쟁이 이야기

캠가공/CAM 가공-CNC 방전가공 및 와이어 컷

깜부 2010. 12. 31. 16:15

캠가공/CAM 가공-CNC 방전가공 및 와이어 컷

 

▶ CNC 방전가공 및 와이어 컷

 

1. CNC 방전가공

 

방전가공이란 스파크 가공(spark machining)이라고도 하는데, 그 이름에서 보는 것처럼 전

기의 양극과 음극이 부딪칠 때 일어나는 스파크로 가공하는 방법이다. 스파크로 일어난

열에너지는 가공하고자 하는 재료를 녹이거나 기화시켜 제거함으로써 원하는 모양으로 만

들어 준다. 방전가공은 금형, 전자, 원자력 공업 등에서 정밀가공의 방법으로 사용된다.

 

2. 방전가공의 원리

 

전극에 (-), 공작물에 (+)를 연결한 방식(정극성) 이와 반대의 연결은 역극성으로 연

결하고 그 주의에 절연체(증류수, 등유)를 채우고 난 후 집(chip) 배출을 용이하기 위

하여 분류, 및 흡입을 이용하여 그 사이에 간헐전압을 발생하면(-)극에서(+)극으로

전자가 뛰쳐나가다가 전극과 공작물의 간극이 일정향에 도달하면 절연파괴 현상이

일어나 불꽃 방전이 시작된다.

 

3. 방전가공의 특성

 

(1) 장점

ㄱ. 전기 방전에 의한 높은 열에너지로 아주 단단한 재료도 쉽게 가공

ㄴ. 기계적인 응력을 가하지 않고 가공

ㄷ. 복잡한 모양가공 가능

ㄹ. 정밀 가공 가능

ㅁ. 컴퓨터 수치제어기(CNC)와 연결하여 공정의 프로그램화, 자동화 가능

(2) 단점

ㄱ. 가공시 형상에 따라 별도의 전극봉이 필요

ㄴ. 방전 후 변질층의 생성

 

4. 방전가공 기술

 

방전가공 조건은 다음의 네 가지의 의해 많은 영향을 받는다.

ㄱ. 일정 시간 내에 얼마만큼의 질량을 제거할 수 있느냐에 대한 가공속도(g/min)

ㄴ. 가공된 표면의 거칠기 및 매끈한 정도(μRy)

ㄷ. 전극 형상의 이송방향에 대한 방전갭(gap)의 형상 및 정도(μm)

ㄹ. 전극의 종류 및 전극 소모비(%)

 

(1) 가공속도

1분당 가공속도(W)는 1발당 가공중량(m)과 유효방전주파수(f) 값으로 나타낸다.

.구리 전극(+)대 강(-)의 제거량(Wst-)일 때, A=1.5 x 102, B=1.5

.그래파이트 전극(+)대 강(-)의 제거량(Wst-)일 때, A=1.17 x 102, B=1.5

   ㄱ. 방전전류(Ip)와 펄스 폭(방전되는 시간 : τon )

   방전전류와 벙전시간이 방전에너지에 영향을 미치는데 이 값이 크면은 에너지

   가 커서 가공속도는 빠르나 거칠기는 나빠진다. 그래서 표면거칠기가 같게 나

   오는 조건에서 방전전류와 펄스폭의 관계는 다음과 같다.

   a. I p 대 τon 소일 때 : 가공 속도는 빠르다. 전극소모는 많다.

   b. I p 소 τon 대일 때 : 가공 속도는 빠르다. 전극소모는 적다.

   c. Ip  중 τon 중일 때 : 가공 속도는 보통이다. 전극소모는 보통이다.

2. 방전휴지시간(τoff)

   방전휴지시간은 방전을 일으키지 않는 시간으로 이를 적게 설정하면 방전이

   자주 일어나 방전속도가 빠르나 거칠기가 나빠지고 Chip 배출이 어려워서 Chip

   에 의해 방전이 일어나는 경우가 있으므로 Chip 배출이 어려운 부위 방전시는

   이를 크게 설정한다.

 

(2) 표면 거칠기와 가공속도

 

방전조건설정(방전전류, 방전 펄스폭, 방전휴지시간)에 많은 영향을 받으나 가공

속도가 증가되면 표면거칠기는 나빠지고 가공변질층도 커진다. 방전가공속도

(Vt)=단발제거랑 x 유효 방전 주파수

W=KS 2~3                      여기서, K : 상수

                                       W : 가공속도

                                        S : 가공면 조도

 

(3) 방전갭

 

방전에서는 2차 방전과 방전 중 전극소모로 방전입구 치수가 최후 치수보다 크게

나오고 가공취후 치수는 전극 치수보다 보통 크게 가공되며 방전갭은 가공속도가

빠르며(방전전류와 벙전시간이 크게 설정되고 휴지시간이 작게 설정되었을 때 커

진다.)

방전갭 = 출구측 치수(Dout)-전극치수(Din)/2

오버컷 = 축구측 치수-전극치수/2

 

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