JP2016175171A - ワイヤ放電加工機に使用されるワーク固定用ジグ - Google Patents

Abstract

【課題】ジグの把持箇所におけるワークの無駄使いや、ワークをジグに固定する際のワークの変形を軽減することが可能なワイヤ放電加工機に使用されるワーク固定用ジグおよび該ワーク固定用ジグを使用するワイヤ放電加工機を提供する。【解決手段】ワーク固定部２２には、締付けネジ穴２５が設けられている。ワーク固定部２２には、締付けネジ穴２５に挿入された締付けネジ２７によって円形の開口部２３の開口方向と同じ向きに円形のワーク２６を締付けて固定される。ワーク固定部２２には円形のワーク２６の外形に応じて、開穴である開口部２３を設け、円形のワーク２６が上から円形の開口部２３を覆うよう、開穴である開口部２３の寸法が円形のワーク２６より小さめに設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機に関し、特に、ワイヤ放電加工機に使用されるワーク固定用ジグに関する。

ワイヤ放電加工では、ワイヤ電極にてワークの上下方向に貫通し、ワイヤ電極を走行しながら、ワイヤ電極とワークとを相対移動させながら、放電加工が行われる。加工槽内のテーブルにワークを取り付ける際、ジグを介してワークがテーブルに取り付けられている。

図８はワークをテーブルにジグを介して取り付ける従来技術を説明する図である。放電加工機は、加工電源１、テーブル２を備えている。テーブル２にはジグ６が固定される。ジグ６はワーク８を固定するものであって、固定用ネジ７によりテーブル２に固定されている。ワイヤ電極５は上ガイド３と下ガイド４に張架され、上ガイド３から下ガイド４の方向に走行しながらワーク８の加工を行う。加工電源１はテーブル２を介してワーク８が一方の極、ワイヤ電極５がもう一方の極として、ワイヤ電極５とワーク８の間に形成される極間に電圧を印加して放電電流９を供給し、放電１０を発生させて放電加工を行う。

特許文献１には、ワークの位置決めを容易にすることを目的とし、ワークを装着するための第１の平らな部分と、作業テーブルに備えられたクランプ装置に、第１の部分を作業領域内で繰り返して正確に位置決めするために設けられたタップ及びポストを有する第２の部分を備えた保持板が開示されている。

特開平１１−１５１６１９号公報

図９は図８のワーク取り付け方法の問題点を説明する図である。図８に示されるワーク８の固定方法では、図９に示されるように、ジグ６で把持している部分が加工できず（加工できない部分１１）、材料の無駄になることがある。また、ジグ６で把持されていない部分は自重によって変形し（自重による変形部分１２）、最終形状の精度に悪影響を与えてしまうことがある。

図１０は図８，図９のワーク取り付け方法における加工電流の流れを説明する図である。放電加工で重要な加工電流１３が、ジグ６によって固定されている箇所を経由してワーク８内を流れ、ワイヤ電極５に向かって放電によって流れる。従来のワーク８の固定方法では、ワーク８の固定部近くとその反対側では、電流の流れやすさに違いが生じ、加工する場所によって、加工速度や加工精度が異なる問題があった。

特許文献１では、ワーク８を第１の部１４に設置された開口に挿入し、Ｚ方向（前記開口の開口方向）に直交する締付けネジで固定する方法を用いている。このようにＺ方向に直行して締付けネジで固定する場合、ワーク８のＸＹ平面が締付けトルク１５によって変形し、加工精度に悪影響を与えてしまう問題がある（図１１参照）。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ジグの把持箇所におけるワークの無駄使いや、ワークをジグに固定する際のワークの変形を軽減することが可能なワイヤ放電加工機に使用されるワーク固定用ジグおよび該ワーク固定用ジグを使用するワイヤ放電加工機を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、ワイヤ電極とワークを相対的に移動してワークの加工を行うワイヤ放電加工機に使用するワークを固定するジグであって、前記放電加工機のテーブルに固定するためのテーブル固定部と、前記ワイヤ電極を挿通する開口部が設けられ、前記開口部の上部に前記開口部を覆うように配置された前記ワークを前記開口部の開口方向から締結部材によって締付けるワーク固定部と、を備えたジグである。
請求項２に係る発明は、前記ワーク固定部の前記開口部の周囲の所定の位置に１つ以上の加工開始穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載のジグである。
請求項３に係る発明は、前記開口部の寸法が前記ワークの外周寸法より小さいことを特徴とする請求項１または２の何れかに記載のジグである。
請求項４に係る発明は、前記開口部の少なくとも一部の周に沿って前記ワークの上方から前記ワークを押さえる押さえ部材を備え、前記締結部材は前記押さえ部材を介して前記ワークを前記ワーク固定部に固定すること特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のジグである。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一つに記載の前記ジグを使用するワイヤ放電加工機である。

本発明により、ジグの把持箇所におけるワークの無駄使いや、ワークをジグに固定する際のワークの変形を軽減することが可能なワイヤ放電加工機に使用されるワーク固定用ジグおよび該ワーク固定用ジグを使用するワイヤ放電加工機を提供できる。

円形のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。 本発明の実施形態のジグにワークを固定した状態の断面を示す図である。 本発明に係るワーク取り付け方法における加工電流の流れを説明する図である。 矩形のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。 複雑な外形形状のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。 図１に示されるジグをより詳細に説明するジグの外観斜視図である。 図６に示されるジグをテーブルに固定した状態を示す図である。 ワークをテーブルにジグを介して取り付ける従来技術を説明する図である。 図８のワーク取り付け方法の問題点を説明する図である。 図８，図９のワーク取り付け方法における加工電流の流れを説明する図である。 従来技術の問題点を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、ワイヤ放電加工機の構成は従来技術と同様であるから図８を参照して説明する。
本発明では、ワークを無駄なく加工できるよう、ワークの外形に応じてワイヤ電極を通すための開口を設置し、開口を覆うようにワークを設置し、そしてＺ方向に沿って締付けネジでワークを固定する。本発明は、ワークの外形に応じて開口を設置し、１つ以上の箇所で、締付けネジまたは押さえ部材によって、ワークを固定するジグである。ジグのワーク固定部には、ワークの形状に応じて、開穴を設置する。ワークが円の場合、開穴の形も円にする。ワークが矩形の場合、開穴の形も矩形にする。さらには、ワークが複雑な外形を備えている場合、開穴の形も複雑な外形を備えている。

図１は円形のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。図２は本発明の実施形態のジグにワークを固定した状態の断面を示す図である。そして、図３は本発明に係るワーク取り付け方法における加工電流の流れを説明する図である。

ジグ２０は、ワイヤ電極５とワーク２６を相対的に移動してワークの加工を行うワイヤ放電加工機に使用するワーク２６を固定するものである。ジグ２０は、放電加工機のテーブル２に固定するためのテーブル固定部２１と、ワイヤ電極５を挿通する円形の開口部２３と、円形の開口部２３の上部に開口部２３を覆うように配置された円形のワーク２６を固定するワーク固定部２２を備えている。テーブル固定部２１に必要に応じて、固定ネジ穴２４が設けられ、図示しない固定ネジによってジグ２０の本体をワイヤ放電加工機のテーブル２上に固定する。

ワーク固定部２２には、締付けネジ穴２５が設けられている。ワーク固定部２２には、締付けネジ穴２５に挿入された締付けネジ（締結部材）２７によって円形の開口部２３の開口方向と同じ向きに円形のワーク２６を締付けて固定される。ワーク固定部２２には円形のワーク２６の外形に応じて、開穴である開口部２３を設け、円形のワーク２６が上から円形の開口部２３を覆うよう、開穴である開口部２３の寸法が円形のワーク２６より小さめに設定する。

ジグ２０は、円形の開口部２３に沿って円形のワーク２６の上方から押さえる押さえ部材２８を備える。締結部材（締付けネジ２７）はワーク押さえ部材２８を介して円形のワーク２６をワーク固定部２２に固定する。円形のワーク２６の重量、外形に合わせて、適切な位置に１つ以上のネジ穴を設置し、ワーク固定部２２の平面に直交する方向に締付けネジ２７を取り付けて、ワーク固定部２２に設けられ円形の開口部２３の開口に覆うよう円形のワーク２６をワーク固定部２２に固定する。場合によって、締付けネジ２７だけではなく、締付けネジ２７と円形のワーク２６の間にワーク押さえ部材２８を設置することによって、ワークにかける締付けトルクをより均一に分布させることができるほか、大きいワークをより安定的に固定することができる。

上述したジグ２０の構成によって、ジグ２０の把持箇所における円形のワーク２６の無駄使いや片持ちによるワーク２６の変形を軽減することができ、ワーク２６の外形に応じた開口を設け、数箇所の締付けネジ２７によってワーク２６を固定するジグ２０、または、図２に示されるように、ワーク外周部縁部分２６ａをリング状に覆い、ワークの外方向に延在する部位に締付けネジ２７を装着するネジ穴が設けられている。押さえ部材２８と締付けネジ２７によってワーク２６を下側のジグ２０との間で挿みこむことができる。押さえ部材２８は開口部２３の少なくとも一部の周に沿ってワーク２６を押さえることができればよい。

図３は本発明に係るワーク取り付け方法における加工電流の流れを説明する図である。ジグ２０には円形のワークの外形に応じた開口部２３が設けられていることから、ワークの外周の全域から均一に加工電流が流れる。ワーク固定部２２の開口部２３の周囲の所定の位置に１つ以上の加工開始穴３０が設けられている。ジグ２０のワーク固定部２２に加工開始穴３０を設けることにより、円形のワーク２６に加工開始穴を加工する手間を省くことができる。

図４は矩形のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。ジグ２０に固定されるワークの外形形状が矩形形状である場合の例である。ジグ２０は矩形の開口部３１を備えている。また、図５は複雑な外形形状のワークを固定する本発明の実施形態のジグを示す図である。ジグ２０は多角形状の開口部３２を備えている。

図６は図１に示されるジグをより詳細に説明するジグの外観斜視図である。図７は図６に示されるジグ２０をテーブル２に固定した状態を示す図である。円形のワーク２６が上から開口を覆うように、開口部２３の寸法を円形のワーク２６より小さめに設定する。例えば、円形のワーク２６がφ１００ｍｍの場合、開口部２３がφ９０ｍｍやφ９５ｍｍ、必要に応じて寸法を設定すれば良い。

開口部２３に沿って、ワーク固定部２２の上面に円形のワーク２６を締付けるための締付けネジ穴２５を設置する。円形のワーク２６がφ１００ｍｍの場合、締付けネジ穴２５の中心が開口のφ（１００ｍｍ＋ネジ径）の同心円上に位置するように設置する。テーブル固定部２１に固定位置が調整可能のように、固定用のネジ穴（固定ネジ穴２４）と予備のネジ穴３４を設置し、必要に応じて、ジグ２０の固定位置を自由に調整できるようにする。固定ネジ穴２４に固定ネジ３３を装着してジグ２０をテーブル２に固定する。

上記のジグ２０を用いて加工する場合、ワークを固定部の開口の上部に置き、締付けネジを締めて、締付けネジの頭でワークを押すようにする。こうすることで、ワークに固定用の穴を開けずに、固定できるようになる。ジグのテーブル固定用のネジ穴をテーブル上のワーク固定穴に合わせて、ネジで固定すれば、ワークを加工できるようになる。応力変形しやすい材質や形状の場合、締付けトルクをより均一にワーク上に分布させるために、ワークと締付けネジの間に押さえ部材を設置しても良い。
ワークの種類によって、製造工程や保管方法の関係でワーク外周の品質が劣っていることがあるため、加工する際に、ワークの外周を避けて加工することが多い。そこで、品質の関係で最終製品になれないワークの外周で固定することによって、ワークの利用可能面積を最大限にすることができる。

ワークの外形に沿って、開口を設置することによって、ワイヤ電極がワークの上下に貫通して加工することが可能になる。また、ジグのワーク固定部と直交する方向に締付けネジをつけることによって、ワークを固定する際の締付けトルクによる変形を有効に軽減することができる。さらに、締付けネジとワークとの間に、押さえ部材を設置することによって、ワークにかける締付けトルクをより均一に分布させることができるほか、大きいワークをより安定的に固定する効果も得られる。

ワーク外周部全域が、ジグに接触している為、外周部全域から均一に電流が流れるため、ワークの加工箇所による電流の流れやすさの差を低減でき、加工速度の違いによる加工不良を低減できる。また、外周の一部分からの電流供給より、外周全体からの電流供給が可能なため、より多くの電流を流す事が出来、加工速度も向上する効果も得られる。

１ 加工電源
２ テーブル
３ 上ガイド
４ 下ガイド
６ ジグ
７ 固定用ネジ
８ ワーク
９ 放電電流
１０ 放電
１１ 加工できない部分
１２ 自重による変形部分
１３ 加工電流
１４ 第１の部
１５ 締付けトルク

２０ ジグ
２１ テーブル固定部
２２ ワーク固定部
２３ 開口部
２４ 固定ネジ穴
２５ 締付けネジ穴
２６ 円形のワーク
２７ 締付けネジ
２８ ワーク押さえ部材
２９ 加工電流
３０ 加工開始穴
３１ 矩形の開口部
３２ 多角形状の開口部
３３ 固定ネジ
３４ 予備のネジ穴

Claims (5)

1. ワイヤ電極とワークを相対的に移動してワークの加工を行うワイヤ放電加工機に使用するワークを固定するジグであって、
   前記放電加工機のテーブルに固定するためのテーブル固定部と、
   前記ワイヤ電極を挿通する開口部が設けられ、前記開口部の上部に前記開口部を覆うように配置された前記ワークを前記開口部の開口方向から締結部材によって締付けるワーク固定部と、
   を備えたジグ。
2. 前記ワーク固定部の前記開口部の周囲の所定の位置に１つ以上の加工開始穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載のジグ。
3. 前記開口部の寸法が前記ワークの外周寸法より小さいことを特徴とする請求項１または２の何れかに記載のジグ。
4. 前記開口部の少なくとも一部の周に沿って前記ワークの上方から前記ワークを押さえる押さえ部材を備え、前記締結部材は前記押さえ部材を介して前記ワークを前記ワーク固定部に固定すること特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のジグ。
5. 請求項１〜４の何れか一つに記載の前記ジグを使用するワイヤ放電加工機。