(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を加工進行方向に送るとともに、前記加工進行方向と垂直方向または三次元方向に揺動運動させながらワークを加工する放電加工方法において、
前記電極を先端部に向かって勾配を持っている薄板形状に形成するとともに、前記電極の先端部から上部に向かって複数の細溝を形成し、
前記電極と前記ワークとの間で、前記電極に形成された前記細溝の幅と等しいか、または前記細溝の幅より大きい振幅の揺動運動の相対移動を行わせながら前記ワークを加工することを特徴とする放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極を加工進行方向に送るとともに、加工進行方向と垂直方向または三次元方向に揺動運動させながらワークを加工する放電加工方法、特に、幅が狭い、深溝であるダイカストやプラスチック金型のリブ等のテーパスリット加工を行う放電加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放電加工では、加工の進行に伴い発生するガスや加工屑を加工間隙から排出しながら加工を行う。そのため、電極の近傍に設けた加工液噴出ノズルから加工液を噴出したり、電極内を加工進行方向に貫通するように設けられた加工液噴出孔から加工液を噴出して、ガスや加工屑を加工間隙から強制的に排出している。さらに、電極を定期的に加工進行方向と反対方向にワークから退避させるようにジャンプさせ、その勢いでガスや加工屑を加工間隙から強制的に排出する方法等も採用されている。
特に、幅が狭い、深溝のテーパスリット加工においては、加工間隙が小さいため、加工の進行に伴い発生するガスや加工屑を加工間隙から排出することが難しく、ガスや加工屑が加工間隙に溜まり、電極とワークとの間で放電が円滑に行われなくなり加工が促進せず、加工速度の低下をまねく。また、加工間隙に溜まる加工屑と電極との間で生じる二次放電等により加工精度が悪化したり、電極の消耗も激しくなるという問題が発生している。
【０００３】
上記の問題を解決する第１の従来技術として、特公昭４１−３５９４号公報に示す電気処理方法がある。この方法は、電極とワークとの間で、電極をワークに送り込み、または退避させる方向と垂直方向に揺動運動の相対移動を行わせて、電極の各部分をワーク表面の対応する部分に順繰りに接近させ、電極形状と対応するか、それより一様に大きい、または小さい形状をワークに加工しようとするものである。
【０００４】
また、上記の問題を解決する第２の従来技術として、特開平４−３６５５１７号公報に示す放電加工用電極がある。この電極は、長尺板状で短辺が加工先端面となり、先端部に厚さ方向に窪んで長手方向に延びる凹部が形成され、ワークを凹部形状に放電加工する際、電極に形成された凹部の一端が常にワークの凹形状部から外部に表出する長さとなるようにしたものであり、このような電極を定期的に加工進行方向と反対方向にジャンプさせながらワークを加工しようとするものである。
さらに、上記の問題を解決する第３の従来技術として、特公昭５７−２８６１３号公報に示すような放電加工用電極装置がある。この装置は、細深孔加工用電極の側面に加工進行方向に溝筋を形成し、溝筋の後端部の所望長さ部分に対応する部位に加工液誘導溝を有する加工液案内板を電極の側面に密着固定し、さらに、加工液誘導溝に連通して加工液を供給する加工液供給管接続部を設け、加工液を加工液誘導溝から電極の側面に形成した溝筋に噴流させて電極先端部に供給しながらワークを加工しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、幅が狭い、深溝のテーパスリット加工においては、加工の進行に伴い発生し、特に、電極の先端部付近の小さい加工間隙に溜まるガスや加工屑を排出するのは難しい。よって、上記第１の従来技術のように、電極とワークとの間で、電極をワークに送り込み、または退避させる方向と垂直方向に揺動運動の相対移動を行わせても、テーパスリット加工では加工間隙が小さいため、揺動運動の振幅も小さくなり、揺動運動のみによって、加工の進行に伴い発生するガスや加工屑を加工間隙から排出しようとすると多大な時間がかかってしまう。
【０００６】
また、上記第２の従来技術のように、先端部に厚さ方向に窪んで長手方向に延びる凹部が形成され、ワークを凹部形状に放電加工する際、凹部の一端が常にワークの凹形状部から外部に表出する長さとなるようにした電極によって、定期的に加工進行方向と反対方向にジャンプさせながら加工しても、電極の先端面まで凹部が形成されていないので、テーパスリット加工においては、電極の先端部付近の加工間隙に溜まるガスや加工屑を加工間隙から排出するのは難しい。
さらに、上記第３の従来技術のように、細深孔加工用電極の側面に加工進行方向に溝筋を形成し、溝筋の後端部の所望長さ部分に対応する部位に加工液誘導溝を有する加工液案内板を電極の側面に密着固定し、さらに、加工液誘導溝に連通して加工液を供給する加工液供給管接続部を設け、加工液を加工液誘導溝から電極の側面に形成した溝筋に噴流させて電極の先端部に供給しながら加工しても、第２の従来技術と同様に、電極の先端面まで溝筋が設けられていないので、噴流された加工液が電極の先端部付近の加工間隙に行きわたりにくく、テーパスリット加工においては、電極先端部付近の加工間隙に溜まるガスや加工屑を排出するには不充分である。また、加工液を噴流させる配管や供給装置が必要となり、電極ヘッドおよび主軸等の構造が複雑となってしまう。
【０００７】
幅が狭い、深溝のテーパスリット加工においては、使用される電極は薄板形状であり、電極内部に加工進行方向に貫通するような加工液噴射孔を形成しにくく、加工液を電極内部から加工間隙に噴出して、加工の進行に伴い発生するガスや加工屑を排出することは望めない。
そこで本発明は、加工の進行に伴い発生するガスや加工屑を加工間隙から排出して、加工を促進させ、加工精度を良くし、加工効率を向上させることができる放電加工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的に鑑み、電極を加工進行方向に送るとともに、前記加工進行方向と垂直方向または三次元方向に揺動運動させながらワークを加工する放電加工方法において、
前記電極を先端部に向かって勾配を持っている薄板形状に形成するとともに、前記電極の先端部から上部に向かって複数の細溝を形成し、
前記電極と前記ワークとの間で、前記電極に形成された前記細溝の幅と等しいか、または前記細溝の幅より大きい振幅の揺動運動の相対移動を行わせながら前記ワークを加工する放電加工方法が提供される。
【０００９】
【作用】
上述の構成により、ワークに幅が狭い、深溝のテーパスリット加工を行う際、先端部に向かって勾配を持っている薄板形状で、電極の先端部から上部に向かって複数の細溝が形成された電極を用いることにより、放電加工が進行するに伴い加工間隙に発生し、溜まるガスや加工屑を電極に形成された細溝を通して加工間隙から排出できる。
さらに、電極を加工進行方向に送るとともに、電極とワークとの間で、加工進行方向と垂直方向または三次元方向に、電極に形成された細溝の幅と等しいか、細溝の幅より大きい振幅の揺動運動の相対移動を行わせることで、電極に形成された細溝をワークに転写することなく、電極の外形形状のみをワークに加工することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の放電加工方法を実施する放電加工装置の要部正面図および構成ブロック図、図２は、図１の断面Ａ−Ａにおける電極の細溝部の拡大側面図である。
まず、図１を参照しながら本発明の放電加工方法を実施する放電加工装置を説明する。
ＮＣプログラムを格納して、放電加工装置の自動制御に用いられる数値制御装置であるＮＣ・電源装置１は、ＮＣプログラムからの制御データに基づいて、Ｘ軸送りモータ３、Ｙ軸送りモータ５、Ｚ軸送りモータ７にサーボ出力をそれぞれ送出し、放電加工装置の電極ヘッド９および主軸１１の移動を制御する移動制御手段１３と、また、各種の揺動パターンに基づいて、電極１５とワーク１７との間の実際の相対移動量を演算して移動制御手段１３に出力する揺動制御手段１９と、さらに、電極１５およびワーク１７に放電加工に必要な加工電力を供給する電源２１とを具備している。
【００１１】
ＮＣプログラムは、ワーク１７の加工形状データまたは電極１５の輪郭データ、電極１５を加工進行方向と垂直方向または三次元方向に揺動運動させる揺動軌跡の開始点と終了点の位置データ、加工形状の輪郭と同輪郭を拡大縮小する方向に相似的に転移させた輪郭形状を有した電極１５の輪郭との差値を示す総オフセット量データ、電極１５の揺動開始タイミングと終了タイミングのデータ等からなり、ＮＣ・電源装置１に他の制御データとともにあらかじめ入力されている。
【００１２】
移動制御手段１３により制御されるＸ軸送りモータ３、Ｙ軸送りモータ５、Ｚ軸送りモータ７の内、Ｚ軸送りモータ７は、電極ヘッド９内を移動する主軸１１に装着した電極１５を加工進行方向へ移動させる、つまり、ワーク１７に対し送り込み、または退避させるサーボモータである。Ｘ軸送りモータ３およびＹ軸送りモータ５は、主軸１１に装着した電極１５を加工進行方向と垂直な平面内で相互に直交する２軸方向に移動させるサーボモータである。よって、Ｘ軸送りモータ３およびＹ軸送りモータ５による移動の合成により、電極１５をワーク１７に対し相対的な二次元揺動運動させることができ、さらに、Ｘ軸送りモータ３、Ｙ軸送りモータ５、Ｚ軸送りモータ７による移動の合成により、電極１５をワーク１７に対し相対的な三次元揺動運動させることができる。また、電極１５を揺動運動させる代わりに、テーブル（図示せず）上に載置されているワーク１７を電極１５に対し相対的に揺動運動させる構成としてもよい。
【００１３】
揺動制御手段１９は、揺動パターンを決定して、加工進行方向と垂直方向への電極１５とワーク１７との相対的な二次元揺動軌跡、または三次元方向への電極１５とワーク１７との相対的な三次元揺動軌跡を作成し、揺動軌跡データによりＸ軸送りモータ３、Ｙ軸送りモータ５、Ｚ軸送りモータ７による実際の相対移動量を演算し移動制御手段１３に送出している。このようにして、電極１５を加工進行方向に送るとともに、電極１５とワーク１７との間で、相対的な二次元揺動運動、または三次元揺動運動を与えながらワーク１７を加工している。
【００１４】
次に、図１および図２を参照しながら、本発明の放電加工方法を説明する。
図１および図２は、ワーク１７に幅が狭い、深溝のテーパスリット加工を行っているところを示しており、その加工に用いられる電極１５は、先端部１５ａに向かって先細となるような勾配を持っている薄板形状で、図１に示すように、電極１５の厚さ方向には先端面１５ｂから上部に向かって５本の細溝２３が形成されている。
テーパスリット加工を行うと、加工間隙が小さいため、放電加工が進行するに伴い発生するガスや加工屑が加工間隙から排出せず、加工間隙に溜まり、放電が円滑に行われなくなり加工が促進せず、加工速度の低下をまねいたり、加工間隙に溜まる加工屑と電極１５との間で生じる二次放電等により、加工精度を悪化させてしまう。そこで、図１に示すような厚さ方向に先端面１５ｂから上部に向かって細溝２３が形成された電極１５によってテーパスリット加工を行うと、電極１５の先端部１５ａ付近の加工間隙に溜まるガスや加工屑が、細溝２３を通ってワーク１７の外部に自然に排出される。
【００１５】
しかしながら、放電加工は、電極１５の形状がそのままワーク１７に転写される加工であるので、先端面１５ｂから上部に向かって細溝２３が形成された電極１５を用いるだけでは、加工間隙に溜まるガスや加工屑は排出できるとしても、細溝２３の形状がワーク１７に転写され、放電柱として残ってしまう。こうしたことから、電極１５を加工進行方向に送るとともに、電極１５とワーク１７との間で、加工進行方向と垂直方向に、電極１５に形成された細溝２３の幅と等しいか、細溝２３の幅より大きい振幅の相対的な二次元揺動運動を行わせながら加工するか、電極１５とワーク１７との間で、三次元方向に、電極１５に形成された細溝２３の幅方向の揺動の振幅が、電極１５に形成された細溝２３の幅と等しいか、細溝２３の幅より大きい相対的な三次元揺動運動を行わせながら加工すれば、放電柱を残すことなく、電極１５の外形形状のみをワーク１７に加工することができる。
必要に応じて電極１５を定期的に加工進行方向と反対方向にジャンプさせながら加工を行えば、加工間隙に溜まるガスや加工屑をより効率よく排出することができる。また、電極１５に形成する細溝２３は加工進行方向に対して斜めに形成しても同様の効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ワークに幅が狭い、深溝のテーパスリット加工を行う際、先端部に向かって勾配を持っている薄板形状で、先端部から上部に向かって複数の細溝が形成された電極を用いて、電極を加工進行方向に送るとともに、電極とワークとの間で、加工進行方向と垂直方向または三次元方向に、電極に形成された細溝の幅と等しいか、細溝の幅より大きい振幅の揺動運動の相対移動を行わせながらワークを加工するようにしたので、放電加工が進行するに伴い、加工間隙に発生し、溜まるガスや加工屑を電極に形成された細溝を通して加工間隙から排出できるとともに、電極に形成された細溝の形状をワークに転写させることなく、電極の外形形状のみをワークに加工できるようになった。
よって、電極とワークとの間で放電が円滑に行われ、電極と加工屑との間で生じる二次放電等を防止でき、加工が促進され、加工精度および加工効率の向上につながる。また、加工液等を噴出して強制的にガスや加工屑を加工間隙から排出する必要もないため、加工液を噴出させる加工液噴出ノズルや配管が不要となり、電極ヘッドおよび主軸等の構造が簡素化でき、コストダウンも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電加工方法を実施する放電加工装置の要部断面図および構成ブロック図である。
【図２】図１の断面Ａ−Ａにおける電極の細溝部の側面断面図である。
【符号の説明】
１３  移動制御手段
１５  電極
１５ａ  先端部
１７  ワーク
１９  揺動制御手段
２３  細溝
【図１】
0003573534.tif 000002
【図２】
0003573534.tif 000003