CNC放電ワイヤー切断の原理：解説

放電CNCワイヤーカットのプロセスには、主に以下の3つの部分が含まれる（図a）：

(1) 電極線と被加工物間のパルス放電。

(2) 電極線がその軸方向（垂直方向またはZ方向）に沿って移動する。

(3)ワークピースは、CNCに対して相対的に移動する。 電極線 X、Y平面内

I.電気スパークワイヤ切断における電極線と被加工物間のパルス放電

電気スパークワイヤ切断では、電極線がパルス電源の負極に接続され、被加工物が正極に接続される。パルス電源は正極と負極の間に印加される。

パルスが到達すると、電極線と被加工物の間に火花放電が発生する。放電路の途中の温度は瞬間的に10,000℃以上に達し、被加工物の金属を溶かし、少量でも蒸発させる。

また、高温により電極線と被加工物の間にある加工液の一部が気化する。この気化した加工液と金属蒸気の熱は瞬間的に膨張し、爆発的な性質を持つ。

この熱膨張と局所的な微爆発が、溶けて気化したものを外に投げ出す。 金属材料被加工材の電食切断を実現する。一般的に電極線と被加工物の放電ギャップは0.01mm程度と考えられている。パルスの電圧が高ければ放電ギャップは大きくなる。

電気火花加工を円滑に進めるためには、各パルスが電極線と被加工物の間にアーク放電ではなく火花放電を確実に発生させる条件を作り出す必要がある。

第一に、放電ギャップ内の媒質を脱イオンさせる、すなわち放電チャネル内の荷電粒子を中性粒子に再結合させ、この放電点におけるギャップ内の媒質の絶縁強度を回復させ、アーク放電につながる同じ点での連続放電を回避するために、2つのパルス間に十分な間隔時間がなければならない。一般的なパルス間隔はパルス幅の4倍以上とする。

火花放電中に電極線が焼損しないようにするためには、放電ギャップ内に多量の作動液を注入し、電極線を十分に冷却する必要がある。同時に、局所的な位置での連続火花放電による焼損を避けるため、電極線は軸方向に素早く移動しなければならない。

電極線の速度は約7~10m/sです。高速で移動する電極線は、常に新しい加工液を放電ギャップに導入し、ギャップから電食生成物を除去するのに有効です。

電気スパークワイヤーを切断する際、良好な結果を得るために 表面粗さ と高い寸法精度を確保し、電極線が燃えないようにするためには、適切なパルスパラメーターを選択し、被加工物とモリブデン線との間の放電は、アーク放電ではなく、火花放電でなければならない。

II.放電ワイヤ切断におけるワイヤ送り運動

火花放電が同じ場所で電極ワイヤーを焼き、加工の品質や効率に影響を与えるのを防ぐため、電極ワイヤーは切断プロセス中に軸に沿って移動する。

ワイヤ送給の原理を図bに示す。モリブデンワイヤはワイヤ収納ドラムに整然と巻かれ、閉ループを形成する。ワイヤ送りモーターがワイヤ収納ドラムを回転させると、モリブデンワイヤはワイヤガイドホイールを通って車軸に沿って移動する。

III.X、Y座標ワークテーブルの移動

ワークピースは上下のレイヤーのX,Y座標ワークテーブルに取り付けられ、それぞれ数値制御モーション用のステッピングモーターで駆動される。電極線に対する工作物の運動軌跡は、ワイヤカット・プログラミングによって決定される。