1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09045060
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
橋本 洋 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (10198690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LU Yushan 東北大学, 機械工学院, 講師
WAN Zhenlong ハルビン工業大学, 工学部, 講師
SUN Zhennai ハルビン工業大学, 工学部, 講師
今井 健一郎 神奈川工科大学, 工学部, 助手
木村 茂雄 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (90195363)
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| Keywords | 超音波 / 精密研削 / 硬ぜい材料 / 研削加工限界値 / ダイヤモンドホイール / シリコンウエハ / 研削抵抗値 / 表面粗さ |
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| Research Abstract |
硬ぜい材料として代表的なBK7ガラスのシェアモード研削を行った(切込量:2μm、ホイール回転:470m/min、テーブル送り速度:150mm/min)。同条件で繰返し研削を行った結果、Rrms100nm以下の表面粗さが得られ、法線・接線研削抵抗値が、研削量の増大にかかわらず、ほぼ一定に推移するという知見、を得た。このことは、従来の研削理論の前提とは、全く異なることを示している。さらに以下のことが明らかとなった。
(a)研削条件を変化させた場合にも前項の知見が得られた。また、研削抵抗値は、きわめて再現性の高い値であり、ほぼ±1N以内に再現できる。
(b)段差研削実験により、設定切込量/実質切込量≒1である。また、加工層深さは0.5μm以下であることが明らかとなった。
(c)BK7ガラスのみならず、極低膨張ガラスセラミックス、単結晶シリコンなど多種多様な材料に対しても、前項の知見が得られることが明らかとなった。
しかしながら、切込量10μm以上の場合に上述の知見は得られない。その原因を以下のように究明した。すまわち、切込量が大きくなると、ホイールと工作物との接触面積が増大する。したがって、研削液の流入が妨げられて、発熱によるホイール作用面の劣化が起こるものと推定した。
そこで、40kHz超音波振動複合研削法を着想し、接触面への研削液の流入の促進を試みた。その結果、大きな接触面積をもつカップホイールの場合にも、上記研削加工限界値が得られた。これは本論の仮説に基づいて、超精密研削加工の工学的、かつ工業的応用範囲を、理論的体系として拡張させ得ることを検証したことになる。
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[Publications] Y.Yoshida: "An Application of 40KHz Ultrasonic vibration to Shear-mode Grinding of Silicon Wafers" The proceedings of ASPE annual meeting. 262-265 (1997)
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[Publications] 今井 健一郎: "定常的な研削抵抗に基づくシェアモード研削代の評価" 精密工学会誌. 63,6. 849-853 (1997)
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[Publications] 今井 健一郎: "シェアモード研削加工における研削代の評価" 精密工学会誌. 63,7. 1025-1027 (1997)
