| 研究概要 |
放電加工では,放電パルス条件が同一であっても,電極の曲率や傾斜,ギャップ中の加工屑濃度などが電極消耗量やギャップ分布に影響し,加工精度を低下させる.また,放電位置の偏在は放電面に沿った電極温度分布に影響を及ぼし,温度の高い箇所で絶縁破壊強度を低下させる.これによって,加工精度が低下したり加工が不安定となる.そこで,加工の精度や安定性をシミュレーションするためのプログラムを作成した.また,放電点近傍の温度分布を測定し,温度が放電の発生箇所に及ぼす影響を調べた.
シミュレーションプログラムの作成
実際の放電加工現象に忠実に,以下のような単純なルーチンの繰り返しとして加工を表現した.つまり,電極面に沿ってメッシュ分割し,メッシュ毎にギャップが狭く,加工屑濃度が高く,電極表面温度が高いほど放電確率が高くなる様に定義された評価関数を計算する.そして,電極面上を探索し,評価関数の最も大きなメッシュに放電を発生させる.次に,ギャップと曲率の影響を考慮して,そのメッシュで電極と工作物の除去を行なう.次に,新たに発生した加工屑を近傍のメッシュに配置し,すでに過去の放電によって各メッシュに蓄積されている加工屑を再配置する.そのあと電極を送り,放電点からの熱流束を考慮に入れて差分法による電極表面温度の熱伝導解析を行なう.
2.放電点のプラズマ温度と絶縁回復特性
放電点の決定因子として,ギャップと加工屑濃度については筆者の過去の研究で調べられていた.そこで,本年度は前の放電により発生したプラズマの温度が,パルスの休止時間中にどの様に低下し,何度で近傍の絶縁が回復するかを調べた.方法としては,設備備品として購入した分光器を用いて相対強度法により放電中,ならびに放電終了後のプラズマの温度測定を行なった.その結果,放電中のプラズマ温度は約7000Kであり,放電終了後約2〜3μsで約5000Kに低下する.そして,5000K以下に低下した場合は次の放電点は他の場所に移動し得るが,それ以上の場合は同じ点で放電が生じることが明らかになった.このしきい値を評価関数に組み込み,電極面上の温度分布を考慮したシミュレーションが可能になった.
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