【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホーンヘッド上に砥石を形成して研削するホーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホーニング装置の外観を図１に示し、ホーニング装置の内部の詳細を図２に示す。
図１において、ホーニング装置１は主軸２と、円筒形状のホーンヘッド３とを有し、ホーンヘッド３の外周には、周方向に等間隔でホーニング砥石４が形成されている。ホーンヘッド３は、主軸２の回転に伴って回転するとともに、上下方向に移動する。ホーニング砥石４は、ダイヤモンドまたはｃＢＮ砥粒を含んだメタルボンド、レジンボンド、もしくはビトリファイドボンドによって形成されている。
【０００３】
図２において、主軸２と一体に成形されたテーパコーン５は、ホーニング台６との接触面５ａがテーパ状となっている。ホーニング台６の外周部にホーニング砥石４が形成され、このホーニング砥石４が被削材７に接触している。
【０００４】
テーパコーン５は、主軸２の回転に伴って回転するとともに下降し、テーパコーン５の下降によって、ホーニング台６は、接触面５ａを介して外周方向に押し出される。これにより、ホーニング台６の外周部に設けられたホーニング砥石４が被削材７に押し当てられ、被削材７が研削されて所定の寸法に仕上げられる。
テーパコーン５は通常、ＳＫＤ材、ＳＫ材、ＳＣ材を用いて形成され、硬さがＨＲＣ５０以上６０以下程度の焼入れ鋼が使用される。
また、ホーニング台６は通常、焼入れ鋼、一般鋼材または一般鋳造品を用いて形成されている。
【０００５】
以上の構成のホーニング装置１においては、ホーニング台６とテーパコーン５とは、常にテーパ状の接触面５ａにおいて接触する。この接触によって通常、ホーニング台６はテーパコーン５より多く摩耗する。しかし、テーパコーン５も長く使用することにより摩耗し、摩耗したテーパコーン５に対して、正確に精度が出ているホーニング台６が接触すると、テーパ状の接触面５ａが一致しなくなり、被削材７に対して不均一な当たりをする。その結果、研削にばらつきを生じて加工精度に悪影響を与えるとともに、ホーニング砥石４の寿命が短くなる。
【０００６】
このような摩耗は、近年、環境保護の観点から、潤滑性の低い水溶性の研削液が用いられることが多くなったことに伴って顕著なものとなっている。
テーパコーン５の摩耗を抑える方法として、テーパコーン５の強度や硬さを向上させる方法がある。テーパコーン５は現状においても、鉄鋼材料としては高強度、高硬度の材料を使用しており、さらに高強度、高硬度とするためには、超硬系またはサーメット系のものが挙げられる。しかし、これらの材料は、難削材であるため加工工数が多くなり、高価なものとなってしまう。
超砥粒ホーニング砥石において、研削抵抗が低い軟質結合剤を介在させた板状砥石と軟質結合剤を交互に積層した構造としたものが、特許文献１に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２９８０９３１号公報（発明の詳細な説明部分）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この超砥粒ホーニング砥石は、研削加工時に砥石作用面と被研削材が常に接触していることによる、砥石作用面への研削液の供給の困難性と、研削切粉の排出の困難性とを解決するために、研削時に板状砥石間の軟質結合剤が切粉によってえぐられて、切粉がその溝を伝わって外に排出されることを可能とし、また、この溝を伝わって研削液が充分に供給されることを可能としたものであって、テーパコーンの摩耗を抑える手段としては十分なものではない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、テーパコーンの摩耗を抑制して、寿命を向上させたホーニング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のホーニング装置は、主軸とともに回転しつつ上下運動を行うテーパコーンを有し、このテーパコーンとテーパ状の接触面によって接するホーニング台の外周に砥石を形成してなるホーニング装置において、前記ホーニング台が樹脂により形成され、前記ホーニング台を形成する樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下としたことを特徴とする。
【００１０】
ホーニング台が樹脂により形成され、樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下としたことにより、テーパコーンが摩耗することを好適に抑制することができ、これにより、テーパコーンとホーニング台とが正確に接することが可能となり、加工精度が向上するとともに、ホーニング砥石の寿命が向上する。なお、ここでは、樹脂の硬度をロックウェル硬さによって表現している。
【００１１】
本発明においては、前記樹脂の補強材として、石綿、綿、ガラス繊維、木粉、雲母、薄片状布、鉱物質、カーボン繊維またはセルロースを、前記樹脂に対して５体積％以上４０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
これらの補強材を用いることにより、樹脂のみでは弾性率が低くて変形しやすいという性質を改善し、変形によって切込みがかかりにくくなるのを防止することができる。補強材の含有量が多くなりすぎると、成形性が悪くなるため、補強材の含有量は上述の範囲とすることが好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記樹脂の耐摩耗材として、鉄、銅、コバルト、ニッケルを、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
耐摩耗材の含有量が多くなるほどホーニング台の耐摩耗性は高まるが、含有量が過大になると、テーパコーンを摩耗させることとなって好ましくなく、さらに成形性も悪くなる。従って、これらの耐摩耗材を上記の範囲内で含有することによって、耐摩耗性が低い樹脂の性質を改善して、適度な摩耗量を得ることができる。
【００１３】
本発明においては、前記樹脂の潤滑材として、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素または弗化黒鉛を、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
潤滑材の含有量が多くなるほど潤滑性は高まるが、含有量が過大になると、強度が低下するとともに、摩耗量が多くなる。従って、これらの潤滑材を上記の範囲内で含有することによって、研削時のすべりを良くし、摩耗抵抗を抑えて摩耗を抑制することができる。
【００１４】
本発明においては、前記ホーニング台と前記ホーニング砥石との接着面において、前記ホーニング砥石に溝または凹部が設けられ、前記ホーニング台と前記ホーニング砥石とが接着されていることを特徴とする。
ホーニング砥石に溝または凹部を設けることにより、ホーニング台とホーニング砥石との接着面積を増やすことができ、ホーニング台とホーニング砥石とを強固に接着して剥離を防止することができる。
【００１５】
本発明においては、前記ホーニング台に前記ホーニング砥石が埋め込まれていることを特徴とする。
樹脂の弾性係数は、鉄系金属の弾性係数の１／２以下であるため、ホーニング台を樹脂で形成することによって、ホーニング砥石をホーニング台に埋め込むことが容易である。これにより、研削時において被削材に対するホーニング砥石の当たりを正確なものとすることができ、被削材の面粗さを向上させ、被削材の表面でのキズやスクラッチの発生を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
図１、図２に示す形状のホーニング装置において、ホーニング台６を樹脂によって形成したホーニング装置を作製した。
ホーニング台を形成する樹脂としてエポキシ樹脂を用い、これに対し、補強材としてガラス繊維を１６体積％含有させた。また、耐摩耗材として鉄粉を３体積％含有させ、潤滑材として二硫化モリブデンを５体積％含有させた。
ホーニング台とホーニング砥石との接着には、エポキシ系接着剤を用いた。
【００１７】
ホーニング砥石の詳細は以下の通りである。
寸法 ３０Ｌ×３Ｗ×３Ｘ ４本セット
スペック ＣＢ８０Ｎ７５Ｍ
以上の実施例と比較するために、ホーニング砥石の寸法及びスペックは実施例と同一とし、ホーニング台を、硬度がＨＲＢ９０の機械構造用炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃで形成した比較例を作製した。この比較例においても、ホーニング台とホーニング砥石との接着には、エポキシ系接着剤を用いた。
【００１８】
この実施例と比較例について、研削試験を実施した。
研削機械の仕様は以下の通りである。
加工機 メカ拡張ホーニング盤
砥石周速 ３３ｍ／ｍｉｎ
拡張速度 φ０．１ｍｍ／ｍｉｎ
送り速度 １１ｍ／ｍｉｎ
被削材の仕様は以下の通りである。
ワーク名称 コンロッド（φ２８×１６）
ワーク材質 ＳＣＭ４２０ 浸炭焼入れ
ワーク硬度 ＨＲＣ５８〜６３
研削液 ノリタケカットＳＦ８０５（商品名）
試験結果を表１、表２に示す。
【００１９】
【表１】
テーパコーンの摩耗
砥石使用量 ６００セット
【００２０】
【表２】
砥石寿命の安定
【００２１】
以上の試験結果から、ホーニング台を樹脂で形成することにより、テーパコーンの摩耗を従来の１／１０以下に抑えることができた。このように、テーパコーンの摩耗を抑制して、テーパコーンとホーニング台との接触面のテーパ角度を安定に保つことができることが明らかとなった。
また、砥石の寿命が向上するとともに、寿命のばらつきを小さくすることが可能であることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）ホーニング台が樹脂により形成され、樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下とすることによって、テーパコーンが摩耗することを好適に抑制することができる。これにより、テーパコーンとホーニング台とが正確に接することが可能となり、加工精度が向上するとともに、ホーニング砥石の寿命が向上する。
【００２３】
（２）樹脂の補強材として、石綿、綿、ガラス繊維、木粉、雲母、薄片状布、鉱物質、カーボン繊維またはセルロースを、樹脂に対して５体積％以上４０体積％以下の範囲で含有することにより、樹脂のみでは弾性率が低くて変形しやすいという性質を改善し、変形によって切込みがかかりにくくなるのを防止することができる。
【００２４】
（３）樹脂の耐摩耗材として、鉄、銅、コバルト、ニッケルを、樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することにより、耐摩耗性が低い樹脂の性質を改善して、適度な摩耗量を得ることができる。
【００２５】
（４）樹脂の潤滑材として、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素または弗化黒鉛を、樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することにより、研削時のすべりを良くし、摩耗抵抗を抑えて摩耗を抑制することができる。
【００２６】
（５）ホーニング砥石に溝または凹部を設けることにより、ホーニング台とホーニング砥石との接着面積を増やすことができ、ホーニング台とホーニング砥石とを強固に接着して剥離を防止することができる。
【００２７】
（６）ホーニング台にホーニング砥石が埋め込まれていることにより、研削時において被削材に対するホーニング砥石の当たりを正確なものとすることができ、被削材の面粗さを向上させ、被削材の表面でのキズやスクラッチの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホーニング装置の外観を示す図である。
【図２】ホーニング装置の内部の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１ ホーニング装置
２ 主軸
３ ホーンヘッド
４ ホーニング砥石
５ テーパコーン
６ ホーニング台
７ 被削材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a honing apparatus for forming a grindstone on a horn head and grinding the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows the appearance of the honing device, and FIG. 2 shows details of the inside of the honing device.
In FIG. 1, a honing apparatus 1 has a main shaft 2 and a horn head 3 having a cylindrical shape. Honing grindstones 4 are formed on the outer periphery of the horn head 3 at equal intervals in the circumferential direction. The horn head 3 rotates with the rotation of the main shaft 2 and moves vertically. The honing stone 4 is formed by metal bond, resin bond, or vitrified bond containing diamond or cBN abrasive grains.
[0003]
In FIG. 2, a tapered cone 5 formed integrally with the main shaft 2 has a tapered contact surface 5 a with a honing table 6. The honing grindstone 4 is formed on the outer periphery of the honing table 6, and the honing grindstone 4 is in contact with the workpiece 7.
[0004]
The tapered cone 5 rotates and descends along with the rotation of the main shaft 2, and the honing table 6 is pushed out in the outer peripheral direction via the contact surface 5 a by the descending of the taper cone 5. As a result, the honing grindstone 4 provided on the outer periphery of the honing table 6 is pressed against the work material 7, and the work material 7 is ground and finished to a predetermined size.
The tapered cone 5 is usually formed using an SKD material, an SK material, or an SC material, and hardened steel having a hardness of HRC 50 or more and about 60 or less is used.
The honing table 6 is usually formed using hardened steel, a general steel material, or a general casting.
[0005]
In the honing apparatus 1 having the above-described configuration, the honing table 6 and the tapered cone 5 are always in contact at the tapered contact surface 5a. This contact usually causes the honing table 6 to wear more than the tapered cone 5. However, when the tapered cone 5 is also used for a long time, it is worn, and when the honing table 6 with high accuracy is brought into contact with the worn tapered cone 5, the tapered contact surface 5a does not match, and the work material 7 To uneven contact. As a result, variation occurs in grinding, which adversely affects the processing accuracy, and shortens the life of the honing grindstone 4.
[0006]
Such wear has become remarkable in recent years from the viewpoint of environmental protection, as water-soluble grinding fluids having low lubricity have been frequently used.
As a method of suppressing the wear of the tapered cone 5, there is a method of improving the strength and hardness of the tapered cone 5. At present, the taper cone 5 uses a high-strength and high-hardness steel material as a steel material, and a carbide or cermet-based material is used to further increase the strength and hardness. However, since these materials are difficult-to-cut materials, the number of processing steps increases and the materials become expensive.
Patent Literature 1 discloses a superabrasive honing stone having a structure in which a plate-like grindstone with a soft binder having a low grinding resistance and a soft binder are alternately laminated.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2980931 (detailed description of the invention)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, this super-abrasive grain honing wheel has difficulty in supplying grinding fluid to the grinding wheel working surface and in discharging grinding chips due to constant contact between the grinding wheel working surface and the workpiece during grinding. In order to solve the problem, during grinding, the soft binder between the plate-shaped grinding wheels is cut off by the chips, and the chips can be discharged through the groove and discharged out of the groove. Thus, the grinding fluid can be sufficiently supplied, and is not a sufficient means for suppressing the wear of the tapered cone.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a honing device in which wear of a taper cone is suppressed and a life is improved.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the honing device of the present invention has a taper cone that moves up and down while rotating with the main shaft, and forms a grindstone on the outer periphery of a honing table that is in contact with the taper cone and a tapered contact surface. In the honing apparatus, the honing table is formed of resin, the hardness of the resin forming the honing table is HRR120 or more and HRB100 or less, and the static friction coefficient of the resin is 0.1 or more and 0.3 or less. .
[0010]
The honing table is formed of a resin, the hardness of the resin is HRR120 or more and HRB100 or less, and the static friction coefficient of the resin is 0.1 or more and 0.3 or less. As a result, the tapered cone and the honing table can be brought into accurate contact with each other, so that the processing accuracy is improved and the life of the honing grindstone is improved. Here, the hardness of the resin is expressed by Rockwell hardness.
[0011]
In the present invention, as a reinforcing material for the resin, asbestos, cotton, glass fiber, wood flour, mica, flaky cloth, mineral substance, carbon fiber or cellulose is used in an amount of 5% by volume or more and 40% by volume or less based on the resin. Characterized by being contained in the range of
By using these reinforcing materials, it is possible to improve the property that the elastic modulus is low and the resin is easily deformed by using only the resin, and it is possible to prevent the cut from being hardened by the deformation. If the content of the reinforcing material is too large, the moldability deteriorates. Therefore, the content of the reinforcing material is preferably set in the above range.
[0012]
The present invention is characterized in that iron, copper, cobalt, and nickel are contained as a wear-resistant material of the resin in a range of 1% by volume to 20% by volume based on the resin.
As the content of the wear-resistant material increases, the wear resistance of the honing table increases. However, when the content is excessive, the tapered cone is worn, which is not preferable, and the formability is also deteriorated. Therefore, by containing these wear-resistant materials within the above range, it is possible to improve the properties of the resin having low wear resistance and obtain an appropriate amount of wear.
[0013]
In the present invention, it is preferable that graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, or fluorinated graphite is contained as a lubricant of the resin in a range of 1% by volume to 20% by volume based on the resin. Features.
As the content of the lubricant increases, the lubricity increases, but when the content is excessive, the strength decreases and the wear amount increases. Therefore, by including these lubricants within the above range, the slip at the time of grinding can be improved, the wear resistance can be suppressed, and the wear can be suppressed.
[0014]
The present invention is characterized in that a groove or a concave portion is provided in the honing stone on the bonding surface between the honing stone and the honing stone, and the honing stone and the honing stone are adhered to each other.
By providing a groove or a concave portion in the honing grindstone, the bonding area between the honing grindstone and the honing grindstone can be increased, and the honing grindstone can be firmly adhered to the honing grindstone to prevent peeling.
[0015]
The present invention is characterized in that the honing stone is embedded in the honing table.
Since the elastic modulus of the resin is 1/2 or less of the elastic modulus of the iron-based metal, it is easy to embed the honing grindstone in the honing table by forming the honing table with the resin. This makes it possible to accurately contact the honing grindstone with the work material during grinding, improve the surface roughness of the work material, and reduce the occurrence of scratches and scratches on the surface of the work material. be able to.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments.
In the honing device having the shape shown in FIGS. 1 and 2, a honing device in which the honing table 6 was formed of resin was manufactured.
Epoxy resin was used as a resin for forming the honing table, and glass fiber was contained at 16% by volume as a reinforcement. In addition, 3% by volume of iron powder was contained as a wear-resistant material, and 5% by volume of molybdenum disulfide was contained as a lubricant.
An epoxy adhesive was used for bonding the honing table and the honing grindstone.
[0017]
The details of the honing stone are as follows.
Size 30 L × 3 W × 3 X 4 Set specs CB80N75M
For comparison with the above example, the dimensions and specifications of the honing grindstone were the same as those of the example, and a comparative example in which a honing table was formed of a carbon steel material S45C for machine structural use having a hardness of HRB90 was prepared. Also in this comparative example, an epoxy-based adhesive was used for bonding the honing table and the honing grindstone.
[0018]
A grinding test was performed on this example and a comparative example.
The specifications of the grinding machine are as follows.
Processing machine Mechanical expansion honing machine Grinding wheel peripheral speed 33m / min
Expansion speed φ0.1mm / min
Feed speed 11m / min
The specifications of the work material are as follows.
Work name Connecting rod (φ28 × 16)
Work material SCM420 Carburized and quenched work hardness HRC58-63
Grinding fluid Noritake Cut SF805 (trade name)
The test results are shown in Tables 1 and 2.
[0019]
[Table 1]
Wear of taper cone
Whetstone usage 600 sets
[Table 2]
Stable grinding wheel life
[0021]
From the above test results, the wear of the tapered cone could be suppressed to 1/10 or less of the conventional one by forming the honing table with the resin. As described above, it has been clarified that the wear of the taper cone can be suppressed and the taper angle of the contact surface between the taper cone and the honing table can be stably maintained.
In addition, it was confirmed that the life of the grindstone was improved, and that the variation in the life could be reduced.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The honing table is formed of a resin, the hardness of the resin is set to HRR120 or more and HRB100 or less, and the static friction coefficient of the resin is set to 0.1 or more and 0.3 or less, so that the taper cone can be suitably prevented from being worn. Can be. As a result, the tapered cone and the honing table can be brought into accurate contact with each other, so that the processing accuracy is improved and the life of the honing grindstone is improved.
[0023]
(2) As a reinforcing material for resin, asbestos, cotton, glass fiber, wood flour, mica, flaky cloth, mineral substance, carbon fiber or cellulose is contained in a range of 5% by volume to 40% by volume based on the resin. By doing so, it is possible to improve the property that the resin alone is low in elastic modulus and easily deformed, and it is possible to prevent the cutting not to be easily caused by the deformation.
[0024]
(3) By containing iron, copper, cobalt, and nickel in the range of 1% by volume to 20% by volume with respect to the resin as a wear-resistant material of the resin, the properties of the resin having low wear resistance are improved. , A suitable amount of wear can be obtained.
[0025]
(4) As a lubricant for the resin, graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, or fluorinated graphite is contained in an amount of 1% by volume or more and 20% by volume or less with respect to the resin, so that the resin can be used during grinding. It is possible to improve the slip and suppress the wear resistance to suppress the wear.
[0026]
(5) By providing a groove or a recess in the honing grindstone, the bonding area between the honing grindstone and the honing grindstone can be increased, and the honing grindstone can be firmly bonded to the honing grindstone to prevent peeling.
[0027]
(6) Since the honing grindstone is embedded in the honing table, the contact of the honing grindstone with the work material during grinding can be made accurate, the surface roughness of the work material can be improved, and The occurrence of scratches and scratches on the surface of the material can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the appearance of a honing device.
FIG. 2 is a diagram showing details of the inside of a honing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Honing device 2 Main shaft 3 Horn head 4 Honing grindstone 5 Taper cone 6 Honing table 7 Work material
