2015 Fiscal Year Annual Research Report
超音波放電加工による多結晶ダイヤモンド焼結体の高能率微細加工に関する研究
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25420063
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
二ノ宮 進一 日本工業大学, 工学部, 准教授 (80453950)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超音波放電加工 / 多結晶ダイヤモンド焼結体（PCD） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電極を超音波振動させる超音波放電加工によって、比較的粗粒のダイヤモンド粒径で構成される多結晶ダイヤモンド焼結体（PCD）の高能率・高精度加工を実現し、その加工機構を明らかにする。今年度の研究において、主として、各種PCDへの高能率孔あけに関する加工特性を調査した。φ1mmの銅パイプ電極を用いて28KHzの縦振動を付与した結果、さまざまな放電加工条件において加工能率が向上することを示した。PCDの超音波放電加工で、電極消耗と除去能率を両立させるには、PCDの種類や極性およびパルス条件などの組み合わせに配慮して、適切な最適条件を選定する必要があることを明らかにした。
また、超音波スピンドルを採用して電極を回転させ、中実の銅タングステン電極によるPCDの超音波放電孔あけ加工を試みた結果、電極の超音波振動を付与しない場合には、被加工面の回転軸中心部が凹状になる加工痕が見られた。これは、電極の回転によって加工液に渦流が生じ、加工屑が電極中心部に凝集するためと考えられる。電極に超音波振動を付与した場合は、比較的平坦な加工面性状となっており、電極に超音波振動を付与することで加工屑の排出性が向上していると考察した。
PCDのワイヤー放電加工に対して超音波振動付与の効果を確認するため、PCDワークを超音波振動させた切断実験を試みたが、形彫り超音波放電加工に比べて超音波振動による加工能率の向上は顕著に現れなかった。ワイヤー放電加工では、電極であるワイヤーが常に移動するので、元来、電極と被加工材の放電ギャップに加工屑が滞在し難く、超音波振動による加工屑排出作用のアドバンテージが強く働かないと結論付けた。
さらに本研究は、PCDセグメントを電極として同一工具で放電加工から研削仕上げまで行う「放電・研削逐次加工」へと展開し、新しい加工技術の開発の礎となった。
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