JP2010260151A - Wire electric discharge machining device and method for electric discharge machining - Google Patents

Wire electric discharge machining device and method for electric discharge machining Download PDF

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Yoshiyuki Uno
義幸 宇野
Yasuhiro Okamoto
康寛 岡本
Akira Okada
晃 岡田
Jun Oya
純 大矢
Yoshinori Abe
義紀 阿部
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Toyo Advanced Technologies Co Ltd
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Okayama University NUC
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve machining speed and machining accuracy in cutting a workpiece 28. <P>SOLUTION: A wire electric discharge machining device 1 includes a wire electrode W traveling in a tensioned state, a relatively moving means 30 relatively moving the wire electrode W and the workpiece 28 so that the wire electrode W goes across through the workpiece 28, and power feeding means 36, 38 cutting the workpiece 28 through an electric discharge phenomenon by feeding a pulse voltage to the wire electrode W in a state that a predetermined working liquid 34 is interposed between the wire electrode W and the workpiece 28. The specific resistance of the working liquid 34 is set at 10<SP>3</SP>-10<SP>5</SP>&Omega;cm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

ここに開示する技術は、ワイヤ電極を用いて被加工物を放電により切断加工するワイヤ放電加工装置及び放電加工方法に関する。   The technology disclosed herein relates to a wire electric discharge machining apparatus and an electric discharge machining method for cutting a workpiece by electric discharge using a wire electrode.

従来より、例えばシリコンインゴット等の硬脆材料からなる被加工物を、一度に、多数の薄片にスライスするための装置として、ワイヤソーが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に開示されたワイヤソーは、互いに所定の間隔を空けて矩形状を形成するように配置された４個のローラの間に、ワイヤが複数回、巻回されることによって、一対のローラ間で、複数本のワイヤがローラの軸方向に並設された切断部を備えている。このワイヤソーでは、切断部におけるワイヤに対し砥粒を含んだスラリーを供給しながら、各ワイヤが被加工物中を横切るように、切断部に対し被加工物を相対移動させることによって、被加工物が各ワイヤによって切断されて多数の薄片が、同時に切り出されるようになる。   Conventionally, a wire saw is known as an apparatus for slicing a workpiece made of a hard and brittle material such as a silicon ingot into a large number of thin pieces at one time (see, for example, Patent Document 1). In the wire saw disclosed in this patent document, a wire is wound a plurality of times between four rollers arranged so as to form a rectangular shape with a predetermined interval therebetween, whereby a pair of rollers In the meantime, a plurality of wires are provided with a cutting portion arranged in parallel in the axial direction of the roller. In this wire saw, while supplying slurry containing abrasive grains to the wire in the cutting part, the work piece is moved relative to the cutting part so that each wire crosses the work piece. Are cut by each wire, and a large number of slices are cut out simultaneously.

特開２００９−６１５２７号公報JP 2009-61527 A

ところが前記のワイヤソーは砥粒を含んだスラリーを用いるため、そのスラリーの取り扱いに手間がかかる上に、そのスラリーによって装置を汚したり、作業環境を悪化させたりするといった、様々な不都合がある。   However, since the wire saw uses a slurry containing abrasive grains, there are various inconveniences such as troublesome handling of the slurry, contamination of the apparatus with the slurry, and deterioration of the working environment.

また生産性の向上の観点から、高い加工精度を維持しつつ、加工速度のさらなる向上が要求される一方で、従来のワイヤソーはそうした加工速度及び加工精度の双方の要求を共に満たすことが極めて困難である。   In addition, from the viewpoint of improving productivity, while maintaining high machining accuracy, further improvement in machining speed is required, while conventional wire saws are extremely difficult to satisfy both requirements of machining speed and machining accuracy. It is.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物の切断加工において加工速度及び加工精度の向上を図ることにある。   The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to improve the processing speed and processing accuracy in the cutting processing of the workpiece.

本願発明者らは、ワイヤソーのような機械的な切断加工ではなく、ワイヤ放電加工に着目し検討を重ねた結果、放電現象の安定化の観点から、浸漬又は吐出によってワイヤ電極と被加工物との間に加工液を介在させた状態で放電を行うワイヤ放電加工において、通常の放電加工では加工液の比抵抗を比較的高める（つまり、非導電性液体を用いる）のとは逆に、加工液の比抵抗を低下させたときには、放電加工と電解加工とが組み合わさって被加工物の切断加工が進行することにより、加工精度を低下させることなく、加工速度が大幅に向上することを見出したものである。   The inventors of the present application have made studies by paying attention to wire electric discharge machining rather than mechanical cutting such as a wire saw, and as a result, from the viewpoint of stabilization of the discharge phenomenon, the wire electrode and the workpiece by immersion or discharge are used. In wire electrical discharge machining, in which electrical discharge is performed with a machining fluid interposed between the two, normal electrical discharge machining has a relatively high specific resistance of the machining fluid (that is, using a non-conductive liquid). It has been found that when the specific resistance of the liquid is lowered, the machining speed is greatly improved without reducing the machining accuracy by proceeding with the cutting of the workpiece by combining electric discharge machining and electrolytic machining. It is a thing.

ここに開示するワイヤ放電加工装置は、張設状態で走行するワイヤ電極と、前記ワイヤ電極が被加工物中を横切るように、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを相対移動させる相対移動手段と、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に所定の加工液が介在している状態で前記ワイヤ電極にパルス電圧を給電することにより、放電現象を通じて被加工物を切断する給電手段と、を備え、前記加工液の比抵抗は、１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定されている。 The wire electrical discharge machining apparatus disclosed herein includes a wire electrode that travels in a stretched state, and a relative movement unit that relatively moves the wire electrode and the workpiece so that the wire electrode crosses the workpiece. A power feeding means for cutting the workpiece through a discharge phenomenon by feeding a pulse voltage to the wire electrode in a state where a predetermined machining fluid is interposed between the wire electrode and the workpiece. And the specific resistance of the working fluid is set to 10 3 to 10 5 Ω · cm.

加工液を用いる通常の放電加工においては、その加工液として比抵抗が１０５Ω・ｃｍよりも高いような非導電性液体が用いられる。そうすることによって、ワイヤ電極と被加工物との間で放電を安定して発生させて、被加工物の溶融乃至除去（以下、単に除去ともいう）を行う一方で、ワイヤ電極と被加工物との間の通電は抑制して、必要以上に被加工物が除去されること（電解腐食等）を防止する。 In normal electric discharge machining using a machining fluid, a non-conductive liquid having a specific resistance higher than 10 5 Ω · cm is used as the machining fluid. By doing so, the discharge is stably generated between the wire electrode and the workpiece, and the workpiece is melted or removed (hereinafter also simply referred to as removal), while the wire electrode and the workpiece are processed. Is prevented from being removed more than necessary (such as electrolytic corrosion).

これに対し前記の構成では、加工液の比抵抗を１０５Ω・ｃｍ以下の、比較的低い値に設定する。そうすることによって、放電が発生し、それによって被加工物の一部が除去されると共に、その後にワイヤ電極と被加工物との間の通電を通じて、被加工物の電解により、その被加工物一部がさらに除去される。このように放電加工と電解加工とが組み合わさって、被加工物の切断加工が進行することによって、ワイヤソーのような機械加工の場合と比較して、加工速度が大幅に向上し得ると共に、放電加工のみの場合と比較しても加工速度が向上し得る。ここで、この構成では放電加工と電解加工とが組み合わされるものの、前記ワイヤ電極に対してパルス電圧の給電を行うことにより、被加工物の電解が進み過ぎることは抑制される。つまり、通常の電解加工においてはワイヤ電極の通電を連続的に行うのに対し、この構成では、ワイヤ電極に対してパルス状の電圧を給電して電解加工を行うことで、被加工物が必要以上に除去されることは防止し得る。 On the other hand, in the above configuration, the specific resistance of the working fluid is set to a relatively low value of 10 5 Ω · cm or less. By doing so, a discharge is generated, whereby a part of the workpiece is removed, and then the workpiece is electrolyzed through energization between the wire electrode and the workpiece. Some are further removed. In this way, electrical discharge machining and electrolytic machining are combined, and cutting of the workpiece progresses, so that the machining speed can be greatly improved as compared with the case of machining such as a wire saw, and electric discharge The processing speed can be improved as compared with the case of only processing. Here, in this configuration, although electric discharge machining and electrolytic machining are combined, by supplying a pulse voltage to the wire electrode, it is possible to prevent the workpiece from being electrolyzed too much. In other words, in normal electrolytic machining, the wire electrode is continuously energized, but in this configuration, a workpiece is required by supplying a pulsed voltage to the wire electrode and performing electrolytic machining. The above removal can be prevented.

また、放電加工において加工速度を向上させようとした場合には、ワイヤ電極に加えるエネルギを増大させることになるため、結果として被加工物の除去が過剰になって加工精度が低下する（例えば、切断しろ（ワイヤ電極によって除去される被加工物の量に相当）が大幅に増大したり、加工面の粗さが悪化したり、ダメージの深さ（クラック深さ）が増大したりする）のに対し、前記の構成では、放電加工と電解加工との組み合わせによるため、加工速度を向上させるべく加えるエネルギを増大させたとしても、そのエネルギの一部が電解加工に利用されることで、前述した加工精度の低下を招くことはなく、加工精度が向上し得る。   In addition, when trying to improve the machining speed in electric discharge machining, the energy applied to the wire electrode is increased. As a result, the removal of the workpiece becomes excessive and the machining accuracy decreases (for example, The cutting margin (corresponding to the amount of workpiece removed by the wire electrode) is greatly increased, the roughness of the processed surface is deteriorated, and the depth of damage (crack depth) is increased). On the other hand, in the above-described configuration, because of the combination of electric discharge machining and electrolytic machining, even if the energy applied to increase the machining speed is increased, a part of the energy is used for electrolytic machining, so that The processing accuracy can be improved without causing a decrease in the processing accuracy.

前記の構成ではまた、加工液の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定する。これは、加工液の比抵抗が１０３Ω・ｃｍよりも低いときには、比抵抗が低すぎることで放電現象が生じずに電解作用のみになりやすい一方で、前述したようにワイヤ電極に対してパルス状に給電を行うことにより、与えるエネルギが少ないことで、通常の電解加工のようには切断加工（被加工物の除去）が行われ難くなるためである。換言すれば加工液の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定することによって、放電加工と電解加工とが適切に組み合わさって被加工物の切断加工が進行するものであり、その結果、加工速度の向上及び加工精度の向上が両立するのである。 In the above configuration, the specific resistance of the machining fluid is set to 10 3 Ω · cm or more. This is because when the specific resistance of the machining fluid is lower than 10 3 Ω · cm, the specific resistance is too low, so that the discharge phenomenon does not occur and only the electrolytic action is likely to occur. This is because, by supplying power in a pulse shape, less energy is applied, so that cutting (removal of the workpiece) is difficult to be performed as in normal electrolytic processing. In other words, by setting the specific resistance of the machining fluid to 10 3 Ω · cm or more, electric discharge machining and electrolytic machining are combined appropriately to cut the workpiece, and as a result, machining The improvement in speed and the improvement in machining accuracy are compatible.

尚、加工精度を向上させる観点からは、ワイヤ電極と被加工物とを加工液中に浸漬した状態で放電を行う、水中浸漬式の放電加工であることが好ましい。   In addition, from the viewpoint of improving machining accuracy, it is preferable to be submerged type electric discharge machining in which electric discharge is performed in a state where the wire electrode and the workpiece are immersed in the machining liquid.

前記被加工物の比抵抗は、１０−２〜１０２Ω・ｃｍに設定されている、としてもよい。つまり被加工物は、その比抵抗が比較的高いことが好ましく、そうすることによって、所定の比抵抗に設定された加工液と組み合わされることにより、前述した放電加工と電解加工との適切な組み合わせに伴う加工速度の向上及び加工精度の向上が実現し得る。尚、１０−２Ω・ｃｍは、安定した放電加工を容易に行い得る限界として設定される被加工物の比抵抗であり、１０２Ω・ｃｍは、前述した加工液の比抵抗の下限値として１０３Ω・ｃｍを設定した場合に組み合わせ得る、被加工物の比抵抗である。 The specific resistance of the workpiece may be set to 10 −2 to 10 2 Ω · cm. That is, it is preferable that the specific resistance of the workpiece is relatively high, and by doing so, an appropriate combination of electric discharge machining and electrolytic machining described above is combined with a machining liquid set to a predetermined specific resistance. It is possible to realize an improvement in processing speed and an improvement in processing accuracy. 10 −2 Ω · cm is the specific resistance of the workpiece set as a limit at which stable electric discharge machining can be easily performed, and 10 2 Ω · cm is the lower limit value of the specific resistance of the machining fluid described above. Is the specific resistance of the workpiece that can be combined when 10 3 Ω · cm is set.

前記ワイヤ電極は、所定間隔を空けて配設された一対のローラに対し複数回、巻回されることによって、前記一対のローラ間において当該ローラの軸方向に所定間隔を空けて複数本、並設されており、前記被加工物は、前記ローラの軸方向に延びる長細形状を有しており、前記細長形状の被加工物は、前記相対移動手段によって前記一対のローラ間を相対移動することに伴い、前記複数本のワイヤ電極によって複数枚の薄片に切断される、としてもよい。   The wire electrode is wound a plurality of times around a pair of rollers disposed at a predetermined interval, so that a plurality of wire electrodes are arranged at a predetermined interval in the axial direction of the roller between the pair of rollers. The workpiece has an elongated shape extending in the axial direction of the roller, and the elongated workpiece is relatively moved between the pair of rollers by the relative moving means. Along with this, a plurality of thin pieces may be cut by the plurality of wire electrodes.

こうしたマルチワイヤの構成では、ワイヤ電極の間隔と切断後の薄片の厚みとが対応するが、前述したように、このワイヤ放電加工装置では切断しろが低下するため、ワイヤ電極同士の間隔を狭くして、被加工物を複数の薄片にスライスする場合に適している。つまり、このワイヤ放電加工装置は微細加工を行う上で有利である。   In such a multi-wire configuration, the distance between the wire electrodes corresponds to the thickness of the thin piece after cutting. However, as described above, the wire electric discharge machining apparatus reduces the cutting margin, so the distance between the wire electrodes is reduced. Thus, it is suitable for slicing a workpiece into a plurality of slices. That is, this wire electric discharge machining apparatus is advantageous in performing fine machining.

また、マルチワイヤ構成では、加工液の比抵抗を下げすぎたときには、ワイヤ間で通電してワイヤの断線等を招く場合がある。これに対しワイヤの間隔を広げることによって加工液による抵抗は下げ得るが、加工液の比抵抗を下げすぎたときにはワイヤ−被加工物間の抵抗差が小さくなるため、安定放電が起き難くなる。このことを考慮し、マルチワイヤ構成においてワイヤの間隔を、例えば０．２５ｍｍ程度に設定した場合には特に、加工液の比抵抗は１０３Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。 In the multi-wire configuration, when the specific resistance of the working fluid is lowered too much, there is a case where the wire is energized to cause wire breakage or the like. On the other hand, the resistance due to the working fluid can be lowered by widening the gap between the wires. However, when the specific resistance of the working fluid is lowered too much, the resistance difference between the wire and the workpiece becomes small, so that stable discharge hardly occurs. Taking this into consideration, the specific resistance of the working fluid is preferably 10 3 Ω · cm or more, especially when the wire spacing is set to, for example, about 0.25 mm in the multi-wire configuration.

ここに開示する放電加工方法は、張設状態で走行するワイヤ電極にパルス電圧を給電する工程と、所定の加工液が介在している前記ワイヤ電極と被加工物との間で放電を生じさせる工程と、前記放電の発生後、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の通電により、当該被加工物を電解させる工程と、前記放電及び前記電解を繰り返しながら、前記被加工物と前記ワイヤ電極とを相対移動させることによって、前記被加工物を前記ワイヤ電極によって切断する工程と、を含んでいる。前記加工液の比抵抗は、１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定されている、としてもよい。 The electric discharge machining method disclosed herein generates electric discharge between the wire electrode in which a predetermined machining liquid is interposed and a process of feeding a pulse voltage to a wire electrode traveling in a stretched state and the workpiece. A step of electrolyzing the workpiece by energization between the wire electrode and the workpiece after the occurrence of the discharge; and repeating the discharge and the electrolysis while repeating the discharge and the electrolysis. Cutting the workpiece with the wire electrode by moving the electrode relative to each other. The specific resistance of the working fluid may be set to 10 3 to 10 5 Ω · cm.

以上説明したように、ここに開示するワイヤ放電加工装置及び放電加工方法は、加工液の比抵抗を適宜設定することにより、放電加工と電解加工とが組み合わさって被加工物の切断加工が進行するようになり、その結果、加工速度の向上及び加工精度の向上の点で有利になる。   As described above, the wire electric discharge machining apparatus and the electric discharge machining method disclosed herein appropriately set the specific resistance of the machining fluid, so that cutting of the workpiece proceeds by combining electric discharge machining and electrolytic machining. As a result, it is advantageous in terms of improving the machining speed and machining accuracy.

ワイヤ放電加工装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a wire electric discharge machining apparatus. ワイヤ放電加工装置の主要部分の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the principal part of a wire electric discharge machining apparatus. ワイヤ電極に給電を行う回路構成図である。It is a circuit block diagram which supplies electric power to a wire electrode. 加工液の比抵抗に対する加工速度及び加工粗さの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the process speed with respect to the specific resistance of a process liquid, and process roughness. 加工液の比抵抗に対する切断しろ及びダメージ深さの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cutting margin with respect to the specific resistance of a process liquid, and damage depth.

以下、ワイヤ放電加工装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。   Hereinafter, embodiments of a wire electric discharge machining apparatus will be described with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.

図１は、ワイヤ放電加工装置１の概略構成を示している。このワイヤ放電加工装置１は、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、トラバーサ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ガイドプーリ１８Ａ，１８Ｂ、ワイヤ張力調整装置２０Ａ，２０Ｂ、及び５つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを備えている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a wire electric discharge machining apparatus 1. This wire electric discharge machining apparatus 1 includes a pair of wire feeding / winding devices 10A and 10B, traversers 12A and 12B, guide pulleys 14A and 14B, guide pulleys 16A and 16B, guide pulleys 18A and 18B, and wire tension adjusting devices 20A and 20B. And five guide rollers 24A, 24B, 26A, 26B, and 26C.

各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、ワイヤ電極Ｗが巻かれるボビンと、これを回転駆動する図示省略のボビン駆動モータとを備えている。   Each of the wire feeding / winding devices 10A and 10B includes a bobbin around which the wire electrode W is wound, and a bobbin driving motor (not shown) that rotationally drives the bobbin.

各トラバーサ１２Ａ，１２Ｂは、ワイヤ電極Ｗを、各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂのボビンに対し、その軸方向に整列した状態で巻き取らせるための装置であり、ワイヤ電極Ｗをボビンの軸方向に往復移動させてこれを案内するガイドプーリ１２１Ａ，１２１Ｂを有している。ガイドプーリ１２１Ａ，１２１Ｂはそれぞれ、ワイヤ電極Ｗが巻き掛けられてワイヤ電極Ｗを案内する案内状態（図１におけるガイドプーリ１２１Ａ参照）と、ワイヤ電極Ｗから離れた退避状態（図１におけるガイドプーリ１２１Ｂ参照）とに切り換え可能に構成されており、後述するように、ワイヤ電極Ｗの走行方向の切り換えに応じて、対応するボビンにワイヤ電極Ｗを巻き取るときには案内状態にされる一方、ボビンからワイヤ電極Ｗを繰出すときには退避状態にされる。   Each traverser 12A, 12B is a device for winding the wire electrode W with respect to the bobbin of each wire feeding / winding device 10A, 10B in an axially aligned state. Guide pulleys 121A and 121B are provided for reciprocating in the axial direction and guiding them. Each of the guide pulleys 121A and 121B has a guide state (see the guide pulley 121A in FIG. 1) in which the wire electrode W is wound to guide the wire electrode W, and a retracted state away from the wire electrode W (the guide pulley 121B in FIG. 1). As will be described later, when the wire electrode W is wound around the corresponding bobbin, the guide state is set while the wire electrode W is wound on the corresponding bobbin. When the electrode W is extended, it is in a retracted state.

ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは、互いに同じ高さ位置において、所定の間隔を空けて並行に配置され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの上方の位置に配されていると共に、ガイドローラ２６Ｃは、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂの間位置において、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂとガイドローラ２６Ａ，２６Ｂとの高さ方向の中間位置に配置されている。   The guide rollers 24A and 24B are arranged in parallel at a predetermined interval at the same height position, and the guide rollers 26A and 26B are arranged at positions above the guide rollers 24A and 24B, respectively. 26C is disposed at an intermediate position in the height direction between the guide rollers 24A and 24B and the guide rollers 26A and 26B at a position between the guide rollers 26A and 26B.

一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビンから繰出されたワイヤ電極Ｗは、トラバーサ１２Ａのガイドプーリ１２１Ａ、ガイドプーリ１４Ａ、１６Ａ、１８Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された後、ガイドプーリ１８Ｂ、１６Ｂ，１４Ｂ、及びトラバーサ１２Ｂのガイドプーリ１２１Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビンに巻き取られている。ワイヤ電極Ｗには、ガイドプーリ１４Ａ及び１６Ａの間、並びに、ガイドプーリ１６Ｂ及び１４Ｂの間に配設されたワイヤ張力調整装置２０Ａ，２０Ｂによって適当な張力が与えられている。そうして、図示省略の駆動モータによるガイドローラの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータによるボビンの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤ電極Ｗがワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａから繰出されてワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂに巻き取られる状態と、ワイヤ電極Ｗがワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂから繰出されてワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａに巻き取られる状態とに切換えられる。すなわち、このワイヤ放電加工装置１においては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤ電極Ｗが、ローラの軸方向（図１における紙面に直交する方向）に所定の等間隔を空けて、互いに平行な状態で張られながらその長手方向（図１における左右方向）に往復駆動される（図２も参照）。   The wire electrode W fed out from the bobbin of one wire feeding / winding device 10A is hooked in the order of the guide pulley 121A, guide pulleys 14A, 16A, 18A of the traverser 12A, and guide rollers 24A, 24B, 26B, 26C, The guide pulleys 18B, 16B, 14B and the guide pulley 121B of the traverser 12B are hung in this order after being spirally wound around the outer side of these guide rollers while being fitted in guide grooves (not shown) on the outer peripheral surface of 26A. The wire is wound around the bobbin of the other wire feeding / winding device 10B. Appropriate tension is applied to the wire electrode W by the wire tension adjusting devices 20A and 20B disposed between the guide pulleys 14A and 16A and between the guide pulleys 16B and 14B. Then, the rotation direction of the guide roller by the drive motor (not shown) and the rotation direction of the bobbin by each bobbin drive motor are switched between forward and reverse so that the wire electrode W is fed from the wire feeding / winding device 10A. Thus, the state is switched between a state where the wire is wound around the wire feeding / winding device 10B and a state where the wire electrode W is fed from the wire feeding / winding device 10B and wound around the wire feeding / winding device 10A. That is, in the wire electric discharge machining apparatus 1, a large number of wire electrodes W are spaced between the guide rollers 24A and 24B at predetermined equal intervals in the axial direction of the rollers (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). While being stretched in parallel with each other, it is reciprocated in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 1) (see also FIG. 2).

前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤ電極Ｗの上方には、ワーク（図１の例では、角柱状のシリコンインゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク２８の柱軸がガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの軸方向と一致するように、このワーク２８の上端部を保持しつつ、ワーク２８を下向きに移動させることによって、ワイヤ電極Ｗに対し相対的に移動させる切断送りをする。   Above the wire electrode W stretched between the guide rollers 24A and 24B, a work feeding device 30 for moving a work (in the example of FIG. 1, a prismatic silicon ingot) 28 is provided. The workpiece feeding device 30 moves the workpiece 28 downward while holding the upper end of the workpiece 28 so that the column axis of the workpiece 28 coincides with the axial direction of the guide rollers 24A and 24B. Cutting feed is made to move relative to W.

前記ワーク送り装置３０の下方位置には、加工液３４が貯留された加工漕３２が配設されており、前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤ電極Ｗは、この加工漕３２内を通過するように配設されている。このように、このワイヤ放電加工装置１では、水中浸漬式の放電加工を行うように構成されている。尚、加工漕３２内の加工液３４についての詳細は、後述する。   A processing rod 32 in which a machining liquid 34 is stored is disposed below the workpiece feeding device 30, and the wire electrode W stretched between the guide rollers 24 </ b> A and 24 </ b> B passes through the processing rod 32. It is arranged to pass through. As described above, the wire electric discharge machining apparatus 1 is configured to perform underwater immersion type electric discharge machining. Details of the machining liquid 34 in the machining bar 32 will be described later.

ワーク２８を挟んだ両側には、給電装置３８に接続された一対の給電子３６，３６がそれぞれ配設されており、各給電子３６はワイヤ電極Ｗに対して当接して配設されている。この各給電子３６を通じてワイヤ電極Ｗに、パルス状の電圧が給電されることになる。   On both sides of the work 28, a pair of supply electrons 36, 36 connected to a power supply device 38 are provided, and each supply electron 36 is provided in contact with the wire electrode W. . A pulse voltage is supplied to the wire electrode W through each of the power supply 36.

図２は、このワイヤ放電加工装置１において、ワークの切断（スライス）を行っている状態を模式的に示す図である。尚、図２においては、理解容易の観点からワイヤ放電加工装置１の構成を単純化しており、具体的には図１に示すワイヤ放電加工装置１に対して、ガイドローラ２６Ｃを省略していると共に、各ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ、ワイヤ張力付与装置２０Ａ，２０Ｂ及びトラバーサ１２Ａ，１２Ｂ、並びに、加工漕３２及び給電子３６を省略している。また、ワーク２８の形状も異ならせている。さらに、図２に示すワイヤ放電加工装置１は模式的なものであり、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に巻回されたワイヤ電極Ｗの本数を限定するものではない。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the workpiece is cut (sliced) in the wire electric discharge machining apparatus 1. In FIG. 2, the configuration of the wire electric discharge machining apparatus 1 is simplified from the viewpoint of easy understanding, and specifically, the guide roller 26C is omitted from the wire electric discharge machining apparatus 1 shown in FIG. In addition, the guide pulleys 14A, 14B, 16A, 16B, 18A, 18B, the wire tension applying devices 20A, 20B and the traversers 12A, 12B, the processing rod 32, and the power supply 36 are omitted. Moreover, the shape of the workpiece | work 28 is also varied. Furthermore, the wire electrical discharge machining apparatus 1 shown in FIG. 2 is schematic and does not limit the number of wire electrodes W wound between the guide rollers 24A and 24B.

このワイヤ放電加工装置１においては、前述したように一対のガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間において、複数本のワイヤ電極Ｗが長手方向に往復駆動される一方で、そのワイヤ電極Ｗに対してワーク２８が相対移動する（図２の白抜きの矢印参照）。また、ワイヤ電極Ｗには、給電子３６，３６を通じて、所定のパルス幅を有するパルス電圧が、所定の周期で給電されていると共に、ワイヤ電極Ｗは加工漕３２内に浸漬されている。このワイヤ放電加工装置１では、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間で放電を繰り返しつつ、各ワイヤ電極Ｗがワーク２８の下面側からそのワーク２８中を横断するように相対移動をすることによって、ワーク２８を複数の薄片に切断（スライス）することになる。   In the wire electric discharge machining apparatus 1, as described above, a plurality of wire electrodes W are reciprocally driven in the longitudinal direction between the pair of guide rollers 24 </ b> A and 24 </ b> B. Relative movement (see white arrow in FIG. 2). Further, a pulse voltage having a predetermined pulse width is supplied to the wire electrode W through a power supply 36, 36 at a predetermined cycle, and the wire electrode W is immersed in the processing rod 32. In this wire electric discharge machining apparatus 1, by repeating the discharge between the wire electrode W and the workpiece 28, each wire electrode W moves relative to the workpiece 28 so as to cross the workpiece 28 from the lower surface side, The work 28 is cut (sliced) into a plurality of thin pieces.

図３は、ワイヤ放電加工装置１において、給電装置３８を含んで構成される回路構成図を示している。この給電装置３８は、相対的に高い電圧（例えば３００Ｖ程度）をワイヤ電極Ｗに供給するための、高電圧（低電流）回路４０と、相対的に低い電圧（例えば１００〜１２０Ｖ程度）をワイヤ電極Ｗに供給するための、低電圧（高電流）回路４２と、が並列に設けられて構成されている。給電装置３８は、ワイヤ電極Ｗに対して先ず高電圧回路４０によって高電圧を供給し、それによって、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間における放電を発生（図３の一点鎖線参照）させた後、低電圧回路４２によってワイヤ電極Ｗに低電圧を供給することにより、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間で通電状態を維持するようにする。この通電状態、つまり高電圧回路４０による高電圧の供給開始から、低電圧回路４２による低電圧の供給終了までは、所定のパルス期間（例えば５μｓ程度）の間維持され、このことによりワイヤ電極Ｗには、高電圧回路４０及び低電圧回路４２によって組み合わされたパルス電圧が給電されることになる。尚、このパルスのデューティーファクタは、例えば２０〜３０％程度に設定すればよい。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram including the power feeding device 38 in the wire electric discharge machining apparatus 1. The power supply device 38 includes a high voltage (low current) circuit 40 for supplying a relatively high voltage (for example, about 300 V) to the wire electrode W, and a relatively low voltage (for example, about 100 to 120 V). A low voltage (high current) circuit 42 for supplying the electrode W is provided in parallel. The power feeding device 38 first supplies a high voltage to the wire electrode W by the high voltage circuit 40, thereby generating a discharge between the wire electrode W and the work 28 (see the one-dot chain line in FIG. 3). By supplying a low voltage to the wire electrode W by the low voltage circuit 42, the energized state is maintained between the wire electrode W and the work 28. This energization state, that is, from the start of the supply of the high voltage by the high voltage circuit 40 to the end of the supply of the low voltage by the low voltage circuit 42 is maintained for a predetermined pulse period (for example, about 5 μs). The pulse voltage combined by the high voltage circuit 40 and the low voltage circuit 42 is fed. The duty factor of this pulse may be set to about 20 to 30%, for example.

そうして、このワイヤ放電加工装置１においては、加工漕３２に貯留されている加工液３４として、その比抵抗が１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定されている点を特徴とする。通常の放電加工においては、その加工液としては非導電性の液体（例えば比抵抗が、１０５Ω・ｃｍよりも高い脱イオン水等の液体）を用い、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間の通電を抑制することが行われる。これは、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間の通電によって、必要以上にワーク２８が除去されることを防止するため（ワーク２８の電解腐食を防止して、その除去量をコントロールするため）である。 Thus, the wire electric discharge machining apparatus 1 is characterized in that the specific resistance of the machining liquid 34 stored in the machining bar 32 is set to 10 3 to 10 5 Ω · cm. In ordinary electric discharge machining, a non-conductive liquid (for example, a liquid such as deionized water having a specific resistance higher than 10 5 Ω · cm) is used as the machining liquid, and the gap between the wire electrode W and the workpiece 28 is used. It is performed to suppress energization. This is to prevent the workpiece 28 from being unnecessarily removed by energization between the wire electrode W and the workpiece 28 (to prevent electrolytic corrosion of the workpiece 28 and to control its removal amount). is there.

これに対し、このワイヤ放電加工装置１では、加工液３４の比抵抗を、通常の放電加工の場合と比べて低下させ、１０５Ω・ｃｍ以下にしている。このことによって、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との間で放電が発生し、それによってワーク２８の一部が除去されると共に、その後にワイヤ電極Ｗとワーク２８との間で通電が継続することにより、ワーク２８の一部が、電解作用によって除去されるようになる。このように加工液３４の比抵抗を低下させることによって、このワイヤ放電加工装置１は、放電加工及び電解加工を繰り返しながらワーク２８を切断するようになるため、ワイヤソーのような機械加工の場合と比較して、加工速度が大幅に向上し得ると共に、放電加工のみの場合と比較しても加工速度が向上し得る。 On the other hand, in the wire electric discharge machining apparatus 1, the specific resistance of the machining fluid 34 is reduced to 10 5 Ω · cm or less as compared with the case of normal electric discharge machining. As a result, a discharge is generated between the wire electrode W and the workpiece 28, whereby a part of the workpiece 28 is removed, and then energization is continued between the wire electrode W and the workpiece 28. A part of the work 28 is removed by electrolytic action. By reducing the specific resistance of the machining fluid 34 in this way, the wire electric discharge machining apparatus 1 cuts the workpiece 28 while repeating electric discharge machining and electrolytic machining. Therefore, in the case of machining such as a wire saw, In comparison, the machining speed can be greatly improved, and the machining speed can be improved as compared with the case of only electric discharge machining.

ここで、このワイヤ放電加工装置１では、放電加工と電解加工とが組み合わされるものの、ワイヤ電極Ｗに対してはパルス状の電圧を給電することにより、ワーク２８の電解が進み過ぎることは抑制される。つまり、通常の電解加工においてはワイヤ電極Ｗの通電を連続的に行うのに対し、この構成では、ワイヤ電極Ｗに対しパルス状の給電を行って電解加工を行うことにより、ワーク２８が必要以上に除去されることは防止し得る。   Here, in the wire electric discharge machining apparatus 1, although electric discharge machining and electrolytic machining are combined, by supplying a pulsed voltage to the wire electrode W, it is possible to suppress the electrolysis of the workpiece 28 from proceeding excessively. The In other words, in normal electrolytic machining, the wire electrode W is continuously energized. In this configuration, the workpiece 28 is more than necessary by performing electrolytic machining by supplying pulsed power to the wire electrode W. It can be prevented from being removed.

また、放電加工において加工速度を向上させようとした場合には、ワイヤ電極Ｗに加えるエネルギを増大させることになるため、結果としてワーク２８の除去が過剰になって、例えば切断しろが大幅に増大したり、加工面の粗さが悪化したり、ダメージの深さ（クラック深さ）が増大したりして、加工精度が低下する。   In addition, when trying to improve the machining speed in electric discharge machining, the energy applied to the wire electrode W is increased. As a result, the workpiece 28 is excessively removed, for example, the cutting margin is greatly increased. Or the roughness of the processed surface deteriorates, or the depth of damage (crack depth) increases, resulting in a decrease in processing accuracy.

これに対し、前記の構成では、放電加工と電解加工とを組み合わせるため、加工速度を向上させるべく、ワイヤ電極Ｗに加えるエネルギを増大させたとしても、そのエネルギの一部が電解加工に利用されることで、前述した加工精度の低下を招くことはなく、加工精度が向上し得る。例えば切断しろの減少は、材料効率を向上させると共に、前記ワイヤ放電加工装置１のように、ワイヤ電極Ｗの配置間隔によって、ワーク２８をスライスした薄片の厚みが規定される場合に、その薄片の厚みを薄くすることが可能になる点で有利である。   On the other hand, in the above configuration, since electric discharge machining and electrolytic machining are combined, even if the energy applied to the wire electrode W is increased in order to improve the machining speed, a part of the energy is used for electrolytic machining. As a result, the above-described processing accuracy is not lowered, and the processing accuracy can be improved. For example, the reduction in the cutting margin improves the material efficiency, and when the thickness of the slice sliced from the workpiece 28 is defined by the arrangement interval of the wire electrodes W as in the wire electric discharge machining apparatus 1, This is advantageous in that the thickness can be reduced.

また加工液３４の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定することによって、前述した放電加工と電解加工との組み合わせによる切断加工が実現し得る。つまり加工液３４の比抵抗が１０３Ω・ｃｍよりも低いときには、比抵抗が低すぎることで放電が生じずに電解作用のみになりやすい一方で、このワイヤ放電加工装置１では、ワイヤ電極Ｗに対してパルス状の電圧を給電するため、電解加工としては十分なエネルギが加えられず、切断加工が行われ難くなるためである。換言すれば加工液３４の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定することによって、放電加工と電解加工とが適切に組み合わさって、加工速度の向上及び加工精度の向上が両立する。また、このワイヤ放電加工装置１のように、複数本のワイヤ電極Ｗを所定間隔を空けて配設したマルチワイヤ構成では、加工液３４の比抵抗が低すぎると、ワイヤ電極Ｗ間で通電してしまい、ワイヤ電極Ｗの断線等を招くことになる。例えばワイヤ電極Ｗの間隔を広くすることによって、加工液３４の比抵抗を下げてもワイヤ電極Ｗ間で通電は回避し得る。しかしながら、加工液３４の比抵抗を下げることによってワイヤ電極Ｗとワーク２８との間の抵抗差が小さくなるため、安定放電は起き難くなる。この点において、ワイヤ電極Ｗの間隔を０．２５ｍｍ程度に設定した場合には、加工液３４の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定することが好ましい。加工液３４としては、例えば脱イオン水を用いることが可能である。また、例えば水道水の比抵抗は、１０４Ω・ｃｍ程度であるため、加工液３４として水道水レベルの水を利用することも可能である。このように、加工液３４の比抵抗を１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定することは、加工液３４の処理及び取り扱いを容易化するという利点もある。 Further, by setting the specific resistance of the machining liquid 34 to 10 3 Ω · cm or more, cutting processing by a combination of the above-described electric discharge machining and electrolytic machining can be realized. In other words, when the specific resistance of the machining liquid 34 is lower than 10 3 Ω · cm, the specific resistance is too low, so that no electric discharge is generated and only the electrolytic action is likely to occur. This is because a pulsed voltage is supplied to the electrode, so that sufficient energy is not applied as electrolytic processing, and cutting processing is difficult to be performed. In other words, by setting the specific resistance of the machining liquid 34 to 10 3 Ω · cm or more, electrical discharge machining and electrolytic machining are combined appropriately, and both improvement in machining speed and machining accuracy are achieved. Further, in the multi-wire configuration in which a plurality of wire electrodes W are arranged at a predetermined interval as in the wire electric discharge machining apparatus 1, if the specific resistance of the machining liquid 34 is too low, the wire electrodes W are energized. As a result, the wire electrode W is disconnected. For example, energization between the wire electrodes W can be avoided by increasing the interval between the wire electrodes W even if the specific resistance of the machining liquid 34 is lowered. However, since the resistance difference between the wire electrode W and the workpiece 28 is reduced by reducing the specific resistance of the machining liquid 34, stable discharge is less likely to occur. In this regard, when the interval between the wire electrodes W is set to about 0.25 mm, it is preferable to set the specific resistance of the machining liquid 34 to 10 3 Ω · cm or more. As the working liquid 34, for example, deionized water can be used. Further, for example, since the specific resistance of tap water is about 10 4 Ω · cm, it is also possible to use tap water level water as the processing liquid 34. Thus, setting the specific resistance of the machining liquid 34 to 10 3 to 10 5 Ω · cm also has an advantage of facilitating the processing and handling of the machining liquid 34.

ここで、前記加工液３４の比抵抗は、ワーク２８の比抵抗との関係において適宜設定することが好ましく、ワーク２８の比抵抗は、ここでは１０−２〜１０２Ω・ｃｍに設定されていることが好ましい。つまり、このワイヤ放電加工装置１の加工対象としてのワーク２８は、その比抵抗が比較的高いことが好ましく、そうすることによって、所定の比抵抗に設定された加工液３４と組み合わされることにより、前述した放電加工と電解加工との適切な組み合わせに伴う加工速度の向上及び加工精度の向上が実現し得る。尚、ワーク２８の比抵抗の下限値としての１０−２Ω・ｃｍは、一般的に放電加工を行い得る下限値として決定されるものである。また、ワークの比抵抗の上限値としての１０２Ω・ｃｍは、加工液３４の比抵抗を１０３Ω・ｃｍに設定した場合に、前述したような放電加工と電解加工とを組み合わせた、ワイヤ電極Ｗによるワーク２８の切断加工が実現し得る比抵抗の上限である。 Here, the specific resistance of the working fluid 34 is preferably set as appropriate in relation to the specific resistance of the work 28, and the specific resistance of the work 28 is set to 10 −2 to 10 2 Ω · cm here. Preferably it is. That is, it is preferable that the workpiece 28 as a machining target of the wire electric discharge machining apparatus 1 has a relatively high specific resistance, and by doing so, in combination with the machining liquid 34 set to a predetermined specific resistance, Improvement in machining speed and machining accuracy can be realized with an appropriate combination of electric discharge machining and electrolytic machining as described above. Note that 10 −2 Ω · cm as the lower limit value of the specific resistance of the workpiece 28 is generally determined as a lower limit value at which electric discharge machining can be performed. Further, 10 2 Ω · cm as the upper limit value of the specific resistance of the workpiece is a combination of electric discharge machining and electrolytic machining as described above when the specific resistance of the machining liquid 34 is set to 10 3 Ω · cm. This is the upper limit of the specific resistance at which the workpiece 28 can be cut by the wire electrode W.

このワイヤ放電加工装置１による放電加工は、その硬さ故に機械加工が難しい材料であっても、高い加工精度が得られることから、ワーク２８としては比較的硬い材料である場合に優位性を持つ。また特に硬脆材料の加工に適している。具体的には、シリコン、炭化シリコン、サファイア、セラミック等を挙げることが可能である。   The electric discharge machining by the wire electric discharge machining apparatus 1 has an advantage when the workpiece 28 is a relatively hard material because high machining accuracy can be obtained even if the material is difficult to machine due to its hardness. . It is particularly suitable for processing hard and brittle materials. Specific examples include silicon, silicon carbide, sapphire, and ceramic.

尚、この実施形態では、加工液３４を貯留する加工漕３２内にワイヤ電極Ｗを配設し、ワイヤ電極Ｗ及びワーク２８を加工液３４中に浸漬した状態で、放電加工及び電解加工を行うようにしているが、ワイヤ電極Ｗとワーク２８との接触部分に、例えばノズルを通じて加工液を供給するように構成してもよい。   In this embodiment, the wire electrode W is disposed in the processing rod 32 for storing the machining liquid 34, and the electric discharge machining and the electrolytic machining are performed in a state where the wire electrode W and the workpiece 28 are immersed in the machining liquid 34. However, the processing liquid may be supplied to the contact portion between the wire electrode W and the workpiece 28 through, for example, a nozzle.

また、ここに開示する技術が適用可能なワイヤ放電加工装置１としては、多数本のワイヤ電極Ｗによってワーク２８を、一度に複数枚の薄片に加工することに限定されない。この技術は、ワイヤ電極Ｗによってワーク２８を切断加工する場合に広く適用し得る。   Further, the wire electric discharge machining apparatus 1 to which the technology disclosed herein can be applied is not limited to machining the workpiece 28 into a plurality of thin pieces at a time using a large number of wire electrodes W. This technique can be widely applied when the workpiece 28 is cut by the wire electrode W.

次に前記のワイヤ放電加工装置１において、加工液３４の比抵抗に関して具体的に実施した実施例について説明する。先ず加工条件について説明すると、ワーク２８は単結晶シリコンであって、比抵抗が２〜３Ω・ｃｍのものとした。この比抵抗が比較的高い単結晶シリコンは、例えば太陽電池に用いられ得る。ワイヤ電極Ｗは、モリブデン製ワイヤであり、その径φを１８０μｍとした。また、ワイヤ電極Ｗの間隔は１．０ｍｍ、ワイヤ電極Ｗの張力は１５Ｎ、ワイヤ電極Ｗの走行速度は６００ｍｍ／ｍｉｎにそれぞれ設定した。   Next, an embodiment specifically implemented with respect to the specific resistance of the machining fluid 34 in the wire electric discharge machining apparatus 1 will be described. First, processing conditions will be described. The workpiece 28 is single crystal silicon and has a specific resistance of 2 to 3 Ω · cm. This single crystal silicon having a relatively high specific resistance can be used for, for example, a solar cell. The wire electrode W was a molybdenum wire, and its diameter φ was 180 μm. The interval between the wire electrodes W was set to 1.0 mm, the tension of the wire electrode W was set to 15 N, and the traveling speed of the wire electrode W was set to 600 mm / min.

前記の給電装置３８における高電圧回路４０を通じてワイヤ電極Ｗに給電する電圧（高電圧）は３００Ｖとし、低電圧回路４２を通じてワイヤ電極Ｗに給電する電圧（低電圧）は、１２０Ｖとした。また、パルス期間は５μｓ、デューティーファクタは２０％とした。   The voltage (high voltage) supplied to the wire electrode W through the high voltage circuit 40 in the power supply device 38 was 300 V, and the voltage (low voltage) supplied to the wire electrode W through the low voltage circuit 42 was 120 V. The pulse period was 5 μs and the duty factor was 20%.

加工液３４としては脱イオン水を用い、温度を２０℃に設定した。そうして、この加工液３４の比抵抗を１０ｋ〜３００ｋΩ・ｃｍの範囲で変更しながら、ワーク２８に対し切断加工を施すと共に、それぞれについての加工速度、表面粗さ、切断しろ及びダメージ深さを計測した。結果を、図４及び図５に示す。   Deionized water was used as the processing liquid 34, and the temperature was set to 20 ° C. Then, while changing the specific resistance of the machining fluid 34 in the range of 10 k to 300 kΩ · cm, the workpiece 28 is subjected to cutting processing, and the processing speed, surface roughness, cutting margin and damage depth for each workpiece 28 are performed. Was measured. The results are shown in FIGS.

先ず図４に示すように、加工液３４の比抵抗が１００ｋΩ・ｃｍ（１０５Ω・ｃｍ）よりも高いときには、比抵抗が変化しても加工速度はほとんど変化しないが、加工液３４の比抵抗が１００ｋΩ・ｃｍ（１０５Ω・ｃｍ）以下のときには、比抵抗が低下するほど加工速度が向上している。従って、加工速度の観点からは、加工液３４の比抵抗は１０５Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、この例においては、加工液３４の比抵抗が１０４Ω・ｃｍであることが最も好ましい。 First, as shown in FIG. 4, when the specific resistance of the machining liquid 34 is higher than 100 kΩ · cm (10 5 Ω · cm), the machining speed hardly changes even if the specific resistance changes. When the resistance is 100 kΩ · cm (10 5 Ω · cm) or less, the processing speed increases as the specific resistance decreases. Therefore, from the viewpoint of machining speed, the specific resistance of the machining liquid 34 is preferably 10 5 Ω · cm or less, and in this example, the specific resistance of the machining liquid 34 is most preferably 10 4 Ω · cm. preferable.

一方、表面粗さは、特に加工液３４の比抵抗が５０ｋΩ・ｃｍ以下のときには、比抵抗が低下するほど小さくなり、加工精度が高くなっている。従って、表面粗さをも考慮すると、加工液３４の比抵抗は５×１０４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。 On the other hand, especially when the specific resistance of the machining liquid 34 is 50 kΩ · cm or less, the surface roughness decreases as the specific resistance decreases, and the processing accuracy increases. Therefore, in consideration of the surface roughness, the specific resistance of the working fluid 34 is preferably 5 × 10 4 Ω · cm or less.

次に、図５を参照するに、切断しろ及びダメージ深さに関しては、加工液３４の比抵抗が２００ｋΩ・ｃｍ以下のときには、比抵抗が低下するほど小さくなる。   Next, referring to FIG. 5, the cutting margin and the damage depth become smaller as the specific resistance decreases when the specific resistance of the machining liquid 34 is 200 kΩ · cm or less.

従って加工液３４の比抵抗は、１０５Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、５×１０４Ω・ｃｍ以下であることがより好ましく、１０４Ω・ｃｍ以下であることがさらに好ましい。 Therefore, the specific resistance of the working fluid 34 is preferably 10 5 Ω · cm or less, more preferably 5 × 10 4 Ω · cm or less, and still more preferably 10 4 Ω · cm or less.

また、加工液３４の比抵抗をさらに下げて、１０３Ω・ｃｍよりも低く設定したときには、ワイヤ電極Ｗ間で通電してしまい、ワイヤ電極Ｗが断線してしまった。ワイヤ電極Ｗの断線を防止しつつ、安定放電を実現する上では、加工液３４の比抵抗を１０３Ω・ｃｍ以上に設定することが好ましい。また、前述したように、加工液３４の比抵抗の下限値は、ワーク２８の比抵抗との組み合わせをも考慮して決定されるものであり、ワーク２８の比抵抗を１０−２〜１０２Ω・ｃｍに設定しているときには、加工液３４の比抵抗は１０３Ω・ｃｍ以上にすることが望ましい。これによって、放電加工と電解加工との組み合わせによる切断加工が実現し、加工速度の向上及び加工精度の向上が両立する。 Further, when the specific resistance of the working fluid 34 was further lowered and set to be lower than 10 3 Ω · cm, current was passed between the wire electrodes W, and the wire electrode W was disconnected. In order to achieve stable discharge while preventing the wire electrode W from being disconnected, it is preferable to set the specific resistance of the machining liquid 34 to 10 3 Ω · cm or more. Further, as described above, the lower limit value of the specific resistance of the machining fluid 34 is determined in consideration of the combination with the specific resistance of the work 28, and the specific resistance of the work 28 is set to 10 −2 to 10 2. When it is set to Ω · cm, it is desirable that the specific resistance of the machining fluid 34 is 10 3 Ω · cm or more. As a result, cutting by a combination of electric discharge machining and electrolytic machining is realized, and both an improvement in machining speed and an improvement in machining accuracy are achieved.

以上説明したように、ここに開示したワイヤ放電加工装置及び放電加工方法は、放電加工と電解加工とが組み合わさって被加工物の切断加工を行うことで、高い加工速度及び加工精度が得られるため、各種の被加工物、特に、高硬度材料乃至硬脆材料の切断加工に有用である。   As described above, the wire electric discharge machining apparatus and the electric discharge machining method disclosed herein can obtain a high machining speed and machining accuracy by performing cutting of a workpiece by combining electric discharge machining and electrolytic machining. Therefore, it is useful for cutting various workpieces, in particular, high hardness materials or hard and brittle materials.

１ ワイヤ放電加工装置
２４Ａ，２４Ｂ ガイドローラ（ローラ）
２８ ワーク（被加工物）
３０ ワーク送り装置（相対移動手段）
３４ 加工液
３６ 給電子（給電手段）
３８ 給電装置（給電手段）
Ｗ ワイヤ電極 1 Wire EDM 24A, 24B Guide roller (roller)
28 Workpiece (Workpiece)
30 Work feeding device (relative movement means)
34 Processing liquid 36 Electron supply (power supply means)
38 Power feeding device (power feeding means)
W wire electrode

Claims (5)

張設状態で走行するワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極が被加工物中を横切るように、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを相対移動させる相対移動手段と、
前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に所定の加工液が介在している状態で前記ワイヤ電極にパルス電圧を給電することにより、放電現象を通じて被加工物を切断する給電手段と、を備え、
前記加工液の比抵抗は、１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定されているワイヤ放電加工装置。 Wire electrodes that run in tension,
Relative movement means for relatively moving the wire electrode and the workpiece so that the wire electrode crosses the workpiece;
Power supply means for cutting the workpiece through a discharge phenomenon by supplying a pulse voltage to the wire electrode in a state where a predetermined machining liquid is interposed between the wire electrode and the workpiece. ,
The wire electrical discharge machining apparatus in which the specific resistance of the machining fluid is set to 10 3 to 10 5 Ω · cm. 請求項１に記載のワイヤ放電加工装置において、
前記被加工物の比抵抗は、１０−２〜１０２Ω・ｃｍに設定されているワイヤ放電加工装置。 In the wire electric discharge machining apparatus according to claim 1,
The wire electrical discharge machining apparatus in which the specific resistance of the workpiece is set to 10 −2 to 10 2 Ω · cm. 請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工装置において、
前記ワイヤ電極は、所定間隔を空けて配設された一対のローラに対し複数回、巻回されることによって、前記一対のローラ間において当該ローラの軸方向に所定間隔を空けて複数本、並設されており、
前記被加工物は、前記ローラの軸方向に延びる長細形状を有しており、
前記細長形状の被加工物は、前記相対移動手段によって前記一対のローラ間を相対移動することに伴い、前記複数本のワイヤ電極によって複数枚の薄片に切断されるワイヤ放電加工装置。 In the wire electric discharge machining apparatus according to claim 1 or 2,
The wire electrode is wound a plurality of times around a pair of rollers disposed at a predetermined interval, so that a plurality of wire electrodes are arranged at a predetermined interval in the axial direction of the roller between the pair of rollers. Has been established,
The workpiece has an elongated shape extending in the axial direction of the roller,
A wire electric discharge machining apparatus in which the elongated workpiece is cut into a plurality of thin pieces by the plurality of wire electrodes as the relative movement means relatively moves between the pair of rollers. 張設状態で走行するワイヤ電極にパルス電圧を給電する工程と、
所定の加工液が介在している前記ワイヤ電極と被加工物との間で放電を生じさせる工程と、
前記放電の発生後、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の通電により、当該被加工物を電解させる工程と、
前記放電及び前記電解を繰り返しながら、前記被加工物と前記ワイヤ電極とを相対移動させることによって、前記被加工物を前記ワイヤ電極によって切断する工程と、を含んでいる放電加工方法。 Supplying a pulse voltage to the wire electrode running in a tension state;
A step of generating a discharge between the wire electrode and the work piece in which a predetermined working fluid is interposed; and
A step of electrolyzing the workpiece by energization between the wire electrode and the workpiece after the occurrence of the discharge;
A step of cutting the workpiece by the wire electrode by relatively moving the workpiece and the wire electrode while repeating the electric discharge and the electrolysis. 請求項４に記載の放電加工方法において、
前記加工液の比抵抗は、１０３〜１０５Ω・ｃｍに設定されている放電加工方法。 In the electric discharge machining method according to claim 4,
The electrical discharge machining method in which the specific resistance of the machining fluid is set to 10 3 to 10 5 Ω · cm.
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