高速ワイヤーカット放電加工機でのワイヤー断線を防ぐ5つの必須ヒント

現在、国内の高速ワイヤーカット放電加工機で使用される電極ワイヤー放電加工には、モリブデンワイヤー、タングステンワイヤー、タングステン・モリブデンワイヤーなどがあります。タングステンワイヤーの価格が高いため、モリブデンワイヤーが主に生産操作で使用されます。ワイヤー搬送機構はワイヤー搬送の平均速度を約8m/sに制御し、工作機械のワイヤー貯蔵ドラムに設置されて往復循環します。ワイヤーがなぜ断線するのか知っていますか？そしてこれらの問題をどう解決するか？この記事ではその理由と5つの解決策を紹介します。

なぜワイヤーが切れるのか？

電極ワイヤーの直径が小さいため（純モリブデンワイヤーの最小直径は0.04mmに達する）、放電加工中の極性効果により、ワーク材料が広い範囲で浸食される一方で、モリブデンワイヤー自体も消耗し、直径がどんどん小さくなります。さらにモリブデンワイヤーの脆さにより、わずかに引っかかるだけで切れやすく、特に薄い部品が変形したり、大厚みを加工したりすると、モリブデンワイヤーが挟まれて切断されます。

加工中のワイヤー断線現象は加工効率に影響し、経済的収益を減らし、2回目の起動加工で異なる加工パスが生成されるため加工品質に影響し、深刻な場合は加工部品を廃棄物にし、ビジネスコストを増加させます。この記事では、国内高速ワイヤーカット放電加工機の実際の操作に基づき、ワイヤー断線の理由と解決策を簡単にまとめています。

ワイヤー断線を解決・防止する5つの解決策

• ワイヤーを賢く選択する

現在、国内市場には多くの種類の電極ワイヤーが生産・販売されており、モリブデンワイヤーも多くの種類があります。高速ワイヤー送り速度の特性によると、モリブデンワイヤーとタングステンワイヤーが最も適しており、銅ワイヤーは適していません。タングステンワイヤーの高価格と高い生産コストのため、加工条件が許す限り、大多数のユーザーにとってモリブデンワイヤーが第一選択です。選択したモリブデンワイヤーの品質が悪い、または偽物の劣悪なモリブデンワイヤーは使用中に簡単に切れます。主に、偽物・劣悪品は引張強度が低く、安定性が悪く、消耗が大きいためです。

一定期間使用すると、モリブデンワイヤーの直径が急激に低下し、より細く小さくなり、応力集中が生じたり、大電力高周波加工を使用したりすることでワイヤー断線が生じ、切削精度が高くなく、スクラップ率の増加を招き、企業の生産に影響を与えます。したがって、ユーザーには正規メーカーが製造した優れた品質の合格品を選ぶことを推奨し、加工効率と製品品質を確保し、生産効率を向上させます。

• ワイヤー張力を調整する

使用中にモリブデンワイヤーを最初に取り付けた後、ワイヤー貯蔵ドラムに巻かれた各円の張力が異なるため、ワイヤー搬送機構がワイヤーを前後させると張力は安定傾向になります。このとき、加工位置のモリブデンワイヤー張力は比較的緩くなります。初めてモリブデンワイヤーを使用する場合、加工エリアのモリブデンワイヤー張力が不十分で、加工中にストライプやウォッシュボードパターンが発生し、製品の加工品質に影響します。

張力を安定させて製品加工品質を確保します。モリブデンワイヤーを一定期間加工・使用した後、電極ワイヤー自体の消耗によりワイヤー直径が小さくなり、電極ワイヤーの伸びによりモリブデンワイヤーが伸長し、加工エリアの電極ワイヤー張力が緩みすぎます。ワイヤーが緩すぎると加工中に振動し、モリブデンワイヤーがガイドプーリー溝から飛び出してガイドプーリーを切断するだけでなく、電極ワイヤーのジッターにより部品の加工品質にも影響するため、一定期間使用後は電極ワイヤーを締め直す必要があります。もちろん、モリブデンワイヤーはきつければきついほど良いわけではありません。きつすぎると調整しすぎると、モリブデンワイヤーの加工中に応力が集中し、きつく伸ばしすぎるとワイヤーが簡単に切れます。

• ワイヤー搬送機構による速度変更

ワイヤー搬送機構は高速ワイヤーカット放電加工機の重要な部分です。その主な機能は、電極ワイヤーを一定の線速度で駆動し、加工エリアのモリブデンワイヤー張力を均一に保ち、所定の加工タスクを完了することです。ワイヤー搬送システムの伝達精度が低いと、製品の加工品質に影響し、甚至はワイヤーを切断することもあります。ワイヤー搬送機構のワイヤー速度が高いため、慣性を減らし構造によって制限されるため、ワイヤー貯蔵シリンダーの直径と軸方向サイズは大きすぎないようにする必要があります。

加工中に加工効率を向上させるため、補助作業時間を最小限に抑えて高速化する必要があります。したがって、ワイヤー貯蔵シリンダーは慣性モーメントをできるだけ減らし、シリンダー壁をできるだけ薄く均一にする必要があります。組み立て後、ワイヤー貯蔵ドラムのラジアル振れは0.01mm未満で、動的バランスが必要で、工作機械の精度を維持します。モーターがワイヤー搬送機構を駆動し、ワイヤー貯蔵ドラムの高速回転と頻繁な逆回転を行います。

モーターとワイヤー貯蔵ドラムのカップリングは大きなせん断モーメントを負担し、簡単に切断されるため、より太いスピンドルと弾性カップリングまたは一体型弾性カップリングを使用してワイヤー搬送システムの伝達精度を向上させることを推奨します。また、ワイヤー搬送機構のワイヤーフレームは十分な剛性を持ち、高速ワイヤー搬送中に変形と振動が起こらないようにする必要があります。ガイドホイール、ワイヤーフレームとベッドの間に良好な絶縁が必要で、ガイドホイールベアリングが放電スパークで損傷するのを防ぎます。ワイヤーフレームのガイドプーリー、導電ブロック、ストッパーは消耗部品で、モリブデンワイヤーと頻繁に摩擦して微細な隙間を生じさせ、モリブデンワイヤーを切断しやすくするため、定期的に点検、メンテナンス、交換する必要があります（長方形導電ブロックは四面回転使用でコスト削減可能）。

• あなたに最適な加工方法を選ぶ

ワイヤーカット加工方法には通常、オープン型とクローズド型の2タイプがあります。異なる加工要件に応じて柔軟に選択できます。不適切な選択も加工に一定の影響を与えます。高い加工精度を必要としない外輪郭部品には通常オープン型が使用され、ブランクから直接切削するためシンプルで省力化できます。しかし、薄い部品の加工には適していません。薄い部品は切削プロセス中の応力変形により最も変形しやすく、クランプワイヤーがモリブデンワイヤーを切断するためです。したがって、薄い部品の加工は必ずクローズドカットで行う必要があります。ブランクの内側からプロセス穴をあけてスレッディング加工を行い、ワークの応力と変形によるワイヤー断線が加工品質に与える影響を最大限に回避できます。

熱処理を受けていない被加工材料については、切削前に低温焼き戻しを行って被加工部品の内部応力を除去することを推奨します。ワークの内部応力が除去されない場合、切削中にワークが割れ、加工ギャップが変形し、モリブデンワイヤーが挟まれて切断されます。アルミニウム材料の切削は導電ブロックを大きく摩耗させ、狭いスリットを切り出します。加工中、狭いスリットがモリブデンワイヤーのワイヤー精度に影響するため、ウォッシュボードパターンが容易に発生し、部品品質を深刻に影響します。したがって、アルミニウム切削時は導電ブロックを頻繁に交換する必要があります。アルミニウム切削用の作動液にも多くのアルミニウム腐食生成物が含まれ、加工に影響するため、アルミニウム切削後の作動液も再配合・交換する必要があります。

• 必要な電気パラメータをよく理解する

ワイヤーカットで使用される電気パラメータが不適切な場合、ワイヤーも切断されます。ワイヤーカットプロセスはパルス電流を使用し、これは放浪放電です。放電加工のパルス幅とパルス間隔の比率は1:2〜6でなければなりません。この範囲を超えることは科学的ではありません。比率が小さすぎると電食生成物の放電時間を満たせず、同一位置での連続放電やアーク放電がワイヤー断線を引き起こします。比率が大きすぎるとチップ除去時間が長すぎ、速度が遅く、加工効率に影響します。

したがって、ワイヤーカットでは一般的にワーク厚みに応じて合理的な電気パラメータを選択します。薄いワークには小さなパルスパラメータを選択し、ワーク厚みが増すにつれてより高レベルの電気パラメータを選択します。実際の操作では、電圧計と電流計の指針が安定しているか観察する必要もあります。不安定な場合は、加工条件に応じてパルス間隔を適切に調整し、指針が安定するまで続けます。それでもうまくいかない場合は、周波数変換追従速度がきつすぎるかどうかをチェックし、適切に調整します。

結論

設備品質、作業環境、加工条件などのさまざまな要因により、高速ワイヤーカット放電加工機ではモリブデンワイヤーの断線が多く発生します。この記事では、高速ワイヤーカット放電加工機でのワイヤー断線の一般的な原因を簡単に分析し、参考解決策を提供しました。実際の作業プロセスでは、加工方法と加工材料による断線理由がまだ多くあり、生産プロセスで継続的に総括と改善が必要です。