Development of an Electromagnetic Force Induced Ultrasonic Spindle and Its Application in Internal Grinding of Small Holes

电磁力感应超声波主轴的研制及其在小孔内圆磨削中的应用

• 批准号: 19560121
• 负责人: WU Yongbo
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560121/
• 关键词: 研削加工; 超音波振動; 内面研削盤; 超音波スピンドル; 高周波スピンドル

まず超音波回転体や電磁石を中心に電磁力励振超音波スピンドルを設計・製作した. 励振試験の結果, 共振現象が確認され, 最大振幅が0.2μm程度と得られた. 次に耐摩耗性に優れ, また鏡面研削に適しているメタルボンド微粒ダイヤモンド砥石を小径内面研削に適用する際のツルーイング・ドレッシング条件の最適化を検討した. 最後に既設内研機を適宜に改造し, 市販の圧電式ロータリ超音波スピンドルを搭載して比較実験を行い, 超音波援用研削の加工特性を詳細に調査した. 得られた知見が次のように要約される : (1)メタルボンドダイヤモンド砥石のツルーイングで超音波を援用するとツルーイング効率と精度が高くなり, 特にボンドテールの発生が抑制され, 作用砥粒数が増える ; (2)砥石を超音波微振動させながら研削すると研削特性(研削抵抗, 表面粗さ, 内径真円度, 研削比)が向上する ; (3)研削特性に及ぼす超音波振動, 回転数, 切込み速度, 砥石種類影響を明らかにした ; (4)#5000微粒砥石目づまりなしで使用可能になり, Ra20nm程度の鏡面を得ることができた.

首先，我们设计并制造了使用超声波旋转体和电磁铁的电磁力激励超声波主轴。激励测试的结果是，确认了共振现象，其最大振幅约为0.2μm。我们研究了将性能优异、适合镜面磨削的金属结合剂细粒金刚石砂轮应用于小直径内圆磨削时的修整和修整条件的优化。最后，对现有内圆磨床进行了改造。视情况而定，以及使用市售的压电旋转超声主轴进行了对比实验，详细研究了超声辅助磨削的加工特性，结果可概括如下：（1）金属结合剂金刚石砂轮超声波的使用。修整时提高了修整效率和精度，特别是抑制了粘结尾部的出现，增加了活性磨粒的数量； (2)对砂轮施加超声波振动的同时进行磨削，改善磨削特性(磨削阻力、表面粗糙度、内径真圆度、磨削比)； (3)超声波振动、转速、切削深度对磨削特性的影响；明确了转速和砂轮类型的影响；(4)可使用#5000细粒度砂轮，不会堵塞，可获得Ra约20 nm的镜面。

项目成果

小径内面の超音波援用精密研削に関する研究-微粒砥石による鏡面研削の試み-

小直径内表面超声波辅助精密磨削的研究 - 使用细粒磨石进行镜面磨削的尝试 -

• 发表时间: 2008
• 作者: 横山将太;小松勇気;呉 勇波;林 偉民;野村光由;岳 将士
• 通讯作者: 岳 将士

小径内面の超音波援用精密研削に関する研究-小径超砥粒ホイールのツルーイング・ドレッシングについて-

小直径内表面超声波辅助精密磨削研究-关于小直径超硬磨料砂轮的修整与修整-

• 发表时间: 2008
• 作者: 横山将太;呉勇波;野村光由;他3名
• 通讯作者: 他3名

Effects of Grain Size and Concentration of Grinding Wheel in Ultrasonically Assisted Grinding

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.389-390.283
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Key Engineering Materials
• 作者: M. Nomura;Y. Wu;T. Kuriyagawa;T. Kawashima;T. Shibata

電磁力励振式超音波スピンドルの製作に関する研究

电磁力激励超声主轴的制作研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 横山将太;呉勇波;野村光由;立花亨
• 通讯作者: 立花亨

超音波援用小径内面研削に関する研究-加工特性に及ぼすcBN 砥石粒度の影響ー

超声波辅助小直径内圆磨削研究-cBN砂轮粒度对加工特性的影响-

• 发表时间: 2007
• 作者: 野村光由;呉勇波;他2名
• 通讯作者: 他2名