JPH05253817A - 超音波研削加工用カップ砥石 - Google Patents
超音波研削加工用カップ砥石Info
- Publication number
- JPH05253817A JPH05253817A JP5451292A JP5451292A JPH05253817A JP H05253817 A JPH05253817 A JP H05253817A JP 5451292 A JP5451292 A JP 5451292A JP 5451292 A JP5451292 A JP 5451292A JP H05253817 A JPH05253817 A JP H05253817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grindstone
- grinding wheel
- cup
- grinding
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波研削加工を高能率、高精度で行なう。
【構成】 ほぼ椀状の振動体からなる台金部２とこの先
端に設けられた砥石作業部３からなる超音波研削加工用
カップ砥石１において、砥石作業部の作業面の一部また
は全部を砥石の軸Ｔに対して傾斜させて傾斜面３ａとし
た。
端に設けられた砥石作業部３からなる超音波研削加工用
カップ砥石１において、砥石作業部の作業面の一部また
は全部を砥石の軸Ｔに対して傾斜させて傾斜面３ａとし
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動を付加する
ことで研削加工を行う超音波研削加工用カップ砥石に関
するものである。
ことで研削加工を行う超音波研削加工用カップ砥石に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ファイン・セラミックス（以下、セラミ
ックスと略す）のような硬くて脆い材料の加工には、砥
石に超音波振動を付加した超音波研削加工が有効であ
る。この超音波研削加工に用いられる砥石は、一般に振
動体とこの先端に設けられたダイヤモンド砥石とからな
る。研削加工は、超音波振動系によって砥石作業面（被
加工物に対し研削を行う面）と直交する振動をダイヤモ
ンド砥石に付加する。そして、このダイヤモンド砥石の
砥粒が振動して被加工物に衝撃を与える（これを衝撃破
砕効果という）ことで被加工物材料の除去（研削）が行
なわれる。このような超音波研削加工は、軸方向に振動
するコアドリルを用いたファインセラミックス等の穴あ
け加工において広く実施されている。
ックスと略す）のような硬くて脆い材料の加工には、砥
石に超音波振動を付加した超音波研削加工が有効であ
る。この超音波研削加工に用いられる砥石は、一般に振
動体とこの先端に設けられたダイヤモンド砥石とからな
る。研削加工は、超音波振動系によって砥石作業面（被
加工物に対し研削を行う面）と直交する振動をダイヤモ
ンド砥石に付加する。そして、このダイヤモンド砥石の
砥粒が振動して被加工物に衝撃を与える（これを衝撃破
砕効果という）ことで被加工物材料の除去（研削）が行
なわれる。このような超音波研削加工は、軸方向に振動
するコアドリルを用いたファインセラミックス等の穴あ
け加工において広く実施されている。
【０００３】一方、超音波研削加工により大面積の平面
研削加工を高能率に行う方法として、比較的大きな直径
を持つほぼ椀状に形成されたダイヤモンド砥石を用いて
トラバース研削を行なうことが知られている。この方法
では、単位時間当たりの加工面積、加工体積を大きくす
ることができる利点がある。そして、この方法に用いる
超音波研削加工用カップ砥石が提案されている。（特開
昭63-267150 ）
研削加工を高能率に行う方法として、比較的大きな直径
を持つほぼ椀状に形成されたダイヤモンド砥石を用いて
トラバース研削を行なうことが知られている。この方法
では、単位時間当たりの加工面積、加工体積を大きくす
ることができる利点がある。そして、この方法に用いる
超音波研削加工用カップ砥石が提案されている。（特開
昭63-267150 ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超音波研削は、砥石の
振動方向と被加工物の研削を行なう砥石作業面とが直交
する時に、前記衝撃破砕効果が最も良く現れて効率良く
研削が行われる。そのため、被加工物の研削される面
（加工面）と砥石の振動方向とを直交させた状態で超音
波研削加工を行うことが望ましい。そのためには、前記
トラバース研削の場合、砥石の振動方向にこの砥石の送
り方向の成分が含まれている必要がある。一方、超音波
振動系から与えられる振動方向は砥石の軸方向と平行な
方向であり、砥石の振動方向にこの砥石の送り方向の成
分が含まれるようにするには、該砥石自体で振動方向を
変換する必要があった。しかし、従来のカップ砥石では
それ自身で振動方向を変換させることはできなかったた
め、このカップ砥石の砥石作業面は超音波振動系によっ
て与えられた「カップ砥石の軸方向と平行な方向」に振
動せざるを得なかった。
振動方向と被加工物の研削を行なう砥石作業面とが直交
する時に、前記衝撃破砕効果が最も良く現れて効率良く
研削が行われる。そのため、被加工物の研削される面
（加工面）と砥石の振動方向とを直交させた状態で超音
波研削加工を行うことが望ましい。そのためには、前記
トラバース研削の場合、砥石の振動方向にこの砥石の送
り方向の成分が含まれている必要がある。一方、超音波
振動系から与えられる振動方向は砥石の軸方向と平行な
方向であり、砥石の振動方向にこの砥石の送り方向の成
分が含まれるようにするには、該砥石自体で振動方向を
変換する必要があった。しかし、従来のカップ砥石では
それ自身で振動方向を変換させることはできなかったた
め、このカップ砥石の砥石作業面は超音波振動系によっ
て与えられた「カップ砥石の軸方向と平行な方向」に振
動せざるを得なかった。
【０００５】図３は、従来のカップ砥石を用いて平面ト
ラバース研削を行った時の研削状態を示す概略図であ
る。図３に示すように、カップ砥石の振動方向Ｑは、カ
ップ砥石の軸方向と平行な方向である。従って、砥粒の
衝撃破砕効果が最も現れる、「振動方向と直交する面」
は、砥石作業部底面８であった。そのため、このような
トラバース研削では、主な材料除去（研削）作用はカッ
プ砥石の振動方向Ｑと平行な砥石作業部の外周側の側面
７と、砥石作業部底面８の砥石一回転当たりの送り量Ｐ
に対応した底面の外周部８ａとで行なわれていた。その
結果、最も効率良く研削作業ができる振動方向Ｑと直交
する砥石作業面（砥石底面８）は、既に研削された被加
工物５の表面を通過するだけであった。
ラバース研削を行った時の研削状態を示す概略図であ
る。図３に示すように、カップ砥石の振動方向Ｑは、カ
ップ砥石の軸方向と平行な方向である。従って、砥粒の
衝撃破砕効果が最も現れる、「振動方向と直交する面」
は、砥石作業部底面８であった。そのため、このような
トラバース研削では、主な材料除去（研削）作用はカッ
プ砥石の振動方向Ｑと平行な砥石作業部の外周側の側面
７と、砥石作業部底面８の砥石一回転当たりの送り量Ｐ
に対応した底面の外周部８ａとで行なわれていた。その
結果、最も効率良く研削作業ができる振動方向Ｑと直交
する砥石作業面（砥石底面８）は、既に研削された被加
工物５の表面を通過するだけであった。
【０００６】ところで、研削に際してカップ砥石が送り
方向Ｒに進むと、砥石作業部の側面７には最大の研削負
荷（抵抗）が作用する。しかし、砥石作業部の側面７に
おける超音波振動は、研削に際して設定された切り込み
量ｄに対応する被加工物５の加工面５ａに対して平行に
作用するため、超音波振動による衝撃破砕効果は小さ
い。そのため、前記研削負荷に対応できるだけの衝撃破
砕効果が得られず、カップ砥石の送り量や切り込み深さ
を大きくすることができなかった。その結果、カップ砥
石の送り速度を速くすることができず、加工能率が制限
されていた。また、カップ砥石に対する負荷が、砥石作
業部の側面７と底面の外周部８ａに集中するため砥石の
摩耗が大きくなるという問題もあった。
方向Ｒに進むと、砥石作業部の側面７には最大の研削負
荷（抵抗）が作用する。しかし、砥石作業部の側面７に
おける超音波振動は、研削に際して設定された切り込み
量ｄに対応する被加工物５の加工面５ａに対して平行に
作用するため、超音波振動による衝撃破砕効果は小さ
い。そのため、前記研削負荷に対応できるだけの衝撃破
砕効果が得られず、カップ砥石の送り量や切り込み深さ
を大きくすることができなかった。その結果、カップ砥
石の送り速度を速くすることができず、加工能率が制限
されていた。また、カップ砥石に対する負荷が、砥石作
業部の側面７と底面の外周部８ａに集中するため砥石の
摩耗が大きくなるという問題もあった。
【０００７】本発明は、上記問題を解決することを目的
とする。
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明では、ほぼ椀状の振動体からなる台金部と該台金部の
先端に設けられた砥石作業部とからなる超音波研削加工
用カップ砥石において、前記砥石作業部の作業面の一部
または全部を、前記カップ砥石の軸方向に対して傾斜し
た傾斜面とした。
明では、ほぼ椀状の振動体からなる台金部と該台金部の
先端に設けられた砥石作業部とからなる超音波研削加工
用カップ砥石において、前記砥石作業部の作業面の一部
または全部を、前記カップ砥石の軸方向に対して傾斜し
た傾斜面とした。
【０００９】
【作用】本発明の超音波研削加工用カップ砥石は、有限
要素法による解析に基づいて振動体（砥石台金部）の形
状を設計してある。この有限要素法による解析によれ
ば、カップ砥石の振動体部分だけで超音波振動の振動方
向を所望の振動方向に変換させることができる。そのた
め、超音波振動系によって与えられた振動方向にカップ
砥石の送り方向の成分を含ませることが可能となる。
要素法による解析に基づいて振動体（砥石台金部）の形
状を設計してある。この有限要素法による解析によれ
ば、カップ砥石の振動体部分だけで超音波振動の振動方
向を所望の振動方向に変換させることができる。そのた
め、超音波振動系によって与えられた振動方向にカップ
砥石の送り方向の成分を含ませることが可能となる。
【００１０】一方、カップ砥石は、その砥石作業部の作
業面の一部または全部が該カップ砥石の軸方向に対し傾
斜させてある。従って、前記振動体によりこの傾斜面と
ほぼ直交する振動を発生させることで、砥石作業面の砥
粒を被加工物の加工面に該加工面の垂直方向から衝突さ
せることができる。その結果、超音波研削加工の最大の
長所である衝撃破砕効果を十分に活用することが可能と
なり、砥石に作用する研削負荷（抵抗）が減少する。
業面の一部または全部が該カップ砥石の軸方向に対し傾
斜させてある。従って、前記振動体によりこの傾斜面と
ほぼ直交する振動を発生させることで、砥石作業面の砥
粒を被加工物の加工面に該加工面の垂直方向から衝突さ
せることができる。その結果、超音波研削加工の最大の
長所である衝撃破砕効果を十分に活用することが可能と
なり、砥石に作用する研削負荷（抵抗）が減少する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す概略断面図
である。また、図２は、本実施例で用いたカップ砥石に
おける砥石作業部の研削状態を示す概略図である。以
下、図１および図２により本実施例を説明する。超音波
研削加工用カップ砥石１は、ほぼ椀状に形成された砥石
台金部２とその先端部にろう付けされたメタルボンドダ
イヤモンド砥石からなる砥石作業部３により構成されて
いる。砥石台金部２は振動体としても機能しており、そ
の形状は前述のように有限要素法による解析に基づいて
設計されている。
である。また、図２は、本実施例で用いたカップ砥石に
おける砥石作業部の研削状態を示す概略図である。以
下、図１および図２により本実施例を説明する。超音波
研削加工用カップ砥石１は、ほぼ椀状に形成された砥石
台金部２とその先端部にろう付けされたメタルボンドダ
イヤモンド砥石からなる砥石作業部３により構成されて
いる。砥石台金部２は振動体としても機能しており、そ
の形状は前述のように有限要素法による解析に基づいて
設計されている。
【００１２】そして、研削加工を行う砥石作業部３の作
業面にはカップ砥石１の軸Ｔの方向に対し傾斜した傾斜
面３ａが形成されている。この傾斜面３ａの軸Ｔ方向の
寸法ｈは、加工時に設定されるカップ砥石１の切り込み
量ｄと同等、またはそれよりも大きくしておくことが望
ましい。なお、ダイヤモンド砥石に傾斜面を設ける代わ
りに台金部２に傾斜面を設け、この台金部の傾斜面にダ
イヤモンド砥石をろう付けしてもよい。
業面にはカップ砥石１の軸Ｔの方向に対し傾斜した傾斜
面３ａが形成されている。この傾斜面３ａの軸Ｔ方向の
寸法ｈは、加工時に設定されるカップ砥石１の切り込み
量ｄと同等、またはそれよりも大きくしておくことが望
ましい。なお、ダイヤモンド砥石に傾斜面を設ける代わ
りに台金部２に傾斜面を設け、この台金部の傾斜面にダ
イヤモンド砥石をろう付けしてもよい。
【００１３】加工時は、図示していない超音波振動子に
よって発生した超音波振動を振幅拡大ホーン４を介して
砥石台金部２に入力する。そして、適当な切り込み量ｄ
（図２参照）を設定するとともに、カップ砥石１全体に
回転運動Ｅを与えながらＲ方向に送りを与える。本実施
例では従来の超音波振動系を用いるように設定してある
ので、振幅拡大ホーン４がカップ砥石１と接続するホー
ン先端４ａにおける超音波振動の方向はカップ砥石１の
軸Ｔと平行な方向Ｓである。しかし、振動体である砥石
台金部２を通過することで振動方向が変換され、砥石作
業部３の先端部における振動方向は軸方向振動Ａと半径
方向振動Ｂとが合成された合成振動Ｃの方向となる。従
って、図２に示すように、材料除去を主に行なう砥石作
業部３の主作業部は、前記合成振動の振動方向Ｃと直交
する傾斜面３ａとなる。その結果、超音波振動によって
砥石作業面上の砥粒は被加工物５の加工面に垂直方向か
ら衝突する。つまり、超音波振動の衝撃破砕効果を最大
限に発揮した状態で被加工物５を研削加工することがで
きる。
よって発生した超音波振動を振幅拡大ホーン４を介して
砥石台金部２に入力する。そして、適当な切り込み量ｄ
（図２参照）を設定するとともに、カップ砥石１全体に
回転運動Ｅを与えながらＲ方向に送りを与える。本実施
例では従来の超音波振動系を用いるように設定してある
ので、振幅拡大ホーン４がカップ砥石１と接続するホー
ン先端４ａにおける超音波振動の方向はカップ砥石１の
軸Ｔと平行な方向Ｓである。しかし、振動体である砥石
台金部２を通過することで振動方向が変換され、砥石作
業部３の先端部における振動方向は軸方向振動Ａと半径
方向振動Ｂとが合成された合成振動Ｃの方向となる。従
って、図２に示すように、材料除去を主に行なう砥石作
業部３の主作業部は、前記合成振動の振動方向Ｃと直交
する傾斜面３ａとなる。その結果、超音波振動によって
砥石作業面上の砥粒は被加工物５の加工面に垂直方向か
ら衝突する。つまり、超音波振動の衝撃破砕効果を最大
限に発揮した状態で被加工物５を研削加工することがで
きる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明では超音波振動に
よる衝撃破砕作用を有効に利用して加工を行うことがで
きる。その結果、カップ砥石に作用する研削負荷（抵
抗）が減少するのでカップ砥石の送り速度を速くするが
でき、加工能率が向上する。また、工具摩耗が減少する
ため加工精度を向上させることができる。
よる衝撃破砕作用を有効に利用して加工を行うことがで
きる。その結果、カップ砥石に作用する研削負荷（抵
抗）が減少するのでカップ砥石の送り速度を速くするが
でき、加工能率が向上する。また、工具摩耗が減少する
ため加工精度を向上させることができる。
【図１】は、本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る．
る．
【図２】は、本発明の砥石の作業部における研削状態を
示す概略図である．
示す概略図である．
【図３】は、従来の砥石の作業部における研削状態を示
す概略図である．
す概略図である．
１ カップ砥石 ２ 砥石台金部 ３ 砥石作業部 ３ａ 砥石作業部の傾斜面 ４ 振幅拡大ホーン ５ 被加工物 ７ 砥石作業部の側面 ８ 砥石作業部底面 Ｓ 振幅拡大ホーン先端の砥石軸に平行な振動 Ａ 砥石作業部先端における砥石軸に平行な振動 Ｂ 砥石作業部先端における半径方向の振動 Ｃ 砥石作業部先端における合成振動 Ｅ 回転運動
Claims (2)
- 【請求項１】 ほぼ椀状の振動体からなる台金部と該台
金部の先端に設けられた砥石作業部とからなる超音波研
削加工用カップ砥石において、 前記砥石作業部の作業面の一部または全部を、前記カッ
プ砥石の軸方向に対して傾斜した傾斜面としたことを特
徴とする超音波研削加工用カップ砥石。 - 【請求項２】 前記傾斜面の砥石の軸方向の寸法が、設
定切り込み深さと同等またはそれ以上に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の超音波研削加工用カッ
プ砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5451292A JPH05253817A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 超音波研削加工用カップ砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5451292A JPH05253817A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 超音波研削加工用カップ砥石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253817A true JPH05253817A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12972702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5451292A Pending JPH05253817A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 超音波研削加工用カップ砥石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5540614A (en) * | 1992-02-06 | 1996-07-30 | Ppv - Verwaltungs-Ag | Apparatus for grinding workpieces |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP5451292A patent/JPH05253817A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5540614A (en) * | 1992-02-06 | 1996-07-30 | Ppv - Verwaltungs-Ag | Apparatus for grinding workpieces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0142075B1 (ko) | 진동절삭방법 및 장치 | |
| Balamuth | Ultrasonic assistance to conventional metal removal | |
| US2939250A (en) | Resonant honing | |
| JPH05253817A (ja) | 超音波研削加工用カップ砥石 | |
| JP3088537B2 (ja) | 高硬度材の孔の仕上げ加工方法及び加工装置 | |
| JPH09290356A (ja) | 超音波振動を用いた平面トラバース研削装置 | |
| JPH06339847A (ja) | セラミックスにおける円周状の溝の加工方法 | |
| JPH03234451A (ja) | ねじり振動を利用した研摩法 | |
| JPH0575560B2 (ja) | ||
| JPH0624692B2 (ja) | 砥石の複合振動による精密溝研削加工方法 | |
| JPH07164288A (ja) | 超音波振動研削方法、超音波振動研削工具、及び超音波振動研削加工装置 | |
| JP2007050471A (ja) | ドレッシング方法及びロータリドレッシング装置 | |
| JP2831966B2 (ja) | 窒化ケイ素セラミックスの加工方法 | |
| JPH06339865A (ja) | 超音波研削用カップ砥石及びこれを用いた 超音波研削加工機 | |
| JPH07164287A (ja) | 研磨方法及び研磨装置 | |
| JPS6362658A (ja) | 複合振動砥石による精密仕上加工方法 | |
| JPH0780766A (ja) | 回転非対称な円周状の溝の加工方法及び加工物の製法 | |
| RU2146599C1 (ru) | Устройство для крепления шлифовального круга | |
| JPH0451300B2 (ja) | ||
| JP2002239879A (ja) | 超音波振動加工法 | |
| JPS6362657A (ja) | 複合振動砥石による精密仕上加工方法 | |
| JP2682796B2 (ja) | 研削砥石のドレッシング方法 | |
| JP2002066927A (ja) | 硬脆材料加工用ダイヤモンド工具とこれを用いた加工方法 | |
| JP2023050722A (ja) | 超砥粒研削ホイールのドレッシング方法および装置 | |
| JPS6362662A (ja) | 超音波振動と低周波振動を重畳させた砥石車による精密仕上加工方法 |