캠가공/CAM 가공 - CNC 방전가공 및 와이어 컷

◐ 캠가공/CAM 가공 - CNC 방전가공 및 와이어 컷 ◑

 

▶ 방전에너지에 따른 영향

 

방전에너지가 클 때(방전시간이 크다, 방전개시 전류가 큼.)

1. 가공속도가 빨라진다.

2. 가공량이 많아진다.

3. 표면거칠기가 거칠다.

4. 방전갭이 커진다.

 

공작물의 예비 가공 및 고정

(1) 공작물의 예비가공

방전가공전 다른 공작기계를 이용하여 기계가공을 하는 것을 예비가공이라 한다.

1. 방전가공여유가 작아짐에 따라 방전가공시간은 대폭 단축된다.

2. 가공 칩의 배제가 용이하기 때문에 가공정도가 향상되고 휴지시간도 적게 설

정할 수 있으므로 방전가공시간도 단축된다.

3. 극간을 흐르는 가공 칩의 양이 감소하므로 2차 방전에 의한 가공정 도에의 악

영향이 안화된다.

4. 예비가공에 의해서 직접 방전가공에 관계하는 가공깊이가 감소하기 때문에 전

극소모 길이는 감소한다.

 

▶ 전극 재료의 선정

 

CNC 방전가공기의 전극재료로서 가장 많이 사용되는 것은 전기동(Cu), 동-텅스텐(CuW),

은-텅스텐(AgW) 및 흑연(graphite : Gr)등이다. 이러한 전극재질의 공통점은 각종의

강재 등 Fe계의 가공물을 가공하는 경우 전극 무소모조건(no ware)이라는 특수회로로

거의 전극을 소모시키지 않고 가공해 나갈 수 있다.

 

[표 2-8] 전극 재질에 따른 장단점

 

재질	장점	단점	용도
전기동 (Cu)	.정밀도 높은 방전가공 가능 .전극 저소모 가공 가능 .저렴한 가격	.절삭 및 연삭 곤란 .큰 전극 중량(비중이 큼)	.가장 일반적으로 사용 .밑바닥 형상가공
흑연 (Gr)	.절삭, 연삭가공 용이 .전극 저소모 가공 가능 .높은 속도 가공가능 .가벼운 중량 .저렴한 가격(전기동과 비슷)	.절삭 및 연삭 곤란 .큰 전극 중량(비중이 큼)	.일반용 .고정밀도 필요하지 않는 곳
동. 텅스텐 (Cu-W) 은. 텅스텐 (Ag-W)	.높은 연삭성 .유소모 조건에서 소모가 적다	.높은 가격 (Cu-W:동의 40배) (Ag-W:동의 100배) .구입이 어렵다 .한정된 소재의 형상	.정밀금형 .초경합금 .punch와 전극동시 연삭
황동	.절삭이 용이	.소모가 심하다	.관통 구멍

 

 

(2) 전극 소모비

방전가공에서는 전극의 소모량이 가공오차를 일으키는 큰 원인이 되기 때문에 이

소모량을 측정하는 방법으로서 피가공체의 제거량과 전극의 소모량과의 비를 백

분율로 표시한다.

중량소모비 = 전극 소모량/피가공체의 제거량 x 100%

체적소모비 = 전극의 소모체적/피가공체의 가공체적 x 100%

 

(3) 전극의 제작

전극의 재료로는 융점이 높고 전기적 저항치가 낮은 재료가 좋으며 방전가공에서

전극 선정은 가공조건과 함께 가공품의 조도, 공차 및 가공속도에 가장 큰 영향을

미친다. 전극용 재료는 크게 2종류로 분류된다.

1. 전기동

ㄱ. 스템핑 또는 코이닝에 의한 전극의 제작

ㄴ. 공작기계에 의한 전극의 제작

ㄷ. 압출 또는 인발에 의한 전극의 제작

ㄹ. 금속 스프레이 방식에 의한 전극의 제작

ㅁ. 전기 도금법에 의한 전극의 제작

2. 연동, 텔륨, 크롬

범용공작기계에 의해 가공

ㄱ. 전기동에 미량의 텔륨(tellurium : Te)와 크롬(chromium : Cr)을 첨가한 재질

이다.

ㄴ. 전기동의 가공성을 개량하였다.

ㄷ. 방전소모가 크다.

ㄹ. 방전갭이 동일하다.(소모율이 일정하다)

3. 동-텅스텐(Cu-W), 은-텅스텐(Ag-W)

기계가공이 용이하고 기계적으로 안정되어 있어 정밀도를 필요로 하는 전극의

제작에 널리 사용

ㄱ. 동과 텅스텐을 결합하여 만든 재질이다.

ㄴ. 가공성이 우수하다.

ㄷ. 강성이 있어 가공변형이 적다.

ㄹ. 연삭이 가능하여 좋은 면으로 제작이 가능하다.

ㅁ. 재료가 고가이고 주조, 단조가 불가능하다.

ㅂ. 초경재 방전에 좋다.

ㅅ. 깊은 구멍가공에 용이하다.

ㅇ. 미세하고 복잡한 형상에 유리하다.

ㅈ. 예리한 모서리 방전에 좋다.

ㅊ. 미세한 부분의 다수가공에 유리하다.

4.흑연(graphite)

절삭성이 좋고 전극가공이 쉬우며, 가공방법은 전기동과 유사.

ㄱ. 전기전도도가 좋다.

ㄴ. 가공성이 우수하다.

ㄷ. 다른 재료에 비해 가볍다.(동에 1/5)

ㄹ. 소재가 가벼우므로 큰 전극제작에 유리하다.

ㅁ. 방전열에 의한 변형이 적다(동에 1/4)

ㅂ. 거친방전에 유리하다.

ㅅ. 전극제작이 chip이 비산되는 결점을 지니고 있다.

ㅇ. 전극제작이 chip이 비산되는 결점이 있으므로 이를 제거하면서 가공되는

CNC공작기계가 나오고 있다.

 

▶ 와이어 컷 방전가공기의 특징

 

1. 작은 지름의 와이어를 전극으로 사용하므로 미세홈 가공이 가능하다.

2. 와이어의 자동공급으로 공구교환 및 와이어 마모에 영향을 안 받는다.

3. 자동 프로그램 장치(APT : Automatic programming Tool)즉 CAM S/W 도입으로 형

상이 아주 복잡한 형상의 작업도 가능해 졌다.

4. 4축제어로 테이퍼 형상 및 상하 이형형상의 제품가공이 용이해졌다.

 

▶ 와이어 컷 가공액

 

(1) 가공액의 작용

1. 극간의 절연 회복시킨다.

2. 방전가공부위를 냉각시킨다.

3. 방전폭압을 발생시킨다.

4. 가공 chip을 배출시킨다.

5. 가공액을 이온 교환수지를 이용하여 수증의 이온을 제거한다.

(2) 가공액의 물을 사용했을 때 장점

1. 취급이 용이하고 화재의 위험이 없다.

2. 공작물과 와이어 전극을 빨리 냉각시킨다.

3. 전극에 강제 진동이 발생하더라도 극간 접촉이 일어나지 않게 도와준다.

4. 가공시 발생되는 불순물의 배제가 양호하다.

(3) 가공액의 비저항 값

1. 가공액의 비저항값이 가공성능에 큰 영향을 미친다.

2. 비저항값이 너무 낮으며 방전에 사용되는 전류가 감소하여 반대로 빠지는 전

류가 증가하여 가공속도를 감소시킨다.

3. 비저항값이 너무 높으면 방전간격이 좁아지고 방전효율이 저하된다.

 

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