放电加工方法及放电加工机与流程

本发明涉及一种能够使成孔销制造时的电极完成等待时间减少的放电加工方法及放电加工机。

背景技术：

用于连接电子设备的连接器，是通过树脂的注塑成型而形成的(参照专利文献1)。用于在树脂成型品设置孔的成孔销的加工使用雕模放电加工机。在雕模放电加工机使用的电极通常是通过切削加工、磨削加工或者线放电加工而制作的。

专利文献1：日本特开2006-032234号公报

技术实现要素：

在成孔销的雕模放电加工中，通常存在多个工序，在加工1根成孔销时需要准备多个工序的全部电极。因此，只要在多个工序之中有一个未能够准备出电极的工序，就无法完成成孔销的加工，因此交货期会变长。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于使成孔销制造时的电极完成等待时间减少。

为了解决上述的课题、实现目的，在本发明的放电加工方法中，使用放电加工机对树脂模具用的成孔销进行加工，该放电加工机具备二次电极以用于圆棒状的加工电极的成型，该放电加工方法的特征在于，具有下述工序：实施通过加工电极从工件削出成孔销的概略形状的放电展成加工的工序；对加工电极转印二次电极的形状要素，将加工电极成型为雕模放电加工用的工序；以及使用成型为雕模放电加工用的加工电极，对削出成孔销的概略形状后的工件实施雕模放电加工的工序。

发明的效果

本发明涉及的放电加工方法取得下述效果，即，能够使成孔销制造时的电极完成等待时间减少。

附图说明

图1是本发明的实施方式1涉及的放电加工机的结构图。

图2是表示通过计算机辅助设计及制造装置进行的成孔销加工的前处理的动作的流程的流程图。

图3是表示二次电极的一个例子的侧视图。

图4是表示二次电极的一个例子的剖视图。

图5是表示二次电极的一个例子的剖视图。

图6是表示实施方式1涉及的放电加工机的动作的流程的流程图。

图7是表示加工电极的放电展成加工用的成型的一个例子的斜视图。

图8是表示放电展成加工的一个例子的斜视图。

图9是表示加工电极的雕模放电加工用的成型的一个例子的斜视图。

图10是表示雕模放电加工的一个例子的斜视图。

图11是表示加工完成后的工件的一个例子的斜视图。

图12是对比例的放电加工机所使用的雕模放电加工用的加工电极的示意图。

图13是表示在实施方式1中将加工电极成型为雕模放电用时去除的部分的一个例子的示意图。

图14是表示具有多个转印形状的加工电极的一个例子的斜视图。

图15是表示实施方式2涉及的放电加工机的动作的流程的流程图。

图16是表示在通过C轴电动机使成型为雕模放电加工用的加工电极进行旋转的情况下加工电极所占的区域的一个例子的侧视图。

图17是表示在通过C轴电动机使成型为雕模放电加工用的加工电极进行旋转的情况下加工电极所占的区域的另一个例子的侧视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明涉及的放电加工机及放电加工方法的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1涉及的放电加工机的结构图。放电加工机100具有控制部101、加工电源102、X轴伺服放大器103、Y轴伺服放大器104、Z轴伺服放大器105、C轴放大器106、X轴伺服电动机107、Y轴伺服电动机108、Z轴伺服电动机109、加工头120以及工作台112。加工头120具有C轴电动机110及电极支架111。

工作台112是对被加工物即工件130进行载置的平台，放电加工机100的X轴及Y轴与载置工件130的载置面112a平行。此外，放电加工机100的Z轴沿与工作台112的载置面112a垂直的方向延伸。放电加工机100的C轴沿与Z轴平行的方向延伸。即，X方向为正面观察放电加工机100时的左右方向。Y方向为正面观察放电加工机100时的前后方向。Z方向为正面观察放电加工机100时的上下方向。此外，也可以是正面观察放电加工机100时的前后方向为X方向，左右方向为Y方向。

控制部101执行从计算机辅助设计及制造装置200输入的数控程序，对放电加工机100的各部分的动作进行控制。X轴伺服放大器103基于来自控制部101的位置指令而将X方向的移动量输出至X轴伺服电动机107。Y轴伺服放大器104基于来自控制部101的位置指令而将Y方向的移动量输出至Y轴伺服电动机108。Z轴伺服放大器105基于来自控制部101的位置指令而将Z方向的移动量输出至Z轴伺服电动机109。X轴伺服电动机107通过基于从X轴伺服放大器103输入的移动量进行旋转而使加工头120向X方向进行移动。Y轴伺服电动机108通过基于从Y轴伺服放大器104输入的移动量进行旋转而使加工头120向Y方向进行移动。Z轴伺服电动机109通过基于从Z轴伺服放大器105输入的移动量进行旋转而使加工头120向Z方向进行移动。

C轴放大器106将旋转角度输出至使电极支架111进行旋转的C轴电动机110。C轴电动机110基于从C轴放大器106输入的旋转角度而使电极支架111进行旋转。

电极支架111对放电加工用的加工电极140或者工件130的定位用的基准电极141进行保持。加工电极140为圆棒状，但如后文所述，可以使用二次电极131而成型为其他形状。作为加工电极140的材料的具体例子，能够例举铜。作为加工电极140的材料的其他具体例子，能够例举铜－钨合金。加工电极140以中心轴位于C轴的旋转轴之上的方式由电极支架111进行保持。如果通过C轴电动机110使电极支架111进行旋转，则由电极支架111所保持的加工电极140或者基准电极141也与电极支架111一起进行旋转。C轴沿与Z轴平行的方向延伸，因此如果通过C轴电动机110使电极支架111进行旋转，则由电极支架111所保持的加工电极140或者基准电极141以与XY平面正交的方向为旋转轴进行旋转。

在工作台112设置工件130以及在加工电极140的成型时所使用的二次电极131。作为二次电极131的材料的具体例子，能够例举铜－钨合金。工作台112具有用于加工电极140的对位的基准球112b。

加工电源102基于从控制部101输入的加工条件，在电极支架111与工作台112之间施加放电加工用的脉冲电压。通过由加工电源101施加的电压，执行由加工电极140进行的工件130的放电加工或者由二次电极131进行的加工电极140的放电加工。

计算机辅助设计及制造装置200制作在放电加工机100进行树脂模具用的成孔销的加工时执行的数控程序。另外，计算机辅助设计及制造装置200控制工作机械300而使其执行对二次电极131进行加工的动作。工作机械300为通常的工作机械，能够例举切削加工装置、磨削加工装置以及线放电加工装置，但也可以为与它们不同种类的工作机械。

图2是表示通过计算机辅助设计及制造装置进行的成孔销加工的前处理的动作的流程的流程图。首先，计算机辅助设计及制造装置200在步骤S102中，对将工件130成型为树脂模具用的成孔销的加工进行解析，制作放电展成加工后的工件130的形状数据、雕模放电加工后的工件130的形状数据。此外，放电展成加工后的工件130的形状为成孔销的概略形状，雕模放电加工后的工件130的形状为完成的成孔销的形状。

接下来，计算机辅助设计及制造装置200在步骤S102中，基于雕模放电加工后的工件130的形状数据，对在加工电极140的成型时所使用的二次电极131进行设计。二次电极131设计为包含有在将加工电极140成型为雕模放电加工用时所使用的全部形状要素、在将加工电极140成型为放电展成加工用时所使用的平坦面。这里的“形状要素”为用于在加工电极140形成通过雕模放电加工而转印给工件130的形状的面。对于加工电极140，不仅能够形成二次电极131所具有的形状要素的转印形状，还能够成型为将多个形状要素复合后的形状。举一个例子，如果通过雕模放电加工从加工电极140向工件130转印由两个面构成的形状，则加工电极140使用二次电极131的两个形状要素而成型为雕模放电加工用。在二次电极131的设计完成之后，计算机辅助设计及制造装置200在步骤S103中，控制工作机械300而制作二次电极131。

图3是表示二次电极的一个例子的侧视图，图4及图5是表示二次电极的一个例子的剖视图。图4表示图3中的沿IV－IV线的剖面，图5表示图3中的沿V－V线的剖面。二次电极131具有四个形状要素131a、131b、131c、131d和平坦面131e。

图6是表示实施方式1涉及的放电加工机的动作的流程的流程图。首先，作业者在步骤S201中，在图1所示的工作台112设置工件130及二次电极131，在电极支架111安装基准电极141。在工件130、二次电极131以及基准电极141的设置完成之后，在步骤S202中，开始成孔销的加工。在开始加工之后，控制部101在步骤S203中进行工件130的定位。举一个例子，控制部101使在图1所示的电极支架111安装的基准电极141从±X、±Y以及+Z的各方向与工件130进行接触，由此对在工作台112之上的工件130的位置及姿态进行测定。这里的工件130的姿态为在XY平面内的工件130的倾斜度、即放电加工机100的XY轴的方向与工件130的纵横方向之间的偏移。

通过对在XY平面内的工件130的倾斜度进行测定，从而即使工件130的纵横方向与放电加工机100的XY轴的方向之间存在偏移，也能够将倾斜度校正而进行加工。即，控制部101使加工头120沿下述方向移动而进行加工，即，在相对于由从计算机辅助设计及制造装置200输入的控制程序所指定的方向，而偏转跟工件130的纵横方向与放电加工机100的XY轴的方向之间的偏移相当的角度量后的方向，从而能够一边将工件130的倾斜度校正一边对工件130进行放电展成加工及雕模放电加工。

接下来，控制部101在步骤S204中，将由电极支架111所保持的电极从基准电极141变换成加工电极140，通过使加工电极140从+Z方向与基准球112b进行接触，由此进行加工电极140的Z方向的定位。

在加工电极140的定位完成之后，控制部101在步骤S205中判断在制作成孔销的加工中是否包含放电展成加工。在制作成孔销的加工中包含放电展成加工的情况下(步骤S205/Yes)，控制部101在步骤S206中将加工电极140成型为放电展成加工用。在将加工电极140成型为放电展成加工用时，控制部101将表示成型位置的位置指令输出至X轴伺服放大器103、Y轴伺服放大器104以及Z轴伺服放大器105，并且将旋转角度输出至C轴放大器106。另外，控制部101指示在工作台112与加工头120之间进行施加的电压。

图7是表示加工电极的放电展成加工用的成型的一个例子的斜视图。关于由电极支架111所保持的加工电极140，如果通过C轴电动机110而使电极支架111绕C轴进行旋转，则该加工电极140以与XY平面正交的方向为旋转轴进行旋转。在将加工电极140成型为放电展成加工用的情况下，在工作台112与加工头120之间施加电压的状态下，一边驱动C轴电动机110而使加工电极140绕C轴进行旋转，一边以描摹二次电极131的平坦面131e的方式使加工电极140进行移动，从而将加工电极140的下端加工得平坦。

在将加工电极140的下端加工得平坦之后，控制部101在步骤S207中进行放电展成加工。在进行放电展成加工时，控制部101将表示加工位置及加工深度的位置指令输出至X轴伺服放大器103、Y轴伺服放大器104以及Z轴伺服放大器105，并且将旋转角度输出至C轴放大器106。另外，控制部101指示在工作台112与加工头120之间进行施加的电压。图8是表示放电展成加工的一个例子的斜视图。在放电展成加工中，如图8所示，在工作台112与加工头120之间施加电压的状态下，通过使加工电极140进行移动，从而从工件130削出成孔销的概略形状。

在放电展成加工完成之后，控制部101在步骤S208中将加工电极成型为雕模放电加工用。在将加工电极140成型为雕模放电加工用时，控制部101将表示成型位置的位置指令输出至X轴伺服放大器103、Y轴伺服放大器104以及Z轴伺服放大器105，并且将旋转角度输出至C轴放大器106。另外，控制部101指示在工作台112与加工头120之间进行施加的电压。图9是表示加工电极的雕模放电加工用的成型的一个例子的斜视图。在将加工电极140成型为雕模放电加工用的情况下，在工作台112与加工头210之间施加电压的状态下，C轴电动机110保持停止，以描摹二次电极131的形状要素131a的方式使加工电极140进行移动，从而在加工电极140上形成二次电极131的形状要素131a的转印形状。将多个形状要素131a、131b、131c、131d进行组合，在加工电极140上形成转印给工件130的形状。

此外，通过使加工电极140沿二次电极131的侧面进行移动，能够将加工电极140的侧面加工成平面。例如，还能够将加工电极140成型为方柱状。

控制部101在步骤S209中，通过使已经成型为雕模放电加工用的加工电极140从+Z方向与图1所示的基准球112b进行接触，由此进行加工电极140的Z方向的定位。

在加工电极140的Z方向的定位完成之后，控制部101在步骤S210中，使加工头120进行移动以使得加工电极140配置于加工位置，然后在工作台112与加工头210之间施加电压的状态下，使加工电极140从+Z方向接近工件130，从而对工件130实施雕模放电加工。在实施雕模放电加工时，控制部101将表示成型位置及加工深度的位置指令输出至X轴伺服放大器103、Y轴伺服放大器104以及Z轴伺服放大器105，并且将旋转角度输出至C轴放大器106。另外，控制部101指示在工作台112与加工头120之间进行施加的电压。

图10是表示雕模放电加工的一个例子的斜视图。在工作台112与加工头120之间施加电压的状态下，通过使加工电极140沿Z方向进行移动，从而将加工电极140的形状转印给工件130。在通过雕模放电加工而将加工电极140的形状向工件130转印之后，控制部101在步骤S211中判断雕模放电加工是否完成。在步骤S211中，在控制部101将从计算机辅助设计及制造装置200输入的数控程序执行至最后的情况下，控制部101判断为雕模放电加工完成。在雕模放电加工未完成的情况下(步骤S211/No)，向步骤S208前进，控制部101重复步骤S208至步骤S211，直至雕模放电加工完成。在雕模放电加工完成之后，控制部101结束处理(步骤S211/Yes)。控制部101通过重复步骤S208至S211，从而一边在将加工电极成型为雕模放电加工用的工序中，改变从二次电极转印给加工电极的形状要素，一边进行多次将加工电极成型为雕模放电加工用的工序和执行雕模放电加工的工序。

此外，在连续进行将相同形状从加工电极140向工件130转印的雕模放电加工的情况下，也可以设为在步骤S211/No之后向步骤S209前进，省略将加工电极140成型为雕模放电加工用的处理。

图11是表示加工完成后的工件的一个例子的斜视图。针对通过放电展成加工而削出成孔销的外形后的工件130，控制部101实施雕模放电加工而将加工电极140的形状进行转印，由此工件130被加工为成孔销的形状。

在这里，将放电展成加工用的加工电极和雕模放电加工用的加工电极彼此独立的放电加工机列举为对比例而进行说明。对比例的放电加工机在通过圆棒状的加工电极进行放电展成加工这点上与实施方式1的放电加工机100相同。

图12是对比例的放电加工机所使用的雕模放电加工用电极的示意图。对比例的放电加工机所使用的雕模放电加工用电极40是多个电极部41a、41b、41c从基部42凸出的构造，各电极部41a、41b、41c成型为相同形状。另外，与电极部41a、41b、41c从基部42凸出的方向相反的方向从基部42凸出有保持部43。通过对保持部43进行保持，雕模放电加工用电极安装于对比例的放电加工机所具有的电极支架上。雕模放电加工用电极40具有相同形状的电极部41a、41b、41c是为了在将相同形状转印给工件的多个部位时无需进行雕模放电加工用电极40的更换。即，在消耗了电极部41a的情况下，使用其他电极部41b、41c进行雕模放电加工，因此直至电极部41a、41b、41c全部消耗为止，无需进行雕模放电加工用电极40的更换。

从基部42凸出多个电极部41a、41b、41c的构造的加工电极40在制作雕模放电加工用电极40时会通过加工将电极部41a、41b、41c彼此之间的部分去除。在图12中，通过虚线圈出在制作雕模放电加工用电极40时去除的部分而进行示出。

另外，在多个电极部41a、41b、41c之中，包含有在相对于保持部43偏移的位置处形成的电极部。因此，在将使用的电极部41a、41b、41c进行变更的情况下，在开始雕模放电加工之前，不仅Z方向，对X方向及Y方向也需要进行雕模放电加工用电极40的定位作业。

并且，由于雕模放电加工用电极40只具有相同形状的电极部41a、41b、41c，因此在通过雕模放电加工将其他形状转印给工件的情况下，需要将雕模放电加工用电极40更换成其他雕模放电加工用电极。

与之相对地，实施方式1涉及的放电加工机100，将同一加工用电极140使用于放电展成加工及雕模放电加工两者，因此在从放电展成加工向雕模放电加工进行转换时，与对比例不同，无需进行加工电极140的更换。因此，与在放电展成加工和雕模放电加工使用不同的加工电极的对比例相比，能够减少从加工开始至加工结束为止所需的时间。

另外，由于加工电极140为圆棒状，加工电极140的中心轴位于C轴的旋转轴之上，因此无需进行加工电极140的X方向及Y方向的对位。由于在将加工电极140成型为雕模放电加工用之后，加工电极140的原来的形状即圆棒的中心也位于C轴的旋转轴之上，因此无需进行加工电极140的X方向及Y方向的对位。因此，与需要进行加工电极140的X方向及Y方向的对位的情况相比，能够减少从加工开始至加工结束为止所需的时间。

图13是表示在实施方式1中将加工电极成型为雕模放电用时去除的部分的一个例子的示意图。在图13中，通过虚线圈出在将加工电极140成型为雕模放电加工用时去除的部分而进行示出。由于将棒状的加工电极140成型为雕模放电加工用，因此与图12所示的从基部42凸出多个电极部41a、41b、41c的构造的加工电极40相比，会去除的部分变小。由此，能够削减在放电加工中不使用而被废弃的电极材料，实现低成本化。

另外，由于通过使用具有多个形状要素的二次电极131，能够将加工电极140成型为不同的多个形状，因此能够通过一个加工电极140进行将不同形状转印给工件130的雕模放电加工。因此，在进行了将某个形状从加工电极140转印给工件130的雕模放电加工之后，进行将其他形状转印给工件130的雕模放电加工的情况下，只需将加工电极140重新成型即可，无需进行加工电极140的更换，因此与需要进行电极的更换的情况相比，能够减少从加工开始至加工结束为止所需的时间。

此外，也能够使加工电极140同时具有多个转印形状。图14是表示具有多个转印形状的加工电极的一个例子的斜视图。通过使加工电极140同时具有多个转印形状，从而在进行了将某个形状从加工电极140转印给工件130的雕模放电加工之后，进行将其他形状从加工电极140转印给工件130的雕模放电加工的情况下，无需将加工电极140重新成型。因此，与将加工电极140重新成型的情况相比，能够进一步地减少直至加工结束为止所需的时间。

另外，在上面的说明中，在将加工电极成型为放电展成加工用时将下端部加工得平坦，但也可以通过放电展成加工用的成型而将加工电极的直径变小。通过使用将直径变小后的加工电极而进行放电展成加工，能够通过放电展成加工而形成直径比原来的加工电极小的圆弧。

实施方式1涉及的放电加工机100执行通过加工电极140从工件130削出成孔销的概略形状的放电展成加工，对加工电极140转印二次电极131的形状要素，将加工电极140成型为雕模放电加工用，使用成型为雕模放电加工用的加工电极140，对削出成孔销的概略形状后的工件130实施雕模放电加工，因此在成孔销制造时不会产生电极完成等待时间。因此，与使用多个电极进行放电展成加工及雕模放电加工的情况相比，能够减少直至成孔销的加工结束为止所需的时间。

实施方式2.

本发明的实施方式2涉及的放电加工机的结构与实施方式1相同。图15是表示实施方式2涉及的放电加工机的动作的流程的流程图。从步骤S301至S310的动作与实施方式1的步骤S201至S210的动作相同。在通过雕模放电加工而将加工电极140的形状向工件130转印之后，控制部101在步骤S311中判断加工是否完成。在加工未完成的情况下(步骤S311/No)，控制部101在步骤S312中判断接下来的加工是否是雕模放电加工。如果接下来的加工是雕模放电加工(步骤S312/Yes)，则控制部101将加工电极140成型为雕模放电加工用(步骤S308)，进行加工电极140的Z方向的定位(步骤S309)，进行雕模放电加工(步骤S310)。如果接下来的加工是放电展成加工(步骤S312/No)，则控制部101在将加工电极140成型为放电展成加工用(步骤S306)之后，进行放电展成加工(步骤S307)。

在实施方式2中，在进行了雕模放电加工之后需要进行放电展成加工的情况下，也可以只需将加工电极140重新成型，无需进行加工电极140的更换，因此与需要进行电极的更换的情况相比，能够减少从加工开始至加工结束为止所需的时间。

此外，在通过C轴电动机110使成型为雕模放电加工用的加工电极140进行旋转的情况下的旋转体成为与原来的圆棒相同的圆柱形状的情况下，也能够省略放电展成加工用的成型。图16是表示在通过C轴电动机使成型为雕模放电加工用的加工电极进行旋转的情况下加工电极所占的区域的一个例子的侧视图。绕C轴旋转的加工电极140所占的区域150为圆柱形状，因此通过一边驱动C轴电动机110使加工电极140进行旋转，一边进行放电展成加工，从而能够省略放电展成加工用的成型。图17是表示在通过C轴电动机使成型为雕模放电加工用的加工电极进行旋转的情况下加工电极所占的区域的另一个例子的侧视图。绕C轴旋转的加工电极140所占的区域160不是圆柱形状，因此为了在雕模放电加工后进行放电展成加工，需要将加工电极140成型为放电展成加工用。

根据实施方式2，在进行了雕模放电加工之后需要进行放电展成加工的情况下，也无需进行加工电极的更换，因此与需要进行电极的更换的情况相比，能够减少从加工开始至加工结束为止所需的时间。

标号的说明

40 雕模放电加工用电极，41a、41b、41c 电极部，42 基部，43 保持部，100 放电加工机，101 控制部，102 加工电源，103 X轴伺服放大器，104 Y轴伺服放大器，105 Z轴伺服放大器，106 C轴放大器，107 X轴伺服电动机，108 Y轴伺服电动机，109 Z轴伺服电动机，110 C轴电动机，111 电极支架，112 工作台，112a 载置面，112b 基准球，120 加工头，130 工件，131 二次电极，131a、131b、131c、131d 形状要素，131e 平坦面，140 加工电极，141 基准电极，150、160 绕C轴旋转的加工电极所占的区域，200 计算机辅助设计及制造装置，300 工作机械。