切削・研削加工用超音波スピンドルの開発および加工効果

摘要

Ultrasonic-vibration cutting method may be effective for improving accuracy in the micromachining, which is a precision cutting method using ultrasonic vibration. In this study, we investigated an advanced micro-cutting using rotational cutting tools, such as end mills and small grinding wheels, by the ultrasonic-vibration cutting. First, we developed two types of small-sized high-speed ultrasonic spindle including ball bearing supported and hydrostatic pressure bearing supported spindles. Next, we investigated the cutting performance by using the developed spindles. As a result of experiment, we clarified that the cutting accuracy and efficiency is improved in high-aspect ratio grooves cutting of fine mold and brittle and hard materials, such as glass, ceramics and sintered carbide.%振動切削法は，切削工具に超音波振動を付加しながら加工する精密切削法であり，微細加工における加工精度の向上に有効であろうと考えられる．著者らは，振動切削法を，エンドミルや研削砥石などの小径回転工具に対して適用するための研究を行った．はじめに，小型で高速回転する超音波振動スピンドルの開発に着手した．その結果，周波数41肋で超音波振動し高速回転する玉軸受型および空気静圧軸受型の両者のスピンドルを開発することができた．次に，金型，あるいはガラスなどの硬脆材料に対する微細溝加工に関する実験を実施した結果，高アスペクト比の金型や硬脆材料の溝加工において，加工精度および加工能率が向上することを明らかにすることができた．