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2013 年度 実績報告書

超音波振動援用による高性能内面ホーニング加工法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560141
研究機関中部大学

研究代表者

水谷 秀行  中部大学, 工学部, 教授 (10201790)

研究分担者 稲崎 一郎  中部大学, 中部高等学術研究所, 教授 (30051650)
キーワード内面ホーニング / 超音波振動 / 砥石半径方向振動 / 超砥粒電着砥石 / 寸法生成 / 仕上げ面性状
研究概要

本研究最終年度の平成25年度は、本開発技術の実用化に向け、装置の改良とその評価のための実験研究を推進した。
1.実験用超音波振動ホーニング装置の第1号試作機は、砥石ツールの回転運動を固定した工作物回転方式を採用したが、この方式では、工作物の大きさ・形状に制限があり、また、工作物回転用駆動装置を必要とするなど改良の余地があった。このため、スリップリングを用いた回転主軸取付け型のロータリー振動子を製作し、改良を行った。
2.これまでのホーニング砥石ツールは、砥石と振動子取付け用シャンク部を一体構造としていたが、ツールの製作精度および振動子への取付け再現性の向上を図るため、ツールシャンク部を精密コレットチャック(特注品)に代え、これを介して砥石を取付ける方式に変更した。これによって消耗部品である砥石部の構造が単純化され、砥石ツールの製作精度と振動子への取付け精度を向上させることができた。
3.改良装置の超音波振動特性をレーザ変位計によって調べた結果、砥石は半径方向に安定したたわみ振動を発生し、振幅は振動制御装置によって約30μmを上限として任意に制御することができた。
4.開発・改良を加えた超音波振動ホーニング加工装置および方法に対して評価実験を行った結果、(1)砥石半径方向の超音波振動の振幅制御によって小径穴の内径調整が可能であることを確認した。(2)内面ホーニングに必要な回転運動は、工作物側よりも工具側に与える機構・構造とする方が円筒形状精度を得る上で有利である。(3)超音波振動の援用によって焼入れ鋼および構造用セラミックスのホーニング仕上げ面粗さが向上することなどを明らかにした。小径内面の高精度加工技術の向上を目的とした超音波振動援用によるホーニング加工法の開発は、大手自動車部品メーカーからもその応用が注目され、今後の進展が期待されている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 表面特性の向上を実現する超音波振動切削法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      水谷秀行
    • 雑誌名

      超音波TECHNO

      巻: 25,5 ページ: 72-77

  • [雑誌論文] 超音波振動付与による切削加工高性能化の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      稲崎一郎
    • 雑誌名

      機械技術

      巻: 61,3 ページ: 18-20

  • [雑誌論文] 超音波振動援用による高性能ホーニング加工法の開発-半径方向振動発生装置のの開発と評価-2013

    • 著者名/発表者名
      水谷秀行、浜岡亨、浜田晴司、稲崎一郎
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 57巻6号 ページ: 395-400

    • DOI

      ISSN 0914-2703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Process Machine Interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Ichiro INASAKI
    • 雑誌名

      Journal of SME Japan

      巻: Vol.2 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 切削残留応力に及ぼす切れ刃形状および超音波振動の影響2013

    • 著者名/発表者名
      水谷秀行、伊藤雅人
    • 学会等名
      ABTEC2013(2013年度砥粒加工学会学術講演会)
    • 発表場所
      日本大学理工学部(東京都)
    • 年月日
      20130827-20130829
  • [学会発表] 超音波振動援用による高性能ホーニング加工法の開発

    • 著者名/発表者名
      水谷秀行
    • 学会等名
      砥粒加工学会関西地区部会平成25年度第3回研究・見学会
    • 発表場所
      (株)日進製作所(京都府)
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波援用ホーニング加工

    • 著者名/発表者名
      浜田晴司、水谷秀行、稲崎一郎
    • 学会等名
      中部大学生産技術開発センター研究発表会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波振動援用による高性能ホーニング加工の研究(装置の改良と特性の評価)

    • 著者名/発表者名
      安ノ井智明、藤澤勇太、渕之上諒、水谷秀行
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大同大学(名古屋市)
  • [学会発表] 表面特性の向上を実現する高性能切削法の開発(超音波振動切削の適用)

    • 著者名/発表者名
      加納輝一、長谷川貴哉、伊藤雅人、阿竹洋祐、水谷秀行
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大同大学(名古屋市)
  • [学会発表] フライス加工による高圧縮残留応力の生成と疲労特性の評価

    • 著者名/発表者名
      広瀬翔太、小島清四郎、松原健太、水谷秀行
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大同大学(名古屋市)
  • [学会発表] 超音波振動を援用した機械加工技術

    • 著者名/発表者名
      水谷秀行
    • 学会等名
      中部大学フェア2013
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)

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公開日: 2015-05-28  

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