JP2003170344A - ホーニング加工方法、ホーニング盤の砥石切込み装置およびホーニング盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強制切込み（定量）加工方式のホーニング加
工において、加工サイクルタイムを短縮するとともに、
ホーニング砥石の精密な切込み制御ができるホーニング
加工技術を提供する。 【解決手段】 強制切込み（定量）加工方式のホーニン
グ加工において、ホーニング砥石１０の切削背分力を計
測して、この切削背分力の計測値に応じて、ホーニング
砥石１０の切込み量を制御する。これにより、ホーニン
グ砥石１０の急速速拡張工程からホーニング加工工程開
始への境界点の検出が、切削背分力を計測することによ
り、自動的にかつ確実に行うことが可能で、ホーニング
加工の加工サイクルタイムの短縮を図ることができ、ま
た、ホーニング砥石の切削背分力を常時計測することに
より、ホーニング加工工程におけるホーニング砥石の切
込み動作を精密に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホーニング加工方
法、ホーニング盤の砥石切込み装置およびホーニング盤
に関し、さらに詳細には、ホーニング砥石を、工作物の
内周面に対して、機械的に一定の切込み量をもって積極
的に切込みながらホーニング加工を行うホーニング加工
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作物（ワーク）の内周面を鏡面に仕上
げる加工法の一つとしてホーニング加工がある。このホ
ーニング加工においては、ホーニング砥石とワークを相
対的に浮動の状態におくとともに、ホーニング砥石に回
転と往復運動を与えて、ばね弾発力等によるホーニング
砥石の拡張によりワーク内周面に精密仕上げを行う。

【０００３】旧来のホーニング加工はホーニング砥石を
一定圧力（ばね弾発力）でワークに押し付けて、ワーク
内周面を少しずつ削り取るものであったが、近時は、研
削加工の場合と同様、高い圧力または強制切込みによる
ホーニング加工を行うホーニング盤が種々開発され、現
在主流となっている。

【０００４】この種のホーニング盤には、ホーニング砥
石を油圧駆動手段等により一定の加圧力をもって切込み
動作させる定圧加工方式のものと、ホーニング砥石を機
械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作
させる強制切込み（定量）加工方式のものとがあるが、
いずれの形式のホーニング盤にあっても、ボール盤や中
ぐり盤による前加工から、研削加工等を省略していきな
りホーニング加工に移る、つまり旧来の研削加工とホー
ニング加工を複合的に行う加工法をとることもできるよ
うになり、効率の良い精密仕上げの実現が可能となっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、強制切込み
（定量）加工方式のホーニング加工においては、上述し
たように、ホーニング砥石を機械的駆動手段により、切
込み加工当初から加工終了まで一定の切込み量をもって
連続的に切込み動作（等速切込み）させるところ、ホー
ニング砥石がワークの内周面に当たるまでは、全くホー
ニング加工に寄与しない状態にある。

【０００６】ホーニング加工の加工サイクルタイムの短
縮を図るには、この全くホーニング加工に寄与しない状
態をできるだけ短縮させることが有効であり、そのため
には、ホーニング砥石をワークの内周面に当たる直前ま
で高速で移動（切込み動作）させる必要があり、これの
実現には、それに続くホーニング加工工程との境界つま
り加工開始点を求めて、ホーニング加工工程におけるホ
ーニング砥石の切込み速度を制御する必要がある。

【０００７】従来、この切込み速度変更のための設定作
業は、作業者が実際の加工状態を見ながら目測で行って
いたところ、加工前の個々のワーク内径にはバラツキが
あり、さらに、図８に示すように、ホーニング砥石１０
がワークＷの内周面Ｗａに当たる加工初期は、内周面Ｗ
ａが歪んでいて、ホーニング砥石１０が全面当たりしな
い。これがため、ホーニング砥石１０が全くホーニング
加工に寄与しない状態から上記ホーニング加工工程開始
への境界点を見極めるには熟練を要するとともに、上記
設定作業も精度良く行うことが困難な状況にあった。

【０００８】また、加工時におけるホーニング砥石１０
の切込み動作を、従来のような単純に連続した一定の切
込み量をもった制御でなく、ホーニング砥石１０の砥石
寿命やワークＷの材質等も考慮した、より精密な制御を
したいとする要望もあった。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、強制切
込み（定量）加工方式のホーニング加工において、加工
サイクルタイムを短縮することができ、しかもホーニン
グ砥石の精密な切込み制御ができるホーニング加工技術
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のホーニング加工方法は、ホーニング砥石を
備えるホーニングツールを、ワークの内周面の軸線方向
へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させなが
ら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の
切込み量をもって切込み動作を与えて、ワークの内周面
をホーニング加工する方法であって、上記ホーニング砥
石の切削背分力を計測して、この計測された切削背分力
に応じて、ホーニング砥石の切込み量を制御するように
構成したことを特徴とする。

【００１１】好適な実施態様として、上記ホーニング加
工方法は、上記ホーニング砥石を、その切込み動作開始
時から上記切削背分力が予め設定したワーク接触時設定
値になるまで急速に拡張させる急速拡張工程と、上記ホ
ーニング砥石の切込み量を、上記切削背分力が予め設定
したホーニング加工時設定値となるように制御するホー
ニング加工工程と、上記ホーニング砥石を、その切込み
量が予め設定した仕上げ寸法設定値になると急速に縮小
復帰させる戻し工程とからなり、より望ましくは、上記
ホーニング砥石を、上記切削背分力が予め設定された許
容値より大きな異常値になったときに急速に縮小復帰さ
せる異常回避工程を含む。

【００１２】また、本発明のホーニング盤の砥石切込み
装置は、上記ホーニング加工方法の実施に適したもので
あって、ホーニング砥石に所定の切込み量をもった切込
み動作を機械的に与える切込み駆動手段と、上記ホーニ
ング砥石による切削背分力を検出する背分力検出手段
と、この背分力検出手段からの検出信号に応じて、上記
切込み駆動手段を駆動制御する切込み制御手段とを備え
てなることを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明のホーニング盤は、同じく
上記ホーニング加工方法の実施に適したものであって、
ワークの内周面の軸線方向へ往復移動可能とされるとと
もに、軸線まわりに回転可能に軸支されてなる回転主軸
と、回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段
と、回転主軸を上記内周面の軸線方向へ往復動作させる
主軸往復手段と、回転主軸先端に装着され、上記内周面
に沿った砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備
えるホーニングツールと、このホーニングツールのホー
ニング砥石に所定の切込み動作を与える砥石切込み手段
と、上記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み
手段の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを
備えてなり、上記砥石切込み手段が上記砥石切込み装置
により構成されていることを特徴とする。

【００１４】本発明に係るホーニング加工においては、
ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークの
内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわり
に回転させながら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手
段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、
ワークの内周面をホーニング加工するに際して、ホーニ
ング砥石の切込み量の制御を、上記ホーニング砥石の切
削背分力を計測して、この計測された切削背分力に応じ
て行う。

【００１５】このような制御方式をとることにより、ホ
ーニング砥石の急速拡張工程からホーニング加工工程開
始への境界点の検出が、上記切削背分力の計測により、
自動的にかつ確実に行うことが可能で、ホーニング加工
の加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【００１６】また、ホーニング砥石の切削背分力を常時
計測することにより、ホーニング加工工程におけるホー
ニング砥石の切込み動作を、ホーニング砥石の砥石寿命
やワークＷの材質等に対応して精密に制御することが可
能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１８】本発明に係るホーニング盤を図１に示し、
このホーニング盤は、具体的にはワークＷの円筒状の内
周面Ｗａを加工する立形のもので、先端にホーニングツ
ール１を備える回転主軸２、主軸回転駆動部（主軸回転
手段）３、主軸往復駆動部（主軸往復手段）４、砥石切
込み部（砥石切込み手段、砥石切込み装置）５および装
置制御部（制御手段）６などを主要部として備えてな
る。７は電源を示す。

【００１９】ホーニングツール（いわゆるホーニングマ
ンドレルないしホーニングヘッド）１は、回転主軸２の
先端つまり下端に交換可能に装着され、その内部には、
図３に示すように、径方向へ拡縮可能に配された複数の
ホーニング砥石１０，１０，…、これを拡張動作させる
コーンロッド１１およびホーニング砥石１０，１０，…
を復帰動作させる復帰ばね（図示省略）等を備える。各
ホーニング砥石１０は、ワークＷの内周面Ｗａに沿った
砥石面１０ａを有する。また、コーンロッド１１は、上
記ホーニングツール１内において上下方向へ移動可能に
設けられており、その先端ウェッジ１１ａが各ホーニン
グ砥石１０の砥石台１０ｂを押圧する砥石拡張部とされ
るとともに、その上部である基部ロッド１１ｂが、後述
する砥石拡張ロッド３５に連結されている。また、図示
しないが、ホーニング砥石１０，１０，…は上記復帰ば
ねにより常時縮閉方向へ弾発的に付勢されている。

【００２０】そして、上記ホーニング砥石１０，１０，
…は、上記コーンロッド１１の下動に伴って拡開動作さ
れる一方、コーンロッド１１の上動に伴って上記復帰ば
ねにより縮閉動作されることとなる。

【００２１】回転主軸２は、その下端にホーニングツー
ル１を備えるとともに、駆動軸１５，駆動モータ１６等
を含む上記主軸回転駆動部３と、スライド本体１７，油
圧シリンダ１８等を含む上記主軸往復駆動部４とにそれ
ぞれ連係されている。

【００２２】すなわち、回転主軸２はスライド本体１７
に回転可能に軸支されており、このスライド本体１７
が、機体２０上の上下方向へ延びる案内ロッドまたはレ
ール２１上に昇降可能に設けられるとともに、機体２０
に取り付けられた油圧シリンダ１８のピストンロッド１
８ａに連結されている。そして、この油圧シリンダ１８
のピストンロッド１８ａが昇降動作することにより、ス
ライド本体１７を介して、回転主軸２つまりはホーニン
グツール１が昇降動作されることとなる。

【００２３】また、回転主軸２の上端部２ａは、機体２
０のヘッド部２０ａに回転可能に設けられた駆動軸１５
にキー嵌合またはスプライン嵌合されて、この駆動軸１
５に対して、上下方向（軸線方向）へ相対的に移動可能
でかつ一体回転可能に連結されている。

【００２４】駆動軸１５の上端部には伝動プーリ２５ａ
が取り付けられ、この伝動プーリ２５ａが、伝動ベルト
２５ｂを介して、駆動モータ１６のモータ軸に取り付け
られた伝動プーリ２５ｃに連結されている。そして、こ
の駆動モータ１６の回転駆動により、駆動軸１５を介し
て、回転主軸２つまりはホーニングツール１が回転駆動
されることとなる。

【００２５】砥石切込み部５は、上記ホーニング砥石１
０，１０，…に切込み動作を与えるもので、図１および
図２に示すように、切込み駆動部（切込み駆動手段）３
０、力検出センサ（背分力検出手段）３１および切込み
制御部（切込み制御手段）３２を主要部として備えてな
る。

【００２６】切込み駆動部３０は、ホーニング砥石１
０，１０、…に所定の切込み量をもった切込み動作を機
械的に与えるもので、具体的には、上記ホーニングツー
ル１のコーンロッド（砥石拡張部材）１１（図３）、砥
石拡張ロッド３５、切り込み駆動機構３６およびステッ
ピングモータ３７等を備える。

【００２７】砥石拡張ロッド３５は、図２に示すよう
に、回転主軸２の下半部に設けられた軸穴３８内におい
て、その軸線方向（上下方向）へ移動可能に設けられて
おり、その下端部３５ａが上記コーンロッド１１の基部
ロッド１１ｂに連結されるとともに（図３参照）、その
上端部３５ｂが切込み駆動機構３６に連結されている。

【００２８】この切込み駆動機構３６は、砥石拡張ロッ
ド３５を上下方向（軸線方向）へ移動させるもので、従
来公知のように、砥石拡張ロッド３５に連結された従動
体４０およびこの従動体４０を上下動させる駆動ねじ軸
部材４１を主要部として構成されている。

【００２９】従動体４０は、回転主軸２に対して、相対
的に上下方向へ摺動可能に設けられるとともに、この回
転主軸２内に配された上記砥石拡張ロッド３５に対し
て、上下方向へ一体的に連結されている。

【００３０】つまり、砥石拡張ロッド３５の上端部３５
ｂには、連結ピン４２が水平状に取り付けられており、
この連結ピン４２の両端部が、回転主軸２に開口された
軸線方向の長穴４３、４３を介して、回転主軸２の外部
へ突出されている。一方、上記従動体４０は、軸受装置
４４により、回転主軸２上に摺動可能かつ回転可能に装
着されるとともに、この軸受装置４４のスライドスリー
ブ４４ａの下端部に、上記連結ピン４２の両端部が固定
されている。

【００３１】また、従動体４０は、これに一体固定され
た雌ねじ部材４５を介して、上記駆動ねじ軸部材４１に
上下方向へ螺進退可能に係合されている。この駆動ねじ
軸部材４１は、スライド本体１７に、回転主軸２と平行
にかつ回転可能に軸支される。

【００３２】駆動ねじ軸部材４１は、機体２０のヘッド
部２０ａに回転可能に設けられた回転伝達軸４６に連係
されている。具体的には、この回転伝達軸４６は、駆動
ねじ軸部材４１と同一軸線上に軸支されるとともに、そ
の下部４６ａが、駆動ねじ軸部材４１の上端部４１ａの
軸穴４２にキー嵌合またはスプライン嵌合されている。
これにより、駆動ねじ軸部材４１は、上記回転伝達軸４
６に対して、上下方向（軸線方向）へ相対的に移動可能
でかつ一体回転可能に連結されている。

【００３３】回転伝達軸４６の上端部は、これに直交す
る水平状の切込み駆動軸４７に、歯車機構４８を介して
連係されている。この切込み駆動軸４７の先端部は、切
込み設定ダイヤル４９に連結されるとともに、その基端
部は、カップリング５０を介して上記ステッピングモー
タ３７のモータ軸３７ａに連結されている。

【００３４】ステッピングモータ３７には、ロータリエ
ンコーダ等の位置検出センサ５２が一体的に内蔵されて
おり、この位置検出センサ５２によりステッピングモー
タ３７の回転量が検出される。また、上記切込み設定ダ
イヤル４９は、ステッピングモータ３７の回転角を表示
するものである。

【００３５】そして、このステッピングモータ３７の回
転駆動により、切込み駆動軸４７と回転伝達軸４６を介
して、駆動ねじ軸部材４１が回動させられると、これに
螺進退可能に螺合された従動体４０が、回転主軸２に対
して相対的に下動または上動されることとなる。つま
り、従動体４０の下動時は、これと一体の砥石拡張ロッ
ド３５がコーンロッド１１を下方へ押動して、ホーニン
グ砥石１０，１０，…が拡張動作される。一方、従動体
４０の上動時は、砥石拡張ロッド３５の上動に伴って、
ホーニングツール１内の復帰ばね（図示省略）によりホ
ーニング砥石１０、１０、…が縮閉動作される。

【００３６】力検出センサ（背分力検出手段）３１は、
ホーニング砥石１０，１０、…による切削背分力を検出
するもので、圧電素子等からなり、図示の実施形態にお
いては、切込み駆動機構３６の従動体４０、具体的には
図２に示すごとく、軸受装置４４のスライドスリーブ４
４ａと従動体４０の軸方向接合部位に組み込まれてい
る。

【００３７】この力検出センサ３１の組込み位置として
は、本来ならば、ホーニング砥石１０，１０、…にでき
るだけ近い部位、理想的にはコーンロッド１１の先端ウ
ェッジ１１ａとホーニング砥石１０の砥石台１０ｂとの
間部位がより現実的な信号が取り込め望ましい。しかし
ながら、ホーニングツール１の外径が小さくなると、上
記部位に力検出センサ３１を組み込むことが困難または
不可能となる。また、本実施形態のような強制切込み
（定量）加工方式のものにおいては、１回のホーニング
砥石１０，１０、…の張出し量（切込み量）が小さく設
定されるため、上記先端ウェッジ１１ａの傾斜角（ウェ
ッジ角）θは鋭角なものが使われるが、この場合は、図
示のような従動体４０の部位においても大きな信号が取
り出せることが実験的に判明しており、しかも、この部
位は回転主軸２の外部にあって回転しない。このような
理由から、本実施形態においては、従動体４０の部位に
力検出センサ３１が設けられている。

【００３８】切込み制御部（切込み制御手段）３２は、
後述する装置制御部６の一部を構成して（図５参照）、
力検出センサ３１からの検出信号に応じて、上記切込み
駆動部３０を駆動制御するものであり、図５に示すよう
に、演算部３２ａとモータ駆動部３２ｂとから構成され
ている。

【００３９】上記演算部３２ａには、上記装置制御部６
の主制御部６０から制御信号として切込みタイミング信
号が入力されるとともに、力検出センサ３１からの切削
背分力信号および位置検出センサ５２からの位置信号が
検出信号としてそれぞれ入力される。

【００４０】演算部３２ａは、力検出センサ３１で検出
された切削背分力を予め設定された各種背分力設定値Ｐ
ｘと比較演算して、その演算結果に基づき、位置検出セ
ンサ５２で検出された位置信号に対応した制御信号を上
記モータ駆動部３２ｂに出力し、このモータ駆動部３２
ｂからステッピングモータ３７に切込みパルスが送られ
る。

【００４１】上記各種背分力設定値Ｐｘとしては、例え
ば、 （ａ）ホーニング砥石１０，１０、…がワークＷの内周
面Ｗａに当たる時にホーニング砥石１０，１０、…に生
じる背分力値（ワーク接触時設定値）Ｐａ

【００４２】（ｂ）ホーニング砥石１０，１０、…がワ
ークＷの内周面Ｗａに全面当たりしてホーニング加工す
る時にホーニング砥石１０，１０、…に生じる背分力値
（ホーニング加工時設定値）Ｐｂ

【００４３】（ｃ）ホーニング砥石１０，１０、…が異
常な状態になった時に生じる背分力値（異常値）Ｐｃな
どがあり、これらの設定値Ｐａ〜Ｐｃは、ホーニング砥
石１０の砥石面１０ａの切れ刃の性状やワークＷの材質
等、各種の研削条件に対応して実験的に測定され設定さ
れる。また、図示の実施形態においては、上記ホーニン
グ加工時設定値Ｐｂが単一の一定値とされて、図６に示
すように、ホーニングホーニング加工工程が所定負荷
（背分力Ｐｂ＝Ｐｂ1）の一工程で構成されている。

【００４４】そして、砥石切込み部５において、ステッ
ピングモータ３７の回転動作が、力検出センサ３１によ
り検出されたホーニング砥石１０、１０、…の切削背分
力に応じて、切込み制御部３２により駆動制御され、こ
れにより、切込み駆動機構３６、砥石拡張ロッド３５お
よびコーンロッド１１を介して、ホーニング砥石１０，
１０、…の切込み動作（切込み量＝拡張位置）が制御さ
れることとなる。なお、この切込み動作は、具体的に
は、後述するように、ホーニングツール１の往復動作と
回転動作に同期して制御される。

【００４５】装置制御部６は、ホーニング盤の各駆動部
の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的に
は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどか
らなるマイクロコンピュータで構成されている。

【００４６】この装置制御部６には、ホーニング加工を
実行させるための加工プログラム等が組み込まれてお
り、図５に示すように、主制御部６０、主軸回転駆動部
３の駆動源を制御する主軸回転制御部６１、主軸往復駆
動部４の駆動源を制御する主軸往復制御部６２、および
砥石切込み部５の駆動源を制御する前記切込み制御部３
２などから構成される。

【００４７】主制御部６０には、上記各駆動部３，４，
５の駆動源の駆動に必要な種々の情報、例えば、ホーニ
ングツール１の回転速度および昇降速度、あるいは、ホ
ーニング砥石１０，１０，…の基準位置（ストローク位
置）Ａ，Ｂおよびストローク幅Ｓ（図３参照）、または
切込み速度および切込みタイミング等が、ＮＣ（数値制
御）データとして予めまたは操作盤のキーボード等によ
り適宜選択的に入力設定されており、これらのデータに
従って上記各制御部６１、６２、３２を制御する。

【００４８】また、上記各制御部６１、６２、３２に
は、駆動モータ１６、油圧シリンダ１８の油圧制御弁１
８ｂ、ステッピングモータ３７、位置検出センサ５２お
よび力検出センサ３１のほか、スライド本体１７に設け
られたスケール７０からこのスライド本体１７の位置を
検出する位置検出センサ７１、ならびにその他の駆動部
等が電気的に接続されており、これらから得られる実際
値情報が、上記主制御部６１により予め設定された上記
各種設定値と比較演算されて、その演算結果に基づき各
駆動部３、４、５の動作が駆動制御される。

【００４９】しかして、以上のように構成されたホーニ
ング盤において、上記各駆動部３、４、５は、装置制御
部６により、以下に述べるように相互に関連して自動制
御され、これにより、ホーニングツール１が、ワーク保
持冶具８０に浮動状態で支持されたワークＷの内周面Ｗ
ａに対して、定量または定寸加工、つまりホーニング領
域全体（つまり図３におけるストローク幅Ｓ）にわたっ
て所定の切込み量をもった均一なホーニング加工が行わ
れる。

【００５０】すなわち、ホーニングツール１が、主軸回
転駆動部３によりワークＷの内周面Ｗａの軸線まわりに
回転するとともに、主軸往復駆動部４によりワークＷの
内周面Ｗａの軸線方向へ往復移動しながら、砥石切込み
部（砥石切込み装置）５によりホーニング砥石１０、１
０、…が一定の切込み量をもって切込み動作を与えられ
て、ワークＷの内周面Ｗａがホーニング加工される。こ
の際、ホーニング砥石ホーニング砥石１０、１０、…の
切込み量の制御は、力検出センサ３１により計測された
ホーニング砥石の切削背分力に応じて行われる。

【００５１】具体的には、図６を参照して、ホーニング
ツール１の前記往復動作と回転動作に同期して、まず、
ホーニング砥石１０、１０、…が、その切込み動作開始
時から計測される切削背分力が予め設定したワーク接触
時設定値Ｐａになるまで急速に拡張される（急速拡張工
程）。

【００５２】続くホーニング加工工程において、ホーニ
ング砥石１０、１０、…の切込み量（拡張位置）は、計
測される切削背分力が予め設定したホーニング加工時設
定値Ｐｂとなるように制御される。

【００５３】この場合に計測される切削背分力は、図示
のごとく、加工初期において急激な傾斜角度をもって上
昇しているが、これは図８に示すように、ホーニング砥
石１０がワークＷの内周面Ｗａに当たる加工初期は、ワ
ークＷの内周面Ｗａが歪んでいて、ホーニング砥石１０
が全面当たりしない片当たり状態にあるためであり、全
面当たりした後は所定のホーニング加工時設定値Ｐｂと
なるように制御されて安定した一定圧力をもってホーニ
ング加工が行われる。

【００５４】さらにホーニング加工が進んで、ホーニン
グ砥石１０，１０、…の切込み量が予め設定した仕上げ
寸法設定値になると、ホーニング砥石１０、１０、…が
急速に縮小復帰されて（戻し工程）、ホーニング加工１
サイクルが終了する。

【００５５】また、ホーニング砥石１０、１０、…の砥
石表面の目詰や砥石寿命等により、計測される切削背分
力が予め設定された許容値より大きな異常値Ｐｃになっ
たときには、ホーニング砥石１０、１０、…が急速に縮
小復帰されるとともに（異常回避工程）、警報ランプや
警報ブザー等により、作業者に対して異常事態発生が警
告される。

【００５６】このような制御方式をとることにより、ホ
ーニング砥石１０，１０、…の急速拡張工程からホーニ
ング加工工程開始への境界点の検出が、切削背分力を計
測することにより、自動的にかつ確実に行うことが可能
で、図６に示すように、従来のホーニング加工の加工サ
イクルタイム（点線参照）に比べて大幅な加工サイクル
タイム（実線参照）の短縮を図ることが可能となる。

【００５７】また、ホーニング砥石１０、１０、…の切
削背分力を常時計測することにより、ホーニング加工工
程におけるホーニング砥石１０、１０、…の切込み動作
を、ホーニング砥石１０の砥石寿命やワークＷの材質等
に対応して精密に制御することが可能となる。

【００５８】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の一実施態様を示すものであって、本発明はこの実施
形態に限定されることなく、その範囲内において種々設
計変更可能である。

【００５９】例えば、図示の実施形態においては、上記
ホーニング加工時設定値Ｐｂが単一の一定値とされて、
ホーニング加工工程が所定負荷（背分力Ｐｂ＝Ｐｂ1 ）
の一工程で構成されているが（図６参照）、目的に応じ
て、ホーニング加工時設定値Ｐｂが大きさの異なる複数
の一定値からなり、図７に示すように、ホーニング加工
工程が複数の所定負荷（背分力Ｐｂ＝Ｐｂ1 、Ｐｂ2 、
Ｐｂ3 、…、Ｐｂn ）の複数工程で構成されても良い。

【００６０】また、ホーニング盤の各構成部３，４，
５，６等の具体的な構成は、同一機能を有する限り他の
構成としてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
強制切込み（定量）加工方式のホーニング加工におい
て、ホーニング砥石の切削背分力を計測して、この計測
された切削背分力に応じて、ホーニング砥石の切込み量
を制御するように構成したから、加工サイクルタイムを
短縮することができ、しかもホーニング砥石の精密な切
込み制御ができるホーニング加工技術を提供することが
できる。

【００６２】すなわち、本発明に係るホーニング加工に
おいては、ホーニング砥石を備えるホーニングツール
を、ワークの内周面の軸線方向へ往復移動するととも
に、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石
に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み
動作を与えて、ワークの内周面をホーニング加工するに
際して、ホーニング砥石の切込み量の制御を、上記ホー
ニング砥石の切削背分力を計測して、この計測された切
削背分力に応じて行う。

【００６３】このような制御方式をとることにより、ホ
ーニング砥石の急速拡張工程からホーニング加工工程開
始への境界点の検出が、上記切削背分力の計測により、
自動的にかつ確実に行うことが可能で、ホーニング加工
の加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【００６４】また、ホーニング砥石の切削背分力を常時
計測することにより、ホーニング加工工程におけるホー
ニング砥石の切込み動作を、ホーニング砥石の砥石寿命
やワークＷの材質等に対応して精密に制御することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態である強制切込み（定
量）加工方式のホーニング盤の概略構成を一部断面で示
す正面図である。

【図２】同ホーニング盤の砥石切込み部を拡大して示す
正面断面図である。

【図３】同ホーニング盤のホーニング砥石によるワーク
内周面の加工状態を拡大して示す正面断面図である。

【図４】同ホーニング盤の砥石切込み部の切込み制御部
の構成を示すブロック図である。

【図５】同ホーニング盤の装置制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】同ホーニング盤の加工サイクルを示す線図であ
る。

【図７】同ホーニング盤の加工サイクルの改変例を示す
線図である。

【図８】ホーニング盤のホーニング砥石によるワーク内
周面の加工初期の状態を拡大して示す模式図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク Ｗａ ワークの内周面 １ ホーニングツール ２ 回転主軸 ３ 主軸回転駆動部（主軸回転手段） ４ 主軸往復駆動部（主軸往復手段） ５ 砥石切込み部（砥石切込み手段、砥
石切込み装置） ６ 装置制御部（制御手段） １０ ホーニング砥石 １１ コーンロッド（砥石拡張部材） ３０ 切込み駆動部（切込み駆動手段） ３１ 力検出センサ（背分力検出手段） ３２ 切込み制御部（切込み制御手段） ３５ 砥石拡張ロッド ３６ 切り込み駆動機構 ３７ ステッピングモータ ４０ 従動体 ４１ 駆動ねじ軸部材 ４５ 雌ねじ部材 Ｐａ ワーク接触時設定値 Ｐｂ ホーニング加工時設定値 Ｐｃ 異常値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C034 AA13 AA19 CA16 CB02 3C058 AA03 AA12 AC02 BA01 BA02 BA06 BA07 BB03 BB09 BC02 BC03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホーニング砥石を備えるホーニングツー
   ルを、工作物の内周面の軸線方向へ往復移動するととも
   に、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石
   に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み
   動作を与えて、工作物の内周面をホーニング加工する方
   法であって、 前記ホーニング砥石の切削背分力を計測して、この計測
   された切削背分力に応じて、ホーニング砥石の切込み量
   を制御するように構成したことを特徴とするホーニング
   加工方法。
2. 【請求項２】 前記ホーニング砥石を、その切込み動作
   開始時から前記切削背分力が予め設定したワーク接触時
   設定値になるまで急速に拡張させる急速拡張工程と、 前記ホーニング砥石の切込み量を、前記切削背分力が予
   め設定したホーニング加工時設定値となるように制御す
   るホーニング加工工程と、 前記ホーニング砥石を、その切込み量が予め設定した仕
   上げ寸法設定値になると急速に縮小復帰させる戻し工程
   とからなることを特徴とする請求項１に記載のホーニン
   グ加工方法。
3. 【請求項３】 前記ホーニング加工時設定値が単一の一
   定値であることを特徴とする請求項２に記載のホーニン
   グ加工方法。
4. 【請求項４】 前記ホーニング加工時設定値が大きさの
   異なる複数の一定値からなることを特徴とする請求項２
   に記載のホーニング加工方法。
5. 【請求項５】 前記ホーニング砥石を、前記切削背分力
   が予め設定された許容値より大きな異常値になったとき
   に急速に縮小復帰させる異常回避工程を含むことを特徴
   とする請求項２から４のいずれか一つに記載のホーニン
   グ加工方法。
6. 【請求項６】 ホーニング砥石を備えるホーニングツー
   ルを、工作物の内周面の軸線方向へ往復移動するととも
   に、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石
   により工作物の内周面をホーニング加工するホーニング
   盤に備えられて、前記ホーニング砥石に切込み動作を与
   える装置であって、 前記ホーニング砥石に所定の切込み量をもった切込み動
   作を機械的に与える切込み駆動手段と、 前記ホーニング砥石による切削背分力を検出する背分力
   検出手段と、 この背分力検出手段からの検出信号に応じて、前記切込
   み駆動手段を駆動制御する切込み制御手段とを備えてな
   ることを特徴とするホーニング盤の砥石切込み装置。
7. 【請求項７】 前記切込み制御手段は、請求項１から５
   のいずれか一つに記載のホーニング加工方法におけるホ
   ーニング砥石の切込み動作を実行するように構成されて
   いることを特徴とする請求項６に記載のホーニング盤の
   砥石切込み装置。
8. 【請求項８】 前記切込み駆動手段は、前記ホーニング
   盤の回転主軸の軸穴内においてその軸線方向へ移動可能
   に設けられた砥石拡張ロッドと、この砥石拡張ロッドを
   軸線方向へ移動させる切込み駆動機構と、前記ホーニン
   グツール内に設けられ、前記砥石拡張ロッドの軸線方向
   への移動により前記ホーニング砥石を拡張させる砥石拡
   張部材とを備えてなることを特徴とする請求項６または
   ７に記載のホーニング盤の砥石切込み装置。
9. 【請求項９】 前記切込み駆動機構は、前記回転主軸を
   軸支するスライド本体に、駆動ねじ軸部材が前記回転主
   軸と平行にかつ回転可能に軸支されるとともに、この駆
   動ねじ軸部材に、前記砥石拡張ロッドと一体的に連結さ
   れた従動体が螺進退可能に係合されてなる請求項８に記
   載のホーニング盤の砥石切込み装置。
10. 【請求項１０】 前記背分力検出手段は、前記切込み駆
    動機構の従動体に設けられていることを特徴とする請求
    項９に記載のホーニング盤の砥石切込み装置。
11. 【請求項１１】 工作物の内周面の軸線方向へ往復移動
    可能とされるとともに、軸線まわりに回転可能に軸支さ
    れてなる回転主軸と、 回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段と、 回転主軸を前記内周面の軸線方向へ往復動作させる主軸
    往復手段と、 回転主軸先端に装着され、前記内周面に沿った砥石面を
    有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツ
    ールと、 このホーニングツールのホーニング砥石に所定の切込み
    動作を与える砥石切込み手段と、 前記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段
    の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを備え
    てなり、 前記砥石切込み手段が請求項６から１０のいずれか一つ
    に記載の砥石切込み装置により構成されていることを特
    徴とするホーニング盤。
12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記主軸回転手段、
    主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動
    して自動制御して、請求項１から５のいずれか一つに記
    載のホーニング加工方法を実行するように構成されてい
    ることを特徴とする請求項１１に記載のホーニング盤。