[發明專利]電火花線切割機以及電火花線切割方法

有效

• 申請號: 201310472867.2
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103722622A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 長谷川靖雄
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B28D1/06
• 分類號: B28D1/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及在被加工物與線電極之間施加電壓來加工被加工物的電火花線切割機，尤其涉及加工被加工物為石墨材料或碳復合材料的電火花線切割機以及加工石墨材料或碳復合材料的被加工物的電火花線切割方法。

背景技術

由于石墨材料和碳復合材料為重量輕且導電性、耐熱性、導熱性、潤滑性優異的材料，因此多用作放電加工用電極或滑動軸承部件，但在用于切削出希望形狀的切削加工中，工具磨損快，且切削粉末的處理困難。

此外，如圖1A、圖1B以及圖2A、圖2B中所示的加工形狀那樣，還需要很多在切削加工中非常難以加工的形狀，在切削加工中難以加工的情況下，通過電火花線切割進行加工的方法近年來日益被關注。圖1A是表示肋寬0.5mm、板厚200mm的加工形狀的俯視圖，圖1B是其立體圖。另一方面，圖2A是表示肋寬0.5mm、板厚200mm的加工形狀的俯視圖，圖2B是其立體圖。

如日本特開平11-48039號公報中所公開的那樣，在電火花線切割中，一般地，峰值電流值高且脈沖寬度短的形狀陡峭的電流脈沖，在利用電火花線切割機的工件的粗加工中使用。圖3中示出了電火花線切割機的加工用電源電壓較高，加工中使用的通常的峰值電流值約為300至1000安培，脈沖寬度為0.5微秒左右，脈沖的上升急劇的電流脈沖。

但是，以往，在電火花線切割機中，使用加工用電源電壓較高、加工中使用的峰值電流值為300至1000安培、脈沖寬度為0.5μs的電流脈沖，難以以良好的表面質量且高效、高速地將脆性高的石墨材料或碳復合材料加工為如圖1、圖2所示的具有薄肋形狀的形狀。

在日本特開平11-48039號公報中，如果將粗加工用的電流脈沖應用于多孔質且脆性高的石墨材料的加工中，則如圖4所示，在加工表面產生0.2mm左右的大缺損，無法得到表面質量良好的產品。此外，圖4是利用以往條件得到的石墨材料的加工表面的照片100。圖5是表示圖4的符號102-102線段上的加工表面粗糙度104的圖表。

此外，當通過以往的電火花線切割機加工如圖1A及圖1B、圖2A及圖2B所示的薄肋形狀時，如圖6A及圖6B所示的加工例那樣，肋部破損，無法得到希望的加工形狀。圖6A示出了薄肋106的裂口107，圖6B示出了薄肋110的缺損111。

在圖6A中，使線電極1沿著箭頭108的方向相對于薄肋106相對移動來對薄肋106的背面進行加工，接著使線電極1沿著箭頭109的方向相對于薄肋106相對移動來對薄肋106的表面進行加工。圖6B中也是一樣，使線電極1沿著箭頭112的方向相對于薄肋110相對移動來對薄肋110的背面進行加工，接著使線電極1沿著箭頭113的方向相對于薄肋110相對移動來對薄肋110的表面進行加工。

如日本特開2008-260070號公報中公開的那樣，雖然也存在通過二次切割法來修正該欠缺部分（圖6所示的薄肋的裂口107和薄肋的缺損111）的方法，但在如薄肋破損這樣的情況下，通過二次切割法也無法修正。此外，在薄肋形狀中，存在很多在粗加工中工件產生翹曲，通過粗加工加工后的形狀變形的情況，存在很多在利用二次切割法的加工中難以修正變形的情況。因此，采用了通過粗加工完成加工的方法。

此外，當加工石墨材料時，在加工中石墨由于放電的熱量而升華，產生大量氣體。因此，特別是當加工板厚較厚的材質由石墨構成的工件時，存在由于在放電部位產生的氣體而使利用加工液進行的加工部分的冷卻，尤其線電極的冷卻效果減弱，甚至發生線電極的熱熔斷，造成所謂的斷線而無法繼續加工的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供在維持石墨材料或碳復合材料的加工速度的同時，即使優質的表面粗糙度和復雜且薄的肋形狀也無破損或缺損地加工石墨材料或碳復合材料的電火花線切割機以及加工石墨材料或碳復合材料的電火花線切割方法。

本發明的電火花線切割機，在線電極與被加工物之間的電極間施加脈沖電壓而通過放電來加工上述被加工物，該電火花線切割機具有：放電加工用電源裝置，能夠使施加于上述電極間的電壓供給低于加工金屬材料時的電壓的電壓；以及控制裝置，在上述被加工物的材質為石墨材料或碳復合材料時，調整從上述放電加工用電源裝置向上述電極間供給的脈沖電壓及該脈沖電壓的脈沖寬度，使向上述線電極流動的全部放電電流的峰值電流值和電流脈沖寬度，設定為適合于上述石墨材料或碳復合材料的加工。