(57)【要約】  放電加工装置（１００）は、ワイヤ電極（１０）と被加工物（２５）との間に電圧を印加して、加工液中において、ワイヤ電極（１０）と被加工物（２５）との間隙に放電を生じさせることによって被加工物（２５）を加工する。放電加工装置（１００）は、第１の寸法精度で被加工物（２５）から目標形状を切り出す第１の加工と、第１の加工が施された被加工物（２５）から第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工とを制御する加工制御部と、加工液に含まれる酸素の量を第２の加工よりも第１の加工において多くさせる調整を行う酸素量調整部と、を備える。
2020031251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物との間に電圧を印加して、加工液中において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間隙に放電を生じさせることによって前記被加工物を加工する放電加工装置であって、
第１の寸法精度で前記被加工物から目標形状を切り出す第１の加工と、前記第１の加工が施された前記被加工物から前記第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工とを制御する加工制御部と、
前記加工液に含まれる酸素の量を前記第２の加工よりも前記第１の加工において多くさせる調整を行う酸素量調整部と、
を備えることを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記酸素量調整部は、酸素を含む気体を前記間隙へ供給することにより、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記ワイヤ電極の走行をガイドするガイド部を備え、
前記酸素量調整部は、前記第１の加工では酸素を含む気体を前記ガイド部へ供給し、前記第２の加工では酸素を含む気体の供給を停止することによって、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記ガイド部には、前記ワイヤ電極を搬送するための空気が通る通気路が設けられており、
前記酸素量調整部は、酸素を含む前記気体を前記通気路へ供給することを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記加工液を貯留する第１のタンクおよび第２のタンクを備え、
前記第１のタンクに貯留される前記加工液である第１の加工液に含まれる酸素の量は、前記第２のタンクに貯留される前記加工液である第２の加工液よりも多くされ、
前記酸素量調整部は、前記第１の加工において前記間隙へ前記第１の加工液を供給し、かつ前記第２の加工において前記間隙へ前記第２の加工液を供給することによって、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記酸素量調整部は、前記第２の加工よりも前記第１の加工において前記加工液の温度を低くすることによって前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項７】
ワイヤ電極と被加工物との間に電圧を印加して、加工液中において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間隙に放電を生じさせることによって前記被加工物を加工する放電加工方法において、
前記間隙における加工液に含まれる酸素の量を増大させて、第１の寸法精度で前記被加工物から目標形状を切り出す第１の加工を行う工程と、
前記間隙における加工液に含まれる酸素の量を前記第１の加工のときよりも減少させて、前記第１の加工が施された前記被加工物から前記第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工を行う工程と、
を含むことを特徴とする放電加工方法。
【請求項８】
前記被加工物は超硬合金であることを特徴とする請求項７に記載の放電加工方法。
【請求項９】
前記加工液は水であることを特徴とする請求項７または８に記載の放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の放電加工を行う放電加工装置および放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ電極と被加工物との間の放電によって発生させた熱を利用して被加工物を溶融し、被加工物を加工する放電加工装置が知られている。特許文献１には、酸素を含む微細な気泡を加工液に含ませて加工を行う放電加工装置が開示されている。特許文献１の技術によると、放電加工装置は、放電による熱に酸化熱が加わることによって加工液の気化爆発を大きくさせて、加工速度を向上可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１００８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、放電加工装置は、超硬合金であるタングステンカーバイド（ＷＣ）が主成分である被加工物の加工に用いられることがある。放電加工の対象とされる材料の中ではＷＣの融点はおよそ２９００℃ときわめて高いことから、超硬合金の放電加工において、放電を受けることによって溶融した部分のうち被加工物から除去される割合は１０％未満にとどまるという研究報告がある。超硬合金の放電加工において、溶融した部分のほとんどが再び固化して被加工物に残存することから、放電加工装置は、超硬合金の加工に時間を要することになる。【０００５】
超硬合金の加工において、上記の特許文献１の技術と同様に加工液に微細な気泡を含ませた場合、酸素の存在により、ＷＣの融点よりも低い温度にてＷＣの分解反応が起こる。融点に比べて常温に近い温度でＷＣの分解は進行するため、溶融による加工よりも分解による加工のほうが進行し易い。このため、溶融による加工に分解による加工が加わることによって、加工速度の向上が可能となる。放電加工装置は、加工速度の向上によって、超硬合金の加工に要する時間を短くすることができる。しかしながら、分解による加工は被加工物の表面を崩壊させながら進行することから、分解による加工によって、高品質な加工面を得ることが困難となる。このため、被加工物の加工に特許文献１の技術が適用された場合に、加工時間の短縮が可能となる一方で、高品質な加工面を得ることが困難となる場合があるという問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工時間を短縮可能とするとともに高品質な加工面を得ることができる放電加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる放電加工装置は、ワイヤ電極と被加工物との間に電圧を印加して、加工液中において、ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を生じさせることによって被加工物を加工する。本発明にかかる放電加工装置は、第１の寸法精度で被加工物から目標形状を切り出す第１の加工と、第１の加工が施された被加工物から第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工とを制御する加工制御部と、加工液に含まれる酸素の量を第２の加工よりも第１の加工において多くさせる調整を行う酸素量調整部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる放電加工装置は、加工時間を短縮可能とするとともに高品質な加工面を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる放電加工装置の概略構成を示す図
【図２】図１に示す放電加工装置が有する制御装置の機能構成を示すブロック図
【図３】図１に示す放電加工装置が行う放電加工方法の手順を示すフローチャート
【図４】図１に示す放電加工装置における気泡の供給のための構成の変形例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２にかかる放電加工装置の概略構成を示す図
【図６】図５に示す放電加工装置が行う放電加工方法の手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態３にかかる放電加工装置の概略構成を示す図
【図８】図７に示す放電加工装置が行う放電加工方法の手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる放電加工装置および放電加工方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる放電加工装置１００の概略構成を示す図である。放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間に電圧を印加して、加工液中において、ワイヤ電極１０と被加工物２５とが向き合う間隙に放電を生じさせることによって、超硬合金である被加工物２５を加工する。被加工物２５は、ＷＣが主成分であって、結合剤であるコバルト（Ｃｏ）と混合して焼結した、タングステンカーバイド−コバルト（ＷＣ−Ｃｏ）系合金である。
【００１２】
放電加工装置１００は、線状のワイヤ電極１０が繰り出されるワイヤボビン１１を有する。ワイヤボビン１１から繰り出されたワイヤ電極１０は、プーリ１２に掛けられてから上ガイド部１３と下ガイド部１４とへ通される。上ガイド部１３と下ガイド部１４は、ワイヤ電極１０の走行をガイドするガイド部である。ワイヤ電極１０は、下ガイド部１４内のプーリ１７に掛けられてから、下ガイド部１４の外に設けられているワイヤ回収ボビンにて巻き取られる。図１では、ワイヤ回収ボビンの図示を省略している。
【００１３】
被加工物２５は、加工槽１９内において、上ガイド部１３の上ノズル１５と下ガイド部１４の下ノズル１６との間に配置されるステージに置かれる。ステージは、上ガイド部１３と下ガイド部１４との間におけるワイヤ電極１０の走行方向に直交する面内において移動する。図１では、ステージの図示を省略している。加工槽１９には、加工液である脱イオン水が溜められる。加工槽１９における加工液の液面は、上ガイド部１３に到達している。上ガイド部１３のうち上ノズル１５を含む下端部は、加工液に浸けられている。加工槽１９において、下ガイド部１４とステージと被加工物２５とは、加工液中にて上ノズル１５よりも下方にて沈められている。
【００１４】
上ガイド部１３の上ノズル１５と下ガイド部１４の下ノズル１６との少なくとも一方からは、加工溝２６へ向けて加工液が噴射される。図１では、加工液の噴射のための構成の図示を省略している。被加工物２５への放電加工によって、被加工物２５には、上ガイド部１３と下ガイド部１４との間におけるワイヤ電極１０の走行方向に沿った加工溝２６が形成される。
【００１５】
上ガイド部１３には、ワイヤ電極１０と加工電源２１とを接続する給電子１８が設けられている。加工電源２１は、給電子１８と被加工物２５とに接続され、給電子１８と被加工物２５との間へパルス状に加工エネルギーを供給する。
【００１６】
放電加工装置１００は、加工液に含まれる酸素の量を調整する酸素量調整部である気体供給装置２２と開閉弁２３とを有する。気体供給装置２２は、酸素ガスが充填されたガスボンベを有する。気体供給装置２２は、配管２４へ酸素ガスを送り出すことによって、加工槽１９の内部へ酸素ガスを供給する。配管２４のうち気体供給装置２２とは逆側の端には、酸素ガスを放出させるノズル２７が設けられている。ノズル２７は、下ガイド部１４内において下ノズル１６とプーリ１７との間を走行するワイヤ電極１０の下方に配置される。配管２４に設けられた開閉弁２３は、酸素ガスを通過させる開状態と酸素ガスを遮断する閉状態との切り換えを行う。
【００１７】
制御装置２０は、放電加工装置１００の全体を制御する。制御装置２０は、加工電源２１によるパルス電圧の印加を制御するとともに、気体供給装置２２による酸素ガスの供給と、開閉弁２３の開閉とを制御する。
【００１８】
図２は、図１に示す放電加工装置１００が有する制御装置２０の機能構成を示すブロック図である。制御装置２０は、被加工物２５の加工を制御する機能部である加工制御部３１と、気体供給装置２２および開閉弁２３を制御する機能部である気体供給制御部３２と、ワイヤ電極１０の供給速度を制御する機能部であるワイヤ供給速度制御部３３とを有する。
【００１９】
ワイヤ供給速度制御部３３は、ワイヤボビン１１とワイヤ回収ボビンとの動作の制御によって、ワイヤ電極１０の供給速度を制御する。加工制御部３１は、ステージの動作の制御によって、被加工物２５におけるワイヤ電極１０の相対位置を制御する。加工制御部３１は、加工プログラムにしたがい、第１の加工である荒加工と第２の加工である仕上げ加工とを制御する。荒加工は、第１の寸法精度で被加工物２５から目標形状を切り出す加工である。仕上げ加工は、荒加工が施された被加工物２５から、第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す加工である。
【００２０】
放電加工装置１００は、荒加工によって、加工が施される前の初期状態における被加工物２５から、最終形状が得られるまでの除去分が残された大まかな中間形状までの切削を行う。第１の寸法精度は、大まかな中間形状が得られる寸法精度であれば良い。仕上げ加工は、荒加工よりも後における最終形状を得るまでの加工である。第２の寸法精度は、最終形状を得るために求められる寸法精度である。仕上げ加工には、最終形状を得るための最終仕上げ加工のほか、荒加工と最終仕上げ加工との間に実施される中仕上げ加工も含まれる。
【００２１】
気体供給制御部３２は、荒加工のときに、気体供給装置２２から酸素ガスを送り出させるとともに開閉弁２３を開く操作を行う。気体供給装置２２から酸素ガスを送り出すとともに開閉弁２３を開くことによって、ノズル２７からは酸素ガスの気泡が発生する。酸素ガスの気泡は、１μｍから５０μｍ程度の直径の泡であるマイクロバブルよりも大きな泡であって、マイクロバブルに比べて容易に浮上可能であるとともに液面にて容易に消滅可能な泡である。
【００２２】
気泡は、ノズル２７から下ガイド部１４内にて放出されると、加工液から受ける浮力によってワイヤ電極１０に沿って上昇する。下ノズル１６から出た気泡は、ワイヤ電極１０と加工溝２６の壁との間を浮上する。これにより、気体供給装置２２と開閉弁２３とは、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙における加工液へ酸素を供給する。
【００２３】
気体供給制御部３２は、仕上げ加工のときに、気体供給装置２２に酸素ガスの供給を停止させるとともに開閉弁２３を閉じる操作を行う。気体供給装置２２と開閉弁２３とは、ノズル２７からの気泡の放出を停止させる。
【００２４】
気体供給装置２２と開閉弁２３とは、荒加工では、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ酸素ガスを供給し、仕上げ加工では、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙への酸素ガスの供給を停止する。このようにして、気体供給装置２２と開閉弁２３とは、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙において加工液に含まれる酸素の量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。実施の形態１において、酸素の量とは、加工液中の気泡の量、または加工液中に溶存する酸素の量とする。
【００２５】
放電加工装置１００は、荒加工のとき、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ酸素を供給しながら放電を生じさせることによって、ＷＣをタングステン（Ｗ）と炭素（Ｃ）とへ分解させる。酸素の存在により、次に示す化学反応式によって表されるＷＣの分解反応が起こる。
ＷＣ→Ｗ＋Ｃ
２Ｗ＋３Ｏ２→２ＷＯ３
Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２↑
【００２６】
ＷＣの分解反応は、ＷＣの融点であるおよそ２９００℃よりも低い温度である６００℃から７００℃において起こる。融点に比べて常温に近い温度でＷＣの分解は進行するため、溶融による加工よりも分解による加工のほうが進行し易い。このため、放電加工装置１００は、荒加工において、溶融による加工に分解による加工が加わることによって、加工速度の向上が可能となる。放電加工装置１００は、荒加工での加工速度の向上によって、被加工物２５の加工に要する時間を短くすることができる。
【００２７】
放電加工装置１００は、仕上げ加工のとき、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙への酸素の供給を停止させる。加工液に含まれる酸素の量は、荒加工の際に加工液へ酸素ガスが供給されるよりも前の元の量に戻される。荒加工のときに加工液中へ放出された気泡は、上述するように容易に消滅可能であることから、気泡を存在させた状況から、気泡が無い状況への切り換えを容易に行うことができる。
【００２８】
放電加工装置１００は、仕上げ加工では、荒加工のときよりも酸素の量が少ない加工液中にて放電を生じさせることによって、ＷＣの分解による加工を行わずＷＣの溶解のみによる加工を行う。放電加工装置１００は、ＷＣの分解による加工を行わずＷＣの溶解のみによる加工を行うことで、加工面の品質悪化を抑制しながら加工を行うことができる。放電加工装置１００は、仕上げ加工での加工面の品質悪化の抑制により、最終形状において高品質な加工面を得ることができる。
【００２９】
放電加工の加工液には水以外に油が使用されることがあるが、水は油に比べて酸素を容易に溶存させ得る。被加工物２５の加工に用いられる加工液が水であることにより、放電加工装置１００は、加工液に含まれる酸素の量を仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を容易に行うことができる。
【００３０】
図３は、図１に示す放電加工装置１００が行う放電加工方法の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、放電加工装置１００は、気体供給装置２２から酸素ガスを送り出すとともに開閉弁２３を開くことによって、被加工物２５とワイヤ電極１０との間隙へ酸素ガスの供給を開始する。ステップＳ２では、放電加工装置１００は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の荒加工を行う。
【００３１】
放電加工装置１００は、ステップＳ２の荒加工を終えると、ステップＳ３において、気体供給装置２２からの酸素ガスの送り出しを停止するとともに開閉弁２３を閉じることによって、酸素ガスの供給を停止する。ステップＳ４では、放電加工装置１００は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の仕上げ加工を行う。放電加工装置１００は、ステップＳ４の仕上げ加工を終えると、図３に示す動作を終了する。
【００３２】
放電加工装置１００が有する制御装置２０の機能は、処理回路により実現される。処理回路は、放電加工装置１００の制御装置２０に搭載される専用のハードウェアである。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであっても良い。
【００３３】
専用のハードウェアである処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらの組み合わせである。
【００３４】
制御装置２０の機能は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現されても良い。プロセッサおよびメモリは、相互に通信可能に接続される。プロセッサは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。制御装置２０が有する加工制御部３１と気体供給制御部３２とワイヤ供給速度制御部３３との各機能は、プロセッサと、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリに格納される。メモリは、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ等の内蔵メモリである。
【００３５】
制御装置２０の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、制御装置２０の機能のその他の部分がソフトウェアあるいはファームウェアにより実現されても良い。このように、制御装置２０の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００３６】
ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ供給される気体は、純物質である酸素ガスに限られず、酸素を含む混合気体であれば良い。気体供給装置２２は、空気を供給しても良い。この場合、気体供給装置２２は、空気を供給することによって、加工液に含まれる酸素の量を調整する。気体供給装置２２は、放電加工装置１００の周囲から空気を取り込み、取り込まれた空気を送り出すポンプであっても良い。
【００３７】
下ガイド部１４へ気泡を供給するための構成は、適宜変更しても良い。図４は、図１に示す放電加工装置１００における気泡の供給のための構成の変形例を示す図である。図４には、変形例にかかる構成を備える下ガイド部５１の断面構成を示している。図４に示す変形例では、下ガイド部５１に通されるワイヤ電極１０の搬送のための構成である通気路５３と通気口５４とを、荒加工における空気の供給に流用する。
【００３８】
下ガイド部５１には、下ノズル１６からプーリ１７の先へ向かうワイヤ電極１０の走行路５５が設けられている。走行路５５のうち下ノズル１６側の端部５２は、下方へ向かうにしたがい直径が狭くなる漏斗形状をなしている。下ガイド部５１には、空気が通る通気口５４と、通気口５４と端部５２とをつなぐ通気路５３とが設けられている。
【００３９】
加工の準備において、ワイヤボビン１１から繰り出されたワイヤ電極１０を下ガイド部５１へ通す際に、通気口５４に接続された気体供給装置２２から通気路５３を経て端部５２へ空気が送られる。端部５２へ空気が送られることにより、端部５２から走行路５５の先のほうへ加工液が押し出されて、走行路５５の先のほうへ向かう加工液の流れが発生する。加工液の流れに乗って、ワイヤ電極１０が走行路５５の先のほうへ搬送されることによって、下ガイド部５１にワイヤ電極１０が通される。ワイヤ電極１０を搬送させる場合において、端部５２へ供給される空気の圧力は、走行路５５の先のほうへ空気とともに加工液を進行させ得る圧力に調整される。
【００４０】
放電加工装置１００は、荒加工において、ポンプから通気路５３を経て端部５２へ空気を送る。荒加工の場合において、端部５２へ供給される空気の圧力は、ワイヤ電極１０を搬送させる場合よりも弱められる。空気の圧力が弱められることで、通気路５３から端部５２へ放出された気泡の多くは、浮力によって下ノズル１６のほうへ上昇する。これにより、放電加工装置１００は、下ガイド部５１におけるワイヤ電極１０の搬送のための構成を用いて、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ空気を供給する。このように、放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙において加工液に含まれる空気の量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行うことができる。本変形例によると、放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０の搬送のための通気路５３と通気口５４とを荒加工における空気の供給に利用するため、荒加工における空気の供給のための構成を別途設ける場合と比べて、部品点数を少なくすることができる。
【００４１】
放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ下方から酸素を供給するものに限られない。放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ上方から気泡を供給しても良い。放電加工装置１００は、上ガイド部１３の上ノズル１５から加工液とともに気泡を噴射させることによって、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ上方から気泡を供給しても良い。放電加工装置１００は、下方からの気泡の供給のために、下ガイド部１４の下ノズル１６から加工液とともに気泡を噴射させても良い。放電加工装置１００は、荒加工において、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ下方と上方との双方から気泡を供給しても良い。放電加工装置１００は、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ下方と上方とのうちの少なくとも一方から気泡を供給することにより、加工液に含まれる酸素の量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせることができる。
【００４２】
実施の形態１によると、放電加工装置１００は、気体供給装置２２と開閉弁２３とによって、加工液に含まれる酸素の量を仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。放電加工装置１００は、荒加工では酸素の量を多くさせることで超硬合金の分解を促して、加工速度を向上させる。放電加工装置１００は、仕上げ加工では荒加工のときよりも酸素の量を少なくさせることで超硬合金の分解に代えて超硬合金の溶融による加工を行う。放電加工装置１００は、仕上げ加工では、加工面の品質悪化を抑制しながら加工を行うことができる。これにより、放電加工装置１００は、加工時間を短縮可能とするとともに高品質な加工面を得ることができるという効果を奏する。
【００４３】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる放電加工装置１０１の概略構成を示す図である。放電加工装置１０１は、酸素の量が互いに異なる加工液を供給するための第１のタンク６１と第２のタンク６２とを備える。実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。
【００４４】
第１のタンク６１には、加工液に含まれる溶存酸素を増加させるためのバブル発生装置が設けられている。第１のタンク６１に貯留される加工液である第１の加工液は、バブル発生装置の作動によって、通常の加工液よりも溶存酸素量が増加している。第２のタンク６２には、溶存酸素の増加が行われない通常の加工液である第２の加工液が貯留される。第１の加工液に含まれる酸素の量は、第２のタンク６２に貯留される第２の加工液よりも多くされる。実施の形態２において、酸素の量とは、加工液中の溶存酸素量とする。
【００４５】
放電加工装置１０１は、酸素量調整部であるポンプ６３，６４と開閉弁６５，６６，６７，６８とを備える。ポンプ６３は、第１のタンク６１に貯留されている第１の加工液を配管７１へ送り出す。配管７１は２つに分岐されている。開閉弁６５は、２つに分岐された配管７１のうちの一方に設けられている。開閉弁６６は、２つに分岐された配管７１のうちの他方に設けられている。ポンプ６４は、第２のタンク６２に貯留されている第２の加工液を配管７２へ送り出す。配管７２は２つに分岐されている。開閉弁６７は、２つに分岐された配管７２のうちの一方に設けられている。開閉弁６８は、２つに分岐された配管７２のうちの他方に設けられている。
【００４６】
開閉弁６５が設けられている配管７１と、開閉弁６７が設けられている配管７２とは、互いに１つの配管６０に合流される。配管６０は、上ガイド部１３に接続されている。開閉弁６６が設けられている配管７１と、開閉弁６８が設けられている配管７２とは、互いに１つの配管７０に合流される。配管７０は、下ガイド部１４に接続されている。上ガイド部１３には、配管６０を通った第１の加工液と第２の加工液とが供給される。下ガイド部１４には、配管７０を通った第１の加工液と第２の加工液とが供給される。
【００４７】
図２に示す気体供給制御部３２は、ポンプ６３，６４の動作と開閉弁６５，６６，６７，６８の開閉とを制御する。荒加工のときに、気体供給制御部３２は、ポンプ６３を動作させるとともにポンプ６４を停止させる。また、気体供給制御部３２は、開閉弁６５，６６を開く操作を行うとともに、開閉弁６７，６８を閉じる操作を行う。ポンプ６３の動作とともに開閉弁６５が開かれることにより、上ガイド部１３の上ノズル１５からは、配管６０を通して上ガイド部１３へ供給された第１の加工液が噴射される。ポンプ６３の動作とともに開閉弁６６が開かれることにより、下ガイド部１４の下ノズル１６からは、配管７０を通して下ガイド部１４へ供給された第１の加工液が噴射される。
【００４８】
仕上げ加工のときに、気体供給制御部３２は、ポンプ６３を停止させるとともにポンプ６４を動作させる。また、気体供給制御部３２は、開閉弁６５，６６を閉じる操作を行うとともに、開閉弁６７，６８を開く操作を行う。ポンプ６４の動作とともに開閉弁６７が開かれることにより、上ガイド部１３の上ノズル１５からは、配管６０を通して上ガイド部１３へ供給された第２の加工液が噴射される。ポンプ６４の動作とともに開閉弁６８が開かれることにより、下ガイド部１４の下ノズル１６からは、配管７０を通して下ガイド部１４へ供給された第２の加工液が噴射される。
【００４９】
ポンプ６３，６４と開閉弁６５，６６，６７，６８とは、荒加工ではワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ第１の加工液を供給し、仕上げ加工ではワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙へ第２の加工液を供給する。これにより、ポンプ６３，６４と開閉弁６５，６６，６７，６８とは、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙において加工液に含まれる酸素ガスの量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。
【００５０】
図６は、図５に示す放電加工装置１０１が行う放電加工方法の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、放電加工装置１０１は、ポンプ６３を動作させるとともに開閉弁６５，６６を開くことにより、被加工物２５とワイヤ電極１０との間隙への第１の加工液の供給を開始する。ステップＳ１２では、放電加工装置１０１は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の荒加工を行う。
【００５１】
放電加工装置１０１は、ステップＳ１２の荒加工を終えると、ステップＳ１３において、ポンプ６３の動作を停止させるとともに開閉弁６５，６６を閉じることにより、第１の加工液の供給を停止する。また、ステップＳ１３において、放電加工装置１０１は、ポンプ６４を動作させるとともに開閉弁６７，６８を開くことにより、被加工物２５とワイヤ電極１０との間隙への第２の加工液の供給を開始する。ステップＳ１４では、放電加工装置１０１は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の仕上げ加工を行う。
【００５２】
放電加工装置１０１は、ステップＳ１４の仕上げ加工を終えると、ステップＳ１５において、ポンプ６４の動作を停止させるとともに開閉弁６７，６８を閉じることにより、第２の加工液の供給を停止する。これにより、放電加工装置１０１は、図６に示す動作を終了する。
【００５３】
放電加工装置１０１は、上ガイド部１３と下ガイド部１４との双方から第１の加工液と第２の加工液とを供給するものに限られない。放電加工装置１０１は、上ガイド部１３と下ガイド部１４との一方から第１の加工液と第２の加工液とを供給するものであっても良い。放電加工装置１０１は、上ガイド部１３と下ガイド部１４とのうちの少なくとも一方から第１の加工液と第２の加工液とを供給することにより、加工液に含まれる酸素の量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせることができる。
【００５４】
実施の形態２によると、放電加工装置１０１は、荒加工において第１の加工液を供給し、仕上げ加工において第２の加工液を供給することによって、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙における加工液に含まれる酸素の量を仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。これにより、放電加工装置１０１は、加工時間を短縮可能とするとともに高品質な加工面を得ることができるという効果を奏する。
【００５５】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３にかかる放電加工装置１０２の概略構成を示す図である。放電加工装置１０２は、仕上げ加工よりも荒加工において冷却強度を上げて加工液を冷却する冷却装置８２を備える。実施の形態３では、実施の形態１および２と同一の部分には同一の符号を付し、実施の形態１および２とは異なる構成について主に説明する。
【００５６】
放電加工装置１０２は、加工液を貯留するタンク８０を備える。タンク８０は、冷却装置８２を通される前の加工液を貯留する。ポンプ８１は、タンク８０に貯留されている加工液を、冷却装置８２を介して配管７３へ送る。冷却装置８２は、タンク８０からの加工液を冷却する。配管７３は、２つの配管６０，７０に分岐されている。配管６０は、上ガイド部１３に接続されている。配管７０は、下ガイド部１４に接続されている。上ガイド部１３には、配管６０を通った加工液が供給される。下ガイド部１４には、配管７０を通った加工液が供給される。
【００５７】
加工液の温度が低いほど、加工液の溶存酸素量が多くなることが知られている。酸素量調整部である冷却装置８２は、荒加工では加工液を冷却するとともに仕上げ加工では加工液の冷却を停止することによって、仕上げ加工よりも荒加工において加工液の温度を低くする。冷却装置８２は、仕上げ加工よりも荒加工において加工液の温度を低くすることで、加工液に含まれる酸素の量を仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。冷却装置８２は、荒加工と仕上げ加工との双方において加工液を冷却する場合には、仕上げ加工よりも荒加工において冷却強度を上げて加工液を冷却することによって、仕上げ加工よりも荒加工において加工液の温度を低くする。実施の形態２において、酸素の量とは、加工液中の溶存酸素量とする。
【００５８】
図２に示す気体供給制御部３２は、ポンプ８１の動作と冷却装置８２の動作とを制御する。気体供給制御部３２は、荒加工では冷却装置８２に冷却を行わせるとともに仕上げ加工では冷却装置８２による冷却を停止させる。または、気体供給制御部３２は、荒加工での冷却装置８２における冷却強度を、仕上げ加工での冷却装置８２における冷却強度よりも強くする制御を行う。
【００５９】
図８は、図７に示す放電加工装置１０２が行う放電加工方法の手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、放電加工装置１０２は、冷却装置８２によって冷却された加工液の供給を開始する。放電加工装置１０２は、被加工物２５とワイヤ電極１０との間隙へ加工液を供給する。ステップＳ２２では、放電加工装置１０２は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の荒加工を行う。
【００６０】
放電加工装置１０２は、ステップＳ２２の荒加工を終えると、冷却装置８２による冷却の強度を弱める。ステップＳ２３において、放電加工装置１０２は、強度を弱めて冷却された加工液の供給を開始する。放電加工装置１０２は、被加工物２５とワイヤ電極１０との間隙へ加工液を供給する。ステップＳ２４では、放電加工装置１０２は、加工プログラムにしたがって、被加工物２５の仕上げ加工を行う。
【００６１】
放電加工装置１０２は、ステップＳ２４の仕上げ加工を終えると、ステップＳ２５において、冷却装置８２による加工液の冷却を停止するとともにポンプ８１による加工液の供給とを停止する。なお、冷却装置８２は、上述のステップＳ２３にて加工液の冷却を停止しても良い。これにより、放電加工装置１０２は、図８に示す動作を終了する。
【００６２】
放電加工装置１０２は、上ガイド部１３と下ガイド部１４との双方から加工液を供給するものに限られない。放電加工装置１０２は、上ガイド部１３と下ガイド部１４との一方から加工液を供給するものであっても良い。放電加工装置１０２は、上ガイド部１３と下ガイド部１４とのうちの少なくとも一方から加工液を供給するとともに、加工液の温度を変化させることにより、加工液に含まれる酸素の量を、仕上げ加工よりも荒加工において多くさせることができる。
【００６３】
実施の形態３において、放電加工装置１０２は、仕上げ加工よりも荒加工において加工液の温度を低くすることによって、ワイヤ電極１０と被加工物２５との間隙における加工液に含まれる酸素の量を仕上げ加工よりも荒加工において多くさせる調整を行う。これにより、放電加工装置１０２は、加工時間を短縮可能とするとともに高品質な加工面を得ることができるという効果を奏する。
【００６４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ワイヤ電極、１１  ワイヤボビン、１２，１７  プーリ、１３  上ガイド部、１４，５１  下ガイド部、１５  上ノズル、１６  下ノズル、１８  給電子、１９  加工槽、２０  制御装置、２１  加工電源、２２  気体供給装置、２３，６５，６６，６７，６８  開閉弁、２４，６０，７０，７１，７２，７３  配管、２５  被加工物、２６  加工溝、２７  ノズル、３１  加工制御部、３２  気体供給制御部、３３  ワイヤ供給速度制御部、５２  端部、５３  通気路、５４  通気口、５５  走行路、６１  第１のタンク、６２  第２のタンク、６３，６４，８１  ポンプ、８０  タンク、８２  冷却装置、１００，１０１，１０２  放電加工装置。
【図１】
2020031251.tif 000003
【図２】
2020031251.tif 000004
【図３】
2020031251.tif 000005
【図４】
2020031251.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020031251.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月6日(2019.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物との間に電圧を印加して、加工液中において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間隙に放電を生じさせることによって前記被加工物を加工する放電加工装置であって、
第１の寸法精度で前記被加工物から目標形状を切り出す第１の加工と、前記第１の加工が施された前記被加工物から前記第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工とを制御する加工制御部と、
前記加工液に含まれる酸素の量を前記第２の加工よりも前記第１の加工において多くさせる調整を行う酸素量調整部と、
を備えることを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記酸素量調整部は、酸素を含む気体を前記間隙へ供給することにより、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記ワイヤ電極の走行をガイドするガイド部を備え、
前記酸素量調整部は、前記ガイド部への酸素を含む気体の供給または供給を停止することによって、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記ワイヤ電極の走行をガイドするガイド部を備え、
前記酸素量調整部は、前記第１の加工では酸素を含む気体を前記ガイド部へ供給し、前記第２の加工では酸素を含む気体の供給を停止することによって、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記ガイド部には、前記ワイヤ電極を搬送するための空気が通る通気路が設けられており、
前記酸素量調整部は、酸素を含む前記気体を前記通気路へ供給することを特徴とする請求項４に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記加工液を貯留する第１のタンクおよび第２のタンクを備え、
前記第１のタンクに貯留される前記加工液である第１の加工液に含まれる酸素の量は、前記第２のタンクに貯留される前記加工液である第２の加工液よりも多くされ、
前記酸素量調整部は、前記第１の加工において前記間隙へ前記第１の加工液を供給し、かつ前記第２の加工において前記間隙へ前記第２の加工液を供給することによって、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項７】
前記酸素量調整部は、前記第２の加工よりも前記第１の加工において前記加工液の温度を低くすることによって前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項８】
ワイヤ電極と被加工物との間に電圧を印加して、加工液中において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間隙に放電を生じさせることによって前記被加工物を加工する放電加工方法において、
前記間隙における加工液に含まれる酸素の量を増大させて、第１の寸法精度で前記被加工物から目標形状を切り出す第１の加工を行う工程と、
前記間隙における加工液に含まれる酸素の量を前記第１の加工のときよりも減少させて、前記第１の加工が施された前記被加工物から前記第１の寸法精度よりも高い第２の寸法精度で目標形状を切り出す第２の加工を行う工程と、
を含むことを特徴とする放電加工方法。
【請求項９】
前記被加工物は超硬合金であることを特徴とする請求項８に記載の放電加工方法。
【請求項１０】
前記加工液は水であることを特徴とする請求項８または９に記載の放電加工方法。
【国際調査報告】
2020031251.tif 000011
2020031251.tif 000012
2020031251.tif 000013
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