多自由度超音波アクチュエータ工具電極を用いた高アスペクト比創成加工に関する研究

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本研究は，工具電極に対して超音波振動を援用することで放電加工特性の向上を目的としている。放電加工は，加工の進行によって工具電極が消耗する。金型製造に広く利用されている放電加工において，電極消耗率の改善が大きな課題となっている。これまで，超音波振動を工具電極に付与することで電極消耗率が改善した研究が報告されている。そこで，超音波振動の援用が高アスペクト比の深穴放電加工特性に与える影響を調査する。深穴とは，一般的に穴径に対して加工部の長さが5倍を超える穴(アスペクト比（L/D ≧ 5）)と定義する。ここでは，次の2つ内容について実施した。(1)放電加工における超音波振動の援用が電極消耗へ与える影響：電極消耗率は，被加工物と工具電極との加工量の比率である。超音波振動援用の有無によって，パルス幅と電極消耗率の関係を調査する。(2)電極速度が気泡および加工屑挙動におよぼす影響の観察：これまで研究成果によって，電極速度が速いほど加工効率の向上が報告されている。これは，電極速度が速いほど気泡および加工屑の排出が促進したものと考えられる。そこで，電極速度が気泡および加工屑の排出におよぼす影響を直接観察によって考察する。また，工具電極に超音波振動を援用した際，その振幅と電極速度のどちらが気泡の排出に大きく影響しているのかを確認する。電極速度 V とは，工具電極の縦振動する平均速さとしている。V は，次式から算出する。V = a×f [μm/s] a:工具電極の振幅[μm]，f：振動周波数[kHz]