JP2007283472A - Honing method and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工するホーニング加工方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a honing method and an apparatus for honing an inner peripheral surface of a plurality of machining holes sequentially.
例えば自動車用エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアなど、切削加工や研削加工によって加工された加工孔の仕上げ加工として、ホーニング砥石に回転運動と該ホーニング砥石の回転軸方向への往復運動とを与え、加工精度や加工面性状を高精度に仕上げるホーニング加工が知られている。 For example, a honing grindstone is given a rotational motion and a reciprocating motion in the direction of the rotational axis of the honing grindstone as a finishing hole for a machined hole processed by cutting or grinding, such as a cylinder bore provided in a cylinder block of an automobile engine. In addition, honing is known in which machining accuracy and surface properties are finished with high accuracy.
このような加工孔の内周面をホーニング加工する生産ラインにおいては、加工孔の内周面の加工精度や加工面性状を確保するとともに加工時間を短縮させることが求められている。例えば特許文献1には、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ことを企図したホーニング加工技術が開示されている。
ところで、例えばシリンダボアなどの加工孔の内周面をホーニング加工する場合、ホーニング砥石に比較的大きい切込み力を付与し荒研削する荒切込みステップと、荒切込みステップの後に、ホーニング砥石に荒切込みステップにおける切込み力より小さい切込み力を付与し仕上げ研削する仕上げ切込みステップとによって加工することが一般に行われ、加工精度や加工面性状を高精度に仕上げるとともに加工時間の短縮が図られている。 By the way, when honing the inner peripheral surface of a machining hole such as a cylinder bore, for example, a rough cutting step in which a relatively large cutting force is applied to the honing grindstone to perform rough grinding, and after the rough cutting step, a rough cutting step is performed on the honing grindstone. In general, machining is performed by a finishing cutting step in which a cutting force smaller than the cutting force is applied and finish grinding is performed, and the processing accuracy and surface properties are finished with high accuracy and the processing time is shortened.
しかし、加工孔の内周面を順次ホーニング加工する生産ラインにおいては、切削加工や研削加工など前加工の加工面性状やホーニング加工時に使用する研削液等の影響を受けてホーニング砥石の切れ味が変化し、加工孔の加工精度や加工面性状の悪化あるいは加工時間の増大などの問題を引き起こすことがある。 However, in the production line where honing is performed sequentially on the inner peripheral surface of the machining hole, the sharpness of the honing wheel changes due to the effects of the pre-processed surface properties such as cutting and grinding, and the grinding fluid used during honing. However, it may cause problems such as deterioration of the processing accuracy and processing surface properties of the processing holes or increase of processing time.
これに対し、熟練した作業者がホーニング砥石の切れ味を判断し、ホーニング砥石の切込み力や荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期の調整を行って対応することが可能であるが、この熟練した作業者による調整は多大な工数を必要とするだけでなく作業者にもある一定の経験や知識を必要とするので、コストがかかるだけでなく加工孔の加工精度や加工面性状等の加工品質を安定して確保することがなかなか難しいのが実情である。 In contrast, a skilled worker can determine the sharpness of the honing wheel and adjust the cutting force of the honing wheel and the switching time from the rough cutting step to the finishing cutting step. The adjustments made by the workers not only require a large amount of man-hours but also require a certain amount of experience and knowledge for the workers, so it is not only costly, but also machining accuracy such as machining accuracy and machining surface properties The reality is that it is difficult to ensure quality stably.
そこで、この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり、複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができるホーニング加工方法及びその装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above technical problem, and stabilizes the inner diameter and the surface properties of the machining holes and the machining time when the inner peripheral surfaces of the plurality of machining holes are successively honed. An object of the present invention is to provide a honing method and apparatus capable of shortening the length.
このため、本願の請求項1に係るホーニング加工方法は、ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石をワークの加工孔内に挿入し、前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段に第1の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記ホーニング砥石拡張手段に前記第1の切込み力より小さい第2の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工方法であって、複数の前記加工孔を順次ホーニング加工する際に、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記荒切込みステップ及び/又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、前記研削量に応じて、次の前記加工孔のホーニング加工における前記第1の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正することを特徴としたものである。
For this reason, the honing method according to
また、本願の請求項2に係る発明方法は、請求項1に係る発明方法において、前記荒切込みステップ及び/又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第1の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第1の切込み力と前記切換時期とを補正し、前記荒切込みステップ及び/又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第1の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第1の切込み力と前記切換時期とを補正することを特徴としたものである。
The invention method according to
更に、本願の請求項3に係る発明方法は、請求項1又は2に係る発明方法において、前記ワークが、エンジンのシリンダブロックであり、前記加工孔が、前記シリンダブロックに設けられたシリンダボアであることを特徴としたものである。
Furthermore, the invention method according to
また更に、本願の請求項4に係るホーニング加工装置は、ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石と、前記ホーニングヘッドに装着され前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段と、前記ホーニング砥石拡張手段に所定の切込み力を付与しワークの加工孔への前記ホーニング砥石の切込みを制御する切込み制御手段とを備え、前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に第1の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に前記第1の切込み力より小さい第2の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工装置であって、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段を備え、前記切込み制御手段が、前記内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、前記研削量算出部により算出された前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、前記第1の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えていることを特徴としたものである。
Still further, the honing apparatus according to
また更に、本願の請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において、前記補正制御部は、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第1の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第1の切込み力と前記切換時期とを補正し、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第1の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第1の切込み力と前記切換時期とを補正することを特徴としたものである。
Still further, in the invention according to
本願の請求項1に係るホーニング加工方法によれば、複数の加工孔を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径データに基づいて荒切込みステップ及び/又は仕上げ切込みステップにおけるホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、上記研削量に応じて、次の加工孔のホーニング加工における第1の切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正することにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させることができるとともに加工時間を短縮させることができる。
According to the honing method according to
また、本願の請求項2の発明方法によれば、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、第1の切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くし、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、第1の切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい(切れ味が大きい)時は、第1の切込み力を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい(切れ味が小さい)時は、第1の切込み力を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
Further, according to the invention method of
That is, when the grinding amount of the honing grindstone per predetermined time is larger than the predetermined grinding amount (the sharpness is large), the first cutting force is reduced to obtain an appropriate grinding amount, and the rough cutting step to the finishing cutting step is performed. By making the switching time earlier, the finishing cut step for reducing the surface roughness of the machined surface can be lengthened, and the machining diameter accuracy and the machined surface properties can be stabilized. On the other hand, when the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone is smaller than the predetermined grinding amount (the sharpness is small), the grinding amount is increased by increasing the first cutting force, and from the rough cutting step to the finishing cutting step. By slowing down the switching time, the rough cutting step is lengthened to shorten the machining time, and when the honing grindstone is sharp, the surface roughness of the machined surface is small, so even if the finishing cut step is short It is possible to keep the diameter accuracy and the surface finish stable.
更に、本願の請求項3の発明方法によれば、エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する場合においても、シリンダボアの内周面の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
Furthermore, according to the invention method of
また更に、本願の請求項4に係るホーニング加工装置によれば、ホーニング砥石の切込みを制御する切込み制御手段が、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて第1の切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えていることにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
Furthermore, according to the honing apparatus according to
また更に、本願の請求項5の発明によれば、補正制御部は、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、第1の切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くし、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、第1の切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい(切れ味が大きい)時は、第1の切込み力を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい(切れ味が小さい)時は、第1の切込み力を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
Still further, according to the invention of
That is, when the grinding amount of the honing grindstone per predetermined time is larger than the predetermined grinding amount (the sharpness is large), the first cutting force is reduced to obtain an appropriate grinding amount, and the rough cutting step to the finishing cutting step is performed. By making the switching time earlier, the finishing cut step for reducing the surface roughness of the machined surface can be lengthened, and the machining diameter accuracy and the machined surface properties can be stabilized. On the other hand, when the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone is smaller than the predetermined grinding amount (the sharpness is small), the grinding amount is increased by increasing the first cutting force, and from the rough cutting step to the finishing cutting step. By slowing down the switching time, the rough cutting step is lengthened to shorten the machining time, and when the honing grindstone is sharp, the surface roughness of the machined surface is small, so even if the finishing cut step is short It is possible to keep the diameter accuracy and the surface finish stable.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るホーニング加工装置の要部を模式的に示す説明図である。また、図2は、図1におけるY2−Y2線に沿った断面説明図である。本実施形態に係るホーニング加工装置1は、図1に示すように上下方向に延び略円筒状に形成されるツール本体2と、該ツール本体2の下端部に連結されるホーニングヘッド3とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a main part of a honing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view taken along line Y2-Y2 in FIG. As shown in FIG. 1, the
上記ホーニング加工装置1では、ツール本体2の内部に該ツール本体2と同軸上に上下方向に延びるプッシュロッド4が配設され、プッシュロッド4の下端部には該プッシュロッド4の延長線方向に延びるテーパコーン5が連結されている。テーパコーン5は、ホーニングヘッド3内に配設された拡張プレート6を介して、ホーニングヘッド3に装着されたホーニング砥石7を、矢印A1に示すようにホーニングヘッド3の径方向外方へ拡張させるように構成され、プッシュロッド4とテーパコーン5と拡張プレート6とによってホーニング砥石7をホーニングヘッド3の径方向外方へ拡張させるホーニング砥石拡張手段を構成している。
In the
上記プッシュロッド4は、駆動手段(不図示)で矢印A2の示すように上下方向へ移動可能に構成されており、プッシュロッド4が下方へ移動されると、テーパコーン5が下方へ移動され、拡張プレート6を介してホーニング砥石7がホーニングヘッド3の径方向外方へ拡張される。なお、ホーニング砥石7は、テーパコーン5が上方へ移動される際にはホーニングヘッド3の径方向内方へ移動するように構成されている。
The
図2に示すように、ホーニング砥石7は、ホーニングヘッド3の周縁部にそれぞれ90度の等間隔で装着されており、4個のホーニング砥石7がホーニングヘッド3に配設されている。各ホーニング砥石7に対応して、ホーニングヘッド3には4個の拡張プレート6がそれぞれ90度の等間隔で配設されている。なお、ホーニング砥石7は4個に限らず、6個又は8個であっても良い。
As shown in FIG. 2, the honing
上記ホーニング加工装置1には、ツール本体2及びホーニングヘッド3を矢印A3に示すように回転させる回転駆動手段(不図示)と、ツール本体2及びホーニングヘッド3の回転軸方向、すなわち矢印A4に示すように上下方向に往復移動させる往復駆動手段(不図示)とが備えられ、上記回転駆動手段と上記往復駆動手段とはツール本体2に連結されている。
The honing
また、上記ホーニング加工装置1には、プッシュロッド4に付与される切込み力を測定する圧力センサ15が該プッシュロッド4に連結されており、ホーニング加工時の切込み力を測定することができる。更に、ホーニング加工時に加工孔11の内径を測定するエアーゲージ16がホーニングヘッド3に配設されており、エアーゲージ16はホーニングヘッド3の周縁部にそれぞれ90度の等間隔で装着されている。なお、エアーゲージ16は4個に限らず、2個を等間隔に装着したものでも良い。
Further, the honing
本実施形態では、プッシュロッド4に圧力センサ15が連結されているが、プッシュロッドに付与される切込み力を測定するその他の切込み力測定手段を用いることも可能である。また、エアーゲージ16に換え、加工孔11の内径を測定するその他の内径測定手段を使用することも可能である。
In the present embodiment, the
上記ホーニング加工装置1にはまた、設定された加工条件に基づいて、ホーニングヘッド3及びホーニング砥石7の回転運動と往復運動とを制御する制御ユニット(不図示)が備えられており、該制御ユニットは、ホーニング砥石拡張手段に所定の切込み力を付与しワーク10の加工孔11へのホーニング砥石7の切込みを制御する。
The honing
上記制御ユニットはまた、内径測定手段により測定された加工孔の内径データに基づいてホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、上記研削量算出部により算出されたホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、ホーニング砥石拡張手段に付与する切込み力を補正する補正制御部とを備えている。なお、上記制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。 The control unit also includes a grinding amount calculation unit for calculating a grinding amount per predetermined time of the honing grindstone based on inner diameter data of the machining hole measured by the inner diameter measuring means, and a honing grindstone calculated by the grinding amount calculation unit And a correction control unit that corrects the cutting force applied to the honing grindstone expanding means according to the grinding amount per predetermined time. The control unit is configured with, for example, a microcomputer as a main part.
図1に示すように、例えばエンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアなど、ワーク10の加工孔11の内周面12をホーニング加工する際には、先ずホーニングヘッド3に装着されたホーニング砥石7が加工孔11内に挿入される。次に、駆動手段でプッシュロッド4に所定の切込み力が付与され、加工孔11内においてホーニング砥石7がホーニングヘッド3の径方向外方へ拡張されることにより、ホーニング砥石7が加工孔11の内周面12に押し付けられる。
As shown in FIG. 1, when honing the inner
かかる状態において、ホーニング砥石7に上記回転駆動手段による回転運動と上記往復駆動手段による往復運動とが与えられ、加工孔11の内周面12がホーニング加工される。なお、ホーニング加工時には、研削油供給手段(不図示)によって研削油が供給されている。
In this state, the honing
次に、上記ホーニング加工装置1を用いて加工孔11の内周面12をホーニング加工する際の加工パターンについて説明する。
図3は、上記ホーニング加工装置を用いて加工する際の加工パターンを示す説明図である。図3では、加工孔の内径である加工径を横軸にとり、ホーニング砥石を拡張させるためにホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッドに付与される切込み力を縦軸にとって表示している。
Next, a processing pattern when honing the inner
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a processing pattern when processing is performed using the honing apparatus. In FIG. 3, the horizontal axis represents the machining diameter, which is the inner diameter of the machining hole, and the vertical axis represents the cutting force applied to the honing grindstone expanding means, specifically the push rod, for expanding the honing grindstone.
加工孔11の内周面12をホーニング加工する際には、上述したように、先ずホーニングヘッド3に装着されたホーニング砥石7が加工孔11内に挿入される。ホーニング砥石7が所定の加工位置まで挿入されると、切込み制御手段によりホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド4に切込み力が付与され、ホーニング砥石7が加工孔11の内周面12に向かって拡張される。図3に示すように、第1の切込み力F1まで切込み力が増大させられ、この切込み力の増大に伴って加工孔11の内周面12が前加工時の加工径D0から加工径D1まで加工される。
When honing the inner
次に、第1の切込み力F1をプッシュロッド4に付与した状態でホーニング砥石7を加工孔11の内周面12に押し付け加工孔11の内周面12を荒研削する荒切込みステップS1が行われる。荒切込みステップS1は、予め設定された所定の加工径D2に達するまで行われる。なお、図3では、加工面の表面状態等によって切込み力F1がばらつきを有している。
Next, rough cut step S1 of the inner
荒切込みステップS1において所定の加工径D2まで加工されると、プッシュロッド4に付与される切込み力を一度減少させる。本実施形態では第1の切込み力F1から第3の切込み力F3まで切込み力を減少させる。この切込み力の減少に伴って加工孔11の内周面12が加工径D2から加工径D3まで加工される。
Once processed in rough cut step S1 to a predetermined working diameter D 2, once reduces the cut force applied to the
プッシュロッド4に付与される切込み力を一度減少させた後には、再び切込み力が増大させられ、第3の切込み力F3から第2の切込み力F2まで切込み力が増大させられる。加工孔11の内周面12は、この切込み力の増大に伴って加工径D3から加工径D4まで加工される。なお、第2の切込み力F2は、荒切込みステップS1における第1の切込み力F1より小さく設定されている。
After reducing the cut force applied to the
次に、第2の切込み力F2をプッシュロッド4に付与した状態でホーニング砥石7を加工孔11の内周面12に押し付け加工孔11の内周面12を仕上げ研削する仕上げ切込みステップS2が行われる。仕上げ切込みステップS2は、予め設定された所定の加工径D5に達するまで行われる。
Then, finishing cuts step S2 for finish grinding the inner
仕上げ切込みステップS2において所定の加工径D5まで加工されると、プッシュロッド4に付与される切込み力を減少させ、ホーニング砥石7をホーニングヘッド7の径方向内方へ縮小させる。この切込み力の減少に伴って加工孔11の内周面12が加工径D5から加工径D6まで加工される。そして、ホーニング砥石7が加工孔11の内部から外部へ移動され、ホーニング加工が完了される。
When in the finishing cut step S2 is processed to a predetermined working diameter D 5, reduces the cut force applied to the
このように荒切込みステップS1と仕上げ切込みステップS2とによって複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工する場合、切削加工や研削加工など前加工の加工面性状や加工時に使用する研削液等の影響を受けてホーニング砥石の切れ味が変化し、加工孔の加工精度や加工面性状の悪化あるいは加工時間の増大などの問題を引き起こし得るが、本実施形態では、ホーニング砥石の切れ味に応じて加工パターンを制御することでかかる問題を回避する。 In this way, when the inner peripheral surfaces of the plurality of holes are sequentially honed by the rough cutting step S1 and the finishing cutting step S2, the processing surface properties of the pre-processing such as cutting processing and grinding processing, the grinding fluid used at the processing, etc. The sharpness of the honing wheel changes under the influence, which may cause problems such as deterioration of the processing accuracy of the processing hole and surface property or increase of processing time, but in this embodiment, the processing pattern according to the sharpness of the honing wheel This problem can be avoided by controlling.
図4及び図5は、上記ホーニング加工装置の作動パターンを示す制御フローチャートである。
上記ホーニング加工装置1では、複数の加工孔を順次ホーニング加工するに際し、先ず、荒切込みステップS1における第1の切込み力(以下、荒切込み力という)F1及び加工径(以下、荒加工径という)D2、仕上げ切込みステップS2における第2の切込み力(以下、仕上げ切込み力という)F2及び加工径(以下、仕上げ加工径という)D5など種々の加工条件が設定され、ホーニング加工が開始される(#1)。
4 and 5 are control flowcharts showing operation patterns of the honing apparatus.
In the honing
ホーニング砥石7が加工孔11内に挿入され、設定された加工条件に基づいて切込み制御手段によりホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド4に切込み力が付与され、ホーニング砥石7が加工孔11の内周面12に向かって拡張される(#2)。次に、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が、設定された荒切込み力F1に達したか否かが判定される(#3)。
The honing
#3においてホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が荒切込み力F1に達すると、荒切込み力F1がホーニング砥石拡張手段に付与された状態で荒切込みステップS1による荒研削が行われる(#4)。この荒切込みステップS1による荒研削は、加工孔11の内周面12が、設定された荒加工径D2に達するまで行われる(#5)。
# If the cut force applied to the honing grindstone expanding means in 3 reaches the rough cut force F 1, rough cut force F 1 is rough grinding is performed by rough cuts step S1 in a state of being applied to the honing grindstone extension means ( # 4). The rough grinding by rough cuts step S1, an inner
#5において加工孔11の内径である加工径が荒加工径D2に達すると、荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2へ切り換えるためにホーニング砥石7の控え動作が行われる(#6)。上述したように、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が第1の切込み力F1から第3の切込み力F3まで減少される。
# When processing diameter is the inner diameter of the
#7において再びホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が増大され、ホーニング砥石7がホーニングヘッドの径方向外方へ拡張される。そして、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が、設定された仕上げ切込み力F2に達したか否かが判定される(#8)。
In # 7, the cutting force applied to the honing wheel expanding means is increased again, and the honing
#8においてホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が仕上げ切込み力F2に達すると、仕上げ切込み力F2がホーニング砥石拡張手段に付与された状態で仕上げ切込みステップS2による仕上げ研削が行われる(#9)。この仕上げ切込みステップS2による仕上げ研削は、加工孔11の内周面12が、設定された仕上げ加工径D5に達するまで行われる(#10)。
When cut force applied to the honing grindstone expanding means in # 8 reaches the cut force F 2 finish, finish grinding is performed by the final cut step S2 in a state where the finish cut force F 2 is applied to the honing grindstone extension means ( # 9). Finish grinding by the finishing cut step S2, the inner
#10において加工孔11の内径である加工径が仕上げ加工径D5に達すると、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が減少され、ホーニング砥石7がホーニングヘッド3の径方向内方へ縮小される(#11)。このホーニング砥石7の縮小に伴って加工孔11の内周面12は所定の加工径D6まで加工される。ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が取り除かれると、ホーニング砥石7を加工孔の内部から外部へ移動して1つの加工孔のホーニング加工を完了する(#12)。
Upon reaching the working diameter D 5 machining diameter finishing an inner diameter of the
1つの加工孔のホーニング加工が完了すると、内径測定手段によって測定された内径データに基づいて所定時間当たりの研削量(以下、単位研削量という)が上記研削量算出部によって算出される(#13)。 When honing of one hole is completed, a grinding amount per predetermined time (hereinafter referred to as a unit grinding amount) is calculated by the grinding amount calculation unit based on the inner diameter data measured by the inner diameter measuring means (# 13). ).
次に、#14においてホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量であるか否かが判定され、ホーニング砥石7の切れ味が適正であるか否かが判定される。本実施形態では、荒切込みステップS1におけるホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量、具体的には加工径D1から加工径D2までホーニング加工する際の所定時間当たりの研削量を算出し、該研削量が所定範囲内であるか否かが判定される。
Next, in # 14, it is determined whether the unit grinding amount of the honing
#14での判定結果がYESの場合、すなわちホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量である場合には、ホーニング砥石7の切れ味が適正であると判定し、次の加工孔のホーニング加工においては、前の加工孔のホーニング加工と同様の加工条件により加工が行われる。複数の加工孔11を順次ホーニング加工する生産ラインにおいては、#20において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定される。#20での判定結果がYESの場合にはホーニング加工を終了する。一方、#20での判定結果がNOの場合、次の加工孔を#1から#12に従ってホーニング加工する。
When the determination result in # 14 is YES, that is, when the unit grinding amount of the honing
一方、#14での判定結果がNOの場合、すなわちホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量でない場合には、ホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量より大きいか否かが判定される(#15)。#15での判定結果がYESの場合、すなわちホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量より大きい場合には、ホーニング砥石7の切れ味が良すぎると判定し、次の加工孔のホーニング加工に際し、#16において予め設定された荒加工径D2を小さくするとともに、#17において予め設定された荒切込み力F1を低くするように上記補正制御部によって補正する。
On the other hand, if the determination result in # 14 is NO, that is, if the unit grinding amount of the honing
そして、#20において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定され、#20での判定結果がNOの場合、次の加工孔11が#1から#12に従ってホーニング加工されるが、#17において補正された荒切込み力F1が、#3における荒切込み力として用いられ、#16において補正された荒加工径D2が、#5における荒加工径として用いられる。このようにホーニング砥石7の切れ味が良すぎる場合には、荒切込みステップS1における切込み力を低くするように補正し、荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2への切換時期を早くするように補正して、次の加工孔11のホーニング加工が行われる。
Then, in # 20, it is determined whether or not the honing processing for all the processing holes is completed. If the determination result in # 20 is NO, the
一方、#15での判定結果がNOの場合、すなわちホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量より小さい場合には、ホーニング砥石7の切れ味が良くないと判定し、次の加工孔のホーニング加工に際し、#18において予め設定された荒加工径D2を大きくするとともに、#19において予め設定された荒切込み力F1を高くするように上記補正制御部によって補正する。
On the other hand, when the determination result in # 15 is NO, that is, when the unit grinding amount of the honing
そして、#20において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定され、#20での判定結果がNOの場合、次の加工孔11が#1から#12に従ってホーニング加工されるが、#19において補正された荒切込み力F1が#3における荒切込み力として用いられ、#18において補正された荒加工径D2が#5における荒加工径として用いられる。このようにホーニング砥石7の切れ味が良くない場合には、荒切込みステップS1における切込み力を高くするように補正し、荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2への切換時期を遅くするように補正して、次の加工孔11のホーニング加工が行われる。
Then, in # 20, it is determined whether or not the honing processing for all the processing holes is completed. If the determination result in # 20 is NO, the
このように、本実施形態では複数の加工孔を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された加工孔の内径データに基づいて荒切込みステップにおけるホーニング砥石の単位研削量を上記研削量算出部によって算出し、上記単位研削量に応じて、次の加工孔のホーニング加工における荒切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期、具体的には荒加工径とを上記補正制御部によって補正し、上記単位研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くするように補正し、上記単位研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正する。 As described above, in the present embodiment, when the plurality of machining holes are sequentially honed, the unit of the honing grindstone in the rough cutting step based on the inner diameter data of the machining hole measured by the inner diameter measuring unit that measures the inner diameter of the machining hole. The grinding amount is calculated by the grinding amount calculation unit, and according to the unit grinding amount, the rough cutting force and the switching time from the rough cutting step to the finishing cutting step in the honing of the next machining hole, specifically rough machining When the unit grinding amount is larger than the predetermined grinding amount, the rough cutting force is reduced and the switching time is corrected earlier so that the unit grinding amount is the predetermined grinding amount. When the amount is smaller than the amount, the rough cutting force is increased and the switching time is corrected to be delayed.
なお、ホーニング砥石7の単位研削量が所定研削量でない場合に補正される荒加工径及び荒切込み力は、予め設定された荒加工径及び荒切込み力に対し、それぞれ一定値だけ補正するように設定してもよく、あるいは上記単位研削量に応じて補正するようにしてもよい。
The roughing diameter and the rough cutting force that are corrected when the unit grinding amount of the honing
本実施形態では、荒切込みステップS1におけるホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量に応じて、荒切込みステップS1の切込み力F1と荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2への切換時期、具体的には荒加工径D2とを補正しているが、仕上げ切込みステップS2におけるホーニング砥石の所定時間当たりの研削量、具体的には加工径D4から加工径D5までホーニング加工する際の所定時間当たりの研削量に応じて、上記切込み力F1と上記荒加工径D2とを補正するようにしてもよく、あるいは荒切込みステップS1及び仕上げ切込みステップS2におけるホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量に応じて上記切込み力F1と上記荒加工径D2とを補正するようにしてもよい。
In the present embodiment, in accordance with the grinding amount per predetermined time of the honing
このように、本実施形態に係るホーニング加工方法によれば、複数の加工孔10を順次ホーニング加工する際に、加工孔10の内径データに基づいて荒切込みステップS1及び/又は仕上げ切込みステップS2におけるホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量を算出し、上記研削量に応じて、次の加工孔10のホーニング加工における荒切込み力F1と荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2への切換時期、具体的には荒加工径D2とを補正することにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
As described above, according to the honing method according to the present embodiment, when the plurality of processing holes 10 are sequentially honed, in the rough cutting step S1 and / or the finishing cutting step S2 based on the inner diameter data of the processing holes 10. calculates the grinding amount per predetermined time of the honing
また、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力F1を減少させるとともに上記切換時期を早くし、具体的には荒加工径D2を小さくし、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力F1を増加させるとともに上記切換時期を遅くする、具体的には荒加工径D2を大きくするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい(切れ味が大きい)時は、荒切込み力F1を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい(切れ味が小さい)時は、荒切込み力F1を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石7の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
Further, when the grinding amount per predetermined time of the honing
That is, the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone 7 (large sharpness) a predetermined amount of grinding larger time, to reduce the rough cut force F 1 and a suitable grinding amount, to finish cut step roughing cuts step By making the changeover time earlier, the finishing cut step for reducing the surface roughness of the machined surface can be lengthened, and the machining diameter accuracy and the machined surface properties can be stabilized. On the other hand, the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone 7 (smaller sharpness) a predetermined amount of grinding less time, to increase the grinding amount by increasing the rough cut force F 1, to finish cut step roughing cuts step The rough cutting step is lengthened to reduce the machining time by slowing the switching time of the honing wheel, and when the honing
更に、エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する場合においても、シリンダボアの内周面の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。 Furthermore, when honing a cylinder bore provided in the cylinder block of the engine, the inner diameter of the inner peripheral surface of the cylinder bore and the machining surface properties can be stabilized and the machining time can be shortened, making the above effects more effective. Can play.
また更に、本実施形態に係るホーニング加工装置1によれば、ホーニング砥石7の切込みを制御する切込み制御手段が、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量に応じて荒切込み力F1と荒切込みステップS1から仕上げ切込みステップS2への切換時期、具体的には荒加工径D2とを補正するようにホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド4に付与する切込み力を制御する補正制御部とを備えていることにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
Furthermore, according to the honing
また更に、補正制御部は、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力F1を減少させるとともに上記切換時期を早くし、具体的には荒加工径D2を小さくし、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力F1を増加させるとともに上記切換時期を遅くする、具体的には荒加工径D2を大きくするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい(切れ味が大きい)時は、荒切込み力F1を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石7の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい(切れ味が小さい)時は、荒切込み力F1を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石7の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
Furthermore, the correction control unit, when the grinding amount per predetermined time of the honing
That is, the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone 7 (large sharpness) a predetermined amount of grinding larger time, to reduce the rough cut force F 1 and a suitable grinding amount, to finish cut step roughing cuts step By making the changeover time earlier, the finishing cut step for reducing the surface roughness of the machined surface can be lengthened, and the machining diameter accuracy and the machined surface properties can be stabilized. On the other hand, the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone 7 (smaller sharpness) a predetermined amount of grinding less time, to increase the grinding amount by increasing the rough cut force F 1, to finish cut step roughing cuts step The rough cutting step is lengthened to reduce the machining time by slowing the switching time of the honing wheel, and when the honing
なお、加工孔10としてシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する際に、シリンダボアにシリンダライナが挿入されている場合においても本実施形態に係るホーニング加工を適用することができ、シリンダライナの内周面をホーニング加工する際に上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
In addition, when honing a cylinder bore provided in the cylinder block as the
本実施形態では、ホーニング砥石の切れ味をホーニング砥石の所定時間当たりの研削量によって判定しているが、例えば加工面の表面粗さなどその他の判定基準を用いて、ホーニング砥石7の切れ味を判定することも可能であり、かかる場合においても、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップにおける切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を補正することで、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態では、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量の判定により、荒切込み力F1を調整しているが、荒切込み力F1と仕上げ切込み力F2との両方を同様に調整するようにしてもよい。
In this embodiment, the sharpness of the honing grindstone is determined by the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone, but the sharpness of the honing
In the present embodiment, the rough cutting force F 1 is adjusted by determining the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone, but both the rough cutting force F 1 and the finishing cutting force F 2 are similarly adjusted. You may make it do.
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができるホーニング加工方法及びその装置であり、例えばエンジンのシリンダブロックに設けられるシリンダボアなど、円筒内面をホーニング加工する際に好適に適用可能である。 The present invention relates to a honing method and apparatus capable of stabilizing the inner diameter and processing surface properties of a processing hole and reducing the processing time. For example, a honing process is performed on an inner surface of a cylinder such as a cylinder bore provided in a cylinder block of an engine. In this case, it can be suitably applied.
1 ホーニング加工装置
3 ホーニングヘッド
4 プッシュロッド
5 テーパコーン
6 拡張プレート
7 ホーニング砥石
10 ワーク
11 加工孔
12 内周面
15 圧力センサ
16 エアーゲージ
S1 荒切込みステップ
S2 仕上げ切込みステップ
F1〜F3 切込み力
D0〜D6 加工径
1 honing
Claims (5)
複数の前記加工孔を順次ホーニング加工する際に、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記荒切込みステップ及び/又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、前記研削量に応じて、次の前記加工孔のホーニング加工における前記第1の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する、
ことを特徴とするホーニング加工方法。 A honing grindstone mounted on the honing head is inserted into a machining hole of the workpiece, and a honing grindstone extending means for expanding the honing grindstone in the radial direction of the honing head is applied to the honing grindstone to process the honing grindstone. A rough cutting step of pressing the inner peripheral surface of the hole for rough grinding, and a second cutting force smaller than the first cutting force is applied to the honing grindstone expanding means after the rough cutting step, and the honing grindstone is applied to the machining hole. A honing method for processing the inner peripheral surface of the processing hole by a finish cutting step of pressing and grinding the inner peripheral surface of the processing hole,
In the case of sequentially honing the plurality of processing holes, the rough cutting step and / or the finishing cutting step based on the inner diameter data of the processing hole measured by an inner diameter measuring unit that measures the inner diameter of the processing hole. A grinding amount per predetermined time of the honing grindstone is calculated, and according to the grinding amount, the first cutting force and the switching time from the rough cutting step to the finishing cutting step in the next honing processing of the processing hole, Correct,
The honing method characterized by this.
前記荒切込みステップ及び/又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第1の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第1の切込み力と前記切換時期とを補正する、
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。 When the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone in the rough cutting step and / or the finishing cutting step is larger than a predetermined grinding amount, the first cutting force is reduced according to the grinding amount and the switching is performed. Correcting the first cutting force and the switching time so as to advance the time;
When the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone in the rough cutting step and / or the finishing cutting step is smaller than a predetermined grinding amount, the first cutting force is increased according to the grinding amount and the switching is performed. Correcting the first cutting force and the switching time so as to delay the time;
The honing method according to claim 1, wherein:
前記加工孔が、前記シリンダブロックに設けられたシリンダボアである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のホーニング加工方法。 The workpiece is an engine cylinder block;
The processing hole is a cylinder bore provided in the cylinder block.
The honing method according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記加工孔の内径を測定する内径測定手段を備え、
前記切込み制御手段が、前記内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、前記研削量算出部により算出された前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、前記第1の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えている、
ことを特徴とするホーニング加工装置。 A honing wheel mounted on the honing head, honing wheel expanding means mounted on the honing head for expanding the honing wheel in the radial direction of the honing head, and a predetermined cutting force is applied to the honing wheel expanding means to A cutting control means for controlling the cutting of the honing grindstone into the machining hole, the cutting control means applies a first cutting force to the honing grind expanding means, and the honing grindstone is applied to the inner peripheral surface of the machining hole. A rough cutting step of pressing rough grinding, and after the rough cutting step, the cutting control means applies a second cutting force smaller than the first cutting force to the honing grindstone expanding means, and the honing grindstone is applied to the machining hole. A finishing incision step in which the inner peripheral surface is pressed and ground to finish. A honing processing apparatus for processing a surface,
An inner diameter measuring means for measuring the inner diameter of the processing hole;
The cutting control means is calculated by a grinding amount calculation unit that calculates a grinding amount per predetermined time of the honing grindstone based on the inner diameter data of the machining hole measured by the inner diameter measurement unit, and the grinding amount calculation unit. And a correction control unit that corrects the first cutting force and the switching time from the rough cutting step to the finishing cutting step according to the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone.
Honing machine characterized by that.
When the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone is larger than the predetermined grinding amount, the correction control unit decreases the first cutting force according to the grinding amount and accelerates the switching time. The first cutting force and the switching time are corrected, and when the grinding amount per predetermined time of the honing grindstone is smaller than the predetermined grinding amount, the first cutting force is increased according to the grinding amount. The honing apparatus according to claim 4, wherein the first cutting force and the switching time are corrected so as to delay the switching time.
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JP2021119021A (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-12 | マツダ株式会社 | Honing processing device and honing processing method |
CN115397611A (en) * | 2020-05-15 | 2022-11-25 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Device and method for grinding and honing and use of said device |
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2006
- 2006-04-20 JP JP2006116950A patent/JP2007283472A/en active Pending
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CN115397611A (en) * | 2020-05-15 | 2022-11-25 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Device and method for grinding and honing and use of said device |
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