気液界面放電加工による瞬時仕上げ加工法の開発

气液界面放电加工即时精加工方法的开发

基本信息

批准号：
18760096
负责人：
早川伸哉
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

通常の放電加工は油または水などの加工液中で放電を発生させて除去加工を行う.それに対して本研究の代表者は,加工液の液面(すなわち気液界面)で放電を発生させると荒加工の条件でも短時間で表面粗さが低下し,光沢のある特徴的な加工面が得られることを見出した.本研究はこの現象を利用して仕上げ加工工程を大幅に短縮することを目指すものである.本年度は本加工法を実用化する場合の課題として,加工中の極間距離および加工の安定性を支配する因子を明らかにすることを目的として研究を行った.まず,加工中の極間距離について調査した.本加工法では液中放電から気中放電に移行すると主軸が上昇する現象がみられ,極間距離が増大し続けることが不可解であった.そこで,工具電極および工作物の温度測定を行い,それぞれの熱膨張量を見積もった結果,主軸の上昇量は工具電極と工作物の熱膨張量の和と同程度であることがわかった.したがって,極間距離は増大し続けるのではなく液中放電の場合と同程度に保たれていることがわかった.また,本加工法では通常の気中放電よりも極間距離が大きく保たれていることが短絡を防止して加工を安定に維持することに寄与していることがわかった.次に,工作物材料,加工雰囲気(加工液および気体の種類),極性などを様々に変えて実験を行い,気中放電に移行した後の加工の安定性を放電電流波形および極間電圧波形から考察した.その結果,鋼を陰極として油中放電を行った後に加工油の分解生成ガス中または窒素中での気中放電に移行した場合は加工が安定であるが,気中放電時の加工雰囲気に酸素が存在する場合は移行後しばらくすると加工が不安定になることがわかった.この結果から,油中放電により鋼陰極の放電面に形成された白層の電子放出能が気中放電の安定性に重要な役割を果たしていることが推定された.

正常的放电加工是在油或水等加工液中产生放电来进行去除加工。相比之下，本研究中的研究人员在加工液的表面（即气液界面）产生放电即使在粗加工条件下也能在短时间内获得低表面粗糙度。结果发现，可以获得具有光泽的特征抛光表面。本研究的目的是利用这种现象来显着缩短精加工过程。今年，我们将把这种加工方法付诸实际应用时作为一个问题。转换为本研究的目的是明确影响加工距离和加工稳定性的因素。首先，我们研究了加工过程中的加工距离。在这种加工方法中，当从液体排出过渡到空气排出时，主轴上升的现象是观察到，令人费解的是极间距离持续增加。因此，我们测量了工具电极和工件的温度，并估算了各自的热膨胀量。结果，我们发现上升量发现主轴的热膨胀大约与工具电极和工件的热膨胀之和相同。因此，发现电极之间的距离没有继续增加，而是保持在与浸没放电的情况相同的水平。此外，通过这种加工方法，电极之间的距离没有继续增加，但保持在与浸没放电情况相同的水平，保持大可以防止短路和接下来，我们通过改变工件材料、加工气氛（加工液和气体的类型）、极性等进行了实验。过渡后加工的稳定性取决于放电电流波形和结果，当以钢为阴极在油中进行放电，然后转移到在加工油分解产生的气体中或在空气放电期间加工气氛中存在氧气时，加工是稳定的。发现在空气中发生放电的情况下，经过一段时间后加工变得不稳定。该结果表明，由于放电而在钢阴极的放电表面上形成的白色层的电子发射能力油中的气体对于空气中放电的稳定性很重要，据认为这发挥了作用。