TW201311383A - 細孔放電加工裝置 - Google Patents

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TW201311383A
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Abstract

本發明提供一種可高效率地進行加工屑排出且可高速地進行小徑孔之放電孔開孔加工之細孔放電加工裝置。本發明之細孔放電加工裝置具備:旋轉軸8,其以沿Z軸方向移動且旋轉之方式設置;電極固持器10,其使上部收容固定於旋轉軸8且保持棒狀電極或管狀電極之加工用電極11之上部;及電極導件13,其於工件14附近隔著加工液之液膜沿Z軸方向導引加工用電極11之下部;且於將電極導件13固定於工件附近之殼體17內具備收容高壓加工液22c之高壓加工液收容室9,於高壓加工液收容室9之下端具備高壓加工液噴射口9a,其被限制為超細微地大於電極直徑之口徑,使直徑與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑35a大致相等之高壓加工液22c之噴射流幾乎不擴散地侵入至放電加工間隙。

Description

細孔放電加工裝置
本發明係關於一種用以穿開相對細徑乃至微細徑之孔之加工液自由流動方式之細孔放電加工裝置。
近年來,細孔放電加工機因與刻模放電加工相比加工速度較快,故而廣泛用於線切割放電加工之線電極插通用之加工起始孔或飛機零件、汽車用零件加工等之孔加工。
加工液自由流動方式之細孔放電加工裝置係使用棒狀或管狀加工用電極將加壓加工液供給至工件之加工位置以冷卻加工用電極,並同時於加工用電極之前端面與工件之電極對向部位之間施加脈衝電壓重複進行脈衝放電而進行放電加工,從而可高速穿孔加工電極直徑之數十倍深之細孔。
供給至加工位置(加工中之孔)之加壓加工液包含藉由放電加工而產生之加工屑、氣體等且通過放電加工間隙(電極直徑與工件孔徑之間隙)向放電加工孔之入口側開口部流通而排出,並且與加壓加工液一併排出。
加工液之供給對電極與工件間之放電加工間隙之冷卻、促進加工屑及氣體之排出等為必需者,但於加工較細且較深之孔之情形時,將大量液體供給至放電加工間隙極其困難。因此,先前雖嘗試提高加工液之供給泵出而供給高壓液,但因孔較細且較深,故而難以供給及流通充足之加工液。又,存在加工屑熔融且作為熔融附著物堆積於加工孔 之入口側開口之角隅處之傾向。
如圖5所示,先前,通過管狀電極噴射加工液,並且藉由與電極分離而配置之加工液噴射噴嘴朝向斜下方之放電加工位置噴射加工液。詳細而言,即便於放電孔開孔加工中,為了使加工周邊之加工屑排出移動而亦進行使用有噴嘴之側面噴射。於棒狀電極之使用中,使用配置於電極之斜上方之噴射噴嘴進行加工液噴射,但存在以下問題:工件之加工部入口側開口部之至少一半處於淹沒於噴射加工液中之狀態,加工碎屑之排出口經常集中於與噴射方向為相反側之部位,於加工效率下降之狀態下頻繁發生二次放電,從而加工孔成為以加工液噴射方向為長度方向之橢圓狀。
又,若以提高加工屑排出為目的而增加加工液噴射壓力,則存在以下問題:擠壓電極側面之矢量力增加使電極向噴嘴之噴射方向靠近而引起振動使放電加工變得不穩定,與因機械因素及加工液流量不足所導致之二次放電現象疊加而成為形成橢圓孔之主要因素。
於專利文獻1中提出有如下細孔放電加工裝置:以沿Z軸方向進給且旋轉驅動之電極固持器保持較細之管狀電極之上端部,以電極導件導引該管狀電極之下部,自該管狀電極之上端通過該管狀電極內將加工液以噴流狀態供給至放電加工孔內,並同時使該管狀電極旋轉且沿Z軸方向進給而進行細孔放電加工,並且除上述加工液之供給以外還自配置於放電加工孔之斜上方之複數個部位之噴射噴嘴噴射 液壓至少2 MPa以上之加工液,藉此將附著於加工孔之入口側開口之角隅處之碎屑吹散而抑制熔融附著物之產生。
於專利文獻2中提出有以沿Z軸方向進給並且旋轉驅動之中空主軸保持較細之管狀電極之細孔放電加工裝置。於專利文獻2中,不存在專利文獻1所示之導引管狀電極之下部之電極導件。自該管狀電極之上端通過該管狀電極內將加工液以噴流狀態供給至放電加工孔內,並同時使該管狀電極旋轉且沿Z軸方向進給而進行細孔放電加工。藉由使通過管狀電極內之加工液為1.5 Hz以上之脈動流且以噴流狀態供給至放電加工孔內而自電極與工件間之放電加工間隙排出加工屑。
專利文獻3、4係採用如下加壓加工液供給方式:以包圍棒狀電極或管狀電極之方式供給加壓加工液,於為管狀電極之情形時亦併用通過筒狀空間供給。
於專利文獻3中提出有如下細孔放電加工裝置:以沿Z軸方向進給且旋轉驅動之電極固持器保持棒狀電極或管狀電極之上端部,以電極導件導引該管狀電極之下部,將加壓加工液自該電極導件之上端包圍電極外表面內而供給至電極固持器為止,並自電極固持器至電極下端為止通過由設置於電極固持器之電極穿過之導引孔包圍電極外表面內而以噴流狀態供給以進行細孔放電加工。
於專利文獻4中揭示有如下細孔放電加工裝置:以沿Z軸方向進給並且旋轉驅動之電極固持器保持棒狀電極或管狀電極之上端部,且以電極導件導引該電極之下部,將加壓 加工液自該電極之上端包圍電極外表面內供給至電極固持器為止,藉由設置於該電極固持器之噴射器結構向供給至電極固持器之加壓加工液中混入高壓氣體,將混入有該氣體之加壓加工液通過電極導件之導引孔包圍電極外表面供給至電極下端為止,將工件固定於真空抽吸箱內,一面以自該箱底部對該箱內進行真空抽吸之真空抽吸裝置進行真空抽吸,一面進行細孔放電加工。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開平05-169322號公報專利文獻2:日本專利特開平05-185326號公報專利文獻3:日本專利特開2001-287119號公報專利文獻4:日本專利特開2004-1156號公報
根據專利文獻1、2所揭示之技術,於使用電極直徑0.2 mm以下之管狀電極進行開孔用放電加工之情形時,受加工液黏性與管路阻力之影響而導致通過電極內通路所供給之加壓加工液減少,因此加工孔內表面與管狀電極之間之放電加工間隙中之流通量減少,因此利用加壓加工液進行之加工碎屑之排出不良。因此而產生二次放電現象或短路現象,放電加工速度顯著降低,從而產生無法實現作為此種放電加工裝置之特長之高速加工之異常。因此,若以增加加工液噴射流量為目的而增加加工液壓力,則由於管狀 電極之管之內部厚度不均勻而使本來直線狀之管產生應變或撓曲,從而無法進行加工。
又,於使用棒狀電極之情形時,雖然使用噴嘴噴射向加工孔之入口側開口部自斜向噴射加工液,但若電極直徑為0.2 mm以下,則加工碎屑之排出會不充分,此情況與管狀加工用電極之情形相同,且產生上述異常之情況亦相同。
專利文獻3中所揭示之技術,存在來自加工部之污液侵入電極導件內而使電極導件堵塞,從而無法進行長時間之穩定之電極進給之問題。但於專利文獻4中指出,專利文獻4中所揭示之技術係解決該問題者。根據專利文獻3所揭示之技術,自上方之電極固持器流下之高壓加工液22c暴露於大氣中導致壓力降低而流入電極導件之漏斗部,加工液藉由積留於該漏斗部內之加工液之擠出壓力而自電極導件向放電加工中之孔流下。因此,該加工液於不具有較大之噴射壓力之狀態下以較厚之膜覆蓋電極表面而流下,且較放電加工中之孔之直徑大地擴散並向該孔放射,因此,該加壓加工液向放電加工間隙之侵入供給無法充分進行,並且積留於孔周圍之水消失,加壓加工液成為阻礙藉由放電加工而產生之加工屑自放電加工間隙排出之障壁,因此加工屑之排出無法充分進行。因此,會花費較多加工時間,從而無法提高加工效率。
根據專利文獻4所揭示之技術,自電極導件朝向放電加工中之孔放射之加壓加工液含有高壓氣體,因此,於到達加工中之孔之前會較大地擴散,因此,該加壓加工液向放 電加工間隙之侵入供給無法充分進行,因此,加工屑之排出無法充分進行。因此,會花費較多之加工時間,從而無法提高加工效率。
又,於使用電極直徑0.15 mm以下之棒狀電極進行加工深度超過加工孔徑之十倍之加工之情形時,視需要除藉由噴嘴向側面噴射加工液以外還併用電極之躍升動作而進行加工屑之排出,但藉由躍升擴大加工間隙之期間無法進行加工而成為引起加工效率降低之主要原因,因此,即便於加工深度較大之情形時,亦期望足量之加壓加工液到達孔底部之供給方式。
如圖5所示,就先前之使用有加工液噴射噴嘴之自一個方向進行之加工液噴射、或自電極上部之降落水流而言,因噴嘴直徑或降落水流直徑較大,故而於加工屑排出時電極包圍加工液成為罩蓋導致加工屑難以排出而成為加工效率降低之狀態。尤其,使用有加工液噴射噴嘴之迄今為止之加工液噴射以工件與電極間為目標方向進行噴射,但其噴射力於矢量方向分解而分解為擠壓電極側面之力與電極行進方向之力,矢量力之一部分於電極行進方向分解而進入加工孔對加工屑之排出發揮作用。因此,初始加工液噴射力作為排出加工屑之作用大大衰減。
本發明係鑒於上述方面而提出者,其目的在於提供一種能夠以使加壓加工液自放電加工間隙順利地排出加工屑之方式將加壓加工液供給至細孔放電加工位置之細孔放電加工裝置。
為達成上述目的,本發明之細孔放電加工裝置之特徵在於具備電極導件,其於工件附近隔著加工液之液膜沿z軸方向導引棒狀電極或管狀電極之加工用電極之下部,且於將上述電極導件固定於工件附近之殼體內具備收容高壓加工液之高壓加工液收容室,於上述高壓加工液收容室於其下端具備高壓加工液噴射口,其被限制為超細微地大於電極直徑之口徑,使直徑與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑大致相等之高壓加工液之噴射流幾乎不擴散地侵入至放電加工間隙。
上述發明之細孔放電加工裝置以電極固持器保持棒狀或管狀加工用電極之上部,於接近工件之位置以電極導件隔著高壓加工液之液膜沿Z軸方向導引加工用電極之下部。而且,自高壓加工液噴射口噴射導入至高壓加工液收容室內之高壓加工液。高壓加工液噴射口被限制為超細微地大於加工用電極直徑之口徑,以使噴射流幾乎不擴散且以噴射流包圍加工用電極之表面之方式噴射高壓加工液,因此可使該高壓加工液較深地侵入至放電加工間隙。因此,若使加工用電極相對於工件沿Z軸方向相對地進給而進行細孔放電加工,則因此而於放電加工孔底部產生之加工屑被吸入較深地侵入放電加工間隙之加工液且自放電加工間隙順利地輸送至放電加工孔入口部。自高壓加工液噴射口到達工件表面之放電加工孔入口部周圍之噴射流猛烈地碰撞包含剛自放電加工間隙流出至該放電加工孔入口部周圍之 加工屑之加工液,且因碰撞之衝擊而呈噴霧狀飛散,因此,不會於工件表面之放電加工孔入口部周圍造成液體積留,從而不會於放電加工孔入口部之邊緣形成熔融附著物,於放電加工孔底部產生之加工屑不積留於加工間隙而順利地排出至外部。而且,因充分較大地進行加工用電極之冷卻,故而可使供給至加工用電極之電流大幅度地大於先前,因此,可將放電加工時間縮短為先前之數分之一,從而大幅度提高放電加工效率。進而,於開孔結束之時間點,來自高壓加工液噴射口之噴射流穿過放電加工間隙,因此,藉由該噴射流而沖走附著於加工用電極下端之加工屑,因此不會於加工用電極下端形成熔融附著物。
本發明之細孔放電加工裝置進而具備:軸,其保持上述加工用電極;加壓加工液分配室,其將加壓加工液導入至上述軸之內部並由上述加工用電極穿過,且具有噴射孔;液槽,其於上述電極導件之上側,收容自上述加壓加工液分配室之噴射孔噴射且包圍加工用電極而流下之加壓加工液,且於加工用電極為管狀電極時,於連通狀態下對其內部通路分配加壓加工液;儲液槽,其通過溢流液流下管自上述液槽收容溢流液。
根據該構成,能夠以加壓加工液之放射流包圍並冷卻加工用電極之自電極固持器至電極導件為止之部分,於加工用電極為管狀電極之情形時,亦可將加壓加工液供給至該管狀電極之內部空間。而且,可將大量加壓加工液自加工液泵供給至電極固持器,可使自電極固持器包圍作為棒狀 電極或管狀電極之加工用電極而噴射之加壓加工液之噴射流量增多,從而可使加工用電極之自電極固持器至液槽之間之部分充分冷卻。至於加工用電極,離開於與工件之間進行放電之電極下端之部分之冷卻亦使得可於加工用電極流動大電流。
較佳為,於上述發明中構成為藉由加工液泵將上述儲液槽內之加工液分支為上述加壓加工液與上述高壓加工液而循環。
於該構成中,加壓加工液與上述高壓加工液之供給係藉由僅以1個泵泵出儲留於儲液槽內之加工液而進行,分支後,只要進行加壓加工液之壓力設定與高壓加工液之壓力設定即可,故而易於進行加工液之壓力設定之控制及流量控制,從而可簡單地構成加工液之循環路徑。
較佳為,於上述發明中具備壓力設定機構,其使導入至上述高壓加工液收容室之上述高壓加工液之液壓為3 MPa以上,使以高壓加工液包圍上述加工用電極之自上述電極導件至電極下端之間之狀態的噴射流之液壓為3 MPa以上。
於該構成中,高壓加工液之液壓為3 MPa以上,因此,即便於放電加工孔變深之加工階段,高壓加工液亦可順利地侵入放電加工孔之內表面與加工用電極之間之放電加工間隙,從而高壓加工液可沖走於放電加工孔部產生之加工屑。因此,即便為較深之細孔之放電加工亦可短時間地進行加工。
較佳為,於上述發明中,上述高壓加工液收容室為電極導件之中空部,經由設置於使電極導件之下端露出而收容該電極導件之殼體之液體通路導入高壓加工液,且上述高壓加工液噴射口設置於上述電極導件之中空部即上述高壓加工液收容室之下端。
於該構成中,可將高壓加工液大量地導入電極導件之中空部,自筒狀空間下端之高壓加工液噴射口噴射之高壓加工液之噴射流包圍自具有與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑大致相等之直徑之高壓加工液噴射口至電極下端之間之加工用電極而幾乎不擴散地侵入放電加工間隙。因此,即便為較深之細孔之放電加工,亦可短時間地進行加工。
較佳為,於上述發明中,上述高壓加工液收容室形成為設置於收容上述電極導件之殼體內,且沿著該電極導件之表面導入至下端為止;上述高壓加工液噴射口同心地設置於上述高壓加工液收容室之上述電極導件之下側附近。
於該構成中,高壓加工液可大量地導入電極導件周圍之空間,自高壓加工液收容室下端之高壓加工液噴射口噴射之高壓加工液之噴射流包圍自具有與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑大致相等之高壓加工液噴射口至電極下端之間而幾乎不擴散地侵入放電加工間隙。因此,即便為較深之細孔之放電加工,亦可短時間地進行加工。
較佳為,於上述發明中具備:空氣噴嘴,其噴射用以吹 散包含自加工前後產生之成霧狀之加工屑之飛散加工液及液化物之空氣或惰性氣體;噴霧加工液回收裝置,其用以回收上述被吹散之飛散加工液及液化物。
於該構成中,包含成霧狀之加工屑之飛散加工液及液化物不會滯留於放電加工孔周邊,因而包含加工屑之加工液可自放電加工間隙順利地排出,從而可避免於入口部放電加工孔之周邊形成熔融堆積物。
根據本發明,可減少將高壓加工液自距工件至近距離之位置向工件表面之入口部放電加工孔周圍之供給而能沿著電極表面將高壓加工液較深且大量地供給至放電加工間隙,因此,可將藉由放電加工而於放電加工孔底部產生之加工屑自放電加工間隙順利地排出,因此,本發明可提供一種細孔放電加工裝置,即便於欲在大氣中之操作環境下藉由放電加工高速地穿開相對細徑乃至微細徑之孔之情形時,亦可順利地自放電加工間隙排出加工屑,且可極其高速且穩定地進行放電加工,從而可實現加工時間之大幅縮短,改善操作性而能對相對較細之孔之量產加工期望大幅度之成本降低。
以下,參照圖式對本發明之一實施形態之細孔放電加工裝置進行說明。
[第1實施形態]
圖1係第1實施形態之細孔放電加工裝置之整體構成圖, 圖2係主要部分之放大剖面圖,圖3係將主要部分進一步放大之剖面圖。
該實施形態之細孔放電加工裝置1包含:旋轉軸8,其以沿Z軸方向移動並旋轉之方式設置,且收容固定電極固持器10之上部;作為夾盤裝置之電極固持器10,其上部收容固定於旋轉軸8且保持棒狀或管狀加工用電極11之上端;電極導件13,其隔著加工液之液膜而沿Z軸方向導引加工用電極11之下端;加壓加工液分配室8a,其形成於旋轉軸8上,經由旋轉接頭5導入來自加工液泵21之加壓加工液;液槽15,其設置於收容支撐電極導件13之殼體17之上部,收容自加壓加工液分配室8a下端之噴射孔8b噴射且包圍加工用電極11而流下之加工液;高壓加工液收容室9,其於上述殼體17內連通於該液槽15,並且收容來自加工液泵21之高壓加工液22c;高壓加工液噴射口9a,其設置於高壓加工液收容室9之下端,且使直徑與藉由細孔放電加工而形成於工件14之入口部加工孔徑35a大致相等之高壓加工液22c之噴射流幾乎不擴散地侵入至放電加工間隙。此處,於本實施形態中例示有使用旋轉軸作為軸之例,但並不限定於此,亦可為不旋轉之軸。
該實施形態之細孔放電加工裝置1中,作為加工液循環系統而包括加工液泵21、管狀噴射用壓力調整閥46、加工液噴射導件用壓力調整閥45、及儲液槽40。作為電源控制系統而包括控制單元44、伺服單元39、加工用脈衝電源36、NC(Numerical Control,數控)裝置42、馬達驅動器 43。
電極固持器10由頭部25之旋轉軸8支撐。頭部25由包含基座23及豎立設置於該基座23上之支柱24之框架之支柱24之上端突出部支撐。
頭部25具有包含固定於支柱24之Z軸板26及一端固定於Z軸板26之下端且沿水平方向延伸之導引導件固定板12之L形框架,且還包括設置於Z軸板26之導軌27、卡合於導軌27且沿Z軸方向(縱向)導引之滑軌28、及基端固定於滑軌28且沿水平方向延伸之升降台7,且使升降台7沿Z軸方向(縱向)自由地移動。
頭部25於Z軸板26之上端部包含使升降台7沿Z軸方向進退之驅動機構。即,於一端固定於Z軸板26之上端部且沿水平方向延伸之安裝板29安裝有可旋轉且不可沿軸方向移動之進給螺桿軸34,並且該進給螺桿軸34與固定於設置在升降台7之貫通孔中之上螺母器螺合。而且,該頭部25包含伺服馬達3,該伺服馬達3之旋轉經由安裝於伺服馬達3之輸出軸33上之滑輪31、傳送帶32、及安裝於進給螺桿軸34上之滑輪30傳遞至進給螺桿軸34。因此,藉由伺服馬達3使進給螺桿軸34旋轉而可由導軌27導引升降台7使之沿Z軸方向進退。
電極固持器10設置於升降台7之下端,若加工用電極11之上端自下方插入則夾持該上端,藉由設置於升降台7之馬達4而使電極固持器10旋轉,從而使加工用電極11旋轉。
工件14定位固定於設置在基座23之X-Y移動台裝置62上。X-Y移動台裝置62具有根據基於來自NC裝置42之信號所生成之馬達驅動器43之驅動信號而進行工作之X軸馬達MX及Y軸馬達MY,其進行移動以將工件14定位於與Z軸方向正交之X-Y平面內,且可使工件14之開孔位置準確地對向於加工用電極11。
若加工用電極11沿Z軸下降而接近工件14之入口面,則會產生加工用脈衝之電壓降且進行加工原點之設定。當已精密地定位加工用電極11與工件14之工件位置時,可開始放電加工,當未精密地定位加工用電極11與工件14之工件位置時,則於X-Y平面內進行定位後開始放電加工。
導入至加壓加工液分配室8a之加壓加工液22b於加工用電極11為管狀電極時,加壓加工液22b通過管狀中空通路內而自電極下端直接供給至放電加工孔14a之底部。加壓加工液分配室8a之下部為與電極固持器10之電極夾持面鄰接且沿縱向穿設之噴射孔8b,於加工用電極11為管狀電極與棒狀電極之任一者之情形時,該噴射孔8b均會以於其下端形成彙集於一起之相對較大直徑之加壓加工液之液流而包圍加工用電極11之至電極導件13為止之間之部分而使其冷卻。該加壓加工液22b之液流收容於液槽15內。
液槽15由導引導件固定板12之突出端上表面支撐,收容自加壓加工液分配室8a噴射且包圍加工用電極11而流下之加工液。液槽15藉由溢流液流下軟管52與設置於下部位置之儲液槽40連通連接而使加工液溢流至儲液槽40內。液槽 15設有所需之容積,從而導入至加壓加工液分配室8a之加壓加工液較多,且即便液槽15中所收容之加壓加工液較多,藉由來自液槽15之溢流液流下至儲液槽40亦可使液槽15保持於固定之液面水平。
當加工用電極11之較上部導片13c靠上部之部分處於大空中之狀態下,若於加工用電極11流過大量電流則電極會燒損。又,高壓加工液22之噴射亦會自上部導片13c與電極之間隙朝向上方進行,故而,於電極固持器10與上部導片13c之間之距離相對長之情形時,會使電極產生振動及彎曲。因此,設置液槽15,由液槽15中之高壓加工液22c吸收導件上方之加工液噴射力,且,液槽15設為溢流方式,因此即便於處於大氣中之狀態下,亦可使大量電流流過加工用電極11而實現高速且穩定之細孔放電加工。
如圖6所示,電極導件13形成為中空體,高壓加工液收容室9於此實施形態中為電極導件13之中空部分。作為用以將高壓加工液22c導入至該中空部分即高壓加工液收容室9內之高壓加工液導入通路,於導引導件固定板12內部設置有液體通路12a,於固定於導引導件固定板12之突出端下表面之殼體17內設置有液體通路17a,且設置有與該液體通路17a連通且與作為電極導件13之側面中途及電極導件13之中空部即高壓加工液收容室9連通之貫通路13a。而且,於電極導件13之中空部即高壓加工液收容室9之下端設置有擔載高壓加工液噴射口9a之下部導片13b,如圖3所示,殼體17使電極導件13之下端部露出而收容該電極導 件13。即,頭罩17b使電極導件13之下端部露出。再者,貫通路13a為圓形、方形、或橢圓形,除了發揮使經加壓之高壓加工液22c流入之作用以外,亦可作為在電極導件13內破損之加工用電極11或加工屑之去除排出口而發揮作用,較理想為於電極導件13之機械強度許可之範圍內加大。
如圖6所示,高壓加工液收容室9形成有較電極直徑大數倍之直徑,以使下端與上端變窄之方式,與中空部分之中心同心地固定有下部導片13b及上部導片13c。於此實施形態中,擔載高壓加工液噴射口9a之下部導片13b由加工用電極11穿過,於加工用電極11周圍以具有例如2 μm以下之間隙之方式形成為超細微地大於電極直徑之口徑,上側端面形成為漏斗狀,一方面具有於超細微之間隙隔著高壓加工液22c之液膜沿Z軸方向導引加工用電極11之功能,且具有藉由液膜進行導引之功能,並將中空部分之高壓加工液22c向下方噴射成包圍加工用電極11之超薄膜之噴射流。因此,下部導片13b之由加工用電極11穿過之開口與加工用電極11之間之間隙成為高壓加工液噴射口9a,且被限制為超細微地大於加工用電極直徑之口徑,藉此,具有使直徑與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑35a大致相等之高壓加工液22c之噴射流幾乎不擴散地侵入放電加工間隙之放射導引功能。
上部導片13c由加工用電極11穿過,且於加工用電極11之周圍以具有間隙之方式形成為超細微地大於電極直徑之 口徑,上端面形成為漏斗狀,具有於超細微之間隙中隔著高壓加工液22c之液膜沿Z軸方向導引加工用電極11之功能。上部導片13c之內徑亦可稍大於下部導片13b之內徑。
如圖1所示,本發明構成為:藉由加工液泵21汲取儲液槽40內之加工液22,且將該加工液22分支為供給至加壓加工液分配室8a之加壓加工液22b與供給至高壓加工液收容室9之高壓加工液22c而進行循環。即,以管狀噴射用壓力調整閥46對自加工液泵21進給之加工液22a進行調壓而使之成為加壓加工液22b,將該加壓加工液22b導入電極固持器10內之加壓加工液分配室8a內,又,以加工液噴射用壓力調整閥45將自加工液泵21進給之加工液22a之分支流以使其壓力高於加壓加工液22b之液壓之方式進行調壓而使其成為高壓加工液22c,將該高壓加工液22c導入電極導件13之中空部即高壓加工液收容室9內。使導入至高壓加工液收容室9之高壓加工液22c之液壓為3 MPa以上,且使以高壓加工液22c包圍加工用電極11之自電極導件13至電極下端為止之間之狀態下之噴射流之液壓為3 MPa以上,對於使高壓加工液22c較深地侵入放電加工間隙35b中而沖走加工屑具有較大效果。因此,將加工液噴射用壓力調整閥45之壓力設定為3 MPa以上。
若將高壓加工液22c之壓力設為3 MPa以上,則若在下部導片13b由加工用電極11穿過之狀態下之加工液噴射噴到噴射方向10 mm以內之金屬材表面等時,則高壓加工液22c具有霧化之趨勢。於上部導片13c之上側安裝液槽15且使 高壓加工液22c流入。液槽15內之加工液對應於高壓加工液22c之液壓而變更其水位,且設為能夠將加工用電極11之自電極固持器10至上部導片13c為止之間之一部分淹沒之水位。藉此,具有防止於加工中之進退移動時所產生之電極振動、電極彎曲之功能,且可進行自電極固持器10至上部導片13c為止之間之電極冷卻。
於上述電極冷卻方法中,亦能夠以電極直徑為0.2 mm以下之加工用電極11使加工脈衝設定電流為以往之3倍以上,從而可高速地進行開孔放電加工。
設置於電極固持器10之加壓加工液分配室8a使藉由加工液泵21供給之加壓加工液22b包圍由該電極固持器10保持之加工用電極11之外表面而朝向電極導件13放射,並且於該加工用電極11為管狀電極之情形時,亦將加壓加工液供給至該管狀電極之內部空間。
設置於電極導件13中之高壓加工液收容室9收容包圍加工用電極11之自電極固持器10至該電極導件13為止之間且到達該電極導件13之噴射流之加壓加工液,並且經由高壓加工液供給通路51收容液壓較該加壓加工液高之高壓加工液22c且形成以高壓加工液22c包圍該加工用電極11之自該電極導件13至電極下端為止之間之狀態之噴射流。
高壓加工液收容室9包含具有與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑35a大致相等之直徑之高壓加工液噴射口9a,該高壓加工液噴射口9a具有使自該高壓加工液噴射口9a噴射之高壓加工液22c之噴射流幾乎不擴散地 侵入放電加工間隙35b之噴射功能。
本發明包含:空氣噴嘴16,其噴射用以吹散包含自加工前後產生之成霧狀之加工屑之飛散加工液及液化物之空氣或惰性氣體;噴霧加工液回收裝置20,其用以回收藉由空氣噴嘴16吹散之飛散加工液及液化物。噴霧加工液回收裝置20固定於導引導件固定板12之下表面,空氣噴嘴16亦同樣地固定。本發明包含加壓空氣供給裝置(例如空氣壓縮機)47、鼓風流量調整閥48、空氣抽吸流量調整閥49、及真空產生器50以便自空氣噴嘴16噴射空氣或惰性氣體、及於噴霧加工液回收裝置20中進行負壓抽吸。於自空氣噴嘴16噴射惰性氣體之情形時,設置有未圖示之儲氣罐。由真空產生器50捕獲之濕氣流下至儲液槽40內。根據來自控制單元44之判定處理機構44c之控制信號而控制加壓空氣供給裝置47。
加工用脈衝電源36以設加工用電極11為陰極且設工件14為陽極之方式經由輸出線37而自通電毛刷6電性連接於旋轉軸8,並且經由輸出線38電性連接於工件14,對形成於加工用電極11之下端面與工件14之電極下端面對向部位之間之放電加工間隙35b施加加工用脈衝電壓。再者,亦可根據加工用電極11與工件14之材質之不同而使上述極性相反地連接。
放電加工中,一面噴射加工液一面藉由伺服單元39使加工用電極11沿Z軸方向相對於工件14進退,從而維持適當之放電加工間隙35b。
伺服單元39具有伺服電路與伺服驅動器,根據來自NC裝置42之信號而輸入自加工用脈衝電源36輸出之脈衝,從而控制驅動伺服馬達3。
藉由伺服馬達3之驅動旋轉而升降之升降台7之移動量作為脈衝量而由旋轉編碼器2檢測,並輸入至控制單元44之電極移動位置計測機構,始終檢測電極之移動位置位於何處並向記憶處理及比較處理機構44b輸入資料或於該記憶處理及比較處理機構44b進行比較處理。
控制單元44包含電極移動位置計測機構44a、使用有微電腦之記憶處理及比較處理機構44b、及使用有微電腦之判定處理機構44c。
電極移動位置計測機構44a輸入旋轉編碼器2對藉由伺服馬達3之驅動旋轉而升降之升降台7之移動量(電極之移動量)進行檢測並對應於該移動量而輸出之脈衝量,而始終檢測進行放電加工之電極下端之當前位置,且將位置信號輸出至記憶處理及比較處理機構44b。
記憶處理及比較處理機構44b包括:對通過管狀電極內部之加壓加工液之噴射起始位置進行比較之機構;對來自高壓加工液噴射口9a之高壓加工液22c之噴射起始位置進行比較之機構;對加工結束位置進行比較之機構;對來自電極之加工液噴射停止位置進行比較之機構;及對來自高壓加工液噴射口9a之高壓加工液22c之噴射停止位置進行比較之機構;對設定於各機構之閾值及來自電極移動位置計測機構44a之信號進行比較,並將相等時所需之控制信 號輸出至判定處理機構44c。
判定處理機構44c包括:軸進給.加工控制機構;加壓空氣供給時間控制機構;判定加工液泵壓力控制增減速之機構;加壓加工液之壓力調整閥控制機構;及高壓加工液22c之壓力調整閥控制機構;且向加工液循環系統、加壓空氣供給系統、電源控制系統之各機器輸出控制信號。即,判定處理機構44c輸出:對於加工液泵21之驅動起始停止信號;對於管道噴射用壓力調整閥46與加工液噴射導件用壓力調整閥45之壓力設定信號;閥開關信號;對於加壓空氣供給裝置47之驅動起始停止信號;對於伺服單元39之Z軸方向移動量指示信號;對於加工用脈衝電源36之控制信號;及對於NC裝置42之控制信號。
判定處理機構44c輸出對放電加工間隙35b施加所需之放電加工用脈衝電壓以將放電加工間隙35b之間隙控制為所需之最佳值之伺服控制信號sv。表示放電加工間隙35b之狀態之信號F自加工用脈衝電源36提供至控制單元44,伺服控制信號sv提供至伺服馬達3,藉此,進行加工用電極11向Z軸方向之進給量之控制。
加工用脈衝電壓自加工用脈衝電源36經由輸出線37、38施加至形成於加工用電極11與工件14之間之放電加工間隙35b中。
加工中,加工用電極11於藉由電極旋轉馬達4旋轉之同時藉由伺服馬達3沿Z軸方向進退,於此期間可藉由電極導件13導引電極前端部,從而可使其相對於工件14保持正確 之定位狀態。
若加工用電極11隨著沿Z軸降下而接近上述工件14之入口面,則會產生加工用脈衝之電壓降且進行加工原點之設定。其後,於NC放電加工機中,移動加工位置而開始放電加工或直接開始放電加工。
符號55為密封構件,且使用O形環。符號56為導引電極之研缽狀塊體,符號59為插塞頭。
上述發明之細孔放電加工裝置以電極固持器保持棒狀或管狀加工用電極之上部,於接近工件14之位置以電極導件隔著高壓加工液22c之液膜而沿Z軸方向導引加工用電極之下部。而且,自高壓加工液噴射口9a噴射導入至高壓加工液收容室9內之高壓加工液22c。高壓加工液噴射口9a被限制為超細微地大於加工用電極直徑之口徑,以使噴射流幾乎不擴散且以噴射流包圍加工用電極之外表面之方式噴射高壓加工液22c,因此,可使該高壓加工液22c較深地侵入放電加工間隙35b中。因此,若使加工用電極一面旋轉一面沿Z軸方向相對於工件14相對性地進給而進行細孔放電加工,則因此而於放電加工孔底部產生之加工屑被較深地侵入放電加工間隙35b中之加工液吸取而順利地自放電加工間隙35b輸送至放電加工孔入口部。自高壓加工液噴射口9a到達工件表面之放電加工孔入口部周圍之噴射流猛烈地碰撞包含剛自放電加工間隙35b流出至該放電加工孔入口部周圍之加工屑之加工液,且因碰撞之衝擊而成為噴霧狀飛散,因此,不會於工件表面之放電加工孔入口部周圍 造成液體積留,從而不會於放電加工孔入口部之邊緣形成熔融附著物,於放電加工孔底部產生之加工屑不積留於放電加工間隙35b中而順利地排出至外部。而且,充分地較大地進行加工用電極之冷卻,故而可使供給至加工用電極之電流大幅地大於先前,因此,可將放電加工時間縮短為先前之數分之一,從而會大幅度提高放電加工效率。進而,於開孔結束之時間點,來自高壓加工液噴射口9a之噴射流穿過放電加工間隙35b,因此,藉由該噴射流而沖走附著於加工用電極下端之加工屑,因此不會於加工用電極下端形成熔融附著物。
如圖4所示,自加工用電極11與電極導件13之下部導片13b之間隙(於實驗中單側為0.01 mm以下)將高壓加工液22c沿著電極側面一面包圍電極一面噴射,故而高壓加工液22c成為直接進入加工孔之液流。又,當加工屑排出時自下部導片13b噴射之高壓加工液22c覆蓋加工孔入口部周圍之範圍較小,故而可有效率地進行加工屑排出,從而成為加工效率良好之狀態。
自電極導件13之下部導片13b進行之加工液噴射係朝向於加工用電極11為棒狀電極及管狀電極之任一者之情形時均會形成之放電加工間隙35b之入口部,將至少加壓至3 MPa以上之加工液22與電極進退方向大致平行地一面以大致與放電加工擴大量相等之厚度或其以下之厚度包圍電極之表面周圍,一面沿著電極外側面噴射。
於噴射之高壓加工液22c與工件14上表面直接接觸之區 域35c因該加工液發生霧化而成為相對較薄之水流之障壁,藉由電極旋轉等,噴射加工液自入口部放電加工孔徑35a之加工間隙產生擴大不均勻之部分供給至放電間隙,且於電極貫通工件之前隨著加工碎屑被送出至放電加工間隙35b之入口部。此時,於放電加工間隙35b之入口部,伴隨有應排出之加工屑之加工液與自電極導件13噴射之高壓加工液22c發生碰撞。然而,根據實驗例之觀察,與使用有迄今為止所使用之加工液噴射噴嘴者相比,周圍之液層可極有效率地進行排出。因此,加工速度得以大幅度地提高。
圖7(a)~(e)係表示於該細孔放電加工裝置1中所採用之電極導件13之5種形態之立體圖。圖7(a)~(e)所示之任一電極導件13均如利用圖6所述般,除發揮使高壓加工液22c流入加工用電極11插通與沿軸方向貫通之高壓加工液收容室9之下端及上端嵌合之下部導片13b及上部導片13c之高壓加工液收容室9之作用以外,亦作為於高壓加工液收容室9內發生損壞之加工用電極11或加工碎屑等殘存物之去除排出口發揮作用。該電極導件13包括將高壓加工液22c導入至高壓加工液收容室9內之貫通路13a。
因此,貫通路13a較理想的是於電極導件13之機械強度許可之範圍內加大。貫通路13a於圖7(a)所示之電極導件13中以成為上下較長之橢圓孔之方式開設、於圖7(b)所示之電極導件13中以成為上下較長之矩形孔之方式開設、及於圖7(c)所示之電極導件13中以自側面觀察呈字形切除上 下方向之中央部而水平剖面為僅殘留半圓部分且上下相連之形態。於圖7(d)、(e)所示之電極導件13中,高壓加工液接觸於較貫通路13a靠下側之部分之表面而流過,從而冷卻電極導件13。又,該形狀係作為下述之第2實施形態之電極導件13A亦可使用之形態。
關於貫通路13a之大小,於上下方向確保4 mm以上之長度。藉此,於在加工用電極11使用超鋼合金材料之情形時,藉由施加外部應力等可將於高壓加工液收容室9內以2 mm、4 mm、8 mm等不均一之長度成為粉碎狀態之加工用電極11良好地排除。
[第2實施形態]
圖8係本發明之第2實施形態之細孔放電加工裝置的主要部分之剖面圖。圖9係表示與圖8相同之主要部分之高壓加工液之流動之剖面圖。於該實施形態中,殼體17A於密閉狀態下收容電極導件13A。於該實施形態中,高壓加工液收容室9A包圍殼體17A內之電極導件13A之自側面部至下端為止之部分而形成。頭罩17c密閉電極導件13A而設置且具有高壓加工液噴射口9a。高壓加工液22c沿著電極導件13A之側面部周圍導入且到達下端。高壓加工液噴射口9a以同心狀態設置於下部導片13b之下側附近,高壓加工液噴射口9a之噴射高壓加工液22c之功能與第1實施形態之情形完全相同。又,除此以外之構成與第1實施形態之情形完全相同,因此,於圖示之部分對相對應之構成要素附加與第1實施形態之圖式中所附加之符號相同之符號且省略 說明。
圖10係圖8之A-A剖面形狀,表示與形成於電極導件13周面上之用以流動加工液之輸液槽之形狀相關之三種不同構成。該輸液槽擔載有高壓加工液收容室9A。
圖11(a)表示於第2實施形態之細孔放電加工裝置中所使用之電極導件13A。該例之電極導件13於周面上具有沿母線方向呈直線狀且沿周方向排列有複數個之輸液槽作為加工液通路,將加工液22直線狀地輸送至該噴射孔。於使用該直線狀輸液槽之情形時,因與電極之進退方向為相同方向,故而可使輸液方向之液流之紊亂穩定,因此,可使自高壓加工液噴射口9a至工件14為止之距離比較長地進行孔加工。
又,圖11(b)表示電極導件13A之其他例。該例之電極導件13A於導件側面具有螺旋狀槽,因此會對加工屑之排出賦予旋轉之液流,即便於電極旋轉速度相對低之狀態下亦可穩定地加工。該例之電極導件13以螺旋狀槽形成45度之角度之方式形成。然而,該螺旋狀槽之角度並不限定於45度,亦可根據自電極導件13A至工件14為止之距離或電極旋轉速度並對應於當時之狀況而選擇使用具有適當之槽角度值之電極導件13A。
再者,直線及螺旋狀槽之個數亦可使用單個及複數個。
[實驗例1]
於實施形態中所示之細孔放電加工裝置安裝管狀電極,當對材質為SUS304、加工厚度為1 mm之工件進行放電加 工時,加工孔徑為0.075 mm、加工時間為約4秒。於該資料中,噴射加工液22之液量為20.7 g/min,該液量之使用為圖4所示之管狀電極直徑35d為0.1 mm時之加工液流量0.254 ml/min之約80倍之使用。雖然孔徑與加工厚度存在差異,但於加工速度之比較中藉由包含電極導件13而使速度較先前提高約25倍,使用該加工液噴射導件之環境需穩定地維持加工屑之排出,因此不應淹沒自電極導件13至工件14之間。
[實驗例2]
於實施形態中所示之細孔放電加工裝置安裝管狀電極,當對材質為SUS304、加工厚度為1 mm之工件進行放電加工時,於圖4所示之電極直徑35d為0.055 mm、下部導片13b之內徑為0.063 mm之設定條件之情形時,自下部導片13b噴射之高壓加工液22c一面以直徑0.065 mm呈放射狀地擴散,一面到達位於0.3 mm之距離處之工件14,測定噴射加工液22於工件14上表面之放射直徑35f為0.082 mm。此時之加工孔徑為0.079 mm。於放電加工中,使加工液22通過放電加工間隙35b直接到達工件14之上表面之該放電加工間隙35b之半徑方向之寬度為((噴射加工液於工件上表面之放射直徑35f)-(入口部放電加工孔徑35e))/2=0.0015 mm,上述噴射加工液於該區域35c內發生霧化。
故而,當排出自放電加工間隙35b之入口部排出之放電加工屑時,於阻礙該放電加工屑之加工液之障壁、積水不存在或較少之狀態下進行放電加工。於該加工中,當工件 14之材質為SUS304且加工厚度為1.0 mm時放電加工時間為3.7秒。
被加工物:本發明資料SUS304(t=1 mm)、其他公司SCM420(t=0.8 mm)
於表1之加工性能比較資料中,與其他公司之加工速度相比約為其他公司之加工速度之7倍。因加工條件之變更而使孔徑擴大0.007 mm但仍能夠以10倍之加工速度進行加工。於該加工時間下所使用之經加壓且自電極導件13噴射之加工液22為1.7 cc,從而為極少之加工液22之使用量。
圖12所示之曲線圖係於低加工速度之加工條件下之電極導件13與工件14之間之距離之適當距離用資料,於噴射加工液時以0.3 mm作為上述距離之目標。放電加工中,因霧化之加工液22具有隨著加工時間加長而於加工周圍呈現液狀化之傾向,故而一面自安裝於電極導件13附近之空氣噴嘴16噴出空氣,一面將自電極導件13噴射之加工液22與包含藉由該噴射加工排出之放電加工屑之液狀及霧狀加工液22自放電加工間隙35b之入口部吹散,藉由於通過設置在空氣噴嘴16之空氣噴出方向之電極導件13之前所設置之噴霧加工液回收裝置20回收包含放電加工屑之液狀及霧狀加 工液22,藉此,阻礙包含應排出之放電加工屑之加工液22之排出者變得極其少,故而可進行穩定且高速之放電加工,且可於大氣環境下良好地進行工件14之安裝、拆卸等操作。
[實驗例4]
圖13係表示與性能相對於加工液噴射壓力之變化相關之實驗結果之曲線圖。圖14係表示與加工性能相對於加工液壓變化之變化相關之實驗結果之曲線圖。
該實驗係藉由使加工液噴射壓力(流量)發生變化而測定電極消耗比、加工速度、及加工孔入口徑各自之變化。於此實驗中,對材質為SUS304、厚度為1.0 mm之工件14,以0.055 mm之電極直徑貫通。此時,併用電極導件13上部之電極冷卻與向放電加工間隙噴射空氣。根據實驗結果,加工性能於電極導件13之加工液噴射壓力為3 MPa前後較大地發生變化。
詳細而言,至加工液噴射壓力為3 MPa為止處於自電極導件13之噴射流量之排出放電時產生之加工屑之效果不充分之狀態,自加工液噴射壓力為3 MPa起成為電極消耗之上升停止、有效地進行加工屑排出之狀態。可測定出自加工液噴射壓力為12 MPa起電極消耗比、加工速度、及加工孔入口徑較大地發生變化。可認為於加工液噴射壓力為12 MPa時電極消耗比與加工孔入口徑減小之原因在於,加工液22於通過電極導件13之上部導片13c及下部導片13b之與加工用電極11對向之導引面時作為潤滑液發揮作用,而使 加工中之電極進退動作之機械負載減輕,或由於上部導片13c及下部導片13b與加工用電極11間之加工液流速而降低平面軸承之摩擦。可認為該情況下,即便於加工液噴射壓力減小之狀態下,藉由使電極旋轉數高速化亦會使上述加工性能發生變化。因此,根據本發明者之實驗,確認出併用電極導件13上部之電極冷卻與向放電加工間隙噴射空氣,使用電極導件13且使高壓加工液22c之液壓至少為3 MPa對於高速地穿開自相對細徑之孔至微細徑之孔較為有用。再者,亦確認出即便高壓加工液22c之液壓為20 MPa以上亦可良好地進行細孔放電加工。
圖15係比較現行之普通機器與本發明之試製機之性能之曲線圖。對材質為SUS304、厚度1.0 mm之工件,以電極直徑為0.055 mm進行開孔放電加工,且比較加工速度、電極消耗比、孔徑、及GAP(間隙)。如曲線圖所示,加工速度飛躍性地提高、電極消耗減少、間隙縮小。
圖16係表示與本發明裝置之放電加工相關之電極-導件GAP(單側μm)變化與加工性能之關係之曲線圖。
圖17係將先前裝置與本發明裝置之放電加工進展狀況進行比較之曲線圖。對材質為SUS304且厚度為20 mm之工件,使用孔徑為1 mm之黃銅製造之棒狀電極進行開孔加工,測定至貫通為止之進展狀況。相對於先前裝置時花費49秒貫通,本發明裝置以5秒貫通。
圖18係表示放電加工裝置中之相對於加工深度變化之消耗比變化、加工速度變化之曲線圖。
[其他實施形態]
本發明並不限定於上述實施形態,於根據申請專利範圍之記載而掌握之技術範圍內,在不脫離發明之主旨之範圍內包含各種設計變更之形態。
1‧‧‧細孔放電加工裝置
2‧‧‧旋轉編碼器
3‧‧‧伺服馬達
4‧‧‧旋轉馬達
5‧‧‧旋轉接頭
6‧‧‧通電毛刷
7‧‧‧升降台
8‧‧‧旋轉軸
8a‧‧‧加壓加工液分配室
8b‧‧‧噴射孔
9‧‧‧高壓加工液收容室
9a‧‧‧高壓加工液噴射口
9A‧‧‧高壓加工液收容室
10‧‧‧電極固持器
11‧‧‧加工用電極
12‧‧‧導引導件固定板
12a‧‧‧液體通路
13‧‧‧電極導件
13A‧‧‧第2實施形態之電極導件
13a‧‧‧貫通路
13b‧‧‧下部導片
13c‧‧‧上部導片
14‧‧‧工件
14a‧‧‧放電加工孔
15‧‧‧液槽
16‧‧‧空氣噴嘴
17‧‧‧殼體
17A‧‧‧殼體
17a‧‧‧液體通路
17b‧‧‧頭罩
17c‧‧‧頭罩
20‧‧‧噴霧加工液回收裝置
21‧‧‧加工液泵
22‧‧‧加工液
22a‧‧‧加工液
22b‧‧‧加壓加工液
22c‧‧‧高壓加工液
23‧‧‧基座
24‧‧‧支柱
25‧‧‧頭部
26‧‧‧Z軸板
27‧‧‧導軌
28‧‧‧滑軌
29‧‧‧安裝板
30‧‧‧滑輪
31‧‧‧滑輪
32‧‧‧傳送帶
33‧‧‧輸出軸
34‧‧‧進給螺桿軸
35a‧‧‧入口部放電加工孔徑
35b‧‧‧放電加工間隙
35c‧‧‧區域
35d‧‧‧電極直徑
35e‧‧‧入口部放電加工孔徑
35f‧‧‧放射直徑
36‧‧‧加工用脈衝電源
37‧‧‧輸出線
38‧‧‧輸出線
39‧‧‧伺服單元
40‧‧‧儲液槽
42‧‧‧NC(數控)裝置
43‧‧‧馬達驅動器
44‧‧‧控制單元
44a‧‧‧電極移動位置計測機構
44b‧‧‧記憶處理及比較處理機構
44c‧‧‧判定處理機構
45‧‧‧加工液噴射導件用壓力調整閥
46‧‧‧管狀噴射用壓力調整閥
47‧‧‧加壓空氣供給裝置
48‧‧‧鼓風流量調整閥
49‧‧‧空氣抽吸流量調整閥
50‧‧‧真空產生器
51‧‧‧高壓加工液供給通路
52‧‧‧溢流液留下軟管
55‧‧‧密封構件
56‧‧‧導引電極之研缽狀塊體
58‧‧‧加工液噴射噴嘴
59‧‧‧插塞頭
62‧‧‧X-Y移動台裝置
F‧‧‧信號
sv‧‧‧伺服控制信號
圖1係表示本發明之第1實施形態之細孔放電加工裝置之一實施形態之構成圖。
圖2係圖1所示之細孔放電加工裝置之主要部分之放大剖面圖。
圖3係圖1所示之細孔放電加工裝置之主要部分之放大剖面圖。
圖4係表示圖1所示之細孔放電加工裝置之加工液噴射狀態之主要部分之放大剖面圖。
圖5係表示於開孔用放電加工中藉由加工液噴射噴嘴噴射加工液之狀態之主要部分之放大剖面圖。
圖6係本發明之細孔放電加工裝置中所使用之加工液噴射導件及電極導件之放大剖面圖。
圖7(a)-(e)係於圖1所示之細孔放電加工裝置中所採用之電極導件之5種形態之立體圖。
圖8係本發明之第2實施形態之細孔放電加工裝置之主要部分之放大剖面圖。
圖9係表示於圖8所示之細孔放電加工裝置之主要部分之高壓加工液之流動之剖面圖。
圖10(a)-(c)係圖8所示之細孔放電加工裝置之主要部分 之A-A剖面之電極導件橫剖面圖。
圖11(a)、(b)係於圖8所示之細孔放電加工裝置中所採用之電極導件之2種形態之立體圖。
圖12係表示於低加工速度之加工條件下之電極導件與工件之間之距離之適當距離用資料之曲線圖。
圖13係表示與相對於加工液噴射壓力變化之性能變化相關之實驗結果之曲線圖。
圖14係表示與相對於加工液壓變化之加工性能變化相關之實驗結果之曲線圖。
圖15係將現行之普通機與本發明之試製機之性能進行比較之曲線圖。
圖16係表示與本發明裝置之放電加工相關之電極-導件GAP(單側μm)變化與加工性能之關係之曲線圖。
圖17係將先前裝置與本發明裝置之放電加工進展狀況進行比較之曲線圖。
圖18係表示放電加工裝置中之相對於加工深度變化之消耗比變化、加工速度變化之曲線圖。
1‧‧‧細孔放電加工裝置
2‧‧‧旋轉編碼器
3‧‧‧伺服馬達
4‧‧‧旋轉馬達
5‧‧‧旋轉接頭
6‧‧‧通電毛刷
7‧‧‧升降台
8‧‧‧旋轉軸
8a‧‧‧加壓加工液分配室
10‧‧‧電極固持器
11‧‧‧加工用電極
12‧‧‧導引導件固定板
12a‧‧‧液體通路
13‧‧‧電極導件
14‧‧‧工件
17‧‧‧殼體
21‧‧‧加工液泵
22‧‧‧加工液
22a‧‧‧自加工液泵21進給之加工液
22b‧‧‧加壓加工液
22c‧‧‧高壓加工液
23‧‧‧基座
24‧‧‧支柱
25‧‧‧頭部
26‧‧‧Z軸板
27‧‧‧導軌
28‧‧‧滑軌
29‧‧‧安裝板
30‧‧‧滑輪
31‧‧‧滑輪
32‧‧‧傳送帶
33‧‧‧輸出軸
34‧‧‧進給螺桿軸
36‧‧‧加工用脈衝電源
37‧‧‧輸出線
38‧‧‧輸出線
39‧‧‧伺服單元
40‧‧‧儲液槽
42‧‧‧NC裝置
43‧‧‧馬達驅動器
44‧‧‧控制單元
44a‧‧‧電極移動位置計測機構
44b‧‧‧記憶處理及比較處理機構
44c‧‧‧判定處理機構
45‧‧‧加工液噴射用壓力調整閥
46‧‧‧管狀噴射用壓力調整閥
47‧‧‧加壓空氣供給裝置
48‧‧‧鼓風流量調整閥
49‧‧‧空氣抽吸流量調整閥
50‧‧‧真空產生器
51‧‧‧高壓加工液供給通路
52‧‧‧溢流液留下軟管
62‧‧‧X-Y移動台裝置
F‧‧‧信號
sv‧‧‧伺服控制信號

Claims (7)

  1. 一種細孔放電加工裝置,其特徵在於具備電極導件,其於工件附近隔著加工液之液膜而沿Z軸方向導引棒狀電極或管狀電極之加工用電極之下部,且於將上述電極導件固定於工件附近之殼體內具備收容高壓加工液之高壓加工液收容室,於上述高壓加工液收容室之下端具備高壓加工液噴射口,其被限制為超細微地大於電極直徑之口徑,使直徑與藉由細孔放電加工而形成之入口部放電加工孔徑大致相等之高壓加工液之噴射流幾乎不擴散地侵入至放電加工間隙。
  2. 如請求項1之細孔放電加工裝置,其中進而具備:軸,其保持上述加工用電極;加壓加工液分配室,其將加壓加工液導入至上述軸之內部並由上述加工用電極穿過,且具有噴射孔;液槽,其於上述電極導件之上側,收容自上述加壓加工液分配室之噴射孔噴射且包圍加工用電極而流下之加壓加工液,且於加工用電極為管狀電極時,於連通狀態下對其內部通路分配加壓加工液;及儲液槽,其自上述液槽通過溢流液流下管收容溢流液。
  3. 如請求項1或2之細孔放電加工裝置,其構成為藉由加工液泵使上述儲液槽內之加工液分支為上述加壓加工液與上述高壓加工液而循環。
  4. 如請求項1或2之細孔放電加工裝置,其中具備壓力設定機構,其使導入至上述高壓加工液收容室內之上述高壓加工液之液壓為3 MPa以上,且使以高壓加工液包圍上述加工用電極之自上述電極導件至電極下端為止之間之狀態之噴射流之液壓為3 MPa以上。
  5. 如請求項1或2之細孔放電加工裝置,其中上述高壓加工液收容室為電極導件之中空部,經由設置於使電極導件之下端露出而收容該電極導件之殼體之液體通路導入高壓加工液,且上述高壓加工液噴射口設置於上述電極導件之中空部即上述高壓加工液收容室之下端。
  6. 如請求項1或2之細孔放電加工裝置,其中上述高壓加工液收容室設置於收容上述電極導件之殼體內,且以沿該電極導件之表面導入至下端為止之方式形成;上述高壓加工液噴射口同心地設置於上述高壓加工液收容室之上述電極導件之下側附近。
  7. 如請求項1或2之細孔放電加工裝置,其中具備:空氣噴嘴,其噴射用以吹散包含自加工前後產生之成霧狀之加工屑之飛散加工液及液化物之空氣或惰性氣體;及噴霧加工液回收裝置,其用以回收上述吹散之飛散加工液及液化物。
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