(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物を導電材料と接触固定した接合部分にワイヤ電極を位置決めし、加工液ノズルより炭素を含む加工液を加工部分に供給し、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うことを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤ放電加工方法において、加工液に高分子化合物または灯油を使用することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項３】
絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物の加工開始部分に導電性コーティングを施し、該加工開始部分にワイヤ電極を位置決めし、加工液ノズルより炭素を含む加工液を加工部分に供給し、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うことを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項４】
絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物表面の加工開始部分にメッシュ状導電材料または金属細線からなる多孔質成形体あるいは針状金属を含む複合体を密着させ、該加工開始部分にワイヤ電極を位置決めし、加工液ノズルより炭素を含む加工液を加工部分に供給し、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うことを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項５】
加工開始穴の内部に密着するよう電導材料からなるパイプ状中空部材が挿入された絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物を、炭素を含む加工液中で該パイプ状中空部材内部にワイヤ電極を結線し、加工液ノズルより炭素を含む加工液を加工部分に供給し、電極（−）極性電圧を印加し、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うことを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項６】
加工液中に炭素を含む加工液を加工部分に供給する加工液供給手段と、導電材料を絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物に近接せしめるとともに導電材料とワイヤ電極との位置を相対的に移動可能に駆動する導電材料移動手段と、工作物と導電材料の接合部分にワイヤ電極を位置決めし、電圧を印加する手段と、加工の進行に伴って前記工作物とワイヤ電極の相対位置を放電が適正に継続するよう制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絶縁材料のワイヤ放電加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通常の放電加工ではセラミックスなどの絶縁材料の加工は不可能であるが、電極材料を工作物表面に付着させ、該電極材料の電導性を利用して放電を発生させ加工を行う方法が提案されている。図６はその一例を示したものであり、１は電極、１０は絶縁材工作物、１１は電導材工作物、１２は工作物を横方向に拘束する固定部材、１３は工作物１１、１２をはさんで前記固定部材１２の反対側に設置され、絶縁材工作物１０と電導材工作物１１を機械的に密着、固定せしめる圧着機構、１４は加工油、１５は加工電源である。
【０００３】
次に、動作について説明する。加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材工作物１１は固定治具３により機械的に圧着・接合された状態で固定される。ついで、ワイヤ電極１を絶縁材工作物１０と電導材工作物１１の接合部分に位置決めされ、加工を開始する。
まず、電極１を絶縁材工作物１０と電導材料１１の接合部分に位置決めし、電圧を電極１と工作物１０、１１の間に印加する。その際、極性は電極（−）の極性の電圧を印加する。この電圧によりまず電導材工作物の部分のみ放電が発生し、次いでセラミックスの金属側に最も近いところで、熱影響により加工と電極材成分の転写が行われる。その後、その転写部分にも放電が行われ、セラミックスも放電の衝撃及び熱の影響で加工が進行する。以上の連続によりセラミックス加工が進行するが、これは表皮効果によりセラミックス表面に電流が流れセラミックス側に放電が起こり、セラミックスも加工されるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電加工装置は、上記のように構成されており、加工形状が穴形状などの単純な形状に限定されるため、複雑形状の加工ができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような従来のものの課題を解消するためになされたもので、ワイヤ電極を用いた放電加工において、絶縁物の複雑形状の加工を可能とすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明のワイヤ放電加工方法は、絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物を導電材料と接触固定した接合部分にワイヤ電極を位置決めし、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うようにしたものである。
【０００７】
第２の発明のワイヤ放電加工方法は、第１の発明のワイヤ放電加工方法において、加工液に高分子化合物または灯油を使用するようにしたものである。
【０００８】
第３の発明のワイヤ放電加工方法は、絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物の加工開始部分に導電性コーティングを施し、該加工開始部分にワイヤ電極を位置決めし、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うようにしたものである。
【０００９】
第４の発明のワイヤ放電加工方法は、加工開始穴の内部に密着するよう電導材料からなるパイプ状中空部材が挿入された絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物を、炭素を含む加工液中で該パイプ状中空部材内部にワイヤ電極を結線し、電極（−）極性電圧を印加し、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うようにしたものである。
【００１０】
第５の発明のワイヤ放電加工方法は、絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物表面の加工開始部分にメッシュ状導電材料または金属細線からなる多孔質成形体あるいは針状金属を含む複合体を密着させ、該加工開始部分にワイヤ電極を位置決めし、炭素を含む加工液中で電極（−）極性電圧を印加して放電を発生させ、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させ加工を行うようにしたものである。
【００１１】
第６の発明のワイヤ放電加工装置は、加工液中に炭素を含む加工液を加工部分に供給する加工液供給手段と、導電材料を絶縁材料または高抵抗材料からなる工作物に近接せしめるとともに導電材料とワイヤ電極との位置を相対的に移動可能に駆動する導電材料移動手段と、工作物と導電材料の接合部分にワイヤ電極を位置決めし、電圧を印加する手段と、加工の進行に伴って前記工作物とワイヤ電極の相対位置を放電が適正に継続するよう制御する制御手段を備えるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の一実施例を図に基づき説明する。図１は本発明の実施の形態１を示す。図において、１はワイヤ電極で通常は黄銅線またはスチール線に黄銅のコーティングを施した電極線が使用される。２は工作物を固定するテーブル、３は工作物を固定する固定治具、４ａ、４ｂは加工液ノズル、５ａ、５ｂはワイヤガイド、６はワイヤ電極に電流を供給する給電子、７は加工液供給用ポンプ、１０はサイアロンなどの絶縁材工作物、１１は電導材料、１４は放電加工油、１５は加工電源である。
【００１３】
次に、動作について説明する。加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材料１１は固定治具３により機械的に圧着・接合された状態で固定される。ついで、ワイヤ電極１を絶縁材工作物１０と電導材工作物１１の接合部分に位置決めし、電圧を電極１と工作物１０、１１の間に印加する。その際、極性は電極（−）の極性の電圧を印加する。この電圧によりまず電導材料１１の部分のみ放電が発生し、次いで絶縁材工作物１０（サイアロン）の金属側に最も近いところで、熱影響により加工と電極材成分の転写が行われる。その後、その転写部分にも放電が行われ、セラミックスも放電の衝撃及び熱の影響で加工が進行する。加工の進行に伴い、絶縁性工作物１０の加工表面には電極材成分が転写されるとともに、加工液中が放電加工の熱によって分解し、加工液中に含まれる炭素が電気抵抗の比較的低い乱層カーボン(結晶性炭素)として工作物表面に付着する。こうして形成された乱層カーボン層に対して、再び放電が発生し、絶縁材工作物１０の加工が進行する。
【００１４】
実施の形態２．
次に、本発明の他の実施例を図に基づき説明する。図２は本発明の実施の形態２を示すものであり、図において、１はワイヤ電極で通常は黄銅線またはスチール線に黄銅のコーティングを施した電極線が使用される。２は工作物を固定するテーブル、３は工作物を固定する固定治具、４ａ、４ｂは加工液ノズル、５ａ、５ｂはワイヤガイド、６はワイヤ電極に電流を供給する給電子、７は加工液供給用ポンプ、１０はサイアロンなどの絶縁材工作物、１１は電導材料、８はあらかじめ絶縁材工作物１０の加工開始部分の表面にＣＶＤコーティングされた導電性コーティング、１４は放電加工油、１５は加工電源である。
【００１５】
次に、動作について説明する。実施の形態１同様、加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材料１１は固定治具３により機械的に圧着・接合された状態で固定される。ついで、ワイヤ電極１を絶縁材工作物１０と電導材工作物１１の接合部分に位置決めし、電圧を電極１と工作物１０、１１の間に印加する。その際、極性は電極（−）の極性の電圧を印加する。この電圧により導電性コーティング８を施した加工開始部分で放電が開始する。その際実施の形態１では、まず電導材料１１でのみ放電が発生し、次いで絶縁材工作物１０（サイアロン）の金属側に最も近いところで、熱影響により加工と電極材成分の転写が行われ、徐々に電導材料１１から離れた部分での放電が増加していくが、本実施の形態ではあらかじめ絶縁材工作物１０の加工開始部分に導電性コーティングをほどこしてあるため、全面放電に短時間で移行する。以降は実施例１と同様、加工の進行に伴って絶縁性工作物１０の加工表面には電極材成分が転写されるとともに、加工液中が放電加工の熱によって分解し、加工液中に含まれる炭素が電気抵抗の比較的低い乱層カーボン(結晶性炭素)として工作物表面に付着する。こうして形成された乱層カーボン層に対して、再び放電が発生し、絶縁材工作物１０の加工が進行する。
【００１６】
実施の形態３．
次に、本発明の他の実施の形態を図に基づき説明する。図３は本発明の実施の形態３を示すものであり、図において、１はワイヤ電極で通常は黄銅線またはスチール線に黄銅のコーティングを施した電極線が使用される。２は工作物を固定するテーブル、３は工作物を固定する固定治具、４ａ、４ｂは加工液ノズル、５ａ、５ｂはワイヤガイド、６はワイヤ電極に電流を供給する給電子、７は加工液供給用ポンプ、１０はサイアロンなどの絶縁材工作物、１１は電導材料、９はあらかじめ絶縁材工作物１０の加工開始部分の表面に密着させたメッシュ状導電性材料、１４は放電加工油、１５は加工電源である。
【００１７】
次に、動作について説明する。実施の形態２同様、加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材料１１は固定治具３により機械的に圧着・接合された状態で固定される。ついで、ワイヤ電極１を絶縁材工作物１０と電導材工作物１１の接合部分に位置決めし、電圧を電極１と工作物１０、１１の間に印加する。その際、極性は電極（−）の極性の電圧を印加する。この電圧によりメッシュ状導電性材料９を施した加工開始部分で放電が開始する。その際実施の形態２では、あらかじめ絶縁材工作物１０の加工開始部分に導電性コーティングをほどこしてあるため、全面放電に短時間で移行したが、板厚の厚い絶縁材工作物の加工の場合、メッシュ状導電性材料９が薄く、放電にてすぐに除去されてしまうため、加工開始部分に電極材成分が転写および乱層カーボン層が形成されにくい場合がある。本実施の形態では導電性コーティングの代わりにメッシュ状導電性材料９を使用するため、絶縁材工作物１０の加工に入る前にメッシュ状導電性材料９部分での加工にて十分な放電時間を掛けることができ、さらにはメッシュであるために絶縁材工作物１０表面に電極材成分が転写および乱層カーボン層を形成し易くなる。
以降は実施の形態２と同様、乱層カーボン層に対して、再び放電が発生し、絶縁材工作物１０の加工が進行する。
【００１８】
実施の形態４．
次に、本発明の他の実施の形態を図に基づき説明する。図４は本発明の実施の形態４を示すものであり、図において、１はワイヤ電極で通常は黄銅線またはスチール線に黄銅のコーティングを施した電極線が使用される。２は工作物を固定するテーブル、３は工作物を固定する固定治具、４ａ、４ｂは加工液ノズル、５ａ、５ｂはワイヤガイド、６はワイヤ電極に電流を供給する給電子、７は加工液供給用ポンプ、１０はサイアロンなどの絶縁材工作物、１１は電導材料、２１はあらかじめ絶縁材工作物１０の加工開始穴の表面に密着させたパイプ導電性部材、１４は放電加工油、１５は加工電源である。
【００１９】
次に、動作について説明する。実施の形態４同様、加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材料１１は固定治具３により機械的に圧着・接合された状態で固定されるとともに、加工開始穴の内部に密着するよう、導電性パイプ２１が挿入される。ついで、ワイヤ電極１を導電性パイプ２１の内穴にワイヤを結線・位置決めしたのち、加工を開始する。
本実施の形態では導電性コーティングやメッシュ状導電材料の代わりに導電性パイプ２１を使用するため、加工開始穴からの加工を容易に行うことができる。絶縁材工作物１０表面に電極材成分が転写および乱層カーボン層を形成した後は、実施の形態２、３と同様、乱層カーボン層に対して、再び放電が発生し、絶縁材工作物１０の加工が進行する。
【００２０】
実施の形態５．
次に、本発明の他の実施の形態を図に基づき説明する。図５は本発明の実施の形態５を示すものであり、図において、１はワイヤ電極で通常は黄銅線またはスチール線に黄銅のコーティングを施した電極線が使用される。２は工作物を固定するテーブルで、図示されない駆動装置によりワイヤ電極１に対してＸＹ方向に相対移動可能となっている。３は工作物を固定する固定治具、４ａ、４ｂは加工液ノズル、５ａ、５ｂはワイヤガイド、６はワイヤ電極に電流を供給する給電子、７は加工液供給用ポンプ、１０はサイアロンなどの絶縁材工作物、１１は電導材料、２２は導電材料１１を絶縁性工作物１０に近接せしめるとともに、導電材料１１とワイヤ電極１との位置を相対的に移動させるように駆動する導電材料駆動装置であり、絶縁部材２３を介して機械(ワイヤ電極側)に固定されている。
【００２１】
次に、動作について説明する。実施の形態１同様、加工に先だって絶縁材工作物１０と電導材料１１は導電材料駆動装置２２により機械的に圧着・接合された状態で固定される。ついで、ワイヤ電極１を絶縁材工作物１０と電導材工作物１１の接合部分に位置決めし、電圧を電極１と工作物１０、１１の間に印加する。この電圧によりまず電導材料１１の部分のみ放電が発生し、次いで絶縁材工作物１０（サイアロン）の金属側に最も近いところで、熱影響により加工と電極材成分の転写が行われる。その後、その転写部分にも放電が行われ、セラミックスも放電の衝撃及び熱の影響で加工が進行する。加工の進行に伴い、絶縁性工作物１０の加工表面には電極材成分が転写されるとともに、加工液中が放電加工の熱によって分解し、加工液中に含まれる炭素が電気抵抗の比較的低い乱層カーボン(結晶性炭素)として工作物表面に付着する。こうして形成された乱層カーボン層に対して、再び放電が発生し、絶縁材工作物１０の加工が進行する。
加工の進行に伴い、絶縁材工作物１０はテーブル２とともに、図示されないテーブル駆動装置によりワイヤ電極１に対して相対移動せしめられ、加工が進行するが、その際、絶縁材工作物１０の除去速度が電導材料１１の除去速度がよりも低いため、実施の形態１のような構成の場合、電導材料１１が先に消耗し、電導材料１１とワイヤ電極１の間の放電が発生しなくなる場合があり、その結果として加工が進行の進行が阻害される。このため、本実施例では、加工中にテーブル駆動とは独立して、導電材料駆動装置２２により、電導材料１１とワイヤ電極１との放電状態を一定に保つよう、電導材料１１の送り（ワイヤ電極１に対する）を制御する。これにより、電導材料１１とワイヤ電極１の間の放電周波数を絶縁材工作物１０の除去速度に関わらず常に一定に保つことができ、安定した加工が行われる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、高分子化合物、灯油など、加工液中に炭素を含む加工液を使用し、放電加工の熱作用により生じた分解カーボンを、電気抵抗の比較的低い乱層カーボン(結晶性炭素)として工作物表面に付着させ、該付着カーボンの電導性を利用して放電を発生させるようにしたため、従来のワイヤ放電加工では加工不能なセラミックスなどの絶縁性工作物の加工が可能なワイヤ放電加工方法が得られる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、加工開始面部分に導電性コーティングを施し、この部分から加工を開始するようにしたため、加工開始時における安定性を向上でき、従来のワイヤ放電加工では加工不能なセラミックスなどの絶縁性工作物の加工が可能なワイヤ放電加工方法が得られる効果がある。
【００２４】
また、本発明によれば、加工開始面部分にメッシュ状電導材料、金属細線からなる多孔質成形体または針状金属を含む複合体を絶縁材料の表面に密着させ、この部分から加工を開始するようにしたため、より板厚の厚い絶縁性工作物についてもより安定して加工可能なワイヤ放電加工方法が得られる効果がある。
【００２５】
また、本発明によれば、加工開始穴に電導材料、金属からなるパイプ状中空部材を挿入・密着させ、パイプの内部にワイヤを結線して加工を開始するようにしたため、加工開始穴からの加工を容易に行うことができるワイヤ放電加工方法が得られる効果がある。
【００２６】
また、本発明によれば、高分子化合物、灯油など、加工液中に炭素を含む加工液を加工部分に供給する加工液供給手段と、導電材料を絶縁性工作物に近接せしめるとともに、導電材料とワイヤ電極との位置を相対的に移動可能に駆動する導電材料移動手段と、加工の進行に伴って導電材料とワイヤ電極の相対位置を、放電が適正に継続するよう制御する制御手段を備えるようにしたため、絶縁性工作物の安定した加工を可能としたワイヤ放電加工装置が得られる効果がある。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図３】  本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図４】  本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図５】  本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【図６】  従来の絶縁材料加工用の放電加工装置を示す図。
【符号の説明】
１・・・ワイヤ電極、２・・・テーブル、３・・・固定治具、
４ａ、４ｂ・・・加工液ノズル、５ａ、５ｂ・・・ワイヤガイド、
６・・・給電子、７・・・加工液供給用ポンプ、
８・・・導電性コーティング、９・・・メッシュ状導電性材料、
１０・・・絶縁材工作物、１１・・・電導材料、１４・・・放電加工油、
１５・・・加工電源、２１・・・パイプ導電性部材、
２２・・・導電材料駆動装置、２３・・・絶縁部材
【図１】
0003731765.tif 000002
【図２】
0003731765.tif 000003
【図３】
0003731765.tif 000004
【図４】
0003731765.tif 000005
【図５】
0003731765.tif 000006
【図６】
0003731765.tif 000007