JP4371604B2 - Hole drilling method with wire electric discharge machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工機を用いて金属製のワークのスリット内や微細な下穴に微細な仕上げ円形穴を放電加工することができるワイヤ放電加工機による穴加工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特殊な金型類を製造するために、微細なスリット内に微細な円形穴を加工する必要が生じたり、焼結金属等に開けられた微細な下穴を拡大することがある。ワークの厚みが薄い場合や穴径が大きい場合にはドリルや電解加工、レーザー等による穴あけも可能であるが、ワークに厚みがあるような場合にはワイヤ放電加工機を用い、その電極ワイヤをスリットや下穴を通じて目的位置まで通したうえ、放電加工する方法が採用される。
【0003】
この場合には図7(A)に示すように、電極ワイヤが円形を描くようにワークに対して相対的に移動させながら穴径を次第に拡大して行く方法が普通である。ところが、スリット幅や下穴寸法が0.1mm、加工したい円形穴の直径が0.2〜0.3mmであってワークの厚みが100mmというような場合には、電極ワイヤをプログラムによって正確に円形移動させているにもかかわらず、図8、図9に示すように加工された穴形状が歪んでしまうことがあった。また図7(B)に示すように燒結金属に形成された直径が0.1mm程度の下穴を拡大する場合にも、同様の問題があった。
【0004】
その理由は、次の通りであると考えられる。すなわち、スリット幅及び穴径が非常に小さい場合には、放電加工により生じた切れ粉がうまく排出されずに穴内に溜まる。その切り粉を介して放電加工が発生するため加工穴径の不安定が生じることや、穴内に溜まった切り粉とワイヤー電極が短絡した場合や電位差が低下した場合には、ワイヤー電極が加工軌跡に沿って逆行し、その位置から再度放電加工を開始してしまい、一度加工した場所を再度加工することになるため、更なる穴径の拡大や不安定を生じさせる。
【0005】
更に円形穴の直径が0.2〜0.3mmであると例えば0.05mm径の極細の電極ワイヤを用いて放電加工を行なうこととなり、100mmを超える長い電極ワイヤに強い張力を加えることができないからその中央部分が撓み易くなることが、更なる穴加工不安定を増長させる。その結果、図8、図9に示すように加工された穴形状が真円よりも外側に膨らむように歪んでしまうものと考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、厚みのあるワークに微細な円形穴を加工する場合にも、形状を歪ませることなく真円形状に放電加工することができるワイヤ放電加工機による穴加工法を提供するためになされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のワイヤ放電加工機による穴加工法は、ワイヤ放電加工機により微細な円形穴を放電加工する穴加工法であって、円形穴の中心から電極ワイヤを半径方向に半径相当距離ずつ相対移動させる直線加工を角度を変えて全周にわたり繰り返すことにより円形の穴加工を行い、その後、電極ワイヤを円形穴の内周に沿って円周方向に相対移動させる円形状加工を行うことを特徴とするものである。なお、電極ワイヤとワークとの電位差が低下またはゼロになると、ワークに対する電極ワイヤの相対移動を停止し、逆行させるプログラムが組み込まれたワイヤ放電加工機を使用することが好ましい。
【0008】
このように本発明では電極ワイヤの移動プログラムに、電極ワイヤを円形穴の中心から半径方向に相対移動させる直線加工を組み込んだので、仮に切れ粉と電極ワイヤとが接触するなどし、電極ワイヤーとワークの電位差がゼロまたは低下した場合にも電極ワイヤは内側に逃げるのみである。このため直線加工の後に行なわれる円形状加工によって、きれいな真円に加工することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は本発明の実施形態を概念的に示す斜視図であり、1は金属製のワーク、2はこのワーク1に形成されたスリット、3はこのスリット2内に挿入された電極ワイヤである。具体的な数値は特に限定されるものではないが、例えば一例を挙げると、ワーク1の厚みは100mm、スリット2の幅は0.1mm、電極ワイヤ3の直径は0.05mmであり、スリット2の端面から1mm入った位置に直径が0.2mmの円形穴を放電加工するものとする。上記の数値から明らかなように、図1は寸法関係を無視して描かれている。
【0010】
電極ワイヤ3はワイヤ放電加工機に固定されており、ワーク1は図示を略したベッドにセットされて電極ワイヤ3に対する相対移動を行ない、放電加工を行なうものである。ワーク1の移動はワイヤ放電加工機にインストールされたプログラムにしたがって機械的に行なわれる。このように実際にはワーク1のみが移動するのであるが、本明細書ではワーク1に対して電極ワイヤ3が相対移動すると表現している。なお、電極ワイヤ3がワーク1と接触して電位差がゼロになると放電加工は行なえなくなるため、電極ワイヤ3の相対移動は直ちに停止されたうえ、逆方向に戻すようにプログラムが組み込まれている。
【0011】
さて本発明では、電極ワイヤ3をスリット2内の円形穴の中心となる位置まで挿入したのち、図2、図3に示すように電極ワイヤ3を円形穴の半径方向に相対移動させながら直線(放電)加工を行なうようなプログラムを用いる。その移動距離はもちろん半径相当分であって、この場合には0.1mmである。次に電極ワイヤ3は円形穴の中心まで戻り、角度を変えて同じ動きを繰り返す。本実施形態では、スリット2に対して電極ワイヤを15度、30度、45度というように15度ずつ方向を変えて半径方向に相対移動させているが、この角度は自由に設定すればよい。また、電極ワイヤ3を円形穴の中心で停止させることなく、そのまま反対方向に移動させるようにしてもよく、この場合には移動距離は直径相当分となる。
【0012】
このように本発明では電極ワイヤ3を円形穴の中心から半径方向に相対移動させるようにしたので、仮に切れ粉と接触した場合にも電極ワイヤ3は円形穴の中心側に戻るのみであって、従来の円形移動プログラムによる場合のように、円形穴の外側に沿って逆向し、再度同じ場所を加工することで、穴加工を不安定にするようなことはない。そのため360度の全周にわたりこの動きを繰り返せば、完全ではないにせよほぼ円形の穴加工ができる。その後、電極ワイヤ3を円形穴の円周に沿って円形移動させながら放電加工を行なえば、円周の凹凸が放電加工により取り除かれ、図4、図5に示すようにきれいな真円に放電加工することができる。
【0013】
なお、図6は電極ワイヤ径とその電極ワイヤによって放電加工が可能なワークの厚みとの関係を示すグラフであり、例えばワイヤ径が0、05mmの場合には、従来法では20mm以上の厚みのワークを加工することは困難であった。これは切り粉の排出が悪くなることや撓みの影響が大きくなるためである。それに対して本発明によれば、電極ワイヤの動きを変えることによって、切り粉の排出の悪さや電極ワイヤの撓みの影響を巧みに回避することができるので、厚みが100mm以上のワークにも正確な放電加工が可能となる。
【0014】
以上の実施形態では、ワークに形成されたスリット2に円形穴を加工したが、本発明はワークに予め設けられた精度の悪い微細な下穴を精度のよい微細な円形穴に拡大する場合にも同様に適用することができる。
【0015】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のワイヤ放電加工機による穴加工法によれば、円形穴の中心から電極ワイヤを半径方向に相対移動させる直線加工を角度を変えて繰り返えすようにしたので、切れ粉との接触により電極ワイヤが外側に逃げることがない。このため、その後に電極ワイヤを円周方向に相対移動させる円形状加工を行えば、厚みのあるワークに微細な円形穴を真円形状に放電加工することができる利点がある。しかもプログラムを変更するのみでワイヤ放電加工機のハード的な改良を必要としないので、容易に実施することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を概念的に示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態で使用したプログラムを示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態における電極ワイヤの動きを示す平面図である。
【図4】本発明により加工された円形穴の断面を示す顕微鏡写真である。
【図5】図2を図面化したものである。
【図6】電極ワイヤ径と放電加工が可能なワークの厚みとの関係を示すグラフである。
【図7】従来法における電極ワイヤの動きを示す平面図であり、(A)はスリット内に穴加工する場合、(B)は精度の悪い下穴を拡大加工する場合を示す。
【図8】従来法により加工された円形穴の断面を示す顕微鏡写真である。
【図9】図8を図面化したものである。
【符号の説明】
1 ワーク、2 スリット、3 電極ワイヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hole machining method using a wire electric discharge machine capable of electric discharge machining a fine finished circular hole in a slit of a metal workpiece or a minute pilot hole using a wire electric discharge machine.
[0002]
[Prior art]
In order to manufacture special molds, it may be necessary to process a fine circular hole in a fine slit, or a fine pilot hole opened in a sintered metal or the like may be enlarged. If the workpiece is thin or the hole diameter is large, drilling, electrolytic machining, laser drilling, etc. are possible, but if the workpiece is thick, use a wire electric discharge machine to connect the electrode wire. A method of performing electric discharge machining after passing through a slit or a pilot hole to a target position is adopted.
[0003]
In this case, as shown in FIG. 7A, a method of gradually expanding the hole diameter while moving the electrode wire relative to the work so as to draw a circle is common. However, when the slit width or pilot hole size is 0.1 mm, the diameter of the circular hole to be machined is 0.2 to 0.3 mm, and the thickness of the workpiece is 100 mm, the electrode wire is accurately rounded by the program. Despite being moved, the processed hole shape may be distorted as shown in FIGS. In addition, as shown in FIG. 7B, the same problem occurs when the pilot hole having a diameter of about 0.1 mm formed in the sintered metal is enlarged.
[0004]
The reason is considered as follows. That is, when the slit width and the hole diameter are very small, chips generated by the electric discharge machining are not discharged well and accumulate in the hole. When electric discharge machining occurs through the chips, the hole diameter becomes unstable, or when the chip accumulated in the hole and the wire electrode are short-circuited or the potential difference is reduced, the wire electrode is processed. , The electric discharge machining is started again from that position, and the place once machined is machined again, resulting in further enlargement of the hole diameter and instability.
[0005]
Further, when the diameter of the circular hole is 0.2 to 0.3 mm, for example, an electric discharge machining is performed using an ultrafine electrode wire having a diameter of 0.05 mm, and a strong tension cannot be applied to a long electrode wire exceeding 100 mm. Therefore, it becomes easy to bend the central part, and further instability in drilling is increased. As a result, it is considered that the hole shape processed as shown in FIGS. 8 and 9 is distorted so as to swell outward from the perfect circle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-described conventional problems, and uses a wire electric discharge machine capable of performing electric discharge machining into a perfect circle without distorting the shape even when machining a fine circular hole in a thick workpiece. It was made to provide a drilling method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The hole machining method by the wire electric discharge machine of the present invention made to solve the above problems is a hole machining method in which a fine circular hole is electric discharge machined by the wire electric discharge machine, and the electrode wire is formed from the center of the circular hole. the by repeating Succoth linear processing is relatively moved by radial equivalent distance in the radial direction over the entire circumference at different angles make circular hole drilling, then, the electrode wire along the inner periphery of the circular hole in the circumferential direction It is characterized by carrying out circular processing for relative movement. When the potential difference between the electrode wire and the workpiece decreases or becomes zero, it is preferable to use a wire electric discharge machine in which a program for stopping and reversing the movement of the electrode wire relative to the workpiece is installed.
[0008]
In this way, in the present invention, since the linear processing for moving the electrode wire in the radial direction from the center of the circular hole is incorporated in the movement program of the electrode wire, the chip wire and the electrode wire are temporarily brought into contact with each other. Even when the potential difference of the workpiece becomes zero or decreases, the electrode wire only escapes inward. For this reason, it can be processed into a beautiful perfect circle by circular processing performed after linear processing.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing an embodiment of the present invention, wherein 1 is a metal work, 2 is a slit formed in the
[0010]
The
[0011]
In the present invention, after the
[0012]
Thus, in the present invention, since the
[0013]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the electrode wire diameter and the thickness of the workpiece that can be subjected to electric discharge machining with the electrode wire. For example, when the wire diameter is 0, 05 mm, the conventional method has a thickness of 20 mm or more. It was difficult to machine the workpiece. This is because the discharge of chips becomes worse and the influence of bending becomes larger. On the other hand, according to the present invention, by changing the movement of the electrode wire, it is possible to skillfully avoid the adverse effects of chip discharge and electrode wire deflection, so it is accurate even for workpieces with a thickness of 100 mm or more. Electric discharge machining becomes possible.
[0014]
In the above embodiment, the circular hole is machined in the
[0015]
【The invention's effect】
As explained above, according to the hole machining method using the wire electric discharge machine of the present invention, the linear machining for moving the electrode wire in the radial direction from the center of the circular hole is repeated at different angles. The electrode wire does not escape to the outside due to contact with the chips. For this reason, if circular machining is performed after that, the electrode wire is relatively moved in the circumferential direction, there is an advantage that a fine circular hole can be discharged into a perfect circle shape on a thick workpiece. In addition, there is an advantage that it can be easily implemented because only the program is changed and no hardware improvement of the wire electric discharge machine is required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a program used in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the movement of the electrode wire in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photomicrograph showing a cross section of a circular hole processed according to the present invention.
FIG. 5 is a drawing of FIG.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the electrode wire diameter and the thickness of a work piece that can be subjected to electric discharge machining.
7A and 7B are plan views showing the movement of an electrode wire in a conventional method, in which FIG. 7A shows a case where a hole is machined in a slit, and FIG. 7B shows a case where a pilot hole with poor accuracy is enlarged.
FIG. 8 is a photomicrograph showing a cross section of a circular hole processed by a conventional method.
FIG. 9 is a drawing of FIG.
[Explanation of symbols]
1 work, 2 slits, 3 electrode wires
Claims (2)
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