EDM加工とは?ワイヤー放電加工機 101

生産の必要性に伴い、多くの特殊な部品や構造がさまざまな分野で登場しています。それに対応して、多くの種類の部品と小さなバッチの特性に適応するために、EDM の重要性はますます明白になっています。 EDM 技術は、製造分野で重要な位置を占めています。長い間、EDM (EDM) は高精度で需要の高いソリューションであり、困難な材料や複雑な部品の精密な機械加工を実現する効果的な手段です。

したがって、この記事では、EDM とは何か、その処理の流れと具体的な利点について詳しく説明します。

EDM 加工とは

放電加工 (EDM) は、スパーク加工、アーク加工など、他の多くの名前で知られている製造プロセスです。 、ワイヤーカット EDM、ワイヤー切断、EDM 切断、ワイヤーバーニング、ワイヤー侵食とも呼ばれます。

EDMは、除去プロセス中に機械的な力を必要とせず、1本の細いワイヤを使用し、電気火花によって発生する熱と脱イオン水を使用して金属を切断する、切断ワイヤが材料に触れず、さび。

電流は誘電性流体によって電極とワークピースの間で分離され、電流は電極とワークピースを通過します。導電体にするのに十分な電圧が印加されない限り、誘電性流体は電気絶縁体として機能します。生成された火花放電はワークピースを腐食させ、目的の最終形状を形成します。このプロセスでは、電流を使用して導電性材料を切断し、他の仕上げや研磨プロセスを必要とせずに滑らかな表面を残します。一般に、電極の直径の範囲は .004 インチから .012 インチ (.10mm から .30mm) で、直径はこれより大きくても小さくてもかまいません。

工具や精密部品の製造において、EDM はその適用性から非常に人気があり、特にチタンなどの硬い材料やフライス加工では得られない特に複雑な形状に適しています。

EDM の仕組み

ワイヤー切断は、ワイヤー上または電極とワークピース間に放電を発生させることによって行われます。 EDM 切断は、常にワークピース全体を通過します。ワイヤ加工を開始するには、最初にワークピースにドリルで穴を開けるか、エッジから開始する必要があります。機械加工領域では、各放電が工作物にピットを生成し、工具に影響を与えます。ワイヤーを傾けることができるので、上下でテーパー形状や形状の異なるパーツを作ることができます。火花がギャップを飛び越えると、材料はワークピースと電極から取り除かれます。

スパークプロセスでの短絡を防ぐために、非導電性流体または誘電体もプロセスで使用されます。廃棄物は誘電体によって除去され、プロセスが続行されます。電極とワークピースの間に機械的な接触はまったくありません。ワイヤーは通常、真鍮または層状の銅でできており、直径は 0.1 ～ 0.3 mm です。

EDM 加工タイプ

放電加工には多くの特殊な形態がありますが、産業用 EDM マシンは一般に、形彫り EDM、ワイヤー EDM、穴あけ EDM の 3 つのカテゴリに分類されます。

シンカーEDM

シンカー EDM は、ラム EDM、従来の EDM、またはプランジ EDM とも呼ばれ、さまざまな形状、サイズ、および材料の機械加工された電極を使用して、ワークピースから材料を除去します。電極は通常グラファイトで作られていますが、銅、タングステン、真鍮、およびこれらの材料の組み合わせも使用でき、電極の幾何学的特性は、必要な仕様を達成するためにカスタマイズできます。

シンカー EDM プロセスでは、工作物と電極の両方が油または合成油の絶縁流体に浸漬され、機械は CNC 技術を使用して電極を工作物に自動的に向けます。ワイヤ EDM と同様に、電極が加工物に近づくと、電荷の強さが誘電性流体の障壁を破り、火花を発生させます。火花は、小さな粒子を溶かして気化させることにより、少量の材料を侵食します。

このプロセスは 1 秒間に何十万回も繰り返され、材料を除去しながら、機械は目的のサイズに達するまで電極の動きを制御し続けます。現在、金型 EDM は、工具および金型アプリケーションで複雑なキャビティ形状を作成するために使用されています。

ワイヤー放電加工機

これは、電気を使用して細く帯電した銅または真鍮線を電極として使用する、非伝統的な加工技術です。導電性材料を正確かつ正確に切断します。基本的な動作原理は、連続的に移動する細い金属線 (電極線と呼ばれます) を電極としてワークにパルス火花放電を行い、金属を除去して形状を切断することです。

多くの場合、部品全体が加工液に浸されており、切断工程では、高圧の上部ノズルと下部ノズルがワイヤ周辺の微細な破片を取り除きます。流体は非導電性バリアとしても機能し、それによって処理領域での導電性チャネルの形成を防ぎます。ワイヤが部品に近づくと、電界強度が障害物を克服して絶縁破壊が発生し、ワイヤとワークピースの間に電流が流れ、それによって電気火花が発生します。

電極ワイヤの異なる動作速度に応じて、ワイヤ EDM 工作機械は一般に 2 つのカテゴリに分類されます。 1つは高速ワイヤーEDMマシン（WEDM-HS）、高速往復運動用の電極ワイヤー、一般的なワイヤー速度は8〜10m / sで、電極ワイヤーは繰り返し使用でき、加工速度が高い、しかし、速いワイヤの歩行は、電極ワイヤが揺れて逆方向に停止しやすい.もう 1 つは低速ワイヤ放電加工機 (WEDM-LS) で、電極ワイヤが一方向に低速で移動し、一般的なワイヤ移動速度は 0.2m/s 未満です。電極線は放電後は使用しません。作業は安定しており、均一で、低ジッターで、処理品質は良好ですが、処理速度は遅いです。

ワイヤ EDM プロセスには重要な制限があります。ワイヤはワークピース全体を通過する必要があります。ワイヤー EDM はフィーチャーを介してのみ加工できます。パーツの特徴によってエッジをカットできない場合は、別のタイプの EDM である小さな穴あけを使用して、導電性材料にすばやく穴を開けることができます

穴あけ EDM

小穴加工 EDM では、中空の円形電極を使用してワークピースに穴を開けます。ワイヤ EDM と同様に、穴あけ EDM は火花腐食を使用して材料を除去します。ただし、EDM穴あけでは、穴のサイズは電極の直径によって制御されます。硬化した材料や不均一な材料でも、正確で正確な穴を作成できます。これは、いくつかの高度な技術の重要な開発となっています。

EDM プロセス中に、誘電性流体が電極を通してポンプで送られ、浸食された粒子を冷却して洗い流します。 CNC ドリル EDM は、手動で位置決めすることなく、無人で複数の穴をすばやく簡単にドリルできます。小穴 EDM は、スタートアップ ホール、通気孔、クーラント ホール、シンブル ホール、またはその他の止り穴を必要とする部品に最適で、破損したタップやドリル ビットを除去するのに非常に役立ちます。

EDM VS ワイヤ EDM

同点:

1. 両方のタイプの加工は、パルス電源に基づく一種の放電加工であり、ワークピースは導体でなければなりません。

2.加工原理は同じで、放電放電により発生した熱で発生した金属を溶かして金属を除去するので、両者の加工材料の難しさは村材の硬さとは関係なく、処理中の重要な機械的切断力はありません。

異なる点

1. EDM成形機の主な加工対象は、表面に繊細なパターンや曲面を印刷することです。 EDM ワイヤ切断工作機械は、主に平らなワークピースを処理します。ワイヤー放電加工の動きはワークを動かすことであり、放電加工は電極を動かして加工します。

2. EDMはスルーホールとブラインドホールを加工でき、複雑な形状のプラスチック金型やその他の部品のキャビティを加工するだけでなく、テキスト、パターンなどを彫刻するのに適しています.ワイヤ放電加工機は、簡単に加工できるスルーホールのみを加工できます.小さな穴 穴、複雑な形状の狭いスリット、さまざまな複雑な部品。

EDM の利点

• 難削材に適しています。従来の処理に制限されることなく、多結晶金や立方晶窒化ホウ素などの硬くて丈夫な材料を柔らかいツールで処理するために使用できます。
• 製造工程で電極とワークが非接触のため、小穴・深穴・狭スリット部の加工・製作が可能です。
• 特殊な導電性材料や複雑な形状の部品を処理できます。
• 放電加工で作られた表面は仕上がりが良く、精度が高いです。
• 硬化材料の放電加工により、熱処理加工による潜在的な変形を回避できます。
• 切削工具では実現できない形状や深さに達することができます。特に深加工では、工具の長さと直径の比率が非常に高くなります。
• EDM プロセスは非常に予測可能で、正確で再現性があります
• すべての EDM 処理は無人であるため、EDM の直接労働率と製造コストは通常​​、他の方法に比べて低くなります

EDM の適用

EDM は 1940 年代に発明された、非常に初期の非伝統的なプロセスです。コンピュータ数値制御（CNC）と組み合わせることで、正確で信頼性の高い加工方法となり、現在では従来の切削方法の標準となっています。多くの場合、他の機械加工オプションでは繊細すぎる小さな、非常に詳細なアイテムの生産に理想的な選択肢です。カスタマイズされたニーズや少量のバッチ生産 (試作品など) に特に人気があります。 EDMは、旋削、フライス加工、研削、および小さな穴あけなど、さまざまなプロセスを実行できます。金型製造に加えて、EDM は自動車、医療、航空宇宙などでも一般的に使用されています。