気中ワイヤ放電加工の研究

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気中ワイヤ放電加工は,液中加工に比べて加工精度が良い,電解腐食が生じないなどの利点がある.しかし,従来の液中加工と比較して,短絡率が高いことや,加工屑の排出が困難であることから,加工速度が低いという問題点がある.そこで,工作物を超音波振動で加振することで短絡を減らし,加工速度を向上させることを試みた.加工送り方向に垂直な加振では,平行な加振の約2倍の加工速度が得られた.超音波振動の周波数は放電頻度と同程度であるため,振動に同期して接近した瞬間に放電となり,放電遅れ時間中にギャップが広がることにより短絡を防止しつつ高い頻度で有効放電が生じていることが明らかとなった.また,サーボ電圧,振動振幅を変化させることで,最適な加工条件を見出した.サーボ電圧は低めで,振動全振幅が4μmの条件が最適であった.横加振は縦加振と比較して加工速度が1.3倍程度向上する.この理由として,横加振は短絡の頻度も高いが,それ以上に総放電頻度が高いため,結果として正常放電頻度が高くなっていることが挙げられる.さらに,ピエゾアクチュエータを用いて振動周波数を変化させたときの放電遅れ時間について調べた.振動周波数が低い時は放電遅れ時間のヒステリシスの面積が大きく,熱の影響を受けていることがわかった.超音波ではヒステリシスの回転方向がピエゾアクチュエータを用いた場合と逆となる.このことより,超音波加振では熱の影響を受けずに放電の周期のみの影響を受けて放電していると考えられる.