JP2003236722A - 放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充分に実用性が発揮され、且つ加工効率の優れ
た放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機を提供
する。 【解決手段】一般の細孔放電加工機１０上にねじ切り装
置を設置し、該ねじ切り装置は回転軸（R軸）１１と加
工軸（Z軸）１３にサーボモータ１４を合わせたものと
し、回転軸１１上に螺旋電極１５と内側の螺旋であるガ
イド１６を設け、更に放電電源と加工液とによってねじ
切りの機能を達成するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電ドリル及びねじ
切り両用の細孔放電加工機に係り、特に一般の細孔放電
加工機上にねじ切り装置が設けられていることにより、
該細孔放電加工機がドリル加工用としてのみでなく、放
電ねじ切りを行うことができるものに関わる。

【０００２】

【従来の技術】現在一般に見られる細孔放電加工機は、
ドリルの機能のみを具えたものであり、主な構造として
は、放電送り軸（Z軸）、回転軸（R軸）、並びに加工液
供給装置、円形放電電極、円柱式ガイド、加工液濾過及
び加圧装置、電気制御部と放電電源などの装置より構成
されている。細孔放電加工を行う際、該回転軸が一定の
速度或いは速度を調整しながら回転を始めると、加工液
が該回転軸上に設置されている中空電極にまで送られ、
該電極はガイドを挿通し、加工軸サーボ装置と放電電源
とを起動させて加工対象物に対してドリル放電を進行す
る。電極直径と深度比は、一般の機械式ドリル機より高
く、且つ加工孔の垂直度は良好であり、現在では最も広
く使用されている快速放電ドリル設備の一つであり、加
工できる対象は任意の導電金属や放電加工できるもので
あり、材質や硬度を選ばず、非常に効率が良く、精確に
加工できる設備として定評がある。

【０００３】また公知構造の最も伝統的な機械式ねじ切
り装置についてここで説明を加えておくと、先ずそのね
じ切り方法は、加工対象物上にドリルで孔を開け、更に
ねじ切りでねじ切りを行うものである。この種のねじ切
り装置は一般に未処理の材料に対して加工を行う際に利
用され、またその他にもマセット鋼ねじ切りによって熱
処理鋼材に対してねじ切りを行うこともあるが、この方
法によるとやや亀裂が入り易い欠点がある。そこでコン
ピュータ制御放電加工機を回転軸（C軸）と加工軸（Z
軸）両軸のギャップ間を利用した方式により、更に電極
のねじ切りの長さと放電電源を合わせて放電ねじ切りを
進行させる方法もある。また、手動式の放電加工機にス
イングヘッド拡孔装置を設置したものにおいては、先ず
加工対象物上に孔を開け、縮小サイズの螺旋電極を孔内
に穿入し、更に該加工電源と加工液を起動させると放電
孔拡大加工を開始するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述のような公
知構造のものにおける欠点としては、ドリルのみの機能
しか提供されておらず、充分に実用性が発揮されている
とは言えない。また上述の公知構造にて述べた、該最も
伝統的な機械式ねじ切り装置においては、その加工法が
最も普及しており、また上述の該コンピュータ制御放電
加工機においては回転軸（C軸）とZ軸の両軸のギャップ
間に放電電極を合わせて放電ねじ切りを進行するもので
あり、もし機械に第四本目の軸がない場合、この方法で
加工することは不可能であり、では該手動式のものにお
いては、加工対象物にねじ切りを施す際は必ず二種類以
上の機械設備があって始めてその加工効率が発揮される
のであり、よってこの条件を満たしていなければ、他工
場に委託加工しなければならず、時間とコストがかかっ
てしまうなどの問題がある。そこで上述の欠点に鑑み、
充分に実用性が発揮され、且つ加工効率の優れた本発明
の放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機を提供
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一般の細孔放電加工機上
にねじ切り装置を設置し、該装置は回転軸（R軸）と加
工軸（Z軸）にサーボモータを合わせたものとし、回転
軸上に螺旋電極と内側の螺旋であるガイドを設け、更に
放電電源と加工液とによってねじ切りの機能を達成する
ようにする。

【０００６】

【発明実施の形態】図１に示すように、本発明は放電ド
リルとねじ切り両用の細孔放電加工機であり、主に放電
加工機１０上の回転軸（Ｒ軸）１１は一般の工業感応モ
ータを改良してサーボモータ１２としたものであり、本
来の放電加工軸（Ｚ軸）１３は一般モードと放電フォロ
ーモードとに切り換え可能なタイプのサーボモータ１４
とし、並びに該回転軸１１上には設置するねじ切りのサ
イズに合った螺旋電極１５（図４，５参照）を設置し、
内側の螺旋であるガイド１６（図２，３参照）を螺設す
る。

【０００７】加工液と放電電源を起動させる際は、該回
転軸１１を主加工軸として放電ねじ切りを行うが、該回
転軸（R軸）１１を放電主制御軸として該放電軸（Z軸）
１３をフォローモードとする、或いは加工軸（Z軸）１
３を主加工軸として該回転軸（R軸）１１は該加工軸に
合わせて送られるものとする。細孔放電加工を行う際、
加工軸（Z軸）１３を主加工軸とし、該回転軸（R軸）１
１は一定の速度で回転、或いは速度を調整して回転する
回転軸となり、また円形の電極と円柱状のガイドを使用
し、更に放電電源と加工液を合わせることで、一般の細
孔放電加工機の機能が回復し、こうすることで一つの加
工機でドリルとねじ切りの両機能を切り換えて使用する
ことができる目的が果たされている。

【０００８】該細孔放電加工機１０は、制御機上にて螺
旋電極のねじ切りの長さを設定し、並びに該ねじ切りと
整合するガイドを選び、更に制御器の設定も合わせ、Z
軸とR軸とが同時にギャップを埋める方式で送られるよ
うにする。例えばねじ切りの長さを１mmとした場合、即
ちR軸が1回転するとZ軸も１mm送られるものである。放
電ねじ切りを進行する際、加圧された加工液２０が中空
電極１５１を経ることで、該加工液２０が該電極１５と
加工対象物３０の放電ギャップを流れて不純物を排出す
る。真空吸引装置４０を該回転軸１１上及び中空電極１
５１に設置し、浸漬させる方式で該加工液２０を該放電
ギャップに吸入し、更に該中空電極１５１に吸入させて
不純物を取り除き、こうすることで少なくとも二度の放
電数と放電ギャップを減少させることができ、加工の精
度をアップさせることができる（図４から図８参照）。

【０００９】放電ねじ切り装置が機械的構造である場合
は、先ずその基本的な連結方式については加工軸１３の
軌道座１３１の一端に補助軌道座１３２を固定し、回転
軸座１１には機械式補助軌道５０及びばね６０を設置す
る。該補助軌道５０は該補助軌道座１３２内で上下に移
動するべく設置され、該軌道座１３１と該補助軌道座間
には更に絶縁板１３３が介されている。上述の構造は細
孔放電を行う際ロックでき、放電ねじ切りを行う際はZ
軸１３はあるポイントにまで移動した後にロックされて
動かず、また該ばね６０と補助軌道５０とが緩んで抜け
ると、該ばね６０が該補助軌道５０を上に押し、加工の
必要に応じるべく該軌道の最高ポイントにまで至らせ
る。放電ねじ切りを進行する際、該回転軸１１上には螺
旋電極１５、及びガイドプレート上に設置された内螺旋
であるガイド１６が設置され、更に該螺旋電極１５を該
ガイド１６に螺設し、加工電源と加工液によって放電ね
じ切りを進行させる。該回転軸１１が右から左に回転す
るとき、該補助軌道５０は該螺旋電極１５の螺旋の方向
によって同時に下方に送られ、また逆に該回転軸１１が
反対方向で回転する際は、該補助軌道５０はばね６０の
弾性によって後退（即ち上方に移動）し、こうすること
で該回転軸１１と補助軌道５０とが螺旋電極１５のねじ
切りと同時に送られて放電ねじ切りを進行する（図９，
１０参照）。

【００１０】引き続き、放電ねじ切り装置が機械的構造
による場合において、加工軸１３の軌道座７０を上軌道
座７１と下軌道座７２とに分かれているものとした場
合、連結装置８０によって該上，下両軌道座７１，７２
を相互に連結、或いは分けられるようになっている。ま
た該下軌道座７２にはガイド棒７２１が固定されてお
り、該ガイド棒７２１は該上軌道座７１のリング７１１
を穿設しており、且つ該ガイド棒７２１は該リング７１
１との間にばね６１が設けられている。上述の構造によ
り、細孔放電を行う際は該連結装置８０によって該上軌
道座７１及び下軌道座７２を相互に連結させてロック
し、放電ねじ切りを行う際には加工軸（Ｚ軸）１３をあ
るポイントにまで移動させてロックして動かぬように
し、並びに加工の必要に合わせるべく該上軌道座７１と
下軌道座７２間の連結構造８０を緩める。放電ねじ切り
を行う際、該回転軸１１上には該螺旋電極１５及びガイ
ドボード上に設置されたガイド１６を設置してから該螺
旋電極１５を該ガイド１６に螺設し、更に加工電源と加
工液とによって該放電ねじ切りを進行させる。該回転軸
１１が右から左方向に回転する際、該下軌道座７２は該
螺旋電極１５の回転方向と同時に送られ、よって逆に該
回転軸１１が反対方向に回転する際は、該下軌道座７２
は該ばね６１の弾力により、該下軌道座７２は上向きに
移動し、該回転軸１１と下軌道座７２及びばね６１等に
より、同時に該螺旋電極１５のねじ切りの長さに合わせ
て送られ、放電ねじ切りが進行される（図１１参照）。

【００１１】図１２に示すように、放電ねじ切り装置が
機械的構造による場合、基本的な連結方式は加工軸１３
の軌道座１３１上方にガイドナット９０を設け、該ガイ
ドナット９０の凸部９１は該軌道座１３１の軸孔内に設
置されており、且つ該ガイドナット９０両側にはそれぞ
れ貫通孔９２が設けられており、並びに固定軸９３によ
って該軌道座１３１に固定されている。該ガイドナット
９０上，下両方と該固定軸９３間には、それぞればね６
３が設けられており、また該軌道座１３１は片側にロッ
ク装置１３４が設けられており、こうすることで該ロッ
ク装置１３４は該ガイドナット９０の凸部９１を該軌道
座１３１の軸孔に固定することができるようになってい
る。また、該ロック装置１３４が緩んだ状態のとき、該
ガイドナット９０の凸部９１は固定状態より脱し、該加
工軸（Ｚ軸）１３は緩んだ状態となるが、しかし該固定
軸９３とばね６３とにより、該ガイドナット９０と軌道
座１３１とは連結されており、よって加工軸（Ｚ軸）１
３の軌道座１３１は該回転軸（Ｒ軸）１１と同時に送ら
れるようになっている。

【００１２】

【発明の効果】本発明によると、ドリルとねじ切りの両
機能を具えることによって用途が広がり、また加工時間
が省けて効率が上がり、螺旋電極と内側の螺旋であるガ
イドとによって簡単に異なる寸法のねじ切りが行える
等、多数の目的が一挙に達成されたことで非常に実用的
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における断面図である。

【図２】本発明におけるガイド平面断面図である。

【図３】本発明におけるもう一つの規格のガイドの平面
断面図である。

【図４】本発明における螺旋電極平面及び断面図であ
る。

【図５】本発明におけるもう一つの規格の螺旋電極の平
面及び断面参考図である。

【図６】本発明の放電加工機で加工液を真空装置に供給
する参考図である。

【図７】本発明の実施例であり、加圧された加工液の加
工状況を示す図である。

【図８】本発明の実施例であり、真空吸着による加工状
況を示す図である。

【図９】本発明実施例における放電ねじ切りシステム装
置の正面図である。

【図１０】本発明実施例における放電ねじ切りシステム
装置の側面図である。

【図１１】本発明実施例におけるもう一つの放電ねじ切
りシステムの側面図である。

【図１２】本発明実施例におけるその他の放電ねじ切り
システムの側面図である。

【符号の説明】

１０ 放電加工機 １１ 回転軸（R軸） １２ サーボモータ １３ 加工軸（Z軸） １３１ 軌道座 １３２ 補助軌道座 １３３ 絶縁板 １４ サーボモータ １５ 螺旋電極 １５１ 中空電極 １６ ガイド ２０ 加圧された加工液 ３０ 加工対象物 ４０ 真空吸引装置 ５０ 補助軌道 ６０ ばね ７０ 起動座 ７１ 上軌道座 ７１１ リング ７２ 下軌道座 ７２１ ガイド棒 ８０ 連結装置 ６１ ばね ９０ ガイドナット ９１ 凸部 ９２ 貫通孔 ９３ 固定軸 １３４ ロック装置 ６３ ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｈ 7/30 Ｂ２３Ｈ 7/30 9/14 9/14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細孔放電加工機上の回転軸（Ｒ軸）は一般
   の工業感応モータをサーボモータに変え、元の放電加工
   軸（Ｚ軸）を一般モードと放電フォローモードとに切り
   換えできるタイプのサーボモータとし、並びに該回転軸
   上には螺旋電極を設けて内側に螺旋の設けられたガイド
   を挿通し、加工液と放電電源を起動すると、該回転軸を
   主加工軸として放電ねじ切りを進行することを特徴とす
   る放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
2. 【請求項２】内側に螺旋が設けられた該ガイド及び螺旋
   電極は、加工サイズの違いによって交換されるものであ
   り、異なるサイズと異なるねじ切りの長さに合わせられ
   ることを特徴とする請求項１記載の放電ドリル及びねじ
   切り両用の細孔放電加工機。
3. 【請求項３】該加工軸（Ｚ軸）と回転軸（Ｒ軸）の螺旋
   が対応して送られて放電ねじ切りを進行させるとき、該
   回転軸（Ｒ軸）が放電主制御軸となって該放電軸（Ｚ
   軸）はフォローモードとなる、または該加工軸（Ｚ軸）
   が加工軸となり、回転軸（Ｒ軸）が該加工軸に合わせて
   対応して送られることを特徴とする請求項１記載の放電
   ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
4. 【請求項４】放電ねじ切りを進行する際、該回転軸上に
   螺旋電極を設置し、制御器の設定を合わせて、該加工軸
   （Ｚ軸）と回転軸（Ｒ軸）で該両軸間のギャップを埋め
   る方式で送られ、更に該加工電源と加工液を起動させて
   放電ねじ切りを行うことを特徴とする放電ドリル及びね
   じ切り両用の細孔放電加工機。
5. 【請求項５】該放電ねじ切りを進行する際、加圧された
   加工液が中空電極を経ることにより、該加工液が該電極
   と加工対象物との放電ギャップを流れて不純物を排出
   し、真空吸引装置を該回転軸上及び中空電極に設置し、
   浸漬方式で該加工液を放電ギャップに吸入させ、更に該
   中空電極に吸入させることで不純物の除去を行い、放電
   の数と放電ギャップが減少されていることを特徴とする
   請求項１或いは請求項２記載の放電ドリル及びねじ切り
   両用の細孔放電加工機。
6. 【請求項６】放電ねじ切り装置が機械的構造を呈してい
   る際、放電ねじ切りを行う際は、該回転軸の一端に補助
   軌道とばねとを設置し、該回転軸が放電ねじ切りを進行
   する際、該補助軌道が該螺旋電極に合わせて同時に送ら
   れ、加工を進行することを特徴とする放電ドリル及びね
   じ切り両用の細孔放電加工機。
7. 【請求項７】該回転軸の一端に設置された補助軌道は、
   該加工軸の軌道座前方に固定された補助軌道座内に設置
   されており、上下に移動することを特徴とする請求項６
   記載の放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
8. 【請求項８】放電ねじ切り装置が機械的構造を呈してい
   る際、加工軸の軌道座を上軌道座と下軌道座とに分けて
   おり、且つ連結装置が設けられて該上軌道座と該下軌道
   座とを相互に連結させたり分かれさせたりし、更に該下
   軌道座個所にはガイド棒が設けられ、該ガイド棒は該上
   軌道座のリングを穿設しており、且つ該ガイド棒と該リ
   ング間にはばねが設けられており、放電ねじ切りを行う
   際、加工軸（Z軸）があるポイントにまで移動してロッ
   クされて動かなくなり、該上軌道座と該下軌道座間の連
   結装置が緩んだ状態となり、即ち該回転軸が放電ねじ切
   りを進行する際、該下軌道座と該ばねは螺旋電極を合わ
   せて同時に送られて加工を行うことを特徴とする放電ド
   リル及びねじ切り両用の細孔放電加工機。
9. 【請求項９】放電ねじ切り装置が機械的構造を呈してい
   る際、加工軸の軌道座上方には軸向きにガイドナットが
   嵌設されており、該ガイドナットの凸部は該軌道座の軸
   孔内に設置されており、且つ該ガイドナットの両側には
   それぞれ貫通孔が設けられて固定軸によって該軌道座上
   に固定されており、該ガイドナット上，下両端と固定軸
   間は皆ばねが設けられており、且つ該軌道座は片側にロ
   ック装置を具有することより、該ガイドナットの凸部が
   該軌道座の軌道孔に固定され、また該ロック装置が緩ん
   だ状態であるとき、該ガイドナットの凸部は即ち固定状
   態より開放され、該加工軸（Z軸）ボルトは緩んだ状態
   となるが、しかし該固定軸とばねとにより、該ガイドナ
   ットと該軌道座とは連結したままであり、該加工軸（Z
   軸）の軌道座は回転軸（R軸）と同時に送られることを
   特徴とする放電ドリル及びねじ切り両用の細孔放電加工
   機。