JPH0624693B2 - 砥石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法 - Google Patents
砥石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法Info
- Publication number
- JPH0624693B2 JPH0624693B2 JP20851186A JP20851186A JPH0624693B2 JP H0624693 B2 JPH0624693 B2 JP H0624693B2 JP 20851186 A JP20851186 A JP 20851186A JP 20851186 A JP20851186 A JP 20851186A JP H0624693 B2 JPH0624693 B2 JP H0624693B2
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- grinding
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、砥石に超音波振動と低周波振動を与えて研削
加工を行う如くなした砥石の複合振動によるセラミック
等の精密研削加工方法に関する。
加工を行う如くなした砥石の複合振動によるセラミック
等の精密研削加工方法に関する。
（従来技術） 本発明者は先に砥石をワーク加工面に加圧し、ワークの
加工送り方向に加工表面に沿って低周波振動させて研削
加工する方法、更に低周波振動と同じ方向に超音波振動
を重畳させて研削加工する方法を開発した。
加工送り方向に加工表面に沿って低周波振動させて研削
加工する方法、更に低周波振動と同じ方向に超音波振動
を重畳させて研削加工する方法を開発した。
（発明が解決しようとする問題点） ところで上記従来技術に於ては、セラミック等の硬い材
料の精密研削加工は困難であるという問題点があった。
料の精密研削加工は困難であるという問題点があった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決することを目的とし、砥石を
加工する面に加圧し、加工する面の法線方向に超音波振
動させ、同時にこの法線方向と直交する加工送り方向に
加工表面に沿って低周波振動させ、該砥石を回転させる
ことなく研削加工する如くなした砥石の複合振動による
セラミック等の精密研削加工方法を特徴とするものであ
る。
加工する面に加圧し、加工する面の法線方向に超音波振
動させ、同時にこの法線方向と直交する加工送り方向に
加工表面に沿って低周波振動させ、該砥石を回転させる
ことなく研削加工する如くなした砥石の複合振動による
セラミック等の精密研削加工方法を特徴とするものであ
る。
（実施例） 以下、図示した実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図において、砥石１を加工面と広い接触面積で接触す
る角形砥石としてこれを縦軸方向に振動する超音波振動
子３の振幅を拡大する振幅拡大用ホーン２の先端に取り
付け、ワーク７に対してその法線方向である加工面と垂
直をなす方向に振動数ｆ、振幅ａで矢印４の方向に超音
波振動させる。この縦軸方向に振動する超音波振動系砥
石を矢印８の加工送り方向５の方向に加工表面に沿って
振動数Ｆ、振幅Ａで低周波振動させる。そして定荷重Ｐ
６を与え、加工送り速度Ｖで砥石を回転することなく研
削加工する。低周波振動駆動装置としては三相誘導電動
機を利用した滑り子クランク機構、リンク機構および空
気圧、油圧を利用した装置あるいは電磁振動、電気油圧
振動駆動による装置などを用いることができる。
１図において、砥石１を加工面と広い接触面積で接触す
る角形砥石としてこれを縦軸方向に振動する超音波振動
子３の振幅を拡大する振幅拡大用ホーン２の先端に取り
付け、ワーク７に対してその法線方向である加工面と垂
直をなす方向に振動数ｆ、振幅ａで矢印４の方向に超音
波振動させる。この縦軸方向に振動する超音波振動系砥
石を矢印８の加工送り方向５の方向に加工表面に沿って
振動数Ｆ、振幅Ａで低周波振動させる。そして定荷重Ｐ
６を与え、加工送り速度Ｖで砥石を回転することなく研
削加工する。低周波振動駆動装置としては三相誘導電動
機を利用した滑り子クランク機構、リンク機構および空
気圧、油圧を利用した装置あるいは電磁振動、電気油圧
振動駆動による装置などを用いることができる。
本発明は、使用するダイヤモンド砥石でセラミックスを
超音波域の高い振動数で規則的に衝撃力を与えてたたき
微細クラックを発生させて小刻みに加工送り方向の突起
部を削除して平坦にする過程と、平坦にした加工面をさ
らに平滑にする過程とを繰返してただダイヤモンド砥石
を押しつけるだけでは研削加工できないセラミックスを
能率よく研削加工することを特徴とするものである。
超音波域の高い振動数で規則的に衝撃力を与えてたたき
微細クラックを発生させて小刻みに加工送り方向の突起
部を削除して平坦にする過程と、平坦にした加工面をさ
らに平滑にする過程とを繰返してただダイヤモンド砥石
を押しつけるだけでは研削加工できないセラミックスを
能率よく研削加工することを特徴とするものである。
第２図において、砥石１を矢印８の加工送り方向５のｙ
軸方向に振動数Ｆ、振幅Ａで低周波振動させる。
軸方向に振動数Ｆ、振幅Ａで低周波振動させる。
第４図は第２図における突起山群１１にクラックを発生
させて突起山群を微細に破砕していく過程をモデル化し
て示す図である。
させて突起山群を微細に破砕していく過程をモデル化し
て示す図である。
第５図は点ｅ，点ｈを通過してなお残留して点在する突
起山群にクラックを発生させて破砕しながら一様な微細
表面粗さ凹凸面１２に研削加工する機構を説明する図で
ある。
起山群にクラックを発生させて破砕しながら一様な微細
表面粗さ凹凸面１２に研削加工する機構を説明する図で
ある。
第６図は第２図の点ｉ付近において砥石作用面全面がセ
ラミックス仕上面に接触して通常の加圧力となり、ま
た、微細な凹凸面のためにクラックの発生も極微細化さ
れ、lTで大きく発生した残留クラック部を削除して損傷
の少ない加工面に研削加工することを示す図である。
ラミックス仕上面に接触して通常の加圧力となり、ま
た、微細な凹凸面のためにクラックの発生も極微細化さ
れ、lTで大きく発生した残留クラック部を削除して損傷
の少ない加工面に研削加工することを示す図である。
第７図、第８図は平面加工時の一実施例装置である。例
えば、３０mm角厚さ１０mmの＃６００のダイヤモンド砥
石を２０ＫHz，３００Ｗの縦電わい振動子３の振幅拡大
用ホーン２の先端に接着し、ホーン２の振動節で取付板
２０に固定する。取付板は加圧装置１５にボルトで締付
けて固定する。加圧装置は矢印５の方向に低周波振動す
る振動軸１４に固定する。この振動軸を三相誘導電動機
７５０Ｗ１６の回転数３０００r.p.mをベルト１７で増
速して６０００r.p.mとしてすべり子クランク機構を駆
動し、その回転運動を揺動、往復運動にかえ振動数Ｆ＝
１００Hz、振幅Ａ＝0.2mm程度で矢印５の方向に低周波
振動させる。このような構造の低周波振動駆動装置１３
を平研削盤刃物台１８にボルト締めする。加圧装置には
空気圧、油圧、ばねなどを利用した装置を用い、加圧力
Ｐ＝0.2〜３kg／cm2が与えられるようにする。振動子３
は超音波発振機１９によって超音波振動させる。この装
置によってダイヤモンド砥石を超音波振動数ｆ＝２０〜
４０ＫHz、片振幅ａ＝２〜２０μｍ程度で超音波振動さ
せ、かつ振動数Ｆ＝２０〜１００Hz、片振幅Ａ＝0.1〜
0.2mm程度で低周波振動させることができる。そして、
研削加工送り速度Ｖとして例えば５m/min程度のワーク
研削加工送り速度として第７図、第８図に示す研削加工
送り速度、超音波振動、低周波振動、荷重の方向として
工作物７を研削加工することによって本発明は実施され
る。
えば、３０mm角厚さ１０mmの＃６００のダイヤモンド砥
石を２０ＫHz，３００Ｗの縦電わい振動子３の振幅拡大
用ホーン２の先端に接着し、ホーン２の振動節で取付板
２０に固定する。取付板は加圧装置１５にボルトで締付
けて固定する。加圧装置は矢印５の方向に低周波振動す
る振動軸１４に固定する。この振動軸を三相誘導電動機
７５０Ｗ１６の回転数３０００r.p.mをベルト１７で増
速して６０００r.p.mとしてすべり子クランク機構を駆
動し、その回転運動を揺動、往復運動にかえ振動数Ｆ＝
１００Hz、振幅Ａ＝0.2mm程度で矢印５の方向に低周波
振動させる。このような構造の低周波振動駆動装置１３
を平研削盤刃物台１８にボルト締めする。加圧装置には
空気圧、油圧、ばねなどを利用した装置を用い、加圧力
Ｐ＝0.2〜３kg／cm2が与えられるようにする。振動子３
は超音波発振機１９によって超音波振動させる。この装
置によってダイヤモンド砥石を超音波振動数ｆ＝２０〜
４０ＫHz、片振幅ａ＝２〜２０μｍ程度で超音波振動さ
せ、かつ振動数Ｆ＝２０〜１００Hz、片振幅Ａ＝0.1〜
0.2mm程度で低周波振動させることができる。そして、
研削加工送り速度Ｖとして例えば５m/min程度のワーク
研削加工送り速度として第７図、第８図に示す研削加工
送り速度、超音波振動、低周波振動、荷重の方向として
工作物７を研削加工することによって本発明は実施され
る。
第９図は本発明によるセラミックス軸２３などへのキー
溝の研削加工を示すものである。縦振動ホーン２で振動
駆動される曲げ振動シャンクを利用して超音波振動数
ｆ、振幅ａ４および低周波振動数Ｆ、振幅Ａ５で振動す
るキー溝加工用ダイヤモンド砥石２５を図示のように
ｆ，ａの振動方向がキー溝の底面と法線方向となるよう
にして加圧力Ｐ６を与えてジルコニア加工面に加圧し、
加工送り速度Ｖで研削加工する。
溝の研削加工を示すものである。縦振動ホーン２で振動
駆動される曲げ振動シャンクを利用して超音波振動数
ｆ、振幅ａ４および低周波振動数Ｆ、振幅Ａ５で振動す
るキー溝加工用ダイヤモンド砥石２５を図示のように
ｆ，ａの振動方向がキー溝の底面と法線方向となるよう
にして加圧力Ｐ６を与えてジルコニア加工面に加圧し、
加工送り速度Ｖで研削加工する。
（効果） 本発明によると、砥石を加工する面に加圧し、加工する
面の法線方向に超音波振動させ、同時にこの法線方向と
直交する加工送り方向に加工表面に沿って低周波振動さ
せ、該砥石を回転させることなく研削加工する如くして
あるので、下記の効果を有する。
面の法線方向に超音波振動させ、同時にこの法線方向と
直交する加工送り方向に加工表面に沿って低周波振動さ
せ、該砥石を回転させることなく研削加工する如くして
あるので、下記の効果を有する。
内径２０mm、外径４０mmのパイプ状合成樹脂材に埋め込
れた外径２０mm、厚さ１０mmのジルコニア端面がパイプ
状合成樹脂材端面から０．０１mm以内で突出している。
この突出部を研削加工して平面度を５μｍ以内に多量生
産するときに、この工作物を第７図のように平研削盤テ
ーブル上に真空チャックして取付け、本発明を直径２５
mm、厚さ５mmの＃６００角形ダイヤモンド砥石、超音波
振動数２０ＫHz、振幅１５μｍ、低周波振動数１００H
z、振幅0.2mm、加工送り速度２m/min、加圧力１kgｆ／c
m2乾式の加工条件で実施して、ダイヤモンド砥石を直径
２０mmのジルコニア工作物端面上を一往復させるだけで
矢印0.01mmの突起部を研削加工して、表面粗さ２μmRma
xをもって５μｍ以内の平面度とし、パイプ状合成樹脂
端面とジルコニア端面とを同一平面に能率よく精密研削
することに成功した。研削加工抵抗が少なく低速のため
砥石面も発熱しないためダイヤモンド砥石寿命も著しく
長くなる他の方法には見られない画期的効果が得られ
る。
れた外径２０mm、厚さ１０mmのジルコニア端面がパイプ
状合成樹脂材端面から０．０１mm以内で突出している。
この突出部を研削加工して平面度を５μｍ以内に多量生
産するときに、この工作物を第７図のように平研削盤テ
ーブル上に真空チャックして取付け、本発明を直径２５
mm、厚さ５mmの＃６００角形ダイヤモンド砥石、超音波
振動数２０ＫHz、振幅１５μｍ、低周波振動数１００H
z、振幅0.2mm、加工送り速度２m/min、加圧力１kgｆ／c
m2乾式の加工条件で実施して、ダイヤモンド砥石を直径
２０mmのジルコニア工作物端面上を一往復させるだけで
矢印0.01mmの突起部を研削加工して、表面粗さ２μmRma
xをもって５μｍ以内の平面度とし、パイプ状合成樹脂
端面とジルコニア端面とを同一平面に能率よく精密研削
することに成功した。研削加工抵抗が少なく低速のため
砥石面も発熱しないためダイヤモンド砥石寿命も著しく
長くなる他の方法には見られない画期的効果が得られ
る。
第９図のようにしてジルコニアに幅５mm、深さ３mm、長
さ２０mmのキー溝を設ける際に従来の加工技術の教える
ところに従ってダイヤモンド砥石で強く押しつけただけ
では長時間かけても研削加工できない。本発明を幅５m
m、長さ１０mm、厚さ５mmの＃６００ダイヤモンド砥石
を縦振動ホーン２で駆動される曲げ振動シャンクに接着
してその振動方向がキー底面の法線方向となるようにし
て他の条件は上記と同一にして本発明を実施して、約３
００回砥石を往復運動させることによって幅５mm、深さ
３mm、長さ２０mmのキー溝を研削加工することに成功し
た。
さ２０mmのキー溝を設ける際に従来の加工技術の教える
ところに従ってダイヤモンド砥石で強く押しつけただけ
では長時間かけても研削加工できない。本発明を幅５m
m、長さ１０mm、厚さ５mmの＃６００ダイヤモンド砥石
を縦振動ホーン２で駆動される曲げ振動シャンクに接着
してその振動方向がキー底面の法線方向となるようにし
て他の条件は上記と同一にして本発明を実施して、約３
００回砥石を往復運動させることによって幅５mm、深さ
３mm、長さ２０mmのキー溝を研削加工することに成功し
た。
本装置を軽量小型化すれば手動研削加工もできる。
第１図は本発明による研削加工方法を示す斜視図、第２
図は本発明に於ける砥石を加工送り方向に低周波振動さ
せたときの説明する図、第３図は本発明に於ける砥石が
低周波振動した時の作動説明図、第４図は本発明に於け
る法線方向の砥石の超音波振動した時の説明図、第５図
はクラックの発生を微細化して行く過程を示す説明図、
第６図はさらにクラックの発生を極微細化して行く過程
を示す説明図、第７図は本発明方法を実施する装置の一
実施例側面図、第８図は上記装置を加工送り方向と直角
方向からみた正面図、第９図は本発明によるキー溝の研
削加工方法を示す説明図である。 １，２５…超音波振動ダイヤモンド砥石 ２…振幅拡大用ホーン ３…超音波振動子 ４…超音波振動 ５…低周波振動 ６…定荷重 ７…セラミックス １９…超音波発振機 ２１…セラミックス歯車 ２３…セラミックスキー溝
図は本発明に於ける砥石を加工送り方向に低周波振動さ
せたときの説明する図、第３図は本発明に於ける砥石が
低周波振動した時の作動説明図、第４図は本発明に於け
る法線方向の砥石の超音波振動した時の説明図、第５図
はクラックの発生を微細化して行く過程を示す説明図、
第６図はさらにクラックの発生を極微細化して行く過程
を示す説明図、第７図は本発明方法を実施する装置の一
実施例側面図、第８図は上記装置を加工送り方向と直角
方向からみた正面図、第９図は本発明によるキー溝の研
削加工方法を示す説明図である。 １，２５…超音波振動ダイヤモンド砥石 ２…振幅拡大用ホーン ３…超音波振動子 ４…超音波振動 ５…低周波振動 ６…定荷重 ７…セラミックス １９…超音波発振機 ２１…セラミックス歯車 ２３…セラミックスキー溝
Claims (1)
- 【請求項１】砥石を加工する面に加圧し、加工する面の
法線方向に超音波振動させ、同時にこの法線方向と直交
する加工送り方向に加工表面に沿って低周波振動させ、
該砥石を回転させることなく研削加工する如くなした砥
石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20851186A JPH0624693B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 砥石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20851186A JPH0624693B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 砥石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362660A JPS6362660A (ja) | 1988-03-18 |
| JPH0624693B2 true JPH0624693B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=16557374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20851186A Expired - Lifetime JPH0624693B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 砥石の複合振動によるセラミック等の精密研削加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624693B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102211297A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-12 | 北京航空航天大学 | 一种基于超声高频气动低频复合型振动磨削的方法和装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5562530A (en) * | 1994-08-02 | 1996-10-08 | Sematech, Inc. | Pulsed-force chemical mechanical polishing |
| JP5043708B2 (ja) * | 2008-02-12 | 2012-10-10 | 西部自動機器株式会社 | 超仕上げ加工方法および研削装置 |
| CN114473834B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-05-05 | 大连理工大学 | 一种微细结构非接触式抛光装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5827063B2 (ja) | 2011-08-03 | 2015-12-02 | ローム株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP20851186A patent/JPH0624693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5827063B2 (ja) | 2011-08-03 | 2015-12-02 | ローム株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102211297A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-12 | 北京航空航天大学 | 一种基于超声高频气动低频复合型振动磨削的方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6362660A (ja) | 1988-03-18 |
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