JPS6352920A - 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】 （ｔｆｆｉ業上の利用分野） 本発明は、加工電極と被加工物との間に間歇的に電圧パ
ルスを印加してパルス放電を生ぜしめる放電加工？を置
に関する。

（従来の技術） 従来の放電加工装置は、加工電極を被加工物に対して、
例えば０．０３〜３回／秒の周期で、例えば０．０５〜
ｌａｍ程度の所望の振幅で上下動させること（レシプロ
運動）により、加工屑の排除を行なっているが、放電面
全面にわた。って放電を均一に行なうという面では充分
であるとはいい難い。

（発明が解決しようとする問題点） そこで本発明は、放電の均一化がより良好に行なわれ、
かつ加工能率を高めることのできる装置を備えた放電加
工装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電極ホルダと、該ホルダおよび加工電極を支
持する装置との間に、３個以上の上下動装置を前記ホル
ダの軸心を包囲するように周方向に配設すると共に、前
記上下動装置を順次作動させて前記ホルダにみそすり運
動させる駆動装置を備え、かつ前記上下動装置よりも大
きい振幅と長い周期で前記電極ホルダ奢上下動させるレ
シプロ運動装置を備えたことを特徴とするものであり、
前記みそすり運動を前記レシプロ運動よりも小幅にかつ
短い周期で行なうことにより、放電の集中を防止し、仕
上面の平滑化を達成すると共に、レシプロ運動により、
加工屑の排除を良好に行ない、能率良く加工を行なうも
のである。

特に大面積の仕上加工を行なう場合、電極面積の増加に
伴なう浮遊容量の増加に伴なって一発一発の放電が蚕な
り、放電エネルギを大きくして加工面を荒くし、所定の
仕上面荒さが得られない結果を生ずる６本発明は、大面
積でも常に部分的に電極を移動することによって浮′Ｍ
容量を見掛は上部なくし、同時に放電点を移動すること
によって、さらに前記レシプロ運動を同時に行なうこと
によって加工屑の排除を良くし、常に最適な放電加工を
行なうことを可能としたものである。

（実施例） 第１図および第２図は本発明の型彫放電加工装置の−・
実施例であり、ｌは加工電極、２は被加工物、３は加工
電源、４は電極ホルダ、５は電極ホルダ４および加工電
極１を支持するスピンドルであり、後述のレシプロ運動
装置４０により上下動させられるものである。該スピン
ドル５と前記電極ホルダ４との間に、それぞれ電極ホル
ダ４、スピンドル５に固着した円板６，７を介して３個
以」＝（実施例は３個）の上下動装置８ａ〜８ｃを、電
極ホルダ４の軸心のまわりに配設する０本実施例の上下
動装置８ａ〜８ｃは、所定のＦｉ幅を得るため、それぞ
れ１個以上の円板状の電歪材９を同数ずつ積層して相互
に固着したものについて示す、１０は上下の円板６，７
間に介装した引張りばねであり、下方の円板６を上方に
引上げておくものであり、必要に応じて設けられるもの
である。

レシプロ運動装置４０は、ヘッド４１に設けられた油体
４２にＬ下動自在に嵌合され、スピンドル５の上部に１
枚以上取付けられたガイド板４３を筒体４２の内面に縦
に設けたガイド溝４４に沿って摺動自在に係合させるこ
とにより回り止めされている。該スピンドル５を上下動
させる駆動装置は、筒体４２内に固定された可逆モータ
４５と、該可逆モータ４５の出力ねじ４６と、該出力ね
じ４６を螺挿するねじ孔４７ａを有し、かつスピンドル
５に固定されたナツト４７とからなり、制御回路４８か
らの信号により、スピンドル５を被加工物１に対する高
さ制御を行なうと共に、例えば３〜０．０３回／秒の頻
度で例えば０．０５〜１．０ｍｍの範囲でレシプロ運動
を行なわせるものである。

１１は前記制御回路４８からの信号により駆動され、上
下動装置８ａ〜８ｃの順に、各装置８ａ〜８ｃの電歪材
９に′１ヒ圧を印加することにより。

これら伸縮させ、これにより円板６および電極ホルダ４
を介して加工電極１にみそすり運動を行なわせる駆動装
置である。

第３図は制御回路４８の一部を示す図であり、１２は加
工電源３により電極１と被加工物２との間に印加される
各電圧パルスごとの放′心電圧（例えば電圧パルス印加
時点よりパルス幅の５０％の１１１ｐ点における電圧）
を検出する検出器、４９は前記電圧パルス印加に基づく
間隙電圧が、例えば２５Ｖ以上、すなわち間隙で未だ放
電を生じていないか、発生放電パルスが正常と思われる
電圧の場合にのみ出力を「１」とする比較器、５０は前
記間隙電圧が例えば２０Ｖ以下、すなわち加工電極ｌと
被加工物２との間に短絡を生じている、または間隙での
放電がアーク放電気味等の不良放電状態であると思われ
る電圧の場合に出力を「ｌ」とする比較器、５１は単位
時間当たりの比較器４９の出力「１」の数、もしくは電
源装置３により加工電極１と被加］二物２どの間に加え
られる電圧バルス数Ｎに対する比較器４９の出力「１」
の数の割合が所定値以下になるのに応じてみそすり運動
周期（第５図のＴＩ）を変化させる制御回路である。５
２は、前記比較器４９．５０の単位時間当たりの比較器
４９の出力「１」の数の所定値以下の減少、もしくは電
源装置３により加工電極１と被加工物２どの間に加えら
れる電圧パルス数Ｎに対する比較器５０の出力「１」の
数の所定値以上の増大によってレシプロ運動の周期を変
化させる制御を行なうと共に、電極１と被加工物２との
距離を調整するように前記モータ４５を制御する制御回
路である。

第４図は前記駆動装置１１の具体例であり、各上下動装
置８ａ〜８Ｃは電気的には複数個の電歪材９を並列接続
してなり、各上下動装置８ａ〜８Ｃに対する各駆動回路
は、整流器１３からの直流電流をスイッチング素子１４
を駆動することにより変圧器１５に流し、該変圧器７で
昇圧し、整流器１６を介してコンデンサ１７に充電し、
各上下動装ｆｉ８ａ〜８Ｃの電歪材９に印加するように
構成され、各スイッチング素子１４は、前記検出器１２
により検出される放電状態により、前記制御回路５１．
ドライブ回路１９を介してオンオフ制υ１される。

第５図は第４図の回路の動作を説明するもので、ａ−ｆ
は第４図の同じ符号で示す各部の信号を示し、ｇ、ｈ、
ｉは電圧印加により各」−下動装置８ａ〜８Ｃの下方へ
伸びた分の長さを示す０図示のように、スイッチング素
子１４はそれぞれａ、ｂ、ｃに示す高い周波数のパルス
組により、レシプロ運動の約局程度のＯ、１ｓｅｃ　−
１０ｓｅｃの周期ＴＩで順次８ａ、８ｂ、８ｃの順番に
サイクリックに駆動され、それぞれ上下動装ｍ８　ａ　
、　８ｂ、８ｃの電歪材９にｄ、ｅ、ｃの三角波電圧が
印加され、電圧波高に応じて電歪材９が下方に伸長、ま
たは上方に収縮し、その伸長または収縮した部分の円板
６の部分が下降または上昇するので、円板６すなわち電
極ｌがみそすり運動をすることになる。このみそすり運
動における各部の上下動幅は例えば５〜１００ｇｍ程度
に設定される。

また、上記みそすり運動の１周期の時間および振幅は、
加工電極１またはスピンドル５に対する加工サーボ送り
の応答速度よりも充分早く、かつ加工送りの最小設定単
位の数倍以内であるように選定して、サーボ送りの安定
を乱さず、常に加工面積を小面積に保って面相さ１０　
ｐｍＲｍａｘ程度以下の仕上加工において、加工面を荒
さずに加工が行なえるようにする。

また、前記モータ４５によるレシプロ運動の周期は、前
記みそすり運動の周期より少なくとも数倍ないしは数十
倍以上となるように充分長く設定し、前記比較器５０の
出力「１」の割合が多い程周期Ｔ２　（第６図）を短く
し、比較器４９の出力「１」の数が多い程前記周期Ｔ２
は長くなり、他方電極ｌと被加工物２との間隔を狭める
送りの駆動を早くする。

次に具体例により本発明による加工面の均一化および加
工能率の向上について述べる。第６図（Ａ）に示すよう
に、前記周期Ｔ１を０．４ｓｅｃとし、振幅を１５ｇｍ
とし、一方モータ４５によるレシプロ運動の周期Ｔ２を
１秒とし、振幅を７０ｇｍとし、さらに被加工物２を５
５５Ｃ１電極１をＣｕとし、電極の大きさを１５ｍｍＸ
３０■として加工したとき、８　ｇＲｉａｘ以上の良い
加工面においては、本発明のものは全面が均一となり、
而粗さの割合（ｒ）、即ち目的とする面粗さくＲＯ）の
所と一番粗い所（Ｒｒ）との比（ｒ　＝　Ｒｒ／Ｒｏ）
が下記の数イめとなった。

本発明　　　　　従来 Ｒ＋＋＋ａｘ８　ｇｒｒｒ　　　　１．１２（１，１）
　　　　１．３２Ｒｍａｘ５　ｇｍ　　　　１．２　（
１，４５）　　　　１．８４Ｒｍａｘ３　ｇｍ　　　　
１．３　（１，１３）　　　　２．３１Ｒｍａｘｌ　、
　５　ｕｍ　　１．４０（１，８５）　　　　４．８２
となり、極めて良い結果が得られた。なお、０内の数字
はレシプロ圧動を加えない場合である。

また、１０ｍｍ幅、■）厚さの細い電極を用い、前記と
同じ条件で加工速度を測定したところ、第７図に示すよ
うな結果を得た。第７図において、Ａはレシプロ運動お
よびみそすり連動無し、Ｂはレシプロ運動のみ有り、Ｃ
はみそすり運動のみ有り、Ｄはレシプロ運動およびみそ
すり運動有り、ＥはＤにさらに第１図の電極１の加工液
噴出孔１ａ−１ｃからの加工液噴射（噴射圧１　、２　
　ｋｇ／ｃｍ２．流量２１　／＋ｉｎ　）を加えた場合
について示し、これらの曲線から判るように、レシプロ
運動とみそすり運動を組合わせることにより、加工速度
を高めることができ、さらに加工液を噴射することによ
り、加工速度を一層高めることができる。

また、電極消耗率について比較すると、パルス幅１８　
ＪＬｓｅｃ、休止幅６ｇ５ｅｃ、ＩＰｌ、６Ａで加工し
た時、電極消耗率が２２％となり、本発明による場合、
電極消↓Ｌ率が１２％となった。

第８図および第９図は本発明の他の実施例であり、本実
施例は、前記電極ホルダ４を固着した円板６上にロッド
２１，２２．２３を垂直に固着し、各ロッド２１，２２
．２３を、前記スピンドル５に固着した円板７に上下動
自在に貫通し、各ロッド２１，２２．２３の上端に水平
板２４，２５．２６を固着し、各円板７の上面に固定し
た電動モータ２７，２８．２９により回転されるカム板
３０，３１．３２の周面を前記各水平板２４゜２５．２
６の下面に当接させ、電動モータ２７゜２８．２９を、
各カム板３０，３１．３２と水平板２４，２５．２６と
の接触面の最下点が順次あられれるように駆動するよう
にしたもので、各カム板３０，３１．３２の回転周期や
振動幅も前記実施例と同様に設定される。

なお１本発明を実施する場合、前記上下動装置８ａ〜８
Ｃとしては、磁歪材やねじによる駆動機構を用いること
ができる。また、本発明は、ワイヤカット放電加工にも
用いることができる。また、本発明を実施する場合、上
記実施例に示したように、放電状態によってのみみそす
り周期ＴＩ。

Ｔ２を変化させるのみならず、加工電極と被加工物との
対向面積が大きいときには前記周期をＴｌ、Ｔ２の少な
くとも一方を短くするとか、加工形状や加工条件、ある
いはこれらの組合わせに応じて前記周期Ｔｌ　、　Ｔ２
を調整することも回旋である。また、放電状態を検出す
る手段としては、平均電圧や放電電流を検出する等、種
々の手段が採用できる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明においては、加工電極ホルダ
と該ホルダおよび加工電極を支持する装置との間に、３
個以上の上下動装着を前記ホルダの軸心を包囲するよう
に周方向に配設すると共に、前記上下動装置を順次作動
させて前記ホルダにみそすり運動させる駆動装置を備え
、さらにレシプロ運動装置を備えたので、放電の集中を
防止し、仕上面の平滑化を達成でき、また、放電加工の
能率向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を構成図、第２図は第１図の
上下動装置の配置を説明する工面図、第３図は第１図の
上下動装置およびレシプロ運動装置の制御回路の一例を
示す回路図、第４図は第１図の上下動装置の駆動装置の
一例を示す回路図、第５図は第４図の動作説明に供する
波形図、第６図は前記上下動装置およびレシプロ運動装
置の動作の関連を示す波形図、第７図は上下動装置およ
びレシプロ運動装置による動きと加工速度との関連を示
す曲線図、第８図および第９図は本発明の他の実施例を
示す側面図および上下動装置の配７＋”２を示す平面図
である。 特許出願人　株式会社井上ジャパンクス研究所代理人　
弁理上　若Ｉｎ　＋券− 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 （ｍＨ）　　　　　　５　　　　１１．Ｊ　　　　　１
３ｆ）−第９図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年６月６０ ４１ｆ訂庁長官殿 １、”１９件の表示　　　　　　　　　　　　回昭和６
１年特許願第９９００４号 ２、発明の名称 放電加工装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　神奈川県横浜市緑区長津田町字道正５２８９番
地名　称　（０４Ｂ）株式会社井上ジャパックス研究所
４、代理人　　　〒２７２ 住　所　　千菓県市用市市用南１丁目１番８号６１２室
６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極ホルダと、該ホルダおよび加工電極を支持する
   装置との間に、３個以上の上下動装置を前記ホルダの軸
   心を包囲するように周方向に配設すると共に、前記上下
   動装置を順次作動させて前記ホルダにみそすり運動させ
   る駆動装置を備え、かつ前記上下動装置よりも大きい振
   幅と長い周期で前記電極ホルダを上下動させるレシプロ
   運動装置を備えたことを特徴とする放電加工装置。 ２、前記駆動装置は、放電状態、電極の対向面積、加工
   形状、加工条件のうちの１つまたは２以上の組合わせよ
   って前記上下動装置の駆動周期を変化させる構成を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電加
   工装置。 ３、前記上下動装置が電歪材または磁歪材よりなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   放電加工装置。 ４、前記加工電極は加工液噴射を行なうものでなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れかに記載の放電加工装置。