放電加工電極の加工方法及び放電加工電極
【課題】被把持部に対する電極部の芯出しが容易であり加工精度の高い放電加工電極を形成できると共に微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成する。
【解決手段】放電加工電極1の被把持部3となる棒状ワークW0の基端部11をチャックに保持させ、前記棒状ワークW0の先端部15を、横切れ刃19bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部5を形成し、電極部5の外周面7に、加工屑排出用の凹部9を形成することを特徴とする。
【解決手段】放電加工電極1の被把持部3となる棒状ワークW0の基端部11をチャックに保持させ、前記棒状ワークW0の先端部15を、横切れ刃19bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部5を形成し、電極部5の外周面7に、加工屑排出用の凹部9を形成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放電加工電極の加工方法及び放電加工電極に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放電加工電極の製造方法として特許文献1に記載のものがある。この方法は、図24のように、棒状電極本体101を放電加工、電解加工、切削加工、研削加工等により均一径の微細軸として形成し、この棒状電極本体101の外周部を除去成形が容易な材料のクラッド材103によって被覆し複合構造電極105を形成する。
【0003】
クラッド材103としては、例えば棒状電極本体101の材料よりも融点あるいは昇華点の低い低融点の金属、金属粉末、プラスチック樹脂、透明プラスチック、光硬化樹脂、あるいは低昇華温度材料が用いられている。
【0004】
この複合構造電極105のクラッド材103の一部を除去して棒状電極本体101を必要長さに露出させて微細な放電加工電極100を製造する。
【0005】
この放電加工電極100では、把持して軸芯周りに回転させつつ微細穴や微細溝を放電加工するとき、クラッド材103の部分が被把持部として機能する。
【0006】
しかし、かかる製造方法では、棒状電極本体101にクラッド材103を被覆させるものであるため、被把持部として機能するクラッド材103の部分と棒状電極本体101の電極部との芯出しが困難であった。
【0007】
このため、従来の方法によって製造された放電加工電極100では、微細穴や微細溝の加工精度に限界があった。
【0008】
また、放電加工電極100は、切削が進むにつれて微細穴等内に電極部が進入していくため、電極部と微細穴等との間の僅かな隙間から加工屑を適切に排出させることができなかった。
【0009】
このため、電極部は、微細穴等内に滞留した加工屑によって正常な放電が妨害され、加工時に激しい消耗を伴っていた。
【0010】
一方、電極部の消耗を避けるには、放電加工電極100に軸周り回転と共に被加工物に対する近接離反移動を繰り返し行わせて加工屑の除去を行う必要があり、手間がかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2009−202320号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
解決しようとする問題点は、被把持部に対する電極部の芯出しが困難であり加工精度の高い放電加工電極を形成できなかったと共に、微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成できなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、被把持部に対する電極部の芯出しが容易であり加工精度の高い放電加工電極を形成すると共に微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成するために、放電加工電極の被把持部となる棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部を形成し、前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成することを主な特徴とする。
【0014】
また、本発明は、棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部を形成する放電加工電極の加工方法であって、前記棒状ワークは、前記基端部及び先端部間に放電加工電極の被把持部を形成するための被把持部加工部を備え、前記棒状ワークの先端部及び被把持部加工部を前記旋削加工で共に加工し前記被把持部に対し前記電極部を同芯に形成し、前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成することを主な特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、棒状ワークの基端部をチャックに把持させたまま旋削加工を行うことで、放電加工電極の被把持部に対して電極部を容易に同芯に形成することができ、加工精度の高い放電加工電極を形成することができる。
【0016】
また、本発明では、電極部の外周面に凹部を設けることで、放電加工時の加工屑を容易に排出できる放電加工電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】放電加工電極の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図2】放電加工電極の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図3】放電加工電極の半製品の要部斜視図である(実施例1)。
【図4】切削工具の一例を示す要部平面図である(実施例1)。
【図5】切削工具の他の例を示す要部平面図である(実施例1)。
【図6】背分力の値を示すグラフである(実施例1)。
【図7】背分力の値を示すグラフである(実施例1)。
【図8】凹部の加工方法の概略斜視図である(実施例1)。
【図9】図8の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図10】図9の電極部を示す側面図である(実施例1)。
【図11】図9の電極部を示す正面図である(実施例1)。
【図12】放電加工電極の他の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図13】図12の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図14】放電加工電極の他の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図15】図14の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図16】放電加工された微細穴を示す断面図である(実施例1)。
【図17】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例1)。
【図18】凹部の加工方法を示す概略側面図である(実施例2)。
【図19】図18の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例2)。
【図20】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例3)。
【図21】凹部の加工方法を示す概略側面図である(実施例3)。
【図22】図21の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例3)。
【図23】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例3)。
【図24】放電加工電極の製造方法を概略的に示すもので、(a)は、棒状電極本体をクラッド材によって被覆した複合構造電極の概略的断面図、(b)は、(a)の複合構造電極を加工機械の把持部で把持した状態の概略的断面図、(c)は、(b)の複合構造電極のクラッド材の一部を除去した状態の概略的断面図、(d)は、(c)のピーリング過程が終了して製造された放電加工電極の概略的斜視図である(従来例)。
【発明を実施するための形態】
【0018】
被把持部に対する電極部の芯出しが容易であり加工精度の高い放電加工電極を形成すると共に微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成するという目的を、棒状ワークの基端部をチャックに把持させたまま少なくとも電極部の旋削加工を行い、電極部に加工屑排出用の凹部を形成することで実現した。
【実施例1】
【0019】
[放電加工電極の加工方法]
図1及び図2は、本実施例に係る放電加工電極の加工方法を示す説明図である。
【0020】
図1は、棒状ワークの基端部が放電加工電極の被把持部となる場合の加工方法、図2は、被把持部も共に加工する加工方法を示す。
【0021】
本実施例の放電加工電極1の加工方法では、図1及び図2のように、まず棒状ワークW0,Wから被把持部3及び電極部5を備えた放電加工電極1の半製品T1(図3参照)を形成し、その後電極部5の外周面7に加工屑排出用の凹部9を形成する。
(半製品の加工形成)
図1の加工方法では、まず、例えば断面円形の棒状ワークW0の基端部11を、旋盤のチャック13に保持させる。なお、棒状ワークW0は、加工前の外郭を二点鎖線で追記してある。
【0022】
次いで、棒状ワークW0の先端部15に、後述する横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具としてのバイトにより、背分力を抑制しながら旋削して微細な電極部5を加工形成する。なお、バイトは、予めバイト台に取り付けて用いられる。
【0023】
この旋削加工は、切込み量t0で棒状ワークW0の先端部15から長さL0の範囲で行い、被把持部3となる基端部11に対し電極部5を同芯に形成する。切込み量t0は、例えば後述のバイト19(図4)又はバイト21(図5)等により旋削加工することができる。
【0024】
図2の加工方法でも、まず、例えば断面円形の棒状ワークWの基端部11を旋盤のチャック13に保持させる。なお、棒状ワークWは、前記同様加工前の外郭を二点鎖線で追記してある。
【0025】
棒状ワークWは、基端部11及び先端部15間に被把持部加工部17を備えている。被把持部加工部17は、放電加工電極として使用するときに把持される被把持部3を形成するための部分である。被把持部加工部17は、長さHを有している。
【0026】
次いで、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17を、バイトによる旋削加工で共に加工し被把持部3に対し電極部5を同芯に形成する。
【0027】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17の間では、被把持部加工部17を先に旋削加工する。この旋削加工は、切込み量t1で先端部15から長さL1の範囲で行い、被把持部3を形成する。次に先端部15の旋削加工を行う。この旋削加工は、切込み量t2で先端部15の長さL2の範囲で行い、電極部5を形成する。
【0028】
なお、図2の切込み量t2は、図1の切込み量t0と同一であり、図2の長さL2は、図1の長さL0と同一である。但し、これらの関係は、図3の説明上同一としているのであり、図1及び図2において、それぞれ異なる切込み量、長さを選択し、旋削しても良いことはもちろんである。
【0029】
切込み量t1は、例えば後述のバイト19(図4)により旋削加工し、切込み量t2は、後述のバイト21(図5)により旋削加工することができる。但し、バイトの形状設計によって単一のバイトにより切込み量t1,t2に対応させることもできる。
【0030】
なお、図2の加工方法では、後述する凹部9を加工形成した後にラインCでカットする。
【0031】
図3は、放電加工電極の半製品の要部斜視図である。
【0032】
図3の半製品T1は、図1又は図2の加工方法によって形成され、凹部9の形成前のものである。この半製品T1は、放電加工時等に把持するための被把持部3と、軸芯方向に均一径の微細軸である電極部5とを備えている。
【0033】
電極部5は、後述のバイト19,21を用いることにより、例えば、直径0.1mm以下、アスペクト比50以上の軸にすることもできる。
【0034】
図4及び図5は、旋削工具の一例と他の例とを示す要部平面図、図6及び図7は、各例の背分力の値を示すグラフである。
【0035】
図4及び図5の切削工具であるバイト19,21は、例えば本願出願人の先の提案である特開2009−113143号に記載された方法により設計されている。
【0036】
図4のように、バイト19は、円弧形のノーズ部19aと横切れ刃19bとを備えている。横切れ刃19bは、負のアプローチ角α1(例えば=9°)をなす傾斜部分A1B1と、例えばゼロのアプローチ角β1をなす直線部分B1C1とからなっている。
【0037】
傾斜部分A1B1は、切込み量が例えば0.91mmまでの範囲に対応し、直線部分B1C1は、切込み量が例えば0.91mmを超える範囲に対応する。
【0038】
従って、切削工具であるバイト13には、横切れ刃13bに負のアプローチ角α1をなす傾斜部分A1B1を与えた構成となっている。
【0039】
図5のように、バイト21は、円弧形のノーズ部21aと横切れ刃21bとを備えている。横切れ刃21bは、正のアプローチ角α2(例えば=5°)をなす第1傾斜部分A2B2と、負のアプローチ角β2(例えば=11°)をなす第2傾斜部分B2C2と、例えばゼロのアプローチ角γをなす直線部分C2D2とからなっている。
【0040】
第1傾斜部分A2B2は、切込み量が、例えば0.65mmまでの範囲に対応し、第2傾斜部分B2C3は、切込み量が0.65mmを超え1.53mmまでの範囲に対応し、直線部分C2D2は、切込み量が1.53mmを超える範囲に対応する。
【0041】
従って、切削工具であるバイト15には、横切れ刃15bに負のアプローチ角β2をなす第2傾斜部分B2C2を与えた構成となっている。
【0042】
図4のバイト19を用いた場合は、切込み量に対する背分力の変化が図6のようになる。図6においては、背分力が、当初、切込み量tの増大とともに減少し、t=0.91mmを超えるとゼロとなる。
【0043】
図5のバイト21を用いた場合は、切込み量に対する背分力の変化が図7のようになる。
【0044】
図7においては、背分力が、当初、切込み量tの増大とともにt=0.65mmまで増加し、t=0.65mmを超えてからt=1.53mmまで減少しはじめ、t=1.53mmを超えるとゼロになる。
【0045】
従って、何れのバイト19,21による場合でも、バイト19,21に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにすることができる。ただし、バイトは、多少の配分力が働くものを使用することもできる。
【0046】
上記のように半製品T1が加工形成された後は、半製品T1の電極部5外周面に加工屑排出用の凹部9を形成する。
(凹部の加工形成)
図8は、本実施例の凹部の加工方法を示す概略側面図である。
【0047】
図8の加工方法では、研削砥石23を用いて半製品T1の電極部5の外周面7に凹部9を研削加工する。研削砥石23は、周方向回転自在な円板状に形成され、半製品T1の電極部5の径方向に沿って配置されている。この切削砥石23は、半製品T1の電極部5に対して近接離反自在且つ電極部5の径方向及び軸方向に沿って移動自在に支持されている。
【0048】
本加工方法では、研削砥石23を回転させつつ電極部5の外周面7に近接移動により突き当て、電極部5の径方向に移動させる。これを電極部5の軸方向に移動させながら繰り返し行うことで、電極部5の外周面7に研削による凹部9を形成することができる。
【0049】
図9〜図11は図8の加工方法による凹部を備えた放電加工電極の要部を示し、図9は斜視図、図10は側面図、図11は正面図である。
【0050】
図9〜図11のように、本実施例の放電加工電極1は、電極部5の先端側外周面7に凹部9が設けられている。凹部9は、電極部5の基部側を残して先端側が断面弓形に除去された切欠溝からなっている。本実施例の凹部9は、電極部5の先端側の略半分が除去された切欠溝である。ただし、凹部の大きさは、任意であり、電極部5の除去量に応じて変更することが可能である。また、凹部は、電極部5の先端側だけでなく全体にわたって設けることも可能である。
[他の放電加工電極の加工方法]
図12は、放電加工電極の加工方法の他の例を示す説明図である。
【0051】
図12の加工方法は、基本的に図1と同様であり、同一又は対応する構成部分に同符号又は同符号にAを付して重複説明は省略する。
【0052】
すなわち、図12の加工方法では、図2の加工方法に対応し、まず、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17をバイトによる旋削加工で共に加工する。これにより、被把持部3に対して段付き形状の電極部5Aを同心に加工し半製品を形成する。
【0053】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17の間では、被把持部加工部17を切込み量t1で先に旋削加工する。先端部15の旋削加工は、切込み量t3、長さL2の範囲及び切込み量t4、長さL3の範囲で順に行い電極部5Aを先端側が細い段付き形状に形成する。
【0054】
その後、図8の加工方法の適用により、段付き形状の電極部5Aに凹部9Aを加工して放電加工電極1Aを形成することができる。
【0055】
図13は、図12の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である。
【0056】
図13の放電加工電極1Aは、軸芯方向に異径な微細軸であり、電極部5Aに相対的に大径の基部5Aa及び相対的に小径の先端部5Abを段付き状に備えている。なお、先端部5Abは、直径0.1mm以下にすることができる。
【0057】
電極部5Aの外周面7Aには、凹部9Aが設けられている。すなわち、凹部9Aは、基部5Aa及び先端部5Abの外周面7Aa,7Abに形成された切欠溝からなっている。この凹部9Aは、電極部5Aの先端部5Abから基部5Aaの先端側にかけて延設されている。
【0058】
図14は、放電加工電極の加工方法の他の例を示す説明図である。
【0059】
図14の加工方法も、基本的に図1と同様であり、同一又は対応する構成部分に同符号又は同符号にBを付して重複説明は省略する。
【0060】
すなわち、図12の加工方法では、まず、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17をバイトによる旋削加工で共に加工する。これにより、被把持部3に対してテーパ形状の電極部5Bを同芯に加工し半製品を形成する。
【0061】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17は、被把持部加工部17を切込み量t1で先に旋削加工する。先端部15の加工は、切込み量t5、長さL2の範囲を旋削し、次いで、被把持部3の端部からL2の範囲で送りながら切込み量t6まで切込みを次第に増加させ、テーパ形状の微細軸の電極部5Bを形成する。
【0062】
その後、図8の加工方法の適用によって、テーパ形状の電極部5Bに凹部9Bを加工して放電加工電極1Bを形成することができる。
【0063】
図15は、図14の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である。
【0064】
図15の放電加工電極1Bは、軸芯方向に異径な微細軸であり、電極部5Bがテーパ形状となっている。なお、電極部5Bの基端は、直径0.1mm以下にすることができる。
【0065】
電極部5Bの外周面7Bには、先端側に切欠溝からなる凹部9Bが形成されている。なお、凹部9Bは、電極部5Bのテーパ形状に応じて先端側から基端側へ向けて漸次寸法が大きくなっている。
【0066】
なお、放電加工電極1A,1Bの旋削加工では、異なる設計の複数のバイト19,21を用いて行わせることで、異径の電極部5A,5Bをより正確に形成することができる。
[微細穴の放電加工]
図16は、図9、図13及び図15の放電加工電極によって放電加工された微細穴を示す断面図である。
【0067】
本実施例では、工作物27に均一断面の微細穴29a、段付きの微細穴29b、テーパ形状の微細穴29cを形成する。微細穴29a〜29cの形成には、それぞれ図9の放電加工電極1、図13の放電加工電極1A、図15の放電加工電極1Bが用いられる。
【0068】
微細穴29a〜29cの加工形成の際には、まず、放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3を放電加工機のチャックに把持させる。そして、放電加工電極1,1A,1Bを軸周り回転させながら工作物27に近接移動させ、電極部5,5A,5Bと工作物17との間で放電を行わせる。
【0069】
この放電により、工作物27に対して溶融、爆発を繰り返し行い微細穴29a,29b,29cを切削していく。この切削当初の加工屑は、電極部5,5A,5Bと微細穴29a,29b,29cとの間の十分な隙間から排出することができる。
【0070】
切削が進むにつれて電極部5,5A,5Bが微細穴29a,29b,29c内に進入していく。このとき、電極部5,5A,5Bと微細穴29a,29b,29cとの間には、凹部9,9A,9Bによって加工屑の排出路が形成される。
【0071】
このため、加工屑は、放電加工による爆発の勢いにより電極部5,5A,5Bの凹部9,9A,9Bを介して排出することができる。
【0072】
その後、電極部5,5A,5Bが工作物27を貫通すると、工作物27には、電極部5,5A,5Bよりも僅かに大きい径の微細穴29a,29b,29cが形成されることになる。
【0073】
こうして放電加工電極1,1A,1Bでは、均一径の微細穴29aのみならず、異径の微細穴29b,29cをも容易且つ正確に形成することができる。
【0074】
特に、棒状ワークW0,Wの基端部をチャックに把持させたまま旋削加工を行うことで被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを同芯に形成するため、両者間の芯出しが極めて正確に行われており、微細穴29a,29b,29cの放電加工の精度を確実に向上させることができる。
【0075】
また、放電加工電極1,1A,1Bでは、放電加工時の加工屑を排出路となる凹部9,9A,9Bによって容易且つ確実に排出することができるため、加工屑の滞留による電極部5,5A,5Bの消耗を容易且つ確実に抑制することができる。
【0076】
さらに、放電加工電極1,1A,1Bでは、電極部5,5A,5Bが被把持部3に対して極めて正確に芯出しされているため、凹部9,9A,9Bによる加工屑の排出路を、電極部5,5A,5Bの軸周り回転によって全周にわたって確実に形成することができる。
【0077】
このため、放電加工電極1,1A,1Bでは、加工屑の滞留による電極部5,5A,5Bの消耗を、より確実に抑制することができる。
[実施例1の効果]
本実施例の放電加工電極の加工方法では、放電加工電極1の被把持部3となる棒状ワークW0の基端部11をチャック13に保持させ、棒状ワークW0の先端部15を横切れ刃19b,21bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19,21により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部5を形成し、電極部5の外周面7に加工屑排出用の凹部9を形成する。
【0078】
また、本実施例の放電加工電極の加工方法では、棒状ワークWの基端部11をチャック13に保持させ、棒状ワークWの先端部15を横切れ刃19b,21bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19,21により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部5,5A,5Bを形成する放電加工電極1,1A,1Bの加工方法であって、棒状ワークWは、基端部11及び先端部15間に放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3を形成するための被把持部加工部17を備え、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17を前記旋削加工で共に加工し被把持部3に対し電極部5,5A,5Bを同芯に形成し、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを形成する。
【0079】
従って、何れの放電加工電極1,1A,1Bの加工方法でも、棒状ワークの基端部11をチャック13に把持させたまま旋削加工を行うことで、放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを容易に同芯に形成することができる。
【0080】
このため、放電加工電極1,1A,1Bの加工方法では、微細穴29a,29b,29cの放電加工の加工精度が高い放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0081】
また、本実施例の放電加工電極1,1A,1Bの加工方法では、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを形成するため、加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0082】
本実施例の加工方法では、切欠溝からなる凹部9,9A,9Bを電極部5,5A,5Bに加工形成するため、より確実に加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0083】
本実施例の加工方法では、凹部の形成を研削によって行うため、より確実に加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0084】
本実施例の加工方法では、前記バイト19,21に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにするため、より確実に被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを同芯に形成することができ、より確実に放電加工の精度を確実に向上させることが可能な放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0085】
本実施例の加工方法では、電極部5,5A,5Bを、軸芯方向に均一径又は異径に形成するため、各種形状の微細穴29a,29b,29cに容易に形成可能な放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0086】
本実施例の加工方法では、前記旋削加工を異なる設計の複数のバイト19,21を用いて行わせることで電極部5A,5Bを軸芯方向に異径に形成するため、異径の電極部5A,5Bをより正確に形成することができる。
【0087】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、被把持部3に対して電極部5,5A,5Bが同芯に形成されているため、被把持部3の回転に対する電極部5,5A,5Bの振れまわりを抑制して、微細穴29a,29b,29cの放電加工の精度を確実に向上させることができる。
【0088】
また、本実施例の放電加工電極1,1A,1Bでは、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを備えているため、加工屑を容易且つ確実に排出させることができ、電極部5,5A,5Bの消耗を抑制することができる。
【0089】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、電極部5,5A,5Bが軸芯方向に均一径又は異径な微細軸であるため、各種形状の微細穴29a,29b,29cに容易に形成することができる。
【0090】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、異形の微細軸である電極部5A,5Bが段付きの微細軸、テーパ形状の微細軸の何れかであるため、各種形状である段付き形状、テーパ形状の微細穴29b,29cを容易に形成することができる。
【0091】
図17は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、切欠溝からなる凹部9Cを周方向に複数設けたものである。本変形例では、4つの凹部9Cが90度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。
【0092】
複数の凹部9Cの形成は、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、研削砥石23との対向位置をずらしながら上記実施例同様にして順次凹部9Cの形成を行えばよい。
【0093】
かかる変形例においても、上記実施例1と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本変形例では、凹部9Cが電極部5Cの周方向に複数形成されるため、より容易且つ確実に加工屑を排出することができ電極部5Cの消耗を抑制することができる。
【実施例2】
【0094】
図18は本発明の実施例2に係り凹部の加工方法を示す概略側面図、図19は図18の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である。なお、本実施例は、基本構成が上記実施例1と共通しているため、対応する構成部分には同符号或いは同符号にDを付して詳細な説明を省略する。
【0095】
本実施例では、図18のように、マイクロ・エンド・ミル26を用いて半製品T1の電極部5Dの外周面7Dに凹部9Dを切削加工する。マイクロ・エンド・ミル26は、先端側に向けて漸次先細りとなる柱状に形成されている。このマイクロ・エンド・ミル26の先端部には、切削刃28が設けられている。切削刃28は、集束イオンビーム等によって形成されている。
【0096】
このマイクロ・エンド・ミル26は、半製品T1の電極部5に対して近接離反自在且つ電極部5の軸方向に沿って移動自在に支持されている。
【0097】
本実施例の加工方法では、マイクロ・エンド・ミル26を軸周り回転させつつ電極部5D先端の外周面7Dに近接移動により突き当て、電極部5Dの基端側に向けて移動させる。これにより、電極部5Dの外周面7Dには、切削による凹部9Dが形成される。
【0098】
こうして、本実施例の放電加工電極の加工方法では、図19のように、半製品T1の電極部5Dに断面楔状の凹溝からなる凹部9Dを直線状に加工形成し、完成品としての放電加工電極1Dを得ることができる。
【0099】
なお、上記加工方法の際に半製品T1を回転させれば、螺旋状の溝からなる凹部9Dを加工形成することもできる。
【0100】
本実施例によれば、凹部9Dを切削加工した場合でも、上記実施例1と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施例では、マイクロ・エンド・ミル26によって凹部9Dを切削加工するため、凹部9Dの形状の自由度を向上することができる。
【0101】
図20は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、凹部9Eを周方向に複数設けたものである。本変形例では、2つの凹部9Eが180度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。
【0102】
複数の凹部9Eの形成は、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、マイクロ・エンド・ミル26との対向位置をずらしながら上記実施例同様にして順次凹部9Eの形成を行えばよい。
【0103】
かかる変形例においても、上記実施例2と同様の作用効果を奏することができるのに加え、凹部9Eが電極部5Eの周方向に複数形成されるため、より容易且つ確実に加工屑を排出することができ電極部5Eの消耗を抑制することができる。
【実施例3】
【0104】
図21は本発明の実施例3に係り凹部の加工方法を示す概略側面図、図22は図21の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である。なお、本実施例は、基本構成が上記実施例1と共通しているため、対応する構成部分には同符号或いは同符号にFを付して詳細な説明を省略する。
【0105】
本実施例の加工方法では、図21のように、レーザー照射部25を用いて半製品T1の電極部5Fの外周面7Fに凹部9Fをレーザー加工する。レーザー照射部25は、半製品T1の電極部5Fの軸方向に沿って移動自在に支持されると共に電極部5Fの外周面7Fに向けてレーザー照射可能となっている。
【0106】
この加工方法では、レーザー照射部25を半製品T1の電極部5F先端上に配置し、この状態でレーザーを照射しながら電極部5Fの基端側にレーザー照射部25を移動させる。これにより、電極部5Fの外周面7Fには、レーザー照射による凹部9Fが形成される。
【0107】
その後、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、レーザー照射部25との対向位置をずらしながら上記同様にして順次凹部9Fの形成を行う。
【0108】
この結果、本実施例の加工方法では、図22のように、半製品T1の電極部5Fに直線状の凹部9Fを周方向に複数加工形成し、完成品としての放電加工電極1Fを得ることができる。
【0109】
本実施例の放電加工電極1Fは、4つの凹部9Fが90度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。各凹部9Fは、その内面が凹曲面からなる凹溝となっている。
【0110】
なお、上記加工方法の際に半製品T1を回転させれば、螺旋状の溝からなる複数の凹部9Fを加工形成することもできる。
【0111】
本実施例によれば、レーザー照射によって凹部9Fを形成しても、上記実施例1及びその変形例と同様の作用効果を奏することができる。
【0112】
図23は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、凹部9Gの数を減少させたものである。すなわち、本変形例では、2つの凹部9Gが180度毎に設けられている。
【0113】
かかる変形例においても、上記実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0114】
1 放電加工電極
3 被把持部
5 電極部
9 凹部
11 棒状ワークの基端部
13 チャック
15 棒状ワークの先端部
17 被把持部加工部
19,21 バイト(切削工具)
19b,21b 横切れ刃
t0〜t6 切込み量
W0,W 棒状ワーク
α1,α2,β1,β2,γ アプローチ角
【技術分野】
【0001】
本発明は、放電加工電極の加工方法及び放電加工電極に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放電加工電極の製造方法として特許文献1に記載のものがある。この方法は、図24のように、棒状電極本体101を放電加工、電解加工、切削加工、研削加工等により均一径の微細軸として形成し、この棒状電極本体101の外周部を除去成形が容易な材料のクラッド材103によって被覆し複合構造電極105を形成する。
【0003】
クラッド材103としては、例えば棒状電極本体101の材料よりも融点あるいは昇華点の低い低融点の金属、金属粉末、プラスチック樹脂、透明プラスチック、光硬化樹脂、あるいは低昇華温度材料が用いられている。
【0004】
この複合構造電極105のクラッド材103の一部を除去して棒状電極本体101を必要長さに露出させて微細な放電加工電極100を製造する。
【0005】
この放電加工電極100では、把持して軸芯周りに回転させつつ微細穴や微細溝を放電加工するとき、クラッド材103の部分が被把持部として機能する。
【0006】
しかし、かかる製造方法では、棒状電極本体101にクラッド材103を被覆させるものであるため、被把持部として機能するクラッド材103の部分と棒状電極本体101の電極部との芯出しが困難であった。
【0007】
このため、従来の方法によって製造された放電加工電極100では、微細穴や微細溝の加工精度に限界があった。
【0008】
また、放電加工電極100は、切削が進むにつれて微細穴等内に電極部が進入していくため、電極部と微細穴等との間の僅かな隙間から加工屑を適切に排出させることができなかった。
【0009】
このため、電極部は、微細穴等内に滞留した加工屑によって正常な放電が妨害され、加工時に激しい消耗を伴っていた。
【0010】
一方、電極部の消耗を避けるには、放電加工電極100に軸周り回転と共に被加工物に対する近接離反移動を繰り返し行わせて加工屑の除去を行う必要があり、手間がかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2009−202320号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
解決しようとする問題点は、被把持部に対する電極部の芯出しが困難であり加工精度の高い放電加工電極を形成できなかったと共に、微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成できなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、被把持部に対する電極部の芯出しが容易であり加工精度の高い放電加工電極を形成すると共に微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成するために、放電加工電極の被把持部となる棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部を形成し、前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成することを主な特徴とする。
【0014】
また、本発明は、棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部を形成する放電加工電極の加工方法であって、前記棒状ワークは、前記基端部及び先端部間に放電加工電極の被把持部を形成するための被把持部加工部を備え、前記棒状ワークの先端部及び被把持部加工部を前記旋削加工で共に加工し前記被把持部に対し前記電極部を同芯に形成し、前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成することを主な特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、棒状ワークの基端部をチャックに把持させたまま旋削加工を行うことで、放電加工電極の被把持部に対して電極部を容易に同芯に形成することができ、加工精度の高い放電加工電極を形成することができる。
【0016】
また、本発明では、電極部の外周面に凹部を設けることで、放電加工時の加工屑を容易に排出できる放電加工電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】放電加工電極の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図2】放電加工電極の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図3】放電加工電極の半製品の要部斜視図である(実施例1)。
【図4】切削工具の一例を示す要部平面図である(実施例1)。
【図5】切削工具の他の例を示す要部平面図である(実施例1)。
【図6】背分力の値を示すグラフである(実施例1)。
【図7】背分力の値を示すグラフである(実施例1)。
【図8】凹部の加工方法の概略斜視図である(実施例1)。
【図9】図8の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図10】図9の電極部を示す側面図である(実施例1)。
【図11】図9の電極部を示す正面図である(実施例1)。
【図12】放電加工電極の他の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図13】図12の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図14】放電加工電極の他の加工方法を示す説明図である(実施例1)。
【図15】図14の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である(実施例1)。
【図16】放電加工された微細穴を示す断面図である(実施例1)。
【図17】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例1)。
【図18】凹部の加工方法を示す概略側面図である(実施例2)。
【図19】図18の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例2)。
【図20】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例3)。
【図21】凹部の加工方法を示す概略側面図である(実施例3)。
【図22】図21の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である(実施例3)。
【図23】変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である(実施例3)。
【図24】放電加工電極の製造方法を概略的に示すもので、(a)は、棒状電極本体をクラッド材によって被覆した複合構造電極の概略的断面図、(b)は、(a)の複合構造電極を加工機械の把持部で把持した状態の概略的断面図、(c)は、(b)の複合構造電極のクラッド材の一部を除去した状態の概略的断面図、(d)は、(c)のピーリング過程が終了して製造された放電加工電極の概略的斜視図である(従来例)。
【発明を実施するための形態】
【0018】
被把持部に対する電極部の芯出しが容易であり加工精度の高い放電加工電極を形成すると共に微細穴や微細溝等の放電加工時に加工屑を容易に排出可能な放電加工電極を形成するという目的を、棒状ワークの基端部をチャックに把持させたまま少なくとも電極部の旋削加工を行い、電極部に加工屑排出用の凹部を形成することで実現した。
【実施例1】
【0019】
[放電加工電極の加工方法]
図1及び図2は、本実施例に係る放電加工電極の加工方法を示す説明図である。
【0020】
図1は、棒状ワークの基端部が放電加工電極の被把持部となる場合の加工方法、図2は、被把持部も共に加工する加工方法を示す。
【0021】
本実施例の放電加工電極1の加工方法では、図1及び図2のように、まず棒状ワークW0,Wから被把持部3及び電極部5を備えた放電加工電極1の半製品T1(図3参照)を形成し、その後電極部5の外周面7に加工屑排出用の凹部9を形成する。
(半製品の加工形成)
図1の加工方法では、まず、例えば断面円形の棒状ワークW0の基端部11を、旋盤のチャック13に保持させる。なお、棒状ワークW0は、加工前の外郭を二点鎖線で追記してある。
【0022】
次いで、棒状ワークW0の先端部15に、後述する横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具としてのバイトにより、背分力を抑制しながら旋削して微細な電極部5を加工形成する。なお、バイトは、予めバイト台に取り付けて用いられる。
【0023】
この旋削加工は、切込み量t0で棒状ワークW0の先端部15から長さL0の範囲で行い、被把持部3となる基端部11に対し電極部5を同芯に形成する。切込み量t0は、例えば後述のバイト19(図4)又はバイト21(図5)等により旋削加工することができる。
【0024】
図2の加工方法でも、まず、例えば断面円形の棒状ワークWの基端部11を旋盤のチャック13に保持させる。なお、棒状ワークWは、前記同様加工前の外郭を二点鎖線で追記してある。
【0025】
棒状ワークWは、基端部11及び先端部15間に被把持部加工部17を備えている。被把持部加工部17は、放電加工電極として使用するときに把持される被把持部3を形成するための部分である。被把持部加工部17は、長さHを有している。
【0026】
次いで、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17を、バイトによる旋削加工で共に加工し被把持部3に対し電極部5を同芯に形成する。
【0027】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17の間では、被把持部加工部17を先に旋削加工する。この旋削加工は、切込み量t1で先端部15から長さL1の範囲で行い、被把持部3を形成する。次に先端部15の旋削加工を行う。この旋削加工は、切込み量t2で先端部15の長さL2の範囲で行い、電極部5を形成する。
【0028】
なお、図2の切込み量t2は、図1の切込み量t0と同一であり、図2の長さL2は、図1の長さL0と同一である。但し、これらの関係は、図3の説明上同一としているのであり、図1及び図2において、それぞれ異なる切込み量、長さを選択し、旋削しても良いことはもちろんである。
【0029】
切込み量t1は、例えば後述のバイト19(図4)により旋削加工し、切込み量t2は、後述のバイト21(図5)により旋削加工することができる。但し、バイトの形状設計によって単一のバイトにより切込み量t1,t2に対応させることもできる。
【0030】
なお、図2の加工方法では、後述する凹部9を加工形成した後にラインCでカットする。
【0031】
図3は、放電加工電極の半製品の要部斜視図である。
【0032】
図3の半製品T1は、図1又は図2の加工方法によって形成され、凹部9の形成前のものである。この半製品T1は、放電加工時等に把持するための被把持部3と、軸芯方向に均一径の微細軸である電極部5とを備えている。
【0033】
電極部5は、後述のバイト19,21を用いることにより、例えば、直径0.1mm以下、アスペクト比50以上の軸にすることもできる。
【0034】
図4及び図5は、旋削工具の一例と他の例とを示す要部平面図、図6及び図7は、各例の背分力の値を示すグラフである。
【0035】
図4及び図5の切削工具であるバイト19,21は、例えば本願出願人の先の提案である特開2009−113143号に記載された方法により設計されている。
【0036】
図4のように、バイト19は、円弧形のノーズ部19aと横切れ刃19bとを備えている。横切れ刃19bは、負のアプローチ角α1(例えば=9°)をなす傾斜部分A1B1と、例えばゼロのアプローチ角β1をなす直線部分B1C1とからなっている。
【0037】
傾斜部分A1B1は、切込み量が例えば0.91mmまでの範囲に対応し、直線部分B1C1は、切込み量が例えば0.91mmを超える範囲に対応する。
【0038】
従って、切削工具であるバイト13には、横切れ刃13bに負のアプローチ角α1をなす傾斜部分A1B1を与えた構成となっている。
【0039】
図5のように、バイト21は、円弧形のノーズ部21aと横切れ刃21bとを備えている。横切れ刃21bは、正のアプローチ角α2(例えば=5°)をなす第1傾斜部分A2B2と、負のアプローチ角β2(例えば=11°)をなす第2傾斜部分B2C2と、例えばゼロのアプローチ角γをなす直線部分C2D2とからなっている。
【0040】
第1傾斜部分A2B2は、切込み量が、例えば0.65mmまでの範囲に対応し、第2傾斜部分B2C3は、切込み量が0.65mmを超え1.53mmまでの範囲に対応し、直線部分C2D2は、切込み量が1.53mmを超える範囲に対応する。
【0041】
従って、切削工具であるバイト15には、横切れ刃15bに負のアプローチ角β2をなす第2傾斜部分B2C2を与えた構成となっている。
【0042】
図4のバイト19を用いた場合は、切込み量に対する背分力の変化が図6のようになる。図6においては、背分力が、当初、切込み量tの増大とともに減少し、t=0.91mmを超えるとゼロとなる。
【0043】
図5のバイト21を用いた場合は、切込み量に対する背分力の変化が図7のようになる。
【0044】
図7においては、背分力が、当初、切込み量tの増大とともにt=0.65mmまで増加し、t=0.65mmを超えてからt=1.53mmまで減少しはじめ、t=1.53mmを超えるとゼロになる。
【0045】
従って、何れのバイト19,21による場合でも、バイト19,21に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにすることができる。ただし、バイトは、多少の配分力が働くものを使用することもできる。
【0046】
上記のように半製品T1が加工形成された後は、半製品T1の電極部5外周面に加工屑排出用の凹部9を形成する。
(凹部の加工形成)
図8は、本実施例の凹部の加工方法を示す概略側面図である。
【0047】
図8の加工方法では、研削砥石23を用いて半製品T1の電極部5の外周面7に凹部9を研削加工する。研削砥石23は、周方向回転自在な円板状に形成され、半製品T1の電極部5の径方向に沿って配置されている。この切削砥石23は、半製品T1の電極部5に対して近接離反自在且つ電極部5の径方向及び軸方向に沿って移動自在に支持されている。
【0048】
本加工方法では、研削砥石23を回転させつつ電極部5の外周面7に近接移動により突き当て、電極部5の径方向に移動させる。これを電極部5の軸方向に移動させながら繰り返し行うことで、電極部5の外周面7に研削による凹部9を形成することができる。
【0049】
図9〜図11は図8の加工方法による凹部を備えた放電加工電極の要部を示し、図9は斜視図、図10は側面図、図11は正面図である。
【0050】
図9〜図11のように、本実施例の放電加工電極1は、電極部5の先端側外周面7に凹部9が設けられている。凹部9は、電極部5の基部側を残して先端側が断面弓形に除去された切欠溝からなっている。本実施例の凹部9は、電極部5の先端側の略半分が除去された切欠溝である。ただし、凹部の大きさは、任意であり、電極部5の除去量に応じて変更することが可能である。また、凹部は、電極部5の先端側だけでなく全体にわたって設けることも可能である。
[他の放電加工電極の加工方法]
図12は、放電加工電極の加工方法の他の例を示す説明図である。
【0051】
図12の加工方法は、基本的に図1と同様であり、同一又は対応する構成部分に同符号又は同符号にAを付して重複説明は省略する。
【0052】
すなわち、図12の加工方法では、図2の加工方法に対応し、まず、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17をバイトによる旋削加工で共に加工する。これにより、被把持部3に対して段付き形状の電極部5Aを同心に加工し半製品を形成する。
【0053】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17の間では、被把持部加工部17を切込み量t1で先に旋削加工する。先端部15の旋削加工は、切込み量t3、長さL2の範囲及び切込み量t4、長さL3の範囲で順に行い電極部5Aを先端側が細い段付き形状に形成する。
【0054】
その後、図8の加工方法の適用により、段付き形状の電極部5Aに凹部9Aを加工して放電加工電極1Aを形成することができる。
【0055】
図13は、図12の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である。
【0056】
図13の放電加工電極1Aは、軸芯方向に異径な微細軸であり、電極部5Aに相対的に大径の基部5Aa及び相対的に小径の先端部5Abを段付き状に備えている。なお、先端部5Abは、直径0.1mm以下にすることができる。
【0057】
電極部5Aの外周面7Aには、凹部9Aが設けられている。すなわち、凹部9Aは、基部5Aa及び先端部5Abの外周面7Aa,7Abに形成された切欠溝からなっている。この凹部9Aは、電極部5Aの先端部5Abから基部5Aaの先端側にかけて延設されている。
【0058】
図14は、放電加工電極の加工方法の他の例を示す説明図である。
【0059】
図14の加工方法も、基本的に図1と同様であり、同一又は対応する構成部分に同符号又は同符号にBを付して重複説明は省略する。
【0060】
すなわち、図12の加工方法では、まず、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17をバイトによる旋削加工で共に加工する。これにより、被把持部3に対してテーパ形状の電極部5Bを同芯に加工し半製品を形成する。
【0061】
棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17は、被把持部加工部17を切込み量t1で先に旋削加工する。先端部15の加工は、切込み量t5、長さL2の範囲を旋削し、次いで、被把持部3の端部からL2の範囲で送りながら切込み量t6まで切込みを次第に増加させ、テーパ形状の微細軸の電極部5Bを形成する。
【0062】
その後、図8の加工方法の適用によって、テーパ形状の電極部5Bに凹部9Bを加工して放電加工電極1Bを形成することができる。
【0063】
図15は、図14の加工方法によって形成された放電加工電極の電極部を示す斜視図である。
【0064】
図15の放電加工電極1Bは、軸芯方向に異径な微細軸であり、電極部5Bがテーパ形状となっている。なお、電極部5Bの基端は、直径0.1mm以下にすることができる。
【0065】
電極部5Bの外周面7Bには、先端側に切欠溝からなる凹部9Bが形成されている。なお、凹部9Bは、電極部5Bのテーパ形状に応じて先端側から基端側へ向けて漸次寸法が大きくなっている。
【0066】
なお、放電加工電極1A,1Bの旋削加工では、異なる設計の複数のバイト19,21を用いて行わせることで、異径の電極部5A,5Bをより正確に形成することができる。
[微細穴の放電加工]
図16は、図9、図13及び図15の放電加工電極によって放電加工された微細穴を示す断面図である。
【0067】
本実施例では、工作物27に均一断面の微細穴29a、段付きの微細穴29b、テーパ形状の微細穴29cを形成する。微細穴29a〜29cの形成には、それぞれ図9の放電加工電極1、図13の放電加工電極1A、図15の放電加工電極1Bが用いられる。
【0068】
微細穴29a〜29cの加工形成の際には、まず、放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3を放電加工機のチャックに把持させる。そして、放電加工電極1,1A,1Bを軸周り回転させながら工作物27に近接移動させ、電極部5,5A,5Bと工作物17との間で放電を行わせる。
【0069】
この放電により、工作物27に対して溶融、爆発を繰り返し行い微細穴29a,29b,29cを切削していく。この切削当初の加工屑は、電極部5,5A,5Bと微細穴29a,29b,29cとの間の十分な隙間から排出することができる。
【0070】
切削が進むにつれて電極部5,5A,5Bが微細穴29a,29b,29c内に進入していく。このとき、電極部5,5A,5Bと微細穴29a,29b,29cとの間には、凹部9,9A,9Bによって加工屑の排出路が形成される。
【0071】
このため、加工屑は、放電加工による爆発の勢いにより電極部5,5A,5Bの凹部9,9A,9Bを介して排出することができる。
【0072】
その後、電極部5,5A,5Bが工作物27を貫通すると、工作物27には、電極部5,5A,5Bよりも僅かに大きい径の微細穴29a,29b,29cが形成されることになる。
【0073】
こうして放電加工電極1,1A,1Bでは、均一径の微細穴29aのみならず、異径の微細穴29b,29cをも容易且つ正確に形成することができる。
【0074】
特に、棒状ワークW0,Wの基端部をチャックに把持させたまま旋削加工を行うことで被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを同芯に形成するため、両者間の芯出しが極めて正確に行われており、微細穴29a,29b,29cの放電加工の精度を確実に向上させることができる。
【0075】
また、放電加工電極1,1A,1Bでは、放電加工時の加工屑を排出路となる凹部9,9A,9Bによって容易且つ確実に排出することができるため、加工屑の滞留による電極部5,5A,5Bの消耗を容易且つ確実に抑制することができる。
【0076】
さらに、放電加工電極1,1A,1Bでは、電極部5,5A,5Bが被把持部3に対して極めて正確に芯出しされているため、凹部9,9A,9Bによる加工屑の排出路を、電極部5,5A,5Bの軸周り回転によって全周にわたって確実に形成することができる。
【0077】
このため、放電加工電極1,1A,1Bでは、加工屑の滞留による電極部5,5A,5Bの消耗を、より確実に抑制することができる。
[実施例1の効果]
本実施例の放電加工電極の加工方法では、放電加工電極1の被把持部3となる棒状ワークW0の基端部11をチャック13に保持させ、棒状ワークW0の先端部15を横切れ刃19b,21bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19,21により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部5を形成し、電極部5の外周面7に加工屑排出用の凹部9を形成する。
【0078】
また、本実施例の放電加工電極の加工方法では、棒状ワークWの基端部11をチャック13に保持させ、棒状ワークWの先端部15を横切れ刃19b,21bに負のアプローチ角をなす部分を与えたバイト19,21により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部5,5A,5Bを形成する放電加工電極1,1A,1Bの加工方法であって、棒状ワークWは、基端部11及び先端部15間に放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3を形成するための被把持部加工部17を備え、棒状ワークWの先端部15及び被把持部加工部17を前記旋削加工で共に加工し被把持部3に対し電極部5,5A,5Bを同芯に形成し、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを形成する。
【0079】
従って、何れの放電加工電極1,1A,1Bの加工方法でも、棒状ワークの基端部11をチャック13に把持させたまま旋削加工を行うことで、放電加工電極1,1A,1Bの被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを容易に同芯に形成することができる。
【0080】
このため、放電加工電極1,1A,1Bの加工方法では、微細穴29a,29b,29cの放電加工の加工精度が高い放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0081】
また、本実施例の放電加工電極1,1A,1Bの加工方法では、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを形成するため、加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0082】
本実施例の加工方法では、切欠溝からなる凹部9,9A,9Bを電極部5,5A,5Bに加工形成するため、より確実に加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0083】
本実施例の加工方法では、凹部の形成を研削によって行うため、より確実に加工屑を容易且つ確実に排出可能な放電加工電極1,1A,1Bを形成することができる。
【0084】
本実施例の加工方法では、前記バイト19,21に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにするため、より確実に被把持部3に対して電極部5,5A,5Bを同芯に形成することができ、より確実に放電加工の精度を確実に向上させることが可能な放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0085】
本実施例の加工方法では、電極部5,5A,5Bを、軸芯方向に均一径又は異径に形成するため、各種形状の微細穴29a,29b,29cに容易に形成可能な放電加工電極1,1A,1Bを加工形成することができる。
【0086】
本実施例の加工方法では、前記旋削加工を異なる設計の複数のバイト19,21を用いて行わせることで電極部5A,5Bを軸芯方向に異径に形成するため、異径の電極部5A,5Bをより正確に形成することができる。
【0087】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、被把持部3に対して電極部5,5A,5Bが同芯に形成されているため、被把持部3の回転に対する電極部5,5A,5Bの振れまわりを抑制して、微細穴29a,29b,29cの放電加工の精度を確実に向上させることができる。
【0088】
また、本実施例の放電加工電極1,1A,1Bでは、電極部5,5A,5Bの外周面7,7A,7Bに加工屑排出用の凹部9,9A,9Bを備えているため、加工屑を容易且つ確実に排出させることができ、電極部5,5A,5Bの消耗を抑制することができる。
【0089】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、電極部5,5A,5Bが軸芯方向に均一径又は異径な微細軸であるため、各種形状の微細穴29a,29b,29cに容易に形成することができる。
【0090】
本実施例の放電加工電極1,1A,1Bは、異形の微細軸である電極部5A,5Bが段付きの微細軸、テーパ形状の微細軸の何れかであるため、各種形状である段付き形状、テーパ形状の微細穴29b,29cを容易に形成することができる。
【0091】
図17は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、切欠溝からなる凹部9Cを周方向に複数設けたものである。本変形例では、4つの凹部9Cが90度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。
【0092】
複数の凹部9Cの形成は、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、研削砥石23との対向位置をずらしながら上記実施例同様にして順次凹部9Cの形成を行えばよい。
【0093】
かかる変形例においても、上記実施例1と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本変形例では、凹部9Cが電極部5Cの周方向に複数形成されるため、より容易且つ確実に加工屑を排出することができ電極部5Cの消耗を抑制することができる。
【実施例2】
【0094】
図18は本発明の実施例2に係り凹部の加工方法を示す概略側面図、図19は図18の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である。なお、本実施例は、基本構成が上記実施例1と共通しているため、対応する構成部分には同符号或いは同符号にDを付して詳細な説明を省略する。
【0095】
本実施例では、図18のように、マイクロ・エンド・ミル26を用いて半製品T1の電極部5Dの外周面7Dに凹部9Dを切削加工する。マイクロ・エンド・ミル26は、先端側に向けて漸次先細りとなる柱状に形成されている。このマイクロ・エンド・ミル26の先端部には、切削刃28が設けられている。切削刃28は、集束イオンビーム等によって形成されている。
【0096】
このマイクロ・エンド・ミル26は、半製品T1の電極部5に対して近接離反自在且つ電極部5の軸方向に沿って移動自在に支持されている。
【0097】
本実施例の加工方法では、マイクロ・エンド・ミル26を軸周り回転させつつ電極部5D先端の外周面7Dに近接移動により突き当て、電極部5Dの基端側に向けて移動させる。これにより、電極部5Dの外周面7Dには、切削による凹部9Dが形成される。
【0098】
こうして、本実施例の放電加工電極の加工方法では、図19のように、半製品T1の電極部5Dに断面楔状の凹溝からなる凹部9Dを直線状に加工形成し、完成品としての放電加工電極1Dを得ることができる。
【0099】
なお、上記加工方法の際に半製品T1を回転させれば、螺旋状の溝からなる凹部9Dを加工形成することもできる。
【0100】
本実施例によれば、凹部9Dを切削加工した場合でも、上記実施例1と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施例では、マイクロ・エンド・ミル26によって凹部9Dを切削加工するため、凹部9Dの形状の自由度を向上することができる。
【0101】
図20は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、凹部9Eを周方向に複数設けたものである。本変形例では、2つの凹部9Eが180度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。
【0102】
複数の凹部9Eの形成は、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、マイクロ・エンド・ミル26との対向位置をずらしながら上記実施例同様にして順次凹部9Eの形成を行えばよい。
【0103】
かかる変形例においても、上記実施例2と同様の作用効果を奏することができるのに加え、凹部9Eが電極部5Eの周方向に複数形成されるため、より容易且つ確実に加工屑を排出することができ電極部5Eの消耗を抑制することができる。
【実施例3】
【0104】
図21は本発明の実施例3に係り凹部の加工方法を示す概略側面図、図22は図21の加工方法による凹部を備えた電極部を示す斜視図である。なお、本実施例は、基本構成が上記実施例1と共通しているため、対応する構成部分には同符号或いは同符号にFを付して詳細な説明を省略する。
【0105】
本実施例の加工方法では、図21のように、レーザー照射部25を用いて半製品T1の電極部5Fの外周面7Fに凹部9Fをレーザー加工する。レーザー照射部25は、半製品T1の電極部5Fの軸方向に沿って移動自在に支持されると共に電極部5Fの外周面7Fに向けてレーザー照射可能となっている。
【0106】
この加工方法では、レーザー照射部25を半製品T1の電極部5F先端上に配置し、この状態でレーザーを照射しながら電極部5Fの基端側にレーザー照射部25を移動させる。これにより、電極部5Fの外周面7Fには、レーザー照射による凹部9Fが形成される。
【0107】
その後、半製品T1を周方向に所定角度回転させ、レーザー照射部25との対向位置をずらしながら上記同様にして順次凹部9Fの形成を行う。
【0108】
この結果、本実施例の加工方法では、図22のように、半製品T1の電極部5Fに直線状の凹部9Fを周方向に複数加工形成し、完成品としての放電加工電極1Fを得ることができる。
【0109】
本実施例の放電加工電極1Fは、4つの凹部9Fが90度毎に設けられている。ただし、凹部の数は、任意であり、凹部の大きさ等に応じて変更することが可能である。各凹部9Fは、その内面が凹曲面からなる凹溝となっている。
【0110】
なお、上記加工方法の際に半製品T1を回転させれば、螺旋状の溝からなる複数の凹部9Fを加工形成することもできる。
【0111】
本実施例によれば、レーザー照射によって凹部9Fを形成しても、上記実施例1及びその変形例と同様の作用効果を奏することができる。
【0112】
図23は、変形例に係る放電加工電極の電極部を示す正面図である。本変形例は、凹部9Gの数を減少させたものである。すなわち、本変形例では、2つの凹部9Gが180度毎に設けられている。
【0113】
かかる変形例においても、上記実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0114】
1 放電加工電極
3 被把持部
5 電極部
9 凹部
11 棒状ワークの基端部
13 チャック
15 棒状ワークの先端部
17 被把持部加工部
19,21 バイト(切削工具)
19b,21b 横切れ刃
t0〜t6 切込み量
W0,W 棒状ワーク
α1,α2,β1,β2,γ アプローチ角
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放電加工電極の被把持部となる棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、
前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部を形成し、
前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項2】
棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、
前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部を形成する放電加工電極の加工方法であって、
前記棒状ワークは、前記基端部及び先端部間に放電加工電極の被把持部を形成するための被把持部加工部を備え、
前記棒状ワークの先端部及び被把持部加工部を前記旋削加工で共に加工し前記被把持部に対し前記電極部を同芯に形成し、
前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項3】
請求項1又は2記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部は、前記凹溝又は切欠溝である、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項4】
請求項3記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部は、前記電極部の周方向に複数形成される、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項5】
請求項1〜4の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部の形成は、研削、レーザー照射、又は切削によって行われる、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項6】
請求項1〜5の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記切削工具に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにする、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項7】
請求項1〜6の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記電極部を、軸芯方向に均一径又は異径に形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項8】
請求項7記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記旋削加工を、異なる設計の複数の切削工具を用いて行わせることにより前記電極部を軸芯方向に異径に形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項9】
請求項7又は8記載の放電加工電極の加工方法により形成された放電加工電極であって、
前記電極部は、軸芯方向に均一径又は異径な微細軸である、
ことを特徴とする放電加工電極。
【請求項10】
請求項9記載の放電加工電極であって、
前記異径の微細軸は、段付きの微細軸、テーパ形状の微細軸の何れかである、
ことを特徴とする放電加工電極。
【請求項1】
放電加工電極の被把持部となる棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、
前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制しながら旋削して微細な放電用の電極部を形成し、
前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項2】
棒状ワークの基端部をチャックに保持させ、
前記棒状ワークの先端部を、横切れ刃に負のアプローチ角をなす部分を与えた切削工具により背分力を抑制して旋削しながら微細な放電用の電極部を形成する放電加工電極の加工方法であって、
前記棒状ワークは、前記基端部及び先端部間に放電加工電極の被把持部を形成するための被把持部加工部を備え、
前記棒状ワークの先端部及び被把持部加工部を前記旋削加工で共に加工し前記被把持部に対し前記電極部を同芯に形成し、
前記電極部の外周面に、加工屑排出用の凹部を形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項3】
請求項1又は2記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部は、前記凹溝又は切欠溝である、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項4】
請求項3記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部は、前記電極部の周方向に複数形成される、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項5】
請求項1〜4の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記凹部の形成は、研削、レーザー照射、又は切削によって行われる、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項6】
請求項1〜5の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記切削工具に働く背分力を設定以上の切込み量でゼロにする、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項7】
請求項1〜6の何れかに記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記電極部を、軸芯方向に均一径又は異径に形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項8】
請求項7記載の放電加工電極の加工方法であって、
前記旋削加工を、異なる設計の複数の切削工具を用いて行わせることにより前記電極部を軸芯方向に異径に形成する、
ことを特徴とする放電加工電極の加工方法。
【請求項9】
請求項7又は8記載の放電加工電極の加工方法により形成された放電加工電極であって、
前記電極部は、軸芯方向に均一径又は異径な微細軸である、
ことを特徴とする放電加工電極。
【請求項10】
請求項9記載の放電加工電極であって、
前記異径の微細軸は、段付きの微細軸、テーパ形状の微細軸の何れかである、
ことを特徴とする放電加工電極。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【公開番号】特開2012−45652(P2012−45652A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−188518(P2010−188518)
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(899000057)学校法人日本大学 (650)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(899000057)学校法人日本大学 (650)
【Fターム(参考)】
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