静電誘導給電法を用いた微細放電加工の研究

静电感应进给方式微细放电加工的研究

基本信息

批准号：
12J08900
负责人：
小谷野智広
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08900/
关键词：
放電加工電解加工微細加工

项目摘要

静電誘導給電法を用いた微細放電加工では、パルス電圧を生じさせるパルス電源を給電容量を介して工具電極に容量結合する。本加工法では、給電容量を小さくすることで放電エネルギーを容易に小さくできる。そこで、本研究では工具電極への容量結合を、工具電極とグラウンド間で形成される微小な浮遊容量により行う方法を提案した。本方法を用いることで、微小な放電エネルギーが得られ、直径1μm以下の放電痕径が得られた。その結果、SUS304に対してRz0.44Fmの良好な加工面が得られた。また、微細放電加工用に開発された静電誘導給電法を、微細電解加工へ応用した。電解加工は工具電極が消耗せず、加工変質層も生じないという優れた特徴を持つ。さらに、加工面の表面粗さも放電加工に比べて一般に良好である。また、電解加工においては数十ns以下の短パルス電源を用いることで、ギャップを数μmまで小さくすることができる。静電誘導給電法を用いた微細電解加工においては、パルス電圧のオン時間に関わらず、パルス電圧の立上り、立下り時間によって電流のパルス幅を制御でき、立上り、立下り時間程度の短パルス電流が容易に得られることが、解析的、実験的に明らかとなった。従って、本加工法では、オン時間を短くする必要がある従来の微細電解加工の短パルス電源に比べ、容易に数nsの短パルス電流を得ることができる。また、直径50Fmの工具電極を用いてSUS304に対して穴加工を行い、電流のパルス幅が加工精度に及ぼす影響を調査した結果、電流を数十nsと短パルスにすることで、放電加工と同等の2μm程度のギャップで加工できた。また、放電加工よりも良好な表面粗さRz0.16μmが得られた。さらに、平均極間電圧を基にした主軸のサーボ送り制御装置を開発した。本装置により、SUS304に対して直径50Fm、深さ50μm程度の穴加工を安定して行うことに成功した。

在使用静电感应喂养方法的细胞电气加工中，产生脉冲电压的脉冲电源通过电源电容耦合到刀具电极。在这种加工方法中，通过降低电源能力，可以轻松降低排放能量。因此，在这项研究中，我们提出了一种使用刀具电极和地面之间形成的小浮动电容来电容耦合到工具电极的方法。通过使用这种方法，获得了微小的排放能，并获得直径小于1μm的排放标记直径。结果，与SUS304相比，获得了RZ的良好工作表面。此外，为细胞加工而开发的静电感应喂养方法已应用于细性电解加工。电解加工具有极好的特征，即工具电极不会磨损，并且没有发生变化的加工层。此外，加工表面的表面粗糙度通常比电气加工的表面更好。此外，在电解加工中，通过使用短的脉动电源（ns）短几十或更小，可以将间隙降低至几μm。已经通过分析和实验表明，在使用静电感应摄影方法的细性电解加工中，电流的脉冲宽度可以通过脉冲电压的上升和下降时间控制脉冲电压的上升和降时间，而不管脉冲电压的上限以及左右降低时间的短脉冲电流都可以轻松获得。因此，在这种加工方法中，与常规的高电解加工的短脉冲功率来源相比，可以轻松获得几个NS的短脉冲电流，这需要短时间按时。此外，使用直径为50fm的刀具电极在SUS304上加工了孔，并研究了电流脉冲宽度对加工精度的影响。通过使当前的短脉冲具有数十ns的脉冲，该机器能够用约2μm的间隙加工，这相当于电气加工。此外，获得了0.16μm的表面粗糙度RZ，比电气加工的表面粗糙度更好。此外，我们已经根据平均极电压开发了用于主轴的伺服饲料控制装置。该设备已用于稳定执行孔处理，直径约为50 FM，SUS304的深度约为50μm。