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，电磁激励超声波轴是设计和制造的，主要由超声转子和电磁体制造。激发测试证实了共振现象，最大幅度约为0.2μm。接下来，研究了在施加金属键细钻石研磨时的优化，它在耐磨性上非常出色，适合镜面磨碎，以进行小直径的内部研磨。最后，对现有的内部研磨机进行了适当的修改，并安装了市售的压电旋转超声主轴，以详细研究超声波辅助研磨的加工特性。所获得的发现总结如下：（1）超声波用于提取金属键钻石磨床轮毂以提高Truing效率和准确性，尤其是抑制了粘结尾巴的产生，并增加了磨粒粒的数量； （2）使用超声振动来改善磨削特性（耐耐药性，表面粗糙度，内径圆形，磨削比）时，将磨削轮打磨。 （3）揭示了超声波振动，旋转速度，切割速度和研磨类型对研磨特性的影响； （4）可以在不堵塞的情况下使用＃5000细磨轮，并获得约20Nm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

Inducing a Machine Spindle to Ultrasonically Vibrate by Fluctuating Electromagnetic Force

通过脉动电磁力引起机器主轴超声波振动

• 发表时间: 2007
• 期刊: Int. J. of Applied Electromagnetics and Mechanics 25, 1-4
• 作者: Y. Wu;M. Tamano and M. Kato
• 通讯作者: M. Tamano and M. Kato