2020 Fiscal Year Annual Research Report
Precision machining of non-circular section on insulated materials with lathe-type electrochemical discharge machine by shape-feedback
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18K03885
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
古谷 克司 豊田工業大学, 工学部, 教授 (00238685)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電解放電加工 / 板ばね / 泡 / ガラス / 絶縁体 / 電流波形 / 形状加工 / 力制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラス，圧電セラミックスなどの無機絶縁体への微細加工法は進展が遅れている．電解放電加工では電解液中で放電を起こすことで絶縁体に微細形状を創成することができ，かつ，装置を小型に構成できる．そこで本研究では，電解放電加工法において，特にその加工性能(精度，速度等)を改善することを目的とする．
そのために，10mNオーダの押し付け力を制御できる電極保持機構を試作するとともに，加工現象を詳細に観察することで加工誤差の発生過程を明らかにする．今年度は次の2項目を行った．
(1)工具電極押付力制御機構の改良 加工中には10mNオーダの力で電極を工作物に押し付ける．その力を制御するために変位センサを組み込んだ工具ホルダを開発している．変位センサへの電解液の影響を最小限にするために使用するホール素子へ磁界を加えるためにフェライト磁石を使用していたが，加工中に周囲温度が上昇すると磁力が減少することが測定される変位に影響を与えることが明らかになった．そのため，サマリウムコバルト磁石に変更した．
(2)異形状加工の試み 異形状加工をする場合には，工具電極の運動よりも放電発生の制御の方が重要になることが明らかになっている．そこで，印加電圧をオンオフ制御して加工実験を行った．直径5mmのガラス棒に対して突っ切り加工を行い，一辺3mmの正方形断面を加工した．加工中には工具電極が常に接触しているため，原理的にはインプロセスで形状測定が可能であるが，放電のノイズの影響を避けるために，工作物が2周する間加工して次の1周では形状測定するサイクルを繰り返し，加工の推移を測定した．電極が加工面に引っ掛かるのを避けるために，工作物が7度回転するごとに工具電極をいったん離すジャンプ動作を付加した．
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