磁場と電場印加による微細構造表面の形状精度を向上する研削・研磨ホイールの開発研究

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本研究では磁気混合流体（以下MCF）加工液を用いた加工表面の形状精度に優れた研削加工と研磨加工の機能を有する電磁場印加型研削・研磨ホイール(以下，EMFホイールと呼ぶ)を開発し，その基本的加工特性を明らかにする．具体的には，EMFホイールの往復運動下における磁場のみ，ならびに磁場と電場を同時に印加した際の加工除去量特性，加工深さの分布特性，表面粗さ，および，電流特性を明らかにする．実験装置は工具に回転を与えるモーターとそのトルクを計測する回転トルク計を有する動力部とワーク固定部を工具に対して前後に動かす電動アクチュエーター部で構成されている．工具は同極を向かい合わせに設置された永久磁石に樹脂製の絶縁体を挟み込み，さらにその外側から樹脂円板を積層された状態で固定されている．また，両リング状永久磁石はＳＵＳ製の工具軸を介して通電可能な仕組みとなっている．リング状永久磁石間は樹脂円板により絶縁されているために，この2つの磁石に高電圧がそれぞれ印加されることで磁石間に電場を形成することが可能となる．磁場のみの無電場の場合(E = 0 V/mm)，加工除去量はn = 300 rpmでピークとなり，その後は減少する．この特性はリング状永久磁石を用いた当研究室で実施した円筒内面加工の場合と同じである(砥粒加工学会誌2019)．電場を印加すると，多くの条件で加工除去量が大きくなることがわかった．また電場のみ，磁場電場の同時印加の研磨前後の断面曲線を確認すると，磁場電場同時印加したものの中に加工深さは深く，平坦な加工痕が得られる条件が見つかった．今後は工具とワークの間隔等を変化させた実験を進めていく．