(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドベースに上下方向に位置決め自在のＺ軸スライドを設け、該Ｚ軸スライド下部に棒状またはパイプ状電極の上端部を保持する回転自在でかつ前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸を備えた電極ホルダ手段を前記Ｚ軸スライド下部のワンタッチカプラに着脱交換自在に設け、前記スライドベースに前記棒状またはパイプ状電極の下端部をガイドする電極ガイド手段を設け、前記電極ホルダ手段は前記ワンタッチカプラに着脱自在でかつ前記中空の回転軸に連通する水路を備えたコレットホルダと、該コレットホルダに設けた下方に開口するコレット保持穴内の上部に挿入した水貯留室を有する環状スペーサと、該環状スペーサ下部の前記コレット保持穴内に挿入されたコレットと、該コレットを前記コレットホルダに固定するコレット固定部材とからなる前記棒状またはパイプ状電極を着脱自在のコレットチャック機構を備えてなり、前記コレットホルダに前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸に連通する水路を設けると共に、前記コレットに該コレット中心のチャック穴と、該コレットの外周にコレットの先端部に至る複数本の水路溝とを設け、給水装置から前記中空の回転軸に連通する水路と複数本の水路溝を介して供給される水により水ジェットを発生させるジェットノズルを前記コレット固定部材に設けてなる、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドする細穴放電加工装置を用い、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワークに対して給送することを特徴とする細穴放電加工方法。
【請求項２】
スライドベースに上下方向に位置決め自在のＺ軸スライドを設け、該Ｚ軸スライド下部に棒状またはパイプ状電極の上端部を保持する回転自在でかつ前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸を備えた電極ホルダ手段を前記Ｚ軸スライド下部のワンタッチカプラに着脱交換自在に設けると共に、前記スライドベースに前記棒状またはパイプ状電極の下端部をガイドする電極ガイド手段を設けた細穴放電加工装置にして、前記電極ホルダ手段は前記ワンタッチカプラに着脱自在でかつ前記中空の回転軸に連通する水路を備えたコレットホルダと、該コレットホルダに設けた下方に開口するコレット保持穴内の上部に挿入した水貯留室を有する環状スペーサと、該環状スペーサ下部の前記コレット保持穴内に挿入されたコレットと、該コレットを前記コレットホルダに固定するコレット固定部材とからなる前記棒状またはパイプ状電極を着脱自在のコレットチャック機構を備えてなり、前記コレットホルダに前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸に連通する水路を設けると共に、前記コレットに該コレット中心のチャック穴と、該コレットの外周にコレットの先端部に至る複数本の水路溝とを設け、給水装置から前記中空の回転軸に連通する水路と複数本の水路溝を介して供給される水により水ジェットを発生させるジェットノズルを前記コレット固定部材に設け、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドすることを特徴とする細穴放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は細穴放電加工方法および細穴放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の細穴放電加工装置１００の一例である。この細穴放電加工装置１００は、加工液を充満した加工槽１０１がＸ―Ｙテーブル１０３上に設けてあり、加工槽の中の治具１０５にワークＷが固定してある。
【０００３】
加工槽１０１の上方には、電極１０７を装着した回転スピンドル１０９が加工ヘッド１１１に設けてある。この加工ヘッド１１１はサーボモータＭz により上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けてある。また、前記回転スピンドル１０９は加工ヘッドに固定したモータＭs により回転駆動されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の従来の細穴放電加工装置１００において、例えば、直径が０．２mm以下の細穴を加工する場合には、従来は、図８に示すように、太めの電極素材１１３と金属ブロック１１５との間に逆放電を発生させて、加工穴の直径に応じた微細な電極径ｄを有する電極部１１７を形成して、この電極部１１７を電極として使用している。
【０００５】
しかし、前記電極部１１７の長さｌは、加工時における電極部１１７の挫屈や振動などの要因から、電極部１１７の直径ｄの５〜１０倍が限度となり、電極が消耗する放電加工では連続して加工できる穴数が少ないと言う問題がある。
【０００６】
また、逆放電による電極部１１７の成形加工は、金属ブロック１１５の消耗をゼロにすることができないので、電極径ｄの仕上がり寸法の確認が不可欠であり、この寸法確認には電極１０７を回転スピンドル１０９から外して、顕微鏡などを用いて測定を繰り返し行って所望の寸法に仕上げるため、細穴放電加工の生産性が上がらない。
【０００７】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、電極先端の成形加工が不要な細くて長い棒状電極が使用できる細穴放電加工方法および生産性の高い細穴放電加工装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として請求項１に記載の細穴放電加工方法は、スライドベースに上下方向に位置決め自在のＺ軸スライドを設け、該Ｚ軸スライド下部に棒状またはパイプ状電極の上端部を保持する回転自在でかつ前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸を備えた電極ホルダ手段を前記Ｚ軸スライド下部のワンタッチカプラに着脱交換自在に設け、前記スライドベースに前記棒状またはパイプ状電極の下端部をガイドする電極ガイド手段を設け、前記電極ホルダ手段は前記ワンタッチカプラに着脱自在でかつ前記中空の回転軸に連通する水路を備えたコレットホルダと、該コレットホルダに設けた下方に開口するコレット保持穴内の上部に挿入した水貯留室を有する環状スペーサと、該環状スペーサ下部の前記コレット保持穴内に挿入されたコレットと、該コレットを前記コレットホルダに固定するコレット固定部材とからなる前記棒状またはパイプ状電極を着脱自在のコレットチャック機構を備えてなり、前記コレットホルダに前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸に連通する水路を設けると共に、前記コレットに該コレット中心のチャック穴と、該コレットの外周にコレットの先端部に至る複数本の水路溝とを設け、給水装置から前記中空の回転軸に連通する水路と複数本の水路溝を介して供給される水により水ジェットを発生させるジェットノズルを前記コレット固定部材に設けてなる、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドする細穴放電加工装置を用い、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワークに対して給送することを要旨とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の細穴放電加工装置は、スライドベースに上下方向に位置決め自在のＺ軸スライドを設け、該Ｚ軸スライド下部に棒状またはパイプ状電極の上端部を保持する回転自在でかつ前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸を備えた電極ホルダ手段を前記Ｚ軸スライド下部のワンタッチカプラに着脱交換自在に設けると共に、前記スライドベースに前記棒状またはパイプ状電極の下端部をガイドする電極ガイド手段を設けた細穴放電加工装置にして、前記電極ホルダ手段は前記ワンタッチカプラに着脱自在でかつ前記中空の回転軸に連通する水路を備えたコレットホルダと、該コレットホルダに設けた下方に開口するコレット保持穴内の上部に挿入した水貯留室を有する環状スペーサと、該環状スペーサ下部の前記コレット保持穴内に挿入されたコレットと、該コレットを前記コレットホルダに固定するコレット固定部材とからなる前記棒状またはパイプ状電極を着脱自在のコレットチャック機構を備えてなり、前記コレットホルダに前記Ｚ軸スライドの上部に延伸する中空の回転軸に連通する水路を設けると共に、前記コレットに該コレット中心のチャック穴と、該コレットの外周にコレットの先端部に至る複数本の水路溝とを設け、給水装置から前記中空の回転軸に連通する水路と複数本の水路溝を介して供給される水により水ジェットを発生させるジェットノズルを前記コレット固定部材に設け、前記棒状またはパイプ状電極を前記水ジェットでガイドすることを要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１２】
図１、図２は本発明に係る細穴放電加工装置の正面図と側面図である。細穴放電加工装置１の基台３上にワークＷを固定するワークテーブル５が設けてあり、このワークテーブル５上にワークＷを収容する加工槽７が設けてある。また、前記ワークテーブル５の後方（図２の右方）には、ワークテーブル５より上方に延伸するコラム９（ａ，ｂ）が設けてある。
【００１３】
上述のコラム９（ａ，ｂ）の上部には、Ｘ方向（図１において左右方向）へ移動位置決め自在のＸ軸キャリッジ１１が設けてあり、このＸ軸キャリッジ１１上には、前記Ｘ方向に直交するＹ方向へ移動位置決め自在のＹ軸キャリッジ１３が設けてある。
【００１４】
図３を参照するに、上述のＹ軸キャリッジ１３の前端（図２における左側端部）には、スライドベース１７が上下動可能に係合してある。このスライドベース１７には、Ｚ軸スライド１９が図示省略のガイドに上下動自在に係合してある。
【００１５】
前記スライドベース１７には、Ｚ方向に延伸するＺ軸送りねじ２１が回転自在に軸支してあり、このＺ軸送りねじ２１の上方の端部には、Ｚ軸送りねじ２１を回転駆動するサーボモータ２３が設けてある。また、このＺ軸送りねじ２１には、前記Ｚ軸スライド１９に取り付けたナット２４が螺合してある。
【００１６】
したがって、図示省略の制御装置の制御の下に、上述のサーボモータ２３によってＺ軸送りねじ２１を適宜に回転駆動することにより、Ｚ軸スライド１９をＺ方向の所望の位置に移動することができる。
【００１７】
上述のＺ軸スライド１９の下部には、ワンタッチカプラ２５を備えた電極ホルダ手段２７が回転自在に設けてある。また、この電極ホルダ手段２７には、Ｚ軸スライド１９の上部に延伸する中空の回転軸２９がワンタッチカプラ２５を介して固定してあり、その回転軸２９の上端部には、回転軸駆動用のタイミングプーリの如きプーリ３１が設けてある。また、前記中空の回転軸２９の上端部には、ロータリジョイント３３を介して図示省略の給水装置に管路３５を介して連結してある。また、プーリ３１は電極回転用の電極モータ３７に設けた駆動プーリ（図示省略）に駆動ベルト（図示省略）を介して連結してある。
【００１８】
したがって、給水装置から供給される水は、中空の回転軸２９の中空部を通って電極ホルダ手段２７に供給されることになる。また、電極ホルダ手段２７は、電極回転用の電極モータ３７によって回転駆動することができる。
【００１９】
前記電極ホルダ手段２７の下方には、棒状またはパイプ状電極３９の先端部をガイドする電極ガイド手段４１が設けてある。この電極ガイド手段４１は、前記スライドベース１７の下端部に一体的に設けた支持板４３にボルトなどの締結部材４５により固定してある。
【００２０】
前記電極ホルダ手段２７は、図４に示すように、微細な棒状電極またはパイプ状電極３９の端部を保持するコレット４７を備えており、このコレット４７は、コレット４７を保持するコレットホルダ４９に設けた下方に開口するコレット保持穴５１に着脱可能に挿入してある。また、このコレット保持穴５１には、前記回転軸２９の中空穴に連通する水路５３が設けてある。
【００２１】
前記コレット保持穴５１の上部とコレット４７との間には、コレット４７とほぼ同径の環状スペーサ５５が挿入してあり、この環状スペーサ内部に前記水路５３からの水を貯留する貯留室５７が形成してある。
【００２２】
図４および図５に示すように、コレット４７の外周には、前記貯留室５７からコレット４７の先端部４７ｈに連通する４本の水路溝５９が設けてある。
【００２３】
なお、コレット４７の先端部４７ｈには、先端部４７ｈが容易に弾性変形できるように、コレット４７のチャック穴６１に至る十文字状の割溝６３が設けてある。また、前記コレットホルダ４９の下部外周には、前記ワンタッチカプラ２５の下端部に当接する鍔状の係止部６５が設けてある。
【００２４】
前記コレットホルダ４９の下端部には、コレット４７の先端のテーパ部に係合してコレット４７を締め付けるコレット固定部材６７が設けてある。このコレット固定部材６７は、コレットホルダ４９の下端部の雄ねじ６９に螺合する雌ねじ７１を備えており、このコレット固定部材６７を回動することによって、コレット４７の開放または固定を行うことができる。
【００２５】
また、上述のコレット固定部材６７には、前記コレット４７の４本の水路溝５９から下方に流出する水を水ジェットＷＪにして棒状電極またはパイプ状電極３９を包囲するように噴射させるジェットノズル７３が設けてある。
【００２６】
一方、前記電極ガイド手段４１には、図６に示すように、前記電極ホルダ手段２７に装着した棒状電極またはパイプ状電極３９の下端部を垂直にガイドするガイドユニット７５が設けてある。このガイドユニット７５は、セラミックス製の電極ガイド７７を靱性の大きい材質（例えば金属）で製作した支持体７９に圧入したものであり、耐磨耗性は大きいが脆いと言うセラミックスの短所を補完したものである。
【００２７】
また、上述のガイドユニット７５の上部には、水流をガイド穴８１に集める漏斗部８３が設けてある。なお、ガイドユニット７５上部の外径は下部よりも若干大きくなっている。
【００２８】
上述のガイドユニット７５は、ガイドホルダ８５の装着穴８７の底部にガイドユニット７５の段部を当接させると共に、底部の小穴から小径部８９が突出するようにガイドホルダ８５に装着してある。
【００２９】
また、前記ガイドユニット７５の上部には、水ジェットＷＪの周囲への飛散を防止する飛散防止手段９１がガイドホルダ８５に対して着脱可能に設けてある。この飛散防止手段９１は、水ジェットＷＪをガイドユニット７５の中心部へガイドする漏斗９３と、この漏斗９３に当たって上方へ飛散する水を下方へ向けるカバー９５とを備えている。また、カバー９５には、カバー上部で反射される水を排出する複数の排出孔９７が設けてある。
【００３０】
前記飛散防止手段９１をガイドホルダ８５に装着するために、前記ガイドホルダ８５の装着穴８７上部には雌ねじが設けてあり、漏斗９３の外周には、前記雌ねじに螺合する雄ねじが設けてある。したがって、飛散防止手段９１をガイドホルダ８５に螺着すると同時に、ガイドユニット７５をガイドホルダ８５に押圧固定することができる。
【００３１】
なお、上述のガイドホルダ８５は前記スライドベース１７に一体的に設けた支持板４３に取付けてある。また、棒状電極またはパイプ状電極３９をガイドする液体には、放電加工に使用する加工油を使用することも可能である。
【００３２】
上記構成の放電加工装置において細穴の放電加工を行う場合、電極ホルダ手段２７のコレット４７に棒状またはパイプ状電極３９の上部を装着し、給水装置から電極ホルダ手段２７へ給水すれば、電極ホルダ手段２７の貯留室５７、コレット４７の外周の水路溝を経て、電極の周囲を包囲する水ジェットがジェットノズル７３から噴出され、電極ホルダ手段から電極ガイド手段４１まで棒状またはパイプ状電極３９を一直線にガイドすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、例えば０．０３０ｍｍ〜０．２００ｍｍ程度の微細な線径を有する棒状またはパイプ状電極でも、電極ガイドとの摩擦による反力によって曲がることなく電極ガイド手段へ給送することができるので、安定した放電加工を行うことが可能となった。
【００３４】
また、電極を水ジェットで包んでいるため、電極の回転により発生する電極の撓み（縄跳び現象）を抑えることができ、精度の高い細穴加工を行うことが可能となった。
【００３５】
また、電極を水ジェットで包んでいるため、放電加工による電極の発熱による溶断を防止することができる。
【００３６】
また、電極先端の成形加工が不要な細くて長い棒状電極が使用できるので、細穴放電加工の生産性を向上することができる。実施例では線径０．０７０ｍｍ、長さが約２２０ｍｍでの加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細穴放電加工装置の正面図。
【図２】本発明に係る細穴放電加工装置の右側面図。
【図３】図２における、Ｚ軸スライド部の拡大図。
【図４】図３における、Ａ部の拡大説明図。
【図５】図４におけるコレット４７をＣ−Ｃ線に沿って断面した図。
【図６】図３における、Ｂ部の拡大説明図。
【図７】従来の細穴放電加工装置の一例。
【図８】従来の細穴放電加工装置における、微細電極の形状とその製作方法を説明する図。
【符号の説明】
１  細穴放電加工装置
３  基台
５  ワークテーブル
７  加工槽
９（ａ，ｂ）  コラム
１１  Ｘ軸キャリッジ
１３  Ｙ軸キャリッジ
１７  スライドベース
１９  Ｚ軸スライド
２１  Ｚ軸送りねじ
２３  サーボモータ
２４  ナット
２５  ワンタッチカプラ
２７  電極ホルダ手段
２９  回転軸
３１  プーリ
３３  ロータリジョイント
３５  管路
３７  電極モータ
３９  棒状またはパイプ状電極
４１  電極ガイド手段
４３  支持板
４５  締結部材
４７  コレット
４９  コレットホルダ
５１  コレット保持穴
５３  水路
５５  環状スペーサ
５７  貯留室
５９  水路溝
６１  チャック穴
６３  割溝
６５  係止部
６７  固定部材
６９  雄ねじ
７１  雌ねじ
７３  ジェットノズル
７５  ガイドユニット
７７  電極ガイド
７９  支持体
８１  ガイド穴
８３  漏斗部
８５  ガイドホルダ
８７  装着穴
８９  小径部
９１  飛散防止手段
９３  漏斗
９５  カバー
９７  排出孔
ＷＪ  水ジェット
Ｗ  ワーク
【図１】
0004430199.tif 000002
【図２】
0004430199.tif 000003
【図３】
0004430199.tif 000004
【図４】
0004430199.tif 000005
【図５】
0004430199.tif 000006
【図６】
0004430199.tif 000007
【図７】
0004430199.tif 000008
【図８】
0004430199.tif 000009