JPS63306862A - 超音波加工機 - Google Patents
超音波加工機Info
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- JPS63306862A JPS63306862A JP13959687A JP13959687A JPS63306862A JP S63306862 A JPS63306862 A JP S63306862A JP 13959687 A JP13959687 A JP 13959687A JP 13959687 A JP13959687 A JP 13959687A JP S63306862 A JPS63306862 A JP S63306862A
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- Japan
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- section
- main shaft
- tailstock
- ultrasonic
- grinding
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- Pending
Links
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- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
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- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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】
に産業上の利用分野】
本発明はセラミックスなど超硬質部材の加工機械に関す
るもので、詳細には穴あけ加工用の超音波加工機に係る
ものである。
るもので、詳細には穴あけ加工用の超音波加工機に係る
ものである。
Ｋ従来の技術】
従来のこの種の超を波加工機の例を示すものが第２図で
あり、マシニングセンタなどの回転主軸５１に装着する
ためのシャンク６１ａを設けた主軸部６１内に電歪素子
とホーン部とで形成される超音波振動発生部６２をノー
ド支持体６２ａで超音波振動を損なうことのないように
同軸に組込み、この超高波振動発生部６２の先端にメタ
ルボンドダイヤの砥石６３ａなどを取付けた研削部６３
を前記主軸部６１と同軸となるように組込むものである
が、前記で説明したように前記主軸部６１はマシニング
センタの回転主軸５１に装着され回転させられるもので
あるので、前記超音波振動発生部６２に外部より超音波
電力を供給するために前記主軸部６１の外周にベアリン
グ６４ａｔ−該主軸部６１と回動自在とした給電部６４
を設け、この給電部６４を前記マシニングセンタの非回
転部にストッパ６５で連接し回転を生じないようにし、
前記主軸部６１にスリップリング６６を介して高周波電
力を供給するものであり、この様にすることで外部に設
けられた超音波発振器（図示は省略する）からの電力を
高周波ケーブル６７で前記高周波振ｖＪ発生部６２の電
歪素子に供給可能とするものである。 同時にこの種の
加工を行うときには当然に前記研削部６３の冷却も必要
であるので前記給電部６４には前記主軸部６１を介して
この研削部６３に冷却液を供給するための給液ボート６
４ｂも設けられている。
あり、マシニングセンタなどの回転主軸５１に装着する
ためのシャンク６１ａを設けた主軸部６１内に電歪素子
とホーン部とで形成される超音波振動発生部６２をノー
ド支持体６２ａで超音波振動を損なうことのないように
同軸に組込み、この超高波振動発生部６２の先端にメタ
ルボンドダイヤの砥石６３ａなどを取付けた研削部６３
を前記主軸部６１と同軸となるように組込むものである
が、前記で説明したように前記主軸部６１はマシニング
センタの回転主軸５１に装着され回転させられるもので
あるので、前記超音波振動発生部６２に外部より超音波
電力を供給するために前記主軸部６１の外周にベアリン
グ６４ａｔ−該主軸部６１と回動自在とした給電部６４
を設け、この給電部６４を前記マシニングセンタの非回
転部にストッパ６５で連接し回転を生じないようにし、
前記主軸部６１にスリップリング６６を介して高周波電
力を供給するものであり、この様にすることで外部に設
けられた超音波発振器（図示は省略する）からの電力を
高周波ケーブル６７で前記高周波振ｖＪ発生部６２の電
歪素子に供給可能とするものである。 同時にこの種の
加工を行うときには当然に前記研削部６３の冷却も必要
であるので前記給電部６４には前記主軸部６１を介して
この研削部６３に冷却液を供給するための給液ボート６
４ｂも設けられている。
Ｋ発明が解決しようとする問題点１
以上に説明した従来の超音波加工機はマシニングセンタ
の回転主軸５１に取付けられる構成として自らが回転機
能を持たず最も単純化された構成のｂのであり、現在実
用化されている大多数は回転機能を併せ持つ更に複雑な
構成を持つものである。 しかしながら、前記説明した
ものにおいても主軸部６１に対して回動自在な給電部６
４を必要とするものであり、この棒加工が回転速度２０
００ｐｐｍと比較的に高回転で行われることから前記ベ
アリング６４ａ、スリップリング６６などに高精度で耐
久性に富むものが要求され超音波加工機全体のコストが
高価なものとなり償却負担などでセラミックス製品の価
格もコストアップし６及を妨げていると云う問題点を生
ずるものであった。
の回転主軸５１に取付けられる構成として自らが回転機
能を持たず最も単純化された構成のｂのであり、現在実
用化されている大多数は回転機能を併せ持つ更に複雑な
構成を持つものである。 しかしながら、前記説明した
ものにおいても主軸部６１に対して回動自在な給電部６
４を必要とするものであり、この棒加工が回転速度２０
００ｐｐｍと比較的に高回転で行われることから前記ベ
アリング６４ａ、スリップリング６６などに高精度で耐
久性に富むものが要求され超音波加工機全体のコストが
高価なものとなり償却負担などでセラミックス製品の価
格もコストアップし６及を妨げていると云う問題点を生
ずるものであった。
に問題点を解決するための手段】
本発明は前記した問題点を解決するための具体的手段と
して、モールステーバなどのシャンクが設けられた主軸
部と、該主軸部内に組込まれる超音波振動発生部と、前
記主軸部と同軸とされ且つ前記［波振動発生程５により
振動させられる砥石など研削部と、前記主軸部に固定し
て設けられ前記超音波振動発生部に外部からの高周波電
力を供給するための給電部とから成り、前記シャンクを
旋盤の心押台など非回転部に装着し前記心押台に対峙し
て回転するフェースプレートに取付けられたセラミック
スなど超便質部材に前記研削部を圧接し穴あけ加工を行
うことを特徴とする超音波加工機を提供することで、従
来不可欠とされた回動する給電部を廃することでコスト
ダウンを可能とし、前記従来の問題点を解決するもので
ある。
して、モールステーバなどのシャンクが設けられた主軸
部と、該主軸部内に組込まれる超音波振動発生部と、前
記主軸部と同軸とされ且つ前記［波振動発生程５により
振動させられる砥石など研削部と、前記主軸部に固定し
て設けられ前記超音波振動発生部に外部からの高周波電
力を供給するための給電部とから成り、前記シャンクを
旋盤の心押台など非回転部に装着し前記心押台に対峙し
て回転するフェースプレートに取付けられたセラミック
スなど超便質部材に前記研削部を圧接し穴あけ加工を行
うことを特徴とする超音波加工機を提供することで、従
来不可欠とされた回動する給電部を廃することでコスト
ダウンを可能とし、前記従来の問題点を解決するもので
ある。
Ｋ実 施 例］
つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図に符号１で示すものは本発明に係る超音波加工機
であり、この超音波加工機１には旋盤の心押台ソケット
にｂＸ着可能な例えばモールステーパとしたシャンク２
ａが同軸に設けられた主軸部２があり、該主軸部２には
略円筒状の中空部２ｂが設けられ、例えばチタン酸バリ
ウム振動子による電歪素子３ａと亀名波娠動を効率良く
伝達するためのホーン３ｂとで構成される超音波振動発
生部３をノード支持体３Ｃで承持するようにして一体と
して且つ同軸に組込まれている。 ここで前記ノード支
持体３Ｃとその承持について補足的に説明を行うと、こ
のノード支持体３Ｃは超音波振動発生部３の振動の節（
ノード）の部分に設けられ、この部分を支持することで
撮動の損失を少なくするもので、その効果を一層に確実
なものとするために承持するとぎには弾性に富む０−リ
ング４などを介して眞記主軸部２と接続させるものであ
る。
であり、この超音波加工機１には旋盤の心押台ソケット
にｂＸ着可能な例えばモールステーパとしたシャンク２
ａが同軸に設けられた主軸部２があり、該主軸部２には
略円筒状の中空部２ｂが設けられ、例えばチタン酸バリ
ウム振動子による電歪素子３ａと亀名波娠動を効率良く
伝達するためのホーン３ｂとで構成される超音波振動発
生部３をノード支持体３Ｃで承持するようにして一体と
して且つ同軸に組込まれている。 ここで前記ノード支
持体３Ｃとその承持について補足的に説明を行うと、こ
のノード支持体３Ｃは超音波振動発生部３の振動の節（
ノード）の部分に設けられ、この部分を支持することで
撮動の損失を少なくするもので、その効果を一層に確実
なものとするために承持するとぎには弾性に富む０−リ
ング４などを介して眞記主軸部２と接続させるものであ
る。
以上の説明のように構成された超音波振動発生部３のホ
ーン３ｂの先端には螺着など適宜の交換可能な手段を用
いて例えばメタルボンドダイせの砥石５ａｔｆｉ取付け
られた切削部５Ｂ装着されるものであり、該切削部５は
加工を目的とする部材、あるいは穴径などにより自在に
交換されるものである。 尚、このときに切削部５は前
記超音波振動発生部３と同軸となるように装着されるの
で前２シャンク２ａども同軸となる。
ーン３ｂの先端には螺着など適宜の交換可能な手段を用
いて例えばメタルボンドダイせの砥石５ａｔｆｉ取付け
られた切削部５Ｂ装着されるものであり、該切削部５は
加工を目的とする部材、あるいは穴径などにより自在に
交換されるものである。 尚、このときに切削部５は前
記超音波振動発生部３と同軸となるように装着されるの
で前２シャンク２ａども同軸となる。
同時に、前記超音波振動発生部３の電歪素子３ａには外
部からこの電歪素子３ａを駆動するための高周波電力を
印加する必要があり、本発明においては従来例で説明し
た様に回動する給電部が設けられることなく、ターミナ
ルなどによる給電部６が前記主軸部２に固定して設けら
れている。
部からこの電歪素子３ａを駆動するための高周波電力を
印加する必要があり、本発明においては従来例で説明し
た様に回動する給電部が設けられることなく、ターミナ
ルなどによる給電部６が前記主軸部２に固定して設けら
れている。
尚、図中に符＠７で示すものは、前記ノード支持体３Ｃ
を承持するＯ−リング４などが比較的に柔軟な構造体で
あるので前記研削部５に首撮り状の偏芯を生ずる恐れの
あるときなど必要に応じて設けて効果のある撮れ止めで
あり、振動を抑止することの少ない例えば発泡ウレタン
などで形成することが好ましい。
を承持するＯ−リング４などが比較的に柔軟な構造体で
あるので前記研削部５に首撮り状の偏芯を生ずる恐れの
あるときなど必要に応じて設けて効果のある撮れ止めで
あり、振動を抑止することの少ない例えば発泡ウレタン
などで形成することが好ましい。
次いで、前記研削部５の加工工程時の冷ｎ１について説
明すれば、この実施例では給液ボート３ｄは前記超音波
振動発生部３のホーン３ｂの適宜の側面に設けられ、該
ホーン３ｂの軸に穿たれた孔を介して前記研削部５の砥
石５ａまで通ずる液路５ｂにより冷却液が供給される。
明すれば、この実施例では給液ボート３ｄは前記超音波
振動発生部３のホーン３ｂの適宜の側面に設けられ、該
ホーン３ｂの軸に穿たれた孔を介して前記研削部５の砥
石５ａまで通ずる液路５ｂにより冷却液が供給される。
以上のように構成した本発明の超音波加工機１を用いて
穴あ番ノ加工を行うときには前記シャンク２ａを旋盤の
心押台など非回転部分に装着し、被加工部材であるセラ
ミックス材などを前記心押台に対峙して回想で回転する
回転主軸に取付けられたフェースプレート或いはチャッ
クに保持させ回転させておき、前記心押台に設けられた
送り装置を繰出すことで前記研削部５を被加工部材に圧
接りることで、この研削部５は相対的には従来例のもの
と同様に回転しながら被加工部材に当接するものとなり
、穴あけ加工が行われる。 本発明を成りための発明者
による実験の結果では、絶対的には前記研削部５が回転
しない本発明の超音波加工１１１でも加工能率になんら
の差が生ずるものでなく、むしろ従来例よりも約半分と
云う低い１０００ｒｐｌ稈度の前記回転主軸の回転数に
おいても穴あけ速度１０．７毎分と同程度の加工効率が
得られることが確認され、これは本発明により超音波加
工機１の構造が単純化されたことで例えば超音波振動発
生部２からの撮動を楊めて理論値に近い状態で前記研削
部５に伝達することが可能となったことなどに理由する
。
穴あ番ノ加工を行うときには前記シャンク２ａを旋盤の
心押台など非回転部分に装着し、被加工部材であるセラ
ミックス材などを前記心押台に対峙して回想で回転する
回転主軸に取付けられたフェースプレート或いはチャッ
クに保持させ回転させておき、前記心押台に設けられた
送り装置を繰出すことで前記研削部５を被加工部材に圧
接りることで、この研削部５は相対的には従来例のもの
と同様に回転しながら被加工部材に当接するものとなり
、穴あけ加工が行われる。 本発明を成りための発明者
による実験の結果では、絶対的には前記研削部５が回転
しない本発明の超音波加工１１１でも加工能率になんら
の差が生ずるものでなく、むしろ従来例よりも約半分と
云う低い１０００ｒｐｌ稈度の前記回転主軸の回転数に
おいても穴あけ速度１０．７毎分と同程度の加工効率が
得られることが確認され、これは本発明により超音波加
工機１の構造が単純化されたことで例えば超音波振動発
生部２からの撮動を楊めて理論値に近い状態で前記研削
部５に伝達することが可能となったことなどに理由する
。
尚、実際の実施にあたっては前記シャンク２ａは各種規
格中で最も細い外径を持つものとしておき、使用する旋
盤の心押台の採用する規格に応じたスリーブを嵌着する
構造としておけば、例えばモールステーパ、ブラウンシ
ャープテーパなどテーパ規格の差、あるいは号数の差な
どに対応できるものとなることは云うまでもない。
格中で最も細い外径を持つものとしておき、使用する旋
盤の心押台の採用する規格に応じたスリーブを嵌着する
構造としておけば、例えばモールステーパ、ブラウンシ
ャープテーパなどテーパ規格の差、あるいは号数の差な
どに対応できるものとなることは云うまでもない。
Ｋ発明の効果】
以上に説明したように本発明により超音波加工機を、旋
盤など工作機械の回転主軸に対峙する心押台など非回転
部に装着し、回転主軸側に取付けられた被加工部材との
相対的な回転により加工する構成としたことで、回動可
能とするために高粘麿ナベアリングやスリップリングを
必要とした給電部、あるいは回転部と非回転部とに跨が
るために厳Φな漏れ対策を必要とする給液ボートなど複
雑な構造を必要とする構成を全て廃し単純で１つ堅牢な
ものとし、且つ旋盤など非常に広く普及している工作機
器での加工を可能としてこの種の超８波加工機のコスト
ダウンと耐久性の向上に優れた効果を奏するものであり
、特にコストダウンの面においては発明者の試韓によれ
ば従来の専用機の数十分の−で市場に提供することが可
能であり、償却費を含む加工費が製造原価の８０％を占
めると称されているセラミックス部品の製造原価を大巾
に削減しセラミックス部品の普及、それによる各種器材
の性能向上など波及効果も極めて大きいものである。
盤など工作機械の回転主軸に対峙する心押台など非回転
部に装着し、回転主軸側に取付けられた被加工部材との
相対的な回転により加工する構成としたことで、回動可
能とするために高粘麿ナベアリングやスリップリングを
必要とした給電部、あるいは回転部と非回転部とに跨が
るために厳Φな漏れ対策を必要とする給液ボートなど複
雑な構造を必要とする構成を全て廃し単純で１つ堅牢な
ものとし、且つ旋盤など非常に広く普及している工作機
器での加工を可能としてこの種の超８波加工機のコスト
ダウンと耐久性の向上に優れた効果を奏するものであり
、特にコストダウンの面においては発明者の試韓によれ
ば従来の専用機の数十分の−で市場に提供することが可
能であり、償却費を含む加工費が製造原価の８０％を占
めると称されているセラミックス部品の製造原価を大巾
に削減しセラミックス部品の普及、それによる各種器材
の性能向上など波及効果も極めて大きいものである。
第１図は本発明に係る超音波加工機の一実施例を示す斯
面図、第２図は従来例の一部を破断して承り側面図であ
る。 １・・・・・・超音波加工機 ２・・・・・・主軸部 ２ａ・・・シャンク ３・・・・・・超音波振動発生部 ３ａ・・・電歪素子 ３ｂ・・・ホーン３Ｃ・・
・ノード支持体 ３ｄ・・・給液ボート４・・・・・
・Ｏ−リング ５・・・・・・研削部 ５ａ・・・砥石 ６・・・・・・給電部 ７・・・・・・娠れ止め 特許出願人 スタンレー電気株式会ネ１代 理
人 秋 元 輝 雄 、。 （′、ζ、？、・１１
面図、第２図は従来例の一部を破断して承り側面図であ
る。 １・・・・・・超音波加工機 ２・・・・・・主軸部 ２ａ・・・シャンク ３・・・・・・超音波振動発生部 ３ａ・・・電歪素子 ３ｂ・・・ホーン３Ｃ・・
・ノード支持体 ３ｄ・・・給液ボート４・・・・・
・Ｏ−リング ５・・・・・・研削部 ５ａ・・・砥石 ６・・・・・・給電部 ７・・・・・・娠れ止め 特許出願人 スタンレー電気株式会ネ１代 理
人 秋 元 輝 雄 、。 （′、ζ、？、・１１
Claims (2)
- （１）モールステーパなどのシャンクが設けられた主軸
部と、該主軸部内に組込まれる超音波振動発生部と、前
記主軸部と同軸とされ且つ前記超音波振動発生部により
振動させられる砥石など研削部と、前記主軸部に固定し
て設けられ前記超音波振動発生部に外部からの高周波電
力を供給するための給電部とから成り、前記シャンクを
旋盤の心押台など非回転部に装着し前記心押台に対峙し
て回転するフェースプレートに取付けられたセラミック
スなど超硬質部材に前記研削部を圧接し穴あけ加工を行
うことを特徴とする超音波加工機。 - （２）前記超音波振動発生部の適宜の位置の側面には前
記切削部に冷却液を供給するための給液ポートが設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載
の超音波加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13959687A JPS63306862A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13959687A JPS63306862A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306862A true JPS63306862A (ja) | 1988-12-14 |
Family
ID=15248951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13959687A Pending JPS63306862A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63306862A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8870500B2 (en) | 2010-03-11 | 2014-10-28 | Edison Welding Institute | Ultrasonic machining module |
| US8893519B2 (en) | 2008-12-08 | 2014-11-25 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Providing cooling in a machining process using a plurality of activated coolant streams |
| US8905689B2 (en) | 2010-04-29 | 2014-12-09 | Edison Welding Institute | Ultrasonic machining assembly for use with portable devices |
| CN108480668A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-09-04 | 广州汇专工具有限公司 | 超声波刀体及超声波刀柄 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827063A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-17 | コ−ニング・グラス・ワ−クス | 葉酸誘導体の安定化方法 |
| JPS6279969A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-13 | Toshiba Corp | 超音波ロ−タリ加工機用ドリル |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP13959687A patent/JPS63306862A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827063A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-17 | コ−ニング・グラス・ワ−クス | 葉酸誘導体の安定化方法 |
| JPS6279969A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-13 | Toshiba Corp | 超音波ロ−タリ加工機用ドリル |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8870500B2 (en) | 2010-03-11 | 2014-10-28 | Edison Welding Institute | Ultrasonic machining module |
| US8905689B2 (en) | 2010-04-29 | 2014-12-09 | Edison Welding Institute | Ultrasonic machining assembly for use with portable devices |
| CN108480668A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-09-04 | 广州汇专工具有限公司 | 超声波刀体及超声波刀柄 |
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