JP2011025345A - Electric discharge machining method of pore and device used for the same - Google Patents
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
本発明は、細穴放電加工方法および装置に関し、より詳細には、水中でパイプ電極を使用し、制御装置の制御の下に前記加工電極と被加工物のXYZ軸方向の3次元位置を相対的に位置制御して前記被加工物の形状穴の放電加工を行う細穴放電加工方法および装置に関する。 The present invention relates to a fine hole electric discharge machining method and apparatus, and more particularly, to use a pipe electrode in water, and relative to the three-dimensional position of the machining electrode and workpiece in the XYZ-axis direction under the control of a control device. In particular, the present invention relates to a fine hole electric discharge machining method and apparatus for performing electric discharge machining of a shape hole of the workpiece by controlling the position.
例えば、被加工物に複雑な形状穴加工を行う放電加工方法として、加工面積が小さい細穴部の加工を棒状電極で加工した後で、加工面積が大きい部分を総型型彫り加工電極で加工する方法(例えば特許文献1)がある。 For example, as an electric discharge machining method for drilling a complicated shape in a workpiece, after machining a small hole with a small machining area with a rod-shaped electrode, machining a portion with a large machining area with a general die-cutting electrode There is a method (for example, Patent Document 1).
しかしながら上述の文献に記載の方法は、細穴部の加工面積に対して加工面積が大きく変化する部分を有する形状穴を有する放電加工方法であって、加工面積が小さい細穴部の加工を棒状電極で加工した後、加工面積が大きい部分を総型型彫り加工電極で加工することを特徴とするものであり、高価な総型型彫り加工電極が必要であり、かつまた1個の総型型彫り電極で加工できる穴数は1〜3個程度が限界である。 However, the method described in the above-mentioned document is an electric discharge machining method having a shape hole having a portion whose machining area greatly changes with respect to the machining area of the narrow hole portion, and the machining of the narrow hole portion having a small machining area is performed in a rod shape. After machining with an electrode, the part with a large machining area is machined with a general die-sculpting electrode, and an expensive general die-sculpting electrode is required, and one total die The limit of the number of holes that can be machined with the engraved electrode is about 1 to 3.
そのため、多数の形状加工部を有する被加工物の加工を行う場合には、一個の製品を製作するのに、総型型彫り用の加工電極が多量に必要となり加工コストが増大する。また、一個の製品を製作する間の電極の交換頻度が大くなるため総加工時間が長くなることは避けられない。かつまた、総型型彫り用の電極は加工中に生じる加工屑の排出が悪いため加工速度が上げられないという特性があり、これも総加工時間が長くなり加工コストを増大させる要因となっている。 Therefore, when processing a workpiece having a large number of shape processing portions, a large number of machining electrodes for total die-sculpture are required to manufacture one product, which increases the processing cost. In addition, since the frequency of electrode replacement during the production of a single product increases, it is inevitable that the total processing time is increased. In addition, the electrode for general sculpting has the characteristic that the processing speed cannot be increased due to poor discharge of processing waste generated during processing, which also increases the processing cost by increasing the total processing time. Yes.
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、加工電極が安価でかつ一個の製品を製作する間における加工電極の交換が不要であり総加工時間を短縮できるパイプ電極を用いた形状加工部の細穴放電加工方法および装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is that the machining electrode is inexpensive and does not require replacement of the machining electrode during the production of a single product, thereby reducing the total machining time. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for fine hole electric discharge machining of a shape machining portion using a pipe electrode that can be shortened.
上述の課題を解決する手段として請求項1に記載の放電加工方法は、水中でパイプ電極を使用し、制御装置の制御の下に前記電極と被加工物のXYZ軸方向の3次元位置を相対的に位置制御して前記被加工物の形状の異なる断面形状部の形状穴加工を行う放電加工方法において、前記電極がプログラムされた形状加工経路に沿っての放電加工中に、前記電極と被加工物との間が無放電状態にあるか放電状態にあるかを判別し、放電状態である場合には前記プログラムされた放電加工経路に対して電極消耗量を考慮したZ軸方向の切込みの自動補正を行い、無放電状態にある場合には前記プログラムされた放電加工経路に対して電極消耗量を考慮したZ軸方向の切込みの自動補正を行わないことを特徴とするものである。 The electric discharge machining method according to claim 1, as means for solving the above-described problem, uses a pipe electrode in water, and relatively controls the three-dimensional positions of the electrode and the workpiece in the XYZ-axis direction under the control of a control device. In the electric discharge machining method for performing shape hole machining of cross-sectional shapes having different shapes of the workpiece by controlling the position of the workpiece, the electrode and the workpiece are subjected to electric discharge machining along the programmed shape machining path. It is determined whether there is no discharge state or discharge state between the workpiece, and if it is in the discharge state, the Z-axis direction cut in consideration of the electrode consumption amount is taken into the programmed electric discharge machining path. Automatic correction is performed, and when there is no discharge, automatic correction of cutting in the Z-axis direction in consideration of electrode consumption is not performed on the programmed electric discharge machining path.
請求項2に記載の細穴放電加工方法は、請求項1に記載の細穴放電加工方法において、前記形状穴のXY平面による断面形状において、前記形状加工経路のY軸方向の形状加工経路の長さが前記電極径の1/2未満の場合は、X軸方向の直線形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行い、前記Y軸方向の形状加工経路の長さが前記電極径の1/2以上電極径未満の場合には、X軸方向とY軸方向からなるコの字状形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行い、前記Y軸方向の形状加工経路の長さが前記電極径以上の場合には、ロの字状形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行うことを特徴とするものである。
The fine hole electric discharge machining method according to
請求項3に記載の細穴放電加工装置は、水中でパイプ電極を使用し、制御装置の制御の下に前記電極と被加工物のXYZ軸方向の3次元位置を相対的に位置制御して前記被加工物の形状の異なる断面形状部の形状穴加工を行う放電加工装置にして、前記電極がプログラムされた形状加工経路に沿っての放電加工中に、前記電極と被加工物との間が無放電状態にあるか放電状態にあるかを判別し、放電状態である場合には前記プログラムされた放電加工経路に対して電極消耗量を考慮したZ軸方向の切込みの自動補正を行い、無放電状態にある場合には前記プログラムされた放電加工経路に対して電極消耗量を考慮したZ軸方向の切込みの自動補正を行わないことを特徴とするものである。
The thin hole electric discharge machining apparatus according to
請求項4に記載の細穴放電加工装置は、請求項3に記載の細穴放電加工装置において、前記形状穴のXY平面による断面形状において、前記形状加工経路のY軸方向の形状加工経路の長さが前記電極径の1/2未満の場合は、X軸方向の直線形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行い、前記Y軸方向の形状加工経路の長さが前記電極径の1/2以上電極径未満の場合には、X軸方向とY軸方向からなるコの字状形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行い、前記Y軸方向の形状加工経路の長さが電極径以上の場合には、ロの字状形状加工経路とZ軸方向の切込み加工を行うことを特徴とするものである。
The fine hole electric discharge machining apparatus according to claim 4 is the fine hole electric discharge machining apparatus according to
本願発明の細穴放電加工方法および装置によれば、形状穴部の加工と貫通穴部の加工とを同一の電極で行うので電極コストが安価であり、かつ加工電極の交換を行なわずに多数の形状穴加工を行うことができるので加工コストを低減することができる。また、横断面形状が開放した形状穴部の形状加工を、X軸方向の直線形状加工経路と、コの字状形状加工経路とロの字状形状加工経路とからなる形状加工プログラムを用いることにより加工効率を向上させることができる。また、同一の形状加工プログラムを使用して、タービンブレードなどの形状の異なる断面形状部の形状穴加工を行うことができるので加工のプログラムの作成が容易となった。 According to the thin hole electric discharge machining method and apparatus of the present invention, the machining of the shape hole and the machining of the through hole are carried out with the same electrode, so that the electrode cost is low, and there are many without replacing the machining electrode. Therefore, the machining cost can be reduced. Also, the shape machining program consisting of the X-axis linear machining path, the U-shaped machining path, and the B-shaped machining path is used for the shape machining of the shape hole portion whose cross-sectional shape is open. As a result, the processing efficiency can be improved. Further, since the same shape machining program can be used to perform the shape hole machining of the cross-sectional shape portions having different shapes such as the turbine blade, it becomes easy to create a machining program.
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明に係る6軸制御(X,Y,W,Z,A,B)の細穴放電加工装置の一実施の形態を示したものである。さて、図1を参照するに、総括的に示す細穴放電加工装置1の基台3上には、図示省略の駆動手段及びY軸駆動モータMYによりY軸方向に移動位置決め可能なY軸テーブル5が設けてある。
FIG. 1 shows an embodiment of a 6-axis control (X, Y, W, Z, A, B) fine hole electric discharge machining apparatus according to the present invention. Referring now to FIG. 1, on comprehensively shown small hole electric discharge machining apparatus 1 of the
前記Y軸テーブル5には受け皿7を一体的に固定して設け、この受け皿7上に絶縁体である石定盤9を設けると共に、この石定盤9上にL字形のブラケット部材11が一体的に設けてある。
A
上述のブラケット部材11上には、電気伝導度の小さい純水などの加工液13を入れるための加工槽15が取り付てあり、この加工槽15内にワークWを固定するためのチルト可能な公知のターンテーブル装置17が設けてある(例えば、特開2002−307248号公報)。
On the
上述のターンテーブル装置17は、Z軸(図1の上下方向)に平行な軸心を回転中心とするA軸と、A軸に直交(Y軸に平行)する軸心を回転中心とするB軸(チルト軸)とを備えている。 The turntable device 17 described above has an A axis centering on an axis parallel to the Z axis (vertical direction in FIG. 1) and a center axis B orthogonal to the A axis (parallel to the Y axis) B. And an axis (tilt axis).
上述のB軸駆動部としてのB軸回転軸19は、前記L字形ブラケット部材11の水平底部11aから前記加工槽15の後側(図1において右側)の壁面に沿って上方に延伸するB軸取付部11bに回転自在に軸支してある。このB軸回転軸19は前記加工槽15の後側壁面を貫通して加工槽15内部のほぼ中央部まで延伸させて設けてある。
The B-
前記B軸回転軸19の左端の上部には、減速機(図示省略)を介してターンテーブル21が回転可能に取付けてある。B軸回転軸19の回転駆動は前記加工槽15の外部に設けたB軸駆動モータ(図示省略)で行われ、またターンテーブル21の回転駆動は、B軸回転軸19の軸心に沿って設けた外部に開口した「めくら穴」(図示省略)を介してA軸駆動モータ(図示省略)により回転駆動ができるように設けてある。
A
前記ターンテーブル21の裏面には、環状の通電リング(図示省略)が設けてあり、ターンテーブル21はこの通電リングを介して放電電源(図示省略)に接続してある。
An annular energization ring (not shown) is provided on the back surface of the
上記構成において、制御装置(図示省略)の制御の下にA軸駆動モータ(図示省略)を適宜に回転駆動させれば、ターンテーブル21をA軸中心に適宜な角度回転させることができる。
In the above configuration, if the A-axis drive motor (not shown) is appropriately rotated under the control of the control device (not shown), the
また、同様にB軸駆動モータ(図示省略)を適宜に正転または逆転駆動させれば、ターンテーブル21をB軸を中心に時計方向または反時計方向へチルト(Tilt;傾斜)させることができる。さらに、前記Y軸駆動モータMYを適宜に回転駆動することにより、ターンテーブル21をY軸方向の任意の位置に位置決めすることができる。
Similarly, if the B-axis drive motor (not shown) is appropriately rotated forward or reversely, the
前記加工槽15の後方(図1において右方)の前記基台3上には、図1を前側(図1において左側)から見て左右に立設した一対の支柱25(a,b)と、この一対の支柱25(a,b)の上部に水平に懸架した梁部材27からなる門型フレームが設けてある。
On the
門型フレームの梁部材27には、蛇腹31に保護されたX軸ガイドレール(図示省略)が設けてあり、このX軸ガイドレールにX軸駆動モータMX(図示省略)に駆動されるX軸キャリッジ33が前記Y軸に直交するX軸方向に移動位置決め自在に設けてある。
The
また、前記X軸キャリッジ33には、上下に延伸した円筒状のW軸スライド35に一体的に設けた係合部35eが前記Z軸に平行なW軸に沿って昇降自在に係合してある。そして、このW軸スライド35は、このW軸スライド35の上端部に設けたW軸駆動モータMWにより回転駆動されるW軸送りねじ36に螺合するナット部材38を介してW軸の任意の位置に位置決め可能に設けてある。
Further, the
上述のW軸スライド35には、パイプ電極37を装着した電極ホルダ39を備えたZ軸スピンドルユニット41がガイド部材43を介してZ軸方向に昇降自在に係合してある(図2参照)。
A Z-
図1、図2を参照するに、前記Z軸スピンドルユニット41は、前記W軸スライド35の上端部に設けたZ軸駆動モータMZにより回転駆動されるZ軸送りねじ44に螺合するナット部材46を介して、前記W軸スライド35に対して相対的にZ軸方向の任意の位置へ移動位置決め可能に設けてある。
1, referring to FIG. 2, the Z-
また、Z軸スピンドルユニット41の上部に設けたスピンドルモータMSにより、Z軸スピンドルユニット41のスピンドル111(図4参照)が回転駆動自在に設けてある。
Further, by the spindle motor M S provided on the top of the Z-
前記W軸スライド35の下端部には、電極ガイドユニット73の端部が着脱可能に設けてあり、その他端部には前記パイプ電極37が摺動自在に挿通係合する下方向(Z軸方向)へ延伸した電極ガイド81が設けてある。
An end of the
さらに、前記電極ガイド81の直上位置において、前記パイプ電極37をガイドすると共にパイプ電極37を挿入するためのテーパを有する漏斗部材83が設けてある。
Further, a funnel member 83 having a taper for guiding the
再度図1を参照するに、加工槽15の前方位置に立設したポスト85の上端部に電極交換装置87が設けてある。電極交換装置87には、前記電極ホルダ39に装着された複数のパイプ電極37が電極マガジンに86に保持されている。
Referring again to FIG. 1, an
なお、上述の電極交換装置87には、本願出願人の出願である特開平8−290332号公報に記載の如き電極交換装置を使用することができるのでその構成については詳細の説明は省略する。
In addition, since the electrode exchange apparatus as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 8-290332 which is an application of this applicant can be used for the above-mentioned
上記構成において、前記制御装置(図示省略)の制御の下に前記W軸駆動モータMWを適宜に回転駆動すれば、前記W軸スライド35をZ軸上の適宜な位置へ位置決めすることができる。すなわち、パイプ電極37をZ軸方向にガイドする電極ガイド81をZ軸上の適宜な位置へ位置決めすることができる。
In the above structure, if appropriately rotates the W-axis drive motor M W under the control of the control device (not shown), the W-
また、Z軸駆動モータMZにより電極ホルダ39に保持されたパイプ電極37をZ軸の任意の位置へ移動位置決めできる。
Further, movable positioning the
また、前記X軸キャリッジ33はX軸駆動モータMX(図示省略)によりX軸の任意の位置へ位置決めできるので、パイプ電極37をワークWのX、Y座標上の任意の位置へ移動位置決めすることが可能であり、また、ワークWをA、B軸に回転できるので、ワークWの上面の他に底面以外の任意の位置へも位置決めすることが可能である。
Further, since the
図3、図4は、前記電極ホルダ39とチャック113の構成を示した図であり、図3に示す電極ホルダ39は、筒状の外筒89を有し、この外筒89の軸心には、純水などの加工液13が流通可能な貫通穴89hが設けてあると共に、貫通穴89より大径のコレット嵌入穴89cが貫通穴89hの下側に設けてある。
3 and 4 are diagrams showing the configuration of the
前記外筒89の外周には、ボール係合用の周溝89gが形成してある。さらに周溝89gの下には、位置決め用のフランジ89fが形成してあり下端部にはコレット91を締め付け固定するための袋ナット93が着脱可能に螺着してある。
On the outer circumference of the
コレット91の軸心には、前記パイプ電極37が挿通可能な挿通穴91hを備えており、コレット91の体部には複数のスリット(図示省略)が軸方向に設けてあると共に、下端外周面には、前記の袋ナット93の貫通穴91tのテーパ部に係合するテーパ面93tが形成してある。
An axial center of the
上記構成の電極ホルダ39において、パイプ電極37を外筒89の貫通穴89hよりコレット91の挿通穴91hに挿通し、袋ナット93を締めることにより、パイプ電極37を電極ホルダ39に装着固定することができる。
In the
図4に示すように、前記Z軸スピンドルユニット41のスピンドル111の下端部にはチャック113が設けてある。スピンドル111はパイプ状であって、このスピンドル111内には環状のピストン部材115が上下動可能に嵌入してある。
As shown in FIG. 4, a
そして、このピストン部材は115はスピンドル111に内装した圧縮コイルばね117により常に下方向へ付勢されており、ピストン部材115の外周面にはシールリング119が設けてある。さらに前記ピストン部材115の下面には、前記電極ホルダ39の上端面に当接可能なシールリング121が設けてある。
The
前記スピンドル111の下端部外周には、円筒形のボール保持体123が螺着固定してあり、このボール保持体123の下部付近には、軸中心から放射状に配置した複数のボール保持穴125が設けてある。そして、このボール保持穴125内には、前記電極ホルダ39のボール係合用の周溝89gに係脱自在のボール127が径方向に若干量だけ移動可能に保持されている。
A cylindrical
前記ボール保持体123の外周には、前記ボール127を軸中心方向へ押圧した状態と、押圧を解除した状態とに切り換え自在のスライドリング129が上下動可能に嵌合してある。またボール保持体123の下部外周には、スライドリング129がボール保持体123から落下するのを阻止するためのストッパー部材131aと、スライドリング129が上方向へ移動したときの上限位置を規制するためのストッパー部材131bが設けてある。
A
また、前記スライドリング129の下部には、スライドリング129が上限位置に移動したときに、前記ボール127がボール保持体123から外周方向へ移動可能にすると共に、ボール保持体123から離脱しないようにボールに係合するボール係合穴133が設けてある。
Further, at the lower part of the
なお、ストッパー部材131(a、b)には、金属製のスナップリングまたはゴム製のシールリング等を使用することができる。 For the stopper member 131 (a, b), a metal snap ring or a rubber seal ring can be used.
上記構成のチャック113に前記電極ホルダ39を装着する場合には、図示しないスライドリング昇降手段により、スライドリング129を上限位置へ移動させた状態において、電極ホルダ39の頭部をボール保持体123内部に挿入すれば、電極ホルダ39の頭部に係合したボール127は、ボール係合穴133の方へ移動するので、電極ホルダ39の頭部が前記ピストン部材115に当接する位置まで挿入することができる。
When the
ピストン部材115に当接した後、さらに電極ホルダ39のボール係合用の周溝89gがボール127に係合する位置まで押し上げた状態において、電極ホルダ39の頭部がスピンドル111の下端部に当接して停止する。
After contacting the
この状態において、前記スライドリング129を前記スライドリング昇降手段により下限位置に下げることにより、ボール127がボール係合用の周溝89gに押圧付勢されて、ボール係合用の周溝89gとボール127との係合がロック状態となる。
In this state, by lowering the
前記電極ホルダ39を外す場合には、前記スライドリング129を上限位置へ移動させれば、ボール係合用の周溝89gとボール127との係合が解除され、電極ホルダ39を下方へ引き抜くことができる。
When removing the
なお、前記パイプ電極37に対しては、加工液(純水)を供給する加工液供給手段(図示省略)が設けてある。
The
上記構成の細穴放電加工装置1により、細穴の上部に上方向に開放する漏斗状部分を有し、該漏斗状部分の加工面積が前記細穴部の加工面積に対して極端に大きく変化する形状の放電加工方法について説明する。 The fine hole electric discharge machining apparatus 1 having the above configuration has a funnel-shaped portion that opens upward at the upper portion of the small hole, and the machining area of the funnel-shaped portion changes extremely greatly with respect to the machining area of the fine hole portion. The electric discharge machining method of the shape to be performed will be described.
図5〜図7は、平坦な表面に対して斜めに貫通する細穴201の上部に上方に開いた角錐状の形状穴203を有するワーク205の一例を示したものである。
5 to 7 show an example of a
図8〜図10は、前記ワーク205の形状穴203に本願発明の放電加工方法による形状加工を行う場合の形状加工経路を説明する図である。
8 to 10 are diagrams for explaining a shape machining path when shape machining is performed on the
図9は、図8のA部をXZ平面で切った図で、図8の加工領域A部のX軸方向の形状加工経路における放電加工時のプログラム経路207と放電加工時の電極消耗量Eとの関係を示すものである。なお、プログラム経路207は形状穴203の内側を通る電極の中心座標を基準にしたものである。
9 is a view obtained by cutting the A portion of FIG. 8 along the XZ plane. The
すなわち、放電加工時に放電した場合の電極消耗量補正プログラム経路207は、点P1、P2間は、点P1、P2を通り、勾配がE/|P0−P2|の右下がりの直線である。P2、P3間は、次の加工を行うためにZ軸方向に切込み量ΔZだけ降下し、そして、P3、P4間は、勾配がE/|P0−P2|の左下がりの直線となっている。以下、図9に示すような同様な経路をとるものである。
That is, the electrode wear amount
上述のEは放電時の電極消耗量であり、一般に、電極消耗率(質量比)=「電極消耗量/ワーク加工量」、または、電極消耗率(長さの比)=「電極消耗長さ/ワーク加工深さ」等で示されるものである。 The above-mentioned E is an electrode consumption amount at the time of discharge. Generally, electrode consumption rate (mass ratio) = “electrode consumption amount / workpiece processing amount” or electrode consumption rate (length ratio) = “electrode consumption length” / Workpiece processing depth "or the like.
図10は、前記図8に示した形状加工経路のA部とB部を立体的な模式図的に示した図である。 FIG. 10 is a three-dimensional schematic diagram showing the A part and the B part of the shape processing path shown in FIG.
図8に示すワーク205の形状穴203を加工する場合、最初に加工される部分はワーク205上部のA部であり、次いでB、C、D部の順に加工がなされる。
When the
上述のA部とは、ワーク205の形状穴203の場合、この形状穴203をZ軸に直交するXY平面で切断したときの横断面が「コの字」形になる部分で、かつY軸方向の加工面の長さが、加工時に使用するパイプ電極37の直径の1/2未満となるZ軸方向の範囲である。また、B部とは、前記横断面が「コの字」形の部分で、かつY軸方向の加工面の長さが、加工時に使用するパイプ電極37の直径の1/2以上電極径未満となるZ軸方向の範囲である。
In the case of the
C部は前記形状穴203の横断面が「ロの字」形なる部分で、かつY軸方向の加工面の長さが、加工時に使用するパイプ電極37の直径以上となるZ軸方向の範囲である。また、D部は前記形状穴203を貫通してワークの裏面に達するパイプ電極37で加工される細穴部分である。
Section C is a portion in which the cross-section of the
図10に示すように、上述の形状穴203を加工する時のプログラム経路(破線で示してある)と実加工経路(実線で示してある)の関係について説明する。
As shown in FIG. 10, the relationship between the program path (shown by a broken line) and the actual machining path (shown by a solid line) when machining the
前記横断面のX軸方向の一辺を加工するプログラム経路において、前記電極がA部の直上にあるときは放電時の電極消耗量を見込んでP1、P2点を通る直線からなるプログラム経路207となるが、放電開始前なので電極消耗量の補正が行われず、実加工経路211はX軸に平行なP1、P2’点を結んだ水平な経路となる。すなわち、無放電状態なのでZ軸は下降しない。
In the program path for processing one side in the X-axis direction of the cross section, when the electrode is directly above the portion A, the
前述のプログラム経路207がP2点にに達したとき、その前の実加工経路211では無放電状態でZ軸の下降がなかったので、プログラム経路のP3点を次の加工開始点とはせずに、P3点をZ軸の上方向のP3’点に補正する。すなわち、P2’点からZ軸下方に切込み量ΔZ’分だけ下降した位置がP3’点が次の加工開始点になるようにプログラム経路207を補正する。
When the above-mentioned
P3’からP4点までの間に放電がなくP4点に達して放電が開始されたとする。このとき、P3’からP4点までの間は無放電状態なので、電極消耗量分のZ軸補正は行われれず、実加工経路213はX軸に平行に移動することになる。
It is assumed that there is no discharge between P 3 ′ and P 4 point, and P 4 point is reached and discharge is started. At this time, since there is no discharge between P 3 ′ and P 4, the Z-axis correction corresponding to the amount of electrode consumption is not performed, and the
次いで、P4点からの実加工経路215は、P3’、P6点を通る電極消耗量分を補正したプログラム経路217に平行に移動する。すなわち、放電開始位置であるP4点からは、電極消耗量分を補正する実加工経路215を移動する。
Next, the
実加工経路のP5点、すなわち、前記形状穴203のX軸方向の左端に到達した位置において、次の実加工経路219の開始点P6点まで、Z軸方向に切込み量ΔZ分だけ降下する。
P 5 points of the actual machining path, i.e., in the position reached the left end of the X-axis direction of the
前記P4点から放電状態に移行したので、P6点−P7点間の実加工経路219、P8点−P9点間の実加工経路221は、電極消耗量分を補正するプログラム経路と同一の経路を移動する。なお、次の加工開始点に移行するP5、P6点間およびP7、P8点間においてはZ軸方向の切込みΔZが行われる。
Since the transition to the discharge state from the P 4 points, the
次いで、図8に示す形状穴203の横断面が「コの字」となるB部の加工を行う場合の実加工経路を説明する。
Next, an actual machining path in the case of machining the portion B where the cross section of the
P9点とP10点の間は、ワーク205のY軸方向の加工面を加工する実加工経路223であって、この実加工経路223は加工面に沿ってY軸方向に移動する。
Between P 9 points and P 10 points, a
P10点からZ軸方向へ切込み量ΔZ’分を下降して次の加工開始位置であるP11点へ移動し、P11点から前記Y軸方向の加工面に沿ってY軸方向にP12点まで電極消耗量分の補正を考慮したプログラム経路227を移動する様にプログラム経路が用意されている。
And moves down the depth of cut [Delta] Z 'component in the Z-axis direction to move to the P 11 points, which is the next machining start position from P 10 points, P along the P 11 points on the processed surface of the Y-axis direction in the Y-axis direction A program path is prepared so as to move the
しかしながら、例えばP11点で無放電状態となった場合には、Z軸方向の電極消耗量分の補正が行われず、P11点からP12点の移動中にはZ軸方向の補正が行われない。 However, for example, when a non-discharge state in P 11 points is not performed Z-axis direction of the electrode wear amount of correction, the line correction in the Z-axis direction while moving from P 11 points P 12 points I will not.
その結果、実加工経路はP11とP12’を通るY軸方向に平行な実加工経路225を移動する。すなわち、次の実加工経路229のの加工開始点は予定されていたP12点からP12’点に変更されることになる。
As a result, the actual machining path moves on the
P12’以後において、無放電状態となることがなく放電加工が実行される場合には、以後のプログラム経路と実加工経路(231、233、235)とは同一となる。 After P 12 ′, when electric discharge machining is executed without becoming a non-discharge state, the subsequent program path and the actual machining paths (231, 233, 235) are the same.
C部の放電加工時においても、前記B部と同様なプログラム経路に従って放電加工が実行される。すなわち、制御装置(図示省略)が放電加工中の放電状態を常時監視していて、無放電状態にあると判別した場合にはプログラム経路における電極消耗量分の補正を行わず、放電状態にあると判別した場合にはプログラム経路における電極消耗量分の補正を行う加工が行われるものである。 Also at the time of electric discharge machining of part C, electric discharge machining is executed according to the same program path as that of part B. That is, the control device (not shown) constantly monitors the discharge state during the electric discharge machining, and if it is determined that the discharge state is not discharged, the amount of electrode consumption in the program path is not corrected, and the discharge state is set. If it is discriminated, processing for correcting the amount of electrode consumption in the program path is performed.
D部の放電加工は、従来の細穴放電加工と同様な穴加工が行われるものであり、前述の形状穴203の加工が終了した後に実施される。
The electric discharge machining of the D portion is performed in the same manner as the conventional fine hole electric discharge machining, and is performed after the above-described machining of the
なお、上述の切込み量ΔZは、放電時におけるZ軸方向の送り込み時に発生する電極消耗量と、次の加工を行うための切り込み量とを合わせたものである。また、無放電状態のときは前記切込み量ΔZから電極消耗量分を差し引いた、切込み量のΔZ’のみとなる(ΔZ’<ΔZ)。 Note that the above-described cutting amount ΔZ is a combination of the electrode consumption amount generated when feeding in the Z-axis direction during discharge and the cutting amount for performing the next machining. In the non-discharge state, only the cutting amount ΔZ ′ is obtained by subtracting the amount of electrode consumption from the cutting amount ΔZ (ΔZ ′ <ΔZ).
図11〜13は、断面形状が異なる多数の冷却空気流出用の細穴H1、H2を備えた空冷タービンブレードTBの説明図であり、このような空冷タービンブレードTBの断面形状が異なる細穴H1、H2の加工に、本願発明の細穴放電加工方法および装置を使用することにより効率的で精度の高い加工を行うことができる。 FIGS. 11 to 13 are explanatory views of an air-cooled turbine blade TB provided with a large number of fine holes H1 and H2 for flowing out cooling air having different cross-sectional shapes, and such air-cooled turbine blades TB having different cross-sectional shapes , By using the fine hole electric discharge machining method and apparatus of the present invention for machining of H2, efficient and highly accurate machining can be performed.
冷却空気流出用の細穴H1、H2は、タービンブレードTBの上面側に漏斗状の形状穴F1、F2を有し、冷却空気CGをタービンブレード内部から外部表面に沿って噴出させることにより冷却を行うものである。なおタービンブレードTBの表面には高温のガスGが流れている。 The cooling air outflow holes H1 and H2 have funnel-shaped holes F1 and F2 on the upper surface side of the turbine blade TB, and are cooled by jetting the cooling air CG from the inside of the turbine blade along the outer surface. Is what you do. A high-temperature gas G flows on the surface of the turbine blade TB.
1 細穴放電加工装置
3 基台
5 Y軸テーブル
7 受け皿
9 石定盤
11 ブラケット部材
11a 水平底部
11b B軸取付部
13 加工液
15 加工槽
17 ターンテーブル装置
19 B軸回転軸
21 ターンテーブル
25(a,b) 支柱
27 梁部材
31 蛇腹
33 X軸キャリッジ
35 W軸スライド
35e 係合部
36 W軸送りねじ
37 パイプ電極
39 電極ホルダ
41 Z軸スピンドルユニット
43 ガイド部材
44 Z軸送りねじ
46 ナット部材
111 スピンドル
73 電極ガイドユニット
81 電極ガイド
83 漏斗部材
85 ポスト
86 電極マガジンに
87 電極交換装置
89 外筒
89c コレット嵌入穴
89h 貫通穴
89g 周溝
89f フランジ
91 コレット
91h 挿通穴
91t 貫通穴
93 袋ナット
93t テーパ面
111 スピンドル
113 チャック
115 ピストン部材
117 圧縮コイルばね
119、121 シールリング
123 ボール保持体
125 ボール保持穴
127 ボール
129 スライドリング
131(a、b) ストッパー部材
133 ボール係合穴
201 細穴
203 形状穴
205 ワーク
207、209、217、227 プログラム経路
211、213、215、219、221、223、225、229 実加工経路
TB 空冷タービンブレード
CG 冷却空気
E 電極消耗量
F1、F2 形状穴
G 高温ガス
H1、H2 細穴
MS スピンドルモータ
MY Y軸駆動モータ
MW W軸駆動モータ
MZ Z軸駆動モータ
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin hole electrical
E electrode wear amount F1, F2 shape hole G hot gas H1, H2 small hole M S spindle motor M Y Y-axis driving motor M W W-axis drive motor M Z Z-axis driving motor W workpiece
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| JP2009172964A JP2011025345A (en) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | Electric discharge machining method of pore and device used for the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101952544B1 (en) * | 2018-09-07 | 2019-02-26 | 국방과학연구소 | Method for forming a hole having a diffusion shape using an electorode rod |
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- 2009-07-24 JP JP2009172964A patent/JP2011025345A/en active Pending
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