超音波椭圆振动切削装置の开发 - 长野県工业技术总合センター.pdfVIP

論文 長野県工技センター研報 N o . 1 , p . P 5 - P 8 ( 2 0 0 6 ) 超音波楕円振動切削装置の開発* － 振動制御装置の製作 － 小口京吾** 小松広之*** 小林耕治** Development of Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting Device －Manufacture of Vibration Control Device － Keigo OGUCHI, Hiroyuki KOMATSU and Kouji KOBAYASHI 超音波振動切削研究会 との共同研究により，超音波楕円振動切削装置を試作 した。楕円振動を発生 させるには，工具先端の軌跡が楕円 となるように，縦方向 と横方向の振動を制御する必要がある。こ の制御を行 うため，ダイレクトデジタルシンセサイズ方式の発振回路を２チャンネル装備 し相互の位 相差を制御できる回路，振動子を駆動するため±100Vの電圧を発生する駆動回路，および振動振幅を モニタするための検出回路を製作 した。これらの制御回路により，振動周波数36kHz，工具先端振幅3 μm の楕円振動を発生 させることができた。 キーワード ：超音波，振動切削，楕円振動，ダイレクトデジタルシンセサイズ，切削加工 １ 緒 言 ２ 超音波楕円振動切削 鉄，黄銅，アルミ等，従来材料加工の海外シフトが進 ２． １ 超音波楕円振動切削の効果 行 した結果，チタンやタングステン等の特殊な材料の加 図 1 に超音波楕円振動切削の効果を示す。 工を手がける企業が増加 しつつある。 通常切削では，切 りくずは，工具表面での摩擦力に逆 これらの材料は，従来材料に比べ，硬い，あるいは工 らって押 し出されるため，切削抵抗が増大 し，発熱も大 具 との親和性が高い，切 りくずが切れない等，さまざま きくなる。 な理由により加工が困難であるものが多い。 これに対 して，楕円振動切削では，工具先端が切 りく この問題を解決する方法 として，超音波振動切削法が ずを引き出す方向に運動するので，工具すくい面の摩擦 ある。これは，工具先端を切削方向に振動させることに 力が減少，または反転 し，切 りくずの排出が促進 される。 より，本来は連続切削 となる加工を強制的に断続切削と また，回転の一周期ごとに工具が被削材から離れること し，切 りくずの排出性，冷却性を向上させると同時に，