와이어 EDM 보정 및 오프셋 계산: 기본 공식부터 금형 가공까지

와이어 EDM은 몰리브덴 와이어 전극을 통한 스파크 방전으로 가공물을 성형합니다. 와이어는 유한한 반경(일반적으로 0.16mm 또는 0.18mm)을 가지며 방전이 간극을 남기기 때문에, 와이어 경로는 가공물 윤곽에서 법선 방향으로 이동해야 합니다. 이것이 오프셋(보정)입니다. 이를 잘못 설정하면 부품이 도면과 어긋납니다.

1. 기본 오프셋 공식

오프셋 = 와이어 반경 + 방전 간극 (+ 기타 영향 요인)

예: 0.18mm 와이어에 0.01mm 방전 간극이 있으면 기본 오프셋은 0.18/2 + 0.01 = 0.10mm입니다.

방전 간극은 가공물 두께, 와이어 반경, 전류에 따라 표준 참조표에서 조회합니다. 고정밀 가공의 경우 와이어 진동과 같은 2차 요인도 포함해야 합니다.

2. 오프셋 방향: 내부 홀 vs. 외형 프로파일

내부 홀과 외형 프로파일은 반대 부호의 보정을 사용합니다:

• 내부 홀, 타이트 절단: 오프셋 = (와이어 반경 + 방전 간극) + 원하는 추가 여유
• 내부 홀, 간극 확대: 오프셋 = (와이어 반경 + 방전 간극) − 필요한 간극
• 범위 밖(음수) 보정은 경로의 바깥쪽에 적용됩니다.
• 외형 프로파일: 부호가 반대입니다. 간극 추가는 더하고, 감소는 빼며, 범위 밖 보정은 윤곽의 안쪽으로 들어갑니다.

3. 금형 가공 계산 예시

조건: 와이어 반경 0.06mm, 편측 간극 0.01mm, 끼워맞춤 간극 0.015mm; 받침판은 펀치보다 0.01mm 작게, 스트리퍼 플레이트는 펀치보다 0.02mm 크게.

피어싱 다이(부품 치수는 펀치가 결정, 끼워맞춤 간극은 다이에서 제외):

• 펀치: f = 0.06 + 0.01 = 0.07
• 다이: f = 0.06 + 0.01 − 0.015 = 0.055
• 받침판: f = 0.06 + 0.01 + 0.01 = 0.08
• 스트리퍼 플레이트: f = 0.06 + 0.01 − 0.02 = 0.05

블랭킹 다이(부품 치수는 다이가 결정, 끼워맞춤 간극은 펀치에서 제외):

• 다이: f = 0.06 + 0.01 = 0.07
• 펀치: f = 0.06 + 0.01 − 0.015 = 0.055
• 받침판: f = 0.06 + 0.01 + 0.01 + 0.015 = 0.095
• 스트리퍼 플레이트: f = 0.06 + 0.01 + 0.015 − 0.02 = 0.065

참고: 펀치와 금형 이젝터 핀은 다릅니다. 5mm 펀치는 표준 5mm이지만, 같은 홀용 이젝터 핀은 4.975mm입니다. 같은 홀을 다른 보정으로 절단하면 다른 부품이 됩니다.

4. 멀티패스 절단용 오프셋 설정

중속 와이어 EDM(MS-WEDM)은 일반적으로 멀티패스 절단을 사용합니다. 각 패스 설정 원칙:

• 두 번째 패스가 최종 치수를 결정합니다. 이후 스킴 패스는 거의 영향을 미치지 않습니다.
• 마지막 스킴 패스가 표면 품질을 제어합니다.
• 각 이전 패스는 와이어 반경 + 방전 간극 + 편측 스킴 여유분의 여유를 남기고, 마지막 패스는 여유를 남기지 않습니다.
• 표면 품질은 좋아졌지만 치수 정확도가 나빠지면 여유분을 다시 확인하십시오. 두꺼운 부품과 약한 조건에서는 여유분 분배에 더 민감합니다.
• 중요하거나 높은 부품의 경우 모든 패스의 오프셋 데이터를 검증하고 매뉴얼만 의존하지 마십시오.

5. HS-WEDM의 수동 스킴 컷 보정

고속 와이어 EDM(HS-WEDM)에는 자동 스킴 컷 기능이 없으므로 보정을 수동으로 계산합니다:

• 오프셋은 주로 가공물 두께에 따라 달라지며 재료에 따라 달라집니다(일반적으로 0.02~0.06mm).
• 50mm가 넘는 두께의 부품은 일반적으로 0.055mm와 0.015mm의 오프셋 쌍을 사용합니다.
• 1차 및 2차 패스 오프셋이 잘못되면 스킴 패스가 정지하고 배럴 형태의 부품이 만들어집니다.
• 허용 오차가 엄격한 부품은 먼저 시험 절단하십시오. 장기간 사용 후 와이어 지름을 정기적으로 측정하고 실제 지름으로 다시 계산하십시오.
• 조립에 들어가는 부품의 경우 공차를 고려하고 작은 모서리에 작은 R을 사용하며 내부 R과 외부 R을 구분하십시오.

6. 보정 경로 끊김 및 역방향 보정

캐비티에서 두 개의 작은 호가 만날 때 소프트웨어가 ’보정 후 경로 끊김’을 보고하면:

1. 원래 형상을 보정 값 하나만큼 안쪽으로 오프셋합니다.
2. 호 접합부에서 등거리 오프셋을 시작하고 두 호 중심 중 하나에서 90° 보조선을 그립니다.
3. 두 호를 보조선까지 연장하고 교차점을 연결합니다.
4. 역방향(바깥쪽) 보정을 적용하여 올바른 프로그램을 생성합니다.

오프셋 공식, 내부/외부 부호 규칙, 금형 예시를 숙지하고 ’와이어를 자주 측정하고 타이트한 부품을 먼저 시험 절단하라’를 지키는 것이 정확한 와이어 EDM 프로그래밍의 기초입니다.