KR100665586B1 - 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전가공용 전극선(이하 "와이어"라 칭함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1 금속인 와이어에 제 2 금속을 도트 플랜티드 방식으로 심어 코티드 와이어의 단점인 코팅층의 박리와 가루가 떨어지는 현상을 미연에 방지하여 고속정밀가공에 적합토록한 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선에 관한 것이다.

선등록 특허 제 484990 호인 용융도금방식을 채택하여 와이어 표면에 아연을 코팅하는 방식과는 달리 제 1 금속인 와이어에 제 2 금속을 도트 플랜티드 방식으로 심어 방전가공 속도의 향상과 피가공물에 대한 전극선 성분의 부착량을 감소시킬 수 있도록 하는 도트 플랜티드 방식의 와이어 방전가공용 전극선 및 그 제조방법을 제공함으로써 전극선 표면에 심어진 제 2 금속 으로부터 가루(powder) 발생을 방지시켜 정밀가공이 이루어지도록 할뿐아니라 일반 와이어 방전가공기 에서도 사용이 가능토록 함에 그 특징이 있다.

방전가공기, 와이어, 다이스, 도트 플랜티드, 아연

Description

도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선{Dot planted electrode for electric discharge machining a wire}

도 1 은 본 발명의 그림을 부가시킨 블록도

도 2 는 도 1 도금라인의 개략구성도

도 3 의 A,B는 도 1 의 심기(planted)와 인발에 사용되는 다이스의 구성도

도 4 는 코티드 와이어 와 도트 플랜티드 와이어의 비교상태를 나타내는 단면구성도

도 5 는 본발명 도트 플랜티드 와이어의 표면사진

*도면중 주요부분에 대한 부호의설명

1,1a : 와이어 2 : 뾰족한 단부, 3 : 송출기 4 : 용해조

5,5a,5b : 다이스 6 : 권취기

본 발명은 방전가공용 전극선(이하 "와이어"라 칭함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1 금속인 와이어에 제 2 금속을 도트 플랜티드 방식으로 심어 코티드 와이어의 단점인 코팅층의 박리와 가루가 떨어지는 현상을 미연에 방지하여 고 속정밀가공에 적합토록한 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선에 관한 것이다.

본 발명은 특히 선등록 특허 제 484990 호와 연관되는 것으로서, 선등록 특허인 코티드 와이어 즉, 와이어 표면 전체에 기능성 금속인 제 2 금속을 코팅시켜만든 제품의 단점을 보완한 개량발명에 관한 것이다.

일반적으로 방전가공이라 함은 방전 가공용 전극선(EDM wire)과 피가공물 사이에 전극선을 연속적으로 공급하면서 방전현상을 발생시키고 이 방전에 의하여 발생되는 열로써 피가공물을 용융 절단하는 것으로 특히 형상이 복잡하고 정밀해야 하는 피가공물 예를 들면 금형등의 가공에 많이 이용되고 있다.

상기한 방전가공을 위하여 사용되는 종래의 전극선은 약 10mm 굵기의 선으로 부터 인발(Dies)하는 것으로 수십회 점차적으로 가늘게 하여 방전가공기에서 사용하는 0.25mm를 만드는데 이 과정에서 표면은 내부와는 달리 다이스와의 마찰로 인하여 불안정한 조직을 갖게되며, 이 불안정한 표면이 방전할 때 문제를 일으키는바 즉, 가공재료와 가공하는 방전 가공용 전극선 사이에 방전(약 20,000℃ 방전표면온도)이 일어나면 가공재료와 전극선 양쪽 모두의 표면에서 금속이 떨어져 나오는데 이때 가공재료는 통상적으로 단조 되고 열 처리되어 조직이 치밀한 금속인 반면에 와이어는 그렇지 못하다.

따라서 방전이 이루어지면 가공재료보다 더 많은 가공이 와이어 표면에서 이루어지며 이때 와이어 표면의 불안정 표층으로부터 비교적 큰 입자가 떨어지게 된다.

즉, 가공재료와 와이어 사이의 간격은 1차 방전가공할 때 약 0.05mm(50μ),마지막 임상가공일 때 0.002-0.004mm(2-3μ)로 매우 좁은 공간이며, 특히 마지막 마감가공의 경우 1-2μ의 작은 입자도 방전에 악영향을 주게되고, 이렇게 방전을 방해하는 입자가 전극선 표면에서 떨어지는 와이어로 가공하면 가공면의 표면품질은 나쁠수 밖에 없으며 가공속도 또한 늦어진다.

따라서 이를 해결하기 위하여 선등록 특허 제 484990 호 에서는 용융도금방식을 이용하여 와이어 표면 전체에 아연을 코팅하고 있는바, 보다 구체적으로는 용융도금방식에서 제 2 금속의 용해열에 의하여 제 1 금속인 와이어 표면이 가열되고 이로 인하여 용융코팅 물질(제 2 금속)인 아연이 와이어 표면에 확산 현상에 의한 합금이 이루어지면서 코팅이 되는데 이 확산에 의하여 제 2 금속은 제 1 금속의 주성분인 동(구리)을 함유하게 되므로서 후공정의 신선(Drawing)공정 에서 깨어져 표면이 균일하지 못하게 되는것을 방지하는 방법에 대한 것이었다.

그러나 선등록 특허의 경우 코팅재인 제 2 금속이 깨지지않는 연한성질을 갖고있는 이유로 사용중 떨어져 가루발생의 가능성이 생겨 정밀가공이 이루어지지 않는 문제가 있었고, 또한 가루발생으로 인하여 코티드와이어 방전가공기에서만 사용이 가능하고 일반와이어 방전가공기에서는 사용 할수없는 사용상의 제한이 따르는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한것으로, 특히, 선등록 특허 제 484990 호인 용융도금방식을 채택하여 와이어 표면에 제 2 금속을 코팅하 는 방식과는 달리 제 1 금속인 와이어에 제 2 금속을 도트 플랜티드 방식으로 심어 방전가공 속도의 향상과 피가공물에 대한 전극선 성분의 부착량을 감소시킬 수 있도록 하는 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선을 제공함으로써 전극선 표면에 심어진 제 2 금속으로부터 가루(powder) 발생을 방지시켜 불안정한 표층을 제거시킨 청결한 전극선(Clean wire)으로 정밀가공이 이루어지도록 할뿐아니라 일반 와이어 방전가공기 에서도 사용이 가능토록 함에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 이해를 돕기 위해 블록 아래에 그림을 부가시킨 공정블록도면이며, 도 4 는 선등록 특허인 코티드 와이어와 본 발명인 도트 플랜티드 와이어의 비교상태를 나타내기 위한 단면구성도면이고, 도 5 는 본 발명으로 제조된 도트 플랜티드 와이어의 표면사진이다.

(실시예 1;표면성형)

제 1 공정은 소재 즉,와이어의 표면 성형공정으로 와이어의 표면에 제 2 금속의 부착을 비연속화 하기 위하여 표면을 도 1 의 그림1과 같이 성형한다.

이렇게 성형된 와이어(1)의 표면은 와이어(1)가 용해조내를 통과할때에 그림1과 같이 뾰족한 단부(2)에만 고열에 의한 확산 변화가 이루어져 제 2 금속이 부착(도금)되게 하기 위한 것이다.

(실시예 2;도금)

제 2 금속은 제 1 금속인 와이어에 비하여 단단한 금속(단일금속 또는 합금)이어야 하며 제 1 금속인 와이어 보다 방전가공성능이 우수한 모든금속을 포함한다. 상기한 제 2 금속을 도 2 와 같이 송출기(3)를 통해 공급하여 용해조(4)에 침적시킨 상태에서 제 2 금속의 양을 일정하게 하기위해 다시 다이스(5)를 통과시킨후 권취기(6)로 권취시키면서 제 2 금속이 부착(도금)되도록 한다.

(실시예 3;심기[planted])

상기의 제 3 공정인 도금 공정을 거친 와이어를 도 1 의 그림3및 도 3 과같이 프랜팅다이스(5a)를 사용하여 다이스(5a)를 통과한 와이어(1)를 끌어 당겨서 다이스를 통과시키게 되는데 이때 표면의 제 2 금속이 제 1 금속인 와이어(1)의 표면에서 떨어지지않고 중심방향으로 심게(planted)하는 것이 중요한바, 이를 위하여 다이스(5a)의 진입각도는 10-12도가 바람직하고 통과 내경평행구간길이는 통과할 와이어 직경의 20-25%가 바람직하며 다이스(5a)통과시 와이어의 표면과 다이스간의 마찰력을 줄이기 위한 윤활유는 유분함량 50-55%의 인발유가 바람직하다.

(실시예 4;인발[drawing])

직경이 0.6-1.6mm인 와이어의 표면에 제 2 금속이 심겨(planted)진 와이어(1a)를 0.1-0.4mm로 만드는 공정으로 이때 사용되는 다이스(5b)는 특별히 와이어(1a) 표면에서의 길이방향저항이 적도록 하여야 하고, 진입각도는 14-16도, 직선부길이는 와이어 직경의 40-45%로 하며, 표면에서 이탈된 제 2 금속의 제거를 위하여 20마이크론입자의 인조다이어몬드를 사용한다.

상기와 같은 와이어 표면 성형→도금→심기(planting)→인발(drawing)을 단 계적으로 걸쳐 방전가공용 전극선(와이어)을 용융도금뿐 아니라 전해도금으로 제조가능케 함으로써, 와이어의 표면 전체에 불규칙하고 무정형한 상태의 기능성 금속이 심어져 있으므로 코티드 와이어 에서와같이 가루발생 가능성이 전혀 없게되어 고속정밀가공이 가능함과 아울러 가공면의 표면품질이 우수하고 또한 일반 와이어 방전가공기에서도 사용가능한 것이다.

한편, 본 발명은 다양하게 변형 실시될 수 있으나 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였으며, 그러므로 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 실시 예로 한정되는 것이 아닌 것으로 인정되어야 하며 오히려 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상과 같은 본 발명은 제 1 금속인 와이어에 제 2 금속을 도트 플랜티드 방식으로 심어 방전가공 속도의 향상과 피가공물에 대한 전극선 성분의 부착량을 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 가루(powder) 발생을 방지시켜 불안정한 표층을 제거시킨 청결한 전극선(Clean wire)으로 방전가공이 이루어지도록 하여 가공면의 표면품질이 우수한 효과가 있으며, 일반 와이어 방전가공기 에서도 사용이 가능하여 그 사용성이 향상되는 효과가 있는 등 본 발명에 의하여 달성되는 효과가 매우 큰 것이다.

Claims (3)

1. 제 1 금속인 와이어의 표면에 제 2 금속을 도트 방식으로 심어지게 함을 특징으로 하는 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선.
2. 제 2 항에 있어서, 제 1 금속은 동 및 동합금, 제 2 금속은 제 1 금속보다 단단하며 방전성능이 제 1 금속보다 좋은 금속 및 그 금속의 합금들임을 특징으로하는 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선.
3. 제 1 항에 있어서, 제 2 금속의 표면적이 완성된 제품의 전체 표면적의 70%이하인 것을 특징으로 하는 도트 플랜티드 방식의 방전가공용 전극선.

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