楕円振動切削加工法による超硬合金の超精密微細加工

椭圆振动切削法硬质合金超精密微加工

• 批准号: 15760078
• 负责人: 鈴木 教和
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760078/
• 关键词: 楕円振動切削加工法; 超音波振動; 延性モード加工; 超硬合金; 超精密加工; 微細溝加工; 工具摩耗; 工具寿命; 楕円振動切削; 振動切削; 臨界切込み量; 超硬金型; ダイヤモンド工具

本研究課題においては、楕円振動切削加工法および超精密楕円振動制御技術を適用することによって、一般的な切削加工では不可能と考えられる超硬合金のダイヤモンド切削を試みた。本年度は、前年度行った基礎的な検討の結果に基づき、さらに詳細な基本メカニズムの検討および実用的な加工特性の評価を行い、主に以下に示す成果を得た。(1)工作機械のNC制御を利用した低周波プロセスによる延性モード加工メカニズムの検討0.1Hz以下の低周波の振動を発生させ、基礎的な溝加工実験を行った結果、楕円振動切削では超音波によるプロセスと同様の延性モード加工が行われることに対して、従来型の振動切削においては通常の切削と同様に脆性モードとなることを確認した。この結果から、楕円振動切削においては振動の各周期ごとに切取られる被削材の厚み(実質的な切取り厚さ)が,特に仕上げ面を生成する振動の下死点付近において微小な値をとることにより,見かけの臨界切込みが増加し延性モード加工が行われるものと考えられる。(2)平面加工におけるダイヤモンド工具の長寿命化の検討切削油剤の供給方法の検討として、ミストおよびクーラント液供給において比較を行った結果、その加工特性に大きな違いは無いことがわかった。一方、2種類の楕円振動装置を用いて工具刃先の振動の方向が与える影響について比較した結果、楕円振動の発生する平面が切削方向を含むように設定した場合において、工具寿命が若干向上することを確認した。(3)楕円振動切削による超精密微細加工実験実用的な微細金型を想定した、V溝加工実験を行った。その結果、通常の切削においては脆性破壊が生じて鋭利な加工形状を得ることが困難であったことに対し、本手法を適用することにより鋭利な角が得られ、実用的な超硬金型の超精密微細加工を実現し得る可能性があることを確認した。

This research topic に お い て は, 楕 has drifted back towards &yen; vibration machining method お よ び ultra-precision 楕 has drifted back towards &yen; vibration suppression technology を applicable す る こ と に よ っ て, general な machining で は impossible と exam え ら れ る hard alloy の ダ イ ヤ モ ン ド try cutting を み た. は, before this year's annual line っ た based な beg の 検 results に づ き, さ ら に detailed basic メ な カ ニ ズ ム の beg お 検 よ び な processing characteristics of be used の review 価 を い, Lord に た に を す results indicated below. Work (1) mechanical の royal を NC system using し た low-frequency プ ロ セ ス に よ る ductility モ ー ド processing メ カ ニ ズ ム の 検 for 0.1 Hz の of low-frequency vibration を の 発 raw さ せ, basic な groove processing be 験 を line っ た results, 楕 has drifted back towards &yen; vibration cutting で は ultrasound に よ る プ ロ セ ス と with others の ductility モ ー ド processing line が わ れ る こ と に し seaborne て, 従 The incoming type of <s:1> vibration cutting にお にお て て <e:1> <e:1> usually <s:1> cutting と is the same as に brittleness モ ドとなる ドとなる ドとなる とを とを とを confirmation of た た. こ の results か ら, 楕 has drifted back towards &yen; vibration cutting に お い て は vibration の each cycle ご と taking ら に れ る の by cutting material thickness み taking り thick さ) (be qualitative な が, especially on に shi げ surface を generated す る vibration の bottom dead center pay nearly に お い て tiny な numerical を と る こ と に よ り, see か け の critical shear 込 み が raised し ductility requirement by モ ー ド processing line が わ れ る も の と exam え ら れ る . (2) the plane processing に お け る ダ イ ヤ モ ン ド tool の long life change の 検 for cutting oil supply method tonic の の beg と 検 し て, ミ ス ト お よ び ク ー ラ ン ト fluid supply に お い て line more を っ た results, そ の processing features に big き な violations い は no い こ と が わ か っ た. Side, 2 species の 楕 を has drifted back towards &yen; vibration device with い て の first tool blade vibration の direction が and え る influence に つ い て compare し た results, 楕 vibration has drifted back towards &yen; の 発 raw す る plane cutting direction が を containing む よ う に set し た occasions に お い て, tool life が up several す る こ と を confirm し た. (3) Oval-shaped vibration cutting による ultra-precision micro-machining tool な micro-metal shape を shape た, V-groove machining tool を line った. そ の results, usually の cutting に お い て は brittle broken 壊 が raw じ て sharp な process shape を る こ と が difficult で あ っ た こ と に し seaborne, applying this technique を す る こ と に よ り sharp な が quite ら れ, be with golden な superhard の ultra-precision micro machining を be presently し risk る が あ る こ と を confirm し た.

项目成果

Development of 3 DOF ultrasonic vibration tool for elliptical vibration cutting of sculptured surfaces

• DOI: 10.1016/s0007-8506(07)60113-9
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: CIRP ANNALS-MANUFACTURING TECHNOLOGY
• 影响因子: 4.1
• 作者: Shamoto, E;Suzuki, N;Yoshino, K
• 通讯作者: Yoshino, K

鈴木 教和: "単結晶材料の延性モード超音波楕円振動切削加工"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 340 (2003)

铃木纪和：《单晶材料的延性模式超声椭圆振动切割》2003年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集340（2003）。

CMPにおける研磨レート解析に関する研究

CMP抛光速率分析研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会東海学生会 第36回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集 1・1
• 作者: 社本英二;鈴木教和 他2名;鈴木教和 他3名
• 通讯作者: 鈴木教和 他3名

N.Suzuki: "Ultraprecision Micromachining of Hardened Steel by Applying Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting"Proceedings of the 2003 International Symposium on Micromechatronics and Human Science. 221-226 (2003)

N.Suzuki：“采用超声波椭圆振动切割对淬火钢进行超精密微加工”2003 年国际微机电一体化和人类科学研讨会论文集。

社本英二: "機械式円振動発生機構を利用した楕円振動切削加工機の開発"精密工学会誌. 69巻4号. 542-548 (2003)

Eiji Shamoto：“使用机械圆形振动产生机构的椭圆振动切割机的开发”日本精密工程学会杂志第 69 卷，第 4. 542-548 期（2003 年）。