特許 7595416 ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法、並びにワイヤ放電加工用電極線の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法、並びにワイヤ放電加工用電極線の評価方法

(51)【国際特許分類】

   B23H 7/08 20060101AFI20241129BHJP

   B21B 1/16 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

B23H7/08

B21B1/16 M

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020013185

(22)【出願日】2020-01-30

(65)【公開番号】P2021119020

(43)【公開日】2021-08-12

【審査請求日】2022-05-20

【審判番号】

【審判請求日】2023-11-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(72)【発明者】

【氏名】芝 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】木村 孝光

(72)【発明者】

【氏名】小室 裕一

【合議体】

【審判長】本庄 亮太郎

【審判官】大山 健

【審判官】田々井 正吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１３６２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２０８８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２１９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４０７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１２１５３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B23H 7/08

B21B 1/16

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直径が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、前記直径が予め定められた許容範囲である寸法公差内である単線からなり、長手方向の１ｍ当たり等間隔に５０以上の箇所における前記直径を５ｍ以上に亘って測定し算出した標準偏差が０．１５μｍ以下である、ワイヤーマークの発生を抑制したワイヤ放電加工用電極線。

【請求項2】

（ａ）金属線を用意する工程、
（ｂ）前記金属線を伸線することで、前記金属線から成り、かつ、直径が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、前記直径が予め定められた許容範囲である寸法公差内である単線からなるワイヤ放電加工用電極線を形成する工程、
（ｃ）前記ワイヤ放電加工用電極線を巻回する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記ワイヤ放電加工用電極線の長手方向の１ｍ当たり等間隔に５０以上の箇所における前記直径を５ｍ以上に亘って測定し標準偏差を算出し、前記標準偏差が、０．１５μｍ以下であれば、ワイヤーマークの発生を抑制可能と評価する工程、
を有する、ワイヤ放電加工用電極線の製造方法。

【請求項3】

請求項２に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法において、
複数の前記箇所のうち、前記長手方向の両端の箇所同士の距離は、５ｍ以上である、ワイヤ放電加工用電極線の製造方法。

【請求項4】

直径が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、前記直径が予め定められた許容範囲である寸法公差内である単線からなるワイヤ放電加工用電極線の長手方向の１ｍ当たり等間隔に５０以上の箇所における前記直径を５ｍ以上に亘って測定し標準偏差を算出し、前記標準偏差が、０．１５μｍ以下であれば、ワイヤーマークの発生を抑制可能と評価する、ワイヤ放電加工用電極線の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法、並びにワイヤ放電加工用電極線の評価方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

導電性を有する被加工物の輪郭形状を加工する加工機の１つとして、ワイヤ放電加工用電極線と被加工物との間で間欠的なパルス放電を発生させ、この時の熱的作用と衝撃力によって被加工物を溶融・除去しながら加工を行うワイヤ放電加工機が知られている。

【0003】

特許文献１（特開２０１７－１８９８２９号公報）には、放電性を改善する目的で、ワイヤ放電加工用電極線の被覆層を構成する結晶粒を大きく形成することが記載されている。また、特許文献２（国際公開第２０１８／２１１７７２号）には、ワイヤ放電加工の速度および精度を向上させるために、ワイヤ放電加工用電極線の被覆層の組成を工夫し、これにより周方向の凹凸（表面粗さ）を抑えることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１８９８２９号公報

【文献】国際公開第２０１８／２１１７７２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワイヤ放電加工においては、被加工物（例えば金型）の加工面にワイヤーマークまたは加工面筋などと呼ばれる筋が発生することがある。このようなワイヤーマークを有する金型を用いてプレス加工または射出成型などを行うことで製品を製造した場合、製品にワイヤーマークが転写され、不良品となる場合がある。このような転写を防ぐ方法としては、金型の表面を研磨・研削するなどの追加工を行い、ワイヤーマークを除去することが考えられるが、工程が煩雑となり製造コストが増大する問題がある。また、そのような追加工を行ってもワイヤーマークを除去できず、被加工物が不良品となる虞もある。

【0006】

本発明の目的は、放電加工の精度を高めることが可能なワイヤ放電加工用電極線を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【0008】

一実施の形態であるワイヤ放電加工用電極線は、長手方向の複数箇所における直径の標準偏差が０．１５μｍ以下であるものである。

【0009】

また、一実施の形態であるワイヤ放電加工用電極線の製造方法は、ワイヤ放電加工用電極線を伸線する工程と、ワイヤ放電加工用電極線を巻回する工程と、巻回されたワイヤ放電加工用電極線の一部を抽出し、長手方向に並ぶ複数箇所におけるワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差を評価することで、ワイヤ放電加工用電極線を選別する工程を有するものである。

【0010】

また、一実施の形態であるワイヤ放電加工用電極線の評価方法は、長手方向の複数箇所におけるワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差が、予め定められた閾値以下か否か評価するものである。

【発明の効果】

【0011】

本願において開示される一実施の形態によれば、ワイヤ放電加工用電極線を用いて放電加工を行う際の加工精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態であるワイヤ放電加工用電極線を示す斜視図である。

【図2】ワイヤ放電加工用電極線を含むワイヤ放電加工機の概略斜視図である。

【図3】実施の形態であるワイヤ放電加工用電極線の製造に用いる伸線機を示す概略図である。

【図4】標準偏差を表す式である。

【図5】ワイヤーマークが形成された被加工物の拡大斜視図である。

【図6】ワイヤーマークが形成された被加工物の平面図である。

【図7】比較例１であるワイヤ放電加工用電極線を示す斜視図である。

【図8】実施例１、実施例２および比較例２における標準偏差、ワイヤーマークの有無、および、面精度を示す表１である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

【0014】

本実施の形態は、ワイヤ放電加工用電極線の長手方向の複数箇所におけるワイヤ放電加工用電極線の直径を測定し、測定した当該直径からワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差を算出し、ワイヤ放電加工用電極線を評価・選別することで、ワイヤ放電加工によるワイヤーマークの発生を防ぎ、加工面の面精度を高めるものである。本願で単に寸法という場合は、当該寸法は、ワイヤ放電加工用電極線の短手方向（ワイヤ放電加工用電極線の横断面に平行な方向）の直径を意味する。

【0015】

＜ワイヤ放電加工用電極線の構造、および、ワイヤ放電加工用電極線の評価方法＞
以下に、図１を用いて、本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線の構造、および、ワイヤ放電加工用電極線の評価方法について説明する。

【0016】

図１に示すように、本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線１は、長手方向に直交する断面（横断面）が円形であり、可撓性を有する円柱状のワイヤである。ワイヤ放電加工用電極線１は、例えば真鍮などにより構成されている。

【0017】

ワイヤ放電加工用電極線１は、本実施の形態の主な特徴として、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向複数箇所において、ワイヤ放電加工用電極線１の寸法、つまり直径を測定し、これにより得られた複数箇所での各直径から算出される直径の標準偏差が、０．１５μｍ以下であるという特徴を有している。

【0018】

このように、直径の標準偏差が０．１５μｍ以下であるワイヤ放電加工用電極線１は、長手方向における直径の変動が小さいため、ワイヤ放電加工（以下、単に放電加工と呼ぶ）に用いた際、被加工物の表面にワイヤーマークが発生することを防ぐことができる。

【0019】

標準偏差の信頼性を確保すること、および、ワイヤーマークの発生を効果的に防ぐことのためには、少なくとも１ｍ当たり５０箇所における直径の測定を行うことが重要である。本実施の形態では、具体的には、５ｍで４０００箇所の直径を測定し、これにより得られた複数の直径の数値から標準偏差を算出する。言い換えれば、１ｍ当たり８００箇所で寸法を測定している。測定を行う複数箇所は、当該長手方向において互いに等間隔であることが望ましい。

【0020】

また、ここでは、サンプルとして、５ｍ以上に亘ってワイヤ放電加工用電極線１の直径を測定し、これにより得られた複数の直径の数値から標準偏差を算出することが望ましい。つまり、測定箇所が連続する５ｍに満たない場合は、標準偏差の信頼性が低下し、ワイヤーマークの発生を効果的に抑制することができない虞がある。よって、本実施の形態では、５ｍに亘ってワイヤ放電加工用電極線１の複数箇所の直径を測定している。言い換えれば、標準偏差の算出のために測定する複数箇所のうち、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向の両端の箇所同士の距離は、５ｍ以上である。

【0021】

以下に図２を用いて、上記ワイヤ放電加工用電極線の使用態様について説明する。図２は、ワイヤ放電加工用電極線を含むワイヤ放電加工機の概略斜視図である。図２で示すＸ方向およびＹ方向は、平面視において、被加工物に対して相対的にワイヤ放電加工用電極線が動き得る方向である。Ｘ方向およびＹ方向は、平面視で互いに直交する方向である。また、図２で示すＺ方向はワイヤ放電加工用電極線の長手方向であり、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに対して直交する方向である。

【0022】

図２に示すように、ワイヤ放電加工機は、消耗部品であり交換可能なワイヤ放電加工用電極線１と、ワイヤ放電加工用電極線１をＺ方向に延在するように張った状態で固定するためのロール１６、１７とを有している。また、図示はしていないが、ワイヤ放電加工機はワイヤ放電加工用電極線１の周囲に、Ｘ方向およびＹ方向に動かすことが可能なテーブルを備えており、テーブル上には、被加工物（加工対象、工作物、鋼材）１４が固定されている。ロール１６はテーブルおよび被加工物１４のそれぞれの上に位置し、ロール１７はテーブルおよび被加工物１４のそれぞれの下に位置している。図２では、板状の被加工物１４の上面から下面に貫通するスタート穴１５が形成されており、ワイヤ放電を行ってスタート穴１５から所定の領域を加工した様子を示している。図示はしていないが、被加工物１４は、加工液中に浸漬されている。加工液は例えば導電率が一定となっている液体であり、絶縁油またはイオン交換水などが用いられる。

【0023】

ワイヤ放電加工機はワイヤ放電加工用電極線１と被加工物１４との間で間欠的なパルス放電を発生させ、この時の熱的作用と衝撃力によって被加工物を溶融・除去しながら加工を行うものである。ここでは、上記テーブルおよび被加工物１４をＸ方向またはＹ方向に動かすことにより加工を行う。ワイヤ放電加工用電極線１はＸ方向およびＹ方向において移動せず固定されているが、Ｚ方向においては、加工作業中にロール１６、１７が回転することにより下方または上方に送り出される。これは、放電に伴うワイヤ放電加工用電極線１の消耗に起因して、加工精度の低下および断線が起きることを防ぐためである。

【0024】

ワイヤ放電加工用電極線１は導電性部材から成り、例えば真鍮から成る。また、被加工物１４も導電性部材から成る。ワイヤ放電加工では、共に導電性を有するワイヤ放電加工用電極線１と被加工物１４との間で放電を起こしながら、ワイヤ放電加工用電極線１に対して被加工物１４を走査させることで被加工物１４を加工する。比較的硬い材料も加工できるため、ワイヤ放電加工機は、例えば金型などを作成する際の加工に用いられる。

【0025】

＜製造工程＞
以下に図３を用いて、本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線の製造に用いられる伸線機を示す概略図である。

【0026】

伸線ダイスを用いた伸線機では、伸線ダイスに金属線を送る入線側のキャプスタンと、伸線ダイスから送り出された金属線を引き出す出線側のキャプスタンとを用いて、金属線を運搬しながら引き伸ばすことが考えられる。このような装置の構造を、図３に示す。ここでは丸線、つまり断面形状が円である金属線を形成するための伸線機について説明する。図３では、伸線用の潤滑油が供給されている箇所を破線の矢印で示している。

【0027】

図３に示すように、伸線機に供給された金属線１３は、順に、キャプスタン６、伸線ダイス３、ダンサー９、および、キャプスタン１０を介して運搬される。伸線ダイス３は、例えば円盤状の金属板から成り、当該金属板を貫通する孔部を有している。当該孔部は、当該金属板の表面側から徐々に直径が小さくなる構造を有しているため、当該表面側から当該孔部を通るように送り込まれた金属線１３は、伸線ダイス３を通過する際に細く絞られ、細く引き伸ばされて伸線ダイス３から出線する。ここでは、キャプスタンまたはダイスなどに金属線が送り込まれることを入線と呼び、キャプスタンまたはダイスなどから金属線が送り出されることを出線と呼ぶ。キャプスタン６は伸線ダイス３に入線する前の金属線１３を運搬するために用いられる。キャプスタン１０は、伸線ダイス３から金属線１３を引き抜き、運搬するために用いられる。

【0028】

ワイヤ放電加工用電極線の製造工程では、まず、丸線である金属線１３が巻かれたロール（図示しない）から伸線機に金属線１３が供給される。続いて、金属線１３はキャプスタン６に巻き付けられた後、伸線ダイス３へ送り出される。キャプスタン６は、例えば表面がゴムで覆われた金属製のロール（キャプスタン）から成る。金属線１３は、キャプスタン６の周囲を周回するように巻き付けられる。駆動されて回転するキャプスタン６との摩擦により、金属線１３は運搬される。なお、伸線機には、伸線方向に沿って複数の伸線ダイス３が配置されている。複数の伸線ダイス３は、伸線機から出線される直前の伸線ダイス３として、複数の仕上げ用伸線ダイスが配置されている。複数の仕上げ用伸線ダイスは、それぞれの内部に設けられたダイス孔の出口部分（ダイス孔を挿通する金属線１３が出線する部分）が同じ直径であることがよい。このような複数の仕上げ用伸線ダイスを用いた伸線機によって金属線を伸線することにより、伸線して得られるワイヤ放電加工用電極線１の直径の標準偏差を０．１５μｍ以下とすることができる。

【0029】

次に、金属線１３が伸線ダイス３を通過することで金属線１３は引き伸ばされ、細くなる。このように金属線１３を引き伸ばして伸線することにより、金属線１３から成るワイヤ放電加工用電極線１を形成する。伸線された後のワイヤ放電加工用電極線１は、例えば、直径が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。伸線ダイス３には、ワイヤ放電加工用電極線１との摩擦を低減するため潤滑油が供給されるが、ワイヤ放電加工用電極線１が伸線ダイス３を通過することでワイヤ放電加工用電極線１の表面からは潤滑油が除去される。伸線ダイス３により引き伸ばされて伸線されたワイヤ放電加工用電極線１は、ダンサー９に巻き付いた後、キャプスタン１０に巻き付いて運搬される。つまり、ワイヤ放電加工用電極線１は、キャプスタン１０により伸線ダイス３から引き抜かれる。

【0030】

キャプスタン１０は、例えば、キャプスタン６と同様に、表面がゴムで覆われた金属製のロールから成る。ワイヤ放電加工用電極線１は、キャプスタン１０の周囲を周回するように巻き付けられる。駆動されて回転するキャプスタン１０との摩擦により、ワイヤ放電加工用電極線１は運搬される。以上のようにして、伸線機による伸線が行われる。

【0031】

ここで、金属線１３は、伸線ダイス３を通過する前よりも、伸線ダイス３を通過した後の方が細く長く引き伸ばされている。よって、伸線ダイス３に入線する前の金属線１３の運搬される速度よりも、伸線ダイス３から出線した後のワイヤ放電加工用電極線１の運搬される速度の方が速くなる。そこで、ワイヤ放電加工用電極線１の異常な伸びまたは断線の発生を防ぐため、伸線ダイス３とキャプスタン１０との間には、ワイヤ放電加工用電極線１の速度調節機構であるダンサー９を設けている。ダンサー９は、例えば、回転軸の位置が固定されたロール１６と、上下方向に可動するロール１７とから成り、金属線１３は、ロール１６、１７の周囲に複数回巻かれる。

【0032】

キャプスタン１０により送り出されたワイヤ放電加工用電極線１は、例えばボビン（ロール、ドラム）１１に巻回される。ボビン１１およびボビンに巻かれたワイヤ放電加工用電極線１は、巻線１２を構成する。このようにして、ボビン１１への巻回が行われる。１つのボビン１１に巻回された巻線１２は、例えば５ｋｍのワイヤ放電加工用電極線１を有している。この製造工程では、例えば５ｋｍのワイヤ放電加工用電極線１が巻回されたボビン１１ごとに、数十個の巻線１２を得ることができる。

【0033】

ワイヤーマークの発生を防ぐことが可能な高品質のワイヤ放電加工用電極線１を製造するためには、例えば、伸線ダイス３の品質管理、または、金属線１３に供給する潤滑油などについて工夫することが考えられる。

【0034】

次に、ワイヤ放電加工用電極線１を検査する工程に移る。ここでは、まず、１つのボビンに巻回された巻線１２から、検査用のワイヤ放電加工用電極線１を数百ｍ程度採取する。各ボビン１１に巻回された巻線１２のそれぞれのワイヤ放電加工用電極線１は、同じ製造条件で製造されたものであるため、その品質は同じである。そのため、それらの巻線１２のうちから、任意の一部のワイヤ放電加工用電極線１を検査用のサンプルとして採取して検査すれば、複数の巻線１２の全てを評価したものとみなすことができる。

【0035】

任意の一部のワイヤ放電加工用電極線１をサンプルとして検査する場合は、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向のどの部分をサンプルとして採取してもよい。サンプルの採取のし易さからは、巻線１２の表面（外側）に巻き取られたワイヤ放電加工用電極線１の先端部分から数百ｍ程度をサンプルとして採取して検査することが望ましい。

【0036】

検査工程では、少なくともワイヤ放電加工用電極線１の寸法に関わる評価を行う。検査工程で行う寸法の評価は、図１を用いて上述した評価方法と同様である。すなわち、検査工程では、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向の互いに異なる複数箇所において、ワイヤ放電加工用電極線１の直径を測定し、測定した複数の直径により得られた直径の標準偏差が、０．１５μｍ以下であるか否かを評価する。なお、検査工程では、寸法の評価に加えて、例えば、ワイヤ放電加工用電極線１の引張強度、伸びなどの物性を検査してもよい。

【0037】

標準偏差の信頼性、および、ワイヤーマークの発生を効果的に防ぐためには、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向において、少なくとも１ｍ当たり５０箇所におけるワイヤ放電加工用電極線１の直径を測定することが望ましい。具体的には、例えば１ｍ当たり８００箇所でワイヤ放電加工用電極線１の直径を測定する。測定を行う複数箇所は、当該長手方向において互いに等間隔であることが望ましい。

【0038】

ワイヤ放電加工用電極線１は、図２を用いて説明したように、Ｚ方向（上下方向）に送り出されながら放電加工を行う。したがって、上記直径の測定は、図２を用いて説明したワイヤ放電加工機を模した走行機を使用して、ワイヤ放電加工用電極線１を上下方向に送り出しながら行う。つまり、当該走行機は、例えば、回転することによりワイヤ放電加工用電極線１を下方または上方に送り出すことができるロール１６、１７（図２参照）を備えている。ここでは、当該走行機のロール１６およびロール１７の相互間に固定されたレーザー外径測定器を使用し、等速で送り出されるワイヤ放電加工用電極線１の直径を等間隔のタイミングで測定し続ける。これにより、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向において、互いに異なる箇所のワイヤ放電加工用電極線１の直径を測定することができる。

【0039】

次に、ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向に並ぶ複数箇所における直径を用いて、ワイヤ放電加工用電極線１の直径の標準偏差を算出し、算出した標準偏差が予め定められた閾値（０．１５μｍ）以下であるか否かを評価する。直径の標準偏差は、例えば、下記式によって求めることができる。以上により、ワイヤ放電加工用電極線１の製造工程が完了する。

【0040】

ワイヤ放電加工用電極線１の長手方向に並ぶ複数箇所における直径の標準偏差ｓは、図４に示す式１で表すことができる。式１において、ｓは標準偏差を表し、ｓ^２は分散を表し、ｎはデータ（測定した直径）の総数を表している。また、式１において、ｘ_ｉは測定したワイヤ放電加工用電極線１の個々の直径を表している。また、式１において、上部にバーを付したｘは、測定したワイヤ放電加工用電極線１の個々の直径の平均値を表している。

【0041】

なお、本発明者らの検討によれば、検査工程において、ワイヤ放電加工用電極線１における直径の標準偏差が０．１５μｍ以下のワイヤ放電加工用電極線１では、ワイヤーマークの発生を防ぐことができ、当該標準偏差が０．１５μｍより大きいワイヤ放電加工用電極線１では、ワイヤーマークが発生してしまうことが確認されている。このことから、検査工程において、当該標準偏差が０．１５μｍ以下のワイヤ放電加工用電極線１であるか否かを評価することにより、ワイヤーマークの発生を防ぐことが可能なワイヤ放電加工用電極線１を選別することができる。

【0042】

＜本実施の形態の効果＞
以下に図５、図６および図７を用いて、本実施の形態の効果について説明する。図５は、加工面にワイヤーマークが形成された被加工物を示す拡大斜視図である。図６は、加工面にワイヤーマークが形成された被加工物を示す平面図である。図７は、比較例１であるワイヤ放電加工用電極線の評価方法を説明する斜視図である。

【0043】

ワイヤ放電加工においては、図５および図６に示すように、被加工物１４（例えば金型）の加工面にワイヤーマーク１８または加工面筋などと呼ばれる縦筋が発生することがある。ワイヤーマーク１８は、被加工物１４を加工する際に用いられたワイヤ放電加工用電極線の延在方向に沿って、被加工物１４の表面において延在する凹部（溝）であることが考えらえる。ワイヤーマーク１８の１つ１つの凹凸を目視で確認することは困難であるが、ワイヤーマーク１８が形成された加工面を目視すれば、縦筋により模様が形成されていることが確認できる。

【0044】

このようなワイヤーマーク１８を有する金型を用いてプレス加工または射出成型などを行うことで製品を製造した場合、製品にワイヤーマークが転写され、不良品となる場合がある。このような転写を防ぐ方法としては、金型の表面を研磨・研削するなどの追加工を行い、ワイヤーマークを除去することが考えられるが、工程が煩雑となり製造コストが増大する問題がある。また、そのような追加工を行ってもワイヤーマークを除去できず、被加工物が不良品となる虞もある。

【0045】

ワイヤーマーク１８の発生を防ぐ方法として、図７に比較例１として示すように、ワイヤ放電加工用電極線２０の１箇所、または互いに異なる幾つかの箇所（例えば３箇所程度）において、ワイヤ放電加工用電極線２０の寸法および真円度を測定する方法が考えられる。この場合、測定した寸法が、予め定められた許容範囲である寸法公差内であり、かつ、真円度も規格値を満たしていれば、ワイヤーマーク１８の発生を防ぐことができると考えられた。

【0046】

しかし、そのような規格を満たすワイヤ放電加工用電極線であっても、放電加工に用いた際にワイヤーマークの発生を十分に防ぐことができず、さらなるワイヤ放電加工用電極線の性能向上、および、高い性能を有するワイヤ放電加工用電極線の評価方法の設定が求められた。

【0047】

本発明者らは、検討の結果、ワイヤ放電加工用電極線の寸法が幾つかの箇所で寸法公差内であり、規定の真円度を有していても、当該寸法のばらつきが大きい場合、または、長手方向における小さい範囲内で寸法の大きな変化がある場合などに、ワイヤーマークが発生し易いことを見出した。つまり、ワイヤ放電加工用電極線の寸法が長手方向において急激に変化している場合などには、ワイヤ放電加工用電極線の直径が寸法公差内に収まっていても、放電加工中において放電の強弱に大きな変化が生じ、その結果ワイヤーマークが発生する。

【0048】

そこで、本発明者らは、ワイヤ放電加工用電極線の品質を、ワイヤ放電加工用電極線の長手方向に並ぶ複数の箇所における直径の標準偏差により評価する方法を考え出した。そして、多数のワイヤ放電加工用電極線に対しこの標準偏差を算出する実験を行った結果、標準偏差が０．１５μｍ以下のワイヤ放電加工用電極線において、効果的にワイヤーマークの発生が防止できることが分かった。この標準偏差の閾値は、ワイヤ放電加工用電極線の材料、太さ、および、被加工物の材料のいずれにも関わらず共通に有効な判断指標である。本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線では、寸法の標準偏差が、予め定められた閾値である０．１５μｍ以下であることが重要である。

【0049】

すなわち、上記比較例１の評価方法では、標準偏差を評価基準としてはいないため、寸法および真円度を測定する箇所は１～３箇所程度であり、また、測定する箇所の相互間の距離は、等間隔である必要がない。このため、ワイヤ放電加工用電極線のぶれ、傷、ねじれ、または汚れなどに起因するワイヤ放電加工用電極線の寸法の変化を発見することが困難であり、ワイヤ放電加工用電極線の寸法のばらつきを検出することは困難である。

【0050】

これに対し、本実施の形態は、ワイヤ放電加工用電極線の標準偏差を評価基準とするものである。よって、標準偏差の信頼性を確保するため、ワイヤ放電加工用電極線に対し、１ｍ当たりにおいて少なくとも５０箇所以上で直径の測定を行う。その結果得られた複数の寸法の標準偏差を算出し、標準偏差が閾値である０．１５μｍ以下であれば、ワイヤーマークの発生を防ぐことができる高性能（高品質）のワイヤ放電加工用電極線であると評価することが可能である。その結果、例えば、ワイヤーマークの発生を防ぐことができるワイヤ放電加工用電極線と、その他のワイヤ放電加工用電極線とを選別し、異なる品質のワイヤ放電加工用電極線として管理・販売することが可能となる。また、測定する箇所の相互間の距離を等間隔とすることで、標準偏差の信頼性を向上させることができ、かつ、ワイヤ放電加工用電極線のぶれ、傷、ねじれ、または汚れなどを見逃すことを防ぐことができる。

【0051】

また、ワイヤ放電加工用電極線はこのような小さい標準偏差を有していることは、当該ワイヤ放電加工用電極線の真円度が高いことを意味している。すなわち、ワイヤ放電加工用電極線の長手方向における複数箇所の寸法の標準偏差を評価することで、結果的にワイヤ放電加工用電極線の真円度の評価・管理を行うことができる。また、標準偏差を評価することで、ワイヤ放電加工用電極線のぶれ、傷、ねじれ、または汚れなどの有無を評価・管理することができる。したがって、本実施の形態の寸法評価に加えて、真円度の検査工程を行う必要がなく、検査工程の煩雑化を防ぐことができる。

【0052】

以上より、本実施の形態では、ワイヤーマークの発生を防ぐことができ、かつ、加工面の面精度を高めることができる。よって、本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線を用いれば、ワイヤーマークを追加工により除去する必要がなくなる。したがって、ワイヤ放電加工用電極線の性能を向上させることができる。また、ワイヤ放電加工用電極線の評価方法の精度および信頼性を向上させることができる。また、比較例１のワイヤ放電加工用電極線の評価方法では困難であった、ワイヤ放電加工用電極線の選別を実現することができる。

【0053】

以下では、実際にワイヤ放電加工用電極線を作製し、当該ワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差の算出、および当該ワイヤ放電加工用電極線を用いた放電加工を行った実施例１、実施例２および比較例２について説明する。実施例１、実施例２および比較例２における標準偏差、ワイヤーマークの有無、および、面精度を、図８の表１に示す。

【0054】

＜実施例１＞
真鍮から成る金属線を、複数の仕上げ用伸線ダイスを用いた伸線機に供給する。この伸線機に供給した金属線を伸線ダイスによって伸線することにより、横断面が円形状で外径が０．２ｍｍ（直径の公差：０．１９８ｍｍ～０．２００ｍｍ）のワイヤ放電加工用電極線を作製した。次に、作製したワイヤ放電加工用電極線から３００ｍの長さの検査用のサンプルを採取した。このサンプルの長手方向の互いに異なる複数箇所（１ｍ当たり８００箇所）において、ワイヤ放電加工用電極線の直径を測定し、得られた複数箇所における直径と図４に示す式１とから、ワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差を算出したところ、標準偏差は、０．１５μｍであった。

【0055】

実施例１のワイヤ放電加工用電極線を用いて鋼材から成る被加工物（ＳＫＤ１１、厚さ６０ｍｍ）を放電加工した。なお、被加工物の表面の放電加工回数は、７回とした。被加工物の表面を目視で確認したところ、ワイヤーマークは発生していなかった。

【0056】

＜実施例２＞
真鍮から成る金属線を、複数の仕上げ用伸線ダイスを用いた伸線機に供給する。この伸線機に供給した金属線を伸線ダイスによって伸線することにより、横断面が円形状で外径が０．２ｍｍ（直径の公差：０．１９８ｍｍ～０．２００ｍｍ）のワイヤ放電加工用電極線を作製した。次に、作製したワイヤ放電加工用電極線から３００ｍの長さの検査用のサンプルを採取した。このサンプルの長手方向の互いに異なる複数箇所（１ｍ当たり８００箇所）において、ワイヤ放電加工用電極線の直径を測定し、得られた複数箇所における直径と図４に示す式１とから、ワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差を算出したところ、標準偏差は、約０．０５μｍ（０．１５μｍ以下の標準偏差）であった。

【0057】

実施例２のワイヤ放電加工用電極線を用いて鋼材から成る被加工物（ＳＫＤ１１、厚さ６０ｍｍ）を放電加工した。なお、被加工物の表面の放電加工回数は、７回とした。被加工物の表面を目視で確認したところ、ワイヤーマークは発生していなかった。

【0058】

＜比較例２＞
比較例２では、複数の仕上げ用伸線ダイスを用いた伸線機を用いずに、実施例と同様の方法で金属線を伸線し、横断面が円形状で外径が０．２ｍｍ（直径の公差：０．１９８ｍｍ～０．２００ｍｍ）のワイヤ放電加工用電極線を作製した。このとき、ワイヤ放電加工用電極線の直径の標準偏差は、約０．２０μｍ（０．１５μｍより大きい標準偏差）であった。

【0059】

比較例２のワイヤ放電加工用電極線を用いて被加工物（ＳＫＤ１１、厚さ６０ｍｍ）を放電加工した。なお、被加工物の表面の放電加工回数は、７回とした。被加工物の表面を目視で確認したところ、被加工物の表面にワイヤーマークが発生していた。

【0060】

上記実施の結果、実施例１、２および比較例２のワイヤ放電加工用電極線では、いずれも直径の公差（直径の公差：０．１９８ｍｍ～０．２００ｍｍ）内に含まれるものであったが、直径の標準偏差が０．１５μｍ以下の実施例１、２のワイヤ放電加工用電極線では、ワイヤーマークが発生せず、比較例２のワイヤ放電加工用電極線では、ワイヤーマークが発生していた。また、直径の標準偏差が０．１５μｍ以下のワイヤ放電加工用電極線は、直径の標準偏差が０．１５μｍよりも大きいワイヤ放電加工用電極線と比べて、被加工物の表面の面精度が良好であった。なお、面精度は、粗さ測定器で被加工物の表面を観察して得られる最大高さ（ＪＩＳＢ０６０１（２００１）に準拠するＲｚ）によって評価した。

【0061】

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0062】

１、２０ ワイヤ放電加工用電極線
３ 伸線ダイス
１１ ボビン
１２ 巻線
１３ 金属線
１４ 被加工物
１６、１７ ロール
１８ ワイヤーマーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】