전극과 그 분해

전극은 일반적으로 금형 가공에 사용됩니다. 전극은 주로 금형의 캐비티 가공에 사용되는 방전 가공(EDM)에서 스파크 가공을 위한 도구 역할을 합니다.

전극이란 무엇인가요?

전극은 스파크 가공에 사용되는 공구입니다. 금형 가공에서 일부 부품은 너무 복잡하거나 내부 각도가 작고 필렛이 있어 기존 공구가 닿지 않는 경우가 있습니다. 또는 공구 길이가 너무 길어서 공작물을 가공할 수 없는 경우 전극을 EDM에 사용합니다.

전극용 재료

1. 적색 구리

적색 구리는 널리 사용 가능하며 전기 전도성이 우수합니다. 전기 아크가 쉽게 발생하지 않고 가공 손실을 최소화하면서 까다로운 조건에서도 안정적으로 가공할 수 있습니다. 미세 가공을 통해 Ra1.25μm 이상의 표면 거칠기로 높은 정밀도를 달성할 수 있습니다. 이 공정은 날카로운 모서리와 섬세한 형태를 유지할 수 있습니다.

그러나 기계적 가공 성능이 흑연보다 떨어지고 연삭이 어렵습니다. 기계적 강도가 낮아 시간이 지남에 따라 클램핑, 조정 및 안정적인 가공을 유지하는 데 도움이되지 않습니다. 밀도가 높기 때문에 처리 피드 시스템의 부담이 증가하고 시스템 요구 사항이 높아져 전극 설치 및 조정에 불리합니다.

2. 흑연

적색 구리 전극에 비해 흑연은 몇 가지 장점이 있습니다:

1). 전극 마모 감소(거친 가공 시 적색 구리의 1/5~1/3 수준).

2). 더 빠른 가공 속도(적색 구리의 약 1.5~3배).

3). 적색 구리의 1/4 수준인 절삭 저항으로 가공성이 향상됩니다.

4). 처리 효율은 2배, 무게는 1/5로 가벼워져(적색 구리의 1/5) 대형 전극에 적합합니다.

5). 고온 저항성 및 낮은 열팽창 계수(적색 구리의 약 1/4).

단점으로는 취성(작동액에 담그면 감소 가능), 손상되기 쉽고 아크 화상을 입기 쉬우며 표면 거칠기가 최대 Ra2.5μm에 불과하여 정밀 가공 시 손실이 크다는 점 등이 있습니다. 얇은 판이나 날카로운 모서리로 쉽게 형성되지 않습니다.

3. 구리 텅스텐 및 은 텅스텐 합금

구리 텅스텐 전극은 높은 열전도율, 낮은 손실률, 낮은 열팽창으로 인해 사용됩니다. 또한 텅스텐의 높은 융점은 금형강 및 텅스텐 카바이드 공작물뿐만 아니라 정밀 가공에 널리 사용됩니다. 구리 텅스텐과 은 텅스텐 합금은 가공성이 비슷하고 가공 안정성이 우수하며 전극 손실이 적지만 가격이 구리의 약 40배와 100배에 달하는 고가입니다.

4. 황동

황동 전극은 적색 구리보다 마모가 심하고 가공 속도가 느리지만 방전 시 단락이 적어 안정적인 가공이 가능합니다. 현재 황동 전극은 일반적으로 EDM 성형에는 사용되지 않지만 저속 와이어 절단에는 여전히 사용됩니다.

5. 강철

강철은 가공성이 좋아 전극 재료로 사용되지만 가공 안정성이 떨어집니다. 강철 다이 가공에서 가공 속도는 적동보다 1/3~1/2이고 전극 마모율은 15%~20%로 낮은 손실을 달성할 수 없습니다.

이러한 일반적인 전극 재료의 적용 특성을 요약하면 EDM용 전극 재료는 다음과 같은 기본 성능 요구 사항을 충족해야 합니다:

• 녹는점이 높을수록 전극 재료의 녹는점이 높을수록 상대적인 전극 손실이 작아집니다.
• 열 전도성이 우수하여 방전 시 발생하는 열이 빠르게 소멸되어 가공 매체의 절연 특성을 빠르게 회복하고 아크 화상 발생을 억제합니다.
• 전기 전도성이 우수하여 이온화를 촉진하고 방전을 위한 기본 조건을 충족합니다.
• 열팽창 계수가 낮아 EDM 중에도 전극 크기를 안정적으로 유지하여 가공 정밀도를 보장합니다.
• 기계적 특성이 우수하고 가공이 용이하며 변형 저항성이 우수합니다.

전극 분해하기

전극의 가공 방법에는 일반적으로 CNC 밀링 또는 와이어 절단이 포함됩니다. 전극의 표면이 오목하고 볼록한 복잡한 경우 CNC 밀링이 필요합니다. 때로는 전극을 통째로 가공할 수 없어 두 개 이상의 부품으로 나누어 가공해야 하는 경우도 있습니다. 전극을 여러 부분으로 나누어 금형의 여러 부분에 대한 방전 가공을 수행하는 이 과정을 전극 분해라고 합니다.

전극 분해의 목적

플라스틱 금형 제조에서 EDM(방전 가공)은 거의 필수 불가결한 요소입니다. EDM의 가공 속도는 금형 제조의 주기, 품질 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 전극(구리 전극)에 대한 상세한 분석과 합리적인 분해가 필수적입니다. 분해 품질은 금형 제조 수준, 가공 속도, 제조 비용, 심지어 금형의 전체 구조를 직접적으로 결정합니다. 전극 분해 능력은 금형 설계자의 종합적인 수준, 구조적 사고의 정확성, 가공 기술 수준을 반영합니다. 전극을 합리적으로 분해하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다:

• 금형 가공을 간소화하세요.
• 몰드 구조를 개선합니다.
• 금형 제조 주기를 단축하세요.
• 금형의 품질을 향상하세요.
• 몰드 코어와 캐비티의 치수 정확도를 개선합니다.
• 전극 재료 비용을 절감하세요.

전극 분해 프로세스

전극 분해는 금형 가공의 필수적인 부분입니다. 전극 분해의 품질은 금형의 가공 속도와 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 설계자는 금형 제작자 및 EDM 기술자와 폭넓게 소통하여 경험을 수집하고 요약해야 합니다. 회사의 가공 조건에 따라 합리적인 분해 계획을 논의하고 결정합니다.

1. 전극의 분해 위치를 결정합니다.

직각, 예각, 좁은 홈(고속 기계와 소형 공구를 보유한 경우 좁은 홈을 직접 가공할 수 있음), 텍스트 영역 등 일반적으로 CNC 기계로 가공할 수 없는 부품은 전극 분해가 필요합니다. 전극 분해는 공작물을 분석하고 분해 위치를 결정한 후 가장 재료 효율적이고 가장 빠르고 효과적인 방법으로 수행해야 합니다.

2. 전극의 성형 부품 분해 2.

전극의 성형 부품을 분해하려면 일반적으로 표면을 추출하거나 차이를 계산하여 모양을 근사화한 다음 전극 성형 부품의 구조를 얻기 위해 후속 편집을 수행합니다. 성형 부품을 분해 할 때 가능한 한 많이 확장하는 것이 중요하지만 간섭을 피해야하며 분해 된 전극이 필요한 부품을 효과적으로 형성 할 수 있는지 확인해야합니다.

3. 플러싱 위치 그리기

EDM의 플러싱 높이는 일반적으로 공작물의 가장 높은 부분보다 2~5mm 높게 설정하여 EDM 가공 중 잔류물을 쉽게 제거할 수 있도록 합니다. EDM은 많은 잔류물을 생성하며, 즉시 제거하지 않으면 2차 방전으로 인해 전극이 손상될 수 있고 과도한 탄소 축적으로 인해 특히 깊은 캐비티에서 공작물이 손상되어 사출 성형 중 결함이 발생할 수 있습니다. 플러싱 위치는 일반적으로 오프셋 표면과 스트레칭 기능을 사용하여 완성됩니다.

4. 데이텀 그리기

전극의 데이텀은 성형 부품의 정확성과 정확성을 직접적으로 결정하는 센터링, 보정 및 터치 번호에 사용할 수 있으므로 매우 중요합니다. 데이텀의 외부 치수는 일반적으로 정수이며, 일반적으로 데이텀의 가장자리에서 성형 부품의 가장자리까지의 거리는 3~8mm, 높이는 5~15mm입니다.

데이텀을 그리는 방법에는 일반적으로 두 가지 접근 방식이 있습니다:

하나는 성형 부품의 가장자리를 따라 균일하게 확대하여 기준점 중심에서 공작물 중심까지 소수점 이하가 되도록 하는 것입니다.

다른 하나는 성형 부품 모서리의 균일한 확대를 고려하지 않고 데이텀의 중심과 공작물의 중심을 정수로 사전 설정하는 것으로, EDM 가공 중 치수 오류를 방지하여 오류 발생 가능성을 줄이는 장점이 있습니다. 일반적으로 두 번째 방법을 권장합니다.

전극의 방향은 매우 중요하며 공장마다 표현 방법이 다릅니다. 일반적으로 전극의 세 모서리는 가공물의 모따기된 데이텀 각도에 따라 모따기되거나 모따기되지 않으며, 거친 전극과 가는 전극을 구분하기 위해 전극에 코드가 표시됩니다.

5. 전극 EDM 다이어그램

전극 EDM 다이어그램은 주로 작업 중 EDM 기술자를 안내하는 데 사용됩니다. 도면은 너무 많은 보기와 치수 없이 가능한 한 단순해야 하며 전극 위치 치수, EDM 간격 및 데이텀 위치만 표현하면 됩니다. 이 세 가지 요소가 전달되면 도면이 실행 가능한 것입니다.

전극 분해의 원리

전극을 분해하는 것은 일반적으로 이 8가지 원칙을 따르는 복잡한 작업입니다:

1. 제품의 외관 요구 사항을 충분히 고려하여 기술 사양을 충족합니다.
2. 큰 접착제와 작은 접착제 위치 전극의 방전 차이를 구분합니다.
3. 회사 내에서 효율적이고 실현 가능한 가공을 보장하기 위해 전극 가공의 난이도를 철저히 고려하고 평가합니다.
4. 각 전극과 각 부품의 정밀도 요구 사항을 충분히 고려하고 차별화하여 높은 표준을 맹목적으로 추구하는 것을 피하고 다양한 유형의 가공 장비 사용을 효과적으로 조정합니다.
5. 금형 제조 비용 절감을 목표로 합니다. 비용은 금형 가공에서 가장 중요한 지표입니다. 전극을 합리적으로 분해해야만 경제적 이점을 극대화할 수 있습니다.
6. 가공 공정의 배치와 영향을 충분히 고려하세요. 합리적인 공정 배열을 통해서만 전체 금형 세트를 빠르고 경제적으로 잘 생산할 수 있습니다.
7. 다양한 가공 공정과 전체 처리 속도의 균형을 유지합니다. 전체 금형 세트에 대해 고정 금형, 이동식 금형, 슬라이더, 경사 푸시 로드 및 인서트용 전극을 고려하고 분해 중에 전 세계적으로 균형을 맞추는 것이 좋습니다.
8. 여건이 허락하는 경우, 가공 과정에서 인적 오류를 최소화합니다.

전극 분해 시 고려 사항

전극을 분해할 때는 실현 가능성, 실용성, 변형 불가능성, 처리 편의성, 비용, 전극의 미적 외관 등을 고려하세요. 분해되는 전극의 수는 적을수록 좋습니다.

1. 전체 전극의 설계 및 제작

가능하면 전체 전극을 분해하세요. 그러나 처리 가능성을 고려하여 한 번에 완료하도록 하세요. 한 번에 처리할 수 없는 경우 여러 개의 전극으로 분해하세요. 아래 그림과 같이 일부 전체 전극은 특수하여 CNC 밀링, 와이어 절단 및 전극 부식 공정을 사용하는 등 여러 가공 단계가 필요합니다. 이러한 전극은 일반적으로 제품 정밀도를 충족해야 하며, 여러 개의 전극으로 분해하면 접합 자국이 생겨 제품 정밀도를 보장하기 어려울 수 있습니다.

2. 개별 전극 분해하기

분해 후에는 전극을 가공할 수 있어야 합니다. 때로는 전체 전극을 가공하기 어렵거나, 손이 닿지 않는 데드 코너가 있거나, 너무 길거나 너무 작은 공구가 필요한 경우 추가 전극 분해를 고려하는 것이 합리적일 수 있습니다. 때로는 국소 청소 전극이 필요하며 처리가 어렵지 않지만 방전 가공 오프셋과 보정 표준을 명확하게 이해하는 것이 중요합니다. CNC 가공 시 금형 코어의 동그라미 부분을 직접 가공하는 것은 어렵고, EDM용 단일 전극을 설계하고 가공하는 것도 어렵습니다. 전극을 그림의 (b)와 (c) 부분으로 분해하면 훨씬 쉽게 가공할 수 있습니다.

3. 리브 전극 분해하기

처음에 플라스틱 제품용으로 설계된 얇은 판과 같은 구조의 강도를 높이기 위해 이를 리브라고 합니다. 리브는 좁고 깊기 때문에 직접 가공하기가 어렵습니다. 일반적으로 리브 전극을 설계해야 합니다. 이러한 전극은 가공 중에 변형되기 쉽습니다. 직경이 작고 이송 속도가 적당한 새로운 공구를 사용하세요. 먼저 길이 치수를 정확하게 가공하되 폭 치수에 대해 약간의 여유(예: 1mm)를 두고 전체 윤곽을 둘러싸지 않고 양쪽에서 동시에 공구를 움직이면서 폭을 가공합니다. 또한 각 컷의 깊이는 0.2~1mm가 되어야 합니다. 너무 깊게 자르는 것은 바람직하지 않습니다.

4. 재료 상황

전극을 분해하기 전에 먼저 회사의 자재 상황을 파악하고 자재를 최대한 활용하기 위해 노력하세요. 수입 구리는 일반적으로 표준 치수에 한 면당 1~1.5mm를 추가해야 하며, 이는 대부분의 용도에 충분합니다. 국내에서 단조된 구리는 표준화가 덜 되어 있으므로 한 면당 2mm를 추가하는 것이 좋습니다.

5. 플러싱 및 보정 설정

전극의 직선 부분을 2~5mm로 설정하여 EDM 기계로 쉽게 플러싱할 수 있도록 합니다. XY축 보정을 측면당 약 3 ~ 8mm로 설정하고 베이스 높이는 5mm 이상으로 설정합니다.

6. 전극 데이텀 설계

전극 베이스에 둥근 모서리 3개와 각진 모서리 1개를 사용하여 각진 모서리를 몰드 캐비티의 데이텀에 맞추는 것이 좋습니다. 정수를 사용하여 전극의 중심을 몰드 캐비티의 데이텀에 맞춥니다.

7. 효율적인 전극 분해

전극을 따로 분해하지 마세요. 전체를 분해할 수 있는 경우 재료와 방전 시간을 절약하기 위해 함께 분해하세요. 가공이 어려운 경우 와이어 절단기나 조각기를 사용하여 모서리를 청소하세요.

8. 분해 시 재료 보존

높이 차이가 큰 전극은 재료를 절약하기 위해 여러 개의 전극으로 분해해야 합니다.

9. 대칭 전극 처리

대칭 전극은 종종 함께 가공되어 가공 중에 숫자가 이동합니다. 비슷한 모양의 전극은 구별해야 하며(예: 각진 모서리 또는 둥근 모서리 추가), 두 전극 사이의 접합부를 1mm 확장해야 합니다.

10. 분해 후 검사

분해 후 전극을 공작물에 장착하여 간섭이 없는지 주의 깊게 확인합니다. 유사하고 대칭적인 전극이 합리적으로 분해되었는지 확인하고, 이동 또는 회전된 전극의 거리와 회전 중심이 올바른지 확인합니다.

11. 전극 마감의 정밀도

전극의 거칠기와 미세도는 종종 제품의 외관 요구 사항에 따라 결정됩니다. 때로는 구리를 절약하기 위해 전극을 완성한 후 전극의 전체 곡면 디자인을 낮추고 전극에 정밀 밀링을 수행한 다음 정밀 EDM을 수행하기도 합니다.

12. 깊은 캐비티 가공

금형의 좁고 깊은 캐비티에 공구가 닿지 않아 거친 가공이 불가능한 경우, 부분적으로 또는 전체적으로 거칠고 미세한 전극을 가공해야 하는 경우가 많습니다.

13. 리브 전극 강화

리브 전극을 설계할 때 전극의 강도를 높이고 변형을 방지하려면 리브의 각도를 변경하고 강화된 베이스를 설계하세요.

13. 금형 선명도 보장

전극을 분해할 때 몰드 캐비티와 코어의 접착제 면을 베개 면과 분리하여 몰드 캐비티의 선명도를 보장합니다.

14. 전극 좌표 무결성 유지

분해된 전극을 설계할 때는 전극의 좌표계를 쉽게 변경하지 않는 것이 좋습니다. 도면 파일당 하나의 전극에 대해 어셈블리 분해를 사용합니다. 레이어를 사용하여 전극을 구분할 수도 있습니다.