• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

焼結材料の延性モード加工を可能とする超高周波振動切削加工に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17760103
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鈴木 教和  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助手 (00359754)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords超音波振動 / 楕円振動切削加工法 / 焼結材料 / 延性モード加工 / 振動モード / 圧電素子 / 微細加工 / タングステン合金 / 工具摩耗
Research Abstract

本研究では従来より振動切削に用いられている振動周波数(主に20kHz)に対して一桁以上高周波となる数百kHz〜1MHz程度の低振幅振動(0.1〜1μm_<p-p>)を工具刃先に付加する振動切削加工技術の実現に挑戦する.本年度の研究では,有限要素解析技術を用いて,縦振動とたわみ振動を200kHz以上の高周波で組み合わせることのできる振動工具の設計を行い,試作装置の振動特性について評価を行った.また,別途開発を行ってきた40kHzの振動装置を用いて焼結金属(タングステン合金)に対する加工特性評価実験,および超精密金型の試作を行った.さらに試作した金型を用いてガラス部品の成形試験を行い,本手法の実用性について評価を行った.以下に得られた成果および知見を示す.
(1)有限要素解析技術を利用して2次の縦振動と4次のたわみ振動の共振周波数がともに200kHzとなる超音波楕円振動子の設計を行った.実際に振動子の試作を行い振動特性の評価を行った結果,たわみ振動の共振周波数が181kHz,縦振動が208kHzとなり,27kHzのずれが生じることがわかった.また,約200kHz付近で駆動することにより0.1μm_<p-p>の楕円振動を発生できることを確認した.
(2)40kHzの超音波楕円振動装置を用いてタングステン合金の超精密加工実験を行った.近似2次元切削実験の結果,1μm前後の切取り厚さが延性-脆性の臨界条件となり,0.2μmの切取り厚さにおいても連続型の切りくずが生成されることを確認した.
(3)上記の振動装置を用いてタングステン合金性の金型を試作し,良好な形状精度と仕上げ面性状を両立できることを確認した.さらに,試作した金型を用いて光学ガラスの成形を行った結果,微細形状が精密に転写され良好なガラス部品を成形可能であることを確認した.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] 楕円振動切削によるタングステン合金の超精密微細加工2007

    • Author(s)
      鈴木教和 他6名
    • Journal Title

      精密工学会誌 73・3

      Pages: 360-366

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 楕円振動切削による金型鋼の自由曲面加工(第2報)-3自由度超音波楕円振動工具の開発2007

    • Author(s)
      鈴木教和 他3名
    • Journal Title

      精密工学会誌 73・1

      Pages: 117-123

    • NAID

      110006152490

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 楕円振動切削による金型鋼の自由曲面加工(第1報)-新しい加工方法の提案と高精度4軸加工機の開発2006

    • Author(s)
      社本英二, 鈴木教和 他4名
    • Journal Title

      精密工学会誌 72・9

      Pages: 1139-1145

    • NAID

      110004798304

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超硬合金の超精密楕円振動切削 -延性モード切削機構の検討-2006

    • Author(s)
      鈴木教和 他3名
    • Journal Title

      精密工学会誌 72・4

      Pages: 539-545

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ultraprecision Micro-Machining of Single Crystal Germanium by Applying Elliptical Vibration Cutting2006

    • Author(s)
      N.Suzuki, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the 2006 International Symposium on Micromechatronics and Human Science 1・1

      Pages: 67-72

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ultraprecision Micro-Machining of Single Crystal Germanium by Applying Elliptical Vibration Cutting2006

    • Author(s)
      N.Suzuki, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the CIRP 2nd International Conference on High Performance Cutting 1・1(CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超音波楕円振動切削によるタングステン合金の超精密微細加工-基礎的な切削性能の評価-2006

    • Author(s)
      鈴木教和 他5名
    • Journal Title

      2006年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 1・1

      Pages: 1031-1032

    • NAID

      130005027094

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A New Method to Machine Sculptured Surfaces by Applying Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting2005

    • Author(s)
      E.Shamoto, N.Suzuki, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the 2005 International Symposium on Micromechatronics and Human Science, pp.91-96,(2005) 1・1

      Pages: 91-96

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of 3DOF Ultrasonic Vibration Tool for Elliptical Vibration Cutting of Sculptured Surfaces2005

    • Author(s)
      E.Shamoto, N.Suzuki, et al.
    • Journal Title

      Annals of CIRP 54・1

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] タングステン合金の超精密超音波楕円振動切削2005

    • Author(s)
      鈴木教和 他5名
    • Journal Title

      型技術 20・15

      Pages: 80-81

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 楕円振動切削による硬脆材料の超精密微細溝加工2005

    • Author(s)
      鈴木教和, 社本英二
    • Journal Title

      機械技術 53・12

      Pages: 80-81

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 楕円振動切削によるタングステン合金の超精密微細加工2005

    • Author(s)
      鈴木教和 他4名
    • Journal Title

      2005年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集 1・1

      Pages: 201-202

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi