JP2516239B2 - 超音波加工方法 - Google Patents
超音波加工方法Info
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- JP2516239B2 JP2516239B2 JP63060761A JP6076188A JP2516239B2 JP 2516239 B2 JP2516239 B2 JP 2516239B2 JP 63060761 A JP63060761 A JP 63060761A JP 6076188 A JP6076188 A JP 6076188A JP 2516239 B2 JP2516239 B2 JP 2516239B2
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- ultrasonic
- machining
- processing
- liquid
- cavitation
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
- B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ファインセラミック等の加工に用いられ
る超音波砥粒加工、あるいは硬質材料等の加工に用いら
れる放電加工法に係る超音波加工方法に関するものであ
る。
る超音波砥粒加工、あるいは硬質材料等の加工に用いら
れる放電加工法に係る超音波加工方法に関するものであ
る。
［従来の技術］ 従来の超音波振動を応用した砥粒加工も、放電加工
も、加工液は常温、大気圧のものとで使用していたるそ
のために、超音波振動の振幅を大きくして加工能率を向
上しようとすると、キャビテーション（真空状態の空洞
の泡）が発生して粒状が連鎖した蝕刻を生じ、加工精度
や仕上げ面あらさを低下させる傾向が多かった。
も、加工液は常温、大気圧のものとで使用していたるそ
のために、超音波振動の振幅を大きくして加工能率を向
上しようとすると、キャビテーション（真空状態の空洞
の泡）が発生して粒状が連鎖した蝕刻を生じ、加工精度
や仕上げ面あらさを低下させる傾向が多かった。
この理由は、超音波振動が液体中で行われる場合に、
振動工具の急速な上下動が行われると、工具の動作に液
体が追随して流動しようとする。流動速度が早くなると
液体中に圧力差を生じ、流速の高いところの圧力が低下
してくる（ベルヌーイの法則）。
振動工具の急速な上下動が行われると、工具の動作に液
体が追随して流動しようとする。流動速度が早くなると
液体中に圧力差を生じ、流速の高いところの圧力が低下
してくる（ベルヌーイの法則）。
超音波振動は通常20KHz程度が使用されるが、この場
合の振幅を30μｍ（両振幅）とすると、450×103m/S2程
度の著しく大きな加速度が最大振幅点に生じ、ポンプや
翼列とは比較にならない程大きいキャビテーションを生
じる。
合の振幅を30μｍ（両振幅）とすると、450×103m/S2程
度の著しく大きな加速度が最大振幅点に生じ、ポンプや
翼列とは比較にならない程大きいキャビテーションを生
じる。
キャビテーションによる真空空洞がつぶれる時に大き
な吸出し力を生じ、超音波洗浄などの効果も生じるが、
加工においては、弱くて脆い結晶粒などを粒界から吸出
し、結局、虫が食ったようなあばた面を作るものであ
る。
な吸出し力を生じ、超音波洗浄などの効果も生じるが、
加工においては、弱くて脆い結晶粒などを粒界から吸出
し、結局、虫が食ったようなあばた面を作るものであ
る。
従来はこのキャビテーションを減少させるため、振動
工具の振幅を小さくして加工速度を下げざるを得なかっ
た。
工具の振幅を小さくして加工速度を下げざるを得なかっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ このようにキャビテーションを生ずれば、超音波加工
では、半焼結体の加工のように強度の弱いものに蝕刻を
多く生ずる。
では、半焼結体の加工のように強度の弱いものに蝕刻を
多く生ずる。
超音波放電加工では、微細加工面が高能率で美麗な加
工面となるけれども、キャビテーションを発生した点に
アーク痕を発生しやすく実用化を妨げていた。
工面となるけれども、キャビテーションを発生した点に
アーク痕を発生しやすく実用化を妨げていた。
この発明は振動工具の振幅を下げることなく、加工速
度等を犠牲とせず、キャビテーションの発生を防止しよ
うとする超音波加工方法を得ることを目的とする。
度等を犠牲とせず、キャビテーションの発生を防止しよ
うとする超音波加工方法を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明の超音波加工方法は、被加工物を加工液に浸
漬して超音波加工を行う方法において、超音波加工を行
う際、前記加工液を気泡が発生する温度まで加熱する
か、ガス体を吸蔵させた加工液を用いるか、化学反応に
よってガスを発生させる物質を混合させた加工液を用い
るものである。
漬して超音波加工を行う方法において、超音波加工を行
う際、前記加工液を気泡が発生する温度まで加熱する
か、ガス体を吸蔵させた加工液を用いるか、化学反応に
よってガスを発生させる物質を混合させた加工液を用い
るものである。
［作用］ この発明における、加工中にガスを発生させるという
ことの意味は、キャビテーションによる真空状態の空洞
化による蝕刻圧力を小さくすることができる。すなわ
ち、負圧によって生じた真空状態空洞がつぶれようとす
る時に大きな圧力を生じるが、加工液を気泡が発生する
温度まで加熱するか、ガス体を吸蔵させた加工液を用い
るか、化学反応によってガスを発生させる物質を混合さ
せた加工液を用いるかすれば、真空を作ろうとしても大
気圧に近いガスの発生によって、キャビテーションによ
る蝕刻は殆ど消失する。
ことの意味は、キャビテーションによる真空状態の空洞
化による蝕刻圧力を小さくすることができる。すなわ
ち、負圧によって生じた真空状態空洞がつぶれようとす
る時に大きな圧力を生じるが、加工液を気泡が発生する
温度まで加熱するか、ガス体を吸蔵させた加工液を用い
るか、化学反応によってガスを発生させる物質を混合さ
せた加工液を用いるかすれば、真空を作ろうとしても大
気圧に近いガスの発生によって、キャビテーションによ
る蝕刻は殆ど消失する。
［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は超音波加工装置の構成図であり、振動工具（１）
が、被加工物（２）に対し、加工台（３）を介して油圧
装置（８）により押し付けられるとともに、信号発生器
（９）、超音波発生器（10）により駆動された超音波振
動子（４）の振動が発生し、砥粒ポンプ（５）によって
加工部に砥粒と加工液との混合物が供給されて加工が行
われる。Ｘ−Ｙテーブル（６）、NC装置（７）は、加工
位置の移動や揺動のために使用される。これが従来の超
音波加工装置である。
１図は超音波加工装置の構成図であり、振動工具（１）
が、被加工物（２）に対し、加工台（３）を介して油圧
装置（８）により押し付けられるとともに、信号発生器
（９）、超音波発生器（10）により駆動された超音波振
動子（４）の振動が発生し、砥粒ポンプ（５）によって
加工部に砥粒と加工液との混合物が供給されて加工が行
われる。Ｘ−Ｙテーブル（６）、NC装置（７）は、加工
位置の移動や揺動のために使用される。これが従来の超
音波加工装置である。
この発明の一つの実施例として、砥粒と加工液との混
合物を加熱する、電気ヒーター（12）と電源（13）とか
ら構成される加熱装置を設けた。これによって砥粒と加
工液とは沸点近くまで加熱された上で、ホース（11）を
通し極間に供給され、加工中のキャビテーション防止が
図られる。
合物を加熱する、電気ヒーター（12）と電源（13）とか
ら構成される加熱装置を設けた。これによって砥粒と加
工液とは沸点近くまで加熱された上で、ホース（11）を
通し極間に供給され、加工中のキャビテーション防止が
図られる。
また、他の実施例として、第１図の電気ヒーター（1
2）、電源（13）の代わりに、炭酸水（炭酸ガスを飽和
させたもの）を砥粒と混合して使用したところ、沸騰と
同様な有効な結果を得た。
2）、電源（13）の代わりに、炭酸水（炭酸ガスを飽和
させたもの）を砥粒と混合して使用したところ、沸騰と
同様な有効な結果を得た。
また、重炭酸ソーダ等の炭酸塩と酸（この場合は酒石
酸）とを重量比1:0.2の比に混合したものを水に飽和さ
せて使用したところ、沸騰と同様の効果があった。
酸）とを重量比1:0.2の比に混合したものを水に飽和さ
せて使用したところ、沸騰と同様の効果があった。
次に超音波を併用した放電加工に対して、この発明を
適用した実施例を述べる。
適用した実施例を述べる。
第２図は通常の放電加工電源回路と電極と被加工物と
の関係を示す構成図であり、（２）は被加工物、（16）
は直流電源、（17）は電極、（18）は油圧サーボ、（1
9）は電気抵抗、（20）はトランジスタ、（21）は電源
制御回路である。
の関係を示す構成図であり、（２）は被加工物、（16）
は直流電源、（17）は電極、（18）は油圧サーボ、（1
9）は電気抵抗、（20）はトランジスタ、（21）は電源
制御回路である。
超音波を併用した放電加工機は第３図に示すような構
造で、第２図の電極（17）のところに取り付けられる。
造で、第２図の電極（17）のところに取り付けられる。
第３図において、（２）は被加工物、（17）は電極、
（22）は放電加工機主軸、（23）は支柱、（24）は超音
波振動子、（25）は振動拡大ホーン、（26）は固定プレ
ート、（27）は固定リング、（28）はベースプレート、
（29）は電極固定ナットである。
（22）は放電加工機主軸、（23）は支柱、（24）は超音
波振動子、（25）は振動拡大ホーン、（26）は固定プレ
ート、（27）は固定リング、（28）はベースプレート、
（29）は電極固定ナットである。
超音波振動を用いて放電加工を行うと、第４図の如く
に、電流がIp＝1A、τｐ＝２μｓと最良の仕上げ面あら
さのもとで、超音波振幅±１μｍ（最大２μｍ）でも通
常の約２倍の加工速度となり、振幅±11μｍでは約６倍
の加工側ととなる。
に、電流がIp＝1A、τｐ＝２μｓと最良の仕上げ面あら
さのもとで、超音波振幅±１μｍ（最大２μｍ）でも通
常の約２倍の加工速度となり、振幅±11μｍでは約６倍
の加工側ととなる。
しかし、振幅を大きくする程キャビテーションに基づ
く蝕刻を生じ、面積が大きくなる程この傾向は著しい。
この理由は、キャビテーション発生部は、吸い出し作用
が大きく、かつ絶縁回復能力が少ないためである。そこ
で、加工液を加熱し、100℃程度にしたところ蝕刻痕は
消えた。炭酸ガスを極間近くまで液中に拡散させても効
果がある。水性加工液の場合には、炭酸水や化学反応の
利用が可能である。
く蝕刻を生じ、面積が大きくなる程この傾向は著しい。
この理由は、キャビテーション発生部は、吸い出し作用
が大きく、かつ絶縁回復能力が少ないためである。そこ
で、加工液を加熱し、100℃程度にしたところ蝕刻痕は
消えた。炭酸ガスを極間近くまで液中に拡散させても効
果がある。水性加工液の場合には、炭酸水や化学反応の
利用が可能である。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、超音波加工を行う
際、前記加工液を気泡が発生する温度まで加熱するか、
ガス体を吸蔵させた加工液を用いるか、化学反応によっ
てガスを発生させる物質を混合させた加工液を用いるの
で、キャビテーション発生による加工面の劣化を防止で
き、よって高品位の加工が高加工効率のもとに得られる
ようになった。
際、前記加工液を気泡が発生する温度まで加熱するか、
ガス体を吸蔵させた加工液を用いるか、化学反応によっ
てガスを発生させる物質を混合させた加工液を用いるの
で、キャビテーション発生による加工面の劣化を防止で
き、よって高品位の加工が高加工効率のもとに得られる
ようになった。
第１図〜第４図はこの発明の一実施例による超音波加工
方法を説明するためのもので、第１図は超音波加工装置
の構成図、第２図は放電加工トランジスタ電源回路の構
成図、第３図は超音波加工を併用した放電加工機を示す
構成図、第４図は通常の放電加工の場合と、超音波振動
を用いて放電加工を行った場合における、加工時間と加
工深さとの関係を示すグラフである。 図において、（１）は振動工具、（２）は被加工物、
（３）は加工台、（４）は超音波振動子、（５）は砥粒
ポンプ、（６）はＸ−Ｙテーブル、（７）はNC装置、
（８）は油圧装置、（９）は信号発生器、（10）は超音
波発振器、（11）はホース、（12）は電気ヒーター、
（13）は電源、（16）は直流電源、（24）は超音波振動
子、（25）は振動拡大ホーンである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
方法を説明するためのもので、第１図は超音波加工装置
の構成図、第２図は放電加工トランジスタ電源回路の構
成図、第３図は超音波加工を併用した放電加工機を示す
構成図、第４図は通常の放電加工の場合と、超音波振動
を用いて放電加工を行った場合における、加工時間と加
工深さとの関係を示すグラフである。 図において、（１）は振動工具、（２）は被加工物、
（３）は加工台、（４）は超音波振動子、（５）は砥粒
ポンプ、（６）はＸ−Ｙテーブル、（７）はNC装置、
（８）は油圧装置、（９）は信号発生器、（10）は超音
波発振器、（11）はホース、（12）は電気ヒーター、
（13）は電源、（16）は直流電源、（24）は超音波振動
子、（25）は振動拡大ホーンである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】被加工物を加工液に浸漬して超音波加工を
行う方法において、超音波加工を行う際、前記加工液を
気泡が発生する温度まで加熱することを特徴とする超音
波加工方法。 - 【請求項２】被加工物を加工液に浸漬して超音波加工を
行う方法において、超音波加工を行う際、ガス体を吸蔵
させた加工液を用いることを特徴とする超音波加工方
法。 - 【請求項３】被加工物を加工液に浸漬して超音波加工を
行う方法において、超音波加工を行う際、化学反応によ
ってガスを発生させる物質を混合させた加工液を用いる
ことを特徴とする超音波加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060761A JP2516239B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 超音波加工方法 |
| US07/323,908 US4980036A (en) | 1988-03-15 | 1989-03-15 | Ultrasonic machining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060761A JP2516239B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 超音波加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234145A JPH01234145A (ja) | 1989-09-19 |
| JP2516239B2 true JP2516239B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=13151582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060761A Expired - Lifetime JP2516239B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 超音波加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4980036A (ja) |
| JP (1) | JP2516239B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170689A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-06-26 | 山东理工大学 | 一种制备δ型硬质合金微细铣刀的装置 |
| CN104607730A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-05-13 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种超声喷雾的准干式电火花加工方法及其装置 |
| CN105522454A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-04-27 | 安徽鼎远金属制品有限公司 | 减震套端口用加工设备 |
| CN111251080A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-09 | 岭南师范学院 | 一种微细工具的在线磨削方法及装置 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085747A (en) * | 1989-05-19 | 1992-02-04 | Akio Nikano | Ultrasonic machining method |
| US6066030A (en) * | 1999-03-04 | 2000-05-23 | International Business Machines Corporation | Electroetch and chemical mechanical polishing equipment |
| US6734384B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-05-11 | Ann Arbor Machine Company | Electrical discharge machine apparatus with improved dielectric flushing |
| US6932682B2 (en) * | 2002-10-17 | 2005-08-23 | General Electric Company | Method and apparatus for ultrasonic machining |
| KR100527459B1 (ko) * | 2002-11-22 | 2005-11-09 | 한국생산기술연구원 | 초음파 진동을 이용한 마이크로 복합 가공기 |
| GB0723666D0 (en) * | 2007-12-04 | 2008-01-16 | Rolls Royce Plc | Electrical discharge machining |
| CN102019531B (zh) * | 2010-10-28 | 2013-10-16 | 广东工业大学 | 便携式超声辅助电火花沉积修复与抛光一体化装置及工艺 |
| CN102698978B (zh) * | 2012-05-31 | 2014-03-26 | 江苏力星通用钢球股份有限公司 | 一种微型精密钢球清洗抛光自动生产线 |
| CN103273204A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-04 | 宣浩 | 一种电火花堆焊方法 |
| CN104722866B (zh) * | 2015-03-23 | 2017-07-04 | 扬州大学 | 一种超声复合电加工技术实时寻优控制系统及其控制方法 |
| CN104858727A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-26 | 福建省天大精诺信息有限公司 | 一种基于超声波振荡器的抛光机 |
| CN104985492B (zh) * | 2015-08-04 | 2017-02-22 | 长春理工大学 | 一种强度可调的超声波辅助磨粒流抛光加工装置 |
| CN107470727B (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-18 | 扬州大学 | 三维旋转超声辅助电解展成加工机构及其加工方法 |
| CN107738142B (zh) * | 2017-10-31 | 2019-07-02 | 南京理工大学 | 一种超声振动磨削牙科氧化锆陶瓷微观结构的预测方法 |
| CN108789165B (zh) * | 2018-06-25 | 2020-02-07 | 南京航空航天大学 | 一种超声辅助磨料射流去毛刺加工装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2736148A (en) * | 1956-02-28 | Method of machining by high frequency | ||
| US2804724A (en) * | 1956-02-24 | 1957-09-03 | Charles J Thatcher | High speed machining by ultrasonic impact abrasion |
| NL287301A (ja) * | 1961-12-29 | |||
| US3284327A (en) * | 1962-06-08 | 1966-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | Electrolytic machining process using a gas-containing electrolyte |
| US3252881A (en) * | 1963-02-05 | 1966-05-24 | Inoue Kiyoshi | Electrolytic machining apparatus having vibratable electrode |
| US3271283A (en) * | 1963-10-28 | 1966-09-06 | Steel Improvement & Forge Co | Methods and apparatus for electrochemical shaping of a workpiece |
| US3438428A (en) * | 1965-03-04 | 1969-04-15 | Cavitron Corp | Method for maintaining a vibratory tool at a controlled temperature |
| US3717567A (en) * | 1967-05-29 | 1973-02-20 | A Bodine | Use of sonic resonat energy in electrical machining |
| US3533928A (en) * | 1969-04-21 | 1970-10-13 | Inoue K | Method of and apparatus for the deburring of workpieces |
| JPS54115645A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-08 | Ngk Insulators Ltd | Electrochemical treatment |
| JPS56157928A (en) * | 1980-05-01 | 1981-12-05 | Inoue Japax Res Inc | Machining liquid feeder for wire cut electric discharge machining device |
| JPS58165923A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-10-01 | Inoue Japax Res Inc | 放電加工方法 |
| JPS61105529U (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-04 |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63060761A patent/JP2516239B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-15 US US07/323,908 patent/US4980036A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170689A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-06-26 | 山东理工大学 | 一种制备δ型硬质合金微细铣刀的装置 |
| CN103170689B (zh) * | 2013-04-02 | 2015-06-17 | 山东理工大学 | 一种制备δ型硬质合金微细铣刀的装置 |
| CN104607730A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-05-13 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种超声喷雾的准干式电火花加工方法及其装置 |
| CN105522454A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-04-27 | 安徽鼎远金属制品有限公司 | 减震套端口用加工设备 |
| CN111251080A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-09 | 岭南师范学院 | 一种微细工具的在线磨削方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01234145A (ja) | 1989-09-19 |
| US4980036A (en) | 1990-12-25 |
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