JPH02250724A

JPH02250724A - ワイヤカット放電加工方法

Info

Publication number: JPH02250724A
Application number: JP1071000A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Watanabe; 尚紀渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1990-10-08
Also published as: DE4008576A1; US5043551A; DE4008576C2; CH681789A5

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ワイ・しを傾斜させてワークにテーパ面を
形成するワイヤ力・・・ト放電加工方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第１θ図は従来のワイヤ力・・・ト放電加工装置の構成
を示す概略図であり、図において、（１）はｗｌ楡とな
るワイヤ、（２）はワイヤ（１）を案内する上部ワイヤ
ガイｌ−’、（３）及び（４）は上部ワイヤガイｌ−″
（２）をそれぞれＵ軸およびＶ軸の方向に駆動するｗｈ
ｊｉｔｌｌ装置、（５）はワイヤ（１）を案内する下部
ワイヤ力イド、（６）はワイヤ送出しリール、（７）は
ワイヤ送りローラ、（８）はワイヤ巻取りリール、（９
）はワイセ巻取りガイドローラ、αＧは上部ワイーＩｔ
ガイド（２）及び下部ワイヤガイＶ（５）間に保持され
るワーク、αυはワークＧ（Ｉを支持する可動テーブル
、＠及びＵは可動テーブルα時をそれぞれＸ軸及びＹ軸
の方向に駆動する駆動装置である。

また、第１１図及び第１２図は上記のワイヤカート放電
加工装置を用いてテーパ加工を行ったときのワーク加工
例を示したものであり、第１１図は円錐台状テーパ加工
の場合を、第１２図はワー／７０Ｇの上下面のコーナ部
のＲが同一である場合のテーパ加工すなわち上下向−Ｂ
テーパ加工の場合を示している。各図の＜８）は上面図
、向は正面図、（ｏｌは立体図である。そして、第１８
図はテーパ加工時のワーク断面を示しており　（１）は
ワー々αＧの板厚、（θ凰）はワイヤ（１）の鉛直線に
対する傾斜角度（ワイヤ傾斜角度）、（ｔｌ）はワーク
上面（１０ａ）及びワーク下面（１０ｂ）における加工
軌跡間の水平距離で、ワイヤ傾斜角度（θｉ）とワーク
Ｇｏの板厚＜１）に対する量、すなわちテーパオフセー
・ト鳳を表わしている。

また、第１４図は従来の上下向−Ｂテーパ加工方法によ
る加工軌跡を表した図で、図において、翰は第１直線部
、Ｑυは第１直線部（ホ）に接する円弧部、翰は円弧部
Ｑυに接する第２直線部である。（＃）。

（ｃｌ）、（ｌりはそれぞれワーク下面（ｌｏｂ）にお
ける第１直線軌跡、円弧軌跡及び第２直線軌跡、（１）
、（０２）、（１）はそれぞれワーク上面（１０＆）に
おける第１直線軌跡、円弧軌跡及び第２直線軌跡である
。また、（ｏｒ）、（ｏｘ）は円弧軌跡（Ｃ瞥）及び（
Ｃ２）の中心点である。（ｒ）はワーク上下面における
円弧軌跡（Ｏ＋）、（ＯＸ）の半径を表し、互いに同一
のものである。（１，）、（ｔｌ）はそれぞれ第１直線
部翰及び第２＠線部翰におけるテーパオフセ・ット量で
あり、次式で表されるものである。

ｔ　＋＝ｔＸｔａｎθ１ｔｘ＝ｔｘｔａｎθ１ここで、（１）はワークの板厚、（θ＋）、（０才）は
それぞれ第１．第２ｉｉｉ線部におけるワイヤ傾斜角で
ある。

また、（ｇ■）及び（Ｉ２）はワイヤ（１）が通過した
後のワーク上面（１０＆）及びワーク下面（１０ｂ）に
おける加工溝を表している。

次に動作について説明する、ワイヤ力・９ト放電加工は
、周知のごとく、可動テーブル（６）の駆動装置（２）
、Ｃ３を駆動し、ワーク（１０をワイヤ（１）に対して
相対移動させ、ワークαＧから所望の輪郭形状を切り出
すものである、その中には上部ワイヤガイド（２）の駆
動装置（３）、　（４）を駆動装置（２）、Ｃ３に同期
させて加工することにより、ワークαＯに傾斜した面を
加工するテーパ加工方法があるが、この子−パ加工方法
には、従来から知られた加工方法として第１１図に示す
ような円錐台状テーパ加工や第１２図に示すような上下
向−Ｒテーパ加工などがある。

特に、上下向−Ｒテーパ加工はワーク上下面のコーナ部
における加工速度が同一となり、同一時間内における加
工量がワーク上下面で差を生じない為、ワークαＧの上
下面における加工溝幅が一定となるため、正確なテーパ
角度を必要とする加工には不可欠な加工方法である。

この上下向−几テーパ加工方法について、さらに第１４
図を用いて説明する。

上下向−几テーパ加工方法は１例えば特公昭６ｌ−４９
０Ｆ＋３号公報に述べられているように、ワーク下面（
］（ｌｂ）上の第１直線部■及び第２直線部（４）に接
する円弧部３ηに対応するワーク下面（ＩＵａ）の円弧
形状を求めるにあたっては、まず、ワーク下面（１０ｈ
　）における第１．第２直線軌跡αυ、（２）からテー
パオフセ・リドｍ１（ｔｌｌ、（ｔｌ）だけ離れたワー
ク下面（ＩＵａ）における１１．第２＠線軌跡（１３）
。

（Ｉ４）を求め、次にこの第１．第２直線軌跡（／／３
）。

韻（Ｉ４）に接するワーク上Ｈ（１０ａ）の円弧軌跡（Ｃ
２）を求める。そして、ワーク上下面（ＩＵａ）、（Ｉ
Ｕｈ）の円弧軌跡（ｃｌ）、（ａｔ）の円弧始点（Ａ１
）と（Ａ２）及び円弧終点（Ｂｌ）と＜Ｂ１）を各々対
応させ、第１直線軌跡を加工するときは、円弧軌跡（ｃ
ｌ　）、（（＋２　）の円弧始点（ＡＩ）、（Ａりにワ
イヤ（１）が同時に達するまで、ワイヤ傾斜角を徐々に
変えていく。ワイヤ（１）が円弧始点（ＡＩ　）、（Ａ
２　）に達した後では、円弧軌跡（ｏｒ）、（Ｃ１）の
円弧軌跡（同一半径）上をワイヤ（１）が円弧軌跡（ｒ
ｚ）、（ａｘ）の円弧終点（Ｂ’）、（Ｂ２）に達する
までワイヤ傾斜角を−定にしたまま円弧部＠のテーパ加
工を行う。その後、第２直線部のにおいて円弧終点（Ｂ
＋）ｅ（Ｂｔ）から徐々にワイル傾斜角を変えながらテ
ーパ加工を行う。こうすることにより、ワーク上下面（
ｔＯａ）。

（１０ｈ）の円弧加工軌跡が同一軌跡となるため、ワー
ク上下面（１０＆）、　（１０ｂ）での加工速度が一定
となり加工溝幅の変化がなくなる。そのため、精度の高
い上下間−Ｒテーパ加工か実現″′Ｐきる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公報に示された上下間−几テーパ加
工方法は２つの直線部に挾まれたコーナ部における円弧
が両直線に接する形状（接円円弧形状）の場合を対象と
するものである。すなわち、直線と円弧の接点位置とそ
の円弧の半径を求めてからでなけれは加工を行うことが
できない。ところか、実際のテーパ加工においては、上
記のような接円円弧形状の場合だけでなく、凸円状また
は凹円状等のごとき非接円円弧形状や、接円形状でも円
弧部を挾む前後の２＠線部が平行でかつ加工進行方向が
１８０’異なる形状の加工を必要とする場合がある。こ
の様な場合、上記公報の加工技術では直線と円弧の接続
点や円弧の中心点が一義的に定まらない。そのため、非
接円円弧形状の上下間Ｒ＋−パ加工を行う場合には、他
のテーパ加工方法である複雑な上下任Ｍ形状のテーパ加
工方法を用いなければならなかった。

この発明は、上記のような従来の課題を解決するために
なされたもので、接円円弧形状のみならす非接円円弧形
状や互いに平行な２直線に挾まれ円弧部のみがテーパに
なっている形状に対しても上下向−几テーパ加工を実現
７・さるワイ＋力・・・ト放雫加工方法を得ることを目
的とする。

（課題を解決するための手段１この発明に係るワイセカ・・・ト放塞加工方法は、ワー
クとワイルとを相対的に傾斜させ、第１直線加工部から
円弧部を経由して第２直線加工部に至る経路にテーパを
与えつつ上記ワークを加工するワイセカ〜ト放酊加工方
法において、互いに平行をなす上記第１及び第２直線加
工部に挾まれた円弧部を有する経路を加工する場合にあ
っては、ワーク下面又は下面洸おける円弧軌跡に対して
、その前後の直線軌跡に垂直で且つスカラー量がワイル
傾斜角とワーク厚によりて定まるテーパオフセー・ト旭
に等しいべ々トル壇だけ平行にす′らし、又、互いに平
行で且つ加工進行方向が反対の第１及び第２直線加工部
に挾まれた円弧部を有する経路を加工する場合にあって
は、ワーク上面又は下面における円弧軌跡に対して、そ
の前後の１ば線軌跡に平行で且つスカラー鬼が上記テー
パオフセー・ト腫に等しいベクトルだけ平行にずらして
、ワーク上。

下面における円弧軌跡の各始点及び終点をそれぞれ対応
させてワーク上、下面における名軌跡を求め、該軌跡に
沿って上記第１直線加工部、円弧部及び第２直線加工部
を加工する様にしたものである。

し作用〕この発明においては、ワーク上面あるいは下面における
円弧軌跡に対してワーク下面あるいは上面における円弧
軌跡をその前後の直線軌跡に垂直でスカラー量がテーパ
オフセードｊ１に等しいベクトルだけ平行にずらすこと
により、ワーク上下面における円弧軌跡の円弧開き角及
び円弧開始角をそれぞれ同一にし、また、直線軌跡に平
行でスカラー量が円弧部のテーパオフセ・・１ト量に等
しいベクトルだけ平行にずらすことにより、ワーク上下
面における円弧軌跡の円弧開き角及び円弧開始角をそれ
ぞれ同一にして互いに平行である２直線に挾まれた円弧
形状及び２直線が互いに平行で加工進行方向が１８０°
異なり円弧部のみがテーパ形状であるそれぞれの加工軌
跡を求めて加工を実行する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの実施例による加工軌跡を示したものであり、互
いに平行である２つの直線加工部に円弧軌跡が挾まれた
形状の場合を表している。

図において、■は第１直線部、弼は円弧部、＠は第２直
線部であり、また、（１１）〜（１４）、（ａｔ）。

（Ｃ！）及び（ｇ＋）、（ｇ２）、（ｏ＋）、　（ｏｓ
）、（ｒ）については第１４図に示した記号と同等であ
る。また、（ｔｉ）はテーパオフセ・・ト處を表してお
り、第１直線部（１）及び第２直線部翰において同一の
値である。

（ＡＩ）はり一々下面（ＩＵｈ）における第１直線軌跡
（７？ｌ）の終点（または円弧軌跡（ｃ＋）の始点）で
あり、（Ｂ１）は円弧軌跡（Ｃ１）の終点（または第２
直線軌跡（ｌｘ　）の始点）である。また、（Ａり。

（Ｂ２）はそれぞれワーク上面（１０ａ）における第１
直線軌跡（１３）の終点（または円弧軌跡（Ｃ２）の始
点）、円弧軌跡（０２）の終点（または第２直線軌跡（
１４）の始点）である。

第２図は第１図から加工軌跡の計算に用いる各形状要素
を抽出した説明図であり、図において、（α）はワーク
上下面（１０ａ）、（１（Ｊｈ）における円弧軌跡（ｃ
＋）、（ｃりの開始角度、（ロ）は円弧軌跡（ｏ　＋　
）。

（Ｃりの開き角であり、（ｏ＋）と（（＋２）で同一の
値となる。また、（ｘ＋）、（ｘ２）はそれぞれ図をＸ
Ｙ平面図とみなしｔｊときのＸ軸方向を示しており、そ
れぞれ円弧軌跡（ｏ＋）、（ａｌ）の開始角度（α）の
基準となっている。その他の記号については第１図と同
一である。

第８図は第１図に示された形状を略立体的に示した図で
ある。

また、第４図は第１直線軌跡（１１）と第２直線軌跡（
１１）が平行でありかつ同一平面上にある場合を示して
おり、図中の記号については第１図と同一である。そし
て第５図、第６図は第４図に示す加工形状の場合におけ
る説明図であり、それぞれ第２図５第３図に対応したも
のである。

第７図、第８図及び第９図は互いに平行な２直線に挾ま
れ円弧部のみがテーパになっている形状を加工する場合
の加工方法を示す説明図であり、各々第１図、第２図及
び第８図に対応しており、図中の記号についても第１図
、第２図、第３図のものと同等である。

なお、第７図、第８図において、（ｔｊ）は円弧部にお
けるテーパオフセ・−ト重を、Ｑは方向が両皿ｌａ軌跡
＜ＩＩ）Ａｌｔ）と同一でそのスカラー鳳が（ｔ」）で
あるベクトルを表している。

次に動作について説明する。第１ｍ線部（ホ）のテーパ
加工の際にはワイヤ（１）を傾斜させ第１直線軌跡（／
ｌ）及び（／３）に沿って動かすとともに、徐々にワイ
ヤ（１）の傾斜角を変えながらワーク下面（１０ｈ）で
は第１直線軌跡αυの終点（ＡＩ）、ワーク上面（１０
８）では第り直線軌跡側の終点（Ａ１）まで同時に到達
せしめる。終点（ＡＩ　）、　（Ａ２　）にワイヤ（１
）が到達した後では、ワイヤ（１）の傾斜角を一定にし
たまま、すなわち第１Ｏ図における上部ワイヤカイト（
２）を移動点せるＵＶ軸の駆動装置（３）、　（４）を
駆動させず、ＸＹ軸の駆動袋［０３，Ｃ３の駆動のみに
よりワイヤ（１）を円弧軌跡（ｏ＋）、（ａｌ）（７）
ｉ点（ＢＩ）、（Ｂりに達するまで動かし円弧部Ｃａ１
ｌをテーパ加工する。その後、第２直線部四の加工軌跡
である叫、αψに沿ってワイヤ傾斜角を徐々に変化させ
ながらワイヤ（１）を動かし第２直線部＠をテーパ加工
する。ここで、上記のテーパ加工を実現するには　この
実施例ではワーク上面（ｌｔｌ＆）の軌跡上の点（Ａ２
）、　（Ｂｔ　）及び（０２）の各位置が判らなけれは
ならない。以下、これについて説明する。

互いに平行である２つの直線加工部に円弧軌跡が挾まれ
た形状を加工する場合には、まず、互いに平行であるワ
ーク下面（１０ｈ）における加工軌跡（ｌｌ　）Ａｉｔ
）に対して垂直な方向をもち、そのスカラー鳳がテーパ
オフ上１．ト（１＋　３であるベク点（Ａｔ　）、　（
Ｂ２　）、　（０１）をそれぞれ点（ＡＩ　）、　ｔＢ
ｌ）。

（ＯＩ）からベクトル伊）に平行にかつそのスカラー嵐
だけ離れた位置に求めることができる。このようにして
ワーク上面（Ｅａ）の軌跡上の点（Ａ２　）、　（Ｂｌ
　）。

（０りを求めれば、ワーク上下面（ｔｏ＆）　、（ｌｏ
ｈ）での円弧軌跡（ＯＩ）、（Ｏ２）は同一の半径とな
り、さらに、円弧開始角（α）と円弧開き角いもワーク
上下面（１０＆）、（］Ｏｂ）で同一となる。

また、互いに平行な２つの直線に挾まれ円弧部のみがテ
ーパになった形状を加工する場合には、−ク上面（１０
ａ）の円弧軌跡の始点（Ａ２）及び終点（Ｂ２　）、さ
らに円弧中心（０りを求める。このようにすればワーク
上下面（１（Ｊａ）、（ＩＵｈ）での円弧軌跡（０１）
、（０２）は同一の半径となり、円弧開始角（α）と円
弧開き角ｌβもワーク上下面（１０ａ）、（］（Ｉｈ）
で同一となる、このことを次に説明する、第２図におい
て、べ々トル（ＴＴＴ？）　及びυ■ｎ）はベクトル（
Ｐｉと同一であるので、四角形（ＡＩＡ２ｏ１０１）は
平行四辺形となり、ベクトル（ｏ＋Ａ＋）とベタトル（
ｏ１Ａ２）は同一ベクトルとなる。同様に四角形（９＋
１３２ｏｚｏｒ　）も平行四辺形トナリ、へ’Ｆ　トル
（０１１３１）とべ々トル（ｏｚＢｔ）は同一べ々トル
となる。すなわち、円弧軌跡（ｃｚ）及ｒに（０２）の
円弧開始角（α）はワーク上下面（１０ａ）、（Ｊ（ｌ
りで相等しく、また円弧開き角（ロ）もワークを下面（
］ＯａＪ、（］Ｏｈ）で等しい。

サラニ、ワーク上下面（１０ｍ）、（Ｈｌｈ）軌跡のｔ
方及ヒ下方に位置する上下のワイセガイド（２）、　（
５１（７）円弧移動軌跡も円弧軌跡（ｏ＋　）、（Ｏｒ
）と全く同じ軌跡となる。

また、互いに平行な２つの直線に挾まれ円弧部のみが子
−パになった形状を加工する場合を説明する。第８図に
おいて、第２図におけるベクトル伊）をぺ々トル（Ｑに
置き換えて考九れば、上述と同様なことが言える。

上述のようにすれば、ワーク上下面（］Ｏａ　）、　（
Ｈｌｈ　）の円弧軌跡（Ｃ１）１（０２）が同一となり
、第３図や第６図及び第９図に示すような上下間−几テ
ーパ加工が実現される。

なお、上記実施例では、ワークの上下面（１ｏｔｉ　）
。

（１０ｂ）において円弧軌跡が同一になる場合を説明し
たが、ワーク上下面（１０ａ）、（１０ｔｌ）の高さを
上下ワイセガイド（２＞　、　＋５）間の任意の高さに
置き換えても上記実施例と同様の効果を奏することは明
らかである、また、上記実施例では、加工軌跡の基準をワーク下面（
ｉｏｂ）に置いて説明したが、この基準はワーク上面Ｃ
１ｏａ）であってもよいことはいうまて゛もない。

（発明の効果〕以上のようにこの発明によれば、互いに平行な２直線に
挾まれた両直線に接していない円弧形状の場合や、２直
線軌跡が平行でかつ加工進行方向が１８０°異なる形状
であ・でも、両直線に凧直なベクトルまたは平行なべ々
トルを用いて、テーパオフセ、リド量だけ変位させたワ
ーク上面または下面における加工軌跡と円弧軌跡の接続
点及び該円弧軌跡の中心点を一義的に求め、該円弧軌跡
上の加工速度が一定となるので、上下間−几テーパ加工
を簡単かつ高精度に実現オろことができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による凸円弧形状を有する
加工軌跡を示す説明図、第２図はこの発明の一実施例に
よる凸円弧形状を臀する加工軌跡の図形要素を抽出した
様子を示す説明図、第８図はこの発明の一実施例による
凸円弧形状加工後のワークの状態を示す図、第４図はこ
の発明の一実施例による凹円弧形状を有する加工軌跡を
示す説明図、第５図はこの発明の一実施例による凹円弧
形状を有する加工軌跡の図形要素を抽出した様子を示す
説明図、第６図はこの発明の一実施例による凹円弧形状
加工後のワークの状態を示す因、第７図はこの発明の一
実施例による他の凹円弧形状を有する加工軌跡を示す説
明図、第８図はこの発明の一実施例による他の凹円弧形
状を有する加工軌ｊ跡の図形要素を抽出した様子を示す
説明図、第９図はこの発明の一実施例による他の凹円弧
形状加工後のワークの状態を示す図、第１４３図は従来
のワイヤ放電加工装量を示す構成図、第１１図は従来の
円錐台状テーバ加工後のワークを示す図、第１２図は従
来の上下向−几テーバ卯工後のワークを示す図、第１３
図はテーパ那工時のワーク衛面形状を示す図、第１４図
は従来の上下向−Ｒテーパ加工による加工軌跡を示す説
明図である。図において、（１）はワイセ、αＧはワーク、田は第１
＠線部、３Ｄは円弧部、（イ）は第２直線部、（ｌ四は
ワーク下面における第１１ハ線軌跡、（０＋）はワーク
下面における円弧軌跡、（１２）はワーク下面における
第２血線軌跡、（１３）はワーク上面におけろ第１直線
軌跡、（ａＺ）はワーク上面における円弧軌跡、（Ｉ４
）はワーク下面における第２直線軌跡、ｉｌｌは（／ｌ
）、（Ｉ２）に垂直でそのスカう一竜カ＠線部のテーパ
オフセ、・・！・虞でゐるベクトル、（ＱはＣＩ＋）、
（ｌＢに平行でそのスカラー鳳が円弧部のテーパオフセ
今ト産であるべ々トル、（Ａｌ）は直線軌跡（７？＋　
７の終点または円弧軌跡（ＯＩ）の始点、（Ａ２）は直
線軌跡（１３）の終点または円弧軌跡（ｏｘ）の始点、
（Ｂ１）は円弧軌跡（０１）の終点または直線軌跡（ｌ
りの始点、（Ｂ２）は円弧軌跡（０才）の終点または直
線軌跡（１４）の始点、ｔｏ＋Ｌ（０１）は円弧中心で
ある。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

ワークとワイヤとを相対的に傾斜させ、第１直線加工部
から円弧部を経由して第２直線加工部に至る経路にテー
パを与えつつ上記ワークを加工するワイヤカット放電加
工方法において、互いに平行をなす上記第１及び第２直
線加工部に挟まれた円弧部を有する経路を加工する場合
にあつては、ワーク上面又は下面における円弧軌跡に対
して、その前後の直線軌跡に垂直で且つスカラー量がワ
イヤ傾斜角とワーク厚によって定まるテーパオフセット
量に等しいベクトルだけ平行にずらし、又、互いに平行
で且つ加工進行方向が反対の第１及び第２直線加工部に
挟まれた円弧部を有する経路を加工する場合にあっては
、ワーク上面又は下面における円弧軌跡に対して、その
前後の直線軌跡に平行で且つスカラー量が上記テーパオ
フセット量に等しいベクトルだけ平行にずらして、ワー
ク上、下面における円弧軌跡の各始点及び終点をそれぞ
れ対応させてワーク上、下面における各軌跡を求め、該
軌跡に沿って上記第１直線加工部、円弧部及び第２直線
加工部を加工することを特徴とするワイヤカット放電加
工方法。