今日、産業は発展し、技術は進歩しました。ワイヤ放電加工は特殊な加工技術であり、現在ではより 広く使用されている 航空宇宙、自動車、医療機器、工具・金型業界では、ワイヤ放電加工が広く利用されています。これは、高精度、高生産性、低消費電力、低コストを特徴としているためです。ワイヤ放電加工は従来の加工プロセスを変革し、部品の品質を大幅に向上させました。ワイヤ放電加工（EDM）について理解を深めていただくため、この記事の次のパートでは、その定義、動作原理、構成部品、長所と短所、そして用途に焦点を当てます。さあ、議論を始めましょう。これは、ワイヤ放電加工における問題の解決に役立つでしょう。続きは下記をご覧ください。
目次
ワイヤー放電加工の概要
ワイヤ放電加工（WEDM）、またはワイヤカットとも呼ばれるこの加工法は、電気エネルギーを用いて導電性材料を切断する加工法です。また、特殊加工の一種でもあります。放電加工は、従来の加工法の一部を置き換えることができます。機械的な力ではなく電気を用いて材料を除去します。これにより、従来の加工法にはない独自の機能が得られます。
ワイヤ放電加工の歴史は20世紀半ばに始まりました。ソ連の科学者たちは、電気火花が金属を溶解、酸化、腐食させることを発見しました。彼らはスイッチ接点の腐食を研究している際に、この現象を発見しました。これが放電加工の発明につながり、1960年にはソ連がワイヤカット放電加工機を発明しました。しかし、ワイヤ放電加工機を工業生産に初めて導入したのは中国でした。その後、この方法の発明は機械産業の発展に大きく貢献し、高精度部品の製造コストを削減し、高精度部品の製造方法を拡大しました。
ワイヤーカット放電加工（WEDM）の原理
ワイヤ放電加工を行う前に、ワークのブランクに穴あけ加工を施す必要があります。ワークピースを内径加工用として使用する場合は、機械に取り付けます。次に、ワークピースをパルス電源の正極端子に接続します。切断ワイヤにはモリブデン線または銅線を使用します。このワイヤを加工済みの穴に通します。このワイヤを工具電極として高周波パルス電源の負極端子に接続します。その後、火花放電によって一次切断が行われます。
パルス電源が加工エネルギーを供給し、特殊なワイヤ放電加工液を用いて加工中に発生した切削屑を除去します。陰極と陽極には電界が作用し、電子とイオンの流れが衝突します。これにより、電極ギャップに突発的な高温熱源が発生し、金属の局所的な溶融と蒸発が起こります。
作動流体とワーク材料が蒸発します。蒸気は急速に膨張します。ワーク材料は膨張と作動流体の衝突の相乗効果により溶融・蒸発します。ワーク材料は放電チャネルから排出されます。これで火花放電が完了します。
次のパルスが到達すると、部品全体が加工されるまでこのプロセスが繰り返されます。現在、ほとんどのワイヤー切断機はマイクロコンピュータで制御されており、高度に自動化されています。このプロセスは、切断ワイヤーの軌道を制御するようにプログラムされています。
ワイヤ放電加工で使用されるワイヤには、タングステン、モリブデン、銅、スチール芯線、コーティングワイヤ、焼鈍ワイヤなど、様々な種類があります。加工対象物の材質と精度に応じてワイヤを選択できます。加工精度を確保するため、ワイヤは1回使用したら廃棄する必要があります。
ワイヤー切断機のコンポーネント
ワイヤー切断機には、作業台、ワイヤー歩行機構、液体供給システム、パルス電源、および制御システムが備わっています。
作業台
カッティングテーブルとも呼ばれ、中間パレット、下部パレット、ワークテーブルの3つの部分で構成されています。ワークテーブルの役割は、治具と切断するワークを設置することです。実際の加工状況に応じて、確実な操作のために、ワークテーブルの操作は手動または自動を選択できます。中間パレットと下部パレットはステッピングモーターで駆動され、ギアとボールねじによって駆動され、テーブルを縦方向と横方向に移動させます。
ワイヤーウォーキング機構
主にワイヤ収納シリンダ、ワイヤウォーキングモーター、ガイドホイールで構成されています。ワイヤ収納シリンダはワイヤ収納シリンダパレットに取り付けられ、ワイヤウォーキングモーターによってカップリングを介して駆動され、シリンダを前後に回転させます。シリンダの前後回転運動は、ギアを介してシリンダパレット上のネジに同時に伝達され、パレットを往復運動させます。電極ワイヤはガイドホイールとワイヤ収納シリンダに取り付けられています。ワイヤウォーキングモーターが始動すると、電極ワイヤは一定速度で前後に移動し、ワイヤウォーキングを行います。
液体供給システム
作動液タンク、油圧ポンプ、ノズルを備え、工作機械の切削加工に必要な作動液を供給します。作動液は主に鉱油、エマルジョン、脱イオン水です。主な機能は、電極、ワークピース、加工粉末の冷却、爆発圧力による放電、放電エリアの脱イオン化、放電生成物のスケール除去です。
パルス電源
パルス電源は、パルス電流を生成するエネルギー機器です。WEDMパルス電源は、WEDMの加工工程指標に影響を与える最も重要な機器の一つです。パルス電源は、切断条件と工程指標を満たす必要があります。大きなピーク電流、狭いパルス幅、高いパルス周波数、ワイヤ電極損失の低減、そしてパラメータ設定の簡便さが求められます。
制御システム
制御システムは工作機械の機能を直接決定します。システムは、顧客が入力したグラフィックとパラメータを使用してCNCプログラムを作成します。このプログラムは、ワイヤ切断プロセスとワイヤのパスを制御します。
ワイヤ放電加工機で切断できる材料
ワイヤ放電加工機は複雑な形状やパターンを加工できます。さらに、ほとんどの導電性材料、さらには最も硬く繊細な材料も加工できます。ワイヤ放電加工機で切断できる一般的な材料には、以下のようなものがあります。
- アルミニウムアルミニウムは熱伝導性と電気伝導性に優れています。しかし、アルミニウムはもともと柔らかいため、切断時に粘着剤が付着し、切断が困難になる場合があります。
- チタンワイヤー放電加工はチタンの加工性に優れています。これは、金属の粘着性を利用し、長い切削片を細分化できるためです。ただし、切削中に発生する熱を抑えるため、媒体として脱イオン水が必要です。
- 鋼鉄鋼は強度の高い金属です。そのため、多くのメーカーはCNC加工機よりもワイヤー放電加工機の使用を好みます。しかし、この材料は高熱を発するため、安全対策を講じる必要があります。
- 真鍮真鍮は引張強度が高いため、機械で切断しやすいですが、柔らかい金属であるため、切断に時間がかかります。
- 黒鉛グラファイトは従来の切削工具では切断が難しい場合があります。一方、ワイヤ放電加工はグラファイトの切断に最適です。放電加工用ワイヤは鋭利であるため、粒子の落下を防ぐことができます。
EDMワイヤーカットと従来のEDMの違い
ワイヤ放電加工は従来の放電加工よりも優れています。両者の加工原理は似ていますが、いくつかの違いがあります。以下は、これら2つの切断加工の違いの一部です。
電極
前述の通り、ワイヤ放電加工では、細い高温のワイヤが電極として使用されます。一方、一般的な放電加工では、銅やグラファイトなどの導電性の高い金属で作られた電極を用いて電荷を発生させます。電極のサイズや形状は様々であるため、十分に滑らかではありません。
例えば、丸い電極は最も滑らかな表面を持ちます。次に、ひし形、三角形、四角形が続きます。電極をワークピースに当てると、ワークピースの形状の「ネガ」像を残す型が形成されます。
切断速度
通常の放電加工では、ワイヤーを様々な方向に曲げたり、様々な形状に加工する必要があります。これらのワイヤーを製造するには、メーカーはまずワイヤーの設計と成形を行う必要があり、これには時間がかかります。一方、ワイヤー放電加工機は、ワイヤーを所定の位置にセットすればすぐに加工を開始できます。そのため、迅速な作業が求められる作業に適しています。
正確さ
ワイヤ放電加工では、放電加工用ワイヤを電極として使用します。そのため、従来の放電加工よりも精度が高くなります。例えば、ワイヤ電極は約0.004インチの厚さの材料を切断できます。この高い精度により、ワイヤ放電加工は複雑な形状やパターンを持つ部品に適しています。一方、従来の放電加工は、より剛性の高い切断部品の製造に適しています。
アプリケーション
ワイヤ放電加工は、鉄金属と非鉄金属の両方を切断できるため、多くの用途に適しています。さらに、非常に長い部品や非常に小さな部品の加工も可能です。そのため、サイズや形状によって用途が制限されることはありません。一方、従来の放電加工は、より硬く厚い材料の加工が可能です。これは、ワイヤ放電加工機の電極線幅が加工性能に影響を与えるためです。
ワイヤー放電加工の用途
ワイヤ放電加工（EDM）は、航空宇宙、医療、自動車産業、金型製造など、様々な分野で使用されています。ワイヤ放電加工（EDM）は、高精度、滑らかな表面、熱変形の少なさ、そして硬質金属の切断能力から人気を博しています。
- 航空宇宙: エンジンのタービンブレードや衛星部品には極めて高い精度が求められます。WEDMの優れた加工性は、これらの部品に最適です。
- 医学： 人工関節、義肢などの医療機器や手術器具、インプラントなどの医療機器、医療機器の分野に応用できます。
- 自動車： 車体、インジェクター、ギアなど、さまざまな自動車部品を切断できます。
- 金型製造： 一般的に金型は部品の高精度が求められるため、部品の形状や細部の切削加工に広く用いられます。
ワイヤーカット加工の利点
と比較して 製粉加工ワイヤ放電加工には多くの利点があります。フライス加工では対応できない部品に適しています。具体的には、以下のような部品が挙げられます。
- その 加工精度 非常に高い精度です。通常、EDM では +/- 0.0002 インチの寸法公差を実現できます。
- フライス加工では不可能な複雑な形状、深穴、アンダーカットも切削可能です。また、加工後にバリが残りません。
- 硬質金属材料の加工が可能。通常のフライス加工と同様に、工具摩耗がなく、余分な材料を簡単に削り取ることができます。
- 工具は加工中にワークに接触しないため、加工後の熱によるワークの変形がなく、非常に薄く精密なワークの加工が可能です。
ワイヤー放電加工の欠点
WEDMには多くの利点がありますが、万能薬ではないため、次のような利点があります。 制限:
- 導電性材料の切断にのみ適しています。プラスチック、複合材料、天然素材などの非導電性材料は加工できません。
- 切削速度は遅い。放電加工なので、ある程度の用途には適している。 小ロット部品.
- 環境の影響を受けやすい。ワイヤ放電加工時の作業環境は切断に影響を与えるため、加工要件を満たす必要があります。
- 処理コスト ワイヤーを再利用できないためコストが高くなります。
ワイヤ放電加工によるテーパーカットの加工ヒント
テーパーカットは通常のカットに比べて切りくずの排出が困難です。放電間隔を長くすることで、断線の発生を最小限に抑えることができます。
特殊なワークを切削する場合、切削によって発生する熱応力がワークの変形を引き起こし、切削精度に影響を与えます。上部ノズルとワーク上面の距離を短くすることで、切削液が加工部をより効率的に冷却し、同時にワーク材質に応じて異なる加工代を確保することで、熱変形による加工誤差を最小限に抑えることができます。
電極線の硬度が適切である必要があります。張力を高めてみてください。また、個々の放電パルスのエネルギーを下げることで、電極線のたわみを減らすことができます。
ワイヤー放電加工時の注意事項
小さな穴や複雑な形状の加工に使用できますが、部品の止まり穴を加工することはできません。
機械加工時に生じる狭いスリットと金属エッチングの少量化は、材料の再利用と材料利用率の向上につながります。
ワークピースが厚すぎると、流体が入り込みにくくなり、隙間を埋めにくくなります。これにより精度と粗さが損なわれ、部品の品質が低下します。
加工中にワーク表面にひび割れ、変形などの問題が発生する場合があります。加工前に適切な熱処理と粗加工を行う必要があります。これにより、材料やブランク形状の欠陥が除去され、加工精度が向上します。
ワイヤーカット放電加工の今後の動向
航空宇宙、医療、金型製造などの産業の継続的な発展に伴い、将来の部品はますます複雑になり、ワイヤーカット加工に対する要件はますます高くなりますが、近い将来、ワイヤーカット技術は加工精度、加工速度、加工効率、加工コストがさらに向上し、高効率で高品質の加工方法になると信じています。
Yonglihao Machineryは機械部品の加工を専門とし、EDMワイヤーカット加工において豊富な経験と専門知識を有しています。ワイヤーEDMプロジェクトやご要望がございましたら、ぜひお問い合わせください。プロフェッショナルなサービスと包括的なソリューションをご提供いたします。
よくある質問
WEDM で切断できる材料は何ですか?
WEDM（ワイヤ放電加工機）は、金属や合金などのあらゆる導電性材料を切断できます。これらの材料には、鋼、アルミニウム、真鍮、タングステン、各種ステンレス鋼、ニッケル、チタン合金が含まれます。主に硬質材料の切断に使用されます。
ワイヤー EDM マシンの精度はどのくらいですか?
一般的なハイエンドマシンは、ライン位置決め精度を40,000万分の1インチ（0.000004インチ）に保ちます。特殊な高精度マシンでは、0.000001インチの精度を実現します。
ワイヤーEDMは環境に優しいですか?
WEDMは大量のエネルギーを消費します。これは二酸化炭素排出量に影響を与えます。しかし、技術の進歩に伴い、この影響はより環境に優しいものになるでしょう。
EDM ではワイヤーはどのように使用されますか?
加工する材料に応じて電極線が決定されます。加工物の品質を確保するため、電極は一度だけ使用し、その後は廃棄されます。