4. CNC 와이어컷 방전가공법{1. 일반원리동, 황동, 텅스텐등의 재질로 된 가는 와이어 전극을 이용해 피가공물을 가공. ( 극간의 간격이 대단히 좁은(5 ~ 50 [ m]전극과 피가공물사이에 등유나 물등의 절연액을 공급시켜 방전작용)피가공물은 크로스 테이블 (cross table)에 고정되며 NC 서보모터의 구동에 의해 XY 축 방향으로 이송되어 2차원 형상을 가공한다.{가. 와이어 전극속도: 1-10[m/min] 범위나. 와이어의 굵기 : 보통 0.05 ~ 0.3[mm]다. 와이어의 장력 : 와이어의 항장력의 약 1/2 정도( 0.2 [mm]의 동와이어: 500 ~ 800 [g],0.25[mm]의 황동와이어: 800 ~ 1500[g])라. 절연액(가공액): 물, 등유-. 물을 사용했을 때의 장점1 취급이 용이하고화재의 위험이 없다.2 공작물과 와이어 전극을 빨리 냉각 시킨다.3 전극에 강제진동이 발생되더라도 극간 접촉이 일어나지 않게 도와준다.4 가공시 발생되는 불순물의 배제가 양호하다.라. 방전 펄스의 좋은 파형을 만들기 위한 방법.1 진동폭이 좁고 전류 파고값이 높아야 한다.2 극성은 전극성(와이어 전극 : 음극, 피가공물 : 양극)3 방전회로 : 콘덴서식.4충전회로:트랜지스터식스위칭(transister switching)회로마. 가공속도: 피가공물의 재질과 두께 그리고 와이어의 종류에 의해 변화.-. 60[mm]두께의 강(SKD11)을 가공 하는 경우최대이송속도는 4.5[mm/min](270 [㎟/min])정도2. 와이어 컷 방전가공의 역사가. 1960년경 소련에서 처음 발명( 투영기에서 프로파일(profile)을 보면서 수동 가공)나. 1969년 스위스의 방전가공기 회사 - NC화된 방전 가공기다. 1980년 중반 이후에는 CAM 소프트웨어의 대중화-. 와이어 컷 방전 가공기의 진보과정1 하드 와이어드(hard wired) NC 사용.2 1975년경부터 CNC ( Computerized NC).3 일반적인 테이퍼 가공은 물론 상하 다른 모양을 가공가공기 본체, 가공전원장치, 제어장치,프로그램 장치 등1)가공기 본체 : 와이어 전극을 일정한 장력 및 일 정한 이송속도를 갖는 와이어 송출기능.XY 테이블을 NC 의 지령에 의해 정확하게 구동 되는 기능, NC에 의한 보정 기능.가공액의 비저항을 일정하게 유지.2) 가공전원장치: 높은 가공속도를 얻기 위해서, 펄스 폭이 좁으면서 전류 파고값이 높은 펄스 전류를 단위시간에 가능한 한 많은 방전횟수를 얻을 수 있도록 발진하는 장치가 좋음,3) 제어장치 : 가공의 자동화, 고정도화, 가장 좋은 조건을 기계자체에 적응시키는 최적화, 기계의 가공능력의 확대, 가공기의 어떠한 사고에 따른 가공의 실패의 방지, 제어장치 고장개소의 조기 발견을 위한 자기진단 기술의 효율화와 가공에 있어 편의의 확대를 위한 각종 기능을 구비2. 가공액 공급장치가. 가공액의 역할극간의 절연회복, 방전 폭발압력의 발생, 방전 가공부분의 냉각, 가공 칩의 제거등 4가지 작용나. 비저항값의 제어항상 일정한값 유지 필요.물은 증류수에 가까운 상태 유지.가공액은 이온교환 수지를 넣은 이온 장치를 통 과시켜 함유된 이온을 제거한다.( 비저항값이 제어 : 미세한 전류값을 측정하는 장치가 부착.){그림 1-7 물의 비저항값과 도전율의 표* 10 ~ 100[K . cm]정도의 범위내에서 비저항값 설정-. 비저항값이 높을 때: 가공액을 이온 교환장치로 통과시켜 이온을 제거 하며 역으로 낮은 경유에는 가공액 탱크에 전해 질의 비저항 조정액을 투입( 방전 효율이 저하 )-. 비저항값보다 낮을 때: 보통 수도물을 첨가하면 비저항값이 조절된다. (가공 속도를 저하){다. 가공액 공급회로-. 이온교환수지상태 :반 이상이 갈색으로 변하면 교환.제 3절 CNC 와이어 컷 방전가공기의 가공특성1. 가공특성의 일반적인 경향-. 가공속도, 가공정도, 가공면 거칠기 및 변질층의 생성 두께 등이 매우 중요.{-. 가공조건도전성 재질의 공작물이라면 어떤 것이든 와이어 컷 방전가공이 가능하지만 공작물의 재질에 따라서 가공조건의 선정에한 차이가 있다.1) 합금 공구강(STD)가공조건의 선택에는 특별한 제약사항이 없고 가공목적에 따라 면거칠기를 좋게 하는가공조건에서부터 최대가공속도를 내기 위한 가공조건에 이르기까지 선택의 폭이 넓다.2) 합금 공구강(STS)STD-11과 거의 같은 성질이고 STD-11과 다른 점은 텅스텐을 함유하고 있기 때문에가공속도는 10~20%로 느리지만 가공조건은 STD-11과 거의 같은 범위에서 설정하여 가공 한다.3) 탄소 공구강(STC)가격이 산 관계로 프레스 타발금형에 가장 널 리 사용되는 재료이다. 그러나 와이어 컷방전가공중에 커다란 크랙이나 표면균열이 발 생하기도 하고 변형이 쉬운 재질이며 가공의안전성은 STD-11에 비해 나쁘고 가공속도도 20~30% 느리다.4) 화염 열처리재함유성분의 특징인 규소(SI)가 많아 가공속도 로 볼때 STD-11에 비해 약 20%느리다.5) STD-61가공변형이 발생이 적어 가공은 안정되지만 가공속도는 STD-11에 비해 20%정도 느리다.6) 알루미늄(Al)가공속도는 STD-11의 두 배 이상 빠르다. 가 공에는 가공액의 비저항값이 중요하게작용해 비저항값이 낮으면 가공면에 산화피막 이 생성되기 쉽고 이 산화피막은 도전성을방해하는 인자로 작용하여 가공이 제대로 진행 되지 않는다.이러한 산화피막을 생성을 억제하기 위해서는 가공액의 비저항값을 올려주는 것이 확실한방법이며 비저항값은 통상 20~30만Xcm로 설정 하면 비교적 안정된 가공상태가 된다.7) 텅스텐 카바이드 초경합금가공액 비저항값을 10만~40만Xcm의 범위에서 제어하면 전해작용의 영향을 감소시켜연화현상을 해결할 수 있다.가. 가공속도(1) 일반 강을 100으로 보았을 때동 : 125, 동과 텅스텐 합금 : 80,초경합금 : 50.(2) 동 와이어를 100으로 했을 때황동와이어 : 120-130.(3) 가공액 비저항값이 피가공물의 재질이나 가공목적에 따라 각각 최적값이 있는데, 강재를 높은 속도로 가공할 때는 비저항값을 낮게 하고 초경이나 알미늄을 가공할 때는 비저항값을정도 위치결정 치수 간의 정도로 표시.다. 가공면 거칠기 및 변질층강중에 동이 고용되어 잔류 오스테나이트를 생성시키므로 연한 표면층을 만드는 원인-. 가공면거칠기는 유중방전에 의한 일반방전의 경우(1) 콘덴서 방전의 경우Rmax = 1.8 x C0.44 x V0.5Rmax : 가공면 거칠기[㎛]C : 콘덴서 정전용량 [uF]( 대략 0.2 ~ 0.01 [ uF])V : 방전 개시 전압(V)(2) 트랜지스터 펄스방전Rmax = 1.6 x Ip0.43 x Tp0.38Ip : 방전 피크(peak) 전류[A]Tp : 전류의 펄스 폭 [㎲]2. 가공속도: 단위 시간당의 가공면적.가공속도(mm2/min)가공이송속도(mm/min) x 피가공물 두께(mm)가. 와이어 전극의 굵기와 속도재질 : 동, 황동, 텅스텐, 몰리브덴, 강철 등.동, 황동 와이어는 구하기 쉽고 경제적이면서도 재질에 비해 가공속도가 빠른 특징이 있는 반면, 원래 항장력이 약하기 때문에 0.1[㎜]미만인 와이어에는 강도가 낮아서 사용하기 부적당하고 일반적으로 황동 와이어는 0.1 ~ 0.25[㎜], 동와이어는 0.15 ~ 0.25[㎜]의 범위에서 사용된다. 반대로 텅스텐 와이어는 항장력이 높아 직경이 작아도 사용 가능하며 보통 0.05 ~ 0.1[㎜]인 와이어의 재질로 사용된다.그림 1-10 와이어 굵기와 가공속도{가공량 : 가공 확대대와 피가공물 두께와의 곱확대도 : 와이어 굵기와 방전 갭(gap)에 의해 결정와이어 굵기가 가는 것이 가공량이 적고 가공속도 가 늦어진다.와이어 지름이 굵어지면 가공 확대도가 넓어지므로 전류를 증가시킬 필요가 없다.전류 용량은 와이어 지름의 2승에 비례하고 가공 확 대도는 와이어 지름에 비례하기 때문이다.가공속도는 와이어의 지름에 비례하여 증대하고 이로 인한 전류의 증가는 가공 확대대의 크기를 지배하는 방전 에너지를 크게 하므로 속도는 빨라지는 대신에 가공면은 거칠어지고 최소 코너 R은 커진다.나. 가공속도와 가공면 거칠기와의 관계(1) 가공속도와 가공면 거칠기와의 관계{{구멍 형상을 가공하는 경우, 사전에 다듬질 여유를 남기고 고속으로 1차 가공을 한 다음 남아 있는 다듬질 여유분을 전기적인 조건을 다듬질 조건으로 바꾸고 동일 테이프를 사용하여 옵셋량을 서서히 줄여가면서 1차 가공속도 보다 빠른 속도로 2회 이상 표면부를 가공 제거해 가는 방법이 있다. 이 세컨드 컷의 기법에 의해 동일 면거칠기를 얻는 것이 1차 가공만으로 완성시키는 것보다 시간이 많이 걸리긴 하지만, 가공재의 잔류응력의 해방으로 인한 변형 부분과 코너 에러는 수정할 수 있어 치수 정도는 향상된다.o 세컨드 컷 가공-. 세컨드 컷 : 일반 방전가공과 유사한 가공방법으로 적당한 양만큼 남기고 1차가공을 한 다음 남아있는 다듬질 여유분에 대해 전기적인 가공조건을 다듬질에 맞는 가공조건으로 맞추고 오프셋량을 단계적으로 낮추어가면서 가공하는 것을 말한다.가공 횟수 : 2~8회 나누어 가공하며 가공목적에 맞는 적당한 회수를 가공하는데, 이 가공법을 횟수와는 관계없이 세컨드 컷 또는 리컷(recut), 페이스 컷(face cut)이라 한다.-. 가. 세컨드 컷의 목적과 효과(1) 다이 형상에서의 돌기부분 제거(2) 면거칠기의 형상과 가공면 이상 연화층의 제거(3) 피가공물의 내부응력 개방후의 형상수정(4) 코너부의 형상에러 및 가공면의 진직정도의 향상(2) 가공속도와 가공부의 단면형상{일반적으로 피가공물의 가공부 단면형상은 큰 북형상을 이루고 있다. 이것은 와이어 컷 방전가공의 특유의 현상으로 피가공물의 가공면 중앙부가 움푹 패인 곳을 말하며, 이는 곧 제품의 진직 치수 정도를 나쁘게 하는 원인이 된다. 큰 북형상의 발생 원인으로는 첫째 와이어의 진동 형태에 따라 생각해 볼 수 있고, 둘째로는 보통 피가공물의 상하에서 가공액을 분사하기 때문에 극간의 중간 부분에 있어서는 상면과 하면 부분 보다는 비저항 값이 낮은 가공액이 되어 진해작용 및 방전빈도의 증가를 가져올 뿐만 아니라 2차 방전을 일으키기 때문이다. 큰 북형상가공 확대대의 크기와 가공속도와의 관계는 가공속도를 크
![[방전가공] WIRE 방전가공](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2004/11/17/data3411821-0001.jpg)
