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Development of an Electromagnetic Force Induced Ultrasonic Spindle and Its Application in Internal Grinding of Small Holes

Research Project

Project/Area Number 19560121
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

WU Yongbo  Akita Prefectural University, システム科学技術学部, 教授 (10302176)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NOMURA Mitsuyoshi  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (70325942)
Research Collaborator NOMURA Mitsuyoshi  豊橋技術科学大学, 工学部, 特任助教 (70325942)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords研削加工 / 超音波振動 / 内面研削盤 / 超音波スピンドル / 高周波スピンドル
Research Abstract

まず超音波回転体や電磁石を中心に電磁力励振超音波スピンドルを設計・製作した. 励振試験の結果, 共振現象が確認され, 最大振幅が0.2μm程度と得られた. 次に耐摩耗性に優れ, また鏡面研削に適しているメタルボンド微粒ダイヤモンド砥石を小径内面研削に適用する際のツルーイング・ドレッシング条件の最適化を検討した. 最後に既設内研機を適宜に改造し, 市販の圧電式ロータリ超音波スピンドルを搭載して比較実験を行い, 超音波援用研削の加工特性を詳細に調査した. 得られた知見が次のように要約される : (1)メタルボンドダイヤモンド砥石のツルーイングで超音波を援用するとツルーイング効率と精度が高くなり, 特にボンドテールの発生が抑制され, 作用砥粒数が増える ; (2)砥石を超音波微振動させながら研削すると研削特性(研削抵抗, 表面粗さ, 内径真円度, 研削比)が向上する ; (3)研削特性に及ぼす超音波振動, 回転数, 切込み速度, 砥石種類影響を明らかにした ; (4)#5000微粒砥石目づまりなしで使用可能になり, Ra20nm程度の鏡面を得ることができた.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2009 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (19 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Effects of Grain Size and Concentration of Grinding Wheel in Ultrasonically Assisted Grinding2009

    • Author(s)
      M. Nomura, Y. Wu, 他3名
    • Journal Title

      Key Engineering Materials 389-390

      Pages: 283-288

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  • [Journal Article] Effects of Grain Size and Concentration of Grinding Wheel in Ultrasonically Assisted Grinding2009

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      M. Nomura, Y. Wu, T. Kuriyagawa, T. Kawashima, T. Shibada
    • Journal Title

      Key Engineering Materials 389-390

      Pages: 283-288

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    • Author(s)
      野村光由, 呉勇波, 他3名
    • Journal Title

      超音波TECHNO 20, 3

      Pages: 85-88

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  • [Journal Article] Investigation of internal ultrasonically assisted grinding of small holes : effect of ultrasonic vibration in truing and dressing of small CBN grinding wheel2007

    • Author(s)
      M. Nomura, Y. Wu and T. Kuriyagawa
    • Journal Title

      J. of Mech. Sci. & Tech. 21, 10

      Pages: 1605-1611

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  • [Journal Article] Inducing a Machine Spindle to Ultrasonically Vibrate by Fluctuating Electromagnetic Force2007

    • Author(s)
      Y. Wu, M. Tamano and M. Kato
    • Journal Title

      Int. J. of Applied Electromagnetics and Mechanics 25, 1-4

      Pages: 621-626

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  • [Journal Article] Investigation of internal ultrasonically assisted grinding of small holes: effect of ultrasonic vibration in truing and dressing of small CBN grinding wheel2007

    • Author(s)
      M. Nomura, Y. Wu and T. Kuriyagawa
    • Journal Title

      Journal of Mechanical Science and Technology 21・10

      Pages: 1605-1611

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      高橋康夫, 呉勇波, 他2名
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      2009年JSME東北学生卒業発表会
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      秋田県立大
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      2009-03-06
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      秋田県立大学
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      M. Nomura, Y. Wu, 他3名
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      AMPT2008
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      in Manama, Bahrain
    • Year and Date
      2008-11-04
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      S. Yokoyama, Y. Wu, 他3名
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      AMPT2008
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      in Manama, Bahrain
    • Year and Date
      2008-11-03
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      S. Yokoyama, Y. Wu, T. Sato, W. Lin, T. Tachibana
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      バーレーン(Bahrain)
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      M. Nomura, Y. Wu, T. Kuriyagawa, T. Kawashima, T. Shibata
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      11^<th> Int. Conf. on Advances in Materials Processing Technology (AMPT2008)
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      バーレーン(Bahrain)
    • Year and Date
      2008-11-03
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      横山将太, 呉勇波, 野村光由, 他3名
    • Organizer
      2008年度JSPE秋季大会
    • Place of Presentation
      東北大川内キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-19
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  • [Presentation] 小径内面の超音波援用精密研削に関する研究-小径超砥粒ホイールのツルーイング・ドレッシングについて-2008

    • Author(s)
      横山将太, 呉勇波, 佐藤隆史, 林偉民, 野村光由, 岳将士
    • Organizer
      2008年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2008-09-18
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  • [Presentation] 小径内面の超音波援用精密研削に関する研究-微粒砥石による鏡面研削の試-2008

    • Author(s)
      横山将太, 小松勇気, 呉勇波, 林偉民, 野村光由, 岳将士
    • Organizer
      2008年度JSPE春季大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-18
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 小径内面の超音波援用精密研削に関する研究-微粒砥石による鏡面研削の試み-2008

    • Author(s)
      横山将太, 小松勇気, 呉 勇波, 林 偉民, 野村光由, 岳 将士
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      2008年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-18
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  • [Presentation] 超音波援用小径内面の精密研削における砥石粒度の加工特性への影響2007

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      小松勇気, 野村光由, 呉勇波, 岳将士
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      2007年度JSPE東北支部学術講演会
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      八戸工大
    • Year and Date
      2007-12-01
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  • [Presentation] 超音波援用小径内面の精密研削における砥石粒度の加工特性への影響2007

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      小松勇気, 野村光由, 呉 勇波, 岳将士
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      八戸工業大学
    • Year and Date
      2007-12-01
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  • [Presentation] Investigation of internal ultrasonically assisted grinding of small holes : effect of ultrasonic vibration in truing and dressing of small CBN grinding wheel2007

    • Author(s)
      M. Nomura, Y. Wu and T. Kuriyagawa
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      AMPT2007
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2007-10-08
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  • [Presentation] 超音波援用小径内面研削に関する研究-加工特性に及ぼすcBN 砥石粒度の影響ー2007

    • Author(s)
      野村光由, 呉勇波, 他2名
    • Organizer
      2007年度JSPE秋季大会
    • Place of Presentation
      旭川市勤労者福祉会館
    • Year and Date
      2007-09-13
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  • [Presentation] 電磁力励振式超音波スピンドルの製作に関する研究2007

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      横山将太, 呉勇波, 野村光由, 立花亨
    • Organizer
      2007年度JSPE秋季大会
    • Place of Presentation
      旭川市勤労者福祉会館
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] 電磁力励振式超音波スピンドルの製作に関する研究2007

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      横山将太, 呉勇波, 野村光由, 立花 亨
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      2007年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      旭川市勤労会館
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] 超音波援用小径内面研削に関する研究-加工特性に及ぼすcBN砥石粒度の影響-2007

    • Author(s)
      野村光由, 呉勇波, 立花 亨, 厨川常元
    • Organizer
      2007年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      旭川市勤労会館
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] 小径内面の超音波援用研削に関する基礎研究-研削抵抗における小径cBN砥石の粒度と集中度の効果-2007

    • Author(s)
      野村光由, 呉勇波, 他3名
    • Organizer
      2007年度JSPE春季大会
    • Place of Presentation
      芝浦工大豊洲キャンパス
    • Year and Date
      2007-03-21
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 小径内面の超音波援用研削に関する基礎研究-研削抵抗における小径cBN砥石の粒度と集中度の効果-2007

    • Author(s)
      野村光由, 呉勇波, 加藤正名, 立花 亨, 厨川常元
    • Organizer
      2007年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学
    • Year and Date
      2007-03-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/system/mise/material_structure/sato/index.htm

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 回転軸に超音波振動を発生させる装置2006

    • Inventor(s)
      呉勇波, 立花亨
    • Industrial Property Rights Holder
      呉勇波, ミクロン精密(株)
    • Patent Publication Number
      2007-268505
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Acquisition Date
      2007-10-18
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 回転軸に超音波振動を発生させる装置2006

    • Inventor(s)
      呉 勇波, 立花 亨
    • Industrial Property Rights Holder
      呉勇波, ミクロン精密株式会社
    • Industrial Property Number
      2006-101222
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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