JPH0441126A - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ワイヤ電極と接触してワイヤ電極に電源を供
給する通電子の消耗を抑制し得るワイヤカット放電加工
装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は従来のワイヤカット放電加工装置の一例を概略
的に示す構成図である。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（３ａ）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）はそれぞれワイヤ電極（１）の走行方
向を変更させるアイドラである。また、（５ａ）。

（５ｂ）は上部加工液噴出ノズル（７）の内部で上下に
所定距離離して配置された上部位置決めガイド、（６ａ
）　、　（６ｂ）は下部加工液噴出ノズル（８）の内部
で上下に所定距離離して配置された下部位置決めガイド
で、これらはワイヤ電極（１）が被加工物（１２）に対
して所定の方向に位置するように支持する。

（９）は加工液（ｌＯ）を供給するためのポンプ、（１
１）はワイヤ電極（１）と被加工物（１２）との間に放
電をおこすためのパルス電源ユニット、（１３）、（１
４）はパルス電源ユニット（１１）からのエネルギをワ
イヤ電極（１）に供給する上部通電子及び下部通電子で
、それぞれ上部と下部の加工液噴出ノズル（７）　、　
（８）内の各位置決めガイド（５ａ）　、　（５ｂ）及
び（８ａ）　、（６ｂ）間に配置されている。なお、（
１５）はワイヤ送りローラである。

第７図は上部加工液噴出ノズル部の詳細を示す縦断面図
である。位置決めガイド（５ａ）　、　（５ｂ）及び通
電子（１３）は、加工液噴出ノズル（７）の本体（７ａ
）の軸心部に穿設した孔（７ｂ）内に先端部を遊嵌させ
た状態で後端のフランジ部（ｌｅｄ）を複数のねじ（１
７）により本体（７ａ）上面に固定されたケース（１６
）を介し、加工液噴出ノズル（７）に取付けられており
、パルス電源ユニット（１１）からケーブル（１８）に
より供給された電源は、まずノズルの本体（７ａ）に供
給され、本体（７ａ）からケース（１６）を介して通電
子（１３）に供給された後、ワイヤ電極（１）に供給さ
れるようになっている。したがって、本体（７ａ）、ケ
ース（１６）、及び通電子（１３）は電源供給手段を構
成する。

ケース（１６）は、加工液噴出ノズル（７〉の孔（７ｂ
）内に位置する第１の筒部（１６ａ）及び第２の筒部（
Ｌ８ｂ）と、フランジ部（ｌｅｄ）を有する第３の筒部
（１６ｃ）とから形成され、かつ第１筒部（ｌｅａ）か
ら第３筒部（ｌｆ３ｃ）にかけて順次内外径が大きくな
るように設定されるとともに、第３の筒部（１６ｃ）の
外径寸法が加工液噴出ノズル（７）の孔（７ｂ）と密嵌
合できる寸法に設定されている。また、第１筒部（ｌｅ
ａ）の軸心部には加工液噴出ノズル（７）の下部にてワ
イヤ電極（１）を支持する位置決めガイド（５ａ〉が設
けられるとともに、第３の筒部（１６ｃ）の内周面に雌
ねじ（１６ｅ）が形成され、雌ねじ（ＩＢｅ）部に、こ
れと螺合可能な雄ねじ（１９ａ）を有する筒部材（１９
）が取付けられており、筒部材（１９）の軸心部に加工
液噴出ノズル（７）の上部にてワイヤ電極（１）を支持
する位置決めガイド（５ｂ）が設置されている。

通電子（１３）は、超硬合金から成り、ケース（１６）
の第２筒部（１８ｂ）内に着脱自在に挿入され、第７゜
８図に示す如く、ワイヤ電極（１）を−側より押し付け
た状態で配置されて両者が確実に摺動できるようになっ
ているとともに、その上方に配置された筒部材（１９）
にてケース（１６）内からの脱落が防止されるようにな
っている。

したがって、ワイヤ電極（１）は加工液噴出ノズル（７
）内の上下に配置した位置決めガイド（５ｂ）。

（５ａ）によって被加工物上方での位置決めがなされ、
かつ両ガイド（５ｂ）　、（５ａ）の中間に配置した通
電子（１３）を介して電源が供給されるようになってい
る。

なお、下部加工液噴出ノズル部の構成は上述した上部加
工液噴出ノズル部の構成と同一であるので、その説明は
省略する。

次に、第６図により上述構成を有する従来装置の動作に
ついて説明する。まず、ポンプ（９）を作動して加工液
噴出ノズル（７）、（８）より加工液（１０）を噴出し
つつ、ワイヤ電極（］）と被加工物（１２）間にパルス
電圧を加える。しかして、ワイヤ電極（１）と被加工物
（１２）との対向した微少間隙では、加工液（１０）の
気化爆発に伴う放電時の熱エネルギによって被加工物（
１２）を溶融飛散させる。また、対向する微少間隙を一
定に保ち、放電を継続的に行うためのワイヤ電極（１）
と被加工物（１２）との相対移動は、図示しない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（１２）を加工することができる
。

第９図（ａ）は通電子（１３）が消耗する前の状態を、
また第９図（ｂ）は通電子（１３）が消耗してワイヤ電
極（１）が通電子（１３）の中に入り込んでいる状態を
、それぞれ示している。第９図（ｂ）の状態では通電子
（１３）のワイヤ電極（］）への押し付は圧力は低下し
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のワイヤカット放電加工装置は、以上のように、電
源供給手段がノズルの本体（７ａ）、ケース（１６）、
及び通電子（１３）から成り、分離構成されているとと
もに、通電子（１３）がワイヤ電極（１）との摺動によ
る摩耗を抑制するために硬度の高い材料で形成されてい
るので、電源供給手段を構成する各部材間の境界部（Ａ
）　、　（Ｂ）で接触抵抗が大きく、また固有抵抗が大
きく、ジュール熱による自己発熱も大きいという難点が
あった。

また、ワイヤ電極（１）に対して通電子（１３）を強く
押し付けて摺動させることにより、通電子（１３）の消
耗時にワイヤ電極（１）が通電子（１３）と確実に摺動
できずに離れてしまうという不具合を抑えているので、
近年のように加工速度の向上に伴い、ワイヤ電極（１）
に供給される電力が大きくなってくると、通電子（１３
）の発熱も増大し、通電子（１３）の消耗が一層促進さ
れるという問題点があった。

本発明は叙上の点に鑑み、通電子そのものの自己発熱を
抑え、電源供給手段全体の放熱性を高め、接触抵抗を低
減させ、消耗を抑制することの可能なワイヤカット放電
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］ 本発明に係るワイヤカット放電加工装置は、軸心部にワ
イヤ電極を案内するガイドを有するとともに該ワイヤ電
極と被加工物の対向する微小間隙に加工液を供給する加
工液噴出ノズルと、上記ワイヤ電極に電源を供給する電
源供給手段とを備え、該電源供給手段を、上記加工液噴
出ノズル内で上記ワイヤ電極と接触可能に配置された硬
度の高い材料から成る通電子と、この通電子と溶接によ
り一体化されるとともに放電電力供給用ケーブルに直接
接続されかつ一部が加工液噴出ノズル内の加工液と接触
可能となるように設置された電気伝導性及び熱伝導性の
高い材料から成る通電子保持具とから構成したものであ
る。

［作用］ 本発明においては、通電子が、電気伝導性及び熱伝導性
の高い材料から形成されて放電電力供給用ケーブルに直
接接続された通電子保持具と溶接により一体化されてい
るので、接触抵抗が低減されるとともに、通電子の発熱
は通電子保持具に伝えられ、通電子保持具から加工液噴
出ノズル内の加工液と熱交換される。その結果、電源供
給手段全体が冷却され、その放熱性が向上し、通電子の
消耗が抑制される。

［実施例コ 以下、図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係るワイヤカット放電
加工装置の要部である加工液噴出ノズル部を拡大して示
す縦断面図で、図中、従来に相当する部分には同一符号
を付しである。また、上部と下部の加工液噴出ノズル部
はいずれも同一構成を有しているので本実施例において
は上部の加工液噴出ノズル部のみ示しである。図におい
て、（７ｃ）は加工液噴出ノズル（７）の本体（７ａ）
に穿設された加工液取入れ口、（１６ｆ）はケース（１
Ｂ）の第２の筒部（１６ｂ）に穿設された冷却用孔、（
１６ｇ）はケース（１６）の第３の筒部（１８ｃ）の内
孔であり、第７図に示した間部の内径寸法よりも大きく
設定されかつ雌ねじは形成されていない。（１６ｈ）は
ケース（１Ｂ）のフランジ部に形成された内孔であり、
これによってフランジ部は第４の筒部（１８１）として
構成される。（１８Ｊ）は第４の筒部（１８１）の一部
にその後端より切り欠いた切欠部である。

しかして、（２０）は銅あるいは黄銅または丹銅もしく
は銀や錫と銅の合金等の電気伝導性及び熱伝導性の高い
材料から成る通電子保持具（以下、ホルダという）で、
ケース（１６）の第２の筒部（１６ｂ）と内嵌合する小
径筒部（２０ａ）と、ケース（１６）の第３の筒部（１
６ｃ）と内嵌合する大径筒部（２０ｂ）と、大径筒部（
２０ｂ）の後端に形成されてケース（１６）の第４の筒
部（１６１）内に挿入されたフランジ（２０ｃ）と、フ
ランジ（２０ｃ）の一部から延出して設けられてケース
（１６）の第４の筒部（１６ｉ）の切欠部（ＩＢＪ）を
貫通する端子部（２０ｄ）とを有しており、端子部（２
０ｄ）に電源供給用のケーブル（１８）が直結されてい
る。（２１）はホルダ（２０）の小径筒部（２０ａ）の
内壁の一側にろう付けにより接合され一体化された硬度
の高い材料から成る通電子で、小径筒部（２０ａ）内で
ワイヤ電極（１）を−側より押し付けてワイヤ電極（１
）を摺動させることにより電源を供給する。

通電子（２１）とホルダ（２０）により電源供給手段が
一体構成されている。

なお、（２２）はホルダ（２０）の大径筒部（２０ｂ）
と内嵌合する筒部（２２ａ）　、及び筒部（２２ａ）後
端に形成されてケース（ＩＢ）の第４の筒部（１８ｉ）
内に挿入されたフランジ（２２ｂ）から成るガイド取付
部材で、その筒部（２２ａ）の内周面には雌ねじ（２２
Ｃ）が形成され、雌ねじ（２２Ｃ）部に、位置決めガイ
ド（５ｂ）を備えた筒部材（１９）が取付けられている
。ガイド取付部材（２２）、ホルダ（２０）、及びケー
ス（１６）は、複数のねじ（１７）により加工液噴出ノ
ズル（７）の本体（７ａ）上面に固定され、またホルダ
（２０）の端子部（２０ｄ）も端子固定ねじ（２３）に
よって加工液噴出ノズル（７）の本体（７ａ）上面に固
定されている。

上述した構成を有する本実施例のワイヤカット放電加工
装置において、ポンプから加工液噴出ノズル（７）に供
給される加工液（１０）は、第１図に矢印で示す如く、
まず加工液取入れ口（７Ｃ）より本体（７ａ）の孔（７
ｂ）内に進入し、その後、孔（７ｂ）内を下方へ流れ、
ノズル先端よりワイヤ電極（１）に沿って被加工物に向
は噴出される。この加工液（ｌＯ）の流れの過程におい
て、加工液（１０）の一部は、ケース（１６）の冷却用
孔（１６ｆ）内に進入して、熱伝導性良好なホルダ（２
０）の小径筒部（２０ａ）外周面と接触し、ホルダ（２
０）との間で熱交換を行なってホルダ（２０）を冷却す
る。その結果、通電子（２１）を含む電源供給手段全体
が冷却され、その放熱性が向上し、通電子の消耗が抑制
される。

パルス電源ユニットからケーブル（１８）により供給さ
れた電源は、電気伝導性良好なホルダ（２０）に直接供
給され、ホルダ（２０）からこれとろう付けにより一体
化された通電子（２１）に供給された後、ワイヤ電極（
１）に供給される。このように、通電子（２１）とホル
ダ（２０）を一体化し、ホルダ（２０）をケーブル（１
８）と直接接続したことにより、接触抵抗が低減し、接
合部のジュール損が減少する。

第２図は本発明の第２の実施例に係るワイヤカット放電
加工装置の要部である加工液噴出ノズル部を拡大して示
す縦断面図である。この実施例のものは、ケース（１Ｂ
）の第２の筒部（１８ｂ）の一部にに、冷却用孔（１６
ｆ）と電源供給手段挿入孔（１６Ｋ）を穿設するととも
に、加工液噴出ノズル（７）の本体（７ａ）に、横方向
に貫通する電源供給手段挿着孔（７ｄ）を形成し、先端
に通電子（２１）をろう付けした電気伝導性及び熱伝導
性良好なポペット状のホルダ（２４）を、本体（７ａ）
及びケース（１６）の真横から挿着して、ホルダ（２４
）の頭部（２４ａ）を複数のねじ（２５）により本体（
７ａ）に固定するようにした点が上述の第１実施例のも
のと異なっている。

これを更に詳述すると、ホルダ（２４）は、第１図示し
たホルダ（２０）と同様の材質から形成されている。そ
して、ケース（１Ｂ）の冷却用孔（１６ｆ）から第２の
筒部（１６ｂ）内に加工液（１０）が流入できるように
して、ホルダ（２４）のみならず、通電子（２１）をも
加工液（１０）にて直冷できるようにしている。

これにより、第１実施例のものと同様の作用効果が得ら
れるとともに、ホルダ（２４）及び通電子（２１）から
成る電源供給手段全体の冷却効果を更に高めることがで
きるという利点がある。

第３図は本発明の第３の実施例に係るワイヤカット放電
加工装置の要部である加工液噴出ノズル部を拡大して示
す縦断面図である。この実施例のものは、ホルダ（２４
）に、その頭部（２４ａ）から軸部（２４ｂ）の中心を
通り先端の通電子り２１）に貫通する小孔（２４ｃ）を
形成し、小孔（２４ｃ）に接続したホース（２６）より
小孔（２４ｃ）内に、氷点以下の温度を有する例えばエ
チレングリコール入りの水等の冷却流体（２７）を毎分
ＩＩ程度で流し、ホルダ（２４）及び通電子（２１）か
ら成る電源供給手段全体を内部より冷却するように構成
した点が上述の第２実施例のものと異なっている。

この実施例においては、エチレングリコール入すの水が
一１５℃位まで温度を下げられるし、これ自体が潤滑剤
の役目をするので、電源供給手段全体の冷却と同時に、
ワイヤ電極（１）との摺動による通電子（２１）の摩耗
を低減させ得る効果がある。

ところで、ホルダ（２４）の小孔（２４ｃ）に流す冷却
流体の温度は、加工液（１０）を凍結させない範囲であ
ればできるだけ下げる方が好ましく、流量を調整すれば
液体窒素等の低温流体の利用も可能である。また、潤滑
の効果を上げるには鉱油系の冷却流体を用いれば良い。

第４図はホルダ（２４）の小孔（２４ｃ）に流す冷却流
体に、平均粒径数μｍのグラファイトの微粉末を鉱油系
潤滑剤と練合わせて粘性の高い潤滑剤とした冷却流体（
２８）を用い、これを小孔（２４Ｃ）より通電子（２１
）の摺接面にむかって微量づつ送り出すようにした本発
明の第４の実施例を示すもので、電源供給手段先端部の
横断面図である。

この実施例においては、潤滑性が良くなるとと同時に、
ワイヤ電極（１）と通電子（２１）間の隙間が、冷却流
体（２８）すなわちグラファイトの微粉末が相互に短絡
状態になっている粘性の高い潤滑剤にて埋められるので
、電気抵抗が小さくなり、摺接面での接触抵抗が下がる
という利点がある。

また、グラファイトは摺動性も良く、鉱油系潤滑剤と組
合わせると効果は著しく、通電子（２１）の摩耗防止に
寄与する。

更に、導電性をもたせるためには、銅やアルミニウムの
金属粉末も良いが、潤滑性の面で劣る。

電解液や界面活性剤は、第４図のようにワイヤ電極（１
）と通電子（２１）間の隙間を埋めることはできないが
、連続的に送給することによりこの隙間に薄膜を形成さ
せることができ、接触抵抗が低減する。上述の界面活性
剤は、グラファイト入すの粘性の高い潤滑剤に少量入れ
ても良く、有効に作用する。

第５図は通電子（２１）の摺接面にワイヤ電極（１）の
ズレを防止する湾曲面（２１ａ）を形成するとともに、
小孔（２４ｅ）より湾曲面（２１ａ）内のワイヤ電極（
１）に向けて棒または線状の金属材（２９）を送給する
ようにした本発明の第５の実施例を示すもので、電源供
給手段先端部の横断面図である。

この実施例において、金属材（２９）はマンガン、チタ
ン、鉛、錫、亜鉛、アルミニウム等の単独あるいはこれ
らを含む低融点合金がら形成して軟らかく、摩耗し易く
し、また通電子（２１）は従来同様に超硬合金に導電性
の硬質な膜をコーティングして構成した。すなわち、通
電子（２１）部分では摩耗に耐えさせ、小孔（２４ｃ）
より送給する金属材（２９）は摩耗する分づつ送給する
ことにより、ワイヤ電極（１）と通電子（２１）の湾曲
面（２１ａ）との面接触を良好な状態で保持させるよう
にした。

この実施例においては、摺接面での接触抵抗を一層下げ
ることができるという利点がある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、ワイヤ電極に電源
を供給する電源供給手段を、加工液噴出ノズル内でワイ
ヤ電極と接触可能に配置された硬度の高い材料から成る
通電子と、この通電子と溶接により一体化されるととも
に放電電力供給用ケーブルに直接接続されかつ一部が加
工液噴出ノズル内の加工液と接触可能となるように設置
された電気伝導性及び熱伝導性の高い材料から成る通電
子保持具とから構成したので、接触抵抗が低減するとと
もに、通電子の発熱が抑えられ、その結果、電源供給手
段全体が冷却され、その放熱性が向上し、通電子の消耗
が抑制されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るワイヤカット放電
加工装置の要部を拡大して示す縦断面図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す第１図相当図、第３図は本発明
の第３の実施例を示す第１図相当図、第４図は本発明の
第４の実施例に係る電源供給手段の先端部の横断面図、
第５図は本発明の第５の実施例に係る電源供給手段の先
端部を示す第４図相当図、第６図は従来のワイヤカット
放電加工装置を概略的に示す構成図、第７図はその要部
を拡大して示す第１図相当図、第８図はその通電子とワ
イヤ電極との関係を示す側面図、第９図（ａ）は通電子
保持具の消耗前の状態を示す第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿
う矢視断面図、第９図（ｂ）は同じく消耗後の状態を示
す断面図である。 図において、（１）はワイヤ電極、（５ａ）　、　（５
ｂ）は上部位置決めガイド、（６ａ）　、　（６ｂ）は
下部位置決めガイド、（７）は上部加工液噴出ノズル、
（８）は下部加工液噴出ノズル、（１０）は加工液、（
１２）は被加工物、（Ｉ８）は電源供給用のケーブル、
（２１）は通電子（電源供給手段）　、（２０）、（２
４＞は通電子保持具（電源供給手段）である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸心部にワイヤ電極を案内するガイドを有するとともに
   該ワイヤ電極と被加工物の対向する微小間隙に加工液を
   供給する加工液噴出ノズルと、上記ワイヤ電極に電源を
   供給する電源供給手段とを備え、該電源供給手段を、上
   記加工液噴出ノズル内で上記ワイヤ電極と接触可能に配
   置された硬度の高い材料から成る通電子と、この通電子
   と溶接により一体化されるとともに放電電力供給用ケー
   ブルに直接接続されかつ一部が加工液噴出ノズル内の加
   工液と接触可能となるように設置された電気伝導性及び
   熱伝導性の高い材料から成る通電子保持具とから構成し
   たことを特徴とするワイヤカット放電加工装置。