JPH06320342A - Wire cut electric discharge machining method - Google Patents
Wire cut electric discharge machining methodInfo
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- JPH06320342A JPH06320342A JP15305493A JP15305493A JPH06320342A JP H06320342 A JPH06320342 A JP H06320342A JP 15305493 A JP15305493 A JP 15305493A JP 15305493 A JP15305493 A JP 15305493A JP H06320342 A JPH06320342 A JP H06320342A
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Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤカット放電加工
方法、特に該ワイヤカット放電加工による最終仕上げ加
工により優れた面粗さの、又さらに、鏡面状の光沢のあ
る仕上げ面を得る改良された加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種のワイヤカット放電加工は、
一対の間隔を置いて配置したガイド間に所定の状態に張
架したワイヤ電極を軸方向に更新送り移動せしめつつ前
記軸方向と略直角方向から被加工体を微小間隙を介して
相対向せしめ、該間隙に加工液を供給介在させた状態で
両者間に間歇的な電圧パルスを印加し発生する放電パル
スにより加工を行ない、前記ワイヤ電極と被加工体間に
前記直角方向の平面上における所定の加工輪郭線形状に
沿う相対的加工送りを与えることにより、被加工体の切
断、切抜き等の加工を行なうものである。
【0003】この様なワイヤカット放電加工方法によ
り、各種の金型や部材、及び部品等を加工して仕上げる
には、まず前記のワイヤカット放電加工を、加工する被
加工体の材質、板厚、及び加工の目的等に応じて、ワイ
ヤ電極の材質、線径、加工部張架付与張力、及び更新送
り速度等を選択、設定し、又同様に加工液の種類、性
状、及び特に電気伝導度、さらには加工液の噴射、浸漬
等の供給介在方式及びその加工条件等を選択、設定する
とともに、加工送り速度やサーボ制御等の加工送り条
件、及び加工のための電圧又は放電パルスの電圧値、放
電パルス幅、休止幅、及び放電電流振幅等の電気的加工
条件を選択、設定し、前記ワイヤ電極と被加工体間の所
定の加工輪郭線形状にから所定量オフセットした軌跡沿
う加工送りを数値制御装置により制御しつつ与えて最初
の加工溝を加工形成するファーストカット(通常荒加
工)を行なう。次に該ファーストカット加工後、前記の
各種の設定加工条件を所定のセカンドカット(中加工)
加工条件に設定を切換えるとともに、加工送り経路の所
定加工輪郭線形状に対するオフセットを切換設定して加
工を行ない、次いで次段加工工程のサードカット加工に
順次移行するが如く、通常は前記ファーストカット加工
(荒加工)から、中加工、中仕上げ加工、仕上げ加工、
及び最終仕上げ加工の如く、3〜7工程の加工により被
加工体を所定の寸法精度、及び面粗さに仕上げるもので
ある(例えば、特開昭57−102724号公報、特開
平1−45523号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
の種のワイヤカット放電加工方法によれば、細心の注意
を払い、かつ充分な安全度を見込み、そして時間を掛け
た加工とすることにより、加工面粗度約1.5〜3.0
μmRmax前後又はそれ以内で、加工精度約±2〜5
μm前後程度の加工が行なえるものの、そのためにはか
なりの経験と熟練とを要する相当困難な加工であった。
【0005】又、上記のような高精度の精密製品及び部
品等に於いては、面粗度向上のため、あるいは更に精度
向上のために、上記ワイヤカット放電加工後に多大の手
間と時間及び熟練を要する磨き加工を必要とする場合が
多く、コスト高となっていた。
【0006】本発明は、かかる点に鑑みて発明されたも
ので、上記最終加工工程の磨き加工を実質上殆ど必要と
しない、従来例以上に格段に優れた鏡面ないしは鏡面状
の光沢のある仕上げ面を、加工精度を損なうことなく、
比較的容易に、かつ従来に比べて極めて短時間に、又従
来鏡面状加工処理が困難とされていた板厚数10mm以
上の広い加工面積の被加工体に対しても短時間で、かつ
確実に上記鏡面ないし鏡面状の光沢面に加工仕上げする
ことができるワイヤカット放電加工方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的及び課題は、
(1)一対の間隔を置いて配置したガイド間に所定の状
態に張架したワイヤ電極を軸方向に更新送り移動せしめ
つつ前記軸方向と略直角方向から被加工体を微小間隙を
介して相対向せしめ、該間隙に加工液を供給介在させた
状態で両者間に間歇的な電圧パルスを印加し発生する放
電パルスにより加工を行ない、前記ワイヤ電極と被加工
体間に前記直角方向の平面上における所定の加工成形す
べき輪郭線形状に沿う相対的加工送りを与えるワイヤカ
ット放電加工において、前記のワイヤカット放電加工
を、加工する被加工体の材質、板厚、及び加工の目的等
に応じて選択設定された加工条件で、前記被加工体に前
記所定の輪郭線から所定量オフセットした軌跡に沿って
最初の加工溝を加工形成するファーストカット加工工程
と、前記ファーストカット加工後、前記設定条件を所定
のセカンドカット、及びサードカット等の一加工工程以
上の各加工工程の加工条件に順次切換えて前記被加工体
の加工面の加工面粗度がより小さな所定値になるまで加
工工程を追って順次に加工処理する中仕上げ加工工程
と、前記加工条件を所定の加工条件に切換えるととも
に、加工間隙に供給介在せしめる加工液を粉末を混入し
た油系加工液に切換え、更に前記所定の輪郭線形状に対
する相対的なワイヤ電極のオフセット値を前記前の中仕
上げ加工工程の最終加工工程におけるオフセット値より
所定量増大設定するとともに、加工中の加工間隙平均電
圧が前記前の中仕上げ加工工程のそれよりも充分高くな
るように加工送りを制御して加工を行なう最終仕上げ加
工工程とから成る加工方法、(2)上記(1)の加工方
法において、前記ファーストカット加工工程で加工間隙
に供給介在せしめられる加工液に純水系の水系加工液を
使用するとともに、前記中仕上げ加工工程以後の加工液
を油系加工液に切換えて加工するようにした加工方法、
(3)上記(1)、(2)又は(3)の加工方法におい
て、前記中仕上げ加工工程で加工間隙に供給介在せしめ
られる加工液として、油系放電加工液に粉末を混入した
加工液を用いるようにした加工方法、(4)上記
(1)、(2)又は(2)の加工方法において、前記中
仕上げ加工工程の順次の加工工程におけるワイヤ電極と
被加工体間の前記所定の輪郭線形状に対する相対的なオ
フセット値を加工条件切換毎に順次に小さく又はほぼ同
一に設定して上記順次の加工工程の加工を行なうように
した加工方法、(5)上記(1)、(2)、(3)又は
(4)の加工方法において、前記最終仕上げ加工工程に
おける電圧パルス印加放電回路に所定値のインダクタン
スが直列に挿入されるように放電回路を切換えて加工す
るようにした加工方法、(6)上記(1)、(2)、
(3)、(4)又は(5)の加工方法において、前記最
終仕上げ加工工程において切換え使用される油系放電加
工液が炭化水素系放電加工液に粒径が5μmφ未満で、
平均粒径が0.1μmφ以上の大きさの硅素粉末を重量
百分比で0.5%以上5%未満含有させた加工方法、
(7)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)又
は(6)の加工方法において、前記最終仕上げ加工工程
における加工が、前記所定の加工輪郭線形状に沿う前記
増大オフセット軌跡上を少なくとも2工程以上加工送り
されるカット加工であって、前記被加工体の板厚に応じ
て加工工程数が増大せしめらて行われるようにした加工
方法、(8)上記(1)、(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)又は(7)の加工方法において、前記最
終仕上げ加工工程における設定加工条件中、前記間隙印
加電圧パルスの無負荷電圧を、前記前の中仕上げ加工工
程における設定無負荷電圧よりも充分高い値に設定して
行なうようにした加工方法、(9)上記(1)、
(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)又は
(8)の加工方法において、前記最終仕上げ加工工程に
おける設定加工条件中、前記間隙印加電圧パルスのパル
ス幅を前記前の中仕上げ加工工程の最終加工工程に於け
るパルス幅よりも大きく設定するとともに、デューティ
ファクタを60%以上95%以下に選定して加工するよ
うにした加工方法、(10)上記(1)、(2)、
(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)又は
(9)の加工方法において、前記最終仕上げ加工工程に
おける加工送りの制御は、加工間隙の平均電圧が、前記
間隙印加電圧パルスの無負荷電圧の70%以上、大凡8
0から90%前後に維持されるように制御しつつ加工す
るようにした加工方法、とすることにより達成すること
ができる。
【0008】
【作用】ワイヤカット放電加工としては従来最も通常の
態様及び条件で加工が実行される第1工程のファースト
カット加工工程後に、第2加工工程として好ましくは加
工液として通常の炭化水素系の油系放電加工液を使用し
てセカンドカット、及びサードカット等の一加工工程以
上の一連の加工を行なう中仕上げ加工工程により、10
μmRmaxより面粗度の小さい1桁台のμmRmax
オーダーの所定面粗度に迄前記ファーストカット加工面
を仕上げた後、該仕上げ加工面に例えば特開平2−83
119号公報や特開平3−277421号公報に記載の
如き粉末混入放電加工を、ワイヤカット放電加工に特有
な条件とともにに設定して適用する、即ち電圧パルス等
の設定加工条件を特有な条件に切換えるとともに、加工
液を大凡所定粒径の硅素等の粉末を所定割合混合した油
系放電加工液に切換えて加工間隙に供給介在させて最終
仕上げ加工をするようにし、そしてこの最終仕上げ加工
の実施に際しては、加工液が加工間隙を広くする粉末混
入加工液に切換えられていることから、所定の輪郭線を
越える過剰加工とならないようにワイヤ電極のオフセッ
ト値を前記前の中仕上げ加工工程の最終加工工程の際の
オフセット値より所定量増大設定して加工を行なうよう
にするとともに、その加工を加工中の加工間隙平均電圧
が前記前の中仕上げ加工工程のそれよりも充分高い値、
例えば加工間隙に印加する加工電圧パルスの無負荷電圧
の少なくとも70%以上、大凡80〜90%又はそれ以
上の値を保ちつつ加工が行われるように加工送りを制御
しつつ行なうようにすることにより、板厚の薄い被加工
体から厚いものまで、板厚の増大に応じて上記最終加工
工程の加工処理回数を増大させることにより、熟練を要
せず誰でも確実に、かつ短時間で、例えば特開昭62−
24916号公報その他で言う表面層とほぼ同等の表面
を形成し、加工面を所望の鏡面ないし鏡面状の光沢面に
仕上げることができる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明のワイヤカット放電加工方法
を実施する装置の実施例説明図で、1はXYクロステー
ブル2上に載置された加工槽、3は加工槽1中で図示し
ない載物台によりXYクロステーブルに連結保持された
被加工体、4は前記加工槽1中で通常鉛直方向に所定の
間隔を置いて相対向配置した一対の加工液噴射ノズルを
兼用するガイドブロック本体5、6中の位置決めガイド
5a、6a間に所定の状態に張架されたワイヤ電極で、
図示しないワイヤ電極の貯蔵、供給、回収機構、及び張
力付与機構により軸方向に更新送り移動せしめられ、前
記ガイド5a、6a間のワイヤ電極4に軸方向と略直角
方向から各X及びY軸駆動モータ7、8により送り駆動
される前記クロステーブル2より送り移動される被加工
体3と微小な放電加工間隙を介して相対向せしめられ
る。
【0010】9は、副電源10とともに設けられる主加
工用のFET等のオンオフスイッチング素子を有するパ
ルス電源で、その出力は切換器11を介して前記被加工
体3とガイドブロック本体5、6内の給電子5b、6b
を介してワイヤ電極4との間に、図示しない極性切換器
を介し、通常は被加工体3を正極、ワイヤ電極4を負極
とする所謂正極性に接続され、被加工体3とワイヤ電極
4間に無負荷電圧(Vn)、電圧パルスのパルス幅(τ
ON)、休止幅(τOFF)、及び該電圧パルスに基づ
いて発生する放電パルスの電流振幅(IP)とが制御装
置12からの信号により加工電源切換手段13を介して
各所定値に切換設定が可能な間歇的な電圧パルスが印加
供給される。なお、副電源10は、短いパルス幅で無抵
抗回路により、主電源放電パルスの電流振幅を加工量増
大のために著増させるパルス電源、及び短絡電流が小さ
い値に制限された比較的高電圧の直流電源で、間隙で放
電又は短絡が発生すると電圧印加が遮断される(短絡遮
断付の)間隙状態検出、間隙長拡大、及び瞬滅放電によ
る微細加工用の副電源(2)の両方又は一方である。
【0011】14は、所定値に切換設定が可能なインダ
クタンス線輪で、前記切換器11により前記加工用電源
9、10からの間隙印加電圧パルスの放電回路に直列に
挿脱可能に設けられ、該線輪14の挿設時には、主とし
て前記電圧パルスに基づく放電電流の立上がりを押さえ
て放電の衝撃力を低減させるとともに、電圧パルスのゲ
ート信号終了による放電パルスの終了切れを遅延させて
放電パルス幅を増大させる。
【0012】20はワイヤ電極4と被加工体3間の放電
加工間隙の放電状態を検出する検出装置で、前記制御装
置12に加工条件制御や送り制御等の制御信号を供給す
る。
【0013】15は、前記X軸及びY軸駆動モータ7、
8を作動させることにより前記被加工体3とワイヤ電極
4間に前記直角方向の平面上に於ける所定のプログラム
等された輪郭線形状に沿う相対的な加工送りを前記制御
装置12の制御の下に実行するNC制御装置で、後述す
るワイヤカット放電加工の順次複数の加工工程、及びそ
の各加工工程毎に各種所望の加工送り速度やそのオーバ
ライド値等を設定できるとともに、同様にワイヤ電極4
と被加工体3間の前記所定の加工成形すべき輪郭線形状
に対する相対的なオフセット値を順次の加工工程毎に予
め設定しておいて実行させることができる。
【0014】5c及び6cは、ワイヤ電極4に沿い、被
加工体3の両側又は所望の一方から加工液を噴出する上
下の加工液噴出ノズルである。5d及6dは、ガイドブ
ロック本体5、6の各内部をノズル5c、6cのある加
工液噴出側と、ガイド5a、6aと給電子5b、6bを
収納するキャビティ側とにワイヤ電極挿通部を除き仕切
る仕切壁で、必要に応じて前記仕切の開閉操作が可能な
ように構成される。
【0015】そして、ワイヤカット放電加工時の放電加
工間隙への加工液の供給介在の態様としては、前記加工
槽1中へ加工液を供給充填し、少なくとも加工間隙部分
が充填加工液中に浸漬された状態とするとともに、加工
槽1中の加工液を後述する必要に応じ温度制御装置を有
する加工液供給装置との間で循環流動させながら加工を
行なう態様、そしてさらにこれにプラスして、加工槽1
中を流動する液と同一又は異なる異種加工液を上下のノ
ズル5c、6cの両方又は一方から噴出、又は一方から
噴出させ他方から吸引させながら加工を行なう態様、そ
して加工槽1中に加工液等が溜まらない状態としておい
て、上下のノズル5c、6cの一方又は両方から加工液
を噴出、又は一方から噴出させ他方から吸引させながら
加工を行なう態様がある。
【0016】16は、本発明のワイヤカット放電加工に
おいて、被加工体3を最初に加工する時、即ち所望に応
じて選択設定された加工条件で、前記所望の加工成形す
べき輪郭線から所定量ワイヤ電極4を相対的にオフセッ
トした軌跡に沿って最初の加工溝を加工成形するファー
ストカット加工(通常高速荒加工)工程の際に使用する
加工液の循環供給装置である。又、17は前記ファース
トカット加工の終了後、前記設定加工条件を所定のセカ
ンドカット及びサードカット等の一加工工程以上の各加
工工程の加工条件に順次に切換えて前記被加工体の加工
面粗度がより小さな、少なくとも5〜6μmRmax前
後程度又はそれ以下の所定値になるまで加工工程を追っ
て順次に加工処理する中仕上げ加工工程の際に使用する
加工液の循環供給装置である。そして18は、上記中仕
上げ加工工程の終了後、前記加工条件を本発明特有の加
工条件に切換えるとともに、加工間隙に供給介在させる
加工液を硅素等の粉末を混入した油系放電加工液に切り
換え、さらに前記所定の輪郭線形状に対する相対的なワ
イヤ電極のオフセット値を前記前の中仕上げ加工工程の
最終加工工程のオフセット値より所定量増大設定すると
ともに、加工中の加工間隙平均電圧が前記前の中仕上げ
加工工程のそれよりも充分高くなるように加工送りを制
御して加工を行なう最終仕上げ加工工程の際に、前記粉
末を混入した油系放電加工液を供給する装置である。
【0017】これらの各加工液供給装置16、17、及
び18は前記制御装置12からの目的等に応じて作成さ
れているプログラム等の制御信号により、各加工工程毎
に加工液切換手段19を介して切換え使用される。な
お、図において、16a、17a、18aは、各加工液
供給装置の清浄液槽、16b,17b、18bは同じく
汚濁液槽、16c、16d、16e、17c、17d、
18c及び18dは各ポンプ、16f、16g、17
f、17g、18f及び18gは各開閉弁、16h、1
7h及び18hはフィルタ、16iはイオン交換樹脂装
置、17i及び17jは絞り弁、17kは流量調整弁、
18iは逆洗フィルタ、18j及び18kは各開閉弁、
又1aは開閉弁、5e及び6eは流量調節弁で、以下に
上述3段階の各加工工程に関して説明する。
【0018】まず第1加工工程のファーストカット加工
工程に際しては、加工液供給装置16が制御装置12及
び加工液切換手段19により切換稼動状態となされ、加
工が行われる。その際に、該ファーストカット加工工程
は全体としての加工効率上、加工精度や加工進行等に格
別影響しない範囲で、より高速かつ短い時間で加工を終
了することが望ましいため、加工液として最も普通には
比抵抗値x×104Ωcm前後程度の純水系の加工液が
使用されることが多いが、加工の目的等によっては上記
純水系の加工液に各種の添加物を添加した水系加工液を
使用したり、あるいは硅素粒、炭素粒、アルミニウム
粒、鉄粉粒等を混合した水系又は油系放電加工液、ある
いは加工時間の方は設定する電圧パルス等の電気的加工
条件によりある程度補うこととして油系放電加工液を使
用すること等もあるが、ここでは上記純水系加工液を使
用する場合を説明する。
【0O19】清浄液槽16aには、フィルタ16hによ
って加工屑や異物が除かれ、イオン交換樹脂装置16i
によってイオン等を除去し、電気伝導度(比抵抗値)が
所定値に調整された純水系加工液が管理貯留されてお
り、ポンプ16c、開閉弁16f及び上下ノズル5c、
6cの各流量調整弁5e、6eを介して加工部に噴出供
給せしめられ、加工に供された加工液は加工槽1から開
閉弁16gを介して汚濁液槽16bへ回収され、フィル
タ16h回路のポンプ16dにより再生循環せしめられ
る。なお、加工精度や加工の目的、あるいは使用する加
工液が可燃性の場合等に加工槽1に加工液を満たして所
謂液中浸漬加工とする場合には開閉弁1aを開き、加工
槽1に加工液を充填するものである。
【0020】而して、この場合は前述の如く、高速・荒
加工に相当するものであるから、電源9、10の出力と
被加工体3とワイヤ電極4との放電加工間隙間の放電回
路中に放電電流波形を歪ませるインダクタンス成分や、
電流振幅を減少させる抵抗成分等も少ないほうがよいわ
けであるから、図示しない安全抵抗等を除くほか、前記
切換器11はインダクタンス14を放電回路から除外す
るように切換えて加工が行われるものである。
【0021】この時の加工と加工条件の例を以下の通り
示す。
〔実験例1〕
(ファーストカット設定加工条件)
被加工体
材質 SKD−11
板厚 20mm
ワイヤ電極
材質 4:6黄銅
線径 0.20mmφ
付与張力 1.2kgf
更新送り速度 6.0m/min
加工液
材質 純水
比抵抗 5×104Ωcm
ノズル
口径(上下) 各6mmφ
吐出流量(上下) 各6l/min
主電源
無負荷電圧 80V
電圧パルス 極性:正極性
オン時間(τON) 1μS
オフ時間(τOFF) 15μS
電流振幅(IP) 12A
副電源(主電源の電圧パルスに同期印加するもの)
無負荷電圧 265V
電圧パルス
オン時間(τON) 1μS
オフ時間(τOFF) 15μS
電流振幅(ip) 800A
加工送り速度 約5mm/min
サーボ電圧(平均加工電圧)約35V
オフセット量 約180μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電流約9.8A
で、設定送り速度の約80%で加工が行なわれ、加工面
粗度が約18〜20μmRmaxであった。
【0022】次に前述した中仕上げ加工工程と言ってい
る加工工程により、そしてこれが加工液に純水系の加工
液を使用する場合は3加工工程前後、加工液に油系の加
工液を使用する場合は4〜5加工工程前後の加工工程を
順次行なうことにより、最終的に加工面粗さを好ましく
は約4〜6μmRmax前後程度、そして特別念入りに
加工工程を多数回繰り返した場合で約1.5〜3μmR
max程度までに仕上げているものである。
【0023】以下上記中仕上げ加工工程で、加工液とし
て油系放電加工液を用いた場合につき説明すると、上記
加工液供給装置16の稼動を停止し、油系放電加工液を
収納供給する加工液供給装置17を稼動させる。なお、
ここ及び本明細書で油系(放電)加工液とは、形彫や穿
孔放電加工で慣用の第四類第三石油類の炭化水素油、即
ちケロシン又は白灯油と言われるもので、引火点を下げ
たりするための僅かな添加物等があるものである。該供
給装置17の稼動状態は、前述した供給装置16の場合
とほぼ同様であるが、周知のように純水系でないため、
イオン交換樹脂装置を必要としない。ただし、加工液と
して可燃性であるため、加工槽1に油系放電加工液を満
たし、被加工体3とワイヤ電極4との放電加工間隙が加
工液中にあるような所謂浸漬状態として加工を行なわせ
る必要がある。又、この加工工程では、絞り弁17iは
閉塞したままで良く、上下の各ノズル5c、6cからは
比較的少量の加工液が噴射されるように流量調整弁5
e,6eが調整される。
【0024】以下に油系放電加工液使用の中仕上げ加工
工程(2〜5次加工)の各順次に切換設定された加工条
件等を記載し説明する。なお、以下の各加工工程の加工
条件の記載は、前述したファーストカットの設定加工条
件又はその直前の加工工程と相違する点についてのみ記
載することとする。
(セカンドカット設定加工条件)
加工液
材質 炭化水素油(第四類第三石油
類)
密度 約0.790g/cm
引火点 約100℃
動粘度 約2.2cSt
供給圧力(上下) 各0.5kgf
ノズル
吐出流量(上下) 各1l/min
主電源
電圧パルス
オン時間(τON) 1μS
電流振幅(IP) 20A
副電源
無負荷電圧 100V
電圧パルス
オン時間(τon) 0.5μS
電流振幅(ip) 300A
副電源(2)(間隙での放電開始を検出し遮断される短
絡遮断付直流電源)
電圧 150V
短絡電流 0.3A
加工送り速度 約3〜4mm/min
サーボ電圧(平均加工電圧)約110V
オフセット量 約120μm
(以上以外の設定加工条件は、前述ファーストカット加
工の場合と同一である)
以上の設定加工条件によれば、平均加工電流約0.4A
でセカンドカット加工が行なわれ、加工面粗度が約15
〜18μmRmaxになった。なお、このセカンドカッ
ト加工工程は、ほぼより正確な形状出し、さらには寸法
出しの加工工程である。
【0025】(サードカット設定加工条件)
主電源
電圧パルス(τON) 1μS
電流振幅 (IP) 12A
副電源
無負荷電圧 80V
電圧パルス
オン時間(τon) 0.2μS
電流振幅(ip) 60A
加工送り速度 5.5〜6.5mm/mi
n
サーボ電圧 115V
オフセット量 110μm
(以上以外の設定加工条件は、前述セカンドカット加工
の場合と同一である)
以上の設定加工条件によれば、平均加工電流約0.3A
でサードカットが行なわれ、加工面粗度が約12〜15
μmRmaxになった。
【0026】(フォースカット設定加工条件)
主電源
電圧パルス
オン時間(τON) 0.5μS
オフ時間(τOFF) 5.5μS
電流振幅(IP) 12A
加工送り速度 5.5〜6.5mm/mi
n
サーボ電圧 120V
オフセット量 106μm
(以上以外の設定加工条件は、前述セカンドカット加工
の場合と同一である)
以上の設定加工条件によれば、平均加工電流約0.2A
という微細放電加工が行なわれ、加工面粗度が約9〜1
2μmRmaxになった。
【0027】(フィフスカット設定加工条件)
主電源
電圧パルス
オフ時間(τOFF) 3μS
電流振幅(IP) 2.4A
加工送り速度 7.5〜8.5mm/mi
n
サーボ電圧 115V
オフセット量 103μm
(以上以外の設定加工条件は、前述フォースカット加工
の場合と同一である)
以上の設定加工条件によれば、平均加工電流約0.1A
という微細放電加工が行なわれ、加工面粗度が約7〜9
μmRmaxになった。即ち、加工面粗度μmRmax
が、ほぼ確実に1桁台に仕上がった訳である。
【0028】従来のワイヤカット放電加工方法では、上
記のフィフスカットまでで最終仕上げ加工を終了してい
た。もっとも、上記フォースカットやフィフスカットを
それぞれ適宜複数回エッジだれを防止するか、だれの発
生が小さい範囲で繰り返すことによりさらなる加工面粗
度の改善の試みも行われたが、加工面粗度の改善にはオ
フセット値が小さく、間隙も小さいところから、細心の
注意を要するかなり長時間の処理加工で、又その加工面
は微細な梨地面であるところから、面粗さのわりには光
沢も少なく、又所謂鏡面ないし鏡面状と言えるものでは
なく、上記加工面粗度と同一程度の面粗さのものの鏡面
ないし鏡面状のものよりも、合成樹脂の射出成形型を構
成した場合、成型品の型離れが悪いなどの欠点もあっ
た。
【0029】よって本発明は、ここでは前述のフィフス
カットまでの中仕上げ加工工程の加工により、加工面粗
さをμmRmaxの1桁台にまで仕上げた被加工体に対
し、以下に説明する最終仕上げ加工工程の加工を施し
て、目的とする鏡面ないし鏡面状加工処理をして目的を
達成しようとするもので、上述した中仕上げ加工工程用
の加工液供給装置17は、後述するように当該供給装置
の加工液をガイドブロック本体5、6の各ガイド5a、
6aと各給電子5b、6bを収納するキャビティ側に供
給する絞り弁17i及び流量調整弁17kの回路を生か
して、その他は閉塞ないしは停止し、前述した各種の硅
素(Si)、炭素(グラファイト、C)、鉄(Fe)、
アルミニウム(Al)、銅(Cu)、炭化硅素(Si
C)、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、
又は酸化硅素(SiO2)等の粉末、大凡5μmφの大
きさを上回らない0.1μmφ以上の大きさの平均粒径
が数μmφ前後程度のものを、重量百分比で0.5%以
上5%未満含有する前記炭化水素系の油系放電加工液を
収納供給する加工液供給装置18を稼動させる。
【0030】該供給装置18の稼動状態は、前記供給装
置17の場合とほぼ同様であるが、前述のように粉末が
添加混合されているので、それらの沈降堆積を防止する
ために、図示してはいないが必要に応じて適宜の撹拌装
置が清浄液槽18aの中に設けられるものである。そし
てこのような撹拌装置等は、加工槽1内における最終仕
上げ加工が前述した浸漬加工の場合には、加工槽1内の
粉末混入加工液に対しても、加工中及び回収時における
堆積等の防止のために設けられるものであり、汚濁液槽
18bと清浄液槽18a間のフィルタ18kは混入粉末
を選択的に通過させるか、加工屑をほぼ選択的に捕集す
る機能を有するもの等が用いられる。
【0031】供給装置18から同供給装置17へ逆洗フ
ィルタ18iを介して油系放電加工液を移送する回路
は、前記絞り弁17i及び流量調整弁17kからガイド
ブロック本体5、6の前記キャビティ部に供給され、供
給装置18からガイドブロック本体5。、6の各ノズル
5c、6cに供給された粉末混入油系放電加工液が、前
記キャビティ側に侵入してガイド5a、6a及び給電子
5b,6bに付着、狭着等し汚染及び故障させることが
ないように供給されているものであり、これが加工槽1
のドレーンから供給粉末混入油系放電加工液とともに供
給装置18の汚濁液槽18bに戻るように設けられてい
るもので、その際、混入粉末は、フィルタ18iで捕集
し、適宜開閉弁18kの操作により捕集粉末を清浄液槽
18aに戻すように操作されるものである。
【0032】よって、粉末混入油系放電加工液は、適宜
加工槽1に満たされ、攪拌された状態で、又、各ノズル
5c、6cからワイヤ電極4に沿って加工間隙に強制的
に供給介在させられた状態で、鏡面ないし鏡面状仕上げ
のための最終仕上げ加工工程の加工が実行されることに
なる。
【0033】上記中仕上げ加工工程で、フィフスカット
加工したサンブルをさらに加工面粗度を向上(約7〜9
μmRmax→5〜7μmRmax)させるために、下
記のごとき粉末混入油系放電加工液による補充加工を行
なった。なお、下記の設定加工条件中に記載されていな
い条件は、前述したファーストカット加工又はセカンド
カット加工の条件と同一である。
【0034】(補充加工1)
加工液 油系放電加工液中浸漬加工
添加混合粉末 多結晶シリコン
平均粒径 約2〜3μmφ
添加量 1.5重量%
ノズル
吐出流量(上下) 各0.5l/min
主電源
無負荷電圧 80V
電圧パルス
オン時間(τON) 0.5μS
オフ時間(τOFF) 5μS
電流振幅(IP) 12A
副電源(2)
(電圧150V、短絡電流0.3A、前述短絡遮断付直
流電源)
加工送り速度 約20mm/min
サーボ電圧 80V
オフセット量 約110μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約100V
で加工移動速度約6.5mm/min、かつ平均加工電
流約0.2Aで加工が行なわれ、さらに補充加工(2)
として、上記補充加工(1)を主電源の電圧パルス電流
振幅(IP)=4Aに切換えたほかは同一の設定条件
で、平均加工電圧が約120V、加工移動速度約7.2
mm/min、及び平均加工電流約0.2Aで加工し、
加工面粗度は約6〜6.5μRmaxまで仕上げた。
【0035】以上の補充加工をした被加工体に対し、以
下の設定加工条件での最終仕上げ加工を行ない、後述す
る光沢のある鏡面状加工面及び所謂鏡面加工面を得た。
なお、以下に記す設定加工条件中に記載されていない条
件は、前述補充加工(1)又は(2)の条件と同一であ
る。
(鏡面加工第1工程設定条件)
主電源
電圧パルス 極性:正極性
オン時間(τON) 4.5μS
オフ時間(τOFF) 0.5μS
電流振幅(IP) 0.8A
副電源(2)(短絡遮断付き直流電源)
無負荷電圧 250V
短絡電流 0.5A
加工送り速度 約20mm/min
オフセット量 145μm
以上の設定加工条件で、平均加工電圧約210V、加工
移動速度約7.2mm/min、平均加工電流約0.2
Aで2回加工する。
【0036】さらに、鏡面加工の第2工程として、上記
第1工程の設定条件中、その一部を
主電源
オン時間(τOFF) 1.5μS
電流振幅(IP) 2.4A
加工送り速度 約40mm/min
と切換設定したほかは同一として、平均加工電圧約21
0V、平均加工電流約0.2Aで、加工移動速度が約3
7mm/minとなって加工処理が行なわれ、この加工
を10回繰り返すことにより光沢のある鏡面状とするこ
とができた。そしてその加工面粗度は約3.5μmRm
axであった。
【0037】なお、上記最終仕上げ加工工程の第2工程
における第1工程よりも高速の加工移動速度は、被加工
体の上下面エッジや加工面の凸状角部等の形状精度維持
のためであって、鏡面加工処理のための絶対条件ではな
く、凸状角部はその前後において加工速度を増大させる
ようにすれば、上記よりも低速の加工移動速度で、かつ
少ない加工処理回数で、目的とする鏡面状とすることが
できるようである。
【0038】又、上記第1工程と第2工程及び各加工工
程における複数回の加工は、加工処理する被加工体が数
mm以上と板厚が大きくなると、鏡面化のための加工面
の下地調整と、板厚全面の加工処理のために必要となる
もので、したがって、逆に板厚が10mm程度又はそれ
以下の数mm程度の被加工体の場合には、1回又は数回
程度の加工処理で目的とする鏡面状とすることができる
ことが判った。
【0039】そしていずれにしても、上述鏡面状加工処
理のための最終仕上げ加工工程の第1及び第2工程の各
種設定加工条件及び加工制御の態様は、前述共通条件の
多い補充加工(1)及び(2)の場合、あるいはその前
の粉末混入加工でないフォース及びフィフスカットの場
合とも、大幅に異なっており、かつその相違点は鏡面状
加工処理のために欠かせないものである。即ち、上記最
終鏡面加工工程における平均加工電流(約0.2A)
と、その前の補充加工やフォース及びフィフスカット加
工の際のそれとは、ほぼ同一値に近いものであるが、電
圧パルスについてみると、パルスのオン時間(τON)
は前者が10倍近く大きく、オフ時間(τOFF)は逆
に10分の1くらい小さく、したがってデューティファ
クタは90%と大きく、電流振幅(IP)は小さい設定
となっている。
【0040】間隙への印加無負荷電圧は、主電源のそれ
は両者同一であるが、副電源(2)のそれは前者の方が
高く設定され、そしてオフセット量も補充加工や中仕上
げのフォース及びフィフスカット加工では、無放電の間
隙が約3〜10μm前後という極微細値となるような設
定であるのに対し、上記実験例の場合、無放電時の間隙
値で約45μmという大きな値に増大設定替えされると
ともに、加工間隙の平均電圧が上記印加無負荷電圧の約
85%に近い値を保つように送りを制御し、ワイヤ電極
と被加工体加工面間の放電が両者間の直接放電ではな
く、加工液に分散浮遊して介在する粉末を介しての放電
となるようにして、従来の仕上げ加工の梨地面に対して
鏡面状処理加工ができるようになされている。
【0041】そしてさらに、本発明者の実験によれば、
上記最終仕上げ加工工程の鏡面加工第1工程と第2工程
において、前述図示説明したように放電回路を切り替え
て意インダクタンスコイル(約0.8mmφの線20本
を直径250mmφに10回巻いた約20μH)を直列
に挿入し、その他は前述と同一の条件として加工したと
ころ、所謂光沢のある鏡面に仕上り、加工面粗さは約
2.5μmRmaxとなった。
【0042】これは、コイルの挿入によって、前述粉末
を介する放電電流の立上がりと切れがなだらかとなって
加工面に作用する衝撃的な作用が弱まることと、放電発
生時に主電源の電圧パルスの複数個が繋がった状態とな
る放電の発生が多くなり、そして当該放電がオン時間の
短い瞬滅放電のように局部の一点に集中的に作用するの
ではなく、その周りに広がって移動し、水平方向に広が
った大きな盆状の放電痕を形成することによるものと思
われる。なお、上述の記載は及び本明細書においては、
鏡面状及び鏡面とは、加工面に平行なレーザ光線を照射
した時の所謂反射率が約30%以上約50%までを鏡面
状と言い、約50%越えた場合、特に約70%になった
場合を鏡面と言うものである。
【0043】上述の実験例は、ファーストカット加工工
程においてワイヤカット放電加工では最も慣用の純水系
の加工液を用い、セカンドカット等の中仕上げ加工工程
においてはワイヤカット放電加工の際の精密加工とか焼
結体のWC−Co等の超硬合金の加工の際に用いられる
ことのある形彫や穿孔放電加工では慣用の炭化水素系の
油系加工液を用い、そして該中仕上げ加工の加工時間短
縮と加工処理の容易化のために、中仕上げ加工工程の仕
上げとして上記油系加工液に粉末を添加混合した粉末混
合加工液を使用した補充加工をするようにしたが、前述
のようにこの中仕上げ加工工程は、加工条件や加工処理
の態様が前工程の加工とは大幅に異なる鏡面又は鏡面状
の加工処理をする最終仕上げ加工工程の準備として行わ
れるもので、したがってこの中仕上げ加工工程に使用す
る加工液は油系加工液を全工程にわたって使用しても、
又逆に加工能率向上のために全工程にわたり粉末混入油
系加工液を使用するようにしても良い。
【0044】又、加工のより単純化及び効率化のため、
上記中仕上げの全加工工程を純水系加工液を使用するよ
うにしても、上記最終仕上げ加工工程の加工処理によっ
て鏡面状加工面を得ることはできるが、その加工面の性
状及び最終仕上げ加工工程の加工が容易かつ確実に行わ
れるように、該最終仕上げ加工工程の直前の中仕上げ加
工工程の終りの1〜2の加工工程は油系加工液を用い、
油系加工液使用の加工面に仕上げておく方が好ましいよ
うである。そして又、上記超硬合金等の電解腐食の防止
やその他の加工目的等によっては、上記ファーストカッ
ト加工工程から油系加工液又は粉末混入油系加工液を使
用することがあることは当然である。
【0045】そして、各加工工程における所定の加工成
形すべき輪郭線形状に対する設定オフセット量は、ファ
ーストカット加工工程において、通常最大の大きな値に
設定されることは当然である。そして上記オフセット量
は、セカンドカット等の中仕上げ加工工程においては、
通常順次に小さく、又前の加工工程よりも次の加工工程
においてほぼ同一又は同一に設定されることはあっても
大きく設定されることはなく、加工面は所定の面粗さ及
び寸法に順次に仕上げられていくもので、加工放電中の
間隙長は測定していないのでその間隙長は不明である
が、このことは加工液として粉末混入加工液を使用した
場合には、前述補充加工(1)及び(2)の如くフォー
ス及びフィフスカットの場合より大きく設定されること
があるものの、面粗さと寸法を仕上げる目的の加工をし
ている限りにおいてはほぼ同様で、本発明の鏡面ないし
鏡面状加工処理のための最終仕上げ加工工程のように、
前の中仕上げ加工工程より著しく大きなオフセット量に
設定されることは従来なかったものと考えられる。
【0046】本発明の加工実験においては、前述の通
り、放電回路へのインダクタンス線輪の挿入が有効であ
ったが、これは加工用パルス電源として、従来ワイヤカ
ット放電加工用に有効かつ必要と考えられていた約0.
5〜5μS程度の短いオン時間、及びできるだけ電流立
上がり特性の鋭く高いことを考慮して製作されている電
源を使用に供したことなどが原因していると思われる節
もあり、したがって放電電流波形等が大幅に設定変更が
自由なパルス電源を用いれば、それ程大きなインダクタ
ンス線輪の使用は必要としない可能性がある。しかし、
該インダクタンス線輪が放電電流の立上がりや切れ等の
波形制御や放電の途中切れ防止等に有効なことは事実で
あり、又パルス電源をさらに1種付設等して高価となる
ことを考慮すれば、リアクタンス値を可変設定可能に付
設するだけで目的を達するインダクタンス線輪の使用は
有用なものである。
【0047】油系加工液に混入する粉末としては、多結
晶シリコンやSiC、SiO2、SiN4等の硅素含有
粉末がもっとも好ましいようであるが、グラファイトや
カーボン粉末、タングステン粉末、鉄又は鋳鉄粉、アル
ミニウム粉末等もある程度鏡面状の加工面を形成するこ
とができることから使用可能である。その粉末の大きさ
は、使用するワイヤ電極が太くても約0.35mmφ程
度以下の、約0.2mmφ程度の太さのものが中心とな
るが、特に精密加工では約0.05〜0.1mmφ前後
程度のものを使用するところから、そして大きな寸法の
粉末の使用は端部や角部を消耗させて形状崩れを生じさ
せることから、大きくても5μmφよりも小さく、約
0.1〜0.3μmφ以上、好ましくは約0.3〜0.
5μmφ以上で約1〜2μmφ程度のものを混入するこ
とが良いようで、添加混合量は従来この種の粉末混入加
工液の場合とほぼ同様、重量百分比で0.3〜5%、好
ましくは約0.5〜3%とするのが良い。
【0048】電気的加工条件としては、平均加工電流
は、従来の最終仕上げ加工の場合と同等の値であるが、
電圧パルスのオン時間(τON)は著しく大きく、そし
てオフ時間(τOFF)はワイヤ電極が切れない限りで
きるだけ小さい値に設定し、放電が発生した際には、イ
ンダクタンス線輪挿設の影響から、複数パルスが連続す
るような低電流のアークに近い放電が生じているのでは
ないかと思われる。そして、間隙(オフセット量)が大
きく設定制御されているところから、間隙に高い電圧を
印加する必要があるものの、混入された粉末を介する放
電がより多く確実に行なわれ、被加工体の加工面とワイ
ヤ電極表面間の間隙加工液を介する直接的な放電は少な
く、表面を除去するよりも粉末を介する放電による粉末
の加工面への飛翔溶着や合金化等により鏡面状光沢面の
形成を行なっているものと考えられる。また、加工制御
の態様として、加工間隙の平均加工電圧を間隙印加無負
荷電圧の約80〜90%前後の高い値に保ちつつ加工を
行なうことが必要だが、これは上述のような条件での加
工による結果か、又は電源等の特性によるものかは未だ
に判然とは判っていない。
【0049】そして、この最終仕上げ加工工程の設定加
工条件や加工の制御の態様等は、被加工体の種類や板厚
等によってあまり大きく変わることはなく、したがって
板厚の小さい被加工体に対しては、1回又は少ない回数
で迅速に鏡面状の面に仕上げることができるのに対し、
板厚が大きいものに対しては、ほぼ比例的に回数を増や
して加工処理をする必要があることが確かめられた。
【0050】このような鏡面ないし鏡面状加工は、まっ
たく同一とは言えないものの、WC−Co焼結超硬合金
の加工処理にも適用して効果がある。
【0051】以下に、上述の実験例とは異なる条件の本
発明の実験例を上げておく。
〔実験例2〕ワイヤ電極としてタングステンを用い、被
加工体の板厚が薄く、ファーストカット加工工程より油
系加工液を用いて加工した例。
被加工体
材質 SKD−61
板厚 2.0mm
ワイヤ電極
材質 タングステン
線径 0.05mmφ
付与張力 500gf
更新送り速度 4m/min
(ファーストカット設定加工条件)
加工液 油系放電加工液浸漬加工
ノズル
口径(上下) 6mmφ
吐出流量(上下) 各6l/min
主電源
無負荷電圧 80V
電圧パルス
オン時間(τON) 2μS
オフ時間(τOFF) 11μS
電流振幅(IP) 2.4A
副電源(2)(短絡遮断付直流電源)
無負荷電圧 150V
短絡電流 0.15A
間隙コンデンサ 0.01μF
サーボ電圧 95V
加工送り速度 Imm/min
オフセット量 45μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約105
V、平均加工電流約0.07A、加工移動速度0.8m
m/minの加工となった。
【0052】(セカンドカット設定加工条件)ただし、
上記ファーストカットと異なる条件のみ記載する。
ワイヤ電極
更新速度 6m/min
加工液
性質 多結晶シリコン粉添加油系加工
液
粉末添加量 1.5重量%
添加粉末平均粒径 2μmφ
ノズル
吐出流量(上下) 噴流なし(加工槽内加工液の攪
拌)
主電源
電圧パルス
オン時間(τON) 0.5μS
オフ時間(τOFF) 5μS
電流振幅(IP) 4A
間隙コンデンサ 使用せず
サーボ電圧 100V
加工送り速度 20mm/min
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約113
V、平均加工電流約0.07A、加工移動速度約7mm
/minの加工となった。
【0053】(サードカット設定加工条件)ただし、上
記セカンドカット相違する条件についてのみ記載する。
サーボ電圧 90V
以上設定加工条件によれば、平均加工電圧約123V、
平均加工電流約0.05Aで、加工移動速度約7.4m
m/minの加工となり、加工面は約5μmRmaxに
仕上がった。
【0054】(鏡面加工設定条件)ただし、上記セカン
ドカットと相違する条件についてのみ記載する。
ワイヤ電極
更新速度 4mm/min
主電源
電圧パルス 極性:正極性
オン時間(τON) 4.5μS
オフ時間(τOFF) 1.5μS
電流振幅(IP) 2.4A
副電源(2)(短絡遮断付直流電源)
無負荷電圧 250V
短絡電流 0.25A
サーボ電圧 200V
オフセット量 70μm
以上の設定加工条件により、平均加工電圧約240V、
平均加工電流約0.05Aで、加工移動速度約7.2m
m/minで表面処理加工が行なわれ、加工処理2回で
充分光沢のある鏡面に仕上がり、加工面粗さ約2.5〜
3μmRmaxとなった。
【0055】〔実験例3〕(超合金の加工例)
被加工体
材質 WC−3%Co
板厚 50mm
ワイヤ電極
材質 黄銅
線径 0.2mmφ
付与張力 1.28kgf
更新送り速度 6m/min
(ファーストカット設定加工条件)
加工液
材質 純水
比抵抗 5×104Ωcm
ノズル
口径(上下) 6mmφ
吐出流量(上下) 6l/min
主電源
無負荷電圧 270V
電圧パルス
オン時間(τON) 2.5μS
オフ時間(τOFF) 6.5μS
電流振幅(IP) 12A
副電源
無負荷電圧 270V
電圧パルス
オン時間(τon) 0.5μS(主パルスの後縁
に終了を一致)
電流振幅(IP) 250A
サーボ電圧 33V
加工送り速度 7.5mm/min
オフセット量 170μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約50V、
平均加工電流約4Aで、加工移動速度約0.5mm/m
inの加工となった。
【0056】(セカンドカット設定加工条件)ただし、
上記ファーストカット設定加工条件と相違する条件のみ
記載する。
加工液
性質 多結晶シリコン粉末添加油系加
工液浸漬加工
粉末添加量 1.5重量%
添加粉末平均粒径 2μmφ
ノズル
吐出流量(上下) 噴流なし(加工槽内加工液の攪
拌)
主電源
電圧パルス
無負荷電圧 120V
オフ時間(τOFF) 11μS
副電源
電圧パルス
電流振幅(ip) 200A
副電源(2)(短絡遮断付直流電源)
無負荷電圧 150V
短絡電流 0.15A
サーボ電圧 75V
加工送り速度 20mm/min
オフセット量 112μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約85V、
平均加工電流約0.7Aで、加工移動速度約2.6mm
/minの加工となった。
【0057】(サードカット設定加工条件)ただし、上
記セカンドカット設定加工条件と相違する条件のみ記載
する。
主電源
電圧パルス
オン時間(τON) 2μS
オフ時間(τOFF) 5.5μS
サーボ電圧 90V
オフセット量 110μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約100
V、平均加工電流約0.4Aで、加工移動速度約6mm
/minの加工となった。
【0058】(フォースカット設定加工条件)ただし、
上記サードカット設定加工条件と相違する条件のみ記載
する。
主電源
無負荷電圧 100V
電圧パルス
オン時間(τON) 1μS
オフ時間(τOFF) 5μS
オフセット量 110μm
以上の設定加工条件で、平均加工電圧約100V、平均
加工電流約0.2Aで、加工移動速度約6mm/min
の加工となった。
【0059】(フィフスカット設定加工条件)ただし、
上記フォースカット設定加工条件と相違する条件のみ記
載する。
主電源
無負荷電圧 80V
電圧パルス
オン時間(τON) 0.5μS
オフセット量 110μm
以上の設定加工条件による加工の状態は上述したフォー
スカット加工の場合とほぼ同一であった。
【0060】(シックスカット設定加工条件)ただし、
上記フィフスカット設定加工条件と相違する条件のみ記
載する。
主電源
電圧パルス
電流振幅(IP) 4A
副電源 副電源(2)のみ使用
オフセット量 110μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約103
V、平均加工電流約0.06Aで、加工移動速度約7m
m/minの加工となり、加工面粗度は約4.5μmR
maxに仕上がった。
【0061】(鏡面加工設定条件)ただし、上記シック
スカット設定加工条件と相違する条件のみ記載する。
主電源
電圧パルス 極性:正極性
オン時間(τON) 4.5μS
オフ時間(τOFF) 0.5μS
副電源(2)(短絡遮断付直流電源)
無負荷電圧 250V
短絡電流 0.5A
挿入インダクタンス線輪 20μH(放電回路に直列
に挿入)
オフセット量 150μm
以上の設定加工条件によれば、平均加工電圧約220
V、平均加工電流約0.2Aで、加工移動速度約7.2
mm/minの加工となり、この加工を加工面に対し3
回繰り返すことにより、加工面は鏡面状の光沢面に仕上
がり、加工面粗度は約3.5μmRmxとなった。
【0062】以上のように、本発明の加工方法における
最終仕上げ加工工程の鏡面加工の設定加工条件は、サー
ボ制御条件等の一部を除く、特に電気的な電圧パルスの
オン時間(τON)、オフ時間(τOFF)、及びその
選択設定に伴う電圧パルスのデューティファクタと放電
電流振幅(IP)から見ると、主として総型電極を使用
する通常の形彫、穿孔放電加工における電極無消耗ない
しは低消耗の仕上げ加工領域の設定加工条件に近似する
ところから、前述各実験例の鏡面加工処理を電圧印加極
性のみを切換えた逆極性加工としたところでは、鏡面状
に近いものの、充分光沢ある状態には仕上がらず、該加
工条件のさらなる探索が必要と思惟された。
【0063】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のワイヤカ
ット放電加工方法によれば、従来加工方法により大凡所
定の寸法精度と加工面粗度が1桁台の大凡4〜6μmR
maxに仕上げられた加工面に対して、加工液として油
系放電加工液を使用する粉末混入放電加工を最終仕上げ
加工として適用する際し、特定の加工条件を設定すると
ともに、特定の態様の加工状態で加工処理することによ
り、前記加工面を短時間で加工面粗さが同等程度ないし
は改善し、かつ鏡面ないしは鏡面状の光沢面に仕上げる
ことができ、手間を要する磨き加工を必要としない加工
処理をすることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to wire cut electric discharge machining.
Method, especially final finishing by wire-cut electrical discharge machining
It has excellent surface roughness due to machining, and also has a mirror-like luster.
And an improved processing method for obtaining a finished surface. [0002] Conventionally, this type of wire-cut electric discharge machining is
Place the guides in a specified state between a pair of spaced guides.
While moving the suspended wire electrode in the axial direction,
From the direction substantially perpendicular to the axis direction, through the work piece with a minute gap
In the state that they are opposed to each other and the machining fluid is supplied to the gap.
A discharge pulse generated by applying an intermittent voltage pulse between them.
Between the wire electrode and the work piece
In the predetermined machining contour shape on the plane of the right angle direction
Along the relative machining feed
Processing such as cutting and cutting is performed. According to such a wire cut electric discharge machining method
Process and finish various molds, members, parts, etc.
First, the wire-cut electric discharge machining described above
Depending on the material of the work piece, the plate thickness, the purpose of the work, etc.
Electrode material, wire diameter, tension applied to the processed part tension, and renewal
The speed and other factors can be selected and set.
Shape, and especially electrical conductivity, and further spraying and dipping of working fluid
Select and set the supply intervention method such as
At the same time, the machining feed rate such as machining feed speed and servo control
Conditions, and the voltage value for processing or the voltage value of the discharge pulse,
Electrical processing of electric pulse width, pause width, discharge current amplitude, etc.
Select and set the conditions and place between the wire electrode and the work piece.
A certain machining contour line shape is offset by a specified amount along the trajectory.
It is the first to give a machining feed while controlling it by a numerical controller.
First cut to process and form the machining groove of
Work). Next, after the first cut processing,
Predetermined second cut of various set processing conditions (medium processing)
While changing the setting to the processing condition,
The offset for the constant machining contour line shape is switched and added.
Work, then for the third cut processing in the next processing step
Usually, the above-mentioned first cut processing is performed so that it will be transferred sequentially.
From (rough machining) to medium machining, semi-finishing machining, finishing machining,
And, like the final finishing process, the process of 3 to 7 steps
For finishing the processed body to the specified dimensional accuracy and surface roughness.
(For example, JP-A-57-102724,
(See Japanese Patent Publication No. 1-454523). However, the conventional method
According to the kind of wire cut electrical discharge machining method, pay close attention
Pay enough time, and expect a sufficient degree of safety, and take time
The processed surface roughness is about 1.5-3.0
Machining accuracy of about ± 2 to 5 before or after μmRmax
Although it is possible to process around μm, for that purpose
It was a fairly difficult process that required considerable experience and skill. In addition, the high precision precision products and parts as described above.
For products, etc., to improve surface roughness or to improve accuracy
For improvement, a great deal of work is required after the above wire-cut electric discharge machining.
There are cases where polishing processing that requires time, time and skill is required.
Many were expensive. The present invention has been made in view of the above points.
Therefore, the polishing process of the above final processing step is practically necessary.
No mirror surface or mirror surface that is far superior to conventional examples
The glossy finished surface of the
Relatively easily and in a significantly shorter time than before, and
Plate thickness of 10 mm or less, which has been difficult to perform mirror-like processing
Even for a workpiece with a large processing area above, in a short time, and
Make sure to finish the mirror surface or the mirror-like glossy surface.
To provide a wire-cut electrical discharge machining method capable of performing
With the goal. The above objects and problems are as follows.
(1) Predetermined shape between a pair of guides arranged with a gap.
The wire electrode stretched in a stationary state is updated and moved in the axial direction.
At the same time, make a small gap in the work piece from a direction substantially perpendicular to the axial direction.
To face each other with the machining liquid supplied to the gap.
In this state, an intermittent voltage pulse is applied between the two
Processed by electric pulse and processed with the wire electrode
Predetermined work forming on the plane in the perpendicular direction between the bodies
Wire cutter that provides relative machining feed along the power contour shape
In wire-cut EDM, the wire-cut EDM described above
The material to be processed, the plate thickness, the purpose of processing, etc.
Depending on the processing conditions selected and set according to
Along a trajectory that is offset by a specified amount from a specified contour line
First-cut machining process to machine and form the first machining groove
And, after the first cut processing, the setting condition is set to a predetermined value.
More than one processing step such as second cut and third cut
The workpiece to be processed is sequentially switched to the processing conditions of the above respective processing steps.
The machined surface roughness of the
Semi-finishing process that sequentially processes the process.
And switching the above processing conditions to predetermined processing conditions
In addition, mix the powder with the machining liquid that will be supplied to the machining gap.
Switch to the oil-based machining fluid, and match the prescribed contour line shape.
The relative wire electrode offset value
From the offset value in the final processing of the lifting processing
Increase the specified amount and set the average value of the machining gap during machining.
The pressure is much higher than that of the previous semi-finishing process.
To control the machining feed so that final machining is performed.
(2) The processing method of (1) above
Method, the processing gap in the first cut processing step
A pure water-based machining fluid is added to the machining fluid supplied to the
Working liquid after the above-mentioned intermediate finishing process
Processing method that switches to oil-based processing liquid for processing
(3) In the processing method of (1), (2) or (3) above
Supply in the machining gap in the above-mentioned intermediate finishing process.
As a machining fluid to be used, powder was mixed with oil-based electric discharge machining fluid.
A processing method using a processing liquid, (4) above
In the processing method of (1), (2) or (2), the above
With wire electrodes in the finishing process
A relative offset between the workpieces and the predetermined contour line shape.
The fset value is made smaller or almost the same every time the machining conditions are changed.
Set to one so that the above sequential processing steps can be performed.
Processing method, (5) above (1), (2), (3) or
In the processing method of (4), in the final finishing process step
In the voltage pulse application discharge circuit in the inductor of a predetermined value
Switch the discharge circuit so that it is inserted in series.
Processing method, (6) above (1), (2),
In the processing method of (3), (4) or (5), the maximum
Oil-based electric discharge processing used for switching in the final finishing process
The working fluid is a hydrocarbon-based electric discharge machining fluid with a particle size of less than 5 μmφ,
Weigh silicon powder with an average particle size of 0.1 μmφ or more
A processing method containing 0.5% or more and less than 5% by percentage,
(7) The above (1), (2), (3), (4), (5) or
In the processing method of (6), the final finishing step
The machining in is in line with the predetermined machining contour line shape.
Machining feed of at least two processes on the increased offset trajectory
It is a cut process that depends on the plate thickness of the workpiece.
Processing that increases the number of processing steps
Method, (8) above (1), (2), (3), (4),
In the processing method of (5), (6) or (7), the maximum
During the set machining conditions in the final finishing process, the gap mark
Apply the no-load voltage of the applied voltage pulse to the above-mentioned intermediate finishing
Set to a value that is sufficiently higher than the set no-load voltage
The processing method to be performed, (9) above (1),
(2), (3), (4), (5), (6), (7) or
In the processing method of (8), in the final finishing process step,
In the processing conditions set in
In the final processing step of the semi-finishing processing step before the above
The pulse width is set larger than the pulse width
Select a factor from 60% to 95% and process it.
Processing method, (10) above (1), (2),
(3), (4), (5), (6), (7), (8) or
In the processing method of (9), in the final finishing process step,
The control of the machining feed in the
70% or more of no-load voltage of gap applied voltage pulse, about 8
Machining while controlling so as to maintain around 0 to 90%
To achieve by adopting the processing method
You can The most conventional wire-cut electric discharge machining
First of the 1st process where processing is executed under the mode and conditions
After the cutting process, it is preferable to add as a second processing process.
A normal hydrocarbon oil-based electric discharge machining fluid is used as the working fluid.
More than one processing step such as second cut and third cut
10 by the semi-finishing process that performs the above series of processing
Single-digit μmRmax with surface roughness smaller than μmRmax
First cut processed surface up to the specified surface roughness of order
After finishing, the surface to be finished is, for example, disclosed in JP-A-2-83.
119 and JP-A-3-277421.
Powder-type electric discharge machining such as
Set with various conditions and apply, that is, voltage pulse etc.
The processing conditions can be changed to specific conditions and
An oil in which a liquid is mixed with a powder of silicon or the like having a predetermined particle size in a predetermined ratio.
Switch to the system electric discharge machining fluid and supply it to the machining gap to make it final
Be sure to do the finishing, and this final finishing
Process, the working fluid is mixed with powder to widen the working gap.
Since it has been switched to the injection liquid, the specified contour line
Offset the wire electrode to prevent excessive machining.
Value at the time of the final processing step of the previous semi-finishing processing step
Set a certain amount larger than the offset value to perform machining
And the machining gap average voltage during machining.
Is a value that is sufficiently higher than that of the previous semi-finishing process,
For example, the no-load voltage of the machining voltage pulse applied to the machining gap
70% or more, 80-90% or more
Control the machining feed so that machining is performed while maintaining the above value
By doing so, it is possible to process thin workpieces.
From the body up to the thick one, the above final processing according to the increase in plate thickness
Skills are required by increasing the number of processing operations in the process.
Without anyone, surely and in a short time, for example, JP-A-62-
Surface substantially equivalent to the surface layer referred to in Japanese Patent No. 24916
To make the processed surface a desired mirror surface or a mirror-like glossy surface.
Can be finished. FIG. 1 shows a wire-cut electric discharge machining method according to the present invention.
1 is an XY cross station. FIG.
Processing tank 3 mounted on the bull 2 is shown in the processing tank 1
Connected and held to the XY cross table by the no stage
The workpieces 4 are usually arranged in the processing tank 1 in a predetermined vertical direction.
A pair of machining fluid injection nozzles placed facing each other with a gap
Positioning guide in the guide block bodies 5 and 6 that are also used
With a wire electrode stretched in a predetermined state between 5a and 6a,
Storage, supply, recovery mechanism and tension of wire electrodes (not shown)
The force-applying mechanism causes the feed to move in the axial direction,
The wire electrode 4 between the guides 5a and 6a is substantially perpendicular to the axial direction.
Drive from each direction by the X and Y axis drive motors 7 and 8
Processed by being fed and moved from the cross table 2
It is made to face each other with a small electric discharge machining gap with the body 3.
It Reference numeral 9 is a main power supply provided together with the sub power supply 10.
A power supply that has an on / off switching element such as an industrial FET.
A loose power source, the output of which is processed by the switch 11
Power supply terminals 5b and 6b in the body 3 and the guide block bodies 5 and 6
Polarity switch (not shown) between the wire electrode 4 and
Normally, the work piece 3 is the positive electrode and the wire electrode 4 is the negative electrode.
And the work piece 3 and the wire electrode, which are connected in a so-called positive polarity.
No load voltage (Vn) between 4 and pulse width (τ
ON), pause width (τOFF), and based on the voltage pulse
The current amplitude (IP) of the generated discharge pulse is
Via the processing power source switching means 13 by the signal from the device 12.
Intermittent voltage pulse that can be set to each predetermined value is applied.
Supplied. The auxiliary power supply 10 has a short pulse width
The anti-circuit increases the current amplitude of the main power discharge pulse and increases the machining amount.
Pulse power supply to increase significantly due to large, and short circuit current is small
A relatively high voltage DC power supply limited to
When voltage or short circuit occurs, voltage application is cut off (short circuit cutoff).
Gap state detection (of disconnection), gap length expansion, and instantaneous discharge
One or both of the sub power supplies (2) for fine processing. Reference numeral 14 is an indexer that can be set to a predetermined value.
The power source for processing is a coiled wire with a changer 11.
In series with the discharge circuit of the gap applied voltage pulse from 9, 10
It is provided so that it can be inserted and removed, and is mainly used when the wire ring 14 is inserted.
Suppress the rise of discharge current based on the voltage pulse
Reduce the impact force of the discharge, and
Delay the end of discharge pulse due to the end of the
Increase the discharge pulse width. Reference numeral 20 is an electric discharge between the wire electrode 4 and the workpiece 3.
A detection device that detects the discharge state of the machining gap.
A control signal for processing condition control and feed control is supplied to the table 12.
It Reference numeral 15 denotes the X-axis and Y-axis drive motors 7,
8 is operated to operate the workpiece 3 and the wire electrode.
Predetermined program on the plane at right angles between 4
The above-mentioned control of relative machining feed along an equal contour line shape
An NC control device that is executed under the control of the device 12, and will be described later.
Multiple wire-cut electrical discharge machining processes
Each desired machining feed rate and its overrun
Ride value can be set and wire electrode 4
The contour line shape to be processed and formed between the workpiece 3 and the workpiece 3
The offset value relative to
Therefore, it can be set and executed. 5c and 6c extend along the wire electrode 4 and
On jetting the working liquid from both sides of the working body 3 or one of the desired ones
The lower working fluid jet nozzle. 5d and 6d are guides
Each of the lock bodies 5 and 6 is provided with nozzles 5c and 6c.
The working fluid ejection side, the guides 5a, 6a and the power supply terminals 5b, 6b
Partitioned with the cavity side to be stored except the wire electrode insertion part
The partition wall can be opened and closed as needed.
Is configured as follows. Then, the electric discharge processing at the time of wire cut electric discharge machining
As an aspect of the intervention of supplying the working liquid to the work gap, the above-mentioned working
Supply and fill the tank 1 with the machining liquid, and at least the machining gap
While being immersed in the filling processing liquid,
A temperature controller is provided for the machining fluid in tank 1 if necessary, as described below.
Machining while circulating and flowing with the machining fluid supply device
How to do it, and in addition to this, processing tank 1
A different type of working fluid that is the same as or different from the fluid that flows in the upper and lower
Spout from both or one of the cheats 5c and 6c, or from one
A mode in which processing is performed while ejecting and sucking from the other side,
The processing tank 1 should be kept in a state in which the processing liquid etc. does not accumulate.
Process liquid from one or both of the upper and lower nozzles 5c and 6c.
While ejecting, or ejecting from one and sucking from the other
There is a mode of processing. 16 is for wire-cut electric discharge machining of the present invention
At the time of first processing the workpiece 3, that is, if desired.
Under the processing conditions selected and set,
The wire electrode 4 is relatively offset from the contour line to be offset.
A fur that processes and forms the first machining groove along the traced path.
Used during strut processing (usually high-speed rough processing)
It is a circulating supply device for the working fluid. In addition, 17 is the firth
After finishing the cut processing, set the above processing conditions to the specified
Each processing of more than one processing process such as hand cut and third cut
Machining the workpiece by sequentially switching to the machining conditions of the machining process
Smaller surface roughness, at least 5-6 μm before Rmax
Follow the machining process until the specified value is reached to a later level or less.
Used during the semi-finishing process in which
It is a circulating supply device for the working fluid. And 18 is the above intermediate
After the finishing process is completed, the above-mentioned processing conditions are changed according to the present invention.
In addition to switching to the working conditions, supply intervenes in the machining gap
Cutting the machining fluid into oil-based electric discharge machining fluid mixed with powder such as silicon
In addition, relative work to the predetermined contour line shape is also performed.
The offset value of the ear electrode is
If you set a predetermined amount larger than the offset value of the final machining process
In both cases, the machining gap average voltage during machining is the same as before before.
Control the machining feed to be sufficiently higher than that of the machining process
In the final finishing process in which the
It is a device that supplies an oil-based electric discharge machining liquid mixed with powder. Each of these machining fluid supply devices 16, 17 and
And 18 are created according to the purpose from the control device 12, etc.
Depending on the control signal of the program etc. that is set, each machining process
It is used by switching through the working fluid switching means 19. Na
In the figure, 16a, 17a and 18a are the respective working fluids.
The cleaning liquid tank of the supply device, 16b, 17b and 18b are also the same.
Contaminated liquid tank, 16c, 16d, 16e, 17c, 17d,
18c and 18d are pumps, 16f, 16g, 17
f, 17g, 18f and 18g are on-off valves, 16h, 1
7h and 18h are filters, 16i is ion exchange resin equipment
, 17i and 17j are throttle valves, 17k is a flow control valve,
18i is a backwash filter, 18j and 18k are open / close valves,
Further, 1a is an opening / closing valve, 5e and 6e are flow rate adjusting valves.
Each processing step of the above three steps will be described. First, the first cutting process of the first processing step
During the process, the machining fluid supply device 16 and the control device 12 and
And the working fluid switching means 19 brings the switching operation state into operation.
Work is done. At that time, the first cut processing step
Is important in terms of processing accuracy, processing progress, etc. in terms of overall processing efficiency.
Machining can be completed faster and in a shorter time, as long as there is no effect.
Is most commonly used as a working fluid,
Specific resistance value x × 10 Four Pure water-based working fluid of around Ωcm
Often used, but depending on the purpose of processing, etc.
A water-based machining fluid with various additives added to a pure water-based machining fluid
Used or silicon grain, carbon grain, aluminum
Water-based or oil-based electrical discharge machining fluid mixed with particles, iron powder particles, etc.
Electric processing such as voltage pulse set for processing time
Oil-based electric discharge machining fluid is used to compensate to some extent depending on the conditions.
It may also be used, but here the pure water-based processing liquid is used.
The case of use will be described. The cleaning liquid tank 16a includes a filter 16h.
Ion exchange resin device 16i
Removes ions, etc., and electric conductivity (specific resistance value)
The pure water-based working fluid adjusted to the specified value is managed and stored.
Pump 16c, open / close valve 16f, and upper and lower nozzles 5c,
Jetting to the processing section via the flow rate adjusting valves 5e and 6e of 6c
The working fluid supplied and processed is opened from the processing tank 1.
It is collected in the polluted liquid tank 16b via the closing valve 16g,
Recycled by pump 16d of circuit 16h
It Note that the processing accuracy, the purpose of processing, and the processing
If the working fluid is flammable, fill the working tank 1 with the working fluid.
In the case of so-called liquid immersion processing, open the on-off valve 1a and process
The tank 1 is filled with the working liquid. Therefore, in this case, as described above,
Since it corresponds to processing, the output of the power supplies 9, 10
Electric discharge time between the electric discharge machining gap between the workpiece 3 and the wire electrode 4
Inductance component that distorts the discharge current waveform in the path,
It is better to reduce the resistance component that decreases the current amplitude.
The safety resistance, etc. not shown in the figure are excluded.
The switch 11 excludes the inductance 14 from the discharge circuit
The processing is performed by switching as described above. Examples of processing and processing conditions at this time are as follows.
Show. [Experimental Example 1] (Fast cut setting processing conditions) Workpiece material SKD-11 Plate thickness 20 mm Wire electrode material 4: 6 Brass wire diameter 0.20 mmφ Applied tension 1.2 kgf Renewal feed rate 6.0 m / min Working fluid material Pure water specific resistance 5 × 10 Four Ωcm Nozzle aperture (up and down) 6mmφ Discharge flow rate (up and down) 6l / min Main power source no-load voltage 80V Voltage pulse Polarity: Positive on-time (τ ON ) 1 μS Off time (τ OFF ) 15 μS Current amplitude (IP) 12 A Sub power supply (which is applied in synchronization with the voltage pulse of the main power supply) No load voltage 265 V Voltage pulse on time (τ ON ) 1 μS Off time (τ OFF ) 15 μS Current amplitude (ip) 800 A Machining feed rate approx. 5 mm / min Servo voltage (average machining voltage) approx. 35 V Offset amount approx. 180 μm According to the preset machining conditions, average machining current approx. 9.8 A
The processing is performed at about 80% of the set feed speed.
The roughness was about 18 to 20 μm Rmax. Next, the above-mentioned intermediate finishing step is called
Depending on the machining process, and this is a pure water based machining liquid
When using a liquid, add an oil system to the processing liquid before and after the three processing steps.
When using a working fluid, the processing steps before and after 4-5 processing steps
By performing sequentially, it is preferable to finally obtain the finished surface roughness.
Is around 4 to 6 μm Rmax, and with special care
Approximately 1.5 to 3 μmR when the machining process is repeated many times
It is finished up to about max. In the following, in the above-mentioned semi-finishing process step, a processing liquid is prepared.
The case of using an oil-based electrical discharge machining fluid will be described below.
The operation of the machining fluid supply device 16 was stopped, and the oil-based electric discharge machining fluid was supplied.
The processing liquid supply device 17 for storing and supplying is operated. In addition,
Here and in this specification, oil-based (electrical discharge) machining fluid is used for engraving and drilling.
Hydrocarbon oils of the 4th class and 3rd class petroleum, which are commonly used in hole electrical discharge machining,
Chikerosine or white kerosene is used to lower the flash point.
There are slight additives and so on. The companion
The operating state of the feeder 17 is the same as that of the feeder 16 described above.
It is almost the same as
No ion exchange resin equipment is required. However, with processing fluid
Since it is flammable, the machining tank 1 is filled with oil-based electric discharge machining fluid.
However, the electric discharge machining gap between the workpiece 3 and the wire electrode 4 is added.
Let the processing be performed in a so-called immersed state such as in the working fluid.
Need to Further, in this processing step, the throttle valve 17i
It is enough to remain closed, and from the upper and lower nozzles 5c and 6c,
Flow rate adjusting valve 5 so that a relatively small amount of machining fluid is injected
e, 6e are adjusted. [0024] The following is a semi-finishing process using oil-based electric discharge machining liquid
Processing strips that are set to be switched in sequence for each process (second to fifth machining)
Describe and describe the matters. In addition, the processing of each of the following processing steps
The conditions are described in the above-mentioned first-cut setting processing rule.
Only the points that differ from the process or the processing process immediately before it are described.
It will be posted. (Second cut setting processing conditions) Processing fluid material Hydrocarbon oil (Class 4 third oil)
Kind) Density about 0.790 g / cm Flash point about 100 ° C. Kinematic viscosity about 2.2 cSt Supply pressure (up and down) 0.5 kgf each Nozzle discharge flow (up and down) 1 l / min Main power voltage pulse on time (τ ON ) 1 μS Current amplitude (IP) 20 A Sub-source no-load voltage 100 V Voltage pulse on time (τ on ) 0.5 μS Current amplitude (ip) 300 A Sub power supply (2) (Short-circuited when detecting the start of discharge in the gap
DC power supply with envelope breaker) Voltage 150V Short circuit current 0.3A Machining feed rate approx. 3 to 4mm / min Servo voltage (average machining voltage) approx. 110V Offset amount approx. 120μm
According to the above set machining conditions, the average machining current is about 0.4A.
Second-cut processing is performed at, and the surface roughness is about 15
-18 μm Rmax. In addition, this second
The machining process produces almost more accurate shapes and moreover the dimensions
It is the processing step of the production. (Processing conditions for third cut setting) Main power supply voltage pulse (τ ON ) 1 μS Current amplitude (IP) 12A Sub power source no-load voltage 80V Voltage pulse on time (τ on ) 0.2 μS Current amplitude (ip) 60 A Machining feed rate 5.5-6.5 mm / mi
n Servo voltage 115V Offset amount 110 μm (Setting conditions other than the above are the second cut processing described above.
According to the above set machining conditions, the average machining current is about 0.3A.
The third surface is cut with a rough surface of about 12-15
It became μmRmax. (Force cut setting processing conditions) Main power supply voltage pulse on time (τ ON ) 0.5 μS Off time (τ OFF ) 5.5 μS Current amplitude (IP) 12 A Machining feed rate 5.5 to 6.5 mm / mi
n Servo voltage 120V Offset amount 106μm (Setting conditions other than the above are the second cut process described above.
According to the above set machining conditions, the average machining current is about 0.2 A.
Fine electrical discharge machining is performed and the machined surface roughness is about 9 to 1
It became 2 μm Rmax. (Fifth Cut Setting Processing Condition) Main Power Supply Voltage Pulse Off Time (τ OFF ) 3 μS Current amplitude (IP) 2.4 A Machining feed rate 7.5-8.5 mm / mi
n Servo voltage 115V Offset amount 103 μm (Other than the above, the setting processing conditions are the force cut processing described above.
According to the above set machining conditions, the average machining current is about 0.1 A.
Fine electric discharge machining is performed, and the surface roughness is about 7-9.
It became μmRmax. That is, the processed surface roughness μmRmax
However, it was almost certainly finished in the single digit range. In the conventional wire cut electric discharge machining method,
The final finishing process has been completed up to the fifth cut described above.
It was However, the above force cut and fifth cut
Prevent edge drooping multiple times, or
Surface roughness is further increased by repeating in a small range
Although an attempt was made to improve the surface roughness,
Since the fuzz value is small and the gap is small,
It is a very long processing that requires attention, and the processing surface
Is a fine matte surface, so light is used for surface roughness.
There are not so many, and what is called a mirror surface or mirror surface
Without, the mirror surface of the same surface roughness as the above surface roughness
Or, rather than a mirror surface type, a synthetic resin injection molding die is constructed.
If it is made, there is a defect that the molded product is not released from the mold well.
It was Therefore, the present invention is based on the above-mentioned Fifth
Roughness of the machined surface due to the finishing process until the cut
Suitable for workpieces that have been finished to a single digit of μmRmax
The final finishing process described below.
The desired mirror surface or mirror-like processing
To be achieved, for the above mentioned semi-finishing process
The working fluid supply device 17 of the
The machining fluid of each of the guides 5a of the guide block bodies 5 and 6,
6a and each of the power supply terminals 5b and 6b are provided on the cavity side.
Utilizing the circuit of the throttle valve 17i and the flow rate adjusting valve 17k for supplying
Then, the others are blocked or stopped, and the various types of
Elemental (Si), carbon (graphite, C), iron (Fe),
Aluminum (Al), copper (Cu), silicon carbide (Si
C), titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN),
Or silicon oxide (SiO Two ), Etc., powder of about 5 μmφ
Average particle size of 0.1 μmφ or more
Is about several μmφ, 0.5% or less by weight percentage
The above hydrocarbon-based oil-based electric discharge machining liquid containing less than 5%
The processing liquid supply device 18 for storing and supplying is operated. The operating state of the supply device 18 is the same as the above-mentioned supply device.
It is almost the same as in the case of No. 17, but the powder is
Prevents their sedimentation and deposition as they are added and mixed
In order to avoid the
The device is provided in the clean liquid tank 18a. That
A stirring device such as this is used for final finishing in the processing tank 1.
In the case where the raising process is the dipping process described above,
Even for powder-mixed working fluid during processing and during collection
It is provided to prevent accumulation, etc.
The filter 18k between the cleaning liquid tank 18a and the cleaning liquid tank 18a is a mixed powder.
To selectively pass through or to collect the processing waste almost selectively.
Those having the function of being used are used. From the supplying device 18 to the supplying device 17, backwashing is performed.
Circuit for transferring the oil-based electric discharge machining fluid through the filter 18i
Is a guide from the throttle valve 17i and the flow rate adjusting valve 17k.
It is supplied to the cavity of the block bodies 5 and 6 and supplied.
Feeder 18 to guide block body 5. , 6 nozzles
The powder-containing oil-based electric discharge machining liquid supplied to 5c and 6c
Enter the cavity side and enter the guides 5a, 6a and the power supply.
Contamination or failure due to sticking, narrowing, etc. on 5b and 6b
It is supplied so that it does not exist, and this is the processing tank 1.
Supply from the drain of
It is provided so as to return to the polluted liquid tank 18b of the feeder 18.
At that time, the mixed powder is collected by the filter 18i.
Then, by operating the open / close valve 18k as appropriate, the collected powder can be removed from the clean liquid tank.
It is operated so as to return to 18a. Therefore, the powder-containing oil-based electric discharge machining liquid is appropriately used.
Each nozzle is filled with the processing tank 1 and agitated.
Forced to the machining gap from 5c and 6c along the wire electrode 4
Mirror surface or mirror-like finish
That the final finishing machining process for
Become. Fifth cut in the above-mentioned intermediate finishing process
The processed surface of the processed sample is further improved (about 7-9
μmRmax → 5 to 7 μmRmax)
Replenishment processing with oil-based electric discharge machining fluid mixed with powder as described
became. In addition, it is not described in the following set processing conditions.
The first condition is the above-mentioned first cut processing or second
It is the same as the cutting condition. (Replenishing processing 1) Machining fluid Immersion machining in oil-based electric discharge machining fluid Mixed powder Polycrystalline silicon average particle diameter of about 2-3 μm φ Addition amount 1.5 wt% Nozzle discharge flow rate (up and down) 0.5 l / min each Main power no-load voltage 80V Voltage pulse on time (τ ON ) 0.5 μS Off time (τ OFF ) 5 μS Current amplitude (IP) 12 A Sub power supply (2) (Voltage 150 V, short circuit current 0.3 A, direct connection with short circuit interruption described above)
Current supply) Machining feed rate Approx. 20 mm / min Servo voltage 80 V Offset amount About 110 μm Under the set machining conditions above, average machining voltage about 100 V
With a processing movement speed of about 6.5 mm / min, and an average processing voltage
Processing is performed at a flow of about 0.2 A, and supplementary processing (2)
As the above supplementary processing (1), the voltage pulse current of the main power source
Same setting condition except switching to amplitude (IP) = 4A
Then, the average processing voltage is about 120V, and the processing movement speed is about 7.2.
Processing at mm / min and average processing current of about 0.2A,
The processed surface roughness was finished to about 6 to 6.5 μRmax. With respect to the work piece subjected to the above supplementary processing,
Perform the final finishing process under the set processing conditions below, and
A glossy mirror-finished surface and a so-called mirror-finished surface were obtained.
In addition, the conditions not described in the set processing conditions described below
The conditions are the same as the conditions of the above-mentioned supplementary processing (1) or (2).
It (Mirror finishing 1st process setting condition) Main power supply voltage pulse Polarity: Positive polarity ON time (τ ON ) 4.5 μS Off time (τ OFF ) 0.5 μS Current amplitude (IP) 0.8 A Sub power supply (2) (DC power supply with short-circuit interruption) No load voltage 250 V Short-circuit current 0.5 A Machining feed rate approx. 20 mm / min Offset amount 145 μm or more Average processing voltage of about 210V, processing
Moving speed of about 7.2 mm / min, average machining current of about 0.2
Process A twice. Further, as a second step of mirror finishing, the above
Of the setting conditions of the 1st process, part of the main power-on time (τ OFF ) 1.5 μS Current amplitude (IP) 2.4 A Machining feed rate Approximately 40 mm / min.
At 0 V, average machining current of about 0.2 A, machining movement speed of about 3
Processing is performed at 7 mm / min.
Repeat 10 times to obtain a glossy mirror surface.
I was able to. And the surface roughness is about 3.5 μmRm
It was ax. The second step of the final finishing step
The machining movement speed faster than the first process in
Maintains the shape accuracy of the upper and lower edges of the body and the convex corners of the machined surface
Is not an absolute requirement for mirror finishing.
The convex corner increases the machining speed before and after it.
By doing so, the machining movement speed is slower than the above, and
The desired mirror surface can be obtained with a small number of processing operations.
It seems possible. Further, the above-mentioned first step and second step and each processing
The number of workpieces to be processed in the multiple processing
If the plate thickness becomes larger than mm, the machined surface for mirror finishing
It is necessary to adjust the groundwork and process the entire plate thickness.
Therefore, on the contrary, the plate thickness is about 10 mm or so.
In the case of the following work piece of about several mm, once or several times
Can be made into the target mirror surface with a certain degree of processing
I knew that. In any case, the above-mentioned mirror-like processing is performed.
Each of the first and second steps of the final finishing process for processing
Seed setting processing conditions and processing control modes are
In the case of a lot of replenishment processing (1) and (2), or before that
For force and fifth cuts without powder mixing
In both cases, they are significantly different, and the difference is mirror-like
It is indispensable for processing. That is, the above
Average processing current (about 0.2A) in final mirror surface processing
And the preceding replenishment processing and force and fifth cut
Although it is close to the same value as that at the time of construction,
Looking at the pressure pulse, the on time of the pulse (τ ON )
The former is about 10 times larger and the off time (τ OFF ) Is the opposite
Is about 1/10 smaller than the
Kuta is as large as 90% and the current amplitude (IP) is small.
Has become. The no-load voltage applied to the gap is that of the main power supply.
Both are the same, but the one of the sub power source (2) is
Highly set and offset amount for replenishment processing and medium finishing
In the force and fifth cut of the barge, during non-discharge
The gap is about 3 to 10 μm.
However, in the case of the above experimental example, the gap during no discharge
When the setting is changed to a large value of about 45 μm
In both cases, the average voltage of the machining gap is about the above applied no-load voltage.
The feed is controlled so as to keep the value close to 85%, and the wire electrode
The discharge between the machined surface and the machined surface is not a direct discharge between the two.
Discharge through the powder that is dispersed and suspended in the working fluid.
As compared to the conventional finish pear surface
Mirror-like processing is possible. Further, according to the experiment of the present inventor,
Mirror finishing first step and second step of the final finishing step
In, switching the discharge circuit as described above
Inductance coil (20 wires of about 0.8 mmφ)
About 20μH, which is wound 10 times around a diameter of 250mmφ) in series
And processed under the same conditions as above.
The finished surface is a so-called glossy mirror surface, and the surface roughness is approximately
It became 2.5 μm Rmax. This is because the above-mentioned powder is obtained by inserting the coil.
The rise and break of the discharge current through the
If the shocking effect that acts on the machined surface is weakened,
At the time of life, multiple voltage pulses of the main power supply are connected.
Of the on-time
It acts like a short flashing discharge, concentrating on a local spot.
Instead, it spreads around it and moves horizontally
Probably due to the formation of a large basin-like discharge mark
Be seen. In addition, the above description and in the present specification,
A mirror surface and a mirror surface irradiate a laser beam parallel to the processed surface.
When the so-called reflectance is about 30% to about 50%, it is a mirror surface.
When it exceeds about 50%, it becomes about 70%
The case is called a mirror surface. The above-mentioned experimental example is the first cut processing
The most conventional pure water system in wire cut electrical discharge machining
Second finishing, such as second finishing, using the machining fluid of
Precision machining and calcination during wire cut electrical discharge machining
Used when processing cemented carbide such as WC-Co
Often used for hydrocarbon engraving and drilling EDM
Uses an oil-based processing liquid and shortens the processing time for the semi-finishing processing.
For finishing and facilitating the processing, the finishing process is finished.
As an example, a powder mixture obtained by adding and mixing powder to the above oil-based working fluid.
I tried to do replenishment processing using the compounding solution,
This semi-finishing process is like
The aspect of is significantly different from that of the previous process
Performed as a preparation for the final finishing process
Used in this semi-finishing process.
Even if an oil-based processing fluid is used throughout the entire process,
On the contrary, in order to improve processing efficiency, powder mixed oil is used throughout the entire process.
A system processing liquid may be used. Further, in order to make the processing simpler and more efficient,
Use pure water based processing fluid for all the above finishing steps.
Even so, by the processing of the final finishing process described above,
Although it is possible to obtain a mirror-finished surface by
Shape and final finishing process easy and reliable
As described above, the intermediate finishing process just before the final finishing process is performed.
At the end of the working process, the working process of 1-2 uses an oil-based working fluid,
It is better to finish the processed surface using oil-based processing liquid
It is. Also, prevention of electrolytic corrosion of the above cemented carbide
Depending on the processing purpose and other factors,
The oil-based processing liquid or powder-containing oil-based processing liquid is used from the
Of course, there are things to use. Then, a predetermined processing result in each processing step
The set offset amount for the contour line shape to be formed is
In the highest cutting process, usually the maximum value
Of course, it is set. And the offset amount
Is used in the intermediate finishing process such as second cut,
Normally smaller in sequence, and the next processing step is smaller than the previous processing step.
Even if they are set to be almost the same or the same
It is not set large, and the machined surface has a specified surface roughness and
And the dimensions are sequentially finished.
Since the gap length is not measured, the gap length is unknown
However, this is because powder-containing working fluid was used as the working fluid.
In some cases, it is necessary to use the four
Set larger than the case of the fist and cut
Although there is, it is processed for the purpose of finishing the surface roughness and dimensions.
It is almost the same as long as it is
Like the final finishing process for mirror-like processing,
Significantly larger offset than the previous semi-finishing process
It is considered that it has never been set. In the processing experiment of the present invention, the above-mentioned procedure was used.
Therefore, it is effective to insert an inductance coil into the discharge circuit.
However, this is a conventional wire power source for processing pulse power.
It was considered to be effective and necessary for the electrical discharge machining of about 0.
Short on-time of 5 to 5 μS and current as high as possible
Electrodes manufactured in consideration of sharp and high rising characteristics
Sections that may be due to the source being used
Therefore, the discharge current waveform, etc. can be changed significantly.
With a free pulsed power supply, such a large inductor
It may not be necessary to use a wire loop. But,
If the inductance loop has a rise or
It is a fact that it is effective for waveform control and prevention of discharge interruption.
Yes, and one more pulse power supply is attached, making it expensive.
Considering that, the reactance value can be set variably.
The use of an inductance coil that achieves its purpose simply by installing it
It is useful. The powder mixed in the oil-based processing liquid is
Crystalline silicon, SiC, SiO Two , SiN Four Silicon content such as
Powder seems to be the most preferable, but graphite and
Carbon powder, tungsten powder, iron or cast iron powder, aluminum
Minium powder can also form a mirror-finished surface to some extent.
It is possible because it can be used. The size of the powder
Is about 0.35 mmφ even if the wire electrode used is thick
Mainly those with a thickness of about 0.2 mmφ below
However, especially in precision machining, around 0.05 to 0.1 mmφ
From where to use the degree of
The use of powder causes the edges and corners to be consumed and the shape to collapse.
Therefore, even if it is large, it is smaller than 5 μmφ.
0.1 to 0.3 μmφ or more, preferably about 0.3 to 0.
Do not mix more than 5μmφ and about 1-2μmφ.
It seems that it is good to add and mix the amount of powder mixed with this kind of powder.
Almost the same as in the case of the working fluid, 0.3-5% by weight,
It is preferably about 0.5 to 3%. The electrical processing conditions include the average processing current.
Is the same value as in the case of conventional final finishing,
On time of voltage pulse (τ ON ) Is significantly larger and
Off time (τ OFF ) Is as long as the wire electrode is not broken
Set the value as small as possible, and
Due to the influence of the insertion of the inductance loop, multiple pulses are consecutive.
If a discharge close to a low current arc like
It seems to be there. And the gap (offset amount) is large
A high voltage is applied to the gap from where the setting is controlled.
Must be applied, but released through the entrained powder
Is more reliable, and the machined surface and wiper of the workpiece are
There is little direct discharge through the gap machining liquid between the electrode surfaces.
Powder by discharge through the powder rather than removing the surface
Of the mirror-like glossy surface by flight welding or alloying of the
It is thought to be forming. Also, processing control
As an example, the average machining voltage of the machining gap is
While maintaining a high value of about 80 to 90% of the load voltage
This needs to be done, but this is
Whether it is the result of engineering or the characteristics of the power supply, etc.
I'm not sure. Then, the setting of this final finishing process is added.
The type of work piece and the plate thickness depend on the working conditions and the control mode of processing.
It doesn't change much, and so
One or a small number of times for a thin work piece
While you can quickly finish to a mirror-like surface with,
For thick plates, the number of times increases almost proportionally.
It was confirmed that it was necessary to process it. Such a mirror surface or a mirror surface processing is straightforward.
Although not exactly the same, WC-Co sintered cemented carbide
It is also effective when applied to the processing. Below, the conditions of the book different from the above experimental example
The experimental examples of the invention are given below. [Experimental Example 2] Tungsten was used as the wire electrode and
Since the plate thickness of the processed body is thin, it is more oily than the first cut process.
Example of processing using a system-based processing liquid. Workpiece material SKD-61 Plate thickness 2.0 mm Wire electrode material Tungsten wire diameter 0.05 mm φ Applied tension 500 gf Renewal feed rate 4 m / min (Fast cut setting machining conditions) Machining fluid Oil-based electric discharge machining fluid Immersion machining nozzle diameter (up and down) ) 6mmφ Discharge flow rate (up and down) 6l / min each Main power source no-load voltage 80V Voltage pulse on time (τ ON ) 2 μS Off time (τ OFF ) 11 μS Current amplitude (IP) 2.4 A Sub power supply (2) (DC power supply with short circuit interruption) No load voltage 150 V Short circuit current 0.15 A Gap capacitor 0.01 μF Servo voltage 95 V Machining feed rate Imm / min Offset amount of 45 μm or more According to the set machining conditions, the average machining voltage is about 105
V, average machining current about 0.07A, machining movement speed 0.8m
It was processed at m / min. (Second cutting setting processing condition)
Only conditions different from the above first cut are described. Wire electrode renewal speed 6m / min Processing fluid properties Polycrystalline silicon powder added oil system processing
Addition amount of liquid powder 1.5% by weight Average particle size of added powder 2 μm φ Nozzle discharge flow rate (up and down) No jet (mixing of processing liquid in processing tank)
Stir) Main power supply voltage pulse on time (τ ON ) 0.5 μS Off time (τ OFF ) 5 μS Current amplitude (IP) 4 A Gap capacitor Not used Servo voltage 100 V Machining feed rate 20 mm / min According to the machining conditions set above, the average machining voltage is about 113
V, average processing current about 0.07A, processing movement speed about 7mm
/ Min processing. (Processing conditions for third cut setting)
Second cut Only different conditions will be described. Servo voltage 90V or more According to the set machining conditions, the average machining voltage is about 123V,
Average machining current of about 0.05A, machining movement speed of about 7.4m
Machining of m / min, the machined surface is about 5 μm Rmax
It's finished. (Conditions for mirror finish processing)
Only conditions that differ from Docut are described. Wire electrode update speed 4 mm / min Main power supply voltage pulse Polarity: Positive ON time (τ ON ) 4.5 μS Off time (τ OFF ) 1.5μS Current amplitude (IP) 2.4A Sub power supply (2) (DC power supply with short circuit interruption) No load voltage 250V Short circuit current 0.25A Servo voltage 200V Offset amount 70μm Average processing voltage approx. 240V,
Average machining current of about 0.05A, machining movement speed of about 7.2m
Surface treatment is performed at m / min.
Finished to a sufficiently glossy mirror surface, surface roughness of about 2.5 ~
It became 3 μm Rmax. [Experimental Example 3] (Example of processing a superalloy) Workpiece material WC-3% Co Plate thickness 50 mm Wire electrode material Brass wire diameter 0.2 mmφ Applied tension 1.28 kgf Renewal feed rate 6 m / min (first cut Setting processing conditions) Processing fluid material Pure water specific resistance 5 × 10 Four Ωcm Nozzle diameter (up and down) 6mmφ Discharge flow rate (up and down) 6l / min Main power supply no-load voltage 270V Voltage pulse on time (τ ON ) 2.5 μS Off time (τ OFF ) 6.5 μS Current amplitude (IP) 12 A Sub-source no-load voltage 270 V Voltage pulse on time (τ on ) 0.5 μS (trailing edge of main pulse
Current amplitude (IP) 250A Servo voltage 33V Machining feed rate 7.5mm / min Offset amount 170μm According to the set machining conditions above, the average machining voltage is about 50V,
With an average processing current of about 4 A, processing movement speed of about 0.5 mm / m
It became in processing. (Second cutting setting processing conditions)
Only the conditions that are different from the above first cut setting processing conditions
Enter. Processing fluid properties Polycrystalline silicon powder added Oil-based additive
Addition amount of working fluid immersion processing powder 1.5% by weight Average particle size of added powder 2 μm φ Nozzle discharge flow rate (up and down) No jet flow (stirring of processing fluid in processing tank)
Stir) Main power supply voltage pulse No load voltage 120V Off time (τ OFF ) 11 μS Sub power supply voltage pulse current amplitude (ip) 200 A Sub power supply (2) (DC power supply with short circuit interruption) No load voltage 150 V Short circuit current 0.15 A Servo voltage 75 V Machining feed rate 20 mm / min Offset amount 112 μm or more Machining conditions According to the average processing voltage of about 85V,
With an average processing current of about 0.7 A, processing movement speed of about 2.6 mm
/ Min processing. (Processing conditions for third cut setting)
Only the conditions that differ from the processing conditions set for the second cut are described.
To do. Main power supply voltage pulse on time (τ ON ) 2 μS Off time (τ OFF ) 5.5 μS Servo voltage 90 V Offset amount 110 μm Under the set processing conditions above, the average processing voltage is about 100
V, average machining current of about 0.4 A, machining movement speed of about 6 mm
/ Min processing. (Force cutting setting processing conditions)
Only the conditions that are different from the above third cut setting processing conditions are described.
To do. Main power no-load voltage 100V Voltage pulse on time (τ ON ) 1 μS Off time (τ OFF ) 5μS offset amount 110μm or more, under the set processing conditions, average processing voltage about 100V, average
Processing current of about 0.2A, processing movement speed of about 6mm / min
It was processed. (Fifth cut setting processing conditions)
Only conditions that differ from the above-mentioned force cut setting processing conditions are described.
List. Main power no-load voltage 80V Voltage pulse on time (τ ON ) 0.5 μS offset amount 110 μm or more The processing state under the set processing conditions is the above-mentioned forming condition.
It was almost the same as the case of scut processing. (Six cut setting processing conditions)
Only the conditions that differ from the above Fifth Cut setting processing conditions are described.
List. Main power supply voltage Pulse current amplitude (IP) 4A Sub power supply Only sub power supply (2) is used Offset amount 110 μm According to the set machining conditions, the average machining voltage is about 103
V, average machining current of about 0.06 A, machining movement speed of about 7 m
Machining of m / min, surface roughness is about 4.5 μmR
It was finished to max. (Conditions for mirror finish processing)
Only the conditions that differ from the scut setting processing conditions are described. Main power voltage pulse Polarity: Positive ON time (τ ON ) 4.5 μS Off time (τ OFF ) 0.5μS Sub power supply (2) (DC power supply with short circuit interruption) No load voltage 250V Short circuit current 0.5A Insertion inductance coil 20μH (series in discharge circuit)
Inserted into the offset) According to the setting processing condition of offset amount 150 μm or more, the average processing voltage is about 220
V, average machining current of about 0.2 A, machining movement speed of about 7.2
mm / min machining, and this machining is 3
By repeating the process, the processed surface is finished into a mirror-like glossy surface.
The surface roughness was about 3.5 μmRmx. As described above, in the processing method of the present invention
The setting processing conditions for mirror finishing in the final finishing process are
Except for some control conditions, especially for electrical voltage pulse
On time (τ ON ), Off time (τ OFF ), And that
Duty factor and discharge of voltage pulse according to selected setting
Viewed from the current amplitude (IP), mainly using the standard electrode
There is no consumption of electrodes in normal engraving and perforation electric discharge machining
Approximately the set machining conditions for the low-wear finishing machining area
Therefore, the mirror finishing process of each of the above-mentioned experimental examples was applied to the voltage application electrode.
In the case of reverse polarity processing that switched only the property, it is a mirror surface
Although it is close to
It was thought that it was necessary to further search the work conditions. As described in detail above, the wire cable of the present invention is used.
According to the conventional electric discharge machining method,
Approximately 4 to 6 μm R with constant dimensional accuracy and processed surface roughness in the single digit range
For the machining surface finished to max, use oil as a machining fluid.
Finishing powder-mixed EDM using a system EDM
When applying as processing, if you set specific processing conditions
In both cases, the processing is performed in the processing state of the specific mode.
The surface to be machined does not have the same level of roughness in a short time.
Improves and finishes to a mirror-like or mirror-like glossy surface
Processing that can be done and does not require time-consuming polishing
Can be processed.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のワイヤカット放電加工を実施する装置
の一実施例の説明図である。
【符号の説明】
1 加工槽
2 クロステーブル
3 被加工体
4 ワイヤ電極
5、6 上下のガイドブロック本体
5a,6a 上下の位置決めガイド
5b、5c 上下のノズル
5d、6d 仕切壁
7、8 X,Y軸駆動モータ
9 主加工用電源
10 副電源
11 切換器
12 制御装置
13 電源切換手段
14 インダクタンス線輪
15 NC制御装置
16、17、18 加工液供給制御装置
19 加工液切換制御手段
20 加工状態検出装置BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of an apparatus for performing wire cut electric discharge machining of the present invention. [Explanation of reference numerals] 1 processing tank 2 cross table 3 workpiece 4 wire electrodes 5, 6 upper and lower guide block bodies 5a, 6a upper and lower positioning guides 5b, 5c upper and lower nozzles 5d, 6d partition walls 7, 8 X, Y Axis drive motor 9 Main machining power supply 10 Sub power supply 11 Switching device 12 Control device 13 Power supply switching means 14 Inductance coil 15 NC control devices 16, 17, 18 Working fluid supply control device 19 Working fluid switching control means 20 Processing state detection device
Claims (1)
所定の状態に張架したワイヤ電極を軸方向に更新送り移
動せしめつつ前記軸方向と略直角方向から被加工体を微
小間隙を介して相対向せしめ、該間隙に加工液を供給介
在させた状態で両者間に間歇的な電圧パルスを印加し発
生する放電パルスにより加工を行ない、前記ワイヤ電極
と被加工体間に前記直角方向の平面上における所定の加
工成形すべき輪郭線形状に沿う相対的加工送りを与える
ワイヤカット放電加工において、 前記のワイヤカット放電加工を、加工する被加工体の材
質、板厚、及び加工の目的等に応じて選択設定された加
工条件で、前記被加工体に前記所定の輪郭線から所定量
オフセットした軌跡に沿って最初の加工溝を加工形成す
るファーストカット加工工程と、前記ファーストカット
加工後、前記設定条件を所定のセカンドカット、及びサ
ードカット等の一加工工程以上の各加工工程の加工条件
に順次切換えて前記被加工体の加工面の加工面粗度がよ
り小さな所定値になるまで加工工程を追って順次に加工
処理する中仕上げ加工工程と、前記加工条件を所定の加
工条件に切換えるとともに、加工間隙に供給介在せしめ
る加工液を粉末を混入した油系加工液に切換え、更に前
記所定の輪郭線形状に対する相対的なワイヤ電極のオフ
セット値を前記前の中仕上げ加工工程の最終加工工程に
おけるオフセット値より所定量増大設定するとともに、
加工中の加工間隙平均電圧が前記前の中仕上げ加工工程
のそれよりも充分高くなるように加工送りを制御して加
工を行なう最終仕上げ加工工程とから成ることを特徴と
する前記のワイヤカット放電加工方法。 【請求項2】 前記ファーストカット加工工程におい
て、加工間隙に供給介在せしめられる加工液に純水系の
水系加工液を使用するとともに、前記中仕上げ加工工程
以後の加工液を油系加工液に切換えて加工するようにし
た請求項1に記載のワイヤカット放電加工方法。 【請求項4】 前記中仕上げ加工工程において、加工間
隙に供給介在せしめられる加工液を油系加工液に粉末を
混入したものを用いるようにした請求項1、2又は3に
記載のワイヤカット放電加工方法。 【請求項5】 前記中仕上げ加工工程の順次の加工工程
におけるワイヤ電極と被加工体間の前記所定の輪郭線形
状に対する相対的なオフセット値を加工条件切換毎に順
次に小さく又はほぼ同一に設定して上記順次の加工工程
の加工を行なうようにした請求項1又は2に記載のワイ
ヤカット放電加工方法。 【請求項5】 前記最終仕上げ加工工程における電圧パ
ルス印加放電回路に所定値のインダクタンスが直列に挿
入されるように放電回路を切換えて加工するようになさ
れることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の
ワイヤカット放電加工方法。 【請求項6】 前記最終仕上げ加工工程に於いて切換え
使用される油系放電加工液が炭化水素系放電加工液に粒
径が5μmφ未満で、平均粒径が0.1μmφ以上の大
きさの硅素粉末を重量百分比で0.5%以上5%未満含
有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に
記載のワイヤカット放電加工方法。 【請求項7】 前記最終仕上げ加工工程における加工
が、前記所定の加工輪郭線形状に沿う前記増大オフセッ
ト軌跡上を少なくとも2工程以上加工送りされるカット
加工であって、前記被加工体の板厚に応じて加工工程数
が増大せしめられるようにしたことを特徴とする請求項
1、2、3、4、5又は6に記載のワイヤカット放電加
工方法。 【請求項8】 前記最終仕上げ加工工程における設定加
工条件中、前記間隙印加電圧パルスの無負荷電圧を、前
記前の中仕上げ加工工程における設定無負荷電圧よりも
充分高い値に設定することを特徴とする請求項1、2、
3、4、5、6又は7に記載のワイヤカット放電加工方
法。 【請求項9】 前記最終仕上げ加工工程における設定加
工条件中、前記間隙印加電圧パルスのパルス幅を前記前
の中仕上げ加工工程の最終加工工程におけるパルス幅よ
りも大きく設定するとともに、デューティファクタを6
0%以上95%以下に選定して加工することを特徴とす
る請求項1、2、3、4、5、6、7又は8に記載のワ
イヤカット放電加工方法。 【請求項10】 前記最終仕上げ加工工程における加工
送りの制御は、加工間隙の平均電圧が、前記間隙印加電
圧の無負荷電圧の70%以上、大凡80〜90%前後に
維持されるように制御するものであることを特徴とする
請求項1、2、3、4、5、6、7、又は8に記載のワ
イヤカット放電加工方法。Claim: What is claimed is: 1. A wire electrode stretched in a predetermined state between a pair of guides arranged at intervals is renewed in the axial direction and is moved while being processed from a direction substantially perpendicular to the axial direction. The bodies are made to face each other through a minute gap, and machining is performed by an electric discharge pulse generated by applying an intermittent voltage pulse between the two in a state in which a machining liquid is supplied to the gap and interposes the wire electrode and the workpiece. In the wire-cut electric discharge machining which gives a relative machining feed along a predetermined contour line shape to be machined on the plane in the perpendicular direction, the wire-cut electric discharge machining, the material of the workpiece to be machined, the plate thickness , And a first cut for forming a first machining groove on the workpiece along a locus offset by a predetermined amount from the predetermined contour line under the processing conditions selected and set according to the purpose of the processing, etc. After the first cutting process and the machining process, the set conditions are sequentially switched to the machining conditions of one or more machining processes such as a predetermined second cut and a third cut, and the machined surface roughness of the machined surface of the workpiece is sequentially switched. The oil is mixed with powder, which is a finishing fluid processing step in which the processing steps are sequentially performed until the degree reaches a smaller predetermined value, and the processing conditions are switched to the predetermined processing conditions, and the processing liquid supplied to the processing gap is interposed. Switching to a system working liquid, and further setting the offset value of the wire electrode relative to the predetermined contour line shape by increasing the offset value by a predetermined amount from the offset value in the final processing step of the previous semi-finishing processing step,
The wire-cutting discharge, which comprises a final finishing machining step in which machining feed is controlled so that the machining gap average voltage during machining is sufficiently higher than that in the previous intermediate finishing machining step. Processing method. 2. In the first-cut machining step, a pure water-based machining fluid is used as a machining fluid supplied to the machining gap, and the machining fluid after the intermediate finishing machining step is switched to an oil-based machining fluid. The wire-cut electric discharge machining method according to claim 1, wherein the wire-cut electric discharge machining method is performed. 4. The wire cut discharge according to claim 1, 2 or 3, wherein in the semi-finishing step, the working fluid to be supplied and intervened in the working gap is an oil-based working fluid mixed with powder. Processing method. 5. A relative offset value with respect to the predetermined contour line shape between the wire electrode and the workpiece in the successive machining steps of the semi-finishing machining step is sequentially set to be small or substantially the same every switching of machining conditions. The wire-cut electric discharge machining method according to claim 1 or 2, wherein the sequential machining steps are performed. 5. The discharge circuit is switched so that the inductance of a predetermined value is inserted in series in the voltage pulse application discharge circuit in the final finishing step, so that the discharge circuit is processed. 3. The wire cut electric discharge machining method according to 3 or 4. 6. The silicon-based electric discharge machining fluid used by switching in the final finishing step is a hydrocarbon electric discharge machining fluid having a particle size of less than 5 μmφ and an average particle size of 0.1 μmφ or more. The wire cut electric discharge machining method according to claim 1, wherein the powder contains 0.5% or more and less than 5% by weight. 7. The plate thickness of the object to be processed is cutting in the final finishing step, in which at least two or more steps are fed along the increased offset trajectory along the predetermined processing contour line shape. 7. The wire cut electric discharge machining method according to claim 1, wherein the number of machining steps is increased according to the above. 8. The set no-load voltage of the gap applied voltage pulse is set to a value sufficiently higher than the set no-load voltage in the previous semi-finishing working step during the set working conditions in the final finishing working step. Claims 1, 2,
The wire-cut electric discharge machining method according to 3, 4, 5, 6 or 7. 9. Under the set machining conditions in the final finishing step, the pulse width of the gap applied voltage pulse is set to be larger than the pulse width in the final finishing step of the intermediate finishing step, and the duty factor is set to 6.
The wire-cut electric discharge machining method according to claim 1, wherein the machining is performed by selecting 0% or more and 95% or less. 10. The control of the machining feed in the final finishing machining step is controlled so that the average voltage of the machining gap is maintained at 70% or more of the no-load voltage of the gap applied voltage, and about 80 to 90%. The wire-cut electric discharge machining method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8.
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JP15305493A JP2887635B2 (en) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Wire cut electric discharge machining method |
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Publications (2)
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JPH06320342A true JPH06320342A (en) | 1994-11-22 |
JP2887635B2 JP2887635B2 (en) | 1999-04-26 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5798492A (en) * | 1995-10-13 | 1998-08-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machining liquid processing unit in electric discharge machine |
JP2005048881A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Nsk Ltd | Manufacturing method of raceway ring of combination bearing, single row bearing and multi-row bearing, and combination bearing, single row bearing and multi-row bearing |
CN107073613A (en) * | 2014-09-24 | 2017-08-18 | 三菱电机株式会社 | The manufacture method of wire electric discharge machine and semiconductor wafer |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP15305493A patent/JP2887635B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2887635B2 (en) | 1999-04-26 |
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