(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ放電加工機により微細な円形穴を放電加工する穴加工法であって、円形穴の中心から電極ワイヤを半径方向に半径相当距離ずつ相対移動させる直線加工を角度を変えて全周にわたり繰り返すことにより円形の穴加工を行い、その後、電極ワイヤを円形穴の内周に沿って円周方向に相対移動させる円形状加工を行うことを特徴とするワイヤ放電加工機による穴加工法。
【請求項２】
電極ワイヤとワークとの電位差が低下またはゼロになると、ワークに対する電極ワイヤの相対移動を停止し、逆行させるプログラムが組み込まれたワイヤ放電加工機を使用する請求項１記載のワイヤ放電加工機による穴加工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工機を用いて金属製のワークのスリット内や微細な下穴に微細な仕上げ円形穴を放電加工することができるワイヤ放電加工機による穴加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特殊な金型類を製造するために、微細なスリット内に微細な円形穴を加工する必要が生じたり、焼結金属等に開けられた微細な下穴を拡大することがある。ワークの厚みが薄い場合や穴径が大きい場合にはドリルや電解加工、レーザー等による穴あけも可能であるが、ワークに厚みがあるような場合にはワイヤ放電加工機を用い、その電極ワイヤをスリットや下穴を通じて目的位置まで通したうえ、放電加工する方法が採用される。
【０００３】
この場合には図７(A)に示すように、電極ワイヤが円形を描くようにワークに対して相対的に移動させながら穴径を次第に拡大して行く方法が普通である。ところが、スリット幅や下穴寸法が０.１ｍｍ、加工したい円形穴の直径が０．２〜０．３ｍｍであってワークの厚みが１００ｍｍというような場合には、電極ワイヤをプログラムによって正確に円形移動させているにもかかわらず、図８、図９に示すように加工された穴形状が歪んでしまうことがあった。また図７(B)に示すように燒結金属に形成された直径が０．１ｍｍ程度の下穴を拡大する場合にも、同様の問題があった。
【０００４】
その理由は、次の通りであると考えられる。すなわち、スリット幅及び穴径が非常に小さい場合には、放電加工により生じた切れ粉がうまく排出されずに穴内に溜まる。その切り粉を介して放電加工が発生するため加工穴径の不安定が生じることや、穴内に溜まった切り粉とワイヤー電極が短絡した場合や電位差が低下した場合には、ワイヤー電極が加工軌跡に沿って逆行し、その位置から再度放電加工を開始してしまい、一度加工した場所を再度加工することになるため、更なる穴径の拡大や不安定を生じさせる。
【０００５】
更に円形穴の直径が０．２〜０．３ｍｍであると例えば０．０５ｍｍ径の極細の電極ワイヤを用いて放電加工を行なうこととなり、１００ｍｍを超える長い電極ワイヤに強い張力を加えることができないからその中央部分が撓み易くなることが、更なる穴加工不安定を増長させる。その結果、図８、図９に示すように加工された穴形状が真円よりも外側に膨らむように歪んでしまうものと考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、厚みのあるワークに微細な円形穴を加工する場合にも、形状を歪ませることなく真円形状に放電加工することができるワイヤ放電加工機による穴加工法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のワイヤ放電加工機による穴加工法は、ワイヤ放電加工機により微細な円形穴を放電加工する穴加工法であって、円形穴の中心から電極ワイヤを半径方向に半径相当距離ずつ相対移動させる直線加工を角度を変えて全周にわたり繰り返すことにより円形の穴加工を行い、その後、電極ワイヤを円形穴の内周に沿って円周方向に相対移動させる円形状加工を行うことを特徴とするものである。なお、電極ワイヤとワークとの電位差が低下またはゼロになると、ワークに対する電極ワイヤの相対移動を停止し、逆行させるプログラムが組み込まれたワイヤ放電加工機を使用することが好ましい。
【０００８】
このように本発明では電極ワイヤの移動プログラムに、電極ワイヤを円形穴の中心から半径方向に相対移動させる直線加工を組み込んだので、仮に切れ粉と電極ワイヤとが接触するなどし、電極ワイヤーとワークの電位差がゼロまたは低下した場合にも電極ワイヤは内側に逃げるのみである。このため直線加工の後に行なわれる円形状加工によって、きれいな真円に加工することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を概念的に示す斜視図であり、１は金属製のワーク、２はこのワーク１に形成されたスリット、３はこのスリット２内に挿入された電極ワイヤである。具体的な数値は特に限定されるものではないが、例えば一例を挙げると、ワーク１の厚みは１００ｍｍ、スリット２の幅は０.１ｍｍ、電極ワイヤ３の直径は０.０５ｍｍであり、スリット２の端面から１ｍｍ入った位置に直径が０.２ｍｍの円形穴を放電加工するものとする。上記の数値から明らかなように、図１は寸法関係を無視して描かれている。
【００１０】
電極ワイヤ３はワイヤ放電加工機に固定されており、ワーク１は図示を略したベッドにセットされて電極ワイヤ３に対する相対移動を行ない、放電加工を行なうものである。ワーク１の移動はワイヤ放電加工機にインストールされたプログラムにしたがって機械的に行なわれる。このように実際にはワーク１のみが移動するのであるが、本明細書ではワーク１に対して電極ワイヤ３が相対移動すると表現している。なお、電極ワイヤ３がワーク１と接触して電位差がゼロになると放電加工は行なえなくなるため、電極ワイヤ３の相対移動は直ちに停止されたうえ、逆方向に戻すようにプログラムが組み込まれている。
【００１１】
さて本発明では、電極ワイヤ３をスリット２内の円形穴の中心となる位置まで挿入したのち、図２、図３に示すように電極ワイヤ３を円形穴の半径方向に相対移動させながら直線（放電）加工を行なうようなプログラムを用いる。その移動距離はもちろん半径相当分であって、この場合には０.１ｍｍである。次に電極ワイヤ３は円形穴の中心まで戻り、角度を変えて同じ動きを繰り返す。本実施形態では、スリット２に対して電極ワイヤを１５度、３０度、４５度というように１５度ずつ方向を変えて半径方向に相対移動させているが、この角度は自由に設定すればよい。また、電極ワイヤ３を円形穴の中心で停止させることなく、そのまま反対方向に移動させるようにしてもよく、この場合には移動距離は直径相当分となる。
【００１２】
このように本発明では電極ワイヤ３を円形穴の中心から半径方向に相対移動させるようにしたので、仮に切れ粉と接触した場合にも電極ワイヤ３は円形穴の中心側に戻るのみであって、従来の円形移動プログラムによる場合のように、円形穴の外側に沿って逆向し、再度同じ場所を加工することで、穴加工を不安定にするようなことはない。そのため３６０度の全周にわたりこの動きを繰り返せば、完全ではないにせよほぼ円形の穴加工ができる。その後、電極ワイヤ３を円形穴の円周に沿って円形移動させながら放電加工を行なえば、円周の凹凸が放電加工により取り除かれ、図４、図５に示すようにきれいな真円に放電加工することができる。
【００１３】
なお、図６は電極ワイヤ径とその電極ワイヤによって放電加工が可能なワークの厚みとの関係を示すグラフであり、例えばワイヤ径が０、０５ｍｍの場合には、従来法では２０ｍｍ以上の厚みのワークを加工することは困難であった。これは切り粉の排出が悪くなることや撓みの影響が大きくなるためである。それに対して本発明によれば、電極ワイヤの動きを変えることによって、切り粉の排出の悪さや電極ワイヤの撓みの影響を巧みに回避することができるので、厚みが１００ｍｍ以上のワークにも正確な放電加工が可能となる。
【００１４】
以上の実施形態では、ワークに形成されたスリット２に円形穴を加工したが、本発明はワークに予め設けられた精度の悪い微細な下穴を精度のよい微細な円形穴に拡大する場合にも同様に適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のワイヤ放電加工機による穴加工法によれば、円形穴の中心から電極ワイヤを半径方向に相対移動させる直線加工を角度を変えて繰り返えすようにしたので、切れ粉との接触により電極ワイヤが外側に逃げることがない。このため、その後に電極ワイヤを円周方向に相対移動させる円形状加工を行えば、厚みのあるワークに微細な円形穴を真円形状に放電加工することができる利点がある。しかもプログラムを変更するのみでワイヤ放電加工機のハード的な改良を必要としないので、容易に実施することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を概念的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態で使用したプログラムを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における電極ワイヤの動きを示す平面図である。
【図４】本発明により加工された円形穴の断面を示す顕微鏡写真である。
【図５】図２を図面化したものである。
【図６】電極ワイヤ径と放電加工が可能なワークの厚みとの関係を示すグラフである。
【図７】従来法における電極ワイヤの動きを示す平面図であり、(A)はスリット内に穴加工する場合、(B)は精度の悪い下穴を拡大加工する場合を示す。
【図８】従来法により加工された円形穴の断面を示す顕微鏡写真である。
【図９】図８を図面化したものである。
【符号の説明】
１  ワーク、２  スリット、３  電極ワイヤ
【図１】
0004371604.tif 000002
【図２】
0004371604.tif 000003
【図３】
0004371604.tif 000004
【図４】
0004371604.tif 000005
【図５】
0004371604.tif 000006
【図６】
0004371604.tif 000007
【図７】
0004371604.tif 000008
【図８】
0004371604.tif 000009
【図９】
0004371604.tif 000010