(이하 「노즐이격가공」이라 부름)의 예를 나타내는 설명도이고, 도면에서, 12a 및 12b는 가공헤드, 13a 및 13b는 가공액 분출장치, 14는 피가공물 W를 고정하는 클램프 지그, E는 와이어전극이다. 또한 도 10의 (a)는 피가공물 W를 고정하는 클램프 지그(14)와 상부의 가공액 분출장치(13a)가 간섭하기 위해 노즐이격가공을 행할 필요가 있지만 있을 경우, 도 10의 (b)는 피가공물 W에 카운터보링(counter boring) 또는 이면측 찌꺼기 제거를 위해 노즐이격가공을 행할 필요가 있는 경우를 나타내고 있다.

도 10과 같이 노즐이격가공을 행하는 경우에 있어서, 와이어전극과 피가공물과의 극 사이 간극에 고압의 가공액을 효율적으로 분출해서 가공 생산성을 상승시키기 위해서는, 노즐 지름을 밀착가공시의 노즐 지름과 다른 설정으로 할 필요가 있다.

도 9와 같은 종래의 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에서는, 노즐밀착가공에 적합한 노즐 지름을 설정한 경우에는, 노즐이격가공에 적합한 노즐 지름의 설정을 할 수 없기 때문에, 노즐이격 가공시의 가공속도가 떨어져, 가공 전체로서의 생산성이 저하한다는 문제점이 있었다.

(발명의 개시)

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 노즐밀착 가공시 및 노즐이격 가공시에 있어서, 가공 생산성을 향상할 수 있는 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한, 와이어 방전가공기의 가공액 분출장치에 있어서, 상기 가공헤드에 고정된 케이싱과, 상기 케이싱과 상기 노즐을 연결하는, 상기 가공액의 압력에 의해 변형하는 소정의 탄성계수를 갖는 연결부재를 구비하고, 상기 연결부재와 상기 노즐과의 결합체에 있어서, 상기 가공액의 출구측에 소정의 내경(출구측 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를, 상기 가공액의 출구측보다도 상류측에 소정의 내경(상기 출구측 내경보다도 작은 최소 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한, 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서, 상기 가공헤드에 고정된 케이싱과, 상기 케이싱에 대하여 상기 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지지되고, 상기 케이싱과 상기 노즐을 연결하는 연결부재와, 상기 가공의 압력에 의해 변형하고, 이 변형에 의한 복원력이 상기 가공액의 분출방향과 반대방향으로 상기 연결부재에 작용하는, 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체를 구비하며, 상기 연결부재와 상기 노즐과의 결합체에 있어서, 상기 가공액의 출구측에 소정의 내경(출구측 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를, 상기 가공액의 출구측에서도 상류측에 소정의 내경(상기 출구측 내경보다도 작은 최소 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것이다.

또한 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한, 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서, 상기 가공헤드에 고정된 케이싱과, 상기 케이싱에 대하여 상기 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지지된 노즐과, 상기 가공액의 압력에 의해 변형하고, 이 변형에 의한 복원력이 상기 가공액의 분출방향과 반대방향으로 상기 노즐에 작용하는, 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체를 구비하며, 상기 노즐에, 상기 가공액의 출구측에 소정의 내경(출구측 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를, 상기 가공액의 출구측보다도 상류측에 소정의 내경(상기 출구측 내경보다도 작은 최소 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 상기 출구측 내경을, 상기 노즐과 피가공물을 근접 또는 밀착해서 행하는 코너부의 가공에서의 상기 가공액의 상기 간극에의 분출효율에 의해 최적화해 선정하고, 상기 최소 내경을, 상기 노즐과 피가공물을 이격해서 행하는 코너부의 가공에서의 상기 가공액의 상기 간극에의 분출효율에 의해 최적화해서 선정하여 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 상기 연결 부재와 상기 노즐과의 결합체에 있어서, 상기 최소 내경의 중공부보다도 상류측에 소정의 내경(상기 최소 내경보다도 큰 입구측 내경)의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 상기 입구측 내경을, 상기 노즐과 피가공물과의 밀착 가공시에서의 상기 피가공물에의 상기 노즐의 강압력을 대략 0으로 하도록 선정하여 이루어지는 것이다.

본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 분출되는 가공액의 외경을 노즐밀착 가공시 및 노즐이격 가공시에 자동적으로 전환할 수 있고, 가공 전체로서의 생산성을 향상할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 노즐밀착 가공시에서의 피가공물에의 노즐의 강압력을 감소할 수 있기 때문에, 가공 정밀도를 향상 할 수 있다는 효과를 나타낸다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 동작설명용 단면도이다.

도 3은, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 동작설명용 단면도이다.

도 4는, 노즐과 피가공물과의 간격에 의한 가공액의 분출압의 변화를 실측한 결과를 나타내는 도면이다.

도 5는, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에서의 노즐과 연결부재와의 결합체의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.

도 6은, 본 발명의 실시예 2에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 7은, 본 발명의 실시예 2에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 다른 구성을 나타내는 단면도이다.

도 8은, 본 발명의 실시예 3에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 9는, 종래의 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 10은, 노즐과 피가공물과의 거리를 떼어놓지 않으면 안되는 가공의 예를 나타내는 설명도이다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도면에서, 15는 가공헤드, 16은 가공헤드(15)에 고정된 케이싱, 17은 노즐, 18은 연결부재, 19는 와이어 가이드, 20은 가공액을 가 압유체로서 케이싱(16) 내에 공급하는 가공액 공급관로, E는 와이어전극, W는 피가공물 D1은 연결부재(18)의 가공액 출구측 내경 및 노즐(17)의 내경, D2는 연결부재(18)의 가공액 입구측 내경, D0은 연결부재(18)의 최소 내경, h는 가공액 공급관로로부터 가공액이 공급되지 않을 경우에서의 노즐(17)과 피가공물 W와의 대향면 사이의 거리, G는 가공홈이다.

연결부재(18)는, 예를 들면 고무 또는 수지 등의 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체로 이루어지고, 가공액의 입구측 및 출구측에 내경 D2 및 D1로 이루어지는 중공부를, 가공액의 입구측과 출구측과의 사이에 최소 내경 D0인 중공부를 구비하고, 오리피스를 구성하고 있다. 또한 연결부재(18)의 가공액 출구측 단부(도면에서 A)는 노즐(17)에 고정되어 있고, 노즐(17)과 연결부재(18)와는 결합체를 구성하고 있다.

케이싱(16)과 노즐(17)과는 연결부재(18)를 통해 연결되어 있고, 연결부재(18)는, 가공액 공급관로(20)로부터 가공액이 공급되지 않는 경우에는, 케이싱(16)과 노즐(17)과의 대향면(도면에서 B)이 접촉하도록 형성되어 있다.

가공액 공급관로(20)로부터 공급되고, 케이싱(16) 내, 연결부재(18), 노즐(17)을 경유해서 피가공물 W에 분출되는 가공액을 절연물로 하고, 와이어 가이드(19)에 안내되어 피가공물 W방향으로 송급되는 와이어전극 E와 피가공물 W와의 사이에 펄스형 전압을 인가시키면서 방전을 발생시킴으로써, 피가공물 W의 제거가공이 행해진다.

도 2는, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치 의 동작설명용 단면도이고, 도 1과 동일한 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다. 도 2에서, P1 및 P2는 가공액의 압력, F1은 가공액의 압력 P1에 의한 상향된 힘, F2는 가공액의 압력 P2에 의한 하향된 힘, F0은 연결부재(18)의 탄성에 기인하는 북원력, F는 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력, L은 연결부재(18)의 가공액 분출방향의 자연장이다.

또한, 도 2의 (a)는 비가공시 또는 처리가공시 등의 가공액의 압력이 낮은 경우를, 도 2의 (b)는 러프(rough) 가공시 등의 가공액의 압력이 높은 경우를 나타내고 있다.

도 2에서, 연결부재(18)에는, 가공액의 압력 P2에 의한 하향력 F2가 작용한다. 즉, 다음식을 얻을 수 있다.

F2=P2×π/4×(D2²-D0²) (1)

도 2의 (a)의 가공액의 압력이 낮은 경우에는, 하향력 F가 작기 때문에, 연결부재(18)는 거의 변형하지 않는다. 즉, 노즐(17)과 피가공물 W와의 대향면 사이의 거리 h가 유지된다.

도 2의 (b)의 가공액의 압력이 높은 경우에서는, 도 2의 (a)의 노즐(17)과 피가공물 W와의 대향면 사이의 거리 h보다도 가공액의 압력에 의한 연결부재(18)의 자유연장 ΔLmax 쪽이 크다. 즉, 노즐(17)은 피가공물 W의 표면에 밀착하고, 피가공물 W를 누른다.

도 2의 (b)의 상태에서, 가공액의 압력이 낮아지면, 연결부재(18)의 변형이 작아지고 노즐(17)은 도 2의 (a)의 위치로 되돌아간다.

도 2의 (b)에서, 가공액의 압력 P1에 의한 상향력 F1은 다음식으로 주어진다.

F1=P1×π/4×(D1²-D0²) (2)

또한 도 2의 (b)의 상태는, 연결부재의 탄성에 기인하는 북원력을 F0으로 하면, 이하의 식 (3) 및 식 (4)가 성립되는 경우이다.

h<ΔLmax (3)

F2> F1+F0 (4)

또한, 이 경우의 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력 F는, 다음식이 된다.

F=F2-F1-F0 (5)

또한, 가공홈 G 또는 노즐(17)과 피가공물 W 사이의 미소한 간극으로부터 유출하는 가공액에 의한 압력손실을 ΔP로 하면, 다음식을 얻을 수 있다.

P1=P2-ΔP (6)

이 압력손실 ΔP는, 공지의 실험식 등을 사용하여 구할 수 있고, 연결부재(18)가 형성하는 오리피스의 제원에 따른다. 따라서, 가공액의 압력 P2에 대하여, 연결부재(18)의 가공액 출구측 내경 D1, 가공액 입구측 내경 D2 및 최소 내경 D0을 선정함으로써, 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력 F를 원하는 값으로 할 수 있다. 즉, 연결부재(18)가 형성하는 오리피스의 제원의 선정에 의해 원하는 강압력 F를 설정 할 수 있으므로, 노즐(17)을 피가공물 W의 표면에 밀착시킨 효율이 높은 고속가공이 가능하게 된다.

또한, 식 (5)의 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력 F가 0이 되는 경우, 즉 다음식이 구성되는 경우에는, 노즐(17)이 피가공물 W에 접촉해서 상대적으로 이동할 때의 마찰력을 무시할 수 있기 때문에, 보다 정밀도가 높은 가공이 가능하게 된다.

F2=F1+F0 (7)

도 3은, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 동작설명용 단면도이고, 가공액 공급관로(20)로부터 가공액이 공급되지 않는 경우에서의 노즐(17)과 피가공물 W와의 대향면 사이의 거리 h가 큰 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 2와 동일한 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다.

도 3에서는, 다음식이 성립된다.

h>ΔLmax (8)

이 경우, 가공액의 압력 P1은 작용하지 않고, 가공액의 압력 P2에 의한 하향력 F2에 의해 연결부재(18)가 변형하고, 가공액의 압력 P2에 의한 하향력 F2와 연결부재(18)의 탄성에 기인하는 북원력 F0이 적합한 위치에 노즐(17)은 정지한다.

다음에 노즐밀착가공 또는 노즐이격가공에서의 노즐(17)로부터 분출되는 가공액의 최적 외경, 즉 설정해야 할 노즐 지름의 예를 설명한다.

노즐밀착가공과 노즐이격가공에 있어서, 직선부의 가공과 코너부의 가공을 비교하면, 직선부의 가공에서의 노즐 지름의 영향은 작지만, 코너부의 가공에서의 노즐 지름의 영향은 큰 것을 알고 있다.

예를 들면, 코너부의 가공에 있어서, 도 2의 (b)에 나타내는 노즐(17)을 피가공물 W에 밀착할 수 있는 경우(노즐밀착가공에 해당)에는, 분출되는 가공액의 외 경을 6 내지 7mm 정도로 하면, 가공액을 극 사이 간극에 효율적으로 분출할 수 있다. 즉, 도 2의 (b)에서, 가공액을 분출하는 노즐의 유효 내경은 연결부재(18)의 가공액 출구측 내경 D1이 되는 것으로, D1을 6 내지 7mm로 설정하면 된다.

한편, 도 3에 나타나 있는 바와 같은 노즐(17)을 피가공물 W에 밀착할 수 없는 경우에는, 분출되는 가공액의 외경을 4mm 이하로 하면 가공홈 G에서 밖으로 비산하는 가공액의 분류(噴流)를 감소할 수 있고, 가공액을 극 사이 간극에 효율적으로 분출할 수 있다. 즉, 도 3에서, 가공액을 분출하는 노즐의 유효내경은 연결부재(18)의 최소 내경 D0이 되므로, D0을 4mm 이하로 설정하면 된다.

이렇게 연결부재(18)의 가공액 출구측 내경 D1을 코너부의 노즐밀착가공에서의 가공액의 극 사이 간극에의 분출효율에 의해 최적화하고, 연결부재(18)의 최소 내경 D0을 코너부의 노즐이격가공에서의 가공액의 극 사이 간극에의 분출효율에 의해 최적화해서 선정함으로써, 분출되는 가공액의 외경을 노즐밀착 가공시 및 노즐이격 가공시에 자동적으로 전환할 수 있고, 가공 효율을 향상 할 수 있으므로 생산성을 향상 할 수 있다.

도 4는, 노즐과 피가공물과의 간격에 의한 가공액의 분출압의 변화를 실측한 결과를 나타내는 도면이고, 직선부의 가공을 행한 경우의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 4에는, 본 발명의 구성(도 1에서, D0=4mm, D1=7mm로 한 경우)과, 종래 노즐의 구성(노즐 지름 4mm인 경우, 노즐 지름 7mm인 경우)을 합쳐 나타내고 있다.

도 4로부터, 노즐과 피가공물과의 간격이 커지면, 본 발명의 구성의 가공액의 분출압과 노즐 지름 4mm의 종래 노즐의 구성의 가공액의 분출압이 대략 동일하 게 되는 것을 안다.

또한, 노즐 지름 4mm의 종래 노즐의 구성 및 노즐 지름 7mm의 종래 노즐의 구성과 함께, 노즐과 피가공물과의 간격이 약 0.3mm 이하의 범위로 가공액의 분출압이 급격하게 저하하고 있다. 이에 대하여, 본 발명의 구성에서는, 노즐과 피가공물과의 간격이 자동적으로 조정되기 때문에, 가공액의 분출압의 저하를 억제할 수 있는 것을 안다.

이상과 같이 연결부재(18)의 최소 내경 D0 및 가공액 출구측 내경 D1을 최적화하고, 또한, 노즐밀착가공에 있어서, 식 (6) 및 (7)로부터, 선정한 최소 내경 D0 및 가공액 출구측 내경 D1에 대하여, 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력 F를 대략 0으로 하도록 가공액 입구측 내 지름 D2를 선정하면, 노즐(17)이 피가공물 W에 접촉할 때의 마찰력을 무시할 수 있기 때문에, 생산성 및 가공 정밀도를 향상할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에서의 노즐과 연결부재와의 결합체의 다른 구성예를 나타내는 도면이고, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다.

도 5의 (a)와 같이, 노즐(17)과 연결부재(18)와의 결합체에 있어서, 가공액의 입구측은 테이퍼부(도면에서 T1)이라도 된다.

또한, 도 5의 (b)와 같이, 노즐(17)과 연결부재(18)와의 결합체에 있어서, 가공액의 출구측을 테이퍼부(도면에서 T2)로 하고, 출구측의 내경 D1의 중공부와 연결시켜도 된다.

즉, 노즐(17)과 연결부재(18)와의 결합체에 있어서, 밀착가공시에 분출되는 가공액의 외경을 규정하는 중공부의 단면적 변화가 없는 부분(도면에서 S1, 내경 D1 부분) 및 이격가공시에 분출되는 가공액의 외경을 규정하는 중공부의 단면적 변화가 없는 부분(도면에서 S0, 내경 D0 부분)이 있으면 된다.

또한, 도 5의 (a)의 구성에서 테이퍼부(도면에서 T1)의 제원(테이퍼부의 길이 및 각도 등)을 선정함으로써, 식 (1)의 F2에 해당하는 가공액의 압력에 의한 하향력의 크기를 변경할 수 있기 때문에, 상기 제원의 선정에 의해 노즐밀착 가공시의 피가공물 W에의 노즐(17)의 강압력 F를 대략 0으로 할 수 있다.

따라서, 도 5의 구성에 의해서도, 도 1의 구성과 동일한 작용효과를 나타낸다.

이상의 설명에서는, 상부가공헤드에 장착된 가공액 분출장치에 대하여 설명했지만, 하부가공헤드에 장착된 가공액 분출장치에 관해서도 동일한 구성을 채용할 수 있다.

(실시예 2)

도 6은, 본 발명의 실시예 2에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도면에서, 21은 연결부재, 22는 예를 들면 O링 등의 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체이다. 또한, 도 6에서, 실시예 1의 도 1과 동일한 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다.

노즐(17)은 연결부재(21)의 가공액 출구측 단부(도면에서 A)로 고정되어 있고, 연결부재(21)는 케이싱(16)에 대하여 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지 지되어 있다. 케이싱(16)과 연결부재(21)와의 사이에 배치된 탄성체(22)는 가공액의 압력에 의해 변형하기 때문에, 이 변형에 의한 복원력이 연결부재(21)에 가공액의 분출방향과 반대방향으로 작용한다.

따라서, 도 6과 같이 노즐(17)이 케이싱(16)에 접촉한 상태(실시예 1의 도 2의 (a)에 해당)에서, 가공액의 압력이 높아지면 탄성체(22)의 변형에 의해 노즐(17)이 피가공물 W에 밀착하는 방향으로 이동한다(예를 들면, 실시예 1의 도 2의 (b)에 해당).

또한 가공액의 압력이 낮아지면 탄성체(22)의 변형이 되돌아오고, 노즐(7)은 도 6의 위치로 되돌아간다.

본 발명의 실시예 2에 관한 도 6의 구성에서는, 탄성체(22)의 변형에 의해 노즐(17)이 이동하는 구성이기 때문에, 연결부재(21)는 강성이 충분하게 높은 재료로 제작 할 수 있다.

이상과 같은 구성에 의해서도, 연결부재(21)의 최소 내경 D0, 가공액 출구측 내경 D1 및 가공액 입구측 내경 D2를 실시예 1과 동일하게 선정함으로써, 실시예 1과 동일한 작용 효과를 나타낸다.

도 7은, 본 발명의 실시예 2에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 다른 구성을 나타내는 단면도이고, 도면에서, 23은 노즐, D1은 노즐(23)의 가공액 출구측 내경, D2는 노즐(23)의 가공액 입구측 내경, D0은 노즐(23)의 최소 내경이다. 또한 도 6과 동일한 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다.

노즐(23)은 케이싱(16)에 대하여 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지지 되어 있다. 케이싱(16)과 노즐(23)과의 사이에 배치된 탄성체(22)는 가공액의 압력에 의해 변형하기 때문에, 이 변형에 의한 복원력이 노즐(23)에 가공액의 분출방향과 반대방향으로 작용한다.

따라서, 도 7과 같이 노즐(23)이 케이싱(16)에 접촉한 상태(실시예 1의 도 2의 (a)에 상당)에서, 가공액의 압력이 높아지면 탄성체(22)의 변형에 의해 노즐(23)이 피가공물 W에 밀착하는 방향으로 이동한다(예를 들면 실시예 1의 도 2의 (b)에 해당).

또한 가공액의 압력이 낮아지면 탄성체(22)의 변형이 되돌아와, 노즐(23)은 도 7의 위치로 되돌아간다.

이상과 같은 구성에 의해서도, 노즐(23)의 최소 내경 D0, 가공액 출구측 내경 D1 및 가공액 입구측 내경 D2를 실시예 1과 동일하게 선정함으로써, 실시예 1과 동일한 작용효과를 나타낸다.

(실시예 3)

도 8은, 본 발명의 실시예 3에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도면에서, 24는 노즐, 25는 신축튜브 등의 관상탄성체로 이루어지는 연결부재, D1은 노즐(24)의 가공액 출구측 내경, D2는 연결부재(25)의 내경, D0은 노즐(24)의 최소경이다. 또한 도 8에서, 실시예 1의 도 1과 동일한 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타내고 있다.

또한, 연결부재(25)의 일단은 케이싱(16)에 고정되고, 타단은 노즐(24)에 고정되어 있으며, 노즐(24)과 연결부재(25)와는 결합체를 구성하고 있다.

도 8의 경우, 연결부재(25)의 내경을 D2(도 1의 연결부재(18)의 가공액 입구측 내경 D2에 해당), 노즐(24)의 최소 내경을 D0(도 1의 연결부재(18)의 최소 내경 DO에 해당), 노즐(24)의 가공액 출구측 내경을 D1(도 1의 연결부재(18)의 가공액 출구측 내경 D1에 상당)로 하고 있고, 연결부재(25) 및 노즐(24)에 의해 오리피스를 구성하고 있다.

이러한 구성에 의해서도, 노즐(24)의 최소 내경 D0 및 가공액 출구측 내경 D1 및 연결부재(25)의 내경 D2를 실시예 1과 동일하게 선정함으로써, 실시예 1과 동일한 작용효과를 나타낸다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치는, 특히 높은 가공 생산성이 요구되는 와이어 방전가공에 사용하는 데에 적합하다.

Claims (7)

1. 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서,

   상기 가공헤드에 고정된 케이싱과,

   상기 케이싱과 상기 노즐을 연결하는, 상기 가공액의 압력에 의해 변형하는 소정의 탄성계수를 갖는 연결부재를 구비하고,

   상기 연결부재와 상기 노즐과의 결합체에 있어서 가공액의 유로를 형성함과 동시에, 그 유로의 상기 가공액의 출구측 내경을, 상기 가공액의 출구측보다도 상류측의 상류측 내경보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치.
2. 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서,

   상기 가공헤드에 고정된 케이싱과,

   상기 케이싱에 대하여 상기 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지지되고, 상기 케이싱과 상기 노즐을 연결하는 연결부재와,

   상기 가공액의 압력에 의해 변형하고, 이 변형에 의한 복원력이 상기 가공액의 분출방향과 반대방향으로 상기 연결부재에 작용하는, 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체를 구비하며,

   상기 연결부재와 상기 노즐과의 결합체에 있어서 가공액의 유로를 형성함과 동시에, 그 유로는, 상기 가공액의 출구측에 소정의 내경의 단면적 변화가 없는 출구측 중공부와, 상기 출구측 중공부보다도 상기 가공액의 상류측에 상기 출구측 중공부의 내경보다 작은 소정의 내경의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치.
3. 피가공물의 상부 또는 하부에 배치된 가공헤드에 고정되고, 상기 피가공물과 와이어전극과의 극 사이 간극에 가공액을 분출하는 노즐을 구비한 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치에 있어서,

   상기 가공헤드에 고정된 케이싱과,

   상기 케이싱에 대하여 상기 가공액의 분출방향으로 활주가능하게 지지된 노즐과,

   상기 가공액의 압력에 의해 변형하고, 이 변형에 의한 복원력이 상기 가공액의 분출방향과 반대방향으로 상기 노즐에 작용하는, 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체를 구비하며,

   상기 노즐에, 상기 가공액의 출구측에 소정의 내경의 단면적 변화가 없는 출구측 중공부와, 상기 출구측 중공부보다도 상기 가공액의 상류측에 상기 출구측 중공부의 내경보다 작은 소정의 내경의 단면적 변화가 없는 중공부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기의 가공액 분출장치.
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