電解溶出現象を利用した電解複合ミーリングの加工メカニズムの解明と制御に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、電解加工を併用したミーリング加工（以下、電解複合ミーリングと呼ぶ）の開発を進めている。超硬合金の成分であるCoを電解により溶出させ、脆くなった部分を絶縁性の切れ刃で削り取る方法である。これまでに本技術で加工効率を飛躍的に高めることができていることがわかっている。「電解無し」での加工と比較して、「電解有り」の場合には、ばらつきがあるものの、5～10倍程度の工具送り速度で加工できるようになってきている。一方で、「電解有り」の場合でも、電解の電流値から計算した加工速度よりも小さい速度でしか加工できていないことがわかってきた。工具と工作物の対向面積を大きくする加工方法を採ることで、加工時に流れる電解電流を30A程度まで上げることができた。この電解電流がすべてCoの溶出に使われると仮定し、そのCoの溶出した部分をすべて除去できると仮定した場合の加工速度に対して、実際には、数分の１程度の加工速度でしか加工できていなかった。その理由を調査した。本研究では、これまで、絶縁性のダイヤモンド砥粒を電着した電着工具を使用してきた。「電解有り」で加工した場合、工具の送り速度を上げるにしたがい、電流値を大きくすることができたが、同時に、電解現象の証拠とでもいえる電解液中の気泡が少なくなったように観察された。そこで、送り速度を変えて加工を行った工具を観察したところ、送り速度を上げるにしたがい、工具の砥粒の隙間に加工屑が詰まっていくことがわかった。すなわち、電解電流であると考えていた電流のある部分は電解電流ではなく、抵抗体である加工屑を介して流れる短絡電流であることがわかった。一方で、短絡電流が流れていても、加工屑は抵抗体であるため、工具と工作物間の電圧は維持できており、電解が十分に起こせていることもわかった。電解を起こせる状態を維持できれば、長時間の加工も可能であることを示すことができた。