2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13555069
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
毛利 尚武 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90126186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 昭弘 三菱電機株式会社, 名古屋製作所・放電システム部, 主事(研究職)
福澤 康 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10126477)
伊藤 義郎 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60176378)
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| Keywords | 単発放電 / 放電加工 / プローブ / 瞬時成形 / 機上計測 / パルスレーザ / 複合加工 / 微細軸 |
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| Research Abstract |
本研究は,細線電極による放電表面改質、微細軸の瞬時成形、成形した電極での微細加工などを行い,さらに瞬時成形した微細軸の先端をプローブとして形状測定する複合加工機を開発するものである.平成13年度は要素技術の完成を目指して以下の項目を実施した。
1)微細電極およびプローブの形状測定
既設の形彫り放電加工機を用いて微細電極およびプローブを多数成形し、SEMによって成形した形状の詳細な寸法測定を行った。成形微細軸の直径や軸との傾きなどの統計的なデータを採取し、最適な形状を得る条件を探査した。その結果、直径0.1mmのタングステン線を用いた場合の微細軸をうる条件は、投入エネルギが0.4Jであることが判明した。
2)放電加工用電源および機構部の製作
加工装置の放電電源として、電流100mA,パルス幅500nsの微細加工用電源と、電流100A,パルス幅10μsから400μsの電極成形用単発放電電源とを製作し,これらを加工プロセスの各段階に応じて切り換えて用いるよう工夫した。特に、微細電極やプローブの瞬時成形においては,微細電極保持機構を有し電極形状の機上計測を可能とする専用加工機構を製作した。電極の形状計測には、当面カッタの刃との電気的な接触検知方式を用いた。
3)微細電極先端部の材料分析および単発放電中の極間現象の観察
上記電極成形メカニズムの検討のために,先端部断面の金属組織の分析を行い、冷却過程を推測した。先端部は溶融冷却部と未溶融再結晶部とからなっていることが判明した。さらに電極瞬時成形のメカニズムを明らかにすると共に、最適加工条件を選択するために、時間分解イメージング法による単発放電中の極間現象を観察した。観察には,パルスレーザーを光源とし、油中、液滴、蒸留水や気中において実験を行った。これらことから、電極は先端が一旦溶融した後に軸方向に移動して微細化が進行していることが推測された。
4)放電加工テーブルの試作
モータ駆動の小型2軸テーブル(可動距離10mm,移動ピッチ1μm)上にSPMで用いられるピエゾチューブ(平面移動100μm上下動7μm)を搭載して、微粗動可能な2モードタイプの加工テーブルを試作している。現在各モードの試験中である。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] 武沢英樹, 毛利尚武, 伊藤義郎, 堀尾健一郎: "単発放電による微細軸瞬時成形プロセスの解明"生産と加工に関する学術講演会2001. 237-238 (2001)
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[Publications] 田辺里枝, 伊藤義郎, 武沢英樹, 毛利尚武: "大電流単発放電における細線電極消耗挙動の時間分解観察"電気加工学会全国大会(2001)講演論文集. 17-18 (2001)
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[Publications] Hideki Takezawa, Yoshiro Ito, Naotake Mohri: "The Behavior of Thin Electrode Wear in Electrical Discharge Machining"13th International Symposium for Electromachining ISEM XIII. 2. 727-735 (2001)
