1.放電加工
1) 基本原則
EDMは、加工液に浸した2つの電極間のパルス放電によって発生する電気侵食効果を利用して、導電性材料を侵食する特殊な加工方法です。 放電加工、電食加工とも呼ばれます。
EDM は、精密な小さなキャビティ、狭いスロット、溝、コーナーなどの複雑な部品の加工に適しています。 複雑な表面に工具が到達するのが難しい場合、深い切り込みが必要な場合、および長さ対直径の比が特に高い場合には、EDM プロセスがフライス加工よりも優れています。 ハイテク部品の加工には、ミリング電極の再放電により成功率が向上するため、高価で高価な工具コストよりも放電加工が適しています。
さらに、EDM 仕上げが指定されている場合、EDM はスパーク パターンの表面を提供するために使用されます。 現在、高速フライス加工の急速な発展により、放電加工機の開発スペースはある程度圧迫されています。 同時に、高速フライス加工は放電加工に大きな技術進歩をもたらしました。 たとえば、電極の製造には高速ミリングが使用されます。 狭い領域の加工と高品質な表面結果の実現により、電極設計の数が大幅に削減されます。 また、電極の製造に高速ミーリングを使用することにより、生産効率をこれまでにないレベルに高めることができ、電極の高精度を確保できるため、放電加工の精度も向上します。
キャビティの加工の大部分が高速フライス加工によって行われる場合、EDM はコーナーをクリアしてエッジをトリミングする補助手段としてのみ使用されるため、取り代はより均一で少なくなります。
2) 基本設備: 放電加工機。
3) 主な特長
通常の切削加工では困難な複雑な形状の素材やワークの加工が可能です。 加工中に切削力はかかりません。 バリやナイフ跡などの欠陥がないこと。 ツール電極の材料はワークピースの材料よりも硬い必要はありません。 電気エネルギー処理の直接使用は自動化に便利です。 処理後、表面に変成層が形成されますが、用途によってはさらに除去する必要があります。 作動流体の浄化や加工時に発生する煙害の処理はさらに面倒です。
放電加工機には次のような特徴があります。
あらゆる高強度、高硬度、高靱性、高脆性、高純度の導電性材料を加工できます。 加工中に明らかな機械的力がかからず、低剛性ワークや微細構造物の加工に適しています。パルスパラメータを必要に応じて調整でき、同一機械で使用可能です。荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工が可能です。工作機械で実行されます。 放電加工後の表面のピットは、油の貯蔵と騒音の低減に役立ちます。 切削加工に比べて生産効率が低くなります。 エネルギーの一部は放電プロセス中にツール電極で消費され、電極の損失につながり、成形精度に影響を与えます。
4) 利用範囲
複雑な形状の穴やキャビティを備えた金型や部品の加工。 超硬合金や焼き入れ鋼などのさまざまな硬脆性材料の加工。 深細穴、特殊形状穴、深溝、細溝、カッティングシートの加工。 各種成形工具、テンプレート、ねじリングゲージなどの加工工具、測定工具。
EDM は 3 つの条件を満たす必要があります
1. パルス電源を使用する必要があります
2. ツール電極とワーク電極間の放電ギャップを小さく維持するには、自動送り調整装置を使用する必要があります。
3. 火花放電は、一定の耐電圧（10～107Ω・m）を有する液体媒体中で行う必要があります。
すべての金型鋼が鏡面放電加工できるわけではありません
一部の金型鋼の EDM はミラー効果を容易に達成できますが、一部の金型鋼はとにかくミラー効果を達成できません。 同時に、金型鋼の硬度が高く、EDM鏡面の効果がより優れています。 各種材質と鏡面仕上げ特性は下表をご参照ください。
2. ワイヤー放電加工機
1) 基本原則
連続的に移動する金属細線（電極線といいます）を電極として用い、被加工物にパルス火花放電を与えて金属をエッチングし、形状を切り出します。 英語ではワイヤーカット放電加工、WEDMと呼ばれ、ワイヤーカットとも呼ばれます。
2) 基本設備: 放電加工機。
3) 主な特長
EDM の基本特性に加えて、WEDM には次のような他の特性もあります。
① 複雑な形状のツール電極を製作する必要がなく、直線を母線とする２次元曲面であれば加工可能。
②｛{0}｝.05mm程度の細いスリットを切断できます。
③ 加工時に余剰材料が廃棄物にならないため、エネルギーと材料の利用率が向上します。
④電極線を再利用しない低速WEDMでは、電極線を継続的に更新することで加工精度の向上や表面粗さの低減に有利となる。
⑤ WEDM で達成できる切断効率は、通常 {{0}} mm2/min、最大 300 mm2/min、 加工精度は通常±0.01～±0.02mm、最大±0.004mmです。 表面粗さは一般的にRa2.5～1.25ミクロンで、最高のものはRa0.63ミクロンに達することがあります。 切断厚さは通常 40-60 mm で、最大厚さは 600 mm に達することがあります。
4) 利用範囲
主に加工に使用されます：パンチ、ダイ、パンチとダイ、パンチングダイの固定プレート、ストリッピングプレートなどのさまざまな複雑で精密なワークピース。 成形ツール、テンプレート、EDM 用の金属電極。 あらゆる微細な穴、狭い溝、任意の曲線など。加工代が小さく、加工精度が高く、生産サイクルが短く、製造コストが低いなどの優れた利点があり、生産現場で広く使用されています。 現在、国内外の電動工作機械の総台数の60％以上をワイヤ放電加工機が占めています。
ワイヤカット放電加工は、ワークの寸法加工を実現する技術です。 特定の装置条件下では、加工ルートの合理的な定式化がワークピースの加工品質を保証する重要な要素となります。
WEDM による金型や部品の加工プロセスは、一般に次のステップに分けることができます。
図面の分析とレビュー
パターンの分析は、ワークピースの加工品質とワークピースの包括的な技術指標を保証するための決定的な最初のステップです。 ブランキング金型を例に挙げると、パターンを消化する際には、まず WEDM で加工できない、または加工しにくいワークのパターンを次のように抽出する必要があります。
1. 表面粗さと寸法精度が非常に高く、切断後のワークピースを手で研磨することができません。
2. 電極ワイヤの直径に放電ギャップを加えた値よりも小さい狭いギャップを持つワークピース、または電極剛体デリックの放電ギャップによって形成される丸い角を持つワークピースは、グラフのコーナーでは許可されません。
3. 非導電性材料;
4. 厚みがワイヤーフレームのスパンを超える部品。
5. 加工長さがx、yキャリッジの有効ストローク長を超えており、ワークには高精度が要求されます。
ワイヤーカット加工に適合する条件において、表面粗さ、寸法精度、ワーク厚さ、ワーク材質、サイズ、はめあいクリアランス、打ち抜き部厚さを十分に考慮してください。
プログラミングノート
1. 金型クリアランスと遷移円半径の決定
金型クリアランスは合理的に決定してください。 金型クリアランスの合理的な選択は、金型の寿命とプレス部品のバリのサイズに関連する重要な要素の 1 つです。 さまざまな材料のダイスクリアランスは、通常、次の範囲で選択されます。
銅、軟質アルミニウム、半硬質アルミニウム、ベークライト、赤ボール紙、マイカシートなどの軟質ブランキング材料の場合、パンチとダイ間のギャップは厚さの 10 パーセント -15 パーセントとして選択できます。パンチング素材のこと。
鉄板、鋼板、ケイ素鋼板などの硬質ブランキング材の場合、パンチとダイの間のギャップは、打ち抜き厚さの 15 パーセント -20 パーセントとして選択できます。
これは、国際的に普及しているラージギャップパンチングダイスよりも小さい、いくつかのワイヤーカットパンチングダイスの実際の経験データです。 ワイヤーカットで加工されるワークの表面には脆い溶融層が存在するため、加工電気的パラメータが大きくなるほどワークの表面粗さは悪化し、溶融層は厚くなります。 ダイのストロークが増加すると、この脆い表面の層が徐々に摩耗し、ダイのギャップが徐々に増加します。
遷移円の半径を合理的に決定します。 一般的なコールドスタンピング金型の寿命を延ばすには、線の交点、線の円、遠方の交点、特に角度の小さいコーナーに遷移円を追加する必要があります。 移行円の大きさは、ブランキング材の厚さ、金型の形状、必要な寿命、打ち抜き部品の技術条件に応じて検討できます。 パンチング部品の厚さに応じて、移行円も増加する可能性があります。 通常は0.1-0.5mmの範囲で選択可能です。
プレス部品の材質が薄く、金型の嵌合クリアランスが小さく、プレス部品の拡大ができないトランジションサークルでは、パンチとダイの良好な嵌合クリアランスを得るために、一般的にトランジションサークルを使用します。図の隅に追加する必要があります。 なぜなら、ワイヤ電極の加工軌跡は、ワイヤ電極の半径に内側コーナーの片側放電ギャップを加えたものに等しい半径を有する遷移円を自然に処理するからである。
2. 計算と処理プログラムの作成
プログラミング時には、食材に応じて適切なクランプ位置を選択し、同時に適切な開始点と切断ルートを決定する必要があります。
カットオフ点はグラフの角か凸点を取り除きやすい部分とします。
切削ルートは主に金型の変形を防止または軽減するという原理に基づいています。 一般に、クランプ側近くのグラフィックを切断しやすくするように考慮する必要があります。
3. 糸通しと加工用のプログラムテープと校正テープ
プログラムシートに従って紙テープを作成した後は、プログラムシートと作成した紙テープを一つ一つ確認する必要があります。 校正紙テープを使用してプログラムをコントローラーに入力した後、サンプルをカットできます。 簡単かつ確実にワークを直接加工できます。 。 高い寸法精度が要求され、凸型と凹型の合わせ隙間が小さい金型では、薄肉材料を試し切りする必要があり、切断した部品で精度や合わせ隙間を確認することができます。 要件を満たしていないことが判明した場合は、金型を正式に加工する前に、適時に分析して問題を特定し、適合するまでプログラムを修正する必要があります。 このステップは、ワークピースの廃棄を回避するための重要な部分です。
実際の状況に応じて、キーボードから直接入力したり、プログラミングマシンからコントローラにプログラムを直接転送したりすることもできます。
3. 電解加工
1) 基本原則
電解プロセスにおける陽極溶解の原理に基づいて、形成された陰極の助けを借りて、ワークピースを特定の形状およびサイズに加工する加工方法は電解加工と呼ばれます。
2) 利用範囲
電解加工は、加工が難しい材料、複雑な形状、または薄肉部品の加工に大きな利点があります。 電解加工はバレルライフリング、ブレード、インペラ一体型、金型、異形穴、異形部品、面取り、バリ取りなど幅広く使用されています。 そして、多くの部品の加工において、電解加工プロセスは重要な、あるいはかけがえのない位置を占めています。
3) メリット
幅広い加工が可能です。 電解加工は、ほぼすべての導電性材料を加工することができ、材料の強度、硬度、靱性などの機械的・物理的特性に制限されず、加工後の材料の金属組織は基本的に変化しません。 超硬合金、高温合金、焼き入れ鋼、ステンレス鋼などの難削材の加工によく使用されます。
4) 制限事項
加工精度や加工安定性は高くありません。 加工コストは高く、バッチが小さくなるほど、1 個あたりの追加コストも高くなります。
4. レーザー加工
1) 基本原則
レーザー加工とは、光のエネルギーを利用して、レンズで集光した後の集光点で高いエネルギー密度を実現し、非常に短い時間で材料を溶融またはガス化し、エッチングして加工を実現するものです。
2) 主な特長
レーザー加工技術には、材料の無駄が少なく、大規模生産時のコスト効果が顕著であり、加工対象物への適応力が高いという利点があります。 ヨーロッパでは、レーザー技術は基本的に、高級自動車のシェルやベース、航空機の翼、宇宙船の胴体などの特殊な材料の溶接に使用されています。
3) 利用範囲
レーザー加工は、レーザー システムの最も一般的に使用されるアプリケーションです。 主な技術には、レーザー溶接、レーザー切断、表面改質、レーザーマーキング、レーザー穴あけ、微細加工および光化学蒸着、光造形、レーザーエッチングなどが含まれます。
5. 電子ビーム加工
1) 基本原則
電子ビーム加工は、高エネルギー収束電子ビームの熱効果またはイオン化効果を利用した材料の加工です。
2) 主な特長
高いエネルギー密度、強力な溶け込み能力、広い一次溶け込み範囲、大きな溶接シーム幅比、速い溶接速度、小さな熱影響部、小さな加工変形。
3) 利用範囲
電子ビームで加工できる材料の範囲は広く、加工面積は非常に小さくて済みます。 加工精度はナノメートルレベルに達し、分子または原子の加工が実現できます。 生産性が高い。 処理によって発生する汚染は少ないが、処理装置のコストが高い。 微細孔や狭いスリットなどの加工が可能で、溶接や微細フォトリソグラフィーにも使用できます。 真空電子ビーム溶接アクスル ハウジング技術は、自動車製造業界における電子ビーム加工の主な用途です。
6. イオンビーム加工
1) 基本原則
イオンビーム加工とは、真空状態においてイオン源から発生したイオン流を加速してワーク表面に集束させて加工を行うことです。
2) 主な特長
イオン電流密度とイオンエネルギーを精密に制御できるため、加工効果を精密に制御でき、ナノメートルレベル、さらには分子・原子レベルの超精密加工を実現します。 イオンビーム加工は、発生する汚染が少なく、加工応力や変形が極めて小さく、加工材料への適応性が強いが、加工コストが高い。
3) 利用範囲
イオンビーム加工は目的に応じてエッチングとコーティングに分けられます。
1) エッチング工程
イオン エッチングは、ジャイロスコープ エア ベアリングや動圧モーターの溝を高解像度、良好な精度、再現性で加工するために使用されます。 イオン ビーム エッチングの応用の別の側面は、集積回路、光電子デバイス、光集積デバイスなどの電子部品などの高精度パターンのエッチングです。 イオン ビーム エッチングは、材料を薄くしたり、透過型電子顕微鏡の標本を作成したりするためにも使用されます。
2) イオンビームコーティング加工
イオンビームコーティング加工にはスパッタリング蒸着とイオンプレーティングの2種類があります。 イオンプレーティングは幅広い材質にメッキが可能です。 金属または非金属のフィルムは、金属表面と非金属表面の両方にめっきできます。 さまざまな合金、化合物、または特定の合成材料、半導体材料、および高融点材料もメッキできます。
イオンビームコーティング技術は、潤滑フィルム、耐熱フィルム、耐摩耗フィルム、装飾フィルム、電気フィルムなどのコーティングに使用できます。
7. プラズマアーク処理
(1) 基本原則
プラズマ アーク処理は、プラズマ アークの熱エネルギーを利用して金属または非金属を切断、溶接、溶射する特殊な処理方法です。
(2) 主な特長
1) マイクロビームプラズマアーク溶接は箔や薄板を溶接できます。
2）小さな穴効果があり、片面溶接と両面の自由成形をよりよく実現できます。
３）プラズマアークエネルギー密度が高く、アーク柱温度が高く、貫通能力が強い。 厚さ10-12mmの鋼材は溝加工ができず、溶接・両面同時成形が可能です。 溶接速度が速く、生産性が高く、応力変形が小さい。
4) 装置が比較的複雑でガス消費量が多いため、屋内での溶接のみに適しています。
(3) 利用範囲
工業生産で広く使用されており、特に銅および銅合金、チタンおよびチタン合金、合金鋼、ステンレス鋼、モリブデン、および航空宇宙産業およびその他の軍事産業やチタン合金ミサイルケーシングなどの最先端の産業技術で使用されるその他の金属の溶接に使用されています。 、航空機 一部の薄肉コンテナなど
8.超音波処理
(1) 基本原則
超音波加工は、超音波の周波数を利用して小さな振幅で振動し、ワークとワークの間を通過する工具です。
液体中に含まれる研磨剤が加工対象の表面に与えるハンマー効果により、ワーク材料の表面が徐々に破壊されます。 英語の略称はUSMです。 超音波加工は、ピアッシング、切断、溶接、ネスティング、研磨に一般的に使用されます。
(2) 主な特長
あらゆる材料を加工できますが、特にさまざまな硬くて脆い非導電性材料の加工に適しています。 加工精度が高く、ワークの表面品位も良好ですが、生産性が低くなります。
(3) 利用範囲
超音波加工は主に、ガラス、石英、セラミック、シリコン、ゲルマニウム、フェライト、宝石などのさまざまな硬脆材料の穴あけ（丸穴、特殊形状穴、湾曲穴など）、切断、溝入れに使用されます。ヒスイ、入れ子、彫刻、小物部品の一括バリ取り、金型の表面研磨、砥石のドレッシングなど。
9. 化学処理
(1) 基本原則
ケミカルエッチングは、酸、アルカリ、または塩溶液を使用してワーク材料を腐食および溶解し、目的の形状、サイズ、または表面状態のワークピースを得る特殊な処理です。
(2) 主な特長
1) 硬度や強度などの特性に制限されず、切削可能な金属材料なら何でも加工できます。
2) 大面積の処理に適しており、複数のピースを同時に処理できます。
3) 応力、亀裂、バリがなく、表面粗さは Ra1.25-2.5μm に達します。
4) 操作が簡単。
5) 狭いスロットや穴の加工には適していません。
6) 表面の凹凸や傷などの欠陥の除去には適しておりません。
(3) 利用範囲
大面積の薄肉加工に適しています。 薄肉部品の複雑な穴の加工に最適
