CN104080565A - 线放电加工时的加工构件熔接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在进行线放电加工时使工件和加工构件在工件的厚度方向上的规定的区域熔接，来将加工构件暂时地保持在工件上的加工构件熔接方法，在本发明的加工构件熔接方法中，在工件(6)的加工形状(21)的放电部位，使线电极(5)倾斜来在工件(6)上形成倾斜面(30)，接着使线电极(5)处于垂直状态，沿着倾斜面(30)对工件(6)的进行粗加工而成的加工面进行熔接工序，从而能够在工件(6)的厚度方向上的预先决定的区域上，在多处形成规定长度的熔接部(20)，即使在加工构件(26)重的情况下或将工件(6)层叠多个来进行放电加工的情况下，也能够根据情况在工件(6)的厚度方向上形成恰当的熔接部(20)，从而将加工构件(26)暂时地保持在工件6上。

Description

线放电加工时的加工构件熔接方法

技术领域

本发明涉及在线放电加工方法中利用熔接将通过对工件的放电加工而从工件分离的加工构件暂时保持在工件上的线放电加工时的加工构件熔接方法。

背景技术

通常，线放电加工机大多利用于模具构件的挖孔加工中，在通过线放电加工机对工件进行放电加工时，有时进行在通常被称为芯子的加工构件侧设置有起始孔(start hole)的模板(die plate)加工；对该模板加工进行说明，在模板加工中，经过粗加工、半精加工、精加工、最终加工等加工工序，从而完成对工件的线放电加工。在各加工工序之中，在相当于粗加工工序的快速加工(下面，称为第一加工)即将结束之前的阶段中，为了不使加工构件脱落，在加工构件和工件之间残留未进行放电加工的未加工部分。若从该状态进一步对未加工部分进行放电加工，则加工构件与工件分离，加工构件会因自重或外部冲击而落下。若在这样的加工构件落下的状态下使线放电加工机进行动作，则可能对线放电加工机本身、工件、或者加工构件带来某些损伤，需要避免产生这样的状态。因此，在模板加工中，以不完全将加工构件从工件切落的方式，暂时保留工件的放电加工，之后由工作人员进行从工件去除加工构件的处理，从而结束第一加工的粗加工。

以往，作为线放电加工方法，已知通过一个加工程序能够进行第一次加工和第二次切落加工的方法。在该线放电加工方法中，预先设定输入切掉各阳模的加工路径的程序、切剩量、恢复量，在第一次的加工中，仅剩余设定切剩量而停止放电加工，并存储该位置。在第二次切剩加工中，在从第一次加工的加工停止位置沿着加工槽恢复了设定恢复量的位置，自动进行接线，从该位置开始进行放电加工，来切落各阳模(例如，参照专利文献1)。

另外，在本申请人开发的浸渍式线放电加工机中，通过浮体来支撑对工件进行切掉加工而产生的切掉片，来防止切掉片与线电极之间短路，并且能够安全地支撑具有重量的切掉片，在工件的下表面配置具有比加工液的比重小的比重的浮体，借助加工液对浮体的浮力，支撑通过线电极切掉工件而产生的切掉片，而不会使切掉片沉入加工液中(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3366509号公报

专利文献2：日本特许第4480822号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在将工件放电加工成预先决定的加工形状的情况下，存在如下问题，即，为了不使加工构件从工件落下，对工件的加工形状切而未断，之后将加工构件从工件切落，或者需要加工构件的回收装置，使芯子等加工构件与工件分离的时间作为加工时间而使其变长，从而使线放电加工机的运转率降低。因此，为了解决上述问题，本申请人着眼于，定向上来讲，就长间隙的放电现象而言，当发生在绝缘体(气体)中配置有金属电极的绝缘击穿时，始于电晕放电、并进行火花(spark)放电、接着经过电弧放电现象来结束绝缘击穿，因而开发出了如下技术并先申请了专利，即，通过恰当地控制这些现象的“电压-电流特性”，利用火花放电来进行放电加工，在线电极和工件之间利用电弧放电来进行电弧熔接(等离子熔接)，在规定的部位将加工构件熔接在工件上，从而将加工构件暂时地保持在工件上。即，本申请人提出，利用线电极从工件对切掉物的加工构件进行放电加工，在进行线放电加工时将加工构件暂时熔接并保持在工件上的技术思想，并先申请了专利(例如，参照日本特开2012-166332号公报)

但是，上述工件切而未断加工方法、即加工构件熔接方法为，利用熔接频率在加工形状的一部分上熔接工件和加工构件的加工方法，但是存在加工构件(芯子)仅在工件的上部的一部分上被熔接的现象，因此例如在将工件在厚度方向上层叠多个来进行放电加工并在规定的部位进行熔接加工的情况下，存在如下问题，即，从位于下方的工件放电加工出来的加工构件未被熔接而落下，或者在工件厚而加工构件的重量大的情况下，熔接部的强度不能支撑加工构件的重量而使加工构件落下。在上述工件切而未断加工方法中，为了避免上述加工构件落下的问题，存在如下课题，即，在工件的厚度方向上的几个部位，例如，厚度方向上的下部、中间部或者工件的厚度方向上的多个部位，是否能够将加工构件熔接在工件上，另外，在重叠有多个的位于下方的加工构件的区域上，是否能够将加工构件熔接在工件上。

本发明的目的在于解决上述课题，考虑到在本申请人的在先发明的加工构件熔接方法中，在工件的上表面及其附近，将从工件通过放电加工而分离的芯子等加工构件熔接在工件上的情况，并着眼于产生加工构件熔接在工件上的熔接现象的是线电极进入工件的进入侧的工件的上表面及其附近，因而提供了一种线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，预先通过粗加工在工件上形成加工面，沿着该加工面，在工件的厚度方向上的预先决定的区域以规定长度使加工构件熔接在工件上，或者沿着该加工面，在厚度方向上的多个部位使加工构件熔接在工件上，以此形成熔接部，通过该熔接部将加工构件暂时地保持在工件上，另外，在对重叠多个的工件进行放电加工时，也使位于下方的加工构件可靠地熔接在工件上，从而防止加工构件从工件落下。

用于解决问题的手段

本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法，在进行放电加工时，即，在利用在向线电极和与该线电极相向的工件之间施加极间电压时产生的放电能量，对所述工件进行放电加工，来从所述工件分离加工构件的放电加工时，在所述加工构件的预先决定的部位，将在所述线电极和所述工件之间施加的电加工条件从加工频率变更为熔接频率，使所述线电极的一部分熔化，使所述加工构件在熔接部熔接在所述工件上，从而将所述加工构件保持在所述工件上，其特征在于，

在要将所述加工构件熔接在所述工件上的预先决定的规定的位置上，将所述电加工条件设定为所述加工频率，沿着所述工件的加工形状，在所述工件的厚度方向上进行粗加工的放电加工，从而在所述工件上形成加工面，接着，使所述线电极的姿势相对于被进行了所述粗加工的所述工件的厚度方向上的所述加工面倾斜，并将所述电加工条件从所述加工频率切换为所述熔接频率，沿着所述加工面对所述工件进行熔接加工，来将沿着所述线电极进入所述工件的进入侧的所述加工面将所述加工构件熔接在所述工件上的所述熔接部，以规定长度形成于在沿着所述工件的厚度方向上的所述加工面预先决定的区域，通过所述熔接部将所述加工构件保持在所述工件上。

在此，在本申请发明中，针对线电极以及工件使用的技术术语“垂直”包括，相对于平板状的工件的上下表面成90°(直角)的垂直以及90°附近的大致垂直、几乎垂直以及实际垂直。另外，针对线电极以及工件使用的技术术语“倾斜”指，相对于平板状的工件的上下表面实际倾斜。

另外，在该线放电加工时的加工构件熔接方法中，对所述工件进行粗加工而成的所述加工面为，一边使所述线电极相对于所述工件的上下表面倾斜一边对所述工件进行粗加工而形成的倾斜加工面，或在使所述线电极相对于所述工件的上下表面处于倾斜状态后对所述工件进行粗加工而形成的倾斜加工面，

在沿着所述倾斜加工面进行的所述熔接加工中，使所述线电极从所述倾斜加工面变更为与所述工件的上下表面实际垂直的状态，来从所述倾斜加工面的下部向上部沿着所述倾斜加工面进行熔接加工，所述熔接部在沿着所述线电极进入的进入侧的所述倾斜加工面预先决定的区域以规定长度形成。

另外，用于熔接所述加工构件和所述工件的所述熔接部，在所述工件的厚度方向上的预先决定的规定的部位，从所述倾斜加工面的下部侧朝向上部侧以规定长度形成。

另外，对所述工件进行放电加工而形成的所述倾斜加工面是如下形成的：沿着形成在所述工件上的加工形状，使上头部比下头部先行移动，使得所述线电极处于倾斜状态来进行放电加工。另外，对所述工件进行放电加工而形成的所述倾斜加工面，彼此交叉地形成在所述工件上，所述工件的中央部的未加工部分呈凸状，所述熔接部形成在凸状的所述未加工部分上。

另外，在该线放电加工时的加工构件熔接方法中，对所述工件进行粗加工而形成的所述加工面为，使所述线电极处于与所述工件的上下表面实际垂直的状态来对所述工件进行粗加工而形成的实际垂直加工面，另外，在沿着所述垂直加工面进行的所述熔接加工中，使所述线电极处于与所述工件的上下表面倾斜的状态，来从所述垂直加工面的下部朝向上部沿着所述垂直加工面进行所述熔接加工，所述熔接部在沿着所述线电极进入的进入侧的所述垂直加工面预先决定的区域以规定长度形成。

另外，为了将所述线电极的姿势设定为所述倾斜状态，使放出所述线电极的上头部，沿着形成在所述工件上的加工轨迹，相对于下头部后退，从而使所述线电极倾斜。

该线放电加工时的加工构件熔接方法为，在沿着所述垂直加工面进行的所述熔接加工中，为了使所述线电极相对于所述工件的所述上下表面的倾斜角随着所述熔接加工的进展而增大，通过使下头部相对于放出所述线电极的上头部前进，来一边使所述线电极的所述倾斜角发生变化，一边沿着所述垂直加工面形成所述熔接部。

另外，在该线放电加工时的加工构件熔接方法中，形成在所述加工面上的所述熔接部，沿着对所述工件进行粗加工而形成的所述加工面的长度方向，形成有一处或多处。另外，所述工件沿着厚度方向层叠有多个并被进行放电加工，所述熔接部至少熔接位于最下方的所述工件和所述加工构件，来通过所述熔接部将所述加工构件保持在所述工件上。

发明效果

本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法如上述那样构成，因此在工件的应该进行放电加工的加工形状的放电部位上，线电极进入工件的进入侧的实际倾斜加工面或者实际垂直加工面成为临时的上表面加工面以成为线电极的进入侧，能够在工件的厚度方向上的预先决定的区域上、在一个以上的部位形成规定长度的熔接部，即使在对加工构件重的工件进行放电加工或者将工件层叠多个来进行放电加工的情况下，也能够根据情况，沿着工件的厚度方向，在预先决定的区域上以规定长度将加工构件熔接在工件上，或者在多个部位将加工构件熔接在工件上，以此形成熔接部，从而能够在线放电加工时将加工构件暂时保持在工件上。

即，若在工件的加工形状的放电部位上，预先通过粗加工形成成为临时的上表面的倾斜面或垂直面，使线电极相对于临时的上表面倾斜来进行熔接工序，则将所述加工构件熔接在所述工件上的熔接部，沿着所述线电极的进入侧的所述工件的临时的上表面形成。例如，在使上头部比下头部线先行移动时，能够使线电极倾斜，若用该倾斜状态的线电极对工件进行放电加工来进行粗加工，则在对工件进行的粗加工中形成沿着倾斜方向的倾斜加工面，接着，使上头部后退至下头部的位置，使线电极变更为与工件的上下表面实际垂直的状态，换言之，线电极相对于倾斜加工面处于倾斜状态，若进行熔接频率，则在预先决定的部位以规定长度，有时在多个部位，沿着倾斜加工面形成熔接部，通过该熔接部将加工构件熔接在工件上来暂时保持。

或者，若使上头部与下头部在垂直方向上对位而使线电极处于实际垂直状态，用该垂直状态的线电极对工件进行放电加工来进行粗加工，则在对工件进行的粗加工中，形成沿着厚度方向即垂直方向的垂直加工面，接着，使上头部相对于下头部后退来使线电极倾斜，来将线电极变更为相对于垂直加工面倾斜的状态，若放出线电极，从工件的线电极的进入侧的垂直加工面的下部进行熔接工序，则熔接部以从垂直加工面的下部沿着垂直加工面垂直地延伸的方式，沿着厚度方向以规定长度在规定的部位或者多个部位形成，通过该熔接部将加工构件熔接在工件上来暂时保持。

另外，通过将对工件进行的粗加工和熔接加工依次变更多次，沿着工件的厚度方向在多个部位形成用于保持加工构件的熔接部，从而能够使加工构件在多个部位恰当地保持在工件上。

而且，在该线放电加工时的加工构件熔接方法中，若工件和加工构件的熔接工序结束、而工件的加工形状的放电加工未结束，则按照工件的加工形状继续将电加工条件从熔接频率切换为加工频率，来对工件进行放电加工即可。

附图说明

图1是示出能够实现本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的线放电加工机的说明图。

图2是示出用于实现本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的基本电路的电路图。

图3是示出在图2的电路中对开关S1以及开关S2进行接通/断开控制产生的位于上侧的电压波形和位于下侧的电流波形的波形图，其中，图3中的(A)示出通过图2的基本电路产生的在通常加工的加工频率中的电压和电流波形，另外，图3中的(B)示出通过图2的基本电路产生的在熔接工件和加工构件的熔接频率中的电压和电流波形。

图4是示出体现用于实现本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的基本技术思想的电路的电路图。

图5是示出在图4的电路中，对开关S1、开关S2以及开关S3进行接通/断开控制产生的位于上侧的电压波形和位于下侧的电流波形的波形图，其中，图5中的(A)示出通过图4的电路产生的在通常加工的加工频率中的电压和电流波形，另外，图5中的(B)示出通过图4的电路产生的在熔接工件和加工构件的熔接频率中的电压和电流波形。

图6是示出用于实现本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的具体电路的一个实施例的电路图。

图7示出在该线放电加工时的加工构件熔接方法中的工件和加工构件之间的关系，其中，图7中的(A)示出将工件从起始孔加工为四边形的加工形状并在两个部位熔接加工构件的状态，图7中的(B)是用虚线示出图7中的(A)中的对工件进行放电加工的加工轨迹的夸张的立体放大图。

图8是示出在本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法中，破坏工件与加工构件的熔接部的耐静负载的结果的曲线图。

图9是用于说明本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的概略的俯视图。

图10是示出在该线放电加工时的加工构件熔接方法中，使线电极处于与工件的上下表面实际垂直的状态来对工件进行粗加工的状态的说明图。

图11是示出将图9的附图标记C部分放大的状态的俯视图。

图12是示出通过线电极将工件粗加工成倾斜状态的倾斜加工面的剖视图。

图13是示出在对工件实际垂直地进行粗加工而形成的垂直加工面上，使线电极实际垂直地进行熔接频率，从而在工件的上部形成熔接部的状态的剖视图。

图14是示出使线电极处于与工件的上下表面实际垂直的状态，沿着工件的倾斜加工面进行熔接频率，从而在工件的下部形成熔接部的状态的剖视图。

图15是示出使线电极处于实际垂直的状态，沿着工件的倾斜加工面的预先决定的区域进行熔接频率，在工件的下部的多个部位形成熔接部的状态的剖视图。

图16是示出使线电极处于倾斜状态而在工件上形成交叉的倾斜加工面，接着将线电极变更为实际垂直的状态，对工件的未加工的凸出区域进行熔接频率，在工件的中央部上形成熔接部的状态的剖视图。

图17是示出使线电极处于实际垂直的状态，在工件上形成垂直加工面，接着，使线电极处于倾斜状态，从工件的下部进行熔接频率，形成与工件的上下表面实际垂直的熔接部的状态的剖视图。

图18是示出使线电极处于倾斜状态，沿着工件的实际垂直加工面的预先决定的区域，进行熔接频率，在工件的下部以及中央部的多个部位形成熔接部的状态的剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1，对用于实现本发明的线放电加工时的加工构件熔接部方法的线放电加工机进行说明。

该线放电加工机大体具有：源线轴7，其安装在设备主体15上且卷绕有线电极5；多个方向转换辊8，其对从源线轴7送出的在线输送***中的线电极5的方向进行转换；制动辊9，其使线电极5制动，以良好地送出线电极5；张力辊12，其对所送出的线电极5施加张力；引导辊32，其将线电极5向供给管13引导。线电极5通过线供给***中的方向转换辊8、引导辊32，经设置在主体头1上的一对退火辊即线供给辊10，穿过被线电极输送单元24支撑的供给管13内，并通过一对公共辊11，在此，线电极5被一对线供给辊10和一对公共辊11夹持，在线供给辊10和公共辊11之间通过供电件18(图2、图4)将来自加工电源的电流供给至线供给辊10、线电极5以及公共辊11，并且线供给辊10和公共辊11之间的线电极5被退火而消除弯曲等缺陷，接着，通过切断刀14切断线电极5的没有被退火的顶端部并将其排除，使线电极5处于笔直的状态。之后，被退火的线电极5因线供给辊10的送出、被作为线电极输送单元24的供给管保持架支撑的供给管13的下降，在供给管13引导下，到达并穿过上头部2。另外，被放电加工的工件6，通过夹持件25固定于在加工槽等上设置的工作台23上(图9)。

另外，在退火辊10和公共辊11之间设置有切断刀14和废线夹持件(未图示)，其中，所述切断刀14用于在使线电极5的顶端良好时、线电极5断线时、进行退火处理等时，切断线电极5的顶端部，所述废线夹持件用于将被切断刀14切断的线电极5废弃。切断刀14构成为通过使切断刀单元动作来切断线电极5。在连接线电极5时，穿过供给管13的线电极5借助线供给辊10的低速旋转，首先供给至上头部2，通过上头部2并穿过工件6的起始孔、加工轨迹的孔19，之后，被与上头部2的下方相向的下头部4接受，线电极5通过下头部4之后，线供给辊10切换为高速旋转状态，从下头部4送出的线电极5从设置在下臂3上的方向转换辊依次通过线引导管37、设置在线引导管37的出口处的水分离部以及设置在水分离部的下游的卷绕辊35，被卷绕辊35引出，进而被设置在卷绕辊35的下游的吸引装置等吸引，最后被回收到废线斗36。另外，在制动辊9上设置有用于检测转速的编码器16。在主体头1的下部的支撑体(未图示)上安装有传感器17，该传感器17用于检测线电极5的挠曲、弯曲、穿过状态等。

在该线放电加工机中，工件6的材质例如为铁类材料或超硬材料。另外，线电极5的材质例如为钨类、铜合金类(黄铜类)、钢琴线(piano wire)类等金属材料，而且，可以使用以这些材料作为芯材而将表面覆盖的金属材料制造，例如，使用芯材为铜合金类以外的材料而覆盖层为铜合金的金属材料来制造，使用芯材为铜合金类而覆盖层为锌等的金属材料来制造。在本实施例中，工件6，尤其如图7所示，为平板状的形状，在线电极5穿过多个起始孔、加工轨迹等孔19之后，通过供电件18向线电极5供给电流，在线电极5与工件6之间施加电压，从而对工件6进行放电加工，此时，产生板、芯子等加工构件即加工构件26。另外，在线电极5的顶端从上头部2依次通过工件6并穿过下头部4的途中，在线电极5的顶端与上头部2、工件6、下头部4等任何障碍物相抵接而线电极5发生挠曲或弯曲时，能够通过传感器17检测出该状态。线电极5的挠曲是如下检测出来的，即，由于线供给辊10与供给管保持架的保持架上部即传感器17之间被施加电压，所以线电极5的挠曲部与传感器17接触。通过供电件向线供给辊10供电，在线供给辊10闭合而夹持着线电极5的状态下，对线电极5施加电压，因此能够通过传感器17检测出线电极5的抵接状态。

在利用该线放电加工机的线放电加工时的加工构件熔接方法中，虽然从工件6切出规定的加工形状21的加工构件26，但可使线电极5的一部分熔化，通过加工轨迹上的熔接部20，将加工构件26熔接并暂时保持在工件6上。在此，被熔化的线电极5的一部分为线电极5的预先决定的长度的线周围部，在通过线电极熔化物将加工构件26熔接在工件6上时，线电极5不会断线，维持线电极5的供给状态。在该加工构件熔接方法中，若在线电极5中含有铜合金类材料，则能够良好地熔接工件6和加工构件26。在该加工构件熔接方法中，通过设置在主体头1上的线供给辊10夹持从设置在设备主体15上的源线轴7送出的线电极5，驱动线供给辊10，使线电极5通过供给管13，来向上头部2、安装在上头部2的下方的工件6以及在工件6的下方与上头部2相向配置的下头部4供给，接着，使线电极5经过在下头部4的下方配设的引导构件并由卷取辊35引出而将其废弃。另外，在该加工构件熔接方法中，在工件6的预先决定的加工形状21的至少一处，使在线电极5和工件6之间所施加的电加工条件从加工频率变更为熔接频率，使线电极5的一部分熔化，在预选决定的规定位置的熔接部20，熔接工件6和加工构件26，通过熔接部20将加工构件26保持在工件6上，从而防止加工构件26从工件6脱落。如图7所示，工件6和加工构件26之间的熔接部20在相向位置具有两处，因此能够将加工构件26平衡地保持在工件6上。另外，在该加工构件熔接方法中，在使线电极5的一部分熔化来熔接加工构件26和工件6的工序中，在线电极5断线时，将线电极5供给至线电极断线点处的加工缝22，接着，能够熔接工件5和加工构件26，或者继续进行通过线电极5对工件6实施放电加工的加工工序。另外，加工构件26根据情况有时为产品有时为不需要的废片(scrap)。

在该加工构件熔接方法中，为了使电加工条件从加工频率变更为熔接频率，如图3以及图5所示，在线电极5流过的电流(A)，与对工件6进行线放电加工的电流相比，使从高电压负荷HV流向线电极5的电流的峰值例如降低至大约1/4倍左右，使施加在线电极5和工件6之间的电压(V)例如降低至大约1/4倍左右，而且，使流过线电极5的电流的脉冲例如变长至大约2倍左右，从而从加工放电变为电弧放电，通过线电极5的电弧熔接，在熔接部20将加工构件26熔接在工件6上。另外，熔接频率的加工条件为，切断工件6的同时将工件6和加工构件26的相向部分中的一部分作为熔接部20，来熔接工件6和加工构件26。在此，相向部分中的一部分是指工件6和加工构件26相面对的部分中的一部分。另外，工件6和加工构件26之间的熔接部20位于边缘部(在图7中仅为上部)，因此通过很小的外力就能够破坏，从而在对工件6的放电加工结束之后，通过外力破坏熔接部20，容易地使加工构件26从工件6切出分离。另外，工件6和加工构件26之间的熔接部20通过小的外力就能够被破坏，但是破坏加工物6和加工构件26之间的熔接部20的的耐静负载为如图8所示。

接着，参照图2以及图3，对本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的基本原理进行说明。尤其，与在本申请人的专利申请日本特开2012-166332号公报中公开的加工频率和熔接频率相同，因此在此进行简单说明。

图2所示的电路为在线电极5和工件6的极间并联连接第一电路和第二电路而成的电路，其中，所述第一电路是第一开关S1和极间状况确认用的带电阻的低电压负荷LV串联连接而成的电路，所述第二电路为第二开关S2和放电加工用的高电压负荷HV串联连接而成的电路。第一电路为主要用于确认线电极5与工件6之间的极间状况的电路，用于检测在对工件6进行放电加工时工件6和线电极5是否位于恰当的位置关系，电阻R具有调整流过第一电路的电流的功能。因此，开关S1是，在时间上，在对工件6进行放电加工之前被进行接通/断开(ON/OFF)控制的开关。另外，第二电路用于进行放电加工，在对工件6进行放电加工的情况下，需要在短时间内流过大电流，并且没有电阻等。接着，对该线放电加工时的加工构件熔接方法的加工频率以及熔接频率进行说明。

在图3中的(A)所示的通常加工的加工频率中，当接通(ON)第一开关S1来产生脉冲时，在线电极5和工件6的极间，例如在2μsec左右产生低电压负荷LV约80V，来确认线电极5和工件6之间的极间状况是否为恰当的位置，如果极间状况恰当，则开始在极间放电。接着，在断开(OFF)第一开关S1并接通(ON)第二开关S2，产生脉冲时，在线电极5中例如在0.8μsec左右流过400A左右的电流，从高电压负荷HV向线电极5和工件6的极间施加240V左右的电压，由此通过线电极5对工件6进行放电加工。

另外，在图3中的(B)所示的工件6与加工构件26的熔接频率中，当接通(ON)第一开关S1来产生脉冲时，在线电极5和工件6的极间，例如在2μsec左右产生低电压负荷LV约80V，来确认线电极5与工件6的极间状况是否为恰当的位置，如果极间状况恰当，则开始进行放电。接着，在断开(OFF)第一开关S1并接通(ON)第二开关S2，产生脉冲时，在线电极5中例如在3μsec左右流过110A左右的电流，从高电压负荷HV向线电极5和工件6的两极间施加大约为加工时的1/4的电压即70V左右的电压，由此变为电弧放电，使线电极5熔化，由此通过线电极熔化物将加工构件26熔接在工件6上。

接着，参照图4以及图5，对该线放电加工时的加工构件熔接方法的技术思想的基本结构进行说明。用于实现该加工构件熔接方法的基本电路是在线电极5和工件6的极间并联连接第一电路、第二电路和第三电路而成的，其中，所述第一电路为第一开关S1和极间状况确认用的带电阻R的低电压负荷LV串联连接而成的电路，所述第二电路为第二开关S2和放电加工用的高电压负荷串联连接而成的电路，所述第三电路为第三开关S3和第一二极管D1串联连接而成的电路。在该电路中，通过对第一开关S1、第二开关S2以及第三开关S3进行接通/断开(ON/OFF)控制，来使电加工条件从加工频率变更为熔接频率。

在图5中，记载了第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、电压波形(V)以及电流波形(A)的具体数值，但是上述数值为便于理解的示例，另外，不言而喻，电压波形(V)以及电流波形(A)也是例示的波形。即，将第一开关S1接通(ON)的时间，由线电极5和工件6之间的极间状态(例如，根据加工电源、线电极5的材质、线径等条件，以及工件6的材质、厚度等条件变化的参数)决定，该时间不由加工条件等决定而不定，可以为几μsec(微秒)、几十μsec左右，而在下面的加工频率以及熔接频率的说明中，作为示例记载为2μsec。另外，将第二开关S2接通(ON)的时间为由加工条件(输入参数)决定的接通(ON)时间，但是在下面的加工频率以及熔接频率的说明中，作为示例记载为0.8μsec。而且，图5的(B)中的电流波形的电流流经的时间以及电压波形的施加时间，不由加工条件等决定而不定，但是在下面的加工频率以及熔接频率的说明中，作为示例记载为3μsec。

在该加工构件熔接方法的基本构成中，通过进行如下控制来实现通过线电极5对工件6进行加工的加工频率，即，接通(ON)第一开关S1，来对线电极5和工件6的极间施加低电压负荷LV，接着断开(OFF)第一开关S1，并接通(ON)第二开关S2，来对线电极5和工件6的极间施加高电压负荷HV。另外，通过进行如下控制来实现工件6和加工构件26的熔接频率，即，使第三开关S3持续接通(ON)，接通(ON)第一开关S1，来对线电极5和工件6的极间施加低电压负荷LV，接着，断开(OFF)第一开关S1并接通(ON)第二开关S2，来对线电极5和工件6的极间施加高电压负荷HV，最后，断开(OFF)第二开关S2。在此，将电加工条件从线电极5对工件6进行加工的加工频率的电压电流波形切换为熔接工件6和加工构件26的熔接频率的电压电流波形，由此在规定时间之后断开(OFF)第二开关S2，但是由于第三开关S3一直接通(ON)，所以在工件6和线电极5的极间流经在第一二极管D1以及第三开关S3通过的循环电流，能够产生脉冲宽度大的电流，放电状态变为电弧放电，线电极5的一部分熔接在工件6和加工构件26之间，结果，熔接工件6和加工构件26。

对于该加工构件熔接方法中的加工频率以及熔接频率的详细内容，已在本申请人的专利申请日本特开2012-166332号公报中公开，是与其同样的加工频率和熔接频率，因此在此进行简单说明。

若参照图4以及图5中的(A)，对该线放电加工的加工构件熔接方法中的加工频率的一例进行说明，则如下。

在第一工序中，若接通(ON)第一开关S1来施加低电压负荷LV持续一段时间例如2μsec左右，则在线电极5和工件6的极间开始放电。

在第二工序中，接通(ON)第二开关S2，以电压降为触发，施加高电压负荷HV，使电流上升，由此通过线电极5对工件6进行放电加工。

在第三工序中，线电极5和工件6的极间的放电时间由工件6的加工条件决定，例如放电0.8μsec左右的时间。

在第四工序中，暂时使第一开关S1、第二开关S2以及第三开关S3断开(OFF)，使施加至线电极5和工件6的极间的电压处于无负荷状态，由此处于休止时间。在要通过线电极5将工件6加工成加工形状21时，以125k～2000kHz的频率反复进行上述加工频率来实现。

另外，若参照图4以及图5中的(B)，对该加工构件熔接方法的熔接频率的一例进行说明，则如下。

在第一工序中，在接通(ON)第一开关S1来使低电压负荷LV的供给持续规定时间例如2μsec左右时，在线电极5和工件6的极间开始放电。

在第二工序中，接通(ON)第二开关S2，以电压降为触发，施加高电压负荷HV，使电流上升，来通过线电极5对工件6进行放电加工。

在第三工序中，在从作为加工频率的通常频率切换为熔接频率时，使第二开关S2在接通(ON)规定时间后断开(OFF)，然而由于第三开关S3一直接通(ON)，所以在工件6与线电极5之间流过循环电流，能够产生脉冲宽度大的电流，此时，线电极5熔化，熔接在工件6和加工构件26上，结果，在工件6上熔接加工构件26。

在第四工序中，在没有循环电流流过后，断开(OFF)第三开关S3，处于休止时间。

若参照图6，对该加工构件熔接方法的加工频率的其它例子进行说明，则如下。

在第一工序中，在接通(ON)第一开关S1来使低电压负荷LV的供给持续规定时间例如2μsec左右时，在线电极5和工件6的极间开始放电。

在第二工序中，断开(OFF)第一开关S1，接通(ON)第四开关S4和第五开关S5，以电压降为触发，施加高电压负荷HV，使电流上升，从而通过线电极5对工件6进行放电加工。

在第三工序中，使第四开关S4和第五开关S5的接通(ON)状态持续，线电极5和工件6的极间的放电时间由工件6的加工条件决定，例如放电0.8μsec左右的时间。

在第四工序中，持续第五开关S5的接通(ON)状态，断开(OFF)第四开关S4之后，使第五开关5仅接通(ON)亚微秒(sub-microsecond)来解除施加高电压负荷HV的状态，使电流波形接近梯形。

在第五工序中，暂时使第一开关S1、第四开关S4以及第五开关S5断开(OFF)，使施加在线电极5和工件6的极间的电压处于无负荷状态，由此处于休止时间。在要通过线电极5将工件6加工成加工形状21时，通过以125k～2000kHz的频率反复进行上述加工频率而实现。

另外，若参照图6，对该加工构件熔接方法的熔接频率的其它例子进行说明，则如下。

在第一工序中，在接通(ON)第一开关S1来使低电压负荷LV的供给持续一段时间例如2μsec左右时，在线电极5和工件6的极间开始放电。

在第二工序中，接通(ON)第四开关S4和第五开关S5，以电压降作为触发，施加高电压负荷HV，使电流上升，来通过线电极5对工件6进行放电加工。

在第三工序中，持续第四开关S4和第五开关S5的接通(ON)状态，放电时间由加工条件决定，例如，放电0.8μsec左右的时间。

在第四工序中，在规定时间后使第四开关S4断开(OFF)，但是由于第五开关S5一直接通(ON)，所以在线电极5和工件6的极间流通循环电流，解除施加高电压负荷HV的状态，能够产生脉冲宽度大的电流，因此，此时在工件6和加工构件26之间进行电弧熔接，将两者熔接。

在第五工序中，在没有循环电流流过后，断开(OFF)第五开关S5，成为休止时间。

接着，参照图6，对该线放电加工中的加工构件熔接方法的具体的电路图进行说明。此外，在此，对于图6的电路图，省略了通过对第一开关S1、第四开关S4以及第五开关S5进行接通/断开(ON/OFF)控制而产生的电压波形以及电流波形的图。

实现该线放电加工时的加工构件熔接方法的具体电路，是在线电极5和工件6的极间，并联连接第一电路、第二电路、第三电路、第四电路而成的电路，其中，所述第一电路为第一开关S1与极间状况确认用的带电阻的低电压负荷串联连接而成的电路，所述第二电路为放电加工用的高电压负荷、第四开关S4、第五开关S5串联连接而成的电路，所述第三电路为第二二极管D2、第五开关S5串联连接而成的电路，所述第四电路为第三二极管D3、第四开关S4串联连接而成的电路。在该电路中，如果使第四开关S4和第五开关S5接通(ON)，则能够对线电极5和工件6的极间施加高电压负荷HV。

另外，通过对第一开关S1、第四开关S4以及第五开关S5进行接通/断开(ON/OFF)控制，来使电加工条件从加工频率向熔接频率变更。在第五开关S5接通(ON)时，断开(OFF)第四开关S4之后，在线电极5和工件6的极间流通在第二二极管D2和第五开关S5通过的第一循环电流。另外，在第四开关S4接通(ON)时，断开(OFF)第五开关S5之后，在线电极5和工件6的极间流通在第三二极管D3和第四开关S4通过的第二循环电流。即，在该电路中，通过对第一开关S1、第四开关S4以及第五开关S5进行接通/断开(ON/OFF)控制，交替地流通第一循环电流和第二循环电流。在本发明的线放电加工中的工件切而未断加工方法中，如果使用组装有二极管D2以及二极管D3的具体电路，则产生两个循环电流，因此，能够使放电加工的电流波形接近梯形，通过交替产生循环电流，能够缓和由开关引起的发热的问题。即，在该线放电加工中的工件切而未断加工方法中，由于利用循环电流熔接工件6和加工构件26，所以与对工件6进行放电加工相比，能够使电流波形缓慢下降。此外，对于第四开关S4和第五开关S5，接通(ON)、断开(OFF)的时机也可以相反。

关于该线放电加工时的加工构件熔接方法，说明在模具制造时对工件6进行冲孔加工的情况和进行模板加工的情况。在此，关于该工件切而未断加工方法的加工频率以及熔接频率的详细内容，已在本申请人的专利申请日本特开2012-166332号公报中公开，因此能够根据需要来参照，所以在此进行省略说明。但是，在线放电加工机的冲孔加工中，在从工件6中切出规定形状的加工构件26的情况下，加工构件30成为作为产品的坯料，起始孔19在除了加工构件26之外的工件6上进行了穿孔，或者在该部位上新穿孔。相对于此，在模板加工中，对工件6加工而切掉规定形状的加工构件26，被切掉的加工构件26被称为芯子而成为废弃品，被切掉了加工构件26的工件6成为作为产品的坯料，起始孔19在作为芯子的加工形状26上进行了穿孔，或者在该部位上新穿孔。

接着，关于本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的实施例，特别参照图9至图18，说明模板加工作为具体的各实施例。下面记载的针对线电极5以及工件6使用的技术术语“垂直”，在本申请发明中包括，相对于平板状的工件6的上下表面33、34成90°(直角)的垂直以及90°附近的大致垂直、几乎垂直以及实际垂直。另外，针对线电极5以及工件6使用的技术术语“倾斜”指，相对于平板状的工件6的上下表面33、34实际上倾斜。

在图9中，在配设在上头部2和下头部4之间的工作台23上设置工件6，通过夹持件25将工件6固定在工作台23上。工件6是重叠两个板材而成的，沿着虚线所示的加工形状21对工件6进行放电加工。从起始孔的孔19沿着实线所示的加工轨迹27，对工件6进行放电加工，线电极5位于加工轨迹27的顶端。在此，线电极5到达应该将加工构件26熔接到工件6上的位置，形成工件6的倾斜加工面30。

另外，在图10中，在对工件6进行放电加工而成的实际垂直加工面29中，上头部2和下头部4沿着工件6的厚度方向、即与上表面33和下表面34实际垂直的方向延伸，线电极5处于沿着加工物6的厚度方向实际垂直地延伸的状态，相对地向行进方向P前进来对工件6进行放电加工。工件6的PS区域为，已经进行了放电加工的放电加工之后的加工轨迹27的面，RS区域表示，还没有进行放电加工的未加工的区域。线电极5与工件6的上下表面33、34实际垂直地延伸来对工件6进行放电加工。另外，对工件6进行加工时，从上头部2和下头部4如箭头所示那样喷出水流W。

而且，在图11中示出图9的双点划线所表示的附图标记C区域的放大图。线电极5如图10所示那样与工件6的上下表面垂直地延伸，来沿着工件6的预先决定的加工形状21，以规定的距离对工件6进行放电加工，在此，示出线电极5位于应该熔接工件6和加工构件26的区域前的状态。接着，线电极5对工件6进行倾斜加工来形成倾斜加工面30。尤其，在图12中，为了在工件6上形成倾斜加工面30，使上头部2相对于下头部4沿着加工形状21向行进方向突出，使线电极5倾斜来对工件6进行放电加工，此时，例如，下头部4在相对于上头部2处于静止状态下接受线电极5。在线放电加工机中，将电加工条件设定为加工频率，通过相对于工件6在规定的倾斜方向上延伸的线电极5来对工件6进行粗加工的放电加工，使上头部2相对于下头部4前进预先决定的距离那么多，在工件6上形成倾斜加工面30。

图13中示出了熔接工序的基本的实施例。示出了如下状态，即，在线电极5与工件6的上下表面33、34实际垂直的状态下，将线放电加工机的电加工条件从加工频率切换到熔接频率，将加工构件26熔接在工件6上来形成熔接部20。即，若对工件6进行熔接工序，则熔接部20形成为距工件6的上表面33很小的深度，而其下方处于因加工而分离的状态。因此，在图13所示的线放电加工时的加工构件熔接方法中，不能在工件6的厚度方向上的中央部、下部等多个部位形成熔接部。

图14示出用于表示本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的实施例。通过线电极5以预先决定的规定的角度α对工件6进行粗加工，从而形成倾斜加工面30的加工面。线电极5从图12所示的倾斜姿势变更为图14所示的与工件6的上下表面33、34实际垂直的姿势，将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6进行熔接工序。此时，形成在工件6上的倾斜加工面30本身，成为线电极5的进入侧的工件6的临时的倾斜上表面31，因此若使线电极5从倾斜上表面31的下端开始进行熔接工序，则沿着倾斜加工面30从下向上将加工构件26熔接在工件6上来形成熔接部20。

图15是用于说明本发明的线放电加工时的加工构件熔接方法的图。通过线电极5以预先决定的规定的角度α对工件6进行粗加工，从而形成倾斜加工面30。工件6的倾斜加工面30的从最初的位置P1到中间的P2的位置为止的区域为，使加工构件26熔接在工件6上的区域，在位置P1上将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6进行熔接工序。接着，从P2的位置到P3的位置为，对工件6进行放电加工的区域，在位置P2上将电加工条件从熔接频率切换为加工频率，若对工件6进行放电加工，则根据加工形状21对工件6进行放电加工。接着，在位置P3上将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6进行熔接工序。因此，线电极5从位置P3开始再次处于熔接频率，沿着工件6的倾斜加工面30来使加工构件26熔接在工件6上。

在图16中，就对工件6进行放电加工而成的倾斜加工面30而言，在使上头部2相对于下头部4前进的状态和撤回的状态下，在两处对工件62进行放电加工，从而形成与工件6的上下表面33、34形成倾斜角度α，β的彼此交叉的倾斜加工面30。线电极5从在图16中用虚线表示的倾斜姿势变更为用实线表示的与工件6的上下表面33、34实际垂直的姿势，将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，从工件6的中央部呈凸状的位置开始沿着交叉的临时的倾斜上表面31对工件6进行熔接工序。工件6的中央部的未加工部分呈凸状，沿着交叉的临时的倾斜上表面31将加工构件26熔接在工件6上，从而将熔接部20形成在凸状的部分上。即，上头部2和下头部4使线电极5与工件6的上下表面33、34垂直地延伸，将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6进行熔接工序来形成熔接部20。

在图17中，上头部2相对于下头部4设定在使线电极5与工件6的上下表面33、34实际垂直的位置上，使线电极5沿着与工件6的上下表面33、34垂直的方向对工件6进行粗加工的放电加工，从而在工件6上形成垂直加工面29。在进行工件6的加工的情况下，垂直加工面29成为工件6的临时的垂直上表面28。在此，使下头部4相对于上头部2前进，来使线电极5倾斜，或者使上头部2相对于下头部4后退，来将线电极设定为倾斜状态，将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6从其下表面34侧开始进行熔接工序。此时，就工件6而言，线电极6的进入侧的垂直上表面28为垂直加工面29，从垂直加工面29的下部侧沿着垂直加工面29，在工件6的厚度方向上从下向上形成熔接部20。具体地说，有时使线放电加工机的线电极5的倾斜角度变化来进行熔接频率，或者使线电极5的倾斜角度恒定来进行熔接频率，但是在线放电加工机中，通过工作台23移动的X-Y轴和上头部2移动的U-V轴，来恰当地控制所期望的线电极5相对于工件6的运动。

而且，在图18中，与图17同样地，上头部2相对于下头部4设定在使线电极5与工件6的上下表面33、34实际垂直的位置上，使线电极5沿着与工件6的上下表面33、34垂直的方向对工件6进行粗加工的放电加工，从而在工件6上形成垂直加工面29，形成在对工件6进行加工的情况下的临时的垂直上表面28。通过使下头部4相对于上头部2前进，来使线电极5倾斜，或者使上头部2相对于下头部4后退，来将线电极5设定为倾斜状态，将电加工条件从加工频率切换为熔接频率，对工件6从其下表面34侧进行熔接工序。此时，就工件6而言，线电极6的进入侧的垂直上表面28为垂直加工面29，从垂直加工面29的下部侧沿着垂直加工面29，在工件6的厚度方向上从下向上形成熔接部20，若在途中将电加工条件从熔接频率切换为加工频率来对工件6进行放电加工，并再次切换到熔接频率来进行加工，则能够沿着垂直加工面29在多个部位形成熔接部20。即，对工件6依次进行熔接频率即熔接工序和加工频率即放电加工，则能够在工件6的厚度方向上从下方开始在数个部位(在图18中为两个部位)形成熔接部20。

产业上的可利用性

该线放电加工时的加工构件熔接方法优选适用于如下线放电加工机，即，例如通过放电能量对工件进行放电加工，并保持工件的加工构件以不使其从工件落下。

附图标记的说明

1：主体头

2：上头部

4：下头部

5：线电极

6：工件

7：源线轴

10：线供给辊

13：供给管

15：设备主体

19：起始孔

20：熔接部

21：加工形状

22：加工缝

26：加工构件

27：加工轨迹

28：临时的垂直上表面

29：垂直加工面

30：倾斜加工面

31：临时的倾斜上表面

32：引导辊

33：工件的上表面

34：工件的下表面

35：卷绕辊

Claims (10)

1.一种线放电加工时的加工构件熔接方法，在进行放电加工时，即，在利用在线电极和与该线电极相向的工件之间施加极间电压时产生的放电能量，对所述工件进行放电加工，来从所述工件分离加工构件时，在所述加工构件的预先决定的部位，将在所述线电极和所述工件之间施加的电加工条件从加工频率变更为熔接频率，使所述线电极的一部分熔化，使所述加工构件在熔接部熔接在所述工件上，从而将所述加工构件保持在所述工件上，其特征在于，

在要将所述加工构件熔接在所述工件上的预先决定的规定的位置上，将所述电加工条件设定为所述加工频率，沿着所述工件的加工形状，在所述工件的厚度方向上进行粗加工的放电加工，从而在所述工件上形成加工面，接着，使所述线电极的姿势相对于被进行了所述粗加工的所述工件的厚度方向上的所述加工面倾斜，并将所述电加工条件从所述加工频率切换为所述熔接频率，沿着所述加工面对所述工件进行熔接加工，来将沿着所述线电极进入所述工件的进入侧的所述加工面将所述加工构件熔接在所述工件上的所述熔接部，以规定长度形成于在沿着所述工件的厚度方向上的所述加工面预先决定的区域，通过所述熔接部将所述加工构件保持在所述工件上。

2.根据权利要求1所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

对所述工件进行粗加工而形成的所述加工面为，一边使所述线电极相对于所述工件的上下表面倾斜一边对所述工件进行粗加工而形成的倾斜加工面，或在使所述线电极相对于所述工件的上下表面处于倾斜状态后对所述工件进行粗加工而形成的倾斜加工面，

在沿着所述倾斜加工面进行的所述熔接加工中，使所述线电极从所述倾斜加工面变更为与所述工件的上下表面实际垂直的状态，并从所述倾斜加工面的下部向上部沿着所述倾斜加工面进行熔接加工，所述熔接部在沿着所述线电极进入的进入侧的所述倾斜加工面预先决定的区域以规定长度形成。

3.根据权利要求2所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

用于熔接所述加工构件和所述工件的所述熔接部，在所述工件的厚度方向上的预先决定的规定的部位，从所述倾斜加工面的下部侧朝向上部侧以规定长度形成。

4.根据权利要求2或3所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

对所述工件进行放电加工而形成的所述倾斜加工面是如下形成的：沿着形成在所述工件上的加工形状，使上头部比下头部先行移动，使得所述线电极处于倾斜状态来进行放电加工。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

对所述工件进行放电加工而形成的所述倾斜加工面，彼此交叉地形成在所述工件上，所述工件的中央部的未加工部分呈凸状，所述熔接部形成在凸状的所述未加工部分上。

6.根据权利要求1所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

对所述工件进行粗加工而形成的所述加工面为，使所述线电极处于与所述工件的上下表面实际垂直的状态来对所述工件进行粗加工而形成的实际垂直加工面，

在沿着所述垂直加工面进行的所述熔接加工中，使所述线电极处于与所述工件的上下表面倾斜的状态，来从所述垂直加工面的下部朝向上部沿着所述垂直加工面进行所述熔接加工，所述熔接部在沿着所述线电极进入的进入侧的所述垂直加工面预先决定的区域以规定长度形成。

7.根据权利要求6所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

为了将所述线电极的姿势设定为所述倾斜状态，使放出所述线电极的上头部沿着形成在所述工件上的加工轨迹相对于下头部后退，从而使所述线电极倾斜。

8.根据权利要求6所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

在沿着所述垂直加工面进行的所述熔接加工中，为了使所述线电极相对于所述工件的所述上下表面的倾斜角随着所述熔接加工的进展而增大，使下头部相对于放出所述线电极的上头部前进，来一边使所述线电极的所述倾斜角发生变化，一边沿着所述垂直加工面形成所述熔接部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

形成在所述加工面上的所述熔接部，沿着对所述工件进行粗加工而形成的所述加工面的长度方向形成有一处或多处。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的线放电加工时的加工构件熔接方法，其特征在于，

所述工件沿着厚度方向层叠有多个并被进行放电加工，所述熔接部至少熔接位于最下方的所述工件和所述加工构件，来通过所述熔接部将所述加工构件保持在所述工件上。