SURE: Shizuoka University REpository http://ir.lib.shizuoka.ac.jp/
Title HHHHHHHH
Author(s) | 日 日 , 昌
Citation 日 日 日 日 .2, p. 1-4
Issue Date | 1997-03-12
URL http://doi .org/10.14945/00003089
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ワイ ヤ 放 電 加 工 機
機械 工学 科 磯谷 章
1. は じ め に
平成 7 年 1 2 月 CNC ワ イヤ 放電 加工 機 ( ソ ディ ッ ク 製 SM300MARK2
0 ) が 工作 技術 セン ター に 導入 され まし た 。 ワイ ヤ 放 電 加 工 は 、 機 械 加工 技術 の
中 で は 比較 的 新しい 加工 法 で あり 、 電源 部 の 改良 等 に より 加工 速度 ・ 加 工 精度 ・ 加工 面 粗 さ 等 は 年 々 進歩 し て いま す 。
主 な 使用 用 途 は 、 民間 企業 で は 金 型 加 工 用 、 多種 少量 部 品 の 加工 用 と し て 使用 され て お り ま す が 、 当 セン ター で は これ と は 違い 、 難 削 材 の 加工 、 製 品 の 機能 上
他 の 加工 法 で は 困難 な 加工 ( 例 : コー ナーR の 小さ な 角 容 、 小 径 テー バ 容 ) 2
リッ ト 加 工 、 小 物 部 品 の 加工 に 用 いら れ て お り ま す 。
今回 は 、 こ れ ま で に 加工 し た 製品 の 中 か ら 幾 つか を 例 に 挙げ な が ら 装 置 の 紹介 し た いと 思い ます 。
これ を 機会 に 、 今後 皆 様 に 大 い に 利 用 し て 頂け れ ば 幸い と 思い ます 。
2. 構 造 原 理 ワー ク 加 工 方 向
ワイ ヤ 加 工 機 は 、 大 きく 分 け て 電極 ワ イィ ヤー 駆動 と テー ブル 駆動 を する 機械 装 置 部 、 安定 し た 放電 を 得る た め に 絶縁 抵 抗 を 一 定 に 管理 する サー ビス タン ク 部 、 NC 装 置 と 電源 の 制御 装置 部 か ら 構 成 さ れ て いる 。
図 1 に 示す よう に 、 電極 と な る ワイ ヤ と 工作 物 と の 間 に 直 接 放電 を 発生 させ 放 電 に よる 熱 的 作用 と 力学 的 作用 に よっ て
ワイ ヤ 上 ガイ ド
ワイ ヤ 下 ガイ ド
加工 を する も の で あり 、 あ た か も 系 の こ ん で 工作 物 切 断 す る か の よう に 工作 物 を 加
エエ する こと が 出来 ます 。 図 1 加工 原理
3. 主 な 仕様 ・ 特 性
加工 可能 サイ ズ ( 縦 x 横 x 高 さ ) 300x300x150mm
ワイ ヤマ ヤ 径 RSE eee ne
た だ し 、 オ プシ ョ ン 装 置 が 必要 テー バ パ 加 工 角 度 10° (ワー ク 厚 100mm)
加工 面 粗 度 20 um (1 st カッ ト ) 3~6um(4st カッ ト )
4. 加工 事例
これ まで に 、 当 セン ター に て 加工 し た 製品 の 中 か ら 、 代 表 的 事例 を 以下 に 紹介 し ます 。
4 一 1 AIH (RBA) OL
TORBA (M2) は 、 ア ルミ ベー ス に SiC 粒 子 を 含ん だ 複合 材料 で ある 。 通常 の 切削 加工 で は 工具 磨耗 が 激しい 。 特に A 部 くさ び 形 状 の 部 分 は 、 特 殊 な 形 状 の た め に 専用 工具 で 加工 する 必要 が 出 て くる 。 この 様 な ワー ク に は 、 ワ イヤ 放 電 加 工 が 適し て いる 。 た だ し 、 今回 加工
し た ワー ク 材 料 は 、 SiC 粒 子 が 5 ,10, 1 5% 含 有 し た 試料 で 、SiC 粒 子 が 均 ー に 含ま れ て いれ ば 、 母 材 溶融 時 に Si
C 料 子 を 同時 に 溶出 する 事 が で き 、 問題 な く < 加工 で きる が 、 1mm 程 度 の 結晶 状 の SiC が 含ま れ て お り 、 加工 経路 に こ の 結晶 が あれ ば 、 その 部 分 で 放電 に よる 溶融 状態 は な く な り ワ イヤ ー は 断線 し 加 エエ 不可 と な る 。 実際 の 加工 で も 数 力 所 加 経路 に 固まり が 存在 し 、 逆 経路 か ら の 加工 を 余儀 な くさ れ た 。
4 一 2 歯車 (ダイ ス 、 パ ンチ ) ML 今回 の 加工 で は 、 焼 結合 金 焼成 用 の 歯
車 の バン チ 、 ダ イス を 加工 し た ( 図 3) 。 材質 SKD11 歯車 の 加工 に は 、 歯車 用 の 自動 プロ グラ
ム が あり 、 モ ジュ ー ル 、 歯 数 、 圧 力 角 、 図 3 歯車 サン プル (バン チ ) 転位 量 等 の 歯車 要素 を 数 値 入 力 し 、 付属
の デー タ シ ー ト か ら 希 望 する 歯車 精度 (JIS 規 格 0 級 か ら 8 級 ) に より 計算 ビ ッ チ を 決定 すれ ば 、 そ の ビ ピッチ で NC デ ー タ が 自動 的 に 作成 され る 。 抜き 型 の ダ ィ ス 、 バ ンチ 加工 で は 、 同じ 形状 デー タ を 使用 し 、 オフ セッ ト 方 向 と 量 を 変え る だ け で 、 高 精度 の ダイ ス 、 バ ンチ が 加工 で きま す 。
4-3 薄板 スリ ッ ト 加 工
図 4 に 加工 し た スリ ッ ト を 示す 。 機械 的 切削 加工 で は 、 極 小 な スリ ッ ト (WO0.
2mm 以 下 ) の 加工 は 非常 に 困難 で ある 。 現実 に 切削 工具 と し て 直径 0. 2mm 以下 の エン ドミ ル も 存在 する が 、 切削 速度 、 加 工 長 、 ワ ー ク 材質 な ど 、 ご く 限 ら れ た 場合 に の み 有 効 で ある 。 今回 の スリ ッ ト 加 工 で は 加工 長 、 ワ ー ク 材質 さら に は ワー ク 厚 さ が 0. 0 5mm と いう フィ ルム 状 の た め 、 切 削 抵抗 を 考え る と 材料 固定 に 問題 が あり 適切 な 加工 方 法 と は 言い 難い 。 そこ で ワイ ヤ 放 電 加 工 を 試み た 。
図 中 、 左右 の 直径 2mm の 5 カ所 の 究 x
は 、 ワ イヤ を 上 ダイ ス か ら 下 ダイ ス に 通
す ス ター ト 容 で それ ぞ れ 5 本 の スリ ッ ト は この スタ ー ト 容 よ り 加 工 が 始ま る 。 1
本 の スリ ッ ト の 加工 に は 約 1 0 分 か か り 、 Jarc Ph ea
スリ ッ ト 幅 は ワイ ヤ 直 径 十 2* ネ 放電 ギャ < >
ッ プ と な る 。 今回 の 加工 の 放電 ギャ ッ プ wo. 02mm と な り 、0. 2 4mm の スリ ッ ト を 加工 する こと が で きた 。 この
放電 ギャ ッ プ は 加工 時 の 電圧 、 電流 値 に
より 変化 する 。4-4 コー ナ R の 小さ な 角 穴 加工 機械 的 切削 加工 を 用 いて コー ナー 部 の R の 小さ な 角 穴 を 開け る こと は 困難 で あ
る 。 コー ナー 部 に は 、 刃物 の 半径 分 の R fot reenne が つく こと に な る 。 機能 上 コー ナー 部 が
エッ ヂ の 角 穴 が 必要 な 場合 に は 、 最終 的
に は 手 仕 上 げ 作 業 な ど に 頼ら ね ば な ら な Wo 図 5 の よう に 、 機械 的 切削 加工 で バイプ の 側面 に 角 穴 を 開け る 場合 、 特 に バ 図 5 パイプ ブ 加 工 (SUS304) イブ 肉 厚 が 薄い 場合 は ワー ク 固 定 が 困難
CHS. 治 具 等 を 製作 し て 固定 する こと も 可能 で ある が 切削 抵抗 を 考え る と 万 全
と は 言え な い 。 また 、 コー ナー 部 に は 使 用 する 刃物 (例え ば エン ドミ ル ) の 半径 分 の R が 残る 。 今回 は 、 バ イプ 上 下 に 同
じ 形 状 の 角 穴 を 開け る 依頼 が あり 、 ワ イ ヤー 放電 加工 が 使用 で きる 条件 が 重なっ た た め 加 工 を 試み た 。 ワイ ヤー 放電 加工
は 溶融 加工 の た め ワ ー ク 固定 部 に は 力 は 図 6 小型 精密 部 品 ( ア ルミ ) か か ら ず 容易 に 固定 が で き 、 上 下 2 カ 所
で 安定 し た 放電 を 得る こと が で き 、 良好 な 加工 が で きた 。 また 、 工具 で ある ワイ ヤー が 0. 2mm と 細い た め に 小さ な 角 民 に する 事 が 可能 で ある 。
4-5 小物 部 品 加 エエ
小物 部 品 の 加工 で は ワー ク の 固定 が 困難 で ある 。 EEK. 次 の 加工 工程 へ の 移動
時 、 位置 出し 等 類 雑 な 作業 が 加わ り 、 精 度 低 下 の 原 因 と な る 。 ワイ ヤー 放電 加工
を 利用 し た 場合 で は 、 材 料 の 上 下面 を 研削 加工 を 施し 、 厚 さ 精 度 を 出し た 状態 にし 、 以後 は ワー ク を 固定 し 直す 必要 も な く 一 筆 書 き の 要 領 で 複雑 な 形状 の ワー ク を 精度 よく 加工 する こと が で きる 。 図 6 の よう に 円 周 上 に 数 個 の ワー ク を 配置 す れ ば 効率 的 に 連続 加工 で きる 。
1、 ワ イヤ 加工 時 形状
スタ ー ト 穴
-\ 切 削 加工 時 形
9
ual
haul
= =
f z3
5. まとめ
以上 、 こ れ ま で ワイ ヤ 放 電 加 工 し た 中 か ら 5 例 ほど 示し まし た 。 ワイ ヤ 放 電 加
Lit, 熱処理 材 を 含め た 区 削 材 、 複雑 な 形状 の 小型 精密 部 品 に 適し た 加工 で ある 。 また 、 溶融 加工 の た め 切 削 加工 時 の 切削 抵抗 に 当たる 力 が 小さ いた め 、 ワ ー ク 回 定 が 比較 的 容易 で ある 。 し か し 、 加工 速度 は 切削 加工 と は 比べ る まで も あり ませ Ao 切削 加工 を 併用 し て 、 効率 の よい 加工 を する 必要 が あり ます 。
最後 に 、 ワ イヤ 放電 加工 依頼 時 の 注意 点 を 列挙 し ます 。
① 持 ち 込 み 材料 の 場合 、 材 質 を 必ず お 知ら せく だ さい 。 (複合 材料 の 場合 は 、 そ の 組成 まで )
② 材 料 は 製品 寸法 より 余裕 の ある サイ ズ を お 持ち 下さ い 。
材質 ・ 放 電 条 件 に より 出来 上 が り 寸 法 が 違う た め テ スト カッ ト が 必要 と な り ま す 。 で きる 限り 縦 ・ 横 それ ぞ れ 30mm 大 きい 材料 で 持ち 込ん で くだ さい 。
③ 焼 き 入 れ 材 は 、 加工 時 に 割れ が 発生 する お それ が あり ます 。 焼き 戻し 処理 を し て 、 内 部 ひずみ を 除去 し て 下さ い 。
③④ 加工 表 面 に は 数 尽 m の 変質 層 ( 軟 下 層 ) が で きま す 。
⑤ 大 型 で 薄 物 部 品 は 変形 (そり ) を 生じ ます 。
参考
・EWS 取 扱 説明 書 ( ソ ディ ッ ク )
・ 形 彫 ・ ワ イヤ 放電 加 エ マニ ュ ア ル
