金属面の高精度加工を実現する放電加工機用電極線
金井亮太

OKI電線（以下、OEC）は、1976年以来40年以上にわた高面精度ワイヤーの真円度り放電加工機用電極線（以下ワイヤーという）を製造・販売

良好な放電加工面性状を得るためには安定した放電がしている。図1に製品イメージとワイヤー放電加工の概略肝要である。安定した放電を実現するためのアプローチは図を示す。ワイヤー放電加工は、ワイヤーを電極として用主に放電加工機側からのアプローチとワイヤー側からのいてワーク材（被削材）との間に電圧を印加することで放アプローチがある。この度OECでは、ワイヤー側からのアプ電を発生させ、その時発生する熱によって材料を溶融・除ローチとしてワイヤーの真円度に着目し、良好な放電加工去する加工である。放電によりワイヤー側も消耗するため、面性状を得ることのできる高面精度ワイヤーを開発した。

一定の速度でワイヤーを走行させ常に新しい部分を供給

一般に、ワイヤー製造時に使用するダイヤモンドダイスしながら加工する。このためワイヤーは長手方向に一様では伸線に伴って摩耗が進行し、ダイス穴の真円度は悪化すあることが望ましい。また、ワイヤーの材質や構造によってる。ダイス穴の摩耗が進行したダイヤモンドダイスを使用

放電の挙動が異なるため、用途に応じてワイヤーを選定すしてワイヤーを伸線すると、伸線されるワイヤーの真円度る必要がある。

も悪化する（図2）。

以上のように、ワイヤーは放電加工機性能に大きな影響を与える機能部品であるため、ワイヤー放電加工を行う顧

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客にとってワイヤー選定は重要である。ワイヤーの選定基
準はその用途によってさまざまだが、例えば高速加工が行えることや、高精度加工が行えることなどが挙げられる。
O E Cでは、常に安定した品質と高機能なワイヤーを提供䝽䜲䝲䞊䝎䜲䝲䝰䞁䝗䝎䜲䝇(a)᪂ရ䛾䝎䜲䝲䝰䞁䝗䝎䜲䝇䛾ሙྜ

し続けると共に顧客ニーズに沿ったワイヤーの開発にも注力してきた。この度、高精度加工のニーズに応えるため、面ఙ⥺᪉ྥ䝎䜲䝇✰䝽䜲䝲䞊┿෇ᗘ䛾ᝏ໬

精度の良い放電加工面を得ることのできる電極線（以下、高面精度ワイヤーという）を開発した。本稿ではこの高面精度ワイヤーの特徴と効果を紹介する。

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ダイヤモンドダイスの摩耗䝽䞊䜽ᮦ䝔䞊䝤䝹

本開発ではそのような真円度悪化を避けるための新製法を考案し、限りなく真円に近いワイヤーの製造を可能にした。図3に従来製法による汎用ワイヤーと新製法による

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図1

製品イメージとワイヤー放電加工概略図

高面精度ワイヤーの円周方向の外径分布を示す。従来製法による汎用ワイヤー（図3(a)）は外径が0.6μm程度ばらついている。このばらつきは高面精度加工を行う上では弊害となり得る。これに対し新製法による高面精度ワイヤー（図3(b)）は外径のばらつきが0.2μm以下であり、限りなく真円に近い外径をもつ。

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粗さ及びうねりを示す。また、表1に図5に示す各パラメー
0.6 μm0r45r

90r135r

ため真円度による影響は少ないと考えられる。これに対し

180r

図5(b)のうねりパラメーターは、高面精度ワイヤーの効果が大きく、約30%良化する。これは、高い真円度性能によっᚑ᮶〇ἲ䛻䜘䜛ỗ⏝䝽䜲䝲䞊て放電加工中にワイヤー走行ラインでの回転や位置ずれなどの挙動を抑制している効果だと考えられる。
以上の結果から、高面精度ワイヤーは従来どおりの粗さ0.2 μm0r

45r90rを維持しつつ放電加工面のうねりを良化させる効果があるといえる。

180r

135r

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図3

円周方向の外径分布

高面精度ワイヤーの長手方向安定性

3.00

0.20

2.00

0.10

1.000.00

前章では真円度の局所的な良化を示したが、本章では0.00ỗ⏝䝽䜲䝲䞊

長手方向の安定性を示す。図4に各製法での真円度の長イヤー製造量と共に真円度が悪化するため、製品内で真Wa

0.30

円度が変化するケースや、購入ロットによって真円度が変化するケースがある。これに対し新製法では、ワイヤー製をもち、また、真円度管理幅を従来の4分の1としているため、常に安定した製品を提供することができる。
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各製法による真円度の長手方向推移

0.200.100.100.00
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(b) 䛖䛽䜚䝟䝷䝯䞊䝍䞊
図5

放電加工面の粗さ及びうねりパラメーター

表1

各パラメーターの名称と波長成分の分類

䝟䝷䝯䞊䝍䞊㻌

䝽䜲䝲䞊ఙ⥺㔞

0.20

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0.300.00

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Wz

⣙30%Ⰻ໬

Wa [μm]

造量に伴う真円度変化はほとんどなく長手方向の安定性

㧗㠃⢭ᗘ
䝽䜲䝲䞊

(a) ⢒䛥䝟䝷䝯䞊䝍䞊

手方向推移を示す。前章で述べたように従来製法ではワ

図4Rz

᪂〇ἲ䛻䜘䜛㧗㠃⢭ᗘ䝽䜲䝲䞊Ra [μm]

㻔㼎㻕

Ra

0.30

Rz [μm]እᚄ mm0.20100.2006
0.20020.19980.19940.1990

メーターは若干の良化が確認できる。放電加工面の粗さ
は放電加工条件とワイヤー材質に起因する部分が大きい

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㻔㼍㻕

ターの名称と波長成分の分類を示す。図5(a)の粗さパラWz [μm]እᚄ mm

0.20100.20060.20020.19980.19940.1990グྕ㻌㻾㼍㻌䝟䝷䝯䞊䝍䞊㻌 ⟬⾡ᖹᆒ㻌䛾ྡ⛠㻌

放電加工面の粗さ及びうねりの良化Ἴ㛗ᡂศ㻌

本章では、前述した高い真円度性能が放電加工面に及䛾ศ㢮㻌

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㻾㼦㻌

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ぼす効果を示す。図5に各ワイヤーにおける放電加工面のO K I テクニカルレビュー
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放電加工面のスジ低減

図8に汎用ワイヤー及び高面精度ワイヤーにおける放ワイヤー放電加工では放電加工面にスジが確認される

電加工面の、スジが除去されるまでの研磨量を示す。汎用ケースがある。スジは前述した放電加工面のうねりと関係ワイヤーで加工した放電加工面は、スジが完全に除去されあり、WaやWzの値が大きい場合に顕著となり、反対に値るまで4μm程度の研磨が必要である。これに対し高面精が小さい場合に確認されにくい。これは、うねりが放電加度ワイヤーで加工した放電加工面は、2μm程度の研磨で工面の凹凸のうち人の眼に認識されやすい長波長成分でスジが完全に除去される。なお、研磨量1μmでスジ量がピーあることに起因すると考えられる。図6に各ワイヤーによるクとなるのは、放電加工面と研磨面が混在することで、両者放電加工面のスジの様子を示す。ここで、スジが最も顕著の粗さの違いにより視覚的にスジが顕著となるためである。となるのは放電加工面の少量研磨後であるため、図6には以上の結果から、高面精度ワイヤーは後工程の工数を少量磨き後の写真を示す。図6(a)は汎用ワイヤーを使用し削減し、金型の完成納期短縮に貢献する。て放電加工面にスジが確認されるケースの一例である。このように、WaやW zの値が比較的大きい放電加工面にはスジが確認される。これに対し高面精度ワイヤーによる放電加工面（図6(b)）にはスジが確認されない。
以上の結果から、高面精度ワイヤーは放電加工面の数値的な良化だけでなく視覚的な良化にも効果があるといえる。ワイヤー放電加工は主に金型の製造に用いられるが、金型の表面に上述のようなスジがある場合、成形されཷὀ
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る製品の表面にもスジが転写されるため、放電加工面は視覚的にも良好であることが望ましく、高面精度ワイヤーⲨຍᕤ௙ୖຍᕤษ๐䞉◊๐ຍᕤ䛺䛹ᨺ
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はそのような懸念を払拭できる。
図7

金型製作の大まかな流れỗ⏝䝽䜲䝲䞊䛻䜘䜛ᨺ㟁ຍᕤ㠃㧗㠃⢭ᗘ䝽䜲䝲䞊䛻䜘䜛ᨺ㟁ຍᕤ㠃ከ䝇䝆㔞ᕤᩘ๐ῶ㻔㼍㻕㻌 ỗ⏝䝽䜲䝲䞊
図6㻔㼎㻕㻌㧗㠃⢭ᗘ䝽䜲䝲䞊

放電加工面のスジの様子（少量磨き後）

ᑡ01234◊☻㔞 [μm]図8スジが除去されるまでの研磨量

後工程の工数削減
金型製作の大まかな流れを図7に示す。放電加工は高精度加工に分類されるため、切削・研削加工などを行った後に仕上げ加工として用いられることが多い。放電加工後

本稿で紹介した高面精度ワイヤーは、新製法によって真は砥石やダイヤモンドペーストなどを使用して磨きが行わ円度を向上させ、さらに、長手方向の安定性ももつワイヤーれる。この磨きは手作業で行われることも多いため、放電である。この真円度性能向上によって放電加工面のうねり加工面の精度が磨き時間に与える影響は大きい。例えば、を約30%低減することができ、合わせて、視覚的なスジも放電加工面に前章で紹介したようなスジがある場合、磨き低減することができる。また、後工程の磨き時間を短縮で工程でスジを除去する必要がある。このとき、除去に要すきるため、金型の完成納期短縮に貢献する。

る時間は磨き前のスジ量によって決まるため、放電加工面のスジ量は極力少ないことが望ましい。

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まとめ

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あとがき
冒頭でも述べたとおりワイヤー放電加工ではワイヤーが担う役割は大きく、その用途に応じて最適なワイヤー選定が肝要である。そういった観点から高面精度ワイヤーを開発し、顧客のワイヤー選定の幅を広げることができた。
今後も顧客ニーズに沿った開発をテーマとし、更に放電加工分野が拡大することを期待する。

◆◆

金井亮太:Ryota Kanai. 沖電線株式会社 電極線事業部

放電加工
電極とワーク材（被削材）の間に放電現象を繰返し発生させ、ワーク材（被削材）を溶融除去しながら加工する方法。導電性材料であれば材料の硬さに関係なく加工でき、切削加工などに比べて高精度であることが特徴である。主に金型の作製に用いられる。
ワイヤー放電加工
放電加工のうち、ワイヤー状の電極を用いるものをワイヤー放電加工という。

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