| 研究概要 |
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ことを目的としている.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ブレードのYZ平面内の超音波楕円振動とシューのXZ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.
本研究補助の初年度(平成13年度)で得られた中間結果としては,超音波楕円振動シュー/ブレードを設計・製作し,その性能評価を行った.また微小送りユニットを設計・製作し,工作物の送り込みテストを行った.その結果,半径切り込み量は0.1μm程度で微小送り込み可能であることを確認した.そして最終年度(平成14年度)での内容と結果を次のようにまとめる.
(1)製作した微小送りユニットと超音波振動付加シュー/ブレードを取り付けられるように既設のセンタレス研削盤を改造して,加工実験機を構築した.
(2)球体加工テストに先立って,構築した加工実験機において1軸回転体(φ1〜5mm,長さ15mmのSK4ピン)の加工テストを予備実験として行った.初期真円度20μm程度の加工物は研削後1.5μm程度まで向上した.これによって,超音波楕円振動による加工物の回転制御に基づく新しいセンタレス研削法を提案することができた.
(3)球体のX軸とY軸回りの2軸回転制御テストを行った結果,Y軸回り運動は不安定であることがわかった.これは,共振型のブレードの超音波振動速度が過大でかつ時間的に不安定なためであることが明らかになった.現在,非共振型で振動速度が低い新しい原理の楕円振動ブレードを開発中である.その完成次第に球体の回転制御テストと加工テストを行う予定である.
(4)センタレス研削方式による球体の成球過程のコンピュータシミュレーション法を開発し,成球効果の最もよい幾何学的支持条件を特定した.
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