PCDワイヤーカットで加工された工作物の表面品質分析

Published: 2020-07-28 ソース: Funik

ワイヤーカッティングマシンは、MoワイヤーまたはCuワイヤーを工具電極として、一定の速度で工作物を通過させ、被加工物間にパルス電圧を印加し、一定の隙間を維持し、隙間を絶縁媒体で満たすことにより、電極と被加工物の間に 火花放電を発生させ、相互に消耗、腐食されるため、工作物表面に多数の小さなピットが電気的にエッチングされ、寸法・形状精度の要求を満たす製品となります。ワイヤー放電加工を施したPCD焼結体は、切り込みが滑らかで、外観品質が優れています。

PCDワイヤーカット工作物の表面品質に影響を与える要因は次のとおりです:

1.開路電圧

開回路電圧がある程度低い場合、放電チャネルのスムーズな形成を妨げ、それによりWEDMの加工速度に影響を与えます。特に、非導電性ダイヤモンド相を含む、それ自体が不均一な多結晶ダイヤモンド材料である場合、放電チャネルのスムーズな形成を妨げます。一定の範囲で、加工速度は開回路電圧と正の関係にあります。

2.ピーク電流

ピーク電流の増加は、パルスエネルギーを増加させ、それにより、パルス化された材料の腐食量を増大させ、切削速度を向上させます。 ピーク電流が小さいほど、パルスエネルギーの熱エネルギー損失の割合が大きくなります。ピーク電流が一定の値以下の場合、熱エネルギー損失はピーク電流の増大に伴って増大します;ピーク電流が増大し続けると、熱エネルギー損失は比較的安定した値に維持され、電流が大きすぎると、放電領域の動作状況が悪化し、切削速度が低下します。

3.放電パルス幅

放電パルスの幅は単一パルスのエネルギーに関係しており、放電時間の継続は単一パルスの放電エネルギーが増加することを意味します。パルス幅が増加するにつれて、切削速度は増加し続け、安定する傾向がありますが、無制限に増加するわけではなく、これは、放電時間が長くなると、放電チャネル周辺の動作状況が悪化し、エネルギーが集中せず、エネルギー効率が低下するためと考えられます。

4.電極線

加工時間が長くなるにつれて、電極線の摩耗が増加し、弾性が小さくなり、脆性が増し、線が切れやすくなります。加工された工作物の表面には、通常、明らかな縞が見られ、これは、電極線には上下の移動中および方向転換の瞬間に、不均一な応力がかかるためです;電極線が緩すぎてはいけず、緩すぎると揺れ動きがより深刻になります。ただし、しかし、きつすぎてはいけません。線の張力が大きすぎると、線が切れやすくなり、案内ローラやベアリングにかかる力が大きくなり、案内ローラやベアリングの損傷を引き起こします。

5.ダイヤモンド粒度

PCD焼結体のダイヤモンド粒度もWEDMの効率と品質に影響します。 ダイヤモンド粒子の直径が大きくなると、PCD焼結体のワイヤーEDM切断の難易度が高くなり、時間が長くなり、加工品質が低下します。

6.ダイヤモンド層の厚さとPCD焼結体の全体の厚さ

通常の場合では、同じブランドのダイヤモンド層が厚いほど、WEDM加工の難易度が高くなり、速度が遅くなり、加工時間が長くなります;PCD焼結体の全体的な厚さが厚くなるほど、WEDM加工の難易度が増し、速度が遅くなり、加工時間が長くなります。

7.電極線進入方向の影響

PCD焼結体のWEDM加工では、電極線はPCD層または硬質合金層から工作物に入ることができます。 PCD層から超硬合金層までの線走行方向の切削時間は、逆方向より短いますが、これは、線の走行により液流が駆動され、電極線の入口端の動作状況は、電極線の出口端よりもはるかに優れているためです。

8.ワイヤーカットにおけるオーバーエッチング現象

PCD焼結体のWEDM加工過程では、オーバーエッチングが発生しやすく、オーバーエッチングは、切削工具の寸法精度を保証することを不可能にするかもしれなく、これは、多結晶ダイヤモンド層と硬質合金層の間にコバルトリッチ層があり、Co元素は導電性に優れ、除去が容易だからです。コバルトリッチ層は、PCD焼結体の焼結過程で生成され、高温高圧での濃度差により、硬合金層の金属コバルトが多結晶ダイヤモンド層に浸透する傾向があります。

オーバーエッチングの量に影響を与える主な要因の1つは開回路電圧であり、開回路電圧は2つの電極に印加され、放電チャネルによって生成されるポテンシャルエネルギーを提供し、電界強度がしきい値に達すると、放電チャネルが形成されます。電界強度は開回路電圧に比例し、より高い開回路電圧はより大きな放電ギャップを可能にし、つまり電極線は周囲のより広い範囲で硬質合金材料を放電エッチングできることを意味します。

要約すると、PCD焼結体と関連製品をWEDMで加工する場合は、加工品質、コスト、および効率を考慮し、ワイヤーカットの効果を確実にするために、異なるブランドと異なる仕様に従って適切な加工パラメーターを選択する必要があります。

 

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