センタレス研削方式によるセラミックス球の枚葉型加工技術の開発に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450059
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 加藤 正名 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (60005262)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 光由 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助手 (70325942) ; 呉 勇波 秋田県立大学, システム科学技術学部, 講師 (10302176)
• Keywords: センタレス研削 / 超音波振動 / セラミックス球 / 調整砥石

Research Abstract

セラミックス軸受は耐食性,耐熱性に富み,しかも高硬度,軽量であるため,航空機やロケット用のジェットエンジンや工作機械主軸など高速,高精度スピンドルへの応用が期待されている.本研究は,センタレス研削方式によるセラミックス球の枚葉型加工技術を確立するのが目的である.これは,従来のセンタレス研削盤における調整砥石をシューに置き換えて,球体加工を可能にするように工作物にX軸とY軸回りの運動をそれぞれシューのXZ平面内の超音波楕円振動とブレードのYZ平面内の超音波楕円振動によって与えることにより,センタレス方式で球体研削を行おうとするものである.また,従来機における調整砥石による工作物の支持作用は可動シューとボールネジ,サーボモータ,直動軸受およびコントローラからなる微小送りユニットによって行う.本研究では,微小送りユニットと超音波振動付加シュー/ブレードを設計・製作し,既設のセンタレス研削盤に取り付けることによって加工実験機を構築する.そしてセラミックス素球について加工テストを行い,到達真球度を把握する.
本研究計画の1年目(平成13年度)は,次の項目について研究を行った.
(1)圧電素子(PZT)と金属体から構成される超音波振動付加シュー/ブレードを設計・製作した.
(2)製作したシュー/ブレードに超音波域の交流電圧を印可し,印可電圧と周波数が振幅に対する影響をレーザドップラ振動計で測定しシュー/ブレードの性能評価を行った.
(3)微小送りユニットを設計・製作し,工作物の送り駆動テストを行った.可動シューが0.7μm/s程度の移動速度まで微小駆動可能であることを確認した.