(57)【特許請求の範囲】
【請求項２】
ワイヤ電極を被加工物の上方で摺動自在に保持するワイヤガイド上部手段と、前記被加工物の下方でワイヤ電極を摺動自在に保持するワイヤガイド下部手段と、前記ワイヤガイド下部手段を前記ワイヤガイド上部手段に対向する位置で保持するアーム部材と、前記被加工物を加工液で浸漬状態にすると共に、前記アーム部材が貫通し、移動可能な長穴を有する加工槽と、前記加工槽に形成された長穴から前記加工液が流出するのを抑制するシール手段を備えたワイヤ放電加工装置において、
前記シール手段を前記加工槽の長穴を塞ぐシール板及びパッキンにより構成し、
前記長穴の外周に沿って溝を形成すると共に、この溝に加工液を噴出する噴出口を設け、
前記長穴の周辺部と前記シール板との間に形成される微小間隙に前記噴出口から加工液を噴出する加工液噴出手段を備えたワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
前記噴出口を複数設け、圧力が低い噴出口の口径を圧力が高い噴出口の口径よりも大きく形成した請求の範囲第２項記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
荒加工及び仕上げ加工の少なくとも２つの加工状態を判別する制御装置と、
加工液供給流量の異なる複数回路により前記加工液噴出手段による加工液噴出流量を変化させる手段を備え、
前記加工液噴出流量を荒加工時には少量とし仕上げ加工時には多量とするように制御する請求の範囲第２項記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記加工液噴出手段から噴出される加工液のろ過手段を加工液回路に設けた請求の範囲第２項記載のワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、ワイヤ電極を工具とし、導電性を有する被加工物との間に放電エネルギーを供給し、被加工物を所望の形状に加工する放電加工装置に関し、特に、被加工物を加工液中に浸漬して加工する際、加工槽から流出する加工液を抑制するシール手段の改良に関するものである。
背景技術
第８図は従来のワイヤ放電加工装置を示す概略側面図で、図において、１は図示しない機械本体のＸＹクロステーブル上に設置された加工槽で、この加工槽１の内部にテーブル３を有し、被加工物６を加工液７で浸漬した状態で設置している。１０は上部ワイヤガイド装置で、内部にワイヤ電極１１を摺動自在に支持するワイヤガイドを備え、図において上下動するＺ軸１３により被加工物６の上方に保持されている。１５は下部ワイヤガイド装置で、内部にワイヤ電極１１を摺動自在に支持するワイヤガイドを備え、下部アーム１７により被加工物６の下方で、上部ワイヤガイド装置１０に対向する位置に保持されている。２０は加工槽１の側面に設けられ、図において紙面表裏方向に長径を有する長穴で、下部アーム１７を貫通させると共に、ＸＹクロステーブルの移動を可能とする開口寸法を有している。２４はシール手段で、加工槽１に形成された長穴２０を覆うように設置されている。このシール手段２４は、加工槽１に固定され、加工槽１の長穴２０と同様の長穴２３ｈを有するベース２３と、下部アーム１７が貫通し得る穴２５ｈを有し、加工槽１およびベース２３の長穴２３ｈを覆う長さを有するシール板２５と、ベース２３に装着され、このベース２３とシール板２５との間から加工液７が漏れるのを最小限に抑制する第１のパッキン２６により構成されている。２７はローラ保持機構で、軸２８とベアリング２９からなり、軸２８に対しベアリング２９が回転自在に構成されると共に、ベース２３に固定され、シール板２５を図において紙面表裏方向に移動可能に保持している。３０は第２のパッキンで、シール板２５に固定されており、下部アーム１７の外周部とシール板２５の貫通穴２５ｈとの隙間から加工液７が漏れるのを防止している。
次に、上記構成による従来装置の動作について説明する。加工時には、図示しない電源から供給される電圧を、ワイヤ電極１１と被加工物６の間に印加して両者間に放電を発生させながら、図示しないＸＹクロステーブルにより被加工物６をワイヤ電極１１に対し相対移動させ被加工物６を加工する。その際、被加工物６の上面までを完全に加工液７に浸漬状態にすることにより、放電の安定性が得られ、ワイヤ電極１１の断線が発生しにくくなるので、加工液７を加工槽１に溜めるが、この場合、下部アーム１７が貫通する加工槽１の長穴２０及びベース２３の長穴２３ｈから加工液７が漏れるのを、シール板２５により完全に覆い抑制する。すなわち、ＸＹクロステーブルが移動する場合、加工槽１、ベース２３、第１のパッキン２６の三者とシール板２５とは相対移動する。加工槽１が下部アーム１７に対して水平方向（第８図の紙面表裏方向）に移動する場合、シール板２５とベース２３とはローラ保持機構２７により間隙が一定に保たれ、第１のパッキン２６と常時接する位置に保持される。この状態でシール板２５と第１のパッキン２６が摺動しつつ、加工槽１は前記水平方向に移動する。また、加工槽１が下部アーム１７の軸方向（第８図の紙面左右方向）に移動する場合は、下部アーム１７と第２のパッキン３０が摺動しつつ加工槽１は移動する。従って、ベース２３とシール板２５の間隙からは第１のパッキン２６により加工液７の漏れは抑制される。また、第２のパッキン３０により、下部アーム１７の外周部とシール板２５の貫通穴２５ｈとの間隙からの加工液７の漏れが抑制される。
放電加工装置における従来のシール手段は上記のように構成されているので、加工中は加工槽１内の加工液７がスラッジ等の異物により汚れた状態になって長時間その状態が続くと、シール板２５の加工槽１の側面側にスラッジ等の異物が付着し、堆積する。そのため、第１のパッキン２６とシール板２５間の摩擦係数は増大し、シール板２５の摺動抵抗も増大する。シール板２５の摺動抵抗が増大した場合、下部アーム１７にかかる負荷も増加し、第９図にやや誇張した平面模式図で示すように、下部アーム１７の変形を発生させ加工精度を低下させる。
また、さらにスラッジ等の異物が増加した場合、第１のパッキン２６とシール板２５間に隙間が発生し、加工液７の漏れ量が増加し、加工槽１内に加工液７が溜められないと言う不具合が発生することもあった。
発明の開示
この発明は上記のような従来技術の問題点を解決し、加工中に発生するスラッジ等の異物がシール板表面に付着せず、また付着してもそれを除去することが可能なワイヤ放電加工装置を提供するもので、この発明に係るワイヤ放電加工装置は、シール手段を加工槽の長穴を塞ぐシール板及びパッキンにより構成し、前記長穴の外周に沿って溝を形成すると共に、この溝に加工液を噴出する噴出口を設け、前記長穴の周辺部と前記シール板との間に形成される微小間隙に前記噴出口から加工液を噴出する加工液噴出手段を備えたものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工装置は、前記噴出口を複数設け、圧力が低い噴出口の口径を圧力が高い噴出口の口径よりも大きく形成したものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工装置は、荒加工及び仕上げ加工の少なくとも２つの加工状態を判別する制御装置と、加工液供給流量の異なる複数回路により前記加工液噴出手段による加工液噴出流量を変化させる手段を備え、前記加工液噴出流量を荒加工時には少量とし仕上げ加工時には多量とするように制御するものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工装置は、前記加工液噴出手段から噴出される加工液のろ過手段を加工液回路に設けたものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
以下、この発明の実施例を図について説明する。第１図はワイヤ放電加工装置の加工槽部分を示す概略側面図である。第１図において、３５は加工液噴出手段で、ベース２３に形成され、シール板２５に向かって開口する所定数の加工液噴出口３７を有すると共に、配管３９によりポンプ等の加工液圧送装置５０に連結されている。なお、その他の部分は第８図で説明した従来装置と同様であり説明を省略する。
次に上記実施例装置の動作について説明する。ワイヤ放電加工に関する部分は、従来例と同一であるため説明を省略し、シール板２５に付着するスラッジ等の異物（以下、スラッジと記述する。）の除去について説明する。加工開始と共に被加工物６が加工されてスラッジが発生して加工槽１内の加工液７には徐々にスラッジが増加し、このスラッジがシール板２５に付着するようになる。しかし、同時に、例えば、加工液７をろ過することにより得られる清浄な加工液７を加工液圧送装置５０により配管３９を経由してベース２３に形成された加工液噴出手段３５に供給する。供給された清浄な加工液７は、加工液噴出口３７からシール板２５に向かって噴出され、噴出された清浄な加工液７は、シール板２５に衝突し、シール板２５に付着したスラッジを除去する。その後更に清浄な加工液７を加工液噴出口３７から噴出し続けると、噴出された加工液７はシール板２５の表面を沿いながら、ベース２３に形成された長穴２３ｈ、および加工槽１の長穴２０のそれぞれと、下部アーム１７の外周部との間隙を通って加工槽１内に戻る加工液流路を作り、スラッジを含んだ加工槽１内の加工液７がシール板２５に向かって流れなくなり、スラッジがシール板２５に堆積するのを防止できる。
なお、加工槽１内の加工液７の量は、図示しない加工液量制御装置により制御される。
上記加工液噴出口３７から噴出される加工液７の作用を発明者の実験結果から得られた第２図を用いて更に説明する。
即ち、第２図（ａ）は加工液噴出口３７に対向する方向から見たシール板を除いた加工液７の流れを示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を側面方向から見た図であり、これらの図面から明らかなように、加工液噴出口３７から噴出した加工液７は、ベース２３とシール板２５間に形成される間隙を図の実線のように流れ、ベース２３の長孔２３ｈ、および加工槽１の長穴２０のそれぞれと、下アーム１７との間隙をとおり、加工槽１内へと流れる。従って、加工槽１内のスラッジを含む加工液７は、図中、破線で示すようにシール板２５に向かって流れなくなり、パッキン２６に近づくことなく、加工液７の流れに沿って加工槽１内へと流入するようになる。
また、発明者が第３図に示す実験を行った結果によれば、ベース２３とシール板２５の間隙を１〜２ｍｍとし、加工液７の総噴出量を数十リットル／分とした時、シックネスゲージの曲がり具合から加工液７の噴出圧力は数ｇ／平方ｍｍ程度あることが明らかであり、第１図における下側パッキン２６の上部部分にも、加工液７中のスラッジが堆積しないことが明らかとなっている。
なお、上記実施例のように、加工液噴出口３７から噴出させる加工液７は、放電加工に使用する加工液７をろ過して使用することに限定されず、加工に使用されていない清浄な加工液を図示しない加工液圧送装置５０から供給するようにしてもよい。
以上のようにして、加工液噴出手段３５は、シール板２５の加工槽１の側面側の表面にスラッジが付着するのを抑制する。
実施の形態２．
第４図はこの発明の他の実施例を示す加工液噴出手段の詳細部分断面側面図である。図において、４５は加工液噴出溝で、この加工液噴出溝４５はベース２３に形成された長穴２３ｈの外周に沿って形成されており、加工液噴出口３７と連結している。なお、その他の構成は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
次に、この実施例装置の動作について発明者等が行った実験結果から得られた第５図を用いて説明する。
即ち、第５図（ａ）は加工液噴出口３７に対向する方向から見たシール板２５を除いた加工液７の流れを示す図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）を側面方向から見た図であり、これらの図面から明らかなように、加工液噴出口３７から噴出した加工液７は実線で示すように流れることになる。そしてその一部は、ベース２３に形成された長穴２３ｈの外周にある加工液噴出溝４５を流れ、その加工液噴出溝４５内を流れる加工液７の相互が衝突した個所で加工液噴出溝４５から溢れ出す。溢れ出した加工液７は、加工液噴出口３７と対向したシール板２５の部分のみならず、加工液噴出溝４５に対向した広範囲におけるシール板２５に付着したスラッジを除去する。加工時は当然加工槽１の移動が伴うため、シール板２５は加工液噴出口３７または加工液噴出溝４５と相対移動し、常時シール板２５の異なった部分に加工液噴出口３７または加工液噴出溝４５が対向する。
この実施例装置による加工液噴出溝４５と、この加工液噴出溝４５に加工液７を噴出する加工液噴出口３７によれば、加工液噴出溝４５がベース２３の長穴２３ｈの外周に沿って設けられているので、シール板２５の表面への加工液７の供給を最適に出来、シール板２５の加工槽１の側面側表面にスラッジが付着するのを抑制する。
なお、実施の形態１で説明したように、発明者が第３図と同等の実験を行った結果によれば、ベース２３とシール板２５の間隙を１〜２ｍｍとし、加工液７の総噴出量を数十リットル／分とした時、シックネスゲージの曲がり具合から加工液７の噴出圧力は数ｇ／平方ｍｍ程度であり、第４図における下側パッキン２６の上部部分にも、加工液７中のスラッジが堆積しないことが明らかとなっている。
実施の形態３．
第６図はこの発明の他の実施例を示すもので、ベース２３の加工液噴出口３７部分をその噴出口３７に対向する方向から見た図である。図において、３７ａは口径の小さい加工液噴出口、３７ｂは口径の大きい加工液噴出口で、夫々の噴出口３７ａ、３７ｂはシール板２５と対向するように、ベース２３に形成されている。また、加工液噴出口３７ａは加工液供給口４７に近い距離の個所に形成されており、加工液噴出口３７ｂは加工液供給口４７に遠い距離の個所に形成されている。その他の構成は、実施の形態１または２と同様であり、説明を省略する。
実施の形態３によるワイヤ放電加工装置は上記のように構成されており、次にこの実施例装置の動作について説明する。
加工液７の加工液供給口４７に近い距離の個所にある加工液噴出口３７ａの加工液７の圧力が高く、加工液供給口４７から離れるに従って圧力損失により加工液７の圧力は低下する。加工液噴出口３７ａの口径を小さくすることにより、加工液７の圧力が高いにもかかわらず、シール板に対する加工液の噴出量を抑制し、他の噴出口から噴出する加工液量を確保する。また、加工液供給口４７から遠い距離の個所にある加工液噴出口３７ｂの口径を大きくすることにより、加工液７の圧力が低いにもかかわらず、噴出する加工液量を確保し、シール板２５に十分な量の加工液を噴出する。
実施の形態４．
第７図はこの発明の他の実施例を説明する加工液供給回路を示し、５０はポンプ等の加工液圧送装置で、図示しない加工機本体の加工液供給装置、または別の加工液タンクに設置されている。５２は絞り弁で、配管３９の任意個所に設けられており、配管３９からの噴出液量を制限する。５４は電磁バルブで、絞り弁５２をバイパスする配管の任意個所に設置されており、制御装置６０の信号で開閉動作することができる構成になっている。なお、制御装置６０は加工の状態、例えば荒加工状態、仕上げ加工状態、非加工状態をも識別する。６５はろ過装置で、ここでは、ポンプ等の加工液圧送装置５０と絞り弁５２の間に設けられている。このろ過装置６５は、ポンプ等の加工液圧送装置５０の上流や、別の循環回路に設けてもよいことは言うまでもない。
次にこの実施例装置の動作について説明する。制御装置６０は加工の状態を検出しており、例えば荒加工状態、仕上げ加工状態、非加工状態などを識別している。
通常、荒加工時は加工部への加工液の供給を増大する必要があり、加工部に高い圧力で加工液を供給しているが、放電加工のための加工液７とシール板２５部分へ噴出させる加工液７とを同一の加工液タンクから供給する場合、シール板２５部分への供給加工液量が増加すると、加工液タンクの液量不足などの不具合が発生する．一方、荒加工後の仕上げ加工時には、加工部への加工液量は少量で良く、シール板２５への供給加工液量を増加しても加工液タンクの液量不足は発生しない。
当然荒加工中は、スラッジ等の異物の量も多く発生するが、加工部に供給される強い圧力の加工液７により加工槽１内における加工液の対流も強く、ベース２３とシール板２５の間隙部分への堆積は起こりにくいが、仕上げ加工時は、荒加工時のスラッジ等の異物が加工槽１内に残留しており、かつ、加工槽１内の対流も弱いことから、ベース２３とシール板２５の間隙部分に堆積しやすい状況に有る。
このため、荒加工時は、電磁バルブ５４を閉成状態として絞り弁５２側の回路から加工液７を配管３９を経由して所定量、例えば数十リットル／分程度の加工液７をシール板２５に噴出し、仕上げ加工時は、制御装置６０から信号を出力して電磁バルブ５４を開放する。これにより加工液７は絞り弁５２側にも流れるが、電磁バルブ５４側のバイパス回路に流れ、配管３９を経由しシール板２５には多量、例えば上記荒加工時以上の加工液７がシール板２５に噴出されることになる。
この実施例装置による加工液量の異なる複数回路は、シール板２５の加工槽側の表面におけるスラッジ等の異物の除去効果を向上させる。
また、第４図のろ過装置６５は、噴出する加工液中のスラッジ等の異物を除去する。そのため、シール板２５に供給される加工液は清浄であり、逆にシール板２５に対するスラッジ等の異物の供給を防ぐ。
以上のように、この発明によれば、シール手段を加工槽の長穴を塞ぐシール板及びパッキンにより構成し、前記長穴の外周に沿って溝を形成すると共に、この溝に加工液を噴出する噴出口を設け、前記長穴の周辺部と前記シール板との間に形成される微小間隙に前記噴出口から加工液を噴出する加工液噴出手段を備えたので、シール板表面への加工液の供給を最適に出来、シール板の加工槽側の表面にスラッジ等の異物の付着を抑制する効果があり、異物の影響による摺動抵抗の増大が抑制でき、加工精度の劣化が発生しない効果がある。
また、この発明によれば、前記噴出口を複数設け、圧力が低い噴出口の口径を圧力が高い噴出口の口径よりも大きく形成したので、供給圧力の差があってもシール板表面への加工液の供給を最適な配分に分割し、シール板の加工槽側の表面にスラッジ等の異物の付着を抑制する効果があり、スラッジ等の異物の影響による摺動抵抗の増大が抑制でき、加工精度の劣化が発生しない効果がある．
また、この発明によれば、荒加工及び仕上げ加工の少なくとも２つの加工状態を判別する制御装置と、加工液供給流量の異なる複数回路により前記加工液噴出手段による加工液噴出流量を変化させる手段を備え、前記加工液噴出流量を荒加工時には少量とし仕上げ加工時には多量とするように制御するので、加工状況に応じて、機械本体の加工液供給装置の能力に応じて、シール板への加工液の供給量を最適化でき、シール板の加工槽側の表面のスラッジ等の異物の除去効率を向上する効果がある。
また、この発明によれば、前記加工液噴出手段から噴出される加工液のろ過手段を加工液回路に設けたので、加工状況に応じて、機械本体の加工液供給装置の能力に応じて、シール板への加工液の供給量を最適化できると共に、シール板表面への加工液をきれいな加工液を供給することにより、シール板の加工槽側の表面にスラッジ等の異物の付着を抑制するシール板の加工槽側の表面にスラッジの除去効率を向上する効果がある。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、加工により発生するスラッジ等の付着、堆積に起因する精度の劣化を防止するのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例によるワイヤ放電加工装置の加工槽部分を示す概略側面図である。
第２図（ａ）（ｂ）は、第１図の装置における加工液の作用を示す実験から得た説明図である。
第３図は第１図の装置における加工液の噴出圧力を説明する実験説明図である。
第４図は、この発明の他の実施例によるワイヤ放電加工装置の加工槽シール構造を示す詳細断面側面図である。
第５図（ａ）（ｂ）は、第４図の装置における加工液の作用を示す実験から得た説明図である。
第６図は、この発明の更に他の実施例によるワイヤ放電加工装置の加工槽シール構造を示す概略図である。
第７図は、この発明の更に他の実施例によるワイヤ放電加工装置の加工液供給回路を示す図である。
第８図は、従来のワイヤ放電加工装置の加工槽部分を示す概略側面図である。
第９図は、従来のワイヤ放電加工装置における精度の劣化状況を説明する概略平面模式図である。
【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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【図９】
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