2004 Fiscal Year Annual Research Report
多自由度同期振動を用いた高自由度・三次元テクスチャの製作
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15360073
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
諸貫 信行 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (90166463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
楊 明 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (90240142)
吉村 卓也 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (50220736)
角田 陽 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (60224359)
金子 新 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (30347273)
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| Keywords | 振動加工 / 多軸振動 / テクスチャ / 微細加工 / 超音波 / 脆性材料 / ガラス |
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| Research Abstract |
昨年度の基礎研究を踏まえ,今年度はテクスチャ形状の予測と幾つかの試作までを行った.
(1)多軸同期振動加工装置の製作と評価
市販の超音波振動子(20kHz)と現有のピエゾ素子を組合せた直交3軸工具振動装置を製作し,その評価を行った.工具は超硬合金製の直径0.1mmのものを使用し,周波数と振幅比を種々変えたときの工具振動振幅と位相の関係および各軸間のクロストークを調べた.その結果,所望の工具振動を得るためにはクロストークを考慮する必要があることがわかった.そこで,クロストークを含めた工具振動軌跡を予測するためのシミュレーションツールを開発した.
併せて,工作物台の下に設置した力センサの応用を検討した.工具・工作物間の接触検出精度を向上するためには基本振動の高調波成分を調べることが有効であること,加工中の信号をモニタすることでガラスの加工に際して問題となるチッピングの発生を検出できることを,それぞれ明らかにした.さらにこの信号検出を活用した適応制御の検討も行った.
(2)ガラスの加工品位向上
多自由度振動を用いるとガラスを効率的に加工しやすくなるとともに,延性モード的な切削加工が容易に行えることを明らかにした.すなわち,砥粒を供給せずに水のみを与えた加工によって,特殊なガラスの場合には加工痕が残った良好な加工が行えることを明らかにした.
(3)テクスチャ加工実験
工具横振動を与えることにより,加工溝は単なる溝から横方向のうねりを伴った形状となる.さらに工具形状が転写されることで複雑な三次元形状が得られることがわかった.コンピュータシミュレーションの結果は,実際に得られたテクスチャ形状と良く一致することがわかった.
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