JPH02116422A

JPH02116422A - ワイヤカット放電加工方法

Info

Publication number: JPH02116422A
Application number: JP63269593A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Watanabe; 尚紀渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-05-01
Also published as: US5072088A; KR920007644B1; CH679915A5; DE3935905A1; DE3935905C2; KR900006059A

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、ワイヤを傾斜させてワークにテーパ面を形成
するワイヤカット放電加工装置におけるテーパ加工方法
に関するものである。

［従来の技術］第４図は従来のワイヤカッ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は電極となるワイヤ、２
はワイヤ１を案内する上部ワイヤガイド、３及び４は上
部ワイヤガイド２をそれぞれＵ軸及びＶ軸の方向に駆動
する駆動装置、５はワイヤ１の下部ワイヤガイド、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
ヤ巻取りソール、９はワイヤ巻取りガイドローラ、１０
は上部ワイヤガイド２及び下部ワイヤガイド５間に保持
されるワーク、１１はワーク１０を支持する可動テーブ
ル、１２及び１３は可動テーブル１１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５図及び第６図は上記のワイヤカット放電加工
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５図は円錐台状テーパ加工の場合
を、第６図は上下間−Ｒテーパ加工（ワークの上下面の
コーナ部のＲが同一である場合のテーパ加工の意である
）の場合を示している。各図の（ａ）は上面図、（ｂ）
は正面図、（ｃ）は立体図である。

そして、第７図はテーパ加工時のワーク断面を示してお
り、ｔはワーク１０の板厚、θ１はワイヤ１の鉛直線に
対する傾斜角度（ワイヤ傾斜角度）、１１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θ、とワーク１０の板厚ｔに対
応する量、すなわちテーパオフセット量を表している。

また、第８図は従来の上下向−Ｒ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、２０は第１直線部
、２１は第１直線部２０に接する円弧部、２２は円弧部
２１に接する第２直線部である。１　　＋Ｃ１，１２は
それぞれワーク下面１０ｂにおける第１直線軌跡、円弧
軌跡及び第２直線軌跡であり、ｇ　、Ｃ２，ρ４はそれ
ぞれワ−り上面１０Ｈ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、Ｏ、Ｏは円弧軌跡Ｃ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ｃ、ｃ２の半径を表し、■ ＣＩ、Ｃで同一のものである。ｔ　、ｔ２はそＬれぞれ第１直線部２０及び第２直線部２２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。

ｔｉ−ｔｘｔａｎ　　θ１ｅ　　２−ｔＸｔａｎ　　θ　２ここに、ｔはワークの板厚、θ　、θ２はそれぞれ第１
．第２直線部におけるワイヤ傾斜角である。

また、ｇ　及びｇ２はワイヤーが通過した後の■ ワーク上面及びワーク下面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。ワイヤカット放電加工にお
いては、周知のごとく、可動テーブル１１の駆動装置１
２．１３を駆動し、ワーク１０をワイヤーに対して相対
移動させ、ワーク１０から所望の輪郭形状を切り出す。

また、上部ワイヤガイド２の駆動装置３，４を駆動装置
１２．１３に同期させて加工することにより、ワーク１
０に傾斜した面を加工するテーパ加工があるが、このテ
ーパ加工方法には、従来から知られた加工方法として第
５図のような円錐台状テーパ加工や第６図のような上下
向−Ｒテーパ加工などがある。特に、上下間−Ｒテーパ
加工はワーク１０の上下面における加工溝幅が一定とな
るため（その理由は、ワーク上下面のコーナ部における
加工速度が同一であるため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からである。）、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
。

この上下問−Ｒテーパ加工方法について、さらに第８図
を参照しながら説明する。

上下向−Ｒテーパ加工方法は、例えば特公昭６１−４９
０５３号公報に述べられているように、ワーク下面上の
第１直線部２０及び第２直線部２２に接する円弧部２１
に対応するワーク上面の円弧形状を求めるにあたっては
、まず、ワーク下面における第１．第２直線軌跡ｇ　１
ｇ　からテ−パオフセットｉｔ、ｔ　　だけ離れたワー
ク上面における第１．第２直線軌跡ｇ　２ｇ　を求め、
次にこのｇ　１ｇ　に接するワーク上面の円弧部跡Ｃ２
を求める。そして、ワーク上下面上の円弧軌跡ｃ　　、
ｃ　　の円弧始点Ａ　とＡ２及び円弧路点Ｂ　と８２を
各々対応させ、第１直線部２０を加工するときは、ｃ　
　、ｃ　　の円弧始点Ａ１゜Ａ２にワイヤーが同時に達
するまで、ワイヤ傾斜角を徐々に変えていく。ワイヤー
が円弧始点Ａｔ。

Ａ　に達した後では、ｃ、Ｃ２の円弧軌跡（同一半径）
上をワイヤがｃ　　、ｃ　　の円弧終点８１゜Ｂ２に達
するまでワイヤ傾斜角を一定にしたまま円弧部２１のテ
ーパ加工を行う。その後、第２直線部２２において円弧
終点Ｂ　　、Ｂ２から徐々にワイヤ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
の円弧加工軌跡が同一軌跡となるため、上下面での加工
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テーパ加工が実現できる。

［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−Ｒ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ば加工を行うことが
できない。ところが、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の加工を必要とする場
合がある。このような場合、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向−Ｒテーベ加工を
行う場合には、他のテーパ加工方法である複雑な上下任
意形状のテーパ加工方法を用いなければならなかった。

本発明は、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ず非接円円弧形状
に対しても上下間−Ｒテーパ加工を実現できるワイヤカ
ット放電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］本発明に係るワイヤカット放電加工方法は、例えばワー
クの一方の面である上面における加工軌跡ｉｔ　　、Ｃ
、Ｎ　　を求めるため、まずワーク下面における加工軌
跡”ｌ’　　　Ｌ”２のうち、ｇｌとｇ２の間で交点計
算を行い、その交点をＰｌとする。そして、ワーク下面
における加工軌跡ｇ　からテーパオフセット量１１だけ
離れた位置にワーク上面における加工軌跡１３を求め、
同様にΩ　からテーパオフセットｆｆ１ｔ２だけ離れた
位置にワーク上面における加工軌跡ｇ４を求める。

その後、ワーク上面の加工軌跡ｇ３と９４の間で交点計
算を行い、その交点をＢ２とする。このようにワーク上
下面での交点Ｐ、Ｐ２を求めた後、■ 交点Ｐ　からＰ　へ向かうベクトルＰＩＰ２を計算する
。このベクトルＰＩＰ２を用いて、ワーク上面の加工軌
跡、１７３の終点位置（または円弧軌跡Ｃの始点位置）
Ａ２及びｇ４の始点位置（またはＣの終点位置）Ｂ２を
求める。すなわち、ワ−り下面における加工軌跡上の点
Ａ（Ｎ１の終点位置またはｃｌの始点位置）からベクト
ルＰＩＰ２に平行にかつそのスカラー量だけ離れた位置
に点Ａ　を求め、点Ｂ２についても同様に点Ｂ　　（ｃ
　　の終点位置またはＩｌｌの始点位置）からベクトル
ＰＩＰ２に平行にかつそのスカラー量だけ離れた位置に
求める。さらにワーク上面における円弧軌跡Ｃの中心点
０２についても同様に円弧軌跡Ｃの中心点Ｏからベクト
ルＰＩＰ２に平行にかつそのスカラー量だけ離れた位置
に求める。そして、ワイヤが両円弧軌跡Ｃ、Ｃの円弧始
点Ａ　　−Ａ２に同時に達するまでは、ワイ■ ヤを徐々に傾斜させながら第１加工部を加工し、円弧部
を加工する間は、ワイヤがワークの上面と下面とで同一
軌跡を描くようにして加工し、その後、この円弧部に続
く第２加工部を、ワイヤ傾斜角体々に変化させながら加
工するものである。

［作　用］本発明においては、ワーク上下面における加工軌跡ｎ−
ａ４の間で交点計算を行い、その２交■ 点間を結ぶベクトルＰ１Ｐ２の距離だけ、ワーク下面に
おける円弧軌跡Ｃ１に対してワーク上面における円弧軌
跡ＣをそのベクトルＰ　ｔ　Ｐ　２方向に平行にずらす
ことにより、ワーク上下面における円弧軌跡ＣとＣ２の
円弧開き角及び円弧開始角がそれぞれ同一になる。この
ため、２直線に挾まれだ円弧が接円円弧形状の場合だけ
でなく非接円円弧形状の場合においても上下間−Ｒテー
パ加工が実現できる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図により説明する。

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
、２つの直線加工部に挾まれた円弧部がこの２直線に接
していない非接円円弧形状の場合を示している。図にお
いて、２０は第１直線部、２１は円弧部、２２は第２直
線部であり、また、ｐ　−ｇ　、ｃｌ、ｃ　及びｇ　１
ｇ２，０、。

０２、ｒさらに１　．１　　については第８図に示した
記号と同等である。

Ａ１はワーク下面における第１直線軌跡ｇ１の終点（ま
たは円弧軌跡ｃ１の始点）、Ｂ１はワーク下面における
円弧軌跡Ｃ１の終点（または第２直線軌跡ｇ　の始点）
である。また、Ａ、Ｂ２はそれぞれワーク上面における
第１直線軌跡ｇ３の終点（または円弧軌跡ｃ２の始点）
、円弧軌跡Ｃ２の終点（または第２直線軌跡ｇ４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
面における円弧軌跡Ｃ、Ｃの開始角度、βは円弧軌跡Ｃ
＋Ｃ２の開き角であす、ＣとＣ２で同一の値となる。ま
た、Ｘ　。

ＩＸ２はそれぞれ図をＸＹ平面図とみなしたときのＸ軸方
向を示しており、それぞれ円弧軌跡Ｊ＋Ｃ２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。

次に動作について説明する。第１直線部２０のテーパ加
工の際にはワイヤーを傾斜させ第１直線軌跡！　及びＢ
３に沿７て動かすとともに、徐々にワイヤーの傾斜角を
変えながらワーク下面では第１直線軌跡ｇ　の終点Ａ　
、ワーク上面では第１直線軌跡ｆ１３の終点Ａ２まで同
時に到達せしめる。終点Ａ　　、Ａ　　にワイヤーが到
達した後では、ワイヤーの傾斜角を一定にしたまま、す
なわち第４図における上部ワイヤガイド２を移動させる
ＵＶ軸の駆動装置３，４を駆動させず、ＸＹ軸の駆動装
置１２．１３の駆動のみによりワイヤーを円弧軌跡Ｃ、
Ｃの終点Ｂ　　、Ｂ　　に達するまで動かし円弧部２１
をテーパ加工する。その後、第２直線部２２の加工軌跡
であるｇ　１ｇ　に沿ってワイヤ傾斜角を徐々に変化さ
せながらワイヤーを動かし第２直線部２２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
ではワーク上面の軌跡上の点Ａ　　、Ｂ　　及び０２の
各位置が判らなければならない。以下、これについて説
明する。

まず、ワーク上面における加工軌跡１　．９４を、それ
ぞれワーク下面における加工軌跡ｇ１゜ｇ２からテーパ
オフセット量ｔ１及びｔ２だけ離れた位置に求める。そ
して、直線ｆ１１とｇ２の延長線上及び直線ｇ３とｇ４
の延長線上において各々の間で交点計算を行い、交点Ｐ
　　、Ｐ　　を求める。交点Ｐ、Ｐ２が求まれば、交点
Ｐ１から交点Ｐ２へ向かうベクトルＰＩＰ２を用い、点
Ａ２゜Ｂ２，０　をそれぞれ点Ａ　　、Ｂ　　、０　　
からべクトルＰＩＰ２に平行にかつそのスカラー量だけ
離れた位置に求めることができる。このようにしてワー
ク上面の軌跡上の点Ａ　　、Ｂ　　、Ｏを求めれば、ワ
ーク上下面での円弧軌跡ｃ　　、ｃ　　は同一の半径「
となり、さらに、円弧開始角αと円弧開き角βもワーク
上下面で同一となる。このことを次に説明する。

０１０２はベクトルＰＩＰ２と同一であるので、四角形
Ａ１Ａ２０゜０、は平行四辺形となり、ベクトルＯｒ　
Ａ　１とベクトル０２　Ａ　２は同一ベクトルとなる。

同様に四角形８１Ｂ２０゜０□も平行０゜Ｂ２は同一ベ
クトルとなる。すなわち、円弧軌跡Ｃ及びＣ２の円弧開
始角αはワーク上下面■ で相等しく、また円弧開き角βもワーク上下面で等しい
。さらに、ワーク上下面軌跡の上方及び下方に位置する
上下のワイヤガイド２．５の円弧移動軌跡も円弧軌跡ｃ
　、Ｃ２と全く同じ軌跡とな■ る。

上述のようにすれば、ワーク上下面の円弧軌跡Ｃ１＋　
　Ｃ２が同一となり、第３図に示すような上下間−Ｒテ
ーパ加工が実現される。

なお、上記実施例では、コーナの円弧部が２つの直線部
に非接円形状で挾まれている場合につぃて説明したが、
この２つの直線部は、その延長線上において交点Ｐ　　
、Ｐ　　が求まる限り直線に限定されるものではなく、
曲線であってもよい（この場合においては、曲線の両端
を結ぶ直線の延長線上に上記の交点Ｐ　　、Ｐ　　を求
めることができる）。もちろん円弧部は接円形状であっ
てもよく、実施例のように凸円形状だけでなく凹円形状
に対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施例では、ワークの上下面において円弧軌
跡が同一になる場合を説明したが、ワーク上下面の高さ
を上下ワイヤガイド間の任意の高さに置き換えても本発
明を適用でき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に
置いて説明したが、この基準はワーク上面であってもよ
いことはいうまでもない。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、２つの加工部に挾まれた
円弧部が接円形状の場合だけでなく非接円形状の場合で
あっても、両論工部のワーク上下面における延長線上の
各交点を結ぶベクトルを用いて、テーパオフセット量だ
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
めることができるので、しかも該円弧軌跡上の加工速度
が一定となるので、上下間−Ｒテーパ加工を簡単かつ高
精度に実現することができるという効果がある。この結
果、部品加工分野等においてワイヤカット放電加工の適
用範囲が大いに拡大することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による加工軌跡を示す説明図
、第２図は第１図の図形要素を抽出した説明図、第３図
（ａ）〜（ｃ）はこの実施例による上下間−Ｒテーパ加
工の加工形状を示す外観図、第４図は従来のワイヤカッ
ト放電加工装置の構成図、第５図（ａ）〜（ｃ）及び第
６図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の円錐台状テーパ加
工及び上下間−Ｒテーパ加工の加工形状を示す外観図、
第７図はテーパ加工時のワーク断面形状を表す図、第８
図は従来の上下向−Ｒテーパ加工方法による加工軌跡を
示す説明図である。１・・・ワイヤ１０・・・ワーク２０・・・第１直線部２１・・・円弧部２２・・・第２直線部ｇｌ・・・ワーク下面における第１直線軌跡Ｃ１・・・
ワーク下面における円弧軌跡ｇ２・・・ワーク下面にお
ける第２直線軌跡ｇ３・・・ワーク上面における第１直
線軌跡Ｃ２・・・ワーク上面における円弧軌跡ｇ４・・
・ワーク上面における第２直線軌跡Ｐ　・・・ワーク下
面の各直線軌跡Ｎ　　、ｉｔ２間の交点Ｐ　・・・ワーク上面の各直線軌跡、ｐ　　、ｐ４間の
交点Ａ　・・・直線軌跡ｇ１の終点または円弧軌跡■ Ｃ１の始点Ａ　・・・直線軌跡ｆ１３の終点または円弧軌跡Ｃ２の
始点Ｂ１・・・円弧軌跡ｃ１の終点または直線軌跡ｇ２の始
点Ｂ２・・・円弧軌跡ｃ２の終点または直線軌跡ｇ４の始
点なお、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】ワイヤを傾斜させてワークに第１加工部から円弧部を経
由して第２加工部をテーパ加工するワイヤカット放電加
工方法において、ワークの上面または下面の一方の面における前記第１加
工部及び第２加工部の加工軌跡の延長線上に交点Ｐ＿１
を求め、この第１及び第２の加工軌跡からワイヤ傾斜角
とワークの板厚に対応する量（テーパオフセット量）だ
け離れた位置にワークの他方の面における第１及び第２
の加工軌跡をそれぞれ求め、前記他方の面における第１
及び第２の加工軌跡の延長線上に交点Ｐ＿２を求め、前
記交点Ｐ＿１からＰ＿２へ向かうベクトル▲数式、化学
式、表等があります▼に平行にかつそのスカラー量だけ
前記ワークの一方面上の円弧軌跡から離れた位置に前記
ワークの他方面上の円弧軌跡を求め、これら両面におけ
る円弧軌跡の各始点及び各終点を各々対応させ、ワイヤ
が両円弧軌跡の各円弧始点に同時に達するまでは、ワイ
ヤを徐々に傾斜させながら前記第１加工部を加工し、次
いでワイヤが両円弧軌跡の各円弧終点に達するまでワー
クの上面と下面とで同一軌跡を描くようにして前記円弧
部を加工し、その後、ワイヤを徐々に傾斜させながら前
記第２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。