2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of Machining Characteristics of EDM by Direct Observation of Gap Phenomena using Transparent SiC Electrode
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15H03899
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
國枝 正典 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90178012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
趙 永華 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90759052)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放電加工 / 加工現象 / 除去のメカニズム / 高速度ビデオ / 放電電流波形 / 単発放電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放電加工において，一回の放電で除去されるのは工作物表面の溶融体積のうち数％で，残りは溶融再凝固層として工作物表面に残留することが基礎研究によって分かっている．この除去率を数十％に増加させることができれば，加工速度と効率の大幅な向上が見込める．昨年度は高周波波形によって溶融部表面を共振させて除去量を増やすことに成功しているが，これは放電持続時間が数msという時間領域であり，実用的な範囲からは外れている．
除去量の増大を得るには溶融部を飛散させる力学的要因を把握する必要があるが，これは未だに解明されておらず，複数の説が存在する．その中でも筆者らは、工作物の除去は溶融部内の表面に向かう負の圧力勾配によって引き起こされると考えている．この説に基づけば，放電中は高圧のアーク柱によって溶融部を押さえつけ，最後に波形を急峻に立ち下がらせることで一気にアーク柱を消失させれば，極間の圧力が瞬間的に下がり，溶融部を突沸によって勢いよく飛散させて除去することができると考えられる．そこで，各種放電電流波形における単発放電実験を行なって放電痕形状を比較し，以下の結論を得た．
(1)立ち下がりの急峻な波形によってアークを素早く消失させ，極間の圧力を瞬時に下げることによって，溶融部を飛散させて除去効率を上げることができる．
(2)波形の立ち上がりを急峻にすることは溶融体積を増加させるが，除去量を増やす効果は無い．
過去の研究により，立ち上がりが緩やかな波形は電極消耗を低減させることがわかっており，そのかわりに加工効率は低下するというのが通説であったが，本研究においてはそれとは異なる新たな知見が得られた．しかし，これらの結論はあくまで単発放電におけるものであり，連続放電では違った結果が得られる可能性がある．そのため今後，各波形の連続放電における除去効率を比較する必要がある．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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