2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on high-spindle-speed EDM with non-contact electrical feeding using resonance of discharge circuit
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15K13843
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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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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放電加工 / 微細加工 / 非接触給電 / 静電誘導給電 / 高速工具回転 / 共振 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放電加工による小径穴加工の加工速度や加工精度を向上させるためには、工具電極の高速回転が有効である。しかし、給電にブラシを用いた場合は、特に微細穴加工の場合、芯ブレが生じる。また、ブラシと回転軸との接点で発熱するなどの問題がある。そこで、非接触給電の方法として静電誘導給電を用いた。パルス電源をキャパシタンスを介して加工間隙に容量結合する。そして、給電電極と回転軸との間隙に形成されるキャパシタンスを利用すれば、非接触給電による放電加工が可能であることを明らかにした。しかし、この間隙に形成されるキャパシタンスは数十pFと微小であるため、大きな放電エネルギーを得ることが困難であった。そこで、高周波パルスを用い、絶縁破壊を検出してから一定時間、高周波放電を持続させることによって、その持続時間中は同じ場所に放電点を集中させ、大きな放電エネルギーが得られることを示した。さらに、平成27年度の研究成果として、高周波パルスの周波数を放電回路の共振周波数と一致させることによって、小さなキャパシタンスであっても大電流の高周波放電が得られることが分かった。よって、パルス列の持続時間中に、高周波放電が持続し易くできることを明らかにした。そこで、平成28年度は高周波放電の持続性を評価するために、導電性があり透明である単結晶SiCを電極に用い、パルス列の間に放電点が同じ場所に集中して持続することを高速度ビデオを用いて観察した。また、共振を用いた非接触給電により、直径143ミクロンの工具電極を用いて板厚200ミクロンのステンレス箔に貫通穴加工を行い、工具電極の回転速度が加工速度や加工精度に及ぼす影響を調べた。その結果、最大3300rpmの回転数の範囲内において、回転速度が大きいほど加工速度が大きく、工具電極消耗が少ないことを示した。また、側面のギャップ長が小さく、貫通穴の真直度が良いことを明らかにした。
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