JPS6234759A - 超音波円振動加工法およびその円振動発振装置 - Google Patents
超音波円振動加工法およびその円振動発振装置Info
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- JPS6234759A JPS6234759A JP16983185A JP16983185A JPS6234759A JP S6234759 A JPS6234759 A JP S6234759A JP 16983185 A JP16983185 A JP 16983185A JP 16983185 A JP16983185 A JP 16983185A JP S6234759 A JPS6234759 A JP S6234759A
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- Japan
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- tool
- ultrasonic
- circular vibration
- vibrator
- electrostrictive
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- Pending
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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)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は工具を超音波によ９円振動させながら、被加工
物、例えばセラミックスなどの硬脆材の微小穴などを加
工する超音波円振動加工法およびその円振動発振装置に
関するものである。
物、例えばセラミックスなどの硬脆材の微小穴などを加
工する超音波円振動加工法およびその円振動発振装置に
関するものである。
従来の超音波加工は、例えば昭和１１６年、日刊工業新
聞社発行、”超音波技術便覧”のＰ、ＩＱ１５〜１０１
７に記載されている。すなわち第８図に示すように加工
形状に成形した工具１に、電歪または磁歪振動子５の振
動を拡大ホーン４によシ増幅して付与し、該工具１をそ
の送り力をかける方向Ａに超音波振動させ、被加工物３
に押し付ける。一方、上記工具１と被加工物３との間に
は、砥粒２と加工液６との混合液が供給され、第９図（
ａｌ〜（ｃ）Ｋ示すように工具１が上下方向に撮動する
ことにより、砥粒２を被加工物３に衝突させて加工が行
われる。
聞社発行、”超音波技術便覧”のＰ、ＩＱ１５〜１０１
７に記載されている。すなわち第８図に示すように加工
形状に成形した工具１に、電歪または磁歪振動子５の振
動を拡大ホーン４によシ増幅して付与し、該工具１をそ
の送り力をかける方向Ａに超音波振動させ、被加工物３
に押し付ける。一方、上記工具１と被加工物３との間に
は、砥粒２と加工液６との混合液が供給され、第９図（
ａｌ〜（ｃ）Ｋ示すように工具１が上下方向に撮動する
ことにより、砥粒２を被加工物３に衝突させて加工が行
われる。
この場合、−個の砥粒２は被加工物６の一点に衝突する
ため、加工量が少ないから能率の向上をはかることが困
難であった。
ため、加工量が少ないから能率の向上をはかることが困
難であった。
本発明は上記のような従来技術の問題点を解消し、高能
率および高精度に加工することが可能な超音波円振動加
工法およびその円振動発振装置を提供することを目的と
するものである。
率および高精度に加工することが可能な超音波円振動加
工法およびその円振動発振装置を提供することを目的と
するものである。
本発明の超音波円振動加工法は上記目的を達成するため
に、工具に超音波振動を付与し、砥粒を介して被加工物
を加工する超音波加工において、該工具の送り方向に垂
直な面上で該工具を円振動させることを特徴とするもの
である。
に、工具に超音波振動を付与し、砥粒を介して被加工物
を加工する超音波加工において、該工具の送り方向に垂
直な面上で該工具を円振動させることを特徴とするもの
である。
一方、上記のような超音波円振動加工法を適用する超音
波円振動発振装置は、先端に工具を取付けた振動体と、
厚さ方向に伸縮可能な少くとも３個の電歪振動子と、該
電歪振動子を取付ける固定台とからな）、該電歪振動子
を前記振動体の中心軸に垂直な面上に、該軸心と同心円
上に等間隔に配置したことを特徴とするものである。
波円振動発振装置は、先端に工具を取付けた振動体と、
厚さ方向に伸縮可能な少くとも３個の電歪振動子と、該
電歪振動子を取付ける固定台とからな）、該電歪振動子
を前記振動体の中心軸に垂直な面上に、該軸心と同心円
上に等間隔に配置したことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面について説明する。第１
図は同実施例の要部断面、第２図はｆＩｃ１図のＸ−Ｘ
断面図である。
図は同実施例の要部断面、第２図はｆＩｃ１図のＸ−Ｘ
断面図である。
第１図において、工具１】は円錐台形の振動体１２の先
端に取付けられている。該振動体１２は、その中心軸１
２ Ａに装着したナツト１５を介して固定台１４に固着
されておシ、該固定台１４はボルト１６によυホルダ１
７に固定されている。前記振動体１２と固定台１４との
間には、厚さ方向に伸縮可能な少くとも５個の電歪振動
子１３４〜１３ Ｃが介設されている。該電歪振動子１
３ ａ〜１３ ｃは第２図に示すように、振動体１２の
中心軸１２Ａに垂直な面上に、該中心軸１２ Ａの中心
と同心円上に等間隔に配置されている。
端に取付けられている。該振動体１２は、その中心軸１
２ Ａに装着したナツト１５を介して固定台１４に固着
されておシ、該固定台１４はボルト１６によυホルダ１
７に固定されている。前記振動体１２と固定台１４との
間には、厚さ方向に伸縮可能な少くとも５個の電歪振動
子１３４〜１３ Ｃが介設されている。該電歪振動子１
３ ａ〜１３ ｃは第２図に示すように、振動体１２の
中心軸１２Ａに垂直な面上に、該中心軸１２ Ａの中心
と同心円上に等間隔に配置されている。
本実施例は上記のような構成からなシ、上記電歪振動子
１３α〜１３ Ｃに第６図に示すような正弦（Ｓｉ−）
波状の電圧をそれぞれ１２０°毎の位相差を保って印加
すれば、電歪振動子１３ ｔＬに最大電圧２Ｖｏが印加
されたとき、すなわちｔ＝ｒ０のとき電歪振動子１３
Ａ 、 １３ ｅには、Ｖｏ （１＋Ｃ０ｚ１２０つ＝
０−５Ｖの電圧が印加されている。
１３α〜１３ Ｃに第６図に示すような正弦（Ｓｉ−）
波状の電圧をそれぞれ１２０°毎の位相差を保って印加
すれば、電歪振動子１３ ｔＬに最大電圧２Ｖｏが印加
されたとき、すなわちｔ＝ｒ０のとき電歪振動子１３
Ａ 、 １３ ｅには、Ｖｏ （１＋Ｃ０ｚ１２０つ＝
０−５Ｖの電圧が印加されている。
しかるに、電歪振動子の伸びは電圧に比例するから、振
動体１２は第４図の２点鎖線で示すように傾斜する。次
に電歪振動子１３α〜１３ ｅに印加される電圧が第３
図に示す曲線にしたがって変化し、電歪振動子１３ ｂ
に印加される電圧が最大値２Ｆ０となったとき、電歪振
動子１３α、１３Ｃに印加される電圧は０．５Ｖｏとな
シ、同振動子１３ ｂの伸びが最大となるため、振動体
１２は電歪振動子１３ Ａと逆方向へ傾斜する。また、
ｔ＝ｒ、では電歪振動子１３ Ｃに最大電圧２Ｖｏが印
加され、振動体１２は上記と同様に傾斜する。このよう
に各電歪振動子Ｉ３α〜１３ ｃが順次に伸線すると、
工具ｌ］は振動体１２の静止時における中心軸１２ Ａ
の周シに円振動する。
動体１２は第４図の２点鎖線で示すように傾斜する。次
に電歪振動子１３α〜１３ ｅに印加される電圧が第３
図に示す曲線にしたがって変化し、電歪振動子１３ ｂ
に印加される電圧が最大値２Ｆ０となったとき、電歪振
動子１３α、１３Ｃに印加される電圧は０．５Ｖｏとな
シ、同振動子１３ ｂの伸びが最大となるため、振動体
１２は電歪振動子１３ Ａと逆方向へ傾斜する。また、
ｔ＝ｒ、では電歪振動子１３ Ｃに最大電圧２Ｖｏが印
加され、振動体１２は上記と同様に傾斜する。このよう
に各電歪振動子Ｉ３α〜１３ ｃが順次に伸線すると、
工具ｌ］は振動体１２の静止時における中心軸１２ Ａ
の周シに円振動する。
この場合、振動体１２の中心軸１２Ａの中心から電歪振
動子１３α〜１３ ｃの中心までの距離をｒ、電歪振動
子１３α〜１３ Ｃの振動体１２への取付面から工具１
】の先端までの距離をり、電歪振動子１３α〜１３ Ｃ
の最大伸びをδとすると、工具１１の先端における円振
動の半径Ｘは下記（１）式で表わされる。
動子１３α〜１３ ｃの中心までの距離をｒ、電歪振動
子１３α〜１３ Ｃの振動体１２への取付面から工具１
】の先端までの距離をり、電歪振動子１３α〜１３ Ｃ
の最大伸びをδとすると、工具１１の先端における円振
動の半径Ｘは下記（１）式で表わされる。
・＝工δ ・・・・・・・・・・・・ｆｉ１ｒ
ただし、電歪振動子に印加する電圧の周期を振動体の曲
げ共振振動数の周期に近づけることによシ、増幅率をさ
らに増大させることが可能である。
げ共振振動数の周期に近づけることによシ、増幅率をさ
らに増大させることが可能である。
第５図は、工具１】が超音波円撮動しなから砥粒２０を
介して、被加工物１８を加工する様子を模式的に示した
ものである。同図の（、（ｌ〜（Ｄ）は加工部の断面図
、（α）〜（ｄｉは（，４１〜ｐ）のそれぞれのＹ −
Ｙ断面図で、０は扱加物１８の加工穴】９の中心を、０
′は工具１】の中心を、０“は砥粒加の円運動の中心を
それぞれ示す。
介して、被加工物１８を加工する様子を模式的に示した
ものである。同図の（、（ｌ〜（Ｄ）は加工部の断面図
、（α）〜（ｄｉは（，４１〜ｐ）のそれぞれのＹ −
Ｙ断面図で、０は扱加物１８の加工穴】９の中心を、０
′は工具１】の中心を、０“は砥粒加の円運動の中心を
それぞれ示す。
工具１】の中心０′が加工穴１９の中心０の周シを、（
α）〜（ｄｌの頭外に回動するように工具ｌ］を円振動
させると、該工具１】と被加工物Ｊ８との間の砥粒２０
は、工具１】の円振動に伴って０′を中心として円運動
する。このため砥粒２と被加工物ｔ８との接触長さは長
くなるので、加工能率を向上させることができる。また
、砥粒２０ （！： ２ＪＯ工穴１９との衝突が減少し
、ｈつ加工穴１９の加工面にタラリりが入りにくいばか
りでなく、面粗さを向上させることが可能である。
α）〜（ｄｌの頭外に回動するように工具ｌ］を円振動
させると、該工具１】と被加工物Ｊ８との間の砥粒２０
は、工具１】の円振動に伴って０′を中心として円運動
する。このため砥粒２と被加工物ｔ８との接触長さは長
くなるので、加工能率を向上させることができる。また
、砥粒２０ （！： ２ＪＯ工穴１９との衝突が減少し
、ｈつ加工穴１９の加工面にタラリりが入りにくいばか
りでなく、面粗さを向上させることが可能である。
上述の本実施例では、３個の電歪振動子１３６Ｌ〜１３
Ｃを円周上に等間隔に配置したが、これに代り第６図
に示すように、振動体１２の中心軸１２Ａに垂直な面上
に４個の電歪振動子１３’ ａ〜１３’ｄを同心円上に
、かつ等間隔に配置し、第７図図に示すように該電歪振
動子１３′α〜１３’ ｄに９０°づつ位相をずらした
正弦（Ｉｊ−）波状の電圧をそれぞれ印加するようにし
てもよい。
Ｃを円周上に等間隔に配置したが、これに代り第６図
に示すように、振動体１２の中心軸１２Ａに垂直な面上
に４個の電歪振動子１３’ ａ〜１３’ｄを同心円上に
、かつ等間隔に配置し、第７図図に示すように該電歪振
動子１３′α〜１３’ ｄに９０°づつ位相をずらした
正弦（Ｉｊ−）波状の電圧をそれぞれ印加するようにし
てもよい。
一般にル個（３個以上）の電歪振動子を使用する場合に
は、円周方向に順次に３６０°ｈづつ位相をずらした正
弦波状の電圧を印加すればよい。
は、円周方向に順次に３６０°ｈづつ位相をずらした正
弦波状の電圧を印加すればよい。
本実施例によれば、電歪振動子に印加する電圧の大きさ
、または周波数を変化することによシ、工具の円振動の
振幅を変えることができ、かつ被加工物の深さ方向にテ
ーパを有する穴をあけることも可能である。また、工具
と被加工物の各側面間に介在する砥粒を利用すれば、予
かしめ設けられた穴の拡張することが可能である。
、または周波数を変化することによシ、工具の円振動の
振幅を変えることができ、かつ被加工物の深さ方向にテ
ーパを有する穴をあけることも可能である。また、工具
と被加工物の各側面間に介在する砥粒を利用すれば、予
かしめ設けられた穴の拡張することが可能である。
以上説明したように、本発明によれば、工具の送夛方向
に垂直な面上で該工具を円振動させることにより、被加
工物と砥粒との接触長さを長くすることができるので、
高能率および高精度に加工することが可能である。また
、従来の超音波加工では不可能視されていた深さ方向に
テーパを有する穴の加工も可能である。
に垂直な面上で該工具を円振動させることにより、被加
工物と砥粒との接触長さを長くすることができるので、
高能率および高精度に加工することが可能である。また
、従来の超音波加工では不可能視されていた深さ方向に
テーパを有する穴の加工も可能である。
第１図は本発明の超音波円振動発振装置の一実施例を示
す要部断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、ＷＪ３
図は本実施例の電歪振動子への印加電圧の説明図、第４
図は本実施例の振動体の動作説明図、ｗＥＳ図（，４１
〜ｔＤ＞オｘ ヒ（ａ＋ 〜（ｔ）ハそれぞれ超音波円
振動加工の状態説明図およびＵ）〜ｐ）のＹ−Ｙ断面図
、第６図は本発明の他の実施例の要部断面図（第３図の
Ｘ−Ｘ断面に該当する断面）、第７図は第６図の電歪振
動子への印加電圧説明図、第８図は従来の超音波加工の
模式図、第９図体）〜ｔｃ＋は第８図の加工現象の説明
図である。 １】・・工具 １２・・・振動体１２Ａ・
・・中心軸 １３α〜１３ Ｃ、１３’α〜１３’ ｄ・・・電歪振
動子！４・・・固定台 矛１図 〒２図 列ｊ図 力４図 （１３Ｃン 粥５図 第８図 罰ｃ３図
す要部断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、ＷＪ３
図は本実施例の電歪振動子への印加電圧の説明図、第４
図は本実施例の振動体の動作説明図、ｗＥＳ図（，４１
〜ｔＤ＞オｘ ヒ（ａ＋ 〜（ｔ）ハそれぞれ超音波円
振動加工の状態説明図およびＵ）〜ｐ）のＹ−Ｙ断面図
、第６図は本発明の他の実施例の要部断面図（第３図の
Ｘ−Ｘ断面に該当する断面）、第７図は第６図の電歪振
動子への印加電圧説明図、第８図は従来の超音波加工の
模式図、第９図体）〜ｔｃ＋は第８図の加工現象の説明
図である。 １】・・工具 １２・・・振動体１２Ａ・
・・中心軸 １３α〜１３ Ｃ、１３’α〜１３’ ｄ・・・電歪振
動子！４・・・固定台 矛１図 〒２図 列ｊ図 力４図 （１３Ｃン 粥５図 第８図 罰ｃ３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、工具に超音波振動を付与し、砥粒を介して被加工物
を加工する超音波加工において、該工具の送り方向に垂
直な面上で該工具を円振動させることを特徴とする超音
波円振動加工法。 ２、先端に工具を取付けた振動体と、厚さ方向に伸縮可
能な少くとも３個の電歪振動子と、該電歪振動子を取付
ける固定台とからなり、該電歪振動子を前記振動体の中
心軸に垂直な面上に、該軸心と同心円上に等間隔に配置
したことを特徴とする超音波円振動発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16983185A JPS6234759A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 超音波円振動加工法およびその円振動発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16983185A JPS6234759A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 超音波円振動加工法およびその円振動発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234759A true JPS6234759A (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=15893720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16983185A Pending JPS6234759A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 超音波円振動加工法およびその円振動発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234759A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642830A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-06 | Inoue Japax Res Inc | Electric discharge machining apparatus |
| WO2008118158A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Panasonic Corporation | Vibration assisted machining system with stacked actuators |
| CN102198611A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-09-28 | 北京航空航天大学 | 一种钉头保护贴片涂层超声振动套平方法及装置 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP16983185A patent/JPS6234759A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642830A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-06 | Inoue Japax Res Inc | Electric discharge machining apparatus |
| WO2008118158A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Panasonic Corporation | Vibration assisted machining system with stacked actuators |
| WO2008118479A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Panasonic Corporation | Vibration assisted machining system with stacked actuators |
| US7687975B2 (en) | 2007-03-27 | 2010-03-30 | Panasonic Corporation | Vibration assisted machining system with stacked actuators |
| CN102198611A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-09-28 | 北京航空航天大学 | 一种钉头保护贴片涂层超声振动套平方法及装置 |
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