Tomoichi Inoue

A Study on Wire Electro-Chemical Discharge Machin ing (1 st Report)

This paper deals with a new method of wire electro-chemical discharge machining of non-conductive materials such as ceramics.The method is achieved by combining the cutting technique of wire-EDM with electrochemical discharge machining used for drilling non-conductive materials such as glass, diamond and ruby immersed in an electrolyte. In its method a molybdenum wire of 0.1mm in diameter is employed as one electrode and platinum wire of 0.5mm in diameter as the other electrode. The electrolyte of KOH solution is fed to the contact area between the work specimen and the molybdenum wire.Glass and ceramic plates as work specimens can be successfully cut by the electric arcs generated along the contact line between the work specimens and the wire electrode in the electrolyte.The effects of the polarity of the electrodes, the types of the current, the voltage applied to the electrodes, and the conoentration of the electrolyte on the cutting rate and the kerf width are examined.The maximum cutting rate of silica glass (1.0mm in thickness), that of Al2O3 ceramic (1.2mm in thickness), that of Si3N4 ceramic (1.2mm in thickness) and that of ZrO2 ceramic (1.2mm in thickness) are 6.8mm/min, 0.3mm/min, 0.67mm/min and 0.2mm/min, respectively, The kerf width at the maximum cuting rate of silica glass, that of Al2O3 ceramic, that of Si3N4 ceramic and that of ZrO2 ceramic are 0.20mm, 0.31mm, 0.45mm and 0.13mm, respectively.The results obtained show that the method is effective for cutting glass and ceramic materials in two dimensional contour.

Study for Improvement of Energy Efficiency in Hydro-Spark Forming

液中放電成形に関する成形効果および出力効率について,以上の実験結果をまとめると,次のごとくなる。(1) 投てき形出力測定によるたま出力効率は,放電溝条件に大きく左右され,間隙放電,導線放電,粉体放電ともにコンデンサ・充電エネルギに対して,最適の放電溝条件が存在する。(2) 間隙放電,導線放電ともに充電電圧が10kVの場合よりも,30kVの場合の方が出力効率が増すが,粉体放電の場合は増加せず,逆に減少の傾向を示した.(表1参照)(3) 投てき形出力測定において,投てき底部に拠物線反射面を設置しても,出力効率の向上はみとめられなかった。(4) 投てき形出力測定では放電電極近辺の壁面が複雑な(A)形投てきの場合よりも,それが単純な(B)形投てきの方がたま出力効率が良好であり,したがって,放電槽形状が出力に大きく影響することがわかった。(5) 投てき実験による出力効率は,この研究当初においては,間隙放電でη≅1%, 0.8φアルミニューム線による導線放電でη≅2.7%であったが,表1に示す最高の条件では間隙放電……2.6%導線放電……11.5%粉体放電……11.0%に達した。(6) 試料(厚さ2mmの軟鋼板)160φダイによる成形では,電極～試料間距離が近いほど,試料の変形に有効であることがわかった。これは密閉形,開放形いずれの時も同様である。(7) 開放形放電槽よりも密閉形放電槽の方が,試料変形に有効である。

Fundamentals of Hydrospark Forming (III)

以上実験結果を簡単にまとめると,1)液中火花放電により発生する相当静圧あるいは機械的仕事量(図4より変形深さ(δ)に対する単位面積当たり仕事量がわかるから,全面仕事量は図式積分で計算できる)は放電位置-水面間距離(h)が約300mm以下では,(h)の増大にともない発生能力も増大するが,(h)が約300mmに達するとこの実験条件範囲ではそれ以上効果はあがらない。2)水中火花放電により発生する相当静圧は,コンデンサ容量と大体直線的関係で増加する。3)液中火花放電により発生する相当静圧は,コンデンサ充電電圧(V)との間につぎの関係が成立する。p0=KV2ただしKは比例常数で,回路特性,電極間距離,液の種類,等によりきまりこの実験条件ではK=0.8である。4)水中火花放電により発生する伝ば圧力の強さ(相当静圧)は放電位置からの距離の2乗に反比例する.5)水中火花放電成形における機械的仕事量は電極間距離が相当大きく影響を与え大体火花放電の可能な範囲で大きくするほど効率がよくなる。6)水中火花放電により平面の受ける衝撃波の能力分布(相当静圧の分布)は容器の形,大小,放電条件,等の相関々係により,中高,中くぼみ等の分布となるが容器の影響の少ない条件では大体理論分布に一致する。