JPH01121101A - Cutting tool for ultrasonic vibration cutting device - Google Patents

Cutting tool for ultrasonic vibration cutting device

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Publication number
JPH01121101A
JPH01121101A JP27963787A JP27963787A JPH01121101A JP H01121101 A JPH01121101 A JP H01121101A JP 27963787 A JP27963787 A JP 27963787A JP 27963787 A JP27963787 A JP 27963787A JP H01121101 A JPH01121101 A JP H01121101A
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JP
Japan
Prior art keywords
cutting tool
cutting
tip
vibration
tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP27963787A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Mishiro
三代 祥二
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Taga Electric Co Ltd
Original Assignee
Taga Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Taga Electric Co Ltd filed Critical Taga Electric Co Ltd
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Publication of JPH01121101A publication Critical patent/JPH01121101A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve machining ability by forming a cutting tool fixing member whose thickness becomes thicker as approaching its tip at an end of a cutting tool holder clamped on a flexible vibrator by a clamping body, and locking a cutting tool whose specific gravity is greater than that of the tool holder and whose thickness becomes thicker as approaching its tip of the cutting tool fixing member. CONSTITUTION:When a flexible vibrator 2 is driven, a cutting tool holder 27 clamped by a clamping ring 4 resonantly vibrates vertically in the direction of the arrow centering around a node-position N1 of vibration. At this time, the cutting ability of a threading tool 28 depends on its equivalent mass and vibration amplitude. In this instance, since the thickness of the threading tool 28 of larger specific gravity becomes thicker as approaching its tip, the equivalent mass becomes larger so much, and thus the vibration amplitude also becomes greater. And the thickness of the cutting tool holder 27 becomes thicker as approaching the node N1-position having large vibrating stress, so that its mechanical strength against large vibration stresses is increased. The cutting and machining abilities of the tip 31 of the cutting tool 28 can therefore be greatly increased.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波振動により切削する旋盤、形削り盤な
どに利用される超音波振動切削装置の切削具に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a cutting tool for an ultrasonic vibration cutting device used in lathes, shapers, etc. that cut using ultrasonic vibrations.

従来の技術 従来、切削装置に超音波振動を利用することが行われて
いる。例えば、旋盤においては、たわみ振動する振動体
の出力端部に取り付けられたバイトを切削加工物の接線
方向に超音波振動させて加工するものであり、これによ
り切削抵抗が著しく減少して加工精度が向上するなどの
大きな振動切削効果を得ることが知られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, ultrasonic vibrations have been utilized in cutting devices. For example, in a lathe, a cutting tool attached to the output end of a vibrating body that flexibly vibrates is vibrated ultrasonically in the tangential direction of the workpiece, which significantly reduces cutting resistance and improves machining accuracy. It is known that significant vibration cutting effects can be obtained, such as improved vibration.

上述したような超音波振動切削装置としては、「特願昭
62−24047号」、「特願昭62−116187号
」、「特願昭62−124721号」として本出願人に
より特許出願がなされている。そこで、これらの装置に
共通して使用されているたわみ振動体を第5図ないし第
11図に基づいて説明する。
As for the above-mentioned ultrasonic vibration cutting device, patent applications have been filed by the present applicant as "Japanese Patent Application No. 62-24047", "Japanese Patent Application No. 116187-1987", and "Japanese Patent Application No. 124-721-1984". ing. Therefore, the flexible vibrating body commonly used in these devices will be explained based on FIGS. 5 to 11.

たわみ振動体1は、たわみ振動子2と、切削具3と、締
着体としての締着リング4とにより構成されている。
The deflection vibrator 1 includes a deflection vibrator 2, a cutting tool 3, and a fastening ring 4 as a fastening body.

たわみ振動子2には、大径部において両側から金属材5
,6により挾まれて厚み方向に分極された円環状の2枚
の電歪素子7,8がその2分割された電極9,10を対
向させ、2枚の電極板11゜12を介して設けられてい
る。また、前記電歪素子7,8の内周には円環状の絶縁
筒13が挿入されており、前起電歪素子8と前記金属材
6との間には共通電極板14が設けられ、さらに、この
たわみ振動子2の出力端部15の先端には右ねじ16が
形成されている。そして、このようにして構成されるた
わみ振動子2は、前記金属材5の端部側面に形成された
ねじ穴17にボルト18を螺合締着することにより一体
化されている。
A metal material 5 is attached to the deflection vibrator 2 from both sides at the large diameter part.
, 6 and polarized in the thickness direction, the electrodes 9 and 10 divided into two are opposed to each other, and are provided with two electrode plates 11 and 12 interposed therebetween. It is being Further, an annular insulating tube 13 is inserted into the inner periphery of the electrostrictive elements 7 and 8, and a common electrode plate 14 is provided between the front electromotive strain element 8 and the metal material 6. Further, a right-handed thread 16 is formed at the tip of the output end 15 of the deflection vibrator 2. The deflection vibrator 2 constructed in this way is integrated by screwing and tightening a bolt 18 into a screw hole 17 formed in the end side surface of the metal material 5.

切削具3は、バイトホルダ19とバイト20とにより構
成されている。このバイトホルダ20には、その一端に
前記バイト20が銀ロウなどにより固着されており、ま
た、その反対側の他端には左ねじ21が形成されており
、この左ねじ21と前記たわみ振動子2の出力端部15
に形成された前記右ねじ16とを振動のループ部分L□
に位置させて締着リング4により締着することにより、
たわみ振動体1として一体化された構造となっている。
The cutting tool 3 includes a cutting tool holder 19 and a cutting tool 20. The tool holder 20 has the tool 20 fixed to one end with silver solder or the like, and a left-hand thread 21 is formed at the other end on the opposite side, and the left-hand thread 21 and the deflection vibration Output end 15 of child 2
The right-hand thread 16 formed in the vibration loop portion L□
By positioning it at and tightening it with the tightening ring 4,
It has an integrated structure as a deflection vibrator 1.

このようにして一体化されたたわみ振動体1は、振動の
ノード部分N、、 N、に位置させて大径部の側面に形
成された円錐状凹み22.23に両側4箇所から図示し
ないとがり先ボルトによって強く当接することによって
固定される。そして、この状態で共通電極板14を基準
にして、2枚の電極板11.12に互いに逆相の駆動電
圧を印加してその周波数をたわみ共振周波数に調節する
と、たわみ振動体1は第6図(b)に示すような軌跡の
振動振幅を描いて共振振動を行う。
The flexible vibrating body 1 integrated in this way has conical recesses 22 and 23 formed on the side surfaces of the large diameter portion located at the vibration node portions N, , N, and is provided with sharp edges (not shown) from four locations on both sides. It is fixed by making strong contact with the tip bolt. In this state, with the common electrode plate 14 as a reference, driving voltages with opposite phases to each other are applied to the two electrode plates 11 and 12 to adjust the frequency to the flexural resonance frequency, and the flexural vibrator 1 moves to the sixth Resonant vibration is performed by drawing a trajectory of vibration amplitude as shown in Figure (b).

これにより、バイトホルダ19の先端に固着されている
バイト20の刃先は、矢印に示すように、たわみ振動体
1の軸線と直角方向に強く振動するためこのバイト20
の刃先を図示しない被加工物に切り込んで行くと、前述
したような振動切削効果をもって切削加工を行うことが
できる。
As a result, the cutting edge of the cutting tool 20 fixed to the tip of the cutting tool holder 19 strongly vibrates in a direction perpendicular to the axis of the flexible vibrating body 1, as shown by the arrow.
When the cutting edge of the blade is cut into a workpiece (not shown), cutting can be performed with the vibration cutting effect as described above.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したようなたわみ振動体1による切
削加工能力は、バイト20の刃先のもつ振動エネルギー
の大きさによって決められる。
Problems to be Solved by the Invention However, the cutting ability of the flexible vibrating body 1 as described above is determined by the magnitude of vibrational energy possessed by the cutting edge of the cutting tool 20.

一般に、物体の質量がm、その速度がVの時にその物体
のもつ運動エネルギーEは、 E=mv2/2   ・・・  (1)で表わされる。
Generally, when the mass of an object is m and its velocity is V, the kinetic energy E of the object is expressed as E=mv2/2 (1).

また、この(1)式の条件下で振動するバイト2oの刃
先の振動速度をV、振動周波数をf、振動振幅をaとす
ると、 v=2πfa    ・・・ (2) の関係がある。
Further, when the vibration speed of the cutting edge of the cutting tool 2o vibrating under the conditions of equation (1) is V, the vibration frequency is f, and the vibration amplitude is a, the following relationship is established: v=2πfa (2).

従って、これら(1)、(2)式より、バイト20の刃
先の切削加工能力、すなわち、振動切削エネルギーは、
振動周波数が一定とすると、質量mと振動振幅aとの大
きさにより決定される。
Therefore, from these equations (1) and (2), the cutting ability of the cutting edge of the cutting tool 20, that is, the vibration cutting energy is:
Assuming that the vibration frequency is constant, it is determined by the magnitude of the mass m and the vibration amplitude a.

そこで、従来のたわみ振動体1において、その切削加工
能力を上げるためには次のようなことを行う。まず、振
動振幅aを拡大するため゛に、たわみ振動体1の2箇所
のステップ部24.25の直径比を一層大きくする。こ
れにより、その振動振幅aを大幅に拡大することができ
るわけであるが、しかしこの場合、その直径比を大きく
することによって、逆に、刃先の等価質量mも減少して
しまうことになるため、その結果得られるバイト20の
刃先の切削加工能力にはおのずと限界を生じることにな
る。
Therefore, in order to increase the cutting ability of the conventional bending vibrator 1, the following steps are taken. First, in order to increase the vibration amplitude a, the diameter ratio of the two step portions 24 and 25 of the flexible vibrating body 1 is further increased. This allows the vibration amplitude a to be greatly expanded, but in this case, increasing the diameter ratio also reduces the equivalent mass m of the cutting edge. As a result, there will naturally be a limit to the cutting ability of the cutting edge of the cutting tool 20.

次に、刃先の質量mを増加させるために、第7図に示す
ように、バイト20の幅Wを一層広くとるようにする。
Next, in order to increase the mass m of the cutting edge, the width W of the cutting tool 20 is made wider, as shown in FIG.

これにより、その等価質量mを増加させることができる
わけであるが、しかしこの場合、図示しないねじ切りバ
イトのように刃先が鋭角に尖った形状のものにおいては
、その幅Wを広げたことによる等価質量mの増大はあま
り期待できず、その結果得られるバイト20の刃先の実
効切削加工能力はほとんど増大しない。
As a result, the equivalent mass m can be increased, but in this case, in the case of a tool with an acutely pointed cutting edge, such as a thread cutting tool (not shown), the equivalent mass m can be increased by increasing the width W. It is not expected that the mass m will increase much, and as a result, the effective cutting ability of the cutting edge of the cutting tool 20 will hardly increase.

また、第8図に示すように、比重の大きい超硬材を用い
たバイト20の肉厚t1を厚くすると共に、そのバイト
20の固着部分のバイトホルダ19の肉厚t2を薄くと
るようにすればその等価質量の増大に寄与することにな
るが、しかしこの場合には、逆に、そのバイトホルダ1
9を薄肉化したことにより振動応力による疲労を生じて
しまうということになる。
In addition, as shown in FIG. 8, the wall thickness t1 of the cutting tool 20 made of carbide material with high specific gravity is increased, and the wall thickness t2 of the tool holder 19 at the fixed portion of the tool 20 is made thinner. However, in this case, conversely, the tool holder 1
This means that by reducing the thickness of 9, fatigue will occur due to vibration stress.

問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、たわみ振動子に締
着体により締着されたバイトホルダの一端にその先端に
近づくほど肉厚が薄くなるバイト固定部を形成し、この
バイト固定部に前記バイトホルダより比重が大きくその
先端に近づくほど肉厚が厚くなるバイトを固着した。
Means for Solving the Problems In order to solve these problems, a tool fixing part is attached to one end of the tool holder, which is fastened to the flexible vibrator by a clamping body, and the wall thickness becomes thinner as it approaches the tip. A cutting tool having a specific gravity larger than that of the cutting tool holder and increasing in thickness as it approaches the tip was fixed to this tool fixing part.

作用 従って、バイトホルダのバイト固定部の先端に近づくほ
ど比重の大きなバイトの占める割合が大きくなるため、
バイトの刃先の超音波振動に対する等価質量が増大し、
また、バイト固定部はその先端とは反対側の基部に近づ
くにつれて肉厚が厚くなっているため、そのバイト固定
部の振動応力に対する機械的強度は増大することになり
、従って、バイトの刃先の切削加工能力を一段と向上さ
せることができる。
Effect: Therefore, the closer you get to the tip of the tool fixing part of the tool holder, the larger the proportion of the tool with higher specific gravity will be.
The equivalent mass of the cutting edge of the cutting tool for ultrasonic vibration increases,
In addition, since the wall thickness of the bit fixing part becomes thicker as it approaches the base on the opposite side from the tip, the mechanical strength of the bit fixing part against vibration stress increases. Cutting ability can be further improved.

実施例 本発明の第一の実施例を第1図および第2図(a)(b
)に基づいて説明する。たわみ振動体1は、たわみ振動
子2と、切削具26と、締着体とじての締着リング4と
により構成されている。なお、ここでは、その切削具2
6の部分を中心に説明し、その他の従来技術と同一部分
についての説明は省略する。
Embodiment A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2 (a) and (b).
). The flexible vibrator 1 is composed of a flexible vibrator 2, a cutting tool 26, and a fastening ring 4 as a fastening body. In addition, here, the cutting tool 2
6 will be mainly explained, and explanations of other parts that are the same as those of the prior art will be omitted.

切削具26は、バイトホルダ27とバイトとしてのねじ
切りバイト28とにより構成されている。
The cutting tool 26 includes a cutting tool holder 27 and a thread cutting tool 28 as a cutting tool.

このバイトホルダ27は、振動のノード部分N1におい
てR段部29をもってステップ状に形成されており、そ
の先端には二角形をなしその先端に近づくにつれて肉厚
が薄くなるバイト固定部30が形成されている。なお、
前記バイトホルダ27としては、機械的強度や振動応力
に対する疲労限度などを考慮しSK鋼や80M鋼などの
工具鋼が用いられている。
This cutting tool holder 27 is formed into a step shape with an R step part 29 at the vibration node portion N1, and a cutting tool fixing part 30 is formed at the tip thereof, which has a diagonal shape and becomes thinner as it approaches the tip. ing. In addition,
As the tool holder 27, tool steel such as SK steel or 80M steel is used in consideration of mechanical strength and fatigue limit against vibration stress.

ねじ切りバイト28は、前記バイト固定部30とは逆の
形状をなしその先端に近づくにつれて肉厚が厚く形成さ
れている。また、そのねじ切りバイト28の上面には刃
先31とスクイ部32とが研削加工されている。そして
、このねじ切りバイト28は、前記バイトホルダ27の
バイ1〜固定部30に銀ロウ接合などにより固着されて
いる。
The thread cutting tool 28 has a shape opposite to that of the tool fixing part 30, and the wall thickness becomes thicker as it approaches the tip. Further, a cutting edge 31 and a rake portion 32 are ground on the upper surface of the thread cutting tool 28. The thread cutting tool 28 is fixed to the tool holder 27 through the tool 1 to the fixing section 30 by silver soldering or the like.

なお、前記バイトとしては、前記バイトホルダ27より
も比重が大きく、硬度の大きな超硬材などが用いられて
いる。
Note that, as the cutting tool, a carbide material having a higher specific gravity and greater hardness than the cutting tool holder 27 is used.

また、前記バイトホルダ27に用いられる工具鋼の比重
が8であるのに対して、前記ねじ切りバイト28に用い
られる超硬材の比重は12と約1.5倍の大きさになっ
ている。
Further, while the tool steel used for the tool holder 27 has a specific gravity of 8, the specific gravity of the cemented carbide used for the thread cutting tool 28 is 12, which is about 1.5 times as large.

このような構成において、従来技術で説明したようにた
わみ振動子2を駆動させると締着リング4により締着さ
れたバイトホルダ27は、第2図(b)に示すように、
振動のノード部分N□を中心にして矢印に示すように上
下方向に共振振動する。
In such a configuration, when the deflection vibrator 2 is driven as explained in the prior art, the tool holder 27 tightened by the tightening ring 4 is moved as shown in FIG. 2(b).
Centering around the vibration node portion N□, resonance vibration occurs in the vertical direction as shown by the arrow.

この時、ねじ切りバイト28の刃先31の切削加工能力
は、前述した(1)、(2)式より等価質量mと振動振
幅aとより決まることがわかっている。
At this time, it is known that the cutting ability of the cutting edge 31 of the thread cutting tool 28 is determined by the equivalent mass m and the vibration amplitude a from the above-mentioned equations (1) and (2).

この場合、その先端に行くに従って比重の大きなねじ切
りバイト28の肉厚が厚くなっているのでその全等価質
量mが大きくなり、その結果、振動振幅も大きくなる。
In this case, since the wall thickness of the thread cutting tool 28, which has a higher specific gravity, increases toward the tip, its total equivalent mass m increases, and as a result, the vibration amplitude also increases.

また、バイトホルダ27は振動応力の大きなノードN1
の位置に近づくにつれて肉厚が厚くなっているので、第
2図(b)の破線に示すような大きな振動応力に対して
機械的強度は増大する。
In addition, the tool holder 27 is connected to the node N1, which has a large vibration stress.
Since the wall thickness becomes thicker as the position approaches , the mechanical strength increases against a large vibration stress as shown by the broken line in FIG. 2(b).

従って、ねじ切りバイト28の刃先31の切削加工能力
は、これら等価質量mと振動振幅aとの増加により大幅
に増大されたものとなる。
Therefore, the cutting ability of the cutting edge 31 of the thread cutting tool 28 is greatly increased by increasing the equivalent mass m and the vibration amplitude a.

次に、本発明の第二の実施例を第3図および第4図(a
)(b)に基づいて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3 and 4 (a).
) (b).

切削具33は、バイトホルダ34とバイトとしての片刃
バイト35とにより構成されている。
The cutting tool 33 includes a cutting tool holder 34 and a single-edged cutting tool 35 as a cutting tool.

バイトホルダ34は、前記バイトホルダ27と同様に、
振動のノード部分N1 においてR段部36をもってス
テップ状に形成されており、また、その先端に近づくに
つれて肉厚が薄くなるバイト固定部37が形成されてい
る。
The tool holder 34, like the tool holder 27,
The vibration node portion N1 is formed into a step shape with an R step portion 36, and a cutting tool fixing portion 37 whose wall thickness becomes thinner as it approaches the tip is formed.

片刃バイト35は、前記バイト固定部37とは逆の形状
をなしその先端に近づくにつれて肉厚が厚く形成されて
いる。また、その片刃バイト35の上面には刃先38が
スクイ部39と共に研削加エされている。そして、この
片刃バイト35は、前記バイトホルダ34のバイト固定
部37に銀ロウ接合などにより固着されている。
The single-edged cutting tool 35 has a shape opposite to that of the cutting tool fixing part 37, and the wall thickness increases as it approaches the tip. Further, a cutting edge 38 and a rake portion 39 are ground on the upper surface of the single-edged cutting tool 35. The single-edged cutting tool 35 is fixed to the cutting tool fixing portion 37 of the cutting tool holder 34 by silver soldering or the like.

このような構成において、片刃バイト35の刃先38の
切削加工能力は、第一の実施例の場合と同じなのでここ
での説明は省略する。
In such a configuration, the cutting ability of the cutting edge 38 of the single-edged cutting tool 35 is the same as that in the first embodiment, so a description thereof will be omitted here.

次に、第一の実験例について説明する。まず、第9図に
示すような従来例のバイト20として、ねじ切りバイト
を用いた場合を考える。今、直径45mmの外径をもつ
たわみ振動子2の直径18mmの出力端部に、直径18
mm、厚さ8mmのR付き段部を持つバイトホルダ19
を締着リング4により固く締着してたわみ振動体1を構
成する。また、ねじ切りバイトとしては、超硬材KIO
,厚さ4mm、長さ13.5+n+nとする。
Next, a first experimental example will be explained. First, consider a case where a thread cutting tool is used as the conventional tool 20 as shown in FIG. Now, a diameter 18
Bit holder 19 with rounded step part with thickness of 8 mm
are tightly fastened with a fastening ring 4 to constitute a flexible vibrating body 1. In addition, as a thread cutting tool, carbide material KIO
, thickness 4 mm, length 13.5+n+n.

このようなたわみ振動体1を超音波発振器に接続して駆
動すると、空中負荷12Wの入力電力のとき共振周波数
19.6kHz、振幅15μmとなる。この場合、図示
しない被加工物を直径40mmのSK3鋼としねじピッ
チ1mmでその被加工物を加工したとき、4回に分けて
加工し、その時のたわみ振動子入力電力は最大64Wで
あった。
When such a flexible vibrating body 1 is connected to an ultrasonic oscillator and driven, the resonance frequency becomes 19.6 kHz and the amplitude becomes 15 μm when the input power is 12 W in the air. In this case, when the workpiece (not shown) was made of SK3 steel with a diameter of 40 mm and the workpiece was machined with a screw pitch of 1 mm, the workpiece was machined in four steps, and the maximum input power to the deflection oscillator at that time was 64W.

一方、第1図に示すような本発明の第一の実施例に示す
ような形状のバイトホルダ27に交換して実験を行った
。ねじ切りバイト28には従来例と同じく超硬材KIO
を用い、厚さは肉厚の厚い先端部が5mm、肉厚の薄い
他端部が2mm、長さは12.5mmとし、バイトホル
ダ27と合わせた厚さを9mmとした。
On the other hand, an experiment was conducted by replacing the tool holder 27 with a shape as shown in the first embodiment of the present invention as shown in FIG. The thread cutting tool 28 is made of carbide material KIO as in the conventional example.
The thickness was 5 mm at the thicker end, 2 mm at the thinner end, and 12.5 mm long, and the combined thickness with the bite holder 27 was 9 mm.

そして、このようなたわみ振動体1を超音波発振器に接
続して駆動すると、空中負荷10Wの入力電力のとき共
振周波数18.6kl(z、振幅18μmとなった。こ
の場合、図示しない被加工物としての前記SK3鋼をね
じピッチ1+nmで加工したとき、従来例に比べ少なく
とも2回で加工でき、この時のたわみ振動子入力電力は
最大105Wであった。
When such a flexible vibrating body 1 is connected to an ultrasonic oscillator and driven, the resonance frequency becomes 18.6kl (z, amplitude 18μm) when the input power is 10W in the air.In this case, the workpiece (not shown) When processing the above-mentioned SK3 steel with a thread pitch of 1+nm, it could be processed at least twice compared to the conventional example, and the input power to the deflection vibrator at this time was 105 W at maximum.

次に、第2の実験例について説明する。まず、第9図に
示すような従来例のバイト20として片刃バイトを用い
た場合を考える。第1の実験例と同様に直径45mmの
たわみ振動子2の出力端部に、直径18m+++、厚さ
8mmのR付き段部を持つバイトホルダ19を締着リン
グ4により固く締着してたわみ振動体1を構成する。ま
た、片刃バイトとしては、超硬材に10.厚さ4mm、
長さ7.5mmとする。
Next, a second experimental example will be explained. First, consider the case where a single-edged cutting tool is used as the conventional cutting tool 20 as shown in FIG. As in the first experimental example, a tool holder 19 having an rounded step with a diameter of 18 m+++ and a thickness of 8 mm is tightly fastened to the output end of the flexible vibrator 2 with a diameter of 45 mm by the tightening ring 4, and the bending vibration is generated. constitutes body 1. Also, as a single-edged tool, 10. Thickness 4mm,
The length shall be 7.5 mm.

このようなたわみ振動体1を超音波発振器により駆動す
ると、空中負荷10Wの入力電力で共振周波数19.2
kHz、振幅15μmとなった。この場合、被加工物と
してのSK3鋼の外周切削を行ったところ、その送りを
0 、09 mm/ revとした時、1.6mmの切
り込みまで良好に振動切削でき。
When such a flexible vibrator 1 is driven by an ultrasonic oscillator, the resonance frequency is 19.2 with an input power of 10 W in the air.
The frequency was kHz and the amplitude was 15 μm. In this case, when cutting the outer circumference of SK3 steel as a workpiece, when the feed was set to 0.09 mm/rev, vibration cutting could be performed well up to a depth of cut of 1.6 mm.

その時のたわみ振動子入力電力は64Wであった。The input power to the flexural oscillator at that time was 64W.

一方、第3図に示すような本発明の第二の実施例に示す
ような形状のバイトホルダ34に交換して実験を行った
。片刃バイト35には従来例と同じく超硬材KIOを用
い、厚さは肉厚の厚い先端部が611IIl、肉厚の薄
い他端部が2mm、また、長さは8.2mmとした。
On the other hand, an experiment was conducted by replacing the tool holder 34 with a shape shown in the second embodiment of the present invention as shown in FIG. The single-edged cutting tool 35 is made of carbide material KIO as in the conventional example, and has a thickness of 611II at the thick tip, 2 mm at the other thin end, and 8.2 mm in length.

このようなたわみ振動体1を超音波発振器に接続して駆
動すると、空中負荷10Wの入力電力のとき共振周波数
18.3kl(z、振幅17μmとなった。この場合、
被加工物としての5K3fiの外周切削を0 、09 
mm/ revの送りで行ったところ、2 、4 mm
までの切り込みで良好に振動切削することができ、その
時のたねみ振動子入力電力は86Wであった。
When such a flexible vibrator 1 is connected to an ultrasonic oscillator and driven, the resonance frequency becomes 18.3 kl (z, amplitude 17 μm) when the input power is 10 W in the air. In this case,
Cutting the outer circumference of 5K3fi as a workpiece 0,09
When I used mm/rev feed, it was 2,4 mm.
Vibration cutting could be performed satisfactorily with a depth of cut up to 86 W.

このように、いずれの実験例においても本発明のバイト
28.35は従来例のバイト20に比べて、等価質量の
増大によって振動振幅が大きくなると共に最大切り込み
深さが著しく増加したのである。
As described above, in all of the experimental examples, the cutting tool 28,35 of the present invention had a larger vibration amplitude due to an increase in equivalent mass and a significantly larger maximum cutting depth than the conventional cutting tool 20.

発明の効果 本発明は、たわみ振動子に締着体により締着されたバイ
トホルダの一端にその先端に近づくほど肉厚が薄くなる
バイト固定部を形成し、このバイト固定部に前記バイト
ホルダより比重が大きくその先端に近づくほど肉厚が厚
くなるバイトを固着したので、バイトホルダのバイト固
定部の先端に近づくほど比重の大きなバイトの占める割
合が大きくなるため、バイトの刃先の超音波振動に対す
る等価質量が増大し、また、バイト固定部はその先端と
は反対側の基部に近づくにつれて肉厚が厚くなっている
ため、そのバイト固定部の振動応力に対する機械的強度
は増大することになり、従って、バイトの刃先の切削加
工能力を一段と向上させることができるものである。
Effects of the Invention The present invention forms a cutting tool fixing part whose wall thickness becomes thinner as it approaches the tip at one end of a cutting tool holder that is fastened to a deflection vibrator by a fastening body, and the cutting tool fixing part is provided with a part that is thinner than the cutting tool holder. Since we have fixed a tool that has a large specific gravity and becomes thicker as it approaches the tip, the percentage of the tool that has a larger specific gravity increases as you get closer to the tip of the tool fixing part of the tool holder. As the equivalent mass increases and the wall thickness of the tool fixing part increases as it approaches the base opposite to the tip, the mechanical strength of the tool fixing part against vibration stress increases. Therefore, the cutting ability of the cutting edge of the cutting tool can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第一の実施例を示す平面図、第2図は
その振動振幅および振動応力を含めて示す側面図、第3
図は本発明の第二の実施例を示す平面図、第4図はその
振動振幅および振動応力を含めて示す側面図、第5図は
従来例を示す斜視図、第6図はその振動振幅を含めて示
す縦断側面図、第7図は第5図よりも幅を広くしたバイ
トホルダ部の平面図、第8図は第7図のバイトホルダ部
の側面図、第9図は第7図のバイトホルダ部の斜視図、
第10図は電歪素子の斜視図、第11図は電極板の斜視
図である。 2・・・たわみ振動子、4・・・締着リング(締着体)
、27・・・バイトホルダ、28・・・バイト、30・
・・バイト固定部、34・・・バイトホルダ、35・・
・バイト、37・・・バイト固定部 出 願 人    多賀電気株式会社 但 区 L! Σ ズ I2x                      
 戸−\0             」コ +++/                     
  N1〆づ            −○ 舗          −Q 6一 」wO図 JJA図 A!
Fig. 1 is a plan view showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side view showing its vibration amplitude and vibration stress, and Fig. 3 is a side view showing the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view showing the second embodiment of the present invention, Figure 4 is a side view showing its vibration amplitude and vibration stress, Figure 5 is a perspective view showing the conventional example, and Figure 6 is its vibration amplitude. Fig. 7 is a plan view of the tool holder part wider than Fig. 5, Fig. 8 is a side view of the tool holder part shown in Fig. 7, and Fig. 9 is a plan view of the tool holder part shown in Fig. A perspective view of the tool holder part,
FIG. 10 is a perspective view of the electrostrictive element, and FIG. 11 is a perspective view of the electrode plate. 2... Flexural vibrator, 4... Clamping ring (clamping body)
, 27...Bite holder, 28...Bite, 30.
...Bite fixing part, 34...Bite holder, 35...
・Part-time job, 37...Part-time job fixed department application Person: Taga Electric Co., Ltd. Tadaku L! Σ Zu I2x
Door-\0”ko+++/
N1〆zu -○ 店 -Q 61'' wO diagram JJA diagram A!

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] たわみ振動子に締着体により締着されたバイトホルダの
一端にその先端に近づくほど肉厚が薄くなるバイト固定
部を形成し、このバイト固定部に前記バイトホルダより
比重が大きくその先端に近づくほど肉厚が厚くなるバイ
トを固着したことを特徴とする超音波振動切削装置の切
削具。
A cutting tool fixing part is formed at one end of the cutting tool holder which is fastened to the deflection vibrator by a fastening body, and the wall thickness becomes thinner as it approaches the tip, and this cutting tool fixing part has a larger specific gravity than the cutting tool holder and approaches the tip. A cutting tool for an ultrasonic vibration cutting device, which is characterized by a fixed cutting tool whose wall thickness increases as the wall thickness increases.
JP27963787A 1987-11-05 1987-11-05 Cutting tool for ultrasonic vibration cutting device Pending JPH01121101A (en)

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