1.0 イントロダクション
放電を利用して特定の形状を得る製造技術です。火花加工、火花侵食、焼成、型彫り、およびワイヤ侵食はすべて、このプロセスを説明するために使用されている用語です。
CNCフライス中国は、EDMを使用してチタン、ステンレス鋼、その他の硬化合金などの硬質材料から複雑な形状を製造します。
1.1 EDMの用途
EDM は複数のプロセスを可能にするため、少量生産に適しています。フライス加工、旋削、小さな穴開けなどがその例です。 EDM テクノロジーは、ユニークで正確な形状を生成できるため、次の用途に役立ちます。
i. 金型製作
型抜きおよび型成形器具は、材料を切断または成形して固体の物体を形成するために使用されます。必要な形状のサイズや希少性に関係なく、これらの金型の作成には EDM が使用されます。
II。 金型製作
EDM は、正しい金型の直径、深さ、形状を実現するために頻繁に使用されます。金型メーカーは、これを主要な射出成形方法として利用しています。金型の製造に使用される EDM の最も一般的な形式はワイヤ EDM です。
III。 小さな穴を開ける
EDM 技術は、あらゆる硬度の材料に正確で深く小さな穴を開けるための高速かつ適切なアプローチです。EDM は、傾斜面やその他の困難な領域に穴を開ける場合にも使用できます。
2.0 EDM の動作原理
DC 電源は、スパークの発生に必要なエネルギーを供給します。 DC 電源は EDM システムによって制御され、スパーク エネルギーのオンとオフを切り替え、各スパークに正確な量の電気を供給します。
誘電性流体の強度によって、電極とワークピース間でスパークが発生する頻度が決まります。一般的な炭化水素油の絶縁耐力は 170 ボルト/ミリメートル (170V/mm) です。
電極間の距離が 0.001 インチ (0.025 mm) に達するまで、電極をワークピースに近づけます。
誘電性流体は、電極とワークピースの間のギャップを満たします。電極前進期間中、電極とワークピースの間に 170 V の電圧が供給されます。
電圧が 170 V、間隔が 0.001 インチ (0.025 mm) の場合、誘電性流体はイオン化して絶縁体から導電体に変化します。イオン化した誘電性流体は、電極からワークピースに電気を伝導します。誘電性流体がイオン化した後は、スイッチがオフになるまで電気が流れ続けます。
電源が遮断されると、誘電性流体は脱イオン化され、電気絶縁体に戻ります。電源がオンになっているが、電極がスパークするほどワークピースに近づいていない場合、電圧計は開回路電圧を表示します。加工電圧はスパーク時の電圧を表示します。開回路電圧の通常の範囲は 100 ～ 300 V です。ほとんどの場合、加工電圧は 20 ～ 50 ボルトです。
誘電性流体がイオン化すると、電気が流れることによって加熱され、プラズマに変化します。この状況が存在すると、電子はスパークの形でイオン化プラズマを横切って容易に流れます。プラズマに電気が流れると、マイナス電子はプラスに帯電したワークピースに引き寄せられ、プラスイオンはマイナスに帯電した電極に引き寄せられます。
電子とイオンの運動エネルギーは、それぞれワークピースとツールの表面に衝突すると、熱エネルギーまたは熱流束に変換されます。強烈に集中した熱流により、10,000℃を超える極端な瞬間的な制限された温度上昇が引き起こされます。 oC. 局所的な急激な温度上昇により材料が除去されます。材料の除去は、即時の蒸発と溶融の両方の結果として発生します。溶融金属の一部のみが除去されます。電位差がなくなると、プラズマ チャネルが崩壊します。この結果、電極表面とその周辺領域の両方に圧縮衝撃波が生成されます。特に、ツールの近く、ワーク ピースの表面の高い部分で顕著です。
3.0 放電加工機の種類
放電による加工にはいくつかの方法があります。放電加工にはいくつかの形式があります。
1. シンカーEDM
電気スパークは、グラファイトまたは銅の電極と誘電性流体を使用して、電極とワークピースの間に生成されます。電極は、この方法の最初の段階で必要なキャビティの逆の形式で作成されます。このようにして金型が作成されます。
ダイを油などの誘電性流体に浸すと、ダイと導電性ワークピースの間に電圧が発生します。ダイはワークピースに向かって徐々に下げられ、最終的に「電気破壊」に達します。その時点で火花が「スパークギャップ」を飛び越えます。これによりワークピース上の材料が蒸発して溶け、誘電性流体が放出された粒子を取り除きます。このプロセス中に、電極のごく一部が腐食することがよくあります。
2. ワイヤ放電加工機
ワイヤ EDM では、軸方向に走る細いワイヤを使用します。上部と下部のワイヤ ガイドは、通常ダイヤモンド製で、複雑な形状と厳しい公差を持つワークピースのアイテムを製作するために電極の位置を制御します。耐摩耗性のタングステン カーバイドで作られることが多い金属接点が、ワイヤ電極に電圧を供給します。直径 30 µm ほどの極細ワイヤを使用して、微細な形状の加工が実現されています。
3. ホールEDM
一般的な穴あけ加工と比較して、この方法ではバリ取りをすることなく、極めて小さく深い穴を正確に加工できます。この工程でも形彫り放電加工が使用されます。ただし、切断は、誘電性流体を切断領域に送り込みながら、ワークピースの奥深くまで移動する脈動円筒電極を使用して行われます。
3.1 EDMの利点
- 設計の自由度の向上
放電加工の最大のメリットは、通常の加工技術では難しい形状や深さの切削が可能になることです。アンダーカットや正確に直角な内側のコーナーはその例です。バリが発生しない加工技術も利点です。
- 歪みのない加工
この技術では、工具がワークピースに直接接触することはありません。その部分に力が作用していないときは歪みはありません。これにより、非常に薄いフィーチャーを破損の危険なく加工することができます。さらに、歪みがないため、+/- 0.012mm という非常に厳しい公差を達成できます。
- 表面仕上げの品質を向上させます
CNC フライス加工などの従来の材料除去プロセスでは、加工後に除去する必要がある加工痕がワークピースに残ります。EDM の表面仕上げはゼロ方向性であるため、さらに処理する必要なく、一貫して滑らかな表面が得られます。一方、迅速な EDM 処理では、ビーズ ブラスト加工のテクスチャが残る場合があります。
- 高精度
EDM は精度が高いため、小さなコンポーネントやプロトタイプの作成に最適です。例えば、精密なエンジン部品を作るために高い精度が必要とされる自動車分野では、この手法がよく使われています。
- 硬化した材料にも対応
EDM は丈夫な材料に最適です。その結果、熱処理による歪みが容易に回避されます。
- さまざまな形状と深さが可能
EDM では、切削工具では実現が難しい形状や深さを作成することもできます。特に、工具の長さと直径の比が非常に大きい場合の深加工は、EDM の一般的な用途です。放電加工は、鋭利な内側のコーナー、深いリブ、小さなスロットにも特化しています。
3.2 EDM の欠点
- 材料の除去率が低い
標準的な加工方法と比較すると、材料除去率が低くなります。製造プロセスは特にエネルギーを大量に消費するため、生産時間の増加は全体のコストに影響します。その結果、EDM は大規模な取り組みには効果がなく、他のアプローチが優先されて無視されることがよくあります。
- 材質によっては加工できないものもあります。
放電加工は、導電性のある材料にのみ使用できます。また、この加工は名目上はストレスフリーですが、加工には熱処理が伴い、加工物の組成が変化する可能性があることにも注意してください。
- 電極が高価なのかもしれません。
形彫り EDM には、逆の機能を備えた特別な電極が必要です。電極の加工は、生産速度が低い場合にはコストがかかるように見えますが、より高いレベルでは、この追加コストが複数のコンポーネントに分散される可能性があります。
3.3 EDM と健康と安全
EDM 装置を安全に操作するために従わなければならない注意事項の一部を以下に示します。
- EDM では、オペレーターと担当者に対する包括的なトレーニングが必要です。
- 防火設備が定期的に設置され、整備されていることを確認してください。
- 誘電性流体を注意深く監視してください。流体は、放電がワークピース以外の他の導電性材料に伝わるのを防ぎます。
- 適切な空気循環は、放電中に発生する化学反応の結果として流体内に発生する可能性のあるガスを除去するのに役立ちます。
- 絶縁液の非導電性が失われないように常にチェックすることが重要です。
4.0まとめ
CNC Milling China では、依然として放電加工が需要の高い加工アプリケーションのソリューションです。これにより、エンジニアは、標準的なアプローチが困難または不可能な状況で材料を変更できるようになります。この独自の手順は、高品質の部品の生産に貢献します。
