가공 중 방전 공작 기계의 불안정한 방전 현상을 해결하는 방법

방전 가공기의 가공 중 방전의 안정성은 가공의 품질과 효율성에 직접적인 영향을 미치며 전체 가공 공정의 효율성을 측정하는 중요한 지표 중 하나입니다. 따라서 방전 가공 공학 기술자에게는 항상 관심사였으며 방전 가공의 높은 안정성을 달성하는 방법은 현재 방전 가공 분야에서 뜨거운 연구 및 탐색 주제이기도 합니다. 아래에서는 다년간의 방전 가공 경험을 바탕으로 가공 중 불안정한 방전 현상을 설명하고 그 원인을 분석하고 몇 가지 개선 방법을 제안합니다.
1. 가공 시 방전 공작 기계의 방전 프로세스 메커니즘 개요.
방전 가공은 많은 미세한 단일 펄스 방전 프로세스로 구성됩니다. 정상적인 단일 펄스 방전 프로세스에는 방전 채널을 형성하는 두 극 사이의 매체의 이온화 및 파괴가 포함됩니다. 배출 채널의 순간적인 고온으로 인해 작동 유체가 가스화 및 균열되고 금속 재료가 용융 및 가스화되며 순간적인 고압으로 인해 가공 칩이 작동 유체에 투입됩니다. 펄스 방전의 접합으로 두 극 사이의 매체는 탈 이온화, 절연 복원 및 복잡한 프로세스를 거칩니다. 방전가공시 방전갭에서의 각 펄스방전의 기본상태를 방전상태라고 한다. 방전 상태에는 개방 회로, 스파크 방전, 과도 아크 방전, 아크 방전 및 단락의 5가지 유형이 있습니다. 다양한 방전 상태가 실제 가공에서 번갈아 확률적으로 발생합니다. 안정적인 방전가공을 위해서는 펄스방전에서 이상방전 상태를 줄이고 단일 펄스방전 공정의 선순환을 확보할 필요가 있다.
2. 방전 가공의 안정성 및 영향 평가.
방전 가공에는 일련의 파생 현상이 있으며, 가공 공정 중 외부 발현을 통해 가공의 안정성을 파악하고 이상 방전 상태를 발견할 수 있습니다. 정상적인 처리에서 관찰된 스파크 색상은 일반적으로 빨간색 불꽃 색상이 있는 파란색 흰색이며 스파크는 작고 균일합니다. 처리액 표면은 무연 작은 기포를 방출하고 스파크 소리가 선명하고 지속적으로 들립니다. 공작 기계의 전류 및 전압계는 규칙적으로 진동하고 서보 다이얼 표시기는 일정한 속도로 공급됩니다. 처리 중 배출 시간과 공구 리프팅 작업은 정기적으로 계속됩니다. 공작 기계의 깊이 감지 값은 안정적인 진행을 보여줍니다. 반대로 처리 중 방전이 한곳에 집중되면 스파크 색상이 밝은 빨간색이고 액체 레벨이 흰색 연기와 큰 거품을 방출하며 스파크 폭발음이 낮고 둔하며 전류 및 전압계의 포인터가 급격히 흔들립니다. , 서보 메커니즘의 급격한 점프의 불안정한 방전 현상은 아크 방전의 가능성으로 판단할 수 있으며, 이는 종종 전극과 공작물에 탄소를 형성하고 연소시키는 원인이 됩니다. 전이 아크 방전은 처리 중 정상적인 스파크 방전 상태보다 약간 나쁩니다. 방전음이 고르지 않고 생성된 기포가 일반 방전보다 크고 전류와 전압계가 현저한 변동이 있으며 처리 중에 짧은 시간 동안 방전하고 도구를 자주 들어 올립니다. 깊이 감지 값은 앞뒤로 크게 변동하며 역방향 왕복 패턴을 보입니다. 천이아크방전은 정밀가공에서 자주 발생하며 그 파괴력은 비교적 가볍지만 쉽게 아아크방전으로 변한다. 간헐적인 무부하 방전(개방 회로) 및 처리 중 단락이 허용됩니다. 무부하 방전 중에는 스파크 갭에 50V 이상의 전압이 있지만 전류는 흐르지 않습니다. 전류계는 단락을 표시하지 않으며 방전 갭은 단락으로 직접 연결됩니다. 갭이 단락되면 전류는 높지만 갭 양단의 전압은 작습니다. 단락은 전극을 쉽게 손상시킬 수 있으며 빈번한 단락은 공작물과 전극에 국부적으로 결함을 형성할 수 있습니다. 무부하 방전 및 단락은 가공물의 침식 및 처리에 영향을 미치지 않아 처리 속도에 영향을 미칩니다. 가공 중 안정 상태를 기준으로 가공의 방전 상태를 결정할 수 있습니다. 앞서 언급한 바와 같이 불안정 방전 현상은 정상적인 스파크 방전을 방해하고 쉽게 비정상 방전 상태로 변할 수 있습니다. 불안정한 방전은 또한 처리 속도를 크게 감소시켜 표면 거칠기가 고르지 않고 심각한 표면 품질 문제가 발생합니다. 전극에 표면 결함이 나타나게 합니다. 불안정한 방전 상태에서 불규칙한 스파크 갭은 가공 크기를 정확하게 제어하기 어렵고 가공 정확도에 영향을 미칩니다. 가공 중 안정적인 방전을 보장하는 것이 가공에 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다.
3. 배출불량 사유 및 개선대책
(1) 방전 성능이 좋지 않은 방전 공작 기계는 가공 중에 방전이 불안정한 경우가 많습니다. 방전 가공은 주로 공작 기계의 우수한 가공 성능에 의존하여 가공을 완료합니다. 고급 방전 공작 기계에는 다양한 펄스 출력 회로가 장착되어 있으며 스핀들은 고속 및 고 응답 서보 특성을 가지고 있어 가공 중 높은 안정성과 고품질 가공 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 공작 기계의 가공 성능이 좋지 않으면 가공 중에 제어할 수 없는 방전 불안정이 종종 발생하여 가공 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 공작 기계의 펄스 전원 공급 장치의 작동 성능과 공작 기계의 서보 이송 시스템의 이상은 방전 공작 기계의 고유한 원인으로 인해 가공에서 방전 불안정이 자주 발생하는 주요 원인입니다. 공작 기계 펄스 전원 공급 장치의 파형이 비정상적이면 가공이 안정적으로 진행될 수 없습니다. 안정적인 방전 가공을 달성하려면 일련의 양성 펄스를 출력하고 안정적이고 안정적으로 작동하며 외부 간섭이 없도록 공작 기계의 펄스 전원 공급 장치가 필요합니다. 공작 기계의 서보 이송 시스템은 감도가 높아 방전 상태에서 스파크 갭을 정확하게 감지하고 이상 방전을 자동으로 조정하고 조정 및 지연을 최대한 최소화할 수 있어야 합니다. 비정상적인 공작 기계 성능과 관련된 문제의 복잡성으로 인해 사용자는 공작 기계의 문제임을 확인한 후 즉시 공작 기계 유지 보수 서비스 부서에 연락하고 전문 인력에게 수리 및 문제 해결을 요청해야 합니다.
(2) 전기 매개변수의 잘못된 조정은 방전 안정성에 부정적인 영향을 미칩니다. 전기적 매개변수의 잘못된 사용은 불안정한 방전의 주요 원인입니다. 전기 표준은 주로 전류, 펄스 폭 및 펄스 갭의 세 가지 주요 전기 매개변수로 구성됩니다. 과도한 전류, 펄스 폭, 펄스 갭의 사용은 전기적 파라미터의 무리한 조정으로 인한 불안정한 방전 현상의 주요 원인입니다. 세 가지는 가공 중 안정성과 가공 공정 지표의 요구 사항에 따라 구체적으로 설정되고 선택되어야 합니다. 불안정한 방전의 경우 첫 번째 고려 사항은 펄스 갭을 늘리는 것입니다. 이는 가공 중 탈 이온화를 보장하고 칩 제거 조건을 개선하며 공정 지표에 거의 영향을 미치지 않습니다. 둘째, 펄스 폭을 줄이는 것을 고려하십시오. 펄스 폭이 너무 크면 처리 중에 단기간에 너무 많은 방전 시간이 발생하고 처리 중에 탈 이온화할 시간이 없어 쉽게 아크 연소로 이어질 수 있습니다. 다른 매개변수도 처리 중에 중요합니다. 칩 제거 효과에 직접적인 영향을 미치는 리프팅 속도, 배출 시간 및 리프팅 높이와 같은 매개 변수. 토출이 불안정한 경우에는 칼날 들림 속도를 높이고 토출 시간을 줄이고 칼날 들림 높이를 높여야 한다. 전기적 매개변수를 다룰 때 황삭 가공과 정밀 가공 간의 방전 안정성 차이에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 황삭 가공에서는 높은 방전 에너지, 큰 스파크 갭 및 우수한 칩 제거 효과로 인해 상대적으로 안정적인 가공을 달성할 수 있는 반면 정밀 가공에서는 반대로 방전이 불안정한 경향이 있습니다. 따라서 정밀 가공을 위해서는 특별한 모니터링이 필요합니다. 처리의 극성이 정확해야 합니다. 정상적인 처리에서 음극(전극이 음극)을 잘못 사용하면 불안정한 방전이 발생하여 처리를 계속할 수 없습니다. 따라서 처리 극성을 변경해야 합니다.
(3) 부적절한 액처리 및 처리 중 품질 문제로 인한 불안정한 토출 현상. 방전 가공은 작동 유체 매체에서 수행됩니다. 작동 유체의 절연 성능은 펄스 방전 과정에서 탈이온화 역할을 하고, 가공 중 전극과 공작물의 냉각을 가속화하고, 방전 갭에서 부식 생성물을 부유 및 배출합니다. 방전 가공에서는 아크 방전을 방지하고 안정적인 가공을 보장하기 위해 칩 제거에 플러싱 및 액 추출 방법이 자주 사용됩니다. 그러나 부적절한 액체 처리 방법도 배출의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 과도한 플러싱 및 펌핑 압력은 배출 채널을 형성하기 어렵게 만들고 특히 마무리 작업에서 불안정한 부분 배출을 생성합니다. 플러싱 및 펌핑 압력은 안정적인 처리에 가까운 임계 압력 범위 내에서 제어할 수 있습니다. 잘못된 오일 플러싱 방향은 가공 칩의 축적과 불안정한 배출을 유발할 수 있으며 탄소 퇴적물을 형성하기 쉽습니다. 일반적으로 개구부를 향한 플러싱 오일을 사용하고 막힌 바닥 영역은 아래쪽으로 오일을 붓는 것을 사용합니다. 플러싱 및 펌핑 오일 처리는 가공 칩을 효과적으로 배출하고 배출의 안정성을 향상시킬 수 있지만 고르지 않은 유동장은 집중 배출 및 2 차 배출을 유발하여 공작물의 평탄도 및 거칠기에 큰 영향을 미쳐 배출 간격이 고르지 않게됩니다. 또한 강한 침식은 전극 모서리의 비정상적인 손실을 유발할 수 있습니다. 따라서 정밀 가공에서는 칩을 제거하고 안정적인 가공을 달성하기 위해 공구를 들어 올리는 동작에 의존하는 논 플러싱 및 침지 가공의 액체 처리 방법이 일반적으로 사용됩니다. 이는 공작 기계 구성에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 공작 기계의 주축을 고가속 이송으로 가공할 때 발생하는 흡인 효과에 의해 전극과 공작물 사이에 존재하는 가공 칩, 타르, 배기 가스 등을 효과적으로 배출할 수 있습니다. 장기간 가공 시 오일 온도가 과도하게 상승할 수 있으며, 가공 부위 표면의 냉각이 잘 이루어지지 않으면 토출이 불안정해지기 쉽습니다. 오일 온도는 35도를 넘지 않아야 하며, 필요시 가공액 순환계의 오일 유입구에 냉각장치를 설치하여 제어하여야 한다. 가공 중 작동 유체의 품질은 가공 배출의 안정성에도 중요합니다. 너무 많은 가공 칩을 포함하는 더러운 가공 유체는 가공 중 방전 갭의 오염 상황을 적시에 완화할 수 없어 방전 지점이 분산되지 않고 유해한 아크 방전이 형성됩니다. 품질이 좋지 않은 가공 유체는 성능 저하로 인해 가공 중에 불안정한 배출을 유발할 수도 있습니다. 사용하는 방전 가공유는 저점도, 고절연성, 방전 채널 클리어 능력, 우수한 유동성, 투과성 등의 특성이 요구됩니다. 현재 방전가공용 특수가공유체는 많은 종류가 있으며, 방전성능과 안정성을 향상시킬 수 있는 가공유에 관련 첨가제를 첨가하는 성과가 있어 채택할 수 있다.
(4) 사용된 전극 재료의 유형 및 품질, 방전 안정성에 대한 서로 다른 전극 재료의 처리 전기적 매개변수 쌍과 같은 요인의 영향. 전극 재료는 우수한 전도성과 안정적인 방전 특성을 가져야 합니다. 순수 구리 전극은 특히 가공 안정성 측면에서 우수한 가공 성능을 가지며 아크 방전 또는 과도 아크 방전이 발생하기 쉽지 않습니다. 대부분의 가공 공정에서 안정적으로 방전이 가능하여 널리 사용되고 있습니다. 흑연 전극 가공의 안정성이 좋은데, 이는 고전류로 거친 가공시 안정적인 방전을 유지하고 낮은 전극 손실을 보장하는 것이 특징입니다. 그러나 정밀 가공에서는 불안정한 방전 현상이 발생하기 쉬워 아크 버닝으로 이어집니다. 구리 텅스텐 합금과 은 텅스텐 합금은 고가이기 때문에 전극 재료로 거의 사용되지 않는다. 극미세 홈, 깊은 홈 등 가공하기 어려운 부분에서도 전극 손실을 최소화하면서 안정적으로 방전할 수 있어 정밀 가공용으로 검토되고 있습니다. 선택한 전극 재료는 처리 중에 안정적인 방전을 달성하기 위해 품질을 보장해야 합니다. 순동은 불순물이 없고 단조된 전해동이어야 합니다. 흑연 전극 재료에는 emi 등급, 초미세 등급, 초미세 등급, 미세 등급 등과 같은 여러 분류가 있으며 처리의 정확성 및 효율성 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 흑연 재료의 품질은 균일하고 강도가 우수하며 가공 중에 벗겨지지 않아야 합니다. 가공에 다른 전극 재료를 사용하는 경우 가공 중 안정적인 방전, 우수한 가공 결과 및 선택한 재료의 가치를 달성하기 위해 전기적 매개변수 쌍을 유연하게 처리해야 합니다. 오늘날 많은 전기 가공 기계는 가공 재료의 다양한 조합을 기반으로 전기 매개변수를 자동으로 페어링할 수 있습니다. 전기적 파라미터 페어링은 주로 전류의 크기, 펄스 폭 및 펄스 갭을 처리합니다. 전극 재료의 성능에 따라 적절한 전기 매개변수를 선택하여 재료의 가공 이점을 활용하고 가공 결함을 처리합니다. 공작 기계의 다른 사용으로 인해.
(5) 불합리한 처리 방법 선택으로 인해 처리 중에 방전이 불안정했습니다. 방전 가공의 공정 방법이 합리적이고 실현 가능한지 여부도 안정적인 가공을 달성하는 열쇠입니다. 대부분의 가공은 거친 가공 전극을 사용하여 많은 양의 금속을 제거한 다음 준정밀 또는 정밀 가공 전극으로 교체하여 전환 또는 정밀 가공을 완료합니다. 이 공정 방식의 핵심은 가공 중 전극 흔들림을 이용하여 칩 제거를 개선하고 안정적인 가공을 달성하는 것입니다. 다단계 가공 조건에서 자유이동 방식을 사용하여 가공 깊이가 증가함에 따라 다른 두 축이 동시에 확장 동작을 수행합니다. 가공에 쉐이킹을 사용하면 방전을 보다 안정적으로 만들고 2차 방전 현상을 줄일 수 있으며 측면과 바닥면에서 보다 균일한 표면 거칠기를 얻을 수 있어 널리 채택되고 있습니다. 흔들림의 크기는 가공부의 형상과 정도에 따라 달라지며 일반적으로 정밀가공에서 0.03mm 정도를 사용합니다. 작은 흔들림으로 인해 가공의 프로파일 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 가공에 쉐이킹 방식을 사용하지 않으면 작은 갭 방전 조건에서 안정적인 가공을 달성하기 어렵습니다. 이러한 이유로 인해 발생하는 불안정한 가공 현상은 정밀 가공에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 불안정 방전에 의해 형성되는 2차 방전은 가공 사이즈가 너무 커지게 할 수 있으며, 칩 제거 조건이 좋은 경우 전극 스케일링보다 실제 스파크 갭이 작아 가공 사이즈가 너무 작아지는 원인이 되기도 합니다. 크기를 정확하게 제어할 수 없습니다. 진탕 처리 방법을 사용하면 안정적인 처리를 달성하고 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.
(6) 가공이 어려운 부품은 안정적인 가공에 도움이 되지 않습니다. 일부 가공 부품은 가공 한계로 인해 가공 중에 불안정한 방전이 발생하기 쉽습니다. 표면 가공 초기에 날카롭고 날카로운 부품을 가공할 때 실제 방전 면적이 작고 전류 밀도가 높기 때문에 국부 부식 생성물의 농도가 너무 높고 방전 지점이 분산 및 이동할 수 없습니다. 방전 후 잔열은 확산 및 축적할 시간이 없어 과열을 유발하고 공정의 안정성을 손상시킵니다. 실제 처리 영역이 점차 확장되고 처리가 점차 안정화되면 일시적으로 전류를 줄이고 전기적 표준을 점차 높일 필요가 있습니다. 깊은 홀, 경사부, 깊은 캐비티부를 가공할 때 칩 제거가 어려워 가공 중 불안정 방전이 발생할 수도 있습니다. 칩 제거 성능을 개선하려면 적절한 조치가 필요합니다. 기울어진 전극의 처리는 슬래그 배출 높이가 높아야 합니다. 깊은 구멍 및 깊은 캐비티 부품은 변환을 통한 칩 제거를 개선하기 위해 전극에 대해 더 큰 크기 스케일링을 사용할 수 있습니다. 깊은 원형 홀을 가공할 때 C축을 설치하고 고정구를 사용하며 동심원으로 가공 중에 C축이 회전할 수 있어 매우 안정적인 가공이 가능합니다. 가공이 가능한 경우 코너 청소부는 3-축 연동 방식, 즉 비스듬한 가공을 채택하여 가공부의 작은 면적으로 인한 불안정 방전 현상을 방지합니다. 또한 가공이 어려운 일부 부품에 측면 서보 가공을 사용하면 방전 안정성을 향상시킬 수도 있습니다. 보이드를 피하고 전극에 배기 및 칩 제거 구멍을 열어 사용하면 일부 어려운 가공 상황에서 불안정한 방전 현상을 개선할 수도 있습니다.
(7) 처리 작업 과정에서 처리 문제로 인한 불안정한 방전 현상. 처리 작업의 일부 작은 단계가 제대로 처리되지 않은 경우에도 불안정한 방전이 발생할 수 있습니다. 작거나 클램핑하기 어려운 공작물과 전극은 안정적인 클램핑 방법이 없기 때문에 가공 중에 느슨해져 방전이 불안정해질 수 있습니다. 연삭기로 가공한 공작물은 특히 작은 공작물의 경우 자성을 생성합니다. 가공물을 탈자 처리하지 않고 직접 방전 처리하면 가공 칩이 흡착되어 배출하기 어려워 가공 중에 방전이 불안정해집니다. 따라서 가공 전에 공작물을 감자할 필요가 있습니다. 가공 부위에 부스러기, 녹, 버가 있어 가공 초기에 배출이 매우 불안정합니다. 관통 구멍이 있는 부품의 가공은 클램핑 중 칩 제거를 위한 구멍 사용을 고려하지 않아 막힌 바닥 가공으로 인해 가공 안정성이 크게 감소합니다. 가공 중 "슈팅" 현상은 공작물을 느슨하게 할 수 있으며 가스 점화 과정도 가공의 안정성에 영향을 미칩니다. 가공 중에 기울어지게 하는 전극 보정 편차도 방전의 안정성에 약간 영향을 미칠 수 있습니다. 캐비티가 깊은 부분의 가공에 있어서 쌓인 이물질을 브러시로 제때 제거하지 않으면 가공시 불안정한 토출이 발생하여 원활한 가공 진행이 어려울 수 있습니다. 위에서 언급한 작동 중 방전이 불안정한 이유에 따라 처리 안정성을 개선하기 위해 해당 조치를 취할 수 있습니다.
앞선 글에서 방전가공 시 방전불량의 원인 분석을 통해 가공칩의 방전이 방전가공의 안정성에 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 대부분의 대책은 기본적으로 가공의 배출 상태를 직접 또는 간접적으로 개선하여 원활한 칩 배출 조건에서 안정적인 가공을 달성합니다. 방전 가공에서 다양한 간섭 요인을 이해하고 제거하는 것은 안정적인 방전 가공을 달성하기 위한 중요한 보증입니다. 방전 가공시 불안정 방전 현상을 개선하여 이상 방전 방지