JPH04201123A

JPH04201123A - ワイヤカット放電加工装置

Info

Publication number: JPH04201123A
Application number: JP33041590A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tanaka; 久雄田中; Yoshinori Aoki; 青木　良則
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-22

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］本発明は、ワイヤカット放電加工装置のワイヤ電極に電
気を供給する給電部の改良に関するものである。

［従来の技術］第５図は、従来のワイヤカット放電加工装置のワイヤ駆
動系及び加工液系の一例を示す構成図である。

図において、（１）は供給ボビン（２）から送り出され
るワイヤ電極、（３）は電磁ブレーキに連結され、かつ
ワイヤ電極（１）に所定の張力を与えるブレーキローラ
、（４ａ）　、　（４ｂ）　、　（４ｃ）　、　（４ｄ
）はそれぞれワイヤ電極（１）の走行方向を変えるブー
りである。

（５ａ）　、　（５ｂ）はワイヤ断線検出リミットスイ
ッチ、（６）はワイヤ巻き上げローラ、（７）はピンチ
ローラ、（８）はワイヤ整巻装置、（９）はワイヤ巻取
りボビンである。（１０）は上部給電子、（１１）は下
部給電子で、それぞれ上部と下部の加工液噴出ノズル（
１２）、　（１３）の内部に配置されている。（１４）
は加工液を供給するためのポンプである。ワイヤ電極（
１）は上部ガイド（１５ａ）　、　（１５ｂ）と下部ガ
イド（ｌｅａ＞　、　（１８ｂ）によって支持され、被
加工物（Ｉ７）に対して所定の方向に位置している。

次に上記ワイヤカット放電加工装置の動作を説明する。

まず、ワイヤ電極（１）は、ワイヤ駆動系を示した第５
図中の矢印への向きに、ワイヤ巻き上げローラ（６）で
巻き上げられる。このワイヤ電極（１）にポンプ（１４
）にて送り出される加工液を噴出しつつ、ワイヤ電極（
１）と被加工物（１７）間にパルス電圧を加える。これ
により、ワイヤ電極（１）と被加工物（１７）との対向
した微小間隙では、加工液の気化爆発に伴う放電時の熱
エネルギーに依って被加工物（１７）を溶融飛散させる
。また、対向する微小間隙を一定に保ち、放電を持続さ
せるために、ワイヤ電極（１）と被加工物（１７）との
相対移動は、図示していないＸ−Ｙクロステーブルを数
値制御する方法により通常行われている。

このようにして放電を繰り返し、Ｘ−Ｙクロステーブル
を制御することにより、加工溝が連続的に形成され、任
意の形状に被加工物（１７）を加工することができる。

第６図は、第５図のワイヤカット放電加工装置の給電部
分の一例の構成図である。図において、第５図と同一符
号は同一物を示すものとし、（１８）はワイヤ電極（１
）と被加工物（１７）との間に、放電を起こすためのパ
ルス電源ユニットである。これによれば、パルス電源ユ
ニット（１８）より、上部給電子（１０）及び下部給電
子（１１）と図示されていないＸ−Ｙクロステーブルを
介して、被加工物（Ｉ７）にそれぞれ電圧を印荷する。

放電の発生により回路中の電流は図中の矢印Ｂの向きに
流れる。すなわち、パルス電源ユニット（１８）から被
加工物（１７）、ワイヤ電極（１）を経て、上部給電子
（１０）及び下部給電子（１１）に別れ、再びパルス電
源ユニット（１８）に戻る。

また、第７図は実間昭和５５−１２０４２９号公報に示
された、別の従来のワイヤカット放電加工装置の給電部
分の構成図である。＜１）はワイヤ電極であり、所定の
張力を保って矢印Ｃの方向すなわち上から下へ移動する
。（２２）はワイヤ電極（１）が嵌合する溝のついた通
電ローラ、（２３ａ）　、（２３ｂ）は圧着ローラであ
り、通電ローラ（２２）の溝にワイヤ電極（１）をくの
字状に屈曲させ圧接する。（２４）はガイド、（１７）
は被加工物で、ワイヤ電極（１）はガイド（２４）によ
り被加工物（１７）に対して所定の方向に位置決めされ
ている。（２Ｂ）はモータであり、通電ローラ（２２）
をワイヤ電極＜１）の送り速度と同じ周速で回転させる
。（１８）はパルス電源であって、ワイヤ電極（１）と
被加工物（１７）との間に放電を起こすために、被加工
物（１７）と図示されていない給電ブラシを介して通電
ローラ（２２）につながっている。

（２８）はワイヤ電極（１）の送り方向を変える送りロ
ーラである。

これによれば、ワイヤ電極（１）への給電は通電ローラ
（２２）により行なわれる。

〔発明か解決しようとする課題］しかしながら、第６図における給電子は固定されており
、ワイヤ電極との摺動と加工時の振動によって、ワイヤ
電極が給電子から離れるために起る放電アークにより、
消耗か著しく寿命か短いという課題かあった。また、第
７図における通電装置の通電ローラも、依然として放電
加工時の反発、放電エネルギーなどによって、ワイヤ電
極に振動を発生し、これがガイド、圧着ローラを介して
通電ローラの溝内でも発生し、ワイヤ電極が通電ローラ
から離れ放電アークが発生し、寿命が短いという課題が
あった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、給電子（通電ローラを含む）の寿命を長くでき
るワイヤカット放電加工装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］第１の発明に係るワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ
電極に電力を供給する給電子の給電面を、ワイヤ電極の
固有振動数よりも高い固有振動数を持つばねで構成した
ものである。

第２の発明に係るワイヤカット放電加工装置は、第１の
発明における給電′子の給電面のばねを板ばねで構成し
たものである。

第３の発明に係るワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ
電極に電力を供給する給電子を、ワイヤ電極の送り速度
と同じ速度で回転する通電ローラとし、この通電ローラ
を挾んでワイヤ電極を押圧する押圧ローラを設け、この
押圧ローラにより通電ローラの９０度以上の角度範囲に
ワイヤ電極を接触させたものである。

［作用］第１の発明又は第２の発明においては、給電子の給電面
かワイヤ電極の振動を吸収するため、ワイヤ電極が給電
子から離れなくなり、放電アークの発生がなくなって、
給電子の消耗が減少し寿命が長くなる。

第３の発明においては、通電ローラ部でワイヤ電極が安
定して加工時に生ずる振動を減少させ、しかも通電ロー
ラ部へ振動が伝わり難くなって、放電アークの発生が減
少し、従来に比べ通電ローラの消耗が格段に少なくなり
、寿命の向上を達成することかできる。

［実施例コ第１図は、第１の発明又は第２の発明の一実施例のワイ
ヤカット放電加工装置の給電部分の構成図である。図に
おいて、第５図と同一符号は同一物を示す。全体の構成
は、第５図と同じであるが、上部及び下部給電子（２０
）、（２１）の構造が異なる。

また、これらの給電子の一例の構造を第２図に示す。な
お、上部給電子（２０）と下部給電子（２１）は同し構
造をしている。第２図には、上部給電子（２０）の構造
を示した。給電子は板ばね（２０ａ）とばね支え（２０
ｂ）から成り、板ばね（２０ａ）はばね支え（２０ｂ）
で両端が固定されている。

次にこの動作について説明する。

ワイヤ電極（１）へ電力の供給は上部及び下部給電子（
２０）　、（２１）により行なわれる。これらの給電子
の給電面は、ワイヤ電極（１〉の固有振動数よりも高い
固有振動数を持つ板ばね（２０ａ）で構成され、そのた
め、加工時のワイヤ電極（１）の振動が吸収され、ワイ
ヤ電極（１）は給電面から離れることがない。

機械工学便覧によれば、糸の横振動数は次の式で求める
ことができ、これを用いてワイヤ電極の固有振動数を求
めることができる。

１／２ｆ　　＝（ｎ／２Ｌ）（Ｓｇ／γ）　　　−（１）ここ
でｆ　：ワイヤ電極の固有振動数［／ｓｅｅ、］ｎ　：振
動の次数（１，２，３，・・・）Ｌ　：ワイヤ電極の長
さ（給電子の上下に配置されているガイド間の長さ）〔
師〕Ｓ　：張力［ｋｇ］ γ　：ワイヤ電極の単位長さの重量［ｋｇ　／　ｃ＋ｎ
　］２ｇ：約９８１［国／（ｓｅｅ、）”コ（１）式ニ
ヨリ、Ｌ　−５ａｍ、　　Ｓ　＝　０．０５ｋｇ　（５
０ｇ　）　。

７−６　ｘ　１１０−６）ｃ　／　ａｍ　（直径０．３
＋ｎ、密度８．５　）　＋７）ワイヤ電極の固有振動数
は約２８６　・ｎ［ｓｅｃ、］となる。

一方、棒の横振動を求める次の式を用いて、板ばねの固
有振動数を求めることができる。

ｆ　　−（λ　／２πｉｔ　２）　　（Ｅ　Ｉ　ｇ／ρ
Ａ）ｌ／２・・・（２）ここで＋５　：板ばねの固有振動数［／ｓｅｃ　、］λ　：境
界条件と振動形によって定まる無次元の係数ｇ　　、板ばねの長さ［ｃｍ］Ｅ　：板ばねの材料の縦弾性係数［ｋｇ　／　ｃｉ　］
１　：振動方向に直角な主軸に関する断面慣性モーメン
ト　［ｃ１１１’］Ａ　：断面積［Ｃ−］ ρ　：単位体積の重さ［ｋｇ／ａｍ３］Ｌ／２ｇ　：約９８１　　［（！Ｉ１１／　（ｓｅｅ　、　）
　　　コ（２）式により、１−２．５　ｃｍ、　　Ｅ　
−１，２ｘ　１０６ｋｇ／Ｃシ　　（１２０００ｋｇ／
ｗ　　　　）　　　、　　　　Ｉ　　−５，６ｘｌｏ−
６ｃｍ’　　　　（板ばねの厚さ０．３厘厘１幅２．５
　ｍ璽、　　１−　（１／１２）　　・（幅）・（厚さ
）　　）　、　Ａ−７，５ｘｌＯ−３ｃｄ、　ｌ）−８
，９ｘｌＯ）ｃｇ／ｃｍ”の板ばねの固有振動数は、約
２５３λ２となる。λは両端固定の場合１次の振動数係
数が４．７３．　２次の振動数係数が７．８５３　、　
３次の振動数係数が１０．９９６である。すなわち一番
手さい固有振動数は、約２５３　ｘ　（４，７３）　２
−約５６７０［／ｓｅｅ、　コ　となる。

以上の計算例のように、給電子の給電面に板ばね（長さ
２５＋ｕ、板厚０．３鰭１幅２，５龍）を用いれば板ば
ねの固有振動数が約５６７０　［／　ｓｅｅ　、　］で
あるので、ワイヤ電極の固有振動数２８６　・ｎ　（ｎ
ｍ１０でも２８８０）　　［／ｓｅｅ　、　］よりもは
るかに高いためワイヤ電極の振動に追随でき、ワイヤ電
極が給電子から離れることがない。

第３図は、第３の発明の一実施例のワイヤカット放電加
工装置の給電部分の構成図である。図において、第７図
と同一符号は同一物を示す。（２２）は被加工物（１７
）をはさんで上下に設けられた通電ローラであり、電気
的に絶縁されたモータ（２６）によってワイヤ電極（１
）の送り速度と同じ周速で回転し、図示されていない給
電ブラシを介してパルス電源ユニット（１８〉と電気的
につながっている。

（３０ａ）　、　（３０ａ）　、　（３０ｂ）　、　（
３０ｂ）は押圧ローラてあって、ワイヤ電極（１）が通
電ローラ（２２）の角度範囲９０度（１／４円周）以上
に接触するように、２方向から通電ローラ（２２）を圧
接している。なお、各ローラの矢印はその回転方向を示
している。第４図は第３図における上部の通電ローラ周
辺部の構成図である。図において、第３図と同一符号は
同一物を示し、（２９）は給電ブラシを示す。

次にこの動作について説明する。

ワイヤ電極（１）への電力の供給は、上部及び下部の２
つの通電ローラ（２２）により行う。これらの通電ロー
ラ（２２）へは、上部及び下部の給電ブラシ（２９）を
介して、パルス電源ユニット（１８）より電力か供給さ
れる。また、通電ローラ（２２）はモータ（２６）によ
りワイヤ電極（１）の送り速度を検出し、その速度と同
じ速度でワイヤ電極（Ｌ）の送り方向に回転する。この
ためワイヤ電極（１）が送られることによる、通電ロー
ラ（２２）の摩耗がほとんどなくなる。

さらに、通電ローラ（２２）にワイヤ電極（１）か、９
０度以上の角度範囲で接触しているので、放電加工時に
ワイヤ電極（１）が振動しても、通電ローラ（２２）部
では振動が減少し、さらに押圧ローラ（３０ａ）　、　
（３０ａ）　、　（３０ｂ）　、　（３０ｂ）でワイヤ
電極（１）を、２方向から通電ローラ（２２）に押圧し
ているので、ワイヤ電極（１）が通電ローラ（２２）か
ら離れることで生じる放電が少なくなる。従って、通電
ローラ（２２）の消耗は極めて少なくなり、その寿命を
長くできる。

［発明の効果］第１の発明又は第２の発明によれば、ワイヤカット放電
加工装置において、ワイヤ電極への給電子をワイヤ電極
の固有振動数よりも高い固有振動数をもつばねで構成し
たので、給電子がワイヤ電極の振動を吸収し、給電部で
の放電の発生をなくし、給電子の消耗を減少させて寿命
を長くするとともに、安定した給電が可能となる。

第３の発明によれば、ワイヤカット放電加工装置におい
て、押圧ローラによりワイヤ電極を通電ローラの９０度
以上の角度範囲に接触するようにしたので、通電ローラ
部でワイヤ電極が安定し、ワイヤ電極の振動に起因する
放電による消耗か減少し、通電ローラの寿命を長（する
とともに、安定した給電が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明又は第２の発明の一実施例の給電部
分の構成図、第２図は第１図の給電子の構造図、第３図
は第３の発明の一実施例の給電部分の構成図、第４図は
第３図の上部通電ローラ周辺部の構成図、第５図は従来
のワイヤカット放電加工装置のワイヤ駆動系及び加工液
系の一例を示す構成図、第６図、第７図は従来の給電部
分の構成図である。図において、（１）はワイヤ電極、（１７）は被加工物
、（１８）はパルス電源ユニット、（２０）、（２１）
は上部、下部給電子、（２０ａ）は板ばね、（２０ｂ）
はばね支え、（２２）は通電ローラ、（２６）はモータ
、（２９）は給電ブラシ、（３０ａ）　、　（３０ｂ）
は押圧ローラである。尚、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。代理人　　弁理士　　佐々木宗治１、ワイヤ電碌１７．橿加工物旧、パルス電源ユニット２０、上部給電子２１、下部給電子第１図錦４図第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）給電子と接触することにより電力の供給を受ける
ワイヤ電極と被加工物との間に放電を発生させて被加工
物を加工するワイヤカット放電加工装置において、前記給電子をその固有振動数がワイヤ電極の固有振動数
より高いばね構造としたことを特徴とするワイヤカット
放電加工装置。
（２）前記給電子の給電面を板ばねで構成したことを特
徴とする請求項１記載のワイヤカット放電加工装置。
（３）給電子と接触することにより電力の供給を受ける
ワイヤ電極と被加工物との間に放電を発生させて被加工
物を加工するワイヤカット放電加工装置において、前記給電子をワイヤ電極の送り速度と同じ速度で回転す
る通電ローラとし、この通電ローラを挟んでワイヤ電極
を押圧する押圧ローラを設け、この押圧ローラにより前
記通電ローラの９０度以上の角度範囲にワイヤ電極を接
触させたことを特徴とするワイヤカット放電加工装置。