(57)【要約】【課題】タイコ誤差と上下寸法誤差の両方を抑制して、真直精度を向上させることのできるワイヤ放電加工装置を得ること。【解決手段】ワイヤ放電加工装置は、上下に延びるワイヤ１からの放電により被加工物２を加工するワイヤ放電加工装置であって、ワイヤに加工用電圧を印加する電圧印加部１１と、ワイヤを被加工物の上方で支持する上方支持部４ａと、ワイヤを被加工物の下方で支持する下方支持部４ｂと、支持部の一方をワイヤに沿った方向であって被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって被加工物から離れる方向に移動させる移動手段１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に延びるワイヤからの放電により被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記ワイヤに加工用電圧を印加する電圧印加部と、
前記ワイヤを前記被加工物の上方で支持する上方支持部と、
前記ワイヤを前記被加工物の下方で支持する下方支持部と、
前記支持部の一方を前記ワイヤに沿った方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を前記被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記上方支持部を移動させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
上下に延びるワイヤからの放電により被加工物を加工するワイヤ放電加工方法であって、
前記ワイヤを前記被加工物の上方で支持する上方支持部または前記ワイヤを前記被加工物の下方で支持する下方支持部を、前記ワイヤに沿った方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を前記被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって前記被加工物から離れる方向に移動させることを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項４】
前記支持部の前記ワイヤに沿った移動は、前記上方支持部の上方への移動であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工方法。
【請求項５】
前記上方支持部の上方への移動距離は、前記被加工物の前記ワイヤに沿った方向での板厚の１／４以上であることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工方法。
【請求項６】
前記上方支持部の前記被加工物の仕上げ面に略垂直な方向への移動距離は、前記被加工物の上面端部と前記ワイヤとの距離が３〜５μｍとなる距離であることを特徴とする請求項４または５に記載のワイヤ放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工は、比較的簡単に被加工物を高精度に加工できる加工方法として広く使用されているが、加工精度に対する要求はますます高度になっている。例えば、被加工物の上下面の形状精度だけでなく、被加工物を厚さ方向に垂直な面で切断した中段部分の形状も、上下面と略同一の形状とすることが求められるようになってきている。これは、被加工物の側面（仕上げ面）の凹凸を減らし、高い真直精度を得ることが要求されていることを示す。ワイヤ放電加工では、荒加工や仕上げ加工といったように、段階に分けた加工が行われるが、特に荒加工後のセカンドカット以降に行われる仕上げ加工で、より高い真直精度が要求される。
【０００３】
従来のワイヤ放電加工装置では、加工液ノズルから噴出される加工液の影響などにより、上下に延びるワイヤに振動が発生する場合がある。このようなワイヤの振動は、一般的な弦の振動のように中央部の振幅が最も大きくなるわけではなく、被加工物の上面から板厚の１／４程度の距離に位置する部分の振幅が最も大きくなるという特徴がある。なお、振幅が最大となる位置がずれる原因はこれまでのところ明確化されていない。このワイヤの振動により、被加工物は厚さ方向の中段部が上下面よりも凹んだ「タイコ」と呼ばれる形状に加工される。被加工物の上下面を結んだ直線と最も凹んだ点との距離で定義されるタイコ誤差が生じるため、被加工物の側面に凹凸が生じやすく、真直精度を向上させるのが難しかった。
【０００４】
そこで、仕上げ加工時に被加工物と加工液ノズルの間隔を拡大させるとともに、加工液の噴出を弱めることにより真直精度を向上させようとする技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−０２２２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術によれば、加工液の噴出を弱めてワイヤの振幅を小さくするとともに、被加工物と加工液ノズルとの間隔を拡大差させることで、ワイヤの振幅が最大となる位置を被加工物から外れた位置に移動させて、タイコ誤差を抑制している。しかしながら、被加工物から離れた加工液ノズル側、例えば被加工物の上面側では、ワイヤの振幅が増すこととなる。これにより、被加工物の上面形状と下面形状との差（以下、上下寸法誤差という）が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイコ誤差と上下寸法誤差の両方を抑制して、真直精度を向上させることのできるワイヤ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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上下に延びるワイヤからの放電により被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、ワイヤに加工用電圧を印加する電圧印加部と、ワイヤを被加工物の上方で支持する上方支持部と、ワイヤを被加工物の下方で支持する下方支持部と、支持部の一方をワイヤに沿った方向であって被加工物から離れる方向に移動させるとともに、その支持部を被加工物の仕上げ面に略垂直な方向であって被加工物から離れる方向に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイコ誤差と上下寸法誤差の両方を抑制して真直精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図であって、ワークに荒加工を実行する工程を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すワイヤ放電加工装置により、ワークに対してセカンドカット以降の仕上げ加工を実行する際の支持部の位置を説明するための図である。
【図３】図３は、仕上げ加工時のワイヤの振動状態を説明するための図である。
【図４】図４は、図３に示す状態で仕上げ加工を実行した場合の真直誤差を説明するための図である。
【図５】図５は、加工液ノズルおよび支持部を移動させない従来の仕上げ加工例を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す仕上げ加工で生じるタイコ誤差を説明するための図である。
【図７】図７は、加工液ノズルおよび支持部を上方に移動させた従来の仕上げ加工例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示す仕上げ加工で生じる上下寸法誤差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置およびワイヤ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。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図であって、ワークに荒加工を実行する工程を示す図である。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ１、加工液ノズル３、支持部４、電圧印加部１１、移動手段１２を備える。ワイヤ１は上下に延びるように設けられる。ワイヤ１には、電圧印加部１１から加工用電圧が印加される。被加工物としてのワーク２とワイヤ１との間で放電が生じることで、ワーク２が加工される。ワーク２の加工には、無垢のワーク２から製品を切り出す荒加工工程や、荒加工工程によって切断された仕上げ面２ａの真直精度を高める仕上げ加工工程などがある。
【００１３】
加工液ノズル３は、ワーク２の上方に設けられた上方加工液ノズル３ａと、ワーク２の下方に設けられた下方加工液ノズル３ｂとを有して構成される。加工液ノズル３は、ワイヤ１に沿うようにワーク２に向けて加工液を噴出する。加工液ノズル３から噴出された加工液によって、ワイヤ１とワーク２との間に生じる加工屑を排出する。なお、ワーク２に近接した位置から加工液を噴出できるように、加工液ノズル３には、ワイヤ１が貫通している。
【００１４】
支持部４は、ワーク２の上方でワイヤ１を支持する上方支持部４ａと、ワーク２の下方でワイヤ１を支持する下方支持部４ｂとを有して構成される。上方支持部４ａと下方支持部４ｂとにより、ワイヤ１が上下（鉛直方向）に延びるように支持される。
【００１５】
電圧印加部１１は、ワイヤ１にパルス状の加工用電圧を印加する。移動手段１２は、上方支持部４ａを、ワイヤ１に沿った方向であってワーク２から離れる方向、すなわち上方に移動させる。また、移動手段１２は、上方支持部４ａをワーク２の仕上げ面２ａに略垂直な方向であってワーク２から離れる方向に移動させる。移動手段１２は、例えばモータである。
【００１６】
上記に説明したワイヤ放電加工装置により、無垢のワーク２に対して図１に示す荒加工を実行し、製品を切り出す。荒加工工程での支持部４は、加工液ノズル３からの加工液の噴出や加工用電圧の印加がない状態、すなわちワイヤ１に振動が発生していない状態で、ワイヤ１がワーク２の仕上げ面２ａと平行とされる位置にある。
【００１７】
図２は、図１に示すワイヤ放電加工装置により、ワーク２に対してセカンドカット以降の仕上げ加工を実行する際の、支持部４の位置を説明するための図である。なお、図２以降では、電圧印加部１１および移動手段１２の図示は省略する。図２に示すように、仕上げ加工を実行する場合には、ワイヤ１に沿った方向である上方（矢印Ｘに示す方向）に上方支持部４ａを移動させ、上方支持部４ａを荒加工時よりもワーク２から離れた位置に移動させる。
【００１８】
また、上記仕上げ加工を実行する場合には、ワーク２の仕上げ面２ａに略垂直な方向であって、荒加工時よりもワーク２から離れる方向（矢印Ｙに示す方向）に上方支持部４ａをわずかに移動させて、ワイヤ１を傾ける。
【００１９】
なお、上方加工液ノズル３ａも矢印Ｘおよび矢印Ｙに示す方向に移動される。これは、上方支持部４ａの移動に伴ってワイヤ１も移動するため、ワイヤ１を貫通させている上方加工液ノズル３ａも移動させる必要があるためである。また、ワーク２に加わる加工液の噴出圧を抑制するためでもある。
【００２０】
図３は、仕上げ加工時のワイヤ１の振動状態を説明するための図である。図３に示すように、仕上げ加工時には、加工液の噴出などによりワイヤ１が振動する。上方支持部４ａを矢印Ｘに示す方向に移動させたことで、ワイヤ１のうち振幅が最も大きくなる部分は、ワーク２よりも上方に外れた位置となる。これにより、ワーク２の仕上げ面２ａに発生するタイコ誤差を抑えることができる。
【００２１】
また、上方支持部４ａを矢印Ｙに示す方向に移動させることで、ワイヤ１の振動によって発生する傾きが相殺される。これにより、ワーク２の仕上げ面２ａに発生する上下寸法誤差を抑えることができる。
【００２２】
図４は、図３に示す状態で仕上げ加工を実行した場合の真直誤差を説明するための図である。図４に示すように、上述した仕上げ加工では、真直誤差７をより小さくすることができ、真直精度の高い加工を実現することができる。なお、真直誤差７は、タイコ誤差と上下寸法誤差のうち大きいほうの誤差として定義される。また、タイコ誤差と上下寸法誤差については、後に詳説する。
【００２３】
ここで、多くの場合、ワイヤ１の振動振幅が最大となるのは、ワーク２の上面から板厚の１／４程度の距離に位置する部分であるから、上方支持部４ａの上方への移動距離はワーク板厚の１／４以上、望ましくは板厚の１／３程度、例えば板厚６０ｍｍであれば、移動距離を２０ｍｍ程度に設定することが好ましい。また、上下寸法誤差は概ね１０μｍ以下、多くの場合３〜５μｍ程度であるので、振動が発生していない状態のワイヤ１とワーク２の上面端部との距離が３〜５μｍとなるように上方支持部４ａを移動させればよい。
【００２４】
また、加工液の噴出の強さについては記載していないが、仕上げ加工工程において、噴出圧力を弱めてワイヤ１の振動振幅を小さくする方法を併用してもよい。
【００２５】
また、上方支持部４ａの矢印Ｙに示す方向への移動は、上方支持部４ａの矢印Ｘに示す方向への移動により生じる仕上げ加工工程での上下寸法誤差を解消するために実施するものであるから、これら二つの移動をどちらも行ったうえで、仕上げ加工が実施される必要がある。このような構成を取ることにより、荒加工工程では加工液ノズル３をワーク２に密着させて、ワイヤ断線の発生を抑えるとともに加工速度の向上を図り、ワイヤ断線のおそれが少ない仕上げ加工工程では、加工液ノズル３をワーク２から離れさせるように、加工液ノズル３や支持部４を移動させて真直精度の向上を図ることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、上方支持部４ａおよび上方加工液ノズル３ａを移動させたが、下方支持部４ｂおよび下方加工液ノズル３ｂを移動させてもよい。例えば、下方支持部４ｂおよび下方加工液ノズル３ｂを、下方に移動させるとともに、図２の矢印Ｙに示す方向に移動させてもよい。ただし、ワイヤ１の振幅が最大となる箇所を、ワーク２よりも下方に外すためには、上方支持部４ａを上方へ移動させる場合の移動距離よりも、下方支持部４ｂの下方への移動距離は大きくなる。
【００２７】
次に、従来の仕上げ加工の例を示し、タイコ誤差および上下寸法誤差について説明する。図５は、加工液ノズルおよび支持部を移動させない従来の仕上げ加工例を示す図である。図６は、図５に示す仕上げ加工で生じるタイコ誤差を説明するための図である。
【００２８】
ワイヤ２１は、上述したとおり、加工液ノズル２３からの加工液の噴出などによって振動状態となる。ここで、ワイヤ２１の振動は一般的な弦の振動のように中央部の振幅が最も大きくなるわけではなく、ワーク２２の上面から板厚の１／４程度の距離に位置する部分の振幅が最も大きくなる。この原因はこれまでのところ明確化されていないが、上記の振動により、ワーク２２は厚さ方向の中段部が上下面よりも凹んだ「タイコ」と呼ばれる図６に示すような形状に加工される。そして、ワーク２２の上下面を結んだ直線と最も凹んだ点との距離によって、タイコ誤差５が定義される。
【００２９】
図７は、加工液ノズルおよび支持部を上方に移動させた従来の仕上げ加工例を示す図である。図８は、図７に示す仕上げ加工で生じる上下寸法誤差を説明するための図である。
【００３０】
図７に示すように、上方の加工液ノズル２３と上方の支持部２４を上方に移動させることで、ワイヤ２１の振動振幅が最大となる部分をワーク２２の上方へ外している。しかしながら、ワーク２２の上面にワイヤ２１の振動部分が位置するので、ワーク２２の上面と下面とで寸法が異なって加工される。これにより、ワーク２２の上面と下面との寸法差で定義される上下寸法誤差６が生じてしまう。
【００３１】
そして、真直度誤差は、この上下寸法誤差６と上述したタイコ誤差５の大きいほうの誤差として定義される。本実施の形態では、タイコ誤差５と上下寸法誤差６の両方の誤差の抑制を図ることで、真直度誤差を抑えて、真直精度の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明に係るワイヤ放電加工装置は、被加工物のワイヤ放電加工において、真直精度の向上に有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２１  ワイヤ
２，２２  ワーク（被加工物）
２ａ  仕上げ面
３，２３  加工液ノズル
３ａ  上方加工液ノズル
３ｂ  下方加工液ノズル
４，２４  支持部
４ａ  上方支持部
４ｂ  下方支持部
５  タイコ誤差
６  上下寸法誤差
７  真直誤差
１１  電圧印加部
１２  移動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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