[发明专利]电火花线切割机以及电火花线切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及在被加工物与线电极之间施加电压来加工被加工物的电火花线切割机，尤其涉及加工被加工物为石墨材料或碳复合材料的电火花线切割机以及加工石墨材料或碳复合材料的被加工物的电火花线切割方法。

背景技术

由于石墨材料和碳复合材料为重量轻且导电性、耐热性、导热性、润滑性优异的材料，因此多用作放电加工用电极或滑动轴承部件，但在用于切削出希望形状的切削加工中，工具磨损快，且切削粉末的处理困难。

此外，如图1A、图1B以及图2A、图2B中所示的加工形状那样，还需要很多在切削加工中非常难以加工的形状，在切削加工中难以加工的情况下，通过电火花线切割进行加工的方法近年来日益被关注。图1A是表示肋宽0.5mm、板厚200mm的加工形状的俯视图，图1B是其立体图。另一方面，图2A是表示肋宽0.5mm、板厚200mm的加工形状的俯视图，图2B是其立体图。

如日本特开平11-48039号公报中所公开的那样，在电火花线切割中，一般地，峰值电流值高且脉冲宽度短的形状陡峭的电流脉冲，在利用电火花线切割机的工件的粗加工中使用。图3中示出了电火花线切割机的加工用电源电压较高，加工中使用的通常的峰值电流值约为300至1000安培，脉冲宽度为0.5微秒左右，脉冲的上升急剧的电流脉冲。

但是，以往，在电火花线切割机中，使用加工用电源电压较高、加工中使用的峰值电流值为300至1000安培、脉冲宽度为0.5μs的电流脉冲，难以以良好的表面质量且高效、高速地将脆性高的石墨材料或碳复合材料加工为如图1、图2所示的具有薄肋形状的形状。

在日本特开平11-48039号公报中，如果将粗加工用的电流脉冲应用于多孔质且脆性高的石墨材料的加工中，则如图4所示，在加工表面产生0.2mm左右的大缺损，无法得到表面质量良好的产品。此外，图4是利用以往条件得到的石墨材料的加工表面的照片100。图5是表示图4的符号102-102线段上的加工表面粗糙度104的图表。

此外，当通过以往的电火花线切割机加工如图1A及图1B、图2A及图2B所示的薄肋形状时，如图6A及图6B所示的加工例那样，肋部破损，无法得到希望的加工形状。图6A示出了薄肋106的裂口107，图6B示出了薄肋110的缺损111。

在图6A中，使线电极1沿着箭头108的方向相对于薄肋106相对移动来对薄肋106的背面进行加工，接着使线电极1沿着箭头109的方向相对于薄肋106相对移动来对薄肋106的表面进行加工。图6B中也是一样，使线电极1沿着箭头112的方向相对于薄肋110相对移动来对薄肋110的背面进行加工，接着使线电极1沿着箭头113的方向相对于薄肋110相对移动来对薄肋110的表面进行加工。

如日本特开2008-260070号公报中公开的那样，虽然也存在通过二次切割法来修正该欠缺部分（图6所示的薄肋的裂口107和薄肋的缺损111）的方法，但在如薄肋破损这样的情况下，通过二次切割法也无法修正。此外，在薄肋形状中，存在很多在粗加工中工件产生翘曲，通过粗加工加工后的形状变形的情况，存在很多在利用二次切割法的加工中难以修正变形的情况。因此，采用了通过粗加工完成加工的方法。

此外，当加工石墨材料时，在加工中石墨由于放电的热量而升华，产生大量气体。因此，特别是当加工板厚较厚的材质由石墨构成的工件时，存在由于在放电部位产生的气体而使利用加工液进行的加工部分的冷却，尤其线电极的冷却效果减弱，甚至发生线电极的热熔断，造成所谓的断线而无法继续加工的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供在维持石墨材料或碳复合材料的加工速度的同时，即使优质的表面粗糙度和复杂且薄的肋形状也无破损或缺损地加工石墨材料或碳复合材料的电火花线切割机以及加工石墨材料或碳复合材料的电火花线切割方法。

本发明的电火花线切割机，在线电极与被加工物之间的电极间施加脉冲电压而通过放电来加工上述被加工物，该电火花线切割机具有：放电加工用电源装置，能够使施加于上述电极间的电压供给低于加工金属材料时的电压的电压；以及控制装置，在上述被加工物的材质为石墨材料或碳复合材料时，调整从上述放电加工用电源装置向上述电极间供给的脉冲电压及该脉冲电压的脉冲宽度，使向上述线电极流动的全部放电电流的峰值电流值和电流脉冲宽度，设定为适合于上述石墨材料或碳复合材料的加工。