論文
気 中放 電加工 にお ける工具電極 微消耗 の メカニズ ム*
吉
田
政
弘**国
枝
正
典**
Study on Mechanism for Minute Tool Electrode Wear in Dry EDM Masahiro YOSHIDA and Masanon KUNIEDA
This paper clarifies the reasons for the minute tool electrode wear in the dry EDM. In the dry EDM, which has been newly developed, a high velocity gas flow supplied through a thin-walled pipe electrode removes and flushes the molten workpiece material out of the working gap without allowing it to reattach to the electrode surfaces. The greatest advantage of this technique is that the tool electrode wear is almost
negligible for any pulse duration. It is thought that the attached molten workpiece material protects the tool electrode surface against wear. That is, the molten workpiece that has a higher melting point than that of the tool electrode adheres to the surface of the tool electrode that has a higher thermal conductivity than the workpiece. To verify this idea, the influence of the layer thickness of the workpiece material precipitated on the tool electrode surface on the temperature distribution in the tool electrode was numerically analyzed Then the tool electrode wear was simulated based on the result of the above heat conduction analysis. From observation of the cross section of the tool electrode surface, it was found that the tool electrode wore by the depth of only 2 ƒÊm during the early stage of successive pulse discharges since the initial surface of the tool electrode was not covered with the steel layer. As the thickness of the steel layer increases, however, the wear of the base metal of the tool electrode ceases in one minute and thereafter the layer thickness is kept constant at 8.5 u m. These experimental results coincide well with the simulation results.
Key words: dry EDM, tool electrode wear, heat conduction analysis, temperature distribution
1.諸
言
筆者 らが提唱する気 中放電加工 は,加 工液の持つ消イオ ン作
用1)と工作物除去作用2)を極間 に流す高速 気体流に代 用させて大
気中で加工を行 う方法で あ り,薄 肉円筒 状の工具電極 を用 いた
上で工具パスを工夫す る ことによ り,従 来の放電加工 と同様 に
穴加工や3次 元形状創成加工が行 える3).気 中加工は加工 油 を
使用 しないので,工 作物 の洗浄工 程の削 減,火 災の危険性 や環
境問題の解 消にとって有望 な方法 であるが,加 工特性か ら見た
気中加工の最大 の特長 は,加 工条 件によ らず工具電極消耗 が非
常に小 さい ことである.例 えば
銅工具電極 と鋼工作物の組合
せで,工 作物を陽極 とする正極性 で加工 を行 うと,パ ルス条件
にかかわ らず工具電極消耗率が1%以 下 のいわゆる無消耗加工が
行え る3).一 方,従 来の液 中加工 にお いて,特 に仕上 げ加工や
微細加工等のパルス幅が短 い領域では無消耗加工が 困難で ある
ことが知 られている4).
ところで,極 間に投入 されたエ ネルギーの 内,パ ル ス幅 にか
かわ らず陽極 に配分 され るエネル ギーが 陰極 に配分 されるエネ
ルギーよ りも多 く5),ま た,こ の傾向は気中加工 と液中加 工 と
で同じであることが報告されて いる6).したが って,液 中加工の
逆極 性における無消耗加工 をエネルギー配分 によ って説明す る
ことはできない.そ こで,無 消耗 加工の理 由として,加 工液が
放電 によ って熱分解 した際に生 じるカーボ ンが工具電極加 工面
に付着す ることによって工具電極の消耗 を防ぐ現 象が上げ られ
ている5)7)∼9).一
方 気 中加工では正極性 において無消耗加 工が
実現す るので,そ の点 ではエネルギー配分 と矛盾 しな い.し か
も,これ とは別に,気 中加工 において加工後 の工具電極加工面 に
は工作物 の付着が観察 された.こ のような工作物 の付着 は水を
加工液 として用 いる液中加工で も見 られ,工 具電極消耗 に影響
を及 ぼして いることが報告 されている10)11).
そ こで本研究 は,工 具電極加 工面 上 に成長す る工作物の付着
厚 さ と工具電極母材の除 去深 さの時 間変化 を実験 によ り調べる
とと もに,工 具電極加工面 に付着す る工作物厚 さが工具電極内
の温度分布 に与 える影響 につ いて非定常熱伝導解析 によ り検討
を行 った.さ らに,こ の結果 を基 に工具電極消耗の時間変化の
シミュ レー ションを行 い,気 中加 工におけ る無消耗現象が工具
電極面上への工作物材料の付着現象に帰 因す ることを証明する.
2.工
作物付着厚 さと工具電極母材の除去深 さの時間変化
放電開始直後か らの工 具電極加工面 に付着す る工 作物付着厚
さと工具電 極母 材の除去深 さの時間変化 を実験 によ り調べ た。
実験方法を図1に 示す.圧 縮 空気供給用の φ5mmの 穴を設 けた
φ10mmの 円筒の鋼工作物(S45C)と10×10×20mmの 棒状銅工具
*原 稿受 付 平成10年7月30日 **正 会 員 東 京農工大 学工学 部(小 金井 市中町2-24-16)Fig. l Experimental setup to measure removal depth of tool electrode and attached thickness of workpiece material
吉 田 ・国枝:気 中放電加工 における工具電極微 消耗のメカニズ ム
(a) Measurement of removed depth of copper and attached thickness of steel layer
(b) Photo of steel layer attached on EDMed surface
Fig.2
電極の組合せで加 工時 間を変 えて実験 を行 い,銅 工具電極 に付
着す る工作物付着 厚さ(以 下,鋼 付 着厚 さ)と 工具電極母材 の
除去深 さ(以 下,銅 部 除去深 さ)の 時間変化 を求めた.な お,
工具電極 と工作物 の位 置関係 は通常 の放電加工の場合 と逆 であ
る.銅 工 具電極 加工面 には鋼付着 厚 さと銅部除去深 さを測定 す
る基準面 が必要なため,あ らか じめ ラッピングを施 した工具電
極 の中央 部分で加工 を行 い両端 に基準面 を残す よ うに した.極
性 は気中加工で無消耗加工が 実現す る正極性で ある.そ の他の
加工条件を表1に 示す.な お,加 工の安定 のため工作物 に半径
0,5mmの 揺動を付加 している.図2(a)に 鋼 付着厚 さと銅部除去
深 さの測定方法 を示す.加 工後の工具電極 を図で示すよ うに側
面に平行 に1mm内 側の面で切断 し,切 断面にラ ッピングを施 し
てエ ッジ部分のだれ を極 力な くして から断面観 察 を行 った.図
2(a)中 に示す ように,銅 部除去深 さは基準面か ら除去された深
さとし,鋼 付着厚 さについて は工具電極 母材の銅 と付着層 との
境界か ら付着層 の表面 までの厚 さと定義す る.図2(b)に
ラッピ
ング処理後撮影 した断面写真 を示 す.鋼 の付着が はっき りと観
察 できる ことが 分かる.図3に
実験 によ って得 られた鋼 付着厚
さ と銅部 除去深 さの時間変化 の測 定結果 を示す.こ れか ら工具
電極母材の銅部 は放電加工開始直後 に約2μm除 去されるが,そ
の後はほとん ど除去されず,鋼 付着厚 さは加工直後か ら急増 し,
1分 以内 に8.5μm程 度でほぼ一定 になる ことが分かる.
Tlible 1 Machining conditions
F'lg.3 Measurement results of change in removed depth of tool electrode and attached thickness of steel layer with time
3.工
作物付 着が工具電極内温度 分布 に及ぼす影響の解析
3.1解
析モデル
解 析モデル として温度伝導率 の良好 な銅工 具電極 加工面に工
具電極よ りも温度伝導率 は低 いが融点が高 い鋼 工作物が均一 に
付着 したモデル を考 え,鋼 付 着厚 さが 工具電 極内の温度分布 に
与 える影響 につ いて解析 を行 った.あ らか じめ任意の厚 さに工
作物 を付着 させ た工具 電極加工面 に単発放電 を生 じさせ,放 電
によって工 具電極 に流入する熱流 束による工具電極内の温度分
布 を非定常熱 伝導解析 によ って求 める.こ れ を付着厚 さを変 化
させて行 い工具電極 に付着 する鋼付着厚 さが工具電極内の温度
分布 に及 ぼす影響 を調 べた.本 研究 では図4に 示す ような時間
とともに直径d(t)の 変化す る円板状の均一熱源を上面中心 に持
つ,直 径D,長
さLの
円柱形の工具電極 モデルを用 い,軸 対称
2次 元問題 として差分法による解 析を行 った.計 算領域 として,
半径(D/2)を900μm,長 さLを630μmと
し,こ れ を45×90の
メッシュに分割 した.半径方向 のメッシュの大きさにつ いては,
中心 か ら30メ ッシュまでは5μm,そ れ以降 は50μmと した.
また,軸 方向に関 しては,加工 面か ら60メ ッシュまでは0.5μ
m,それ以降 は20μmで ある.気 化熱,融 解熱の考 慮は したが,
温度 伝導率等の物性値 の温度依 存性 は考慮せ ず室温での値 とし
た.
3.2ア ーク 柱直 径 の時間 変 化 極 間 に 投 入 され る全 放 電 パ ワーPgの う ち,工 具 電 極 へ 流 入 す る割 合 を αとす る.こ のパ ワー αPgが アー ク柱 か ら工具 電 極 へ一 様 な 分 布 を 持 っ て 流 入 す る と仮 定 して い る.し た が っ て, 工 具 電 極 上 面 に お い て ア ー ク柱 か ら熱 流 入 の あ るメ ッ シュ につ いて は,工 具 電極 へ 流 入 す るパ ワーαPgを アー ク柱 の断 面 積 で 割 る こ とで 与 え られ る 熱 流 束 が メ ッシ ュ の 上 面 か ら流 入 す る と 考 えて い る.と ころ が,放 電 加 工 中 の ア ー ク柱 は絶 縁 破 壊 直 後 か ら時 間の 経 過 と と も に膨 張 す る た め,工 具 電 極 の 加 工 面 か ら 流 入 す る熱 流 束 は 時 間 によ っ て変 化 す る.ア ー ク柱 直 径 の 時 間 変 化 を求 め る場 合,ア ー ク柱 直 径 の 直 接 的 な 測 定 が 困 難 な こと か らあ るパ ル ス 幅 の 単 発 放 電 で形 成 され る放 電 痕 直 径 を,パ ル ス幅 を変 化 させ て 測 定 した 結 果 か ら類 推 す る こ とが 一般 的 で あ る12).そ こで,本 研 究 に お い て もパ ル ス 幅 を 変 化 させ て 単 発 放 電 を生 じ させ,生 じた 放 電 痕 直 径 を測 定 す る こ とで アー ク柱 直 径 の 時 間 変 化 を 求 め た.図5に 結 果 を 示 す,本 研 究 の 差 分 法 解 析 で は図5の 結 果 を ス テ ッ プ状 に 近似 させ て 計 算 に 用 いた.ま た,極 間 に投 入 され る放 電 パ ワ ー に つ いて は 一 定 と し,実 験 で 得 ら れ た放 電 波 形 か ら算 出 した.配 分 率 αに つ いて は 夏 らが 加 工液 中で 鋼 箔 と針 を用 いて 単 発 放 電 を 行 って 実 測 した エネ ルギ ー配 分13)を参 考 に して 陽 極 ,陰 極側 ともに22%と した. 3.3解 析結 果 図6に 鋼 付 着 厚 さ を変 化 させ た とき の 溶 融 深 さの 解 析 結 果 を
Fig.5 Measured change in radius of discharge crater
融 深 さが 急 速 に減 少 し6μs以 後 で は溶 融 しな い こ とが分 か る. これ は ア ー ク柱 が急 激 に膨 張 す る た め 工 具 電 極 表 面 上 の 熱 流束 が減 少 し,表 面 温 度 の低 下 と と もに 再 凝 固 す るか らで あ る.一 方 工 具 電 極 をす べ て 鋼 と した場 合(Fe-∞),溶 融 深 さの 進 展 は 銅 の場 合 よ り遅 い.こ れは 銅 よ り融 点が 高 いた めで ある.ま た, ア ー ク柱 の膨 張 に と もな っ て 流 入 す る熱 流 束 が 減 少 して も温度 伝 導 率が 小 さ い た め溶 融 部 が拡 大 し続 け,ピ ー ク を と る と きの パ ル ス幅 が 長 く,溶 融深 さが 他 の どの場 合 よ り も大 き い.次 に, 工 具 電極 加 工面 に 工 作 物 が 付 着 した 場 合 に注 目す る.鋼 付 着 厚 さ1μm(Fe-1),2μm(Fe-2)で は,放 電 初期 の熱 流 束 が 大 き い時 間 内(3μs未 満)で は 中心 軸 に沿 っ て鋼 付 着 層 の す べて が 溶融 す る た め工 具 電 極 母 材,す な わ ち,銅 の 除 去 を防 ぐ こ とが で き な い.こ れ はFe-1とFe-2を 示 す 曲 線 に お いて,溶 融深 さ の最 大値 が 鋼 付 着厚 さ以 上 の値 を と る こ とか ら判 断 で き る.し か し, 付 着厚 さが3μm(Fe-3)以 上 にな る と,パ ル ス 幅 にか かわ らず鋼 付 着 層 の 溶 融深 さ は鋼 付 着 厚 さ以 上 には 達 せ ず 付 着 の効 果 が表 れ 始 めて い る.例 え ば3μmの 付着 が あ った 場合,絶 縁破 壊 直後 か ら2μsで は 鋼 付着 層 と銅 との境 界 で は 銅 の融 点 が 低 い ため境 界 に接 す る 銅 の一 部 が 溶 融 す る こ とが解 析 か ら得 られ て いる が, 鋼 付着 層 は 図6中 のFe-3で 示す よ う に表 面 か ら2.5μmし か溶 融 せ ず境 界 は 固 相 の ま ま で あ る.し たが って,付 着 無 し(Fe-0) の 場 合 には7.5μm除 去 され るが,3μmの 付着 が あ る と表 面 か ら鋼 が2.5μmだ け 除 去 され,銅 領 域 の除 去 は な い こ とに な る.・ よ って,付 着 厚 さが3μm以 上 で あれ ば た とえ鋼 付 着 層 と銅部 境 界 で 銅 の 融 点 が 低 いた め 工 具 電 極 母 材 の銅 が溶 融 す る こ とが あ って も工 具 電 極母 材 は消 耗 しな い と考 え られ る.
Fig.6 Influence of attached steel layer thickness on change in molten depth at discharge crater with increase of pulse duration
吉田 ・国枝:気 中放電加工 における工具電極微消耗のメカニズム
Fig.7 Simulation procedure for tool electrode wear
4,工 具 電 極 消耗 の シ ミ ュ レー シ ョン 前述 の よ うに工 具 電 極加 工 面 に付 着 す る鋼 工 作 物 の付 着 厚 さ が 工 具 電極 消 耗 に 与 え る影 響 が 大 き く,付 着 厚 さ の変 化 が 工 具 電極 消 耗 に影 響 を与 え て い る と考 え られ る.そ こで,3.3節 の 解 析 結果 を用 い て工 具 電 極 に付 着 す る鋼 工 作 物 の付 着 厚 さの 時 間変 化 を求 め,工 具 電 極消 耗 の シ ミュ レー シ ョ ン を行 った. 4.1シ ミュ レ ー シ ョ ン方 法 放 電 加 工 を始 め る前 は,銅 工 具 電 極 と鋼 工 作 物 の 表 面 は 各 々 の材 料 の面 が 現 れ て い る.こ れ を 初期 状 態 と して放 電 加 工 を 開 始 した場 合 の工 具 電 極 材 料 の除 去深 さ と工 作 物 材 料 の 付 着 層 厚 さ の変 化 を シ ミ ュ レー シ ョ ンす る.こ こで は ,一 つ の パ ル ス 幅 内で 鋼 の 付 着 と工 具 電 極 の 除 去 が 同時 に進 行 す る と仮 定 す る. た だ し,工 具 電 極 表 面 には 鋼 の 付 着 層 が 存 在 す る の で ,工 具電 極 の 除 去 には 鋼 の 付 着 層 の み が 除 去 され る場 合 と,鋼 の付 着 層 に加 え て母 材 の銅 まで 除 去 され る場 合が 考 え られ る.と ころ で, 実 際 の 連 続 放 電 で は 工 具 電 極 加 工 面 上 の あ る点 に放 電 が 生 じ, そ れ 以 外 の 加 工 面 に ひ と通 り放 電 が 生 じた 後,再 び そ の 点 に放 電 が 生 じる.こ の よ うなサ イ ク ル を繰 り返 す 過 程 で,注 目す る 点 で の 銅表 面 の後 退 と鋼 層 の 成 長 を シ ミ ュ レー シ ョ ンす る こ と が で き る.図7に シ ミ ュ レー シ ョン方 法 を示 す .こ れ は,1回 の放 電 にお け るパ ル ス 幅(20μs)を9つ の 時 間 ス テ ップ に分 割 し, 各 ス テ ップ ご とに,ま ず工 作 物 が 工 具 電 極 加 工 面 に付 着 し,そ の 後 で 工 具電 極加 工 面 の 除 去 が 行 わ れ る との 仮 定 の 下 で の シ ミ ュ レー シ ョン方 法 を示 し為 もの で あ る. (1)1回 の放 電 にお け るパ ル ス 幅 の分 割 パル ス 幅 を以 下 の9つ の時 間 ス テ ップ,す なわち,0∼0.5,0.5 ∼1 ,1∼2,2∼4,4∼6,6∼8,8∼10,10∼15 ,15∼20μsに 分 割 し,最 初 の 時間 ス テ ップ をSTEP1,次 の時 間 ス テ ッ プをSTEP2 , 以 下,STEP9ま で 同様 に定 義す る. (2)各STEPに お け る シ ミ ュ レー シ ョン STEPl:ま ず,注 目す る点 で 初 め て 放 電 が 生 じた 場 合 を考 え る.0∼0,5μsま で に溶 融 す る鋼 工作 物 の 深 さを 図6中 のFe-∞ の 曲線 を用 いて 求 め る.Fe-∞ の 曲線 を用 いる 理 由 は工 作 物 上 に は 工 具 電 極 材 料 の 銅 の 堆 積 は な く,常 に鋼 の み か らで き て い る か らで あ る.そ して,求 め た深 さのX%の 厚 さの鋼 を工 具 電 極 加 工 面 に 図7の(2)に 示 す よ うに付 着 させ る.X%の 厚 さ のみ 付 着 さ せ る 理 由 と して は,付 着 の メ カ ニ ズ ム が 明 らか で は な く ,1回 の放 電で 付 着 す る厚 さ も不 明 な た め,溶 融 した 工 作物 深 さ の . X%が工 具 電 極 加 工面 に付 着 す る もの と仮 定 した た め であ る.次 に, (2)の 状態 で 鋼 が 放 電 の 開 始 時 か ら工 具 電 極 加 工 面 に付 着 して い た もの と して,0∼0.5μsの 間 で 溶 融 す る深 さ を 図6中 の 図7 の(2)に相 当 す る付 着 厚 さ の 曲線 を用 い て 求 め ,(2)の 付着厚 さか ら除 去 す る((3)).例 え ば 工 作 物 の 溶 融深 さが6μm,Xを5 0%とす る と工 具 電 極 加 工 面 に は3μ 皿の鋼 の付 着 が あ る((2)).次 に,放 電加 工 開始 時 か ら3μmの 鋼 が 付着 して いた もの と して 図 6中 のFe-3の 曲線 か ら0∼0.5μs間 で溶 融 す る 深 さを求 め ると 1.5μmが 得 られ る.よ っ て,(3)で は1.5μmの 厚 さの鋼 が 工 具 電 極 加 工 面 に残 留 す る こ とに な る.な お,(2)の 付 着 厚 さ が 図6 のパ ラ メー タで示 され た2つ の 付 着 層 厚 さの 間 の 値 を と る場合 に は,そ の2つ の 曲線 か ら線 形 的 に 補 間 す る こ と に よ って 溶融 深 さ を求 め た. STEP2:(4)はSTEP1終 了 時 の 工 具 電 極加 工 面 の状 態 で あ る. STEP2(0.5∼1μs)の 間 に新 た に 溶 融 す る工 作 物 溶 融 深 さ を 図6 のFe-∞ を用 いて求 め,(2)と 同 様 にそ のX%の 厚 さ を新 た に付 着 させ る((5)).こ の よ うにSTEPl後 に 残 留 して いた 鋼 付 着 層 に新 た に付 着 層 を堆 積 させ る こ とに よ り これ まで の 総 付 着 厚 さが 求 め られ る.次 に,(5)に 示 す 総 付 着 厚 さが 放 電 の 開 始 時 か ら工 具 電 極 に 付着 して い た もの と して,STEP2の 時間 中(0.5∼1μs)に 新 た に溶融 す る深 さ をSTEP1の(3)と 同様 に求 め る.そ して,得 られ た 溶融 深 さを 総 付 着 厚 さ か ら除 去す る こ とでSTEP2終 了時 にお け る 工 具 電 極 加 工 面 の 状 態 が シ ミ ュ レー シ ョ ンで き る .以 下,STEP9ま で同 様 に計 算 を行 え ば,1回 の パ ル ス放 電 が 注 目 す る 箇 所 に 初 め て 生 じた 場 合 の,パ ル ス幅 内 に 工具 電 極加 工 面 に付 着 す る 工 作物 層 の 成 長 と工 具 電 極 銅 部 除 去 深 さ変 化 の シミ ュ レー シ ョン が行 え る.パ ル ス放 電 が 注 目す る箇 所 に繰 り返 し て生 じた 場 合 につ いて は以 上 の過 程 を 繰 り返 して 計 算 す る こ と
的 に差 が ほ とん どな か った.よ っ て,各 時 間 ス テ ップ にお け る 除 去 と付 着 の順 序 に関 す る仮 定 が 定 性 的 な 考 察 を行 う場 合 に与 え る影 響 は少 な い と考 え られ る.ま た,シ ミ ュ レー シ ョン を簡 単 にす る た め,同 一 パ ル ス 内 の各 時 間 ス テ ッ プ ご と に付 着 厚 さ が 変 化 して い く に もか か わ らず,各 時 間 ス テ ッ プ にお いて 工 具 電 極 の除 去深 さ を求 め る過 程 で,そ の 時 間 ス テ ップ 内 の付 着 厚 さが パル ス幅 の 最 初 か ら付 着 して い た もの と して 計 算 を行 い, 該 当 す る 時 間ス テ ッ プ の間 に 新 た に 溶 融 す る 深 さ分 の 除 去 を行 う とい う近似 を行 っ て い る. 4.2シ ミュ レー シ ョン結 果 図8に4.1節 の 方 法 で 工 具電 極 消 耗 の 時 間 変 化 の シ ミュ レー シ ョ ンを行 った 結 果 を示 す.図8は 放 電 加 工 面 上 の 注 目す る点 で1回 の 放電 が 終 了 してか ら,そ れ 以 外 の す べ て の 点 で 一 様 に 1回 ず つ 放電 が 生 じて 再 び 注 目す る 点 に 放 電 が 戻 って く る まで の 時 間 を 省略 し,工 具 電 極 加 工面 状 態 の 時 間 変 化 を連 続 的 に示 した.付 着 厚 さ を 決 め るXの 値 を25,50,75%の3通 りにつ い て 計 算 し,各 時間 ス テ ッ プ ご とに付 着 を 先 に行 う場 合 と 除去 を先 に行 う場 合 の結 果 の平 均 を示 す.図8か ら分 か る よ う に,ど の X値 で も鋼 付着 厚 さ の 増加 は あ る 値 で 飽 和 す る.こ れ は,温 度 伝 導 率 の 悪 い鋼 の厚 さ が増 す こ とで 熱 抵 抗 が 大 き くな り放 電 時 の付 着 層 の 溶融 深 さ が 増加 す る た め と考 え られ る.一 方,銅 部 の除 去 深 さに つ い て 見 る と,Xの 値 が 大 き い ほ ど,す なわ ち 付 着 量 が 多 い ほ ど銅 部 の 除 去 深 さが 少 な い ことか ら,工 作物 の 付 着 が 工具 電 極消 耗 にお よ ぼ す影 響 が 大 きい こ とが 分 か る.ま た, いず れ のX値 に つ い て も銅 部 の 除 去 が 生 じる の は最 初 の1回 目 の放 電 時 の み で,注 目す る 点 で の2回 目以 降 の放 電 時 で は 銅 部
Fig.8 Simulation results of change in removed depth of tool electrode and attached thickness of steel layer with time
(1)気 中加工では工具電極加工面 に放電 開始直後か ら工作物
が付着 し始め,そ の付着層は放電の繰返 しと共に成長す
る.一 方,工 具電極母材の消耗 は工作物付着の影響によ
り加工開始直後のみであ ることが実験結果か ら明 らか と
なった.本 論文 の加工条件では,工 具電極母材の消耗は
加工開始直後に2μm程
度生 じ,そ の後は変化 しな い.
また,付 着する工作物の付着層厚 さは加工開始後1分 以
内に8.5μm程 度で一定になる.
(2)鋼 工作物の付着が銅工具電極 の溶融 状態に与 える影響は
大 きく,3μm以 上の工作物の付着 があれ ば,そ れ 以後は
工具電極母材の銅部は全 く除去 されな いことが非定常熱
伝導解析か ら明 らかとな った.
(3)軸 対称モデルを用 いた非定常熱伝導解析 の結果を用 いて
工具電極 に付着 する工作物 付着層厚 さの時間変化の シミ
ュ レー ションを行 った.そ の結果,工 作物付着厚 さ及び
工具電極消耗の時間変化が実験及び シミュ レー ションと
で定性的 に一致 した.し たが って,気 中にお ける工具電
極無消耗の要因は工具電極 に付着す る工作物が重要な役
割 を果た している ことが明 らか となった.
謝辞
本研 究 は,平 成6年 度 文部 省 科学 研 究 費補 助 金奨 励研 究
(A)
(課題番号06750112)の 補 助の下 に行 いました.
参
考
文
献
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