製品洗浄工程をなくす超音波振動付加によるしごき加工システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555043
• Section: 試験
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 尾崎 龍夫 九州大学, 工学部, 教授 (40037742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩下 寛之 東洋鋼板(株), 技術研究所, 副主任研究員 ; 坂口 雅司 昭和アルミニウム(株), 研究開発部技術研究所, 所長 ; 山崎 進 九州大学, 工学部, 助手 (70037993) ; 竹増 光家 九州大学, 工学部, 助教授 (40207006)
• Keywords: しごき加工 / 表面仕上げ / 表面粗さ / 潤滑剤 / 超音波振動 / 有限要素法 / 固有振動モード / 感光ドラム

Research Abstract

昨年度試作開発した超音波振動付加によるしごき加工装置を用い,各種しごき加工実験を引き続き行い,下記の結果を得た.
1)昨年度は,振動子保持体がゴムリングであったため,加工中振動振幅が無負荷時の10%と極端に減衰する問題があった.そこでこの部分を剛体保持に変更したところ,加工中の減衰比が約50%まで向上し,理想的な動作性が得られるようになった.
2)平成8年度申請の主要設備であるワークステーションを用いて,有限要素法により振動子,ホーンおよびダイスを含めた系全体の振動解析を行った.その結果,本実験装置の固有振動モードでは,ダイス加工部に比較的大きな軸方向振動とわずかな半径方向振動が発生しており,実機の測定結果ともよく一致すること,また今後は計算機上で任意形状の加工用ホーンの振動状態を予測可能であることなどが分かった.
3)ダイス半角,ランド部長さなど,形状パラメータの異なる数種類のしごき加工用ダイスを用いて実験を行った結果,振動付加の有無に関わらず,ダイス半角は10°付近で荷重の極小値が存在するなど,最適工具形状を実験的に見出すことができた.
4)表面粗さ解析システムを用いて加工後の製品表面性状を詳細に観察したところ,高粘度潤滑剤では強固な油膜が形成されるため,振動を付加することにより粗さは悪くなるが,低粘度潤滑剤では,Ry,Raともに振動付加の有無や振動強度の違いによる差がほとんど無く,良好になることがわかった.

Research Products

• [Publications] 尾崎龍夫 ら 他5名: "超音波振動付加による円筒しごき加工装置の開発" 平成8年度塑性加工春季講演会講演論文集. 454-455 (1996)
• [Publications] 尾崎龍夫 ら 他5名: "超音波振動付加しごき加工に関する研究" 第47回塑性加工連合講演会 講演論文集. 357-358 (1996)
• [Publications] 尾崎龍夫 ら 他5名: "アルミニウム押出し管の多段しごき加工による精密表面仕上げ(押出し材のしごき加工性改善と3次元表面粗さ解析)" 塑性と加工. 38巻・432号. 81-86 (1997)