超音波振動加工技術
～装置設計の基礎から応用～

【著者紹介】

磯部 浩已 （いそべ ひろみ） （工学博士）

1995年　長岡技術科学大学大学院　工学研究科　修士課程　創造設計工学専攻修了
同年　長岡技術科学大学　助手
2002年　長岡技術科学大学　工学研究科　情報・制御工学専攻　工学博士
2006年　長野工業高等専門学校　准教授
2008年　長岡技術科学大学　准教授
精密微動，移動機構や超音波振動を利用した加工技術の研究開発に従事

原 圭祐 （はら けいすけ） 博士 （工学）

2004年　長岡技術科学大学大学院　工学研究科　修士課程　創造設計工学専攻修了
2007年　長岡技術科学大学大学院　工学研究科　博士課程　情報・制御工学専攻　修了
2008年　一関工業高等専門学校　助教
2015年　同　准教授
超音波振動を利用した加工技術・デバイス・利用技術の研究開発に従事

【目次】

はしがき

１．超音波振動加工概要

1. １.１　超音波振動の機械的除去加工への応用
2. １.２　機械加工への応用
   1. １.２.１　切削・切断加工への応用例
   2. １.２.２　研削加工への応用例
3. １.３　加工装置の開発事例

２．超音波振動の原理と装置設計

1. ２.１　超音波振動とは
2. ２.２　超音波切削加工の原理
3. ２.３　超音波振動装置設計の基本原理
4. ２.４　超音波振動の励振方法
5. ２.５　CAEによる振動状態の解析
6. ２.６　超音波振動モードが加工に及ぼす影響
7. ２.７　超音波振動状態の測定方法
8. ２.８　振動切削装置の設計事例
9. ２.９　まとめ

３．非回転工具による除去加工

1. ３.１　旋削加工のための装置
2. ３.２　振動切削論と超臨界切削速度超音波切削に関する研究
3. ３.３　超音波旋削加工の研究事例
   1. ３.３.１　高速超音波旋削の事例・背分力方向振動切削の場合
   2. ３.３.２　高速超音波旋削の事例・主分力方向振動切削の場合
4. ３.４　超音波切削による規則テクスチャ生成
5. ３.５　超音波異形シェーパー加工

４．回転工具による機械的除去加工

1. ４.１　超音波スピンドルの構成および特性
   1. ４.１.１　装置構成
   2. ４.１.２　静圧空気案内を用いた超音波スピンドル
   3. ４.１.３　工具の取り付け方法
   4. ４.１.４　励振方法および振動特性
2. ４.２　小径ドリル加工への応用
   1. ４.２.１　小径加工に対する要求と問題
   2. ４.２.２　ドリル加工における超音波振動の効果と加工事例
3. ４.３　超音波振動加工における工具振動モード
   1. ４.３.１　振動モードの考え方
   2. ４.３.２　振動状態の測定方法
   3. ４.３.３　振動状態の測定結果
   4. ４.３.４　工具振動が加工に与える影響
4. ４.４　金型の形彫り研削加工への応用
   1. ４.４.１　金型加工技術への要求
   2. ４.４.２　超音波加工の原理および加工装置
   3. ４.４.３　加工実験
5. ４.５　まとめ

５．研削液への超音波振動エネルギ重畳

1. ５.１　研削加工
2. ５.２　期待できる効果と原理
3. ５.３　加工実験
   1. ５.３.１　エフェクタと加工点間の距離の影響
   2. ５.３.２　目づまり抑制効果
   3. ５.３.３　研削熱低減効果
4. ５.４　まとめ

６．超音波加工現象の究明

1. ６.１　超音波加工現象を可視化する必要性
2. ６.２　光弾性法の原理
3. ６.３　システム構成
4. ６.４　二次元切削時の応力分布について
5. ６.５　応力分布変動からみた超音波切削加工の現象
   1. ６.５.１　振動に同期したストロボ撮影方法
   2. ６.５.２　応力分布の時間的変動
6. ６.６　まとめ

【参考文献】

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• Hiromi ISOBE and Keisuke Hara : Visualization of Fluctuations in Internal Stress Distribution of Workpiece During Ultrasonic Vibration-assisted Cutting，Precision Engineering, 48 (2017) 331-337.

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