透明体電極を用いた放電加工現象の解明

使用透明电极阐明放电加工现象

• 批准号: 14J09131
• 负责人: 北村 朋生
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09131/
• 关键词: 放電加工; 透明体電極; SiC単結晶; アークプラズマ; 放電加工油; 脱イオン水

本研究では，放電加工の電極材料に，透明で放電加工を行う上で十分な導電性を有する単結晶SiC材料を用いることで，従来困難であった放電加工の極間現象の直接観察を可能にした．高速度ビデオカメラを用いて観察することで，単発放電現象の解明を行い，また従来未解明であった油と水加工液における加工速度の違いの要因として，有力である原因を示した．本研究の成果は，放電加工の極間の直接観察により，正しい加工現象の理解を可能にしており，工業的にも大きな意義をもっていると思われる．従来，放電加工のアーク柱は極間距離に比べて細く，加工くずは放電終了後に放電点から一挙に除去されると考えられてきた．しかし，本研究による極間の直接観察と分光分析によるプラズマの温度測定によって，アーク柱は絶縁破壊直後に急激に膨張し，極間距離や放電痕直径と比べて太く，また加工くずは絶縁破壊直後から放電中に発生していることがわかった．これは，従来の定説を覆すものであり，アーク柱の直径とその膨張過程，また加工くず飛散と放電痕の形成過程との関係が明らかとなった．これにより熱流体解析による放電痕の形成シミュレーションを行う上で最も重要となる熱源直径の境界条件を得ることができた．また，放電加工の加工液として用いられる放電加工油と脱イオン水について，両者の加工速度が異なる要因は，加工液の粘度の違いで説明できることが本研究によってわかった．これは，加工液の粘性の高低が，極間を伝わる圧力波の伝播の減衰量に影響を及ぼし，またそれが放電点の冷却性能に影響を及ぼすためである．極間を伝わる圧力波の伝播の減衰には，極間に存在する気泡の大きさや，極間を占める気泡割合等も影響していることが推測される．従って今後，これらが極間における圧力波の伝播に及ぼす影響が明らかとなれば，加工液開発に関してさらなる加工速度向上のための指針が得られるものと考えられる．

In this study, it is possible to directly investigate the electrode phenomena in the process of SiC crystal materials, which are difficult to be used in the process of SiC crystal materials. The main reason for the violation of processing speed in oil and water processing fluid is shown. The results of this study are a direct investigation of the processing phenomena in China, which may contribute to the understanding of the industrial significance. The distance between the poles is smaller than the distance between the poles. During the direct observation and spectroscopic analysis of the electrode gap during the temperature measurement of the laser beam in this study, the electrode gap expanded rapidly after the electrode gap was broken and straightened. The electrode gap distance and the diameter of the discharge mark were too large, and the processing time was too short. After the electrode gap was broken and straightened, the discharge mark was exposed. The relationship between the diameter of the column and the expansion of the column is clear. Therefore, the most important boundary condition for the formation of thermal traces in thermal fluid analysis is the diameter of the heat source. In this study, the viscosity of machining fluid is explained by the difference of machining speed and viscosity of machining fluid. The viscosity of the processing fluid is high or low, and the pressure wave propagation attenuation between the electrodes affects the cooling performance of the discharge point. The propagation and attenuation of pressure waves between the poles are affected by the existence of gas bubbles between the poles, and the separation of gas bubbles between the poles. In the future, the pressure wave propagation and influence between the electrodes will be obvious, and the processing speed will be upward.

项目成果

Comparison of Gap Phenomenabetween EDM in Oil and Deionized Water Using Transparent Electrodes

使用透明电极在油和去离子水中进行电火花加工间隙现象的比较

• 发表时间: 2014
• 作者: Tomoo KITAMURA;Masanori KUNIEDA and Kohzoh ABE
• 通讯作者: Masanori KUNIEDA and Kohzoh ABE

透明体電極を用いた油と水が放電加工の冷却特性に及ぼす影響の観察

观察油和水对透明电极放电加工冷却特性的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: 北村朋生;国枝正典;阿部耕三
• 通讯作者: 阿部耕三

水と油加工液を用いた放電加工間隙の観察

使用水和油加工液观察放电加工间隙

• 发表时间: 2014
• 作者: 北村朋生;国枝正典;阿部耕三
• 通讯作者: 阿部耕三

Clarification of EDM gap phenomena using transparent electrodes

• DOI: 10.1016/j.cirp.2014.03.059
• 发表时间: 2014-01-01
• 期刊: CIRP ANNALS-MANUFACTURING TECHNOLOGY
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kitamura, Tomoo;Kunieda, Masanori
• 通讯作者: Kunieda, Masanori

Observation of relationship between bubbles and discharge locations in EDM using transparent electrodes

• DOI: 10.1016/j.precisioneng.2014.09.009
• 发表时间: 2015-04-01
• 期刊: PRECISION ENGINEERING-JOURNAL OF THE INTERNATIONAL SOCIETIES FOR PRECISION ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Kitarnura, Tomoo;Kunieda, Masanori;Abe, Kohzoh
• 通讯作者: Abe, Kohzoh