放電加工における加工くず飛散と加工反力の同時観測

摘要

放電加工における材料除去過程に関する様々な研究が行われている．従来は金属材料の蒸発および溶融部に対する気泡膨張のせん断作用が考えられていたのに対して，柳田らは低融点合金を用いた実験の結果から，溶融部の除去には放電終了後の気泡の収縮および崩壊過程が関与すると報告している．一方，Yoshidaらは気中放電においても放電点から加工くずが飛散することを明らかにしている．また，Eubankらはプラズマの理論解析を行い，陽極および陰極の除去機構として溶融部の過熱による突沸を提唱している．筆者らの一部らは加工くずが飛散する様子を高速度ビデオを用いて観察し，材料除去は放電持続時間中に様々なタイミングで生じること，および，1回の放電中に断続的に複数回生じることを報告している．そして，放電開始直後に上昇した放電点の圧力が低下することで溶融部の沸騰（キャビテーション）が起き，その作用によって溶融部が飛散するという説を提案している．本報では放電点から材料が除去される瞬間に放電点の圧力が低下しているのか否かを調べることを目的として，加工くず飛散の観察と加工反力の時間変化の測定を同時に行った．