深穴加工にも対応でき、高い形状精度を有する曲がり穴放電加工法の確立

建立可进行深孔加工且具有高形状精度的弯曲孔放电加工方法

基本信息

批准号：
21K03816
负责人：
山口篤
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hyogo Prefectural Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03816/
关键词：
放電加工つり下げ電極曲がり穴屈折穴屈曲穴深穴

项目摘要

申請者らは，電極球と銅箔で構成される「つり下げ電極」を用いた曲がり穴放電加工法の開発を進めている．これまでの研究を通じて，工作物を傾斜させて電極球を重力方向へ進めることで曲がり穴が加工できることを明らかにしたものの，得られる曲がり穴の形状精度は課題を有していた．具体的には，つり下げ電極は振り子のような挙動を示すため，工作物の傾斜角度よりも大きく曲がりすぎる現象（オーバーカーブ現象）が生じ，設計した曲がり穴形状と誤差が生じていた．そこで，この振り子現象を抑制するために，銅箔を誘導するための２種類のガイドを使用する曲がり穴加工法を考案し，実現可能性の検討を行った．一つ目は，屈折穴を正確に加工するための，「固定箔支持ガイド」を使用する方法である．この固定箔支持ガイドを使用して，直線穴の底に電極球を配置する．工作物を傾斜させた状態で加工を開始し，重力方向に電極球を降下させる．これにより，直線と直線が結合した屈折穴形状を加工することがきる．実験の結果，アルミニウム合金および炭素鋼の工作物に対して，30度，60度，90度（直角）や100度など種々角度の屈折穴を，角度と穴底位置ともに正確に加工できることを示した．一方で，この固定箔支持ガイドは屈折穴加工には適しているもの，加工方向が刻々と変化する屈曲穴の加工には課題を有することも明らかになった．二つ目は，屈曲穴を加工する方法として，「タンデムガイド」を使用する方法である．これは，銅箔に取り付けるタイプのガイドで，電極球と一定の距離を保ったまま加工を進める．タンデムガイドは，振り子現象の影響を低減することができるともに，電極の位置を正確に予測することができる．今後，曲率や最終角度の異なる屈曲穴の加工実験を行うとともに，深穴加工への適応可能性など，詳細な検討を進めていく．

申请人正在开发一种使用由电极球和铜箔组成的“悬浮电极”的曲孔放电加工方法。通过之前的研究，已经发现可以通过倾斜工件并使电极球沿重力方向前进来加工弯曲孔，但所获得的弯曲孔的形状精度一直是个问题。具体而言，由于悬吊电极表现出类似钟摆的行为，因此存在其弯曲程度超过工件倾斜角度的现象（过曲线现象），导致设计的弯曲孔形状出现误差。因此，为了抑制这种摆锤现象，我们设计了一种使用两种类型的导轨来引导铜箔的弯曲孔加工方法，并研究了其可行性。第一种方法是使用“固定箔支撑导轨”来精确加工弯曲孔。使用此固定箔支撑导轨，将电极球放置在直孔的底部。工件倾斜开始加工，沿重力方向降低电极球。由此，能够加工组合了直线的弯曲孔形状。实验结果表明，可以在铝合金和碳钢工件上精确加工30度、60度、90度（直角）、100度等各种角度的弯孔。另一方面，已经清楚的是，虽然该固定箔片支撑引导件适合加工弯曲孔，但是在加工加工方向时时刻刻变化的弯曲孔时存在问题。第二种方法是使用“串联导轨”来加工弯曲孔。这是一种附着在铜箔上的导向装置，在与电极球保持一定距离的同时继续加工。串联导轨可以减少摆现象的影响，并可以准确预测电极位置。今后，我们将针对不同曲率和最终角度的弯孔进行加工实验，并对深孔加工的适用性进行详细研究。