放電加工の基礎知識

放電加工の特徴と精度について

放電加工は、電気エネルギーで火花を起こし、金属の溶解・冷却・飛散を繰り返し

金属を加工することを放電加工と呼びます。

そのため、現在では放電加工は精密な加工を要する場面での仕様が増加しています。

今回はその放電加工の特徴や加工精度についてご紹介します。

1.放電加工とは?

放電加工とは一般的な刃物で金属を加工する方式に対して、

電気エネルギーを利用して金属を加工する方法です。

基本的には、油や水などの絶縁体の加工液の中で、電極と通電性のある被加工物の間で

短時間のパルス性放電を繰り返し発生させることで生じる火花により、

加工物を溶かしながら電極の形に彫り込む加工方法です。

2.放電加工はどんなものに適しているのか?

放電加工の最大の特長は、導電性を持つ材料であるならば、

硬さによらず加工することが出来ることです。

そのために、超硬、チタン、ステンレス等の難削材であっても

金属間での放電を利用した加工となっておりますので、微細な形状の加工が可能です。

また、加工可能な形状に制限が少ないことも特徴の一つです。

機械加工で困難な薄物や長軸物、異形状を容易に加工することが可能となります。

一般に放電加工の加工精度は非常に高く、

形彫り放電加工もワイヤー放電加工も±20~2μm程度かつ

仕上面粗さもRz0.5㎛の精度まで加工が可能です。

放電加工はバリが発生することが少なく、

精密な加工に適している点から、金型製作などに使用されることが多いです。

さらに、スマートフォンや車のエンジン回りなどの身の回りにある

製品の部品向けに使われております。

3.放電加工の種類とは?

放電加工にはワイヤー放電加工と形彫放電加工の2種類があります。

ワイヤー放電加工は、直径0.2mm程度のワイヤー線を電極として、

板状の工作物との間に放電を発生させ、

必要な形状を糸鋸盤のように複雑な形状に切り抜く加工です。

ワイヤー電極は使い捨てにより電極消耗による形状の崩れがないために、

容易に精度の高い形状加工が可能です。

形彫り放電加工は切削などで成形した銅、銅タングステン、グラファイトなどの

電極と工作物の間で放電を連続して発生させて、

電極形状が反転した凹形状を加工します。

加工中に電極が消耗してしまう場合があるために、

ワイヤー放電加工よりも多少工数がかかることがあります。

>>>ワイヤー放電加工についてはこちら

>>>ワイヤー放電加工機の電極線を選ぶ上でチェックリストについてはこちら

4.加工液の種類と役割

放電加工は加工液中で行います。

加工液が無ければ、火花による工作物の溶融部分が飛散しないために加工が出来ません。

その放電加工における加工液の役割は排出と冷却作用に当たります。

その具体的な役割として、極間の絶縁、極間の冷却、

溶融部の除去、加工くずの排出、絶縁の回復等が挙げられます。

例えば、発生した過剰な加工くずが電極と工作物の間で作るすき間の「ギャップ」に

滞留することにより、加工が不安定になることや発熱した加工物は

表面にひずみや熱変質層を生じさせるために硬度や腐食につながるなど、

加工液の性質が加工特性に影響を及ぼします。

さらに、放電加工の種類によって使用される加工液は異なります。

形彫り放電加工では油系の加工液を、

ワイヤー放電加工では脱イオン水(純水)を用いた加工が一般的です。

水の加工液は加工速度が速い一方で、

電極消耗や放電ギャップが大きいといった特徴があります。

他方で油の加工液は速度が遅く、

放電ギャップが小さいため、精度や面粗さに優れています。

そのため、ワイヤー放電加工機でも油を使用するものもあります。

>>>加工液についてはこちら

5.まとめ

放電加工は、導電性を持つ材料であるならば硬さによらず加工することが出来ます。

放電加工の精度は非常に高く、身の回りの製品の部品として扱われています。

しかし、その加工精度も加工液の種類や管理によっては精度に大きく影響を及ぼします。

適切な加工液を使用することで、加工品質を最大限向上させましょう。

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