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公開番号2025009901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024093217
出願日2024-06-07
発明の名称炭素繊維強化樹脂を切削するシステム、方法及びプログラム
出願人株式会社伸光製作所,学校法人上智学院
代理人個人
主分類B23B 1/00 20060101AFI20250109BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】より確実にCFRPの高品質な切削加工と工具寿命の改善を実現する。
【解決手段】炭素繊維強化樹脂からなる被削材W1を切削加工するシステム1において、放電電極20と被削材の表面との間に放電電圧を印加する放電回路10と、被削材を保持する被削材保持部37と被削材を切削加工する工具32を保持する工具保持部33とを有する工作機械30と、を備え、放電回路は、放電電極の先端部20aと被削材の表面との間に微小間隔G1を設けた状態で放電電極に放電電圧を印加することによって空中放電を発生させて、放電電極は、放電回路から放電電圧が印加されてから、被削材の表面に沿って移動することによって、被削材の表面に対して空中放電による放電加工を行い、工作機械は、空中放電による放電加工後の被削材の表面に対して工具を用いて切削加工する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭素繊維強化樹脂からなる被削材を切削加工するシステムにおいて、
放電電極と前記被削材の表面との間に放電電圧を印加する放電回路と、
前記被削材を保持する被削材保持部と前記被削材を切削加工する工具を保持する工具保持部とを有する工作機械と、を備え、
前記放電回路は、前記放電電極の先端部と前記被削材の前記表面との間に微小間隔を設けた状態で前記放電電極に前記放電電圧を印加することによって空中放電を発生させて、
前記放電電極は、前記放電回路から前記放電電圧が印加されてから、前記被削材の表面に沿って移動することによって、前記被削材の前記表面に対して前記空中放電による放電加工を行い、
前記工作機械は、前記空中放電による放電加工後の前記被削材の前記表面に対して前記工具を用いて切削加工する、
システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記放電回路は、１０Ｖ以下の放電電圧を前記放電電極に印加するように制御される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記放電電極は、ニードル状電極である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記微小間隔は、少なくとも５０μｍ以下である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記放電電極は、前記工具保持部に保持されている前記工具に取り付け可能に構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記工作機械は、前記被削材と前記被削材保持部との間及び前記放電電極と前記工具保持部との間が絶縁処理されている、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記被削材保持部は、絶縁性材料で形成される被削材用治具を介して前記被削材を保持することによって、前記被削材との間が絶縁処理される、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記工具保持部は、絶縁性材料で形成される工具用治具を介して前記工具の基端側を保持しており、
前記放電電極は、前記工具用治具を介して保持されている前記工具の先端側に設置することによって、前記工具保持部との間が絶縁処理される、
請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記放電電極は、前記工具用治具を介して保持されている前記工具の先端側に設けられている切削チップの設置部位に取り付け可能に構成されている
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記工具保持部は、絶縁性材料で形成されている絶縁性ホルダであり、
前記絶縁性ホルダは、前記工具及び前記放電電極を保持する、
請求項１に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭素繊維強化樹脂を切削するシステム、方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高強度かつ軽量な材料として、炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastics、以下、ＣＦＲＰとも記載する。）が知られている。ＣＦＲＰは、強度、弾性率、耐熱性、各種耐久性等が優れていることから、製品の高強度化や軽量化、小型化に寄与し得るので、例えば、自動車や航空機、医療機器等の多くの産業分野で利用されている。
【０００３】
しかしながら、ＣＦＲＰは、強化材として含まれる炭素繊維の影響により難切削材であるので、切削加工をする際に工具摩耗が発生し易く、また、加工面でのバリの発生や仕上げ寸法、仕上げ面の悪化が懸念される。ＣＦＲＰを加工する際における工具摩耗の低減や仕上げ面の凹凸を低減する関連技術として、例えば、特許文献１には、ＣＦＲＰの積層体を加工液に浸漬されて、放電回路を用いて放電電圧を発生させて、積層体の加工領域を熱的に加工する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０３４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＦＲＰは、炭素繊維とマトリックス樹脂による層状の複合材料であるので、液中加工の過程でＣＦＲＰの層間に加工液が浸入して、層間剥離等による切削加工後のＣＦＲＰの品質の低下が懸念される。
【０００６】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より確実にＣＦＲＰの高品質な切削加工と工具寿命の改善を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、炭素繊維強化樹脂からなる被削材を切削加工するシステムにおいて、放電電極と前記被削材の表面との間に放電電圧を印加する放電回路と、前記被削材を保持する被削材保持部と前記被削材を切削加工する工具を保持する工具保持部とを有する旋盤と、を備え、前記放電回路は、前記放電電極の先端部と前記被削材の前記表面との間に微小間隔を設けた状態で前記放電電極に前記放電電圧を印加することによって空中放電を発生させて、前記放電電極は、前記放電回路から前記放電電圧が印加されてから、前記被削材の表面に沿って移動することによって、前記被削材の前記表面に対して前記空中放電による放電加工を行い、前記旋盤は、前記空中放電による放電加工後の前記被削材の前記表面に対して前記工具を用いて切削加工する、システムである。
【０００８】
本開示の一態様によれば、ＣＦＲＰからなる被削材の表面に対して空中放電による放電加工を行うことによってＣＦＲＰの表面側の炭素繊維を切断してから、炭素繊維を切断した部位に対して旋盤の工具で切削加工するので、より確実にＣＦＲＰの高品質な切削加工と工具寿命の改善を実現できる。
【０００９】
本開示の他の態様は、炭素繊維強化樹脂からなる被削材を切削加工する方法において、放電電極を介して前記被削材の表面に放電電圧を印加して前記被削材の前記表面に対して空中放電による放電加工を行うことと、放電加工後の前記被削材の前記表面を旋盤の工具で切削加工することと、を含み、前記空中放電による前記放電加工を行う際に、前記被削材の前記表面と前記放電電極の先端部との間に微小間隔を設けた状態で前記放電電極を前記被削材の表面に沿って移動させる、方法である。これによれば、被削材の表面を空中放電による放電加工を行ってから、旋盤で放電加工後の被削材の表面を切削加工するので、より確実にＣＦＲＰの高品質な切削加工と工具寿命の改善を実現できる。
【００１０】
本開示の更に他の態様は、少なくとも１つのプロセッサにより実行されるように構成されたプログラムであって、前記方法を実行する命令を含む、プログラムである。これによれば、被削材の表面を空中放電による放電加工を行ってから、旋盤で放電加工後の被削材の表面を切削加工するので、より確実にＣＦＲＰの高品質な切削加工と工具寿命の改善を実現できる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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