(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転手段を有する加工ヘッドに細棒状の電極を装着して被加工体と相対向させ、対向間隙に加工液を供給介在させた状態で両者間に間歇的な電圧パルスを印加し、繰り返し放電を発生させると共に対向方向に相対的な加工送りを与えて被加工体に細穴を加工する細穴放電加工機において、
前記加工機のコラムに送りねじ、ナット、および回転式モータの組み合わせからなる昇降軸送り機構に中空柱状のＷ軸スライダを設け、放電加工時には固定状態とされる前記Ｗ軸スライダの中空穴に、シリンダとピストンとピストンロッドとを有するガスダンパの一端のピストンロッドまたはシリンダを挿入して固定し、該ガスダンパの他端のシリンダまたはピストンロッドをＺ軸スライダに、該Ｚ軸スライダが前記Ｗ軸と平行で並設状態に位置するように連結して保持させるとともに、該Ｚ軸スライダを前記Ｗ軸スライダに昇降移動可能に直線案内装置を介して取り付け、前記Ｚ軸スライダとＷ軸スライダの間には後者に対して前者を昇降移動させるリニアモータを介設させ、前記加工ヘッドを前記Ｚ軸スライダに取り付け保持させるとともに該加工ヘッドに装着された細棒状電極の先端側を挿通して位置決め案内するガイドを、ガイドホルダにより前記Ｗ軸スライダの下端に取り付け保持させ、さらに、前記Ｚ軸スライダの前記Ｗ軸スライダに対する昇降移動位置を検出する直線位置検出装置が両者間に取り付けられているのに対し、前記Ｗ軸スライダの前記送りねじに連係してロータリイエンコーダを設け、前記直線位置検出装置が検出フィードバックする信号により前記リニアモータの駆動出力を制御する前記Ｚ軸スライダのサーボ送り制御装置を放電加工間隙加工状態検出信号により制御するのに対し、前記ロータリイエンコーダは前記Ｗ軸スライダの前記コラムに対する昇降移動位置を検出することを特徴とする細穴放電加工機。
但し、前記のガスダンパとは、シリンダ５Bとピストン５Cとピストンロッド５Aとを有し、ピストン５Cは、ピストンロッド５Aのシリンダ５B内側端部に固設されていて、シリンダ５B内を上部のA室と下部のB室とに分離しているとともに、前記A室とB室とを繋ぐ小孔５Dが明けられており、
そして、前記シリンダ５B内には気体が高圧力状態に封入されていて、前記ピストン５CのA室側面とB室側面との受圧面積の差異によって、ピストンロッド５Aがシリンダ５Bから伸長する方向に推力を作動させる．ものである。
【請求項２】
前記ガスダンパが高圧ガスダンパであって、そのピストンに結合されたピストンロッドの先端側が前記Ｗ軸スライダに固設され、他端側のシリンダ端に前記Ｚ軸スライダが連結されていることを特徴とする前記請求項１に記載の細穴放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細穴放電加工機、特にパイプ電極によって細深穴を加工する細穴放電加工機の加工ヘッド支持機構、およびパイプ電極先端の電極ガイドを含む軸送り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前述の如き細深穴の放電加工については、例えば昭和５４年（１９７９年）に出願された特公平２−５，５２７号公報（以下従来技術１という）に詳しい。しかし、その後の各種の技術開発の寄与により、上記従来技術１のように水系加工液でない油系（ケロシン等鉱物油系）加工液を使用した細穴放電加工でも加工速度は劣るが、かなりの程度迄加工が可能となってきた。例えば、電極径φ０．１ｍｍ程度のパイプ電極を使用して、加工穴の深さが電極径の５０倍程度の加工が可能となってきている。しかし、上記外径が約φ０．１ｍｍ前後程度、またはそれ以下で、深さが前記外径の５０倍前後またはそれ以上の超微細、細深穴の加工は、難加工というよりも多くは加工不能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑み、前記した超微細な細深穴放電加工を可能とすべく開発されたもので、サーボ制御の送り機構の駆動源としてリニアモータを用いた細穴放電加工機として、完成された高性能のものとすることにある。
形彫放電加工機のＺ軸加工主軸におけるサーボ制御の送り機構の駆動源としてリニアモータを用いたものとしては、特開平５−１０４，３３２号公報、同８−３０９，６２０号公報、および特開２０００−２２５，５２７号公報等に記載のもの（従来技術２）があるが、上述細深穴加工の成功例を聞かない。本発明者達のその後の研究、開発の結果によれば、上記文献等に記載されたリニアモータを駆動源とするサーボ制御の送り機構を搭載した放電加工機で、所要の成果が挙げられなかったのは、搭載したリニアモータの高応答、高加減速、および高速移動等の特性の内の少なくとも一つ、または二つ以上を放電加工間隙の維持制御によく適合させて作動させ得なかった為ではないかと考えられる。
【０００４】
よって検討するに、上記特開平２０００−２２５，５２７号公報には、固定コラムに対して取り付けられるＷ軸であって、軸方向に中空柱状に形成したスライダを有し、小型Ｚ軸を前記Ｗ軸スライダ内に平行に移動し得るように設け、大形電極はＷ軸スライダの下端に着脱可能な電極定盤に取り付けて設け、他方小形電極はＷ軸下端より前記電極定盤を取り外すことにより先端が下方へ延出するＺ軸スライダに取り付け、切り替えによりＷ軸とＺ軸の一方が独立して制御送りされて加工する複合主軸であって、
前記Ｗ軸は、固定コラムに対し従来型のボールねじ、ナット、直線案内、および回転形のサーボモータと相対的な位置検出装置とからなる制御送り機構を、他方のＺ軸は、該Ｚ軸のスライダユニットの重量に釣り合う反力をＺ軸スライダユニットに加えてＷ軸スライダに保持させるエアバランサと両者間に設けた直線案内とリニアモータおよび直線位置検出装置とから成る制御送り機構を備えた複合主軸の放電加工装置が記載されている。
【０００５】
そして、この装置によれば、細穴加工電極はリブ加工電極などの小形電極が取り付けられるＺ軸スライダに取り付けられることになるが、細穴放電加工では、リニアモータを駆動源として有する電極送り機構が得意とする高速電極ジャンプ運動は不要というか寧ろ有害で、該電極ジャンプ運動に替えて、電極にほぼその軸の廻りに回転する数１０００回程度またはそれ以下の回転運動を与えることが必要なものである。ということは、リニアモータを駆動源とする電極送り機構を備えた細穴放電加工機の加工主軸（電極ホルダと回転手段とを有する加工ヘッドを取り付けた上記Ｚ軸スライダのユニット）は、ジャンプ運動をさせられることがなく、従って、加工中に例えば数１００μｍ以上の高ストロークにわたって高加速度の急激な移動がなく、エアシリンダとこれを圧力制御する空圧制御装置からなるカウンタバランス装置まで必要としない。このようなカウンタバランス装置を使用する場合には、シリンダ等によって加工ヘッド重量が大きくなる可能性があるだけでなく、エア配管およびその引き回しだけでなく、圧力制御のためのハイリリーフレギュレータ等の大掛かりな空気圧供給制御装置を装備する必要が生じて、コスト的に無駄だからである。
【０００６】
しかして、前述の装置から、Ｚ軸スライダユニットに対するエアバランサを取り外してしまうと、該ユニットに対するカウンタバランス力を送り機構のリニアモータによる引き上げ推力によって与えなければならなくなるが、これでは電力効率的に大きなマイナスだけでなく、モータの発熱、制御上の問題や停電時ユニット落下の問題等もあり、かかる点から何等かのカウンタバランサ設置は欠かせないものである。
【０００７】
しかるところ、前記特開平８−３０９，６２０号公報には、前記Ｚ軸スライダユニットに対してカウンタウェイトを設けることが記載されている。しかしこれでは、Ｚ軸スライダユニットと等しい重さのウェイトが設けられるので、Ｚ軸スライダユニットの慣性質量が全体として２倍となるから、高応答のためにより大きな推力のリニアモータを使用しなければならない等の問題がある。また、このカウンタウェイト方式にすると、リニアモータの駆動制御において高速ジャンプをさせない細穴放電加工のサーボ制御送りによる加工の場合に、リニアモータの高応答による微動の高速制御の動きに、ウェイト吊り下げワイヤ、そしてひいてはウェイトに応答遅れから振動が生ずる場合が有り、目的とする細穴放電加工の性能が得られなくなることが少なくなかった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、リニアモータをサーボ制御の送り機構の駆動源として用いたときに、コンパクトな構成で超微細な細深穴放電加工に対する高応答のサーボ制御送りの機能を十分に発揮させる放電加工機を構成して提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の本発明の目的は、（１）回転手段を有する加工ヘッドに細棒状の電極を装着して被加工体と相対向させ、対向間隙に加工液を供給介在させた状態で両者間に間歇的な電圧パルスを印加し、繰り返し放電を発生させると共に対向方向に相対的な加工送りを与えて被加工体に細穴を加工する細穴放電加工機において、
前記加工機のコラムに送りねじ、ナット、および回転式モータの組み合わせからなる昇降軸送り機構に中空柱状のＷ軸スライダを設け、放電加工時には固定状態とされる前記Ｗ軸スライダの中空穴に、シリンダとピストンとピストンロッドとを有するガスダンパの一端のピストンロッドまたはシリンダを挿入して固定し、該ガスダンパの他端のシリンダまたはピストンロッドをＺ軸スライダに、該Ｚ軸スライダが前記Ｗ軸と平行で並設状態に位置するように連結して保持させるとともに、該Ｚ軸スライダを前記Ｗ軸スライダに昇降移動可能に直線案内装置を介して取り付け、前記Ｚ軸スライダとＷ軸スライダの間には後者に対して前者を昇降移動させるリニアモータを介設させ、前記加工ヘッドを前記Ｚ軸スライダに取り付け保持させるとともに該加工ヘッドに装着された細棒状電極の先端側を挿通して位置決め案内するガイドを、ガイドホルダにより前記Ｗ軸スライダの下端に取り付け保持させ、さらに、前記Ｚ軸スライダの前記Ｗ軸スライダに対する昇降移動位置を検出する直線位置検出装置が両者間に取り付けられているのに対し、前記Ｗ軸スライダの前記送りねじに連係してロータリイエンコーダを設け、前記直線位置検出装置が検出フィードバックする信号により前記リニアモータの駆動出力を制御する前記Ｚ軸スライダのサーボ送り制御装置を前記放電加工間隙加工状態検出信号により制御するのに対し、前記ロータリイエンコーダは前記Ｗ軸スライダの前記コラムに対する昇降移動位置を検出する細穴放電加工機とすることにより達成される。
但し、前記のガスダンパとは、シリンダ５Bとピストン５Cとピストンロッド５Aとを有し、ピストン５Cは、ピストンロッド５Aのシリンダ５B内側端部に固設されていて、シリンダ５B内を上部のA室と下部のB室とに分離しているとともに、前記A室とB室とを繋ぐ小孔５Dが明けられており、
そして、前記シリンダ５B内には気体が高圧力状態に封入されていて、前記ピストン５CのA室側面とB室側面との受圧面積の差異によって、ピストンロッド５Aがシリンダ５Bから伸長する方向に推力を作動させる．ものである。
【００１０】
また、前述の本発明の目的は、（２）前記ガスダンパが高圧ガスダンパであって、そのピストンに結合されたピストンロッドの先端側が前記Ｗ軸スライダに固設され、他端側のシリンダ端に前記Ｚ軸スライダが連結されている前記（１）に記載の細穴放電加工機とすることにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図2、及び図3は、本発明細穴放電加工機の１実施例の加工ヘッド廻りの構成を説明するための各部分図であって、カバーを取り外した状態で示した正面図、一部切り欠き側面図、および図２Ｘ−Ｘ線横断矢視図である。１は図示しないベッド上の後方中央部に立てられたコラムの上方前方部分を示しているもので、前方に迫り出した中空状の加工ヘッド取り付け部をなしている。この取り付け部に後述する加工ヘッド部が、ベッド上の前方に配置され、被加工体取り付け加工テーブルを収納する上方開放の加工槽と鉛直Ｚ軸方向に相対向させるように取り付けられている。
【００１２】
２はコラム１項部の前端部にブラケットを介して取り付けられた、Ｗ軸サーボモータ、３は同じくＷ軸スライダで、該スライダ３はコラム１の前面に水平方向に２条が間隔を置いて鉛直Ｗ軸方向に沿って取り付けられた直線案内装置のＷ軸レール４Ａと、スライダ３の背面に取り付けられた前記レール４Ａに嵌り合うＷ軸ガイド４Ｂとにより、鉛直なＷ軸に沿って直線に移動するように案内保持されている。しかしてｌ、前記Ｗ軸スライダ３の前面側には、Ｚ軸ユニット等を装架するための、中空柱状で、比較的長尺のＷ軸スライダ本体３Ａが一体に固着して設けられている。そして、このＷ軸スライダ３の背面と対向するコラム１前面の前記一対のＷ軸レール４Ａ間には、前記スライダ３の背面ほぼ中央部に後方へ突出するように設けられた送り軸のナット２Ａが、前記モータ２の回転軸に連結され鉛直下方に垂下して設けられる送り軸の回転軸２Ｂに螺合していて、前記Ｗ軸スライダ３は直線案内装置４に沿って移動し位置決めされる。また、前記Ｗ軸スライダ３、またはスライダ本体３Ａの設置位置は、前記モータ２の回転軸に連結したロータリイエンコーダ２Ｃ、または、図示しないコラム１とスライダ３とに設けられるリニアスケールとセンサとから成る直線位置検出装置により検出され、図示しない表示装置によって表示される。
【００１３】
前記Ｗ軸スライダ本体３Ａの下端には、後述する電極ガイド１６が備えられており、この電極ガイド１６を被加工体の上面に対して接離させるために、前記Ｗ軸スライダ３の軸移動が制御される。細穴の放電加工中には、電極ガイド１６が被加工体の上面に殆ど接触する位置でＷ軸スライダ３が位置決めされる。このW軸サーボモーター２は、所望の位置で停止制御することにより、Ｗ軸スライダ３をその位置に保持する。
【００１４】
１６は、細径の細深穴加工電極１１の先端を、図示しない被加工体上面の直近の位置で挿通案内して位置決めする電極ガイドで、ガイドホルダ１７に着脱変換可能に取り付けられており、該ガイドホルダ１７は、前記Ｗ軸スライダ３、３Ａに固定保持されたガイド配置体１８に位置調整可能に取り付けられるようにしてある。
【００１５】
７は、前記細穴加工電極１１を取り付けた加工ヘッド部を搭載して加工方向に加工送りするＺ軸スライダで、該Ｚ軸スライダ７は、前記Ｗ軸スライダ３がコラム１前面に対して装架されるのと同様に、Ｗ軸スライダ本体３Ａの前面に水平方向に間隔を置いて鉛直平行に設けた直線案内装置８のＺ軸レール８Ａに、Ｚ軸スライダ７の背面側に設けたＺ軸ガイド８Ｂを嵌め合わせて鉛直なＺ軸方向にＺ軸スライダ７が直線に移動するように装架され、この状態でＺ軸スライダ７は、後述するようにガスダンパ５を介してＷ軸スライダ本体３Ａに支持されて前記の加工送り装置となるものである。
【００１６】
前記Ｚ軸スライダ７の背面とＷ軸スライダ本体３Ａの前面とには、前者を可動子９Ａ、後者を固定子９Ｂとして前者をＺ軸に直線に移動送りするリニアモータ９が設けられてあって、図示の場合、Ｗ軸スライダ本体３Ａの前面、幅方向の中央部分に設けられた固定子９Ｂヨーク磁石板には、短冊板状の永久磁石片９Ｃが所定個数移動Ｚ軸方向に接着等して取り付けられており、これに対向するＺ軸スライダ７の部分には窓７Ｂが形成されていて、該窓７Ｂには、所定寸法、形状の積層硅素鋼板等からなる磁極を移動Ｚ軸方向に所定個数間隔を置いて形成し、該磁極に励磁コイルを単巻きまたは複巻き等により巻回して配置した電磁石形に形成した電機子鉄芯の可動子９Ａが嵌め込み固設されている。図示の固定子９Ｂと可動子９Ａのと組み合わせから成る永久磁石形のリニア同期モータが設けられたＺ軸スライダ７は、前記固定子となるＷ軸スライダ３、３Ａに対し可動子として高応答、高加減速でＺ軸に駆動されることになる。このリニアモータ９による駆動制御送りに対し、Ｗ軸スライダ３、３Ａの設定位置に対するＺ軸スライダ７の位置は、前記両スライダ３、７に設けられるリニアスケール２０Ａとセンサ２０Ｂとの組み合わせから成る直線位置検出装置２０によって検出され、駆動装置にフィードバックされている。
【００１７】
１０は、前記Ｚ軸スライダ７の下端部近くに取り付けられた加工ヘッドの取り付け台で、該取り付け台１０には、図示の場合、細径の長尺パイプ電極１１を予め取り付けたパイプ電極ホルダ１２を着脱する電極取付装置１３を回転伝達機構１４Ａと絶縁部１０Ａとを介して取り付けると共に、前記回転伝達機構１４Ａを介して前記電極ホルダ１２を回転させる回転モータ１４が設けられている状態を示している。前記パイプ電極１１に電極取付装置１３内通路を介して高圧力の加工液を供給する加工液供給手段が図示では省略したホースを介して接続口１５に接続されている。そして、同様に、前記回転モータ１４に対する配線、リニアモータ９の電磁石可動子９Ａに対する配線と冷却配管、および前述Ｚ軸スライダ７の位置検出装置やＷ軸サーボモータ２の配線等も省略されているものである。
【００１８】
５は、前記Ｗ軸スライダ本体３Ａの下部に、図示の場合ピストンロッド５Ａの先端を固定ピン５Ｈにより固定して設けた高圧力のガスダンパで、上に押し上げられるシリンダ５Ｂの他端頂部に適宜の連結桿６を介して、Ｚ軸スライダ７のステム７Ａが連結され、該Ｚ軸スライダ７はガスダンパ５を介してＷ軸スライダ３またはスライダ本体３Ａに保持されていることになる。
【００１９】
加工電極１１を取り付けた加工ヘッド部を搭載するＺ軸スライダ７のユニット全体は、リニアモータ９による駆動送りに対して慣性質量となり、さらにリニアモータ９の磁気吸引力やダンパ５および直線案内部８の摩擦抵抗も作用しているので、前記慣性質量となる部分は、出来るだけ小型、軽量に、そして更に、小比重体により、例えば、前記スライダ７と台１０とをＡｌ２Ｏ３系のセラミックスまたはＳｉ３Ｎ４やＳｉＣ等の非酸化物系のセラミックス、或いは、Ａｌ合金系やＭｇ合金系の軽量合金製のもの、または炭素繊維強化プラスチック製のものを用いるのが好ましい。
【００２０】
図４の（Ａ）は、高圧ガスダンパの構造を説明する説明図、（Ｂ）は、ガスダンパの全長（ｍｍ）に対するガス反力、即ち発生推力（ｋｇ）の特性図の例を示すものである。図に於いて、ピストンロッド５Ａのシリンダ５Ｂ内側端部に固設されたピストン５Ｃは、図示の状態に於いて、シリンダ５Ｂ内を、ピストン５Ｃ上部のＡ室と下部のＢ室とに分離しているが、前記ピストン５ＣにはＡ室とＢ室とを繋ぐ小孔５Ｄが明けられていて、Ａ、Ｂ室のガス流体、例えば通常高圧のＮ２（窒素）ガスと僅かな量の油５Ｅが封入されていて、ピストン５ＣのＡ室側の受圧面積とＢ室側のピストンロッド５Ａ断面積を除く受圧面積との差によりＡ室側よりピストン５Ｃが押圧され、ピストンロッド５Ａがシリンダ５Ｂから伸長する方向に推力を付与される。なお、５Ｆはシール、５Ｇはロッドガイドである。
【００２１】
ガスダンパ５の全長が外力によって伸縮するときには、高圧の窒素ガスは、小孔５Ｃを通過して一方の室からもう一方の室に移動する。そして、ガスダンパ５の全長が最大であるときのガス室の容積は、全長が最小であるときの容積より大きい。それで図４（Ｂ）のように推力は若干変化する。上記のようなガスダンパ５は、そのロッド５Ａのストロークの中間位置での推力（図４（Ｂ）の×印）が、Ｚ軸スライダ７および加工ヘッド部の全重量（慣性質量）に等しいものが選定される。
【００２２】
こうすることにより、前記図１〜３の細穴放電加工機において、Ｚ軸スライダ７がそのストロークの如何なる位置にあっても、該Ｚ軸スライダユニットは略等しいカウンタバランス力を受けるので、加工電極１１の消耗長さに関係なく、全ストローク位置において、サーボ制御送り条件を変更することなく均一な加工状態を得ることができる。
また、本発明は、前述したような細穴放電加工の専用機であるから、前記Ｚ軸スライダユニット部分の慣性質量は、微細径の細穴加工電極１１が、交換等して新しい時と、加工の用に供して消耗した交換前の時とに僅かな差しかなく、その差は、設けられるガスダンパ５の推力に対しても充分小さいので、加工中のＺ軸スライダユニットに対するカウンタバランス力の作用効果の変化は少なく、この面からも加工状態は均一を保ち得る。
【００２３】
以上のように本発明によれば、Ｚ軸スライダユニットには、整合したカウンタバランス力が与えられる。従って細穴放電加工中の加工電極１１と被加工体との間の加工間隙のサーボ送り制御において、リニアモータ９によるＺ軸スライダユニット部の高応答、高加減速のサーボ制御送りは、通常数μｍから数１０μｍ以内の微動的移動送りの高周波的繰り返しであるから、リニアモータ９の作動特性を殆ど損なうことなく作動させることができ、細穴放電加工を性能高く行なわせることができる。なお、前記Ｚ軸スライダユニットをＺ軸スライダに軸送り駆動するリニアモータとしては、図示実施例の所謂片面励磁構造のものに替え、前記磁気吸引力をキャンセルする両面励磁構造のリニアモータを用いる構成とすることができる。
【００２４】
なお、前記図４（Ｂ）の特性図に示したガスダンパの１例は、ガス反力４０ｋｇ強、有効ストローク１００ｍｍの数値仕様を有するガスダンパ５で、ピストンロッド５Ａの外径がφ１０ｍｍ、製品自重２６０ｇ、市販価２０００円以内のもので、長期の使用に耐えるものであり、配管、配線等、を全く要せず、単独使用のものであるから、コンパクトなカウンタバランサおよびその構成に寄与すること絶大である。
【００２５】
次に、上述のガスダンパを図１〜３のカウンタバランサとしての構成に組み込んだ細穴放電加工機の具体的な加工性能の例につき説明する。細穴加工電極１１として、外径φ０．１ｍｍ、内径約φ０．０４ｍｍ、長さ１５０ｍｍの銅製パイプ電極を用い、該パイプ電極を２０００ｒｐｍで回転させ、加工液（鉱物油）を圧力８ＭＰａで供給して電極先端から約１０滴／１０Ｓの滴下状態として、材質および板厚の異なる被加工体の穿孔加工を行なった。なお、電気的加工条件としては、ＯＮ：４μＳ、ＯＦＦ：４μＳ、無負荷電圧：９０Ｖ、サーボ基準電圧：４０Ｖ、ギャップコンデンサ：４７００ＰＦ、平均加工電流約０．１Ａ以下である。そして、前述の図１〜４に示した本発明装置によるものをＬＮ、Ｚ軸スライダユニットが回転形モータによりボールねじ駆動され、カウンタバランサがウェイトによって付与されている従来技術のものをＭＡＲＫ２０とする。
【００２６】
実験例１、被加工体：ＳＫＤ１１、板厚：５ｍｍ
ＭＡＲＫ２０          ＬＮ
加工時間（分、秒）        貫通せず          １４′４０″
電極消耗率（％）            −            ３１５〜３４０
穴径（ｍｍ）                −            ０．１２４８
【００２７】
実験例２、被加工体：超硬合金（Ｇ５）相当、板厚：１．２６ｍｍ
ＭＡＲＫ２０          ＬＮ
加工時間（分、秒）        １′４５″          ５５″
電極消耗率（％）            ２００            ２２０
穴径（ｍｍ）            ０．１２４３        ０．１２４４
【００２８】
実験例３、被加工体：超硬合金、板厚：２．２６ｍｍ
ＭＡＲＫ２０          ＬＮ
加工時間（分、秒）        ３′００″        １′５０″
電極消耗率（％）            ２６０            ２７０
穴径（ｍｍ）            ０．１３１４        ０．１３４４
【００２９】
実験例４、被加工体：超硬合金、板厚：５．０４ｍｍ
ＭＡＲＫ２０            ＬＮ
加工時間（分、秒）        ９′４５″          ７′３５″
電極消耗率（％）        ３１０〜４２０      ２９５〜３８５
穴径（ｍｍ）            ０．１３７６          ０．１２５２
【００３０】
実験例５、被加工体：超硬合金、板厚：７ｍｍ
ＭＡＲＫ２０          ＬＮ
加工時間（分、秒）        貫通せず          １６′４５″
電極消耗率（％）            −            ３６０〜４９５
穴径（ｍｍ）                −            ０．１２７９
【００３１】
以上のような結果から、
・被加工体の板厚が薄い領域では、本発明装置によるものが
加工速度は早いが電極消耗は多い。
・従来装置で、上述の加工条件では、被加工体超硬合金、板
厚約５ｍｍが限界か。板厚約７ｍｍのものは、いくら加工
を継続しても貫通しなかった。
・実験例１の被加工体ＳＫＤ１１の場合も、加工時間２０分
以上掛けてもサーボ加工送りが逆転を繰り返し、電極消耗
率５００％以上と増加するだけで貫通しなかった。
・また、本発明の装置では、サーボ制御の送り速度をより早
く設定できて、加工状態が安定していた。
以上のように、本発明の細穴放電加工機の有用性が明らかである。
【００３２】
以下、細穴加工電圧１１が所謂パイプ電極でない微細加工の細棒状の電極を使用した場合の加工結果の例を示しておく。
電極としφ０．１ｍｍのＡｇＷを用い、通称Ｇ５と称される焼結超硬合金薄板１．０〜２．５ｍｍの穿孔加工を、電極回転数８００ｒｐｍ、ケロシン加工液中で行なった。図５の（Ａ）に加工結果のデータを、（Ｂ）には前記（Ａ）のデータ中の加工時間（ｍｉｎ：Ｓ）と加工深さ（ｍｍ）との特性曲線図と加工条件を示している。従来技術（ＭＡＲＫ２０）によれば、電極ジャンプも加工液の噴流も無い状態では、被加工体１ｍｍ厚以上の穿孔加工は殆ど不可能であったが、本発明の装置（ＬＮ）によれば、板厚２．５ｍｍ（Ｌ／Ｄ≒２５）でも、なおスムーズに穿孔加工ができており、リニアモータによる高応答のサーボ制御送りが、安定加工の継続に寄与しているものと思惟された。
【００３３】
なお、上記の加工中、板厚２ｍｍの加工に電極ジャンプによる間隙の加工液処理を行なわせるようにしたところ、電極ジャンプにより穿孔に要する実加工時間は２０％弱短縮されたが、ジャンプのための加工死時間があるため前記加工所要時間は逆に２０％強増大していた。そして、電極ジャンプを行なうようにすると、電極が曲がることによる加工不能、乃至は貫通不能の事故の発生が少なくなかった。かかる状況によれば、電極の腰が大幅に弱い、銅または銅合金系のパイプ電極を用いる前述実験例１〜５の細穴の加工には、電極ジャンプを併用する可能性は無く、エアバランサに替えてガスダンパを用いる本発明は、細穴放電加工機として有効なものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、リニアモータ駆動のサーボ制御送り機構を用いる細穴放電加工機において、リニアモータにより中空柱状のＷ軸スライダに対して平行にＺ軸送りされるＺ軸スライダユニットを、ガスダンパをカウンタバランサとして用い、かつ該ガスダンパを前記Ｗ軸スライダの中空穴に挿入固定して保持させる構成としたから、前記両スライダを含む加工ヘッド廻りの構成はコンパクトで、細穴放電加工の目的を充分備えた費用対効果の高い細穴放電加工機を安価に構成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明細穴放電加工機の一実施例の加工ヘッド廻りの構成を説明するために、カバーを取り外した状態で示した部分正面図。
【図２】  図１に同じく、部分の一部切り欠き側面図。
【図３】  図１に同じく、図２のＸ−Ｘ線断面矢視図。
【図４】  （Ａ）は一実施例ガスダンパの構造を説明するための断面説明図。（Ｂ）は、（Ａ）ガスダンパの具体例の作動特性曲線図。
【図５】  （Ａ）は一実施例の加工データの表。（Ｂ）は一実施例の加工性能の特性曲線図。
【符号の説明】
１    ：コラム
２    ：Ｗ軸サーボモータ
３    ：Ｗ軸スライダ
３Ａ  ：Ｗ軸スライダ本体
４、８    ：Ｗ軸とＺ軸の直線案内
４Ａ、８Ａ    ：Ｗ軸とＺ軸の直線案内のレール
４Ｂ、８Ｂ    ：Ｗ軸とＺ軸の直線案内のガイド
５    ：ガスダンパ
５Ａ  ：ピストンロッド
５Ｂ  ：シリンダ
５Ｃ  ：ピストン
５Ｄ  ：小孔
５Ｅ  ：油
５Ｆ  ：シール
５Ｇ  ：ロッドガイド
６    ：連結桿
７    ：Ｚ軸スライダ
７ａ  ：ステム
９    ：リニアモータ
９Ａ  ：電磁石側可動子
９Ｂ  ：磁石片側固定子
１０  ：加工ヘッド取り付け台
１１  ：パイプ電極
１２  ：電極ホルダ
１３  ：電極取付装置
１４  ：回転モータ
１５  ：頂部
１６  ：電極ガイド
１７  ：ガイドホルダ
１８  ：ガイド支持体
【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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