Improvement of EDM speed for micro deep holes by constructing control system with consideration of bubble flushing effect

构建考虑气泡冲刷效应的控制系统提高微深孔电火花加工速度

• 批准号: 22H01374
• 负责人: 夏 恒
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01374/
• 关键词: 放電加工; 微細深穴; 気泡; 加工屑; フラッシング効果

本研究の対象となる微細深穴の主な用途として、薬液噴霧ノズルの成形用微細金型や燃料点火システムの噴射ノズルなどが挙げられる。これらの部品の多くは耐食性、耐摩耗性により、高硬度の合金材料で作られている。一方、放電加工は、非接触で熱的な加工法なので、材料の硬度に関係なく加工できる。しかし、微細深穴の放電加工において、材料除去により発生した加工屑と、加工液気化により発生した気泡が加工領域から排出されにくくなり、正常な放電ができなくなるため、加工速度が著しく低下する。微細放電加工の加工速度は主に気泡と加工屑の排出性に依存するため、仮に気泡と加工屑が十分に排出されれば現状の10～100倍の速さで加工できる可能性があると推測されている。本研究では、微細深穴の放電加工における気泡の挙動に着目し、フラッシング効果を解明し、その効果を生かす制御系を構築して、放電加工速度を飛躍的に向上させることを目的とする。今年度は、①長年使用した微細放電加工機のメカ部のメンテナンスを行い、NCシステムを新しいものにアップグレードした。②極間内の気泡と加工屑の挙動および穴入口から逸出する気泡と加工屑の挙動を観察・計測するシステムを構築した。③高精度光学顕微鏡で撮影した画像データを画像処理技術により処理し、微細な電極形状の変化を数値化した方法を確立した。④加工中に黒い物質が電極表面に付着する現象を発見し、その付着物の加工深さ限界や電極消耗への影響を調べた。また、付着物の物質を明らかにするため、成分分析を行った。⑤極間から気泡と加工屑を速やかに排出するため、電極の揺動動作を付与することにより排出通路を確保した。また、電極の揺動動作の開始位置の最適化を行った。

这项研究主题的细小深孔的主要用途包括用于成型化学喷嘴和燃料点火系统喷射喷嘴的精细模具。这些部分中的许多部分是由于耐腐蚀性和耐磨性而由高硬合金材料制成的。另一方面，电气加工是一种非接触的热加工方法，因此无论材料的硬度如何，都可以对其进行处理。但是，在细孔的电气加工中，通过材料去除产生的加工废物和加工液体蒸发产生的气泡几乎不会从加工区域排出，并且不可能正常放电，从而导致加工速度显着降低。由于精细电气加工的加工速度主要取决于气泡和加工废物的弹射，因此据推测，如果气泡和加工废物足够排放，则可以在10到100倍的速度下比当前状态执行该处理的速度。这项研究的重点是气泡在细孔的电气排放加工中的行为，旨在阐明潮红效果，建立一种控制效果的控制系统，并大大提高电动机加工速度。今年，1）我们在精美的电动机机械部件上进行了维护，该机械零件已经使用了多年，并将NC系统升级到了新系统。已经构建了一个系统，以观察和测量杆子内气泡和加工废物的行为，以及气泡的行为以及从孔入口逃脱的气泡和加工废物的行为。 3）已经建立了一种已建立的方法，其中使用图像处理技术处理了用高精度光学显微镜捕获的图像数据，以量化电极形状的细微变化。 ④我们在加工过程中发现了粘附在电极表面上的黑色材料的现象，并研究了沉积物对沉积物深度和电极磨损深度极限的影响。此外，进行了组件分析以阐明粘附物质的物质。 ⑤为了快速排出气泡和从​​两极之间的处理废物，电极会旋转以确保排放通道。此外，优化了电极摇摆运动的起始位置。