阅读说明：本技术 放电加工装置的放电加工单元 (electric discharge machining unit of electric discharge machining apparatus ) 是由 高桥润 藤泽泰彦 土肥祐三 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具备工具电极、壳体、电极导向器、以及加工液供给装置的放电加工单元。具体的,工具电极插通到电极导向器中。壳体具备具有锥形面的嵌合孔,且在锥形面上设置有第1供给通路出口,在壳体内形成有连接加工液供给装置和第1供给通路出口的第1供给通路。电极导向器具备具有锥形状的锥形部和形成于下表面的喷射口,在锥形部的锥形面上设置有第1连接口,在电极导向器内形成有连接第1连接口与喷射口的第1流路。通过锥形部嵌合于嵌合孔,第1流路通过第1连接口和第1供给通路出口与第1供给通路连接。由加工液供给装置供给到第1供给通路和第1流路的加工液从喷射口喷射。上述放电加工单元能够在加工部位附近稳定供给加工液。(the invention provides an electric discharge machining unit provided with a tool electrode, a housing, an electrode guide, and a machining liquid supply device. Specifically, the tool electrode is inserted into an electrode guide. The housing has a fitting hole having a tapered surface, a1 st supply passage outlet is provided in the tapered surface, and a1 st supply passage connecting the working fluid supply device and the 1 st supply passage outlet is formed in the housing. The electrode guide includes a tapered portion having a tapered shape and an ejection port formed on a lower surface, a1 st connection port is provided on a tapered surface of the tapered portion, and a1 st flow path for connecting the 1 st connection port and the ejection port is formed in the electrode guide. The 1 st flow path is connected to the 1 st supply path through the 1 st connection port and the 1 st supply path outlet by fitting the tapered portion to the fitting hole. The machining liquid supplied to the 1 st supply passage and the 1 st flow passage by the machining liquid supply device is ejected from the ejection port. The electric discharge machining unit can stably supply the machining liquid near the machining position.)

放电加工装置的放电加工单元

技术领域

本发明涉及一种在工具电极间放电加工被加工物的放电加工装置中的放电加工单元，特别是在空气中一边在被加工物的加工部位喷射加工液，一边进行放电加工的放电加工单元。

背景技术

在搭载于各种机床上的加工单元中，当在空气中加工被加工物时，通过喷射用来冷却构成部件的加工液，来一边除去加工中生成的加工屑一边进行加工。其中，为了将加工液供给到加工部位附近，已知有一种加工单元，其在收容加工用工具的壳体等构成部件上形成加工液等流路。

专利文件1公开了一种在空气中一边在被加工物与工具电极之间产生放电一边放电加工被加工物的放电加工装置。该放电加工装置具备收容工具电极的延长导向器、以及支撑延长导向器的壳体。其中，在壳体和延长导向器的内部形成加工液流路，流路彼此连接后，则加工液从供给装置供给到流路中，并被喷射到工具电极前端部附近。

然而，考虑到工具电极消耗或加工深度等加工条件，有时需要更换工具电极。为了满足更换不同外径的工具电极的情况，需要将工具电极的导向部件等一同更换。专利文件2公开了一种放电加工装置，其设置有自动更换装置，能够在细孔放电加工中与多种不同外径的工具电极一起更换电极支架。

【现有技术文件】

【专利文件】

专利文件1：日本专利第6495518号

专利文件2：日本专利第4152602号

当引入上述放电加工单元，每次将工具电极与导向部件一起更换时，需要连接形成于壳体和导向部件内部的流路。然而，当进行频繁更换时，特别是当使用自动更换装置进行更换时，难以可靠地定位导向部件，因此阻碍了上述引入放电加工单元的技术方案。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要目的在于提供一种在向放电加工装置安装时可靠且易于连接构成部件之间的流路，且能够在加工部位附件稳定地供给加工液的放电加工单元。

根据本发明提供一种放电加工装置的放电加工单元，其具备工具电极、壳体、电极导向器、以及加工液供给装置。其中，所述工具电极沿所述电极导向器的中心轴插通于所述电极导向器，且在所述工具电极与被加工物之间进行放电加工，所述壳体具备具有锥形面的嵌合孔，在所述锥形面设置有第1供给通路出口，在所述壳体内形成有连接所述加工液供给装置与所述第1供给通路出口的第1供给通路，所述电极导向器具备具有向上方前端尖细的锥形状的锥形部、以及形成于下表面的喷射口，在所述锥形部的锥形面上设置有第1连接口，在所述电极导向器内形成有连接所述第1连接口与所述喷射口的第1流路，通过所述锥形部嵌合于所述嵌合孔，所述第1流路通过所述第1连接口和所述第1供给通路出口与所述第1供给通路连接，所述加工液供给装置向所述第1供给通路和所述第1流路供给加工液，所述加工液从所述喷射口喷射。

本发明的效果在于：在本发明所涉及的放电加工单元中，通过将锥形部嵌合于壳体，电极导向器在其中心轴方向上相对于壳体的位置是唯一确定的，因此第1供给通路和第1流路易于连接。同样，由于在将电极导向器安装到放电加工装置时构成部件之间的流路间的连接更可靠且容易，所以可以将其引入到频繁执行电极导向器的工序、以及自动更换电极导向器的放电加工装置中，并且能够稳定供给加工液。

以下，例示本发明的各种实施方式。以下所示的实施方式可以彼此组合。

所述第1流路优选具备形成于所述工具电极与所述电极导向器的内表面之间的加工液填充区域，且通过所述加工液填充区域与所述喷射口连接。

所述第1连接口优选具备第1环状凹部和多个第1开口部，所述第1环状凹部沿所述锥形部的圆周方向延伸，所述多个第1开口部以在所述第1环状凹部的圆周方向上间隔设置的方式形成于所述第1环状凹部的底面，所述第1连接口通过所述第1开口部与所述第1流路连接。

所述放电加工单元优选进一步具备压缩气体供给装置，在所述壳体的所述锥形面上设置有第2供给通路出口，在所述壳体内形成有连接所述压缩气体供给装置与所述第2供给通路出口的第2供给通路，在所述锥形部的所述锥形面设置有第2连接口，在所述电极导向器内形成有连接所述第2连接口与所述喷射口的第2流路，所述第2流路具备压缩气体供给空间、以及设置在比所述压缩气体供给空间更下游侧的雾生成空间，所述加工液填充区域与所述雾生成空间连通，且通过所述雾生成空间与所述喷射口连接，通过所述锥形部嵌合于所述嵌合孔，所述第2流路通过所述第2连接口和所述第2供给通路出口与所述第2供给通路连接，所述压缩气体供给装置向所述第2供给通路和所述第2流路供给压缩气体，所述加工液在所述雾生成空间中与所述压缩气体混合而微粒化成雾状，并从所述喷射口以雾的形式被喷射。

所述第2连接口优选配置在比所述第1连接口更靠近所述电极导向器的所述下表面的位置。

所述第1连接口与所述第2连接口优选设置在彼此不同高度，在所述锥形部的所述锥形面上形成有至少1个环形槽，其在所述第1连接口与所述第2连接口之间沿所述锥形部的圆周方向延伸，在所述环形槽中嵌入O形环。

所述第2流路的所述压缩气体供给空间优选具备沿所述加工液填充区域设置的一对空间。

所述第2连接口优选具备第2环状凹部和多个第2开口部，所述第2环状凹部沿所述锥形部的圆周方向延伸，所述多个第2开口部在所述第2环状凹部的圆周方向上以间隔设置的方式形成于所述第2环状凹部的底面，所述第2连接口通过所述第2开口部与所述第2流路连接。

所述放电加工单元优选进一步具备导通所述工具电极且彼此间隔配置的多个导丝模，在所述工具电极与所述导丝模之间设置有间隙。

优选所述电极导向器进一步具备设置在比所述锥形部更下游侧的导丝模固定部，所述导丝模固定部固定所述多个导丝模中的至少1个被配置在比所述锥形部更下游侧的导丝模，在所述导丝模固定部的内表面上形成有多个加工液喷出槽，其是在所述导丝模固定部的所述内表面的圆周方向及间隔设置，所述加工液填充区域通过所述加工液喷出槽与所述雾生成空间连通。

优选所述工具电极可围绕所述中心轴旋转。

附图说明

图1是通过电极导向器的中心轴的平面截取本发明的实施方式所涉及的放电加工单元的正面的截面图。

图2是本发明的实施方式所涉及的放电加工单元的分解图。

图3是本发明的实施方式所涉及的电极导向器的立体图。

图4是本发明的实施方式所涉及的电极导向器的主视图。

图5是本发明的实施方式所涉及的电极导向器的截面图。

图6是图5中电极导向器的A－A截面图。

图7是图5中电极导向器的B－B截面图。

图8是图5中所示C部分的放大图。

图9是图8中电极导向器的D－D截面图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下所述的实施方式中所示各种技术特征可以彼此相互组合。此外，各种技术特征也可以独立地构成本发明。

1.放电加工单元的结构

如图1所示，本发明一实施方式所涉及的放电加工单元100是在对被加工物(未图示)的加工部分喷射加工液的雾的同时，进行放电加工。放电加工单元100具备工具电极1、电极导向器2、壳体3、加工液供给装置5、以及压缩气体供给装置6。应予说明，从图1中放电加工单元100的上方和右侧指向放电加工单元100的箭头(白色箭头)表示从压缩气体供给装置6输送的压缩气体，从加工液供给装置5指向放电加工单元100的箭头表示的是从加工液供给装置5输送的加压加工液。

1.1.工具电极

工具电极1是在其内部设置有中空孔的圆筒形的管状电极，其外径例如可以为0.3mm～3.0mm(毫米)。工具电极1以沿着电极导向器2的中心轴且至少前端突出的方式插通于电极导向器2，并通过在被加工物间施加电压来产生放电。在放电加工中，工具电极1通过位于放电加工单元100上方的旋转驱动部(未图示)可围绕电极导向器2的中心轴旋转。在工具电极1的中空孔中，由压缩气体供给装置6供给有压缩气体，并将其喷射在被加工物的加工部分。应予说明，本实施方式中的工具电极1虽然为具有截面为圆形的中空孔的管状电极，但也可以使用具有任意形状和多个中空孔的管状电极，以及不具有中空孔的棒状电极。此外，只要能够插通电极导向器2，工具电极1的前端部分可以是任意形状。

1.2.壳体

如图1和图2所示，壳体3具备具有锥形面3b的嵌合孔3a，且被位于放电加工单元100上方的支撑机构(未图示)支撑。在壳体3的锥形面3b设置有第1供给通路出口7a和第2供给通路出口8a。在壳体3内部形成有连接加工液供给装置5与第1供给通路出口7a的第1供给通路7、以及连接压缩气体供给装置6与第2供给通路出口8a的第2供给通路8。第1供给通路7是用来从加工液供给装置5向电极导向器2供给加压加工液的流路，第2供给通路8是用来从压缩气体供给装置6向电极导向器2供给压缩气体的流路。

1.3.加工液供给装置

加工液供给装置5用来供给加压加工液。作为加工液，可以使用例如水、水溶性加工液、油性加工液等。在本实施方式中，使用水作为加工液。

1.4.压缩气体供给装置

压缩气体供给装置6用来供给压缩气体。作为压缩气体，可以使用诸如空气、氧气、氮气、以及氩气等。在本实施方式中，使用空气作为压缩气体。

1.5.电极导向器

如图3和图4所示，电极导向器2具备：具有朝上方前端尖细的锥形状的锥形部2a、设置在锥形部2a下方(压缩气体的流动方向上的下游侧)的导丝模固定部2c、以及形成于下表面的喷射口2d。电极导向器2被安装成，相对于位于放电加工单元100上方的提拉机构(未图示)，在通过提拉机构具备的弹簧(未图示)而向上方被施力的状态下，可拆卸。在锥形部2a的锥形面2b上，设置有具有沿锥形部2a圆周方向延伸的环状凹部的第1连接口9a和第2连接口10a，且第2连接口10a配置在比第1连接口9a更靠近电极导向器2下表面的位置。

如图1、图2以及图5所示，在电极导向器2内部形成有连接第1连接口9a与喷射口2d的第1流路9。第1流路9与后面将要提到的第1供给通路7相连接，作为由加工液供给装置5供给的加压加工液的流路。第1流路9具备加工液填充区域9c，其形成于沿电极导向器2的中心轴插通的工具电极1与电极导向器2的内表面之间。也就是说，第1流路9经过加工液填充区域9c连接到喷射口2d。当加工液供给装置5向第1供给通路7和第1流路9供给加压加工液时，加工液填充加工液填充区域9c。由此，插通于加工液填充区域9c的工具电极1能够被流通于加工液填充区域9c内的加工液有效地冷却，从而能够抑制放电加工时工具电极1消耗。

如图3至图6所示，第1连接口9a具备第1环状凹部9a1、在第1环状凹部9a1圆周方向上以间隔设置的方式形成于第1环状凹部9a1底面的多个第1开口部9a2，其中，第1连接口9a通过多个第1开口部9a2与第1流路9连接。在本实施方式中，在第1环状凹部9a1的圆周方向上的相对的位置处形成有2个第1开口部9a2。当加工液供给装置5向第1供给通路7和第1流路9供给加压加工液时，加工液通过2个第1开口部9a2被输送到第1流路9。由此，能够在加工液填充区域9c中使加工液无差别稳定的流通。在本实施方式中，虽然第1开口部9a2的数量为2个，但也可以设置成3个以上第1开口部9a2，多个第1开口部9a2优选第1环状凹部9a1的圆周方向上等角度配置。

如图3至图5、以及图7所示，在电极导向器2内，还形成有连接第2连接口10a和喷射口2d的第2流路10。第2流路10与后面将要提及的第2供给通路8连接，作为从压缩气体供给装置6供给的压缩气体的流路。第2流路10具备压缩气体供给空间10c、以及设置在比压缩气体供给空间10c更下方(压缩气体流动方向的下游侧)的雾生成空间10e。

压缩气体供给空间10c具备沿加工液填充区域9c设置为成的一对空间10d。在本实施方式中，隔着加工液填充区域9c，设置有一对空间10d。当压缩气体供给装置6向第2供给通路8和第2流路10供给压缩气体时，压缩空气会经由一对空间10d输送到雾生成空间10e。由此，能够使输送到雾生成空间10e的空气气流均匀。

第2连接口10a具备第2环状凹部10a1、以及在第2环状凹部10a1圆周方向上以间隔设置的方式形成于第2环状凹部10a1底面的多个第2开口部10a2，其中，第2连接口10a通过多个第2开口部10a2与第2流路10连接。在本实施方式中，在第2环状凹部10a1圆周方向上的相对位置处形成有2个第2开口部10a2。当压缩气体供给装置6将压缩空气供给到第2供给通路8和第2流路10时，压缩空气通过2个第2开口部10a2流入到第2流路10。在本实施方式中，2个第2开口部10a2分别连接到压缩气体供给空间10c的一对空间10d，通过这样的结构，能够将压缩空气无差别地稳定输送到雾生成空间10e。

如上所述，在本实施方式中，第2连接口10a设置成配置在比第1连接口9a更接近电极导向器2下表面的位置。因为电极导向器2的锥形部2a具有向下方扩展的锥形状的，并配置上述各个连接口，因此能够在电极导向器2内设置加压加工液和压缩空气的流路，同时能够确保充足的空间。

如图5所示，在加工液填充区域9c中导通入工具电极1，且配置有彼此被分离配置的多个导丝模，同时在工具电极1与导丝模之间设置间隙。在本实施方式中，配置有3个导丝模17a、17b、17c，其中，导丝模17a配置在加工液填充区域9c上端，导丝模17c配置在加工液填充区域9c下端，导丝模17b配置在导丝模17a与导丝模17c之间。在导丝模17a、17b、17c与工具电极1之间分别设置有间隙19a、19b、19c。

导丝模17a、17b、17c能够防止在放电加工中生成的工具电极1的中心振摆、以及随之产生的加工位置的偏离，从而能够进行高精度加工。此外，使加压加工液通过工具电极1与导丝模17a、17b、17c之间的间隙19a、19b、19c流通，能够在由导丝模流出的位置通过文丘里效应产生负压。通过该压力差能够使微量的加工液喷出。

具体而言，本申请提供的放电加工单元能够在加工液填充区域9c的上端部，使加工液填充区域9c内的加工液从工具电极1与导丝模17a之间的间隙19a喷出，从而能够冷却向加工液填充区域9c上方突出的加工用工具。并且能够在加工液填充区域9c的下端部，使加工液填充区域9c内的加工液从工具电极1与导丝模17c之间的间隙19c向雾生成空间10e相辅喷出。应予说明，间隙的大小优选为0.0025mm～0.010mm。

如图5和图8所示，电极导向器2的导丝模固定部2c固定多个导丝模中的设置在比锥形部2a靠近下游侧的至少1个导丝模。在本实施方式中，导丝模17b、17c由导丝模固定部2c的内表面固定。如图9所示，在导丝模固定部2c的内表面上形成有在导丝模固定部2c内表面的圆周方向上间隔设置的多个加工液喷出槽9d。在本实施方式中，在导丝模固定部2c内表面的圆周方向上以间隔90度，且沿电极导向器2中心轴方向，形成有截面为相同直径的半圆形状的4个加工液喷出槽9d。

通过这样的结构，加工液填充区域9c内的加压加工液通过加工液喷出槽9d无差别地供给到雾生成空间10e，从而能够在雾生成空间10e内生成雾并从喷射口2d稳定喷射。此外，通过调整加工液喷出槽9d的个数以及大小，能够调整加工液的流量，因此，对于一般使用蓝宝石等难以切削材料制作围成的导丝模而言，不需要进一步加工处理来达到调整流量的目的。

此外，通过使加压加工液经过加工液喷出槽9d流通，能够在从加工液喷出槽9d流出的位置由文丘里效应产生负压。通过该压力差，能够使加工液从加工液喷出槽9d喷出，从而能够在雾生成空间10e进一步有效地生成雾。应予说明，加工液喷出槽9d的数量、形状、以及配置等虽不限定于上述结构，但优选为将同样大小和形状的加工液喷出槽9d以在导丝模固定部2c的内表面的圆周方向上每隔相同角度设置，且当是截面为大致半圆形状的加工液喷出槽9d的情况时，其半径优选为0.1mm～0.4mm。

如图3至图5所示，在锥形部2a的锥形面2b形成沿锥形部2a圆周方向延伸的至少1个环形槽13，并在环形槽13中嵌入O形环14。环形槽13中的至少1个形成于第1连接口9a与第2连接口10a之间。在本实施方式中，在第1连接口9a上方、第1连接口9a与第2连接口10a之间、以及第2连接口10a下方的3处位置形成有环形槽13，并嵌入O形环14。

如图1和图2所示，由于在嵌合于壳体3的状态下提拉机构向上方施力于电极导向器2，因此嵌入到环形槽13中的O形环14变成被环形槽13的底面和壳体3的锥形面3b压扁的状态。由此，沿锥形部2a的锥形面2b，第1连接口9a和第2连接口10a各自的两侧被O形环14密封。由此，能够防止从连接口漏出的加工液和压缩气体进一步漏出到电极导向器2外部。

2.电极导向器和工具电极的安装方法

如图1和图2所示，在安装电极导向器2时，以锥形部2a的锥形面2b密着于壳体3的锥形面3b的方式，使电极导向器2的锥形部2a相对于壳体3的嵌合孔3a从下方嵌合，并通过第1连接口9a和第1供给通路出口7a连接第1流路9和第1供给通路7，通过第2连接口10a和第2供给通路出口8a连接第2流路10和第2供给通路8。由此，形成于电极导向器2和壳体3内部的各个加工液流路之间、以及压缩空气的各个流路之间分别得以连接。

由此，通过将锥形部2a嵌合在嵌合孔3a上，能够在电极导向器2中心轴方向上的相对于壳体3的电极导向器2的位置被确定唯一，从而易于连接流路与供给通路。此外，在本实施方式中，由于第1连接口9a和第2连接口10a具备沿锥形部2a圆周方向延伸的环状凹部，因此能够在圆周方向的任意位置分别连接第1供给通路出口7a和第2供给通路出口8a，从而连接流路与供给通路的连接变得更可靠且容易。

嵌合于壳体3的电极导向器2安装在位于放电加工单元100上方的提拉机构(未图示)。在该状态下，通过将工具电极1从电极导向器2上方或下方沿电极导向器2中心轴插通，从而安装在位于放电加工单元100上方的旋转驱动部(未图示)。

3.放电加工时的雾生成

下面详细说明放电加工时的雾生成过程。

如图1、图5、图8、以及图9所示，在本实施方式中，加工液填充区域9c经过间隙19c和加工液喷出槽9d与雾生成空间10e连通。因此，由加工液供给装置5供给的加压加工液从加工液填充区域9c经过间隙19c和加工液喷出槽9d向雾生成空间10e喷出，并在雾生成空间10e与压缩气体混合从而微粒化形成为雾状，然后从喷射口2d沿着工具电极1作为雾被喷射。由此，能够有效地除去加工部位附近的加工屑。此外，如上所述，工具电极1通过旋转驱动部可旋转。从而可以进一步均匀扩散由喷射口2d喷射的雾。

当将加工液以雾状喷射时，优选在靠近加工部位处的放电加工单元100的下侧生成雾。若在远离于加工部位的位置使加工液与压缩空气混合，则生成的雾在被移送至加工部位的过程中会发生凝聚从而导致雾微粒的尺寸变大，以至于加工屑的除去效果下降。在本实施方式中，将第1连接口和第2连接口设置在彼此不同高度，且沿着锥形部2a的锥形面2b，用O形环14分别密封第1连接口9a和第2连接口10a的两侧，从而能够防止由各个连接口漏出的加工液和压缩气体在到达雾生成空间10e之前混合。由此，能够生成优质的雾，并能够将其稳定地输送到加工部位。

4.其他实施方式

以上，描述了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于上述实施方式和实施例，并且只要是在权利要求中记载的各种设计变更也是可以的。

在上述实施方式中，于壳体3和电极导向器2分别设置有压缩空气和加压加工液2种流路，其将加工液与压缩空气混合从而作为雾喷射。作为其他实施方式，也可以只设置加压加工液的流路，做成从形成于电极导向器2下面的喷射口2d喷射加工液的结构。

本申请工业上的可利用性在于：如上所述，根据本发明提供一种放电加工单元，其能够在向放电加工装置安装时构成部件间的流路之间的连接各可靠且容易，同时能够对加工位置附件稳定地提供加工液。具体而言，本发明所涉及的放电加工单元可适用于细孔放电加工装置、雕模放电加工装置、以及雾放电加工装置等。

【符号说明】

1 ：工具电极

2 ：电极导向器

2a ：锥形部

2b ：锥形面

2c ：导丝模固定部

2d ：喷射口

3 ：壳体

3a ：嵌合孔

3b ：锥形面

5 ：加工液供给装置

6 ：压缩气体供给装置

7 ：第1供给通路

7a ：第1供给通路出口

8 ：第2供给通路

8a ：第2供给通路出口

9 ：第1流路

9a ：第1连接口

9a1 ：第1环状凹部

9a2 ：第1开口部

9c ：加工液填充区域

9d ：加工液喷出槽

10 ：第2流路

10a ：第2连接口

10a1 ：第2环状凹部

10a2 ：第2开口部

10c ：压缩气体供给空间

10d ：空间

10e ：雾生成空间

13 ：环形槽

14 ：O形环

17a ：导丝模

17b ：导丝模

17c ：导丝模

19a ：间隙

19b ：间隙

19c ：间隙

100 ：放电加工单元