JP2010162612A - ホーニング加工用工具 - Google Patents

Abstract

【課題】電着砥石における砥粒の取り代量を大きくすることにより、工具長を短くすることができるホーニング加工用工具を提供する。
【解決手段】工具本体１２の外周部に設けられる電着砥石１３の工具先端側に、粗仕上げ用の前進加工部２１を備え、この前進加工部２１の超砥粒３２を、工具先端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した台金３１の表面において、工具軸方向に所定の間隔で、且つ、その突き出し量が同じになるように電着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物に形成された円筒内周面に対して、仕上げ加工を施すホーニング加工用工具に関する。

従来から、ワークの円筒内周面を精密に仕上げる加工法の１つとして、ホーニング加工が知られている。このホーニング加工は、精密中ぐりや研削等によって加工された円筒内周面の真円度、真直度、表面粗さ等の加工精度を向上させるための加工法である。

このような、ホーニング加工に用いられるホーニング加工用工具は、その外周部に複数の砥石を有している。そして、ホーニング加工を行う場合には、ホーニング加工用工具を回転させながら、その回転軸方向に移動させて、ワークの円筒内周面内に挿入することにより、各砥石がその円筒内周面に対して仕上げ加工を行うことになる。

また、ホーニング加工用工具による加工精度及び加工能率は、その砥石における砥粒の間隔及び突き出し量に起因することが知られている。そこで、従来から、砥粒の間隔及び突き出し量を均一にして、研削性の向上を図るようにした電着砥石が提供されている。このような、従来の電着砥石は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００１−３８６３１号公報

ここで、従来の電着砥石を用いて研削する場合には、砥石全長に亘って、円筒内周面に対する仕上げ面粗さを確保するために、砥粒の間隔及び突き出し量を適正に設定しなければならない。このような設定を行う際には、砥石の先端側によって円筒内周面の内径を高能率に加工するために、砥石の先端側においては、砥粒の間隔及び突き出し量を比較的小さくする必要があった。このため、砥石の先端側における各砥粒間においては、突き出し量の差であって、ワーク表面への切り込み量（研削深さ）となる取り代量が小さくなってしまう。これにより、従来の電着砥石をホーニング加工用工具に適用しようとすると、その取り代量が小さい分、所定の切り込み量を得るためには、電着砥石の工具軸方向の長さを長くしなくてはならず、結果的に、工具長が長くなるおそれがあった。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、電着砥石における砥粒の取り代量を大きくすることにより、工具長を短くすることができるホーニング加工用工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るホーニング加工用工具は、
工具本体の外周部に設けられる電着砥石によって、被加工物の円筒内周面にホーニング加工を行うホーニング加工用工具であって、
前記電着砥石は、
その工具先端側に設けられ、前記円筒内周面を粗仕上げ加工する前進加工部と、
前記前進加工部の工具基端側に設けられ、前記円筒内周面を精密仕上げ加工する内径仕上げ部とを備え、
前記前進加工部の第１砥粒は、工具先端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した台金の表面に電着され、
前記内径仕上げ部の第２砥粒は、前記第１砥粒の粒径よりも小さな粒径を有すると共に、前記前進加工部における前記台金の基端部と同じ高さで形成された前記台金の表面に電着される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るホーニング加工用工具は、
前記電着砥石は、
前記内径仕上げ部の工具基端側に設けられ、工具引抜時に前記円筒内周面内を案内する後進ガイド部を備え、
前記後進ガイド部の第３砥粒は、
前記第２砥粒の粒径と同じ粒径、または、前記第２砥粒の粒径よりも小さな粒径を有すると共に、工具基端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した前記台金の表面に電着される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るホーニング加工用工具は、
前記第１砥粒または前記第３砥粒を、工具軸方向に所定の間隔で、且つ、その突き出し量が同じになるように電着する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るホーニング加工用工具は、
多面体形状に形成された前記第１砥粒、前記第２砥粒、前記第３砥粒を、その頂点及び砥粒面が同じ向きになるように電着する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係るホーニング加工用工具によれば、工具本体の外周部に設けられる電着砥石の工具先端側に、粗仕上げ用の前進加工部を備え、この前進加工部の第１砥粒を、工具先端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した台金に電着することにより、第１砥粒の取り代量を大きくすることができるので、工具長を短くすることができる。

本発明の一実施例に係るホーニング加工用工具による加工の様子を示した図である。 電着砥石の側面図である。

以下、本発明に係るホーニング加工用工具について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例に係るホーニング加工用工具による加工の様子を示した図、図２は電着砥石の側面図である。

図１に示すホーニング加工用工具１は、図示しないマシニングセンタやホーニング盤等の工作機械に装着されることにより、ワーク（被加工物）Ｗの下孔Ｗａに対してホーニング加工を行う工具である。なお、下孔Ｗａは、精密中ぐりや研削等によって、ワークＷに予め加工された孔である。

ホーニング加工用工具１は、工具基端側の把持部１１と、工具先端側の工具本体１２とを備えており、更に、工具本体１２の工具先端側外周部には、複数の電着砥石１３が設けられている。これら電着砥石１３は、工具軸方向に延在した薄板状に形成されており、工具周方向において等角度間隔で配置されている。

また、前記工作機械には、主軸２が回転可能で、且つ、前後移動可能に支持されている。この主軸２には、ホーニング加工用工具１の把持部１１が着脱可能となっている。従って、主軸２を回転駆動させることにより、ホーニング加工用工具１がその軸心周りに回転すると共に、主軸２を移動させることにより、ホーニング加工用工具１がその軸方向に移動することになる。

図２に示すように、電着砥石１３には、その工具先端側から工具基端側に向けて、前進加工部２１、内径仕上げ部２２、後進ガイド部２３が連続して形成されており、これら一連の砥石面１３ａは、下孔Ｗａの円筒内周面に沿ったＲ形状となっている。

前進加工部２１は、工具前進時に粗仕上げ加工を行うものであって、工具先端側に向かうに従って、その高さが漸次低くなるように傾斜している。このときの傾斜角度は、工具軸心に対して傾斜角θ１となっている。また、内径仕上げ部２２は、工具前進時に精密仕上げ加工を行うものであって、前進加工部２１の基端部及び後進ガイド部２３の先端部と同じ高さに形成されている。更に、後進ガイド部２３は、工具後進時に工具引き抜き案内の役割を果たすものであって、工具基端側に向かうに従って、その高さが漸次低くなるように傾斜している。このときの傾斜角度は、工具軸心に対して傾斜角θ２となっている。なお、傾斜角θ１，θ２の間には、（θ１＜θ２）となるような関係が成り立っている。

また、電着砥石１３は、全体として、ダイヤモンド等の多面体形状をなす超砥粒（第１砥粒）３２、超砥粒（第２砥粒）３３、超砥粒（第３砥粒）３４を、台金３１の表面に金属めっき層３５により分散固着させた構成となっている。これら固着された超砥粒３２，３３，３４は、その突き出し量が同じになるだけでなく、その固着方向、即ち、その頂点（稜）及び砥石（結晶）面も同じ向きとなっている。

そして、前進加工部２１には、比較的粒径が大きな超砥粒３２が固着されており、これら超砥粒３２は、工具軸方向において、所定長さのピッチＰ１で配置されている。従って、前進加工部２１が工具軸心に対して傾斜角θ１で傾斜しているので、各超砥粒３２間の取り代量Ｓは一定となっている。

一方、内径仕上げ部２２には、超砥粒３２の粒径よりも小さな粒径をなす超砥粒３３が固着されており、これら超砥粒３３は、工具軸方向において、所定長さのピッチＰ２で配置されている。また、後進ガイド部２３には、超砥粒３３の粒径と同じ粒径をなす超砥粒３４が固着されており、これら超砥粒３４は、工具軸方向において、所定長さのピッチＰ３で配置されている。

このような電着砥石１３を製造する場合には、台金３１の表面、または、反転電着する基台（図示省略）の表面における前進加工部２１、内径仕上げ部２２、後進ガイド部２３に対応する範囲に、多面形状の凹部（図示省略）をそれぞれピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３で形成する。なお、この凹部を形成するときには、その壁面を、超砥粒３２，３３，３４が同じ向きで、且つ、同じ突き出し量となるように加工する。

次いで、超砥粒３２，３３，３４を供給する際には、これらを振動させながら供給したり、台金３１または基台を振動させたりして、凹部内に超砥粒３２，３３，３４が緻密に充填されるようにする。そして、このように、超砥粒３２，３３，３４を台金３１または基台に仮保持した状態で、銅やニッケル等の金属によってめっきすることにより、それらを電着させる。

よって、ホーニング加工用工具１を用いてホーニング加工を行う場合には、主軸２を駆動することにより、ホーニング加工用工具１を回転させながら前進させ、ワークＷの下孔Ｗａに順次通過させる。これにより、電着砥石１３によるワンパスホーニング加工よって、各下孔Ｗａの円筒内周面における真円度、真直度、表面粗さ等の加工精度が向上されることになる。このとき、各下孔Ｗａにおいては、電着砥石１３における前進加工部２１の超砥粒３２によって、取り代量Ｓで段階的に切り込まれ、粗仕上げ加工された後、内径仕上げ部２２の超砥粒３３によって、精密に仕上げ加工されることになる。

そして、ワンパス後のホーニング加工用工具１をワークＷの下孔Ｗａから引く抜く場合には、主軸２を駆動させることにより、ホーニング加工用工具１を回転させながら後進させる。このとき、電着砥石１３の後進ガイド部２３が各下孔Ｗａにガイドされるため、ホーニング加工用工具１はスムーズに引き抜かれることになる。

なお、上述したように、電着砥石１３の後進ガイド部２３は、工具後進時において工具引き抜き案内の役割を果たすものであって、ホーニング加工の研削には直接関与するものではない。そのため、後進ガイド部２３は、精密仕上げ後の下孔Ｗａの円筒内周面に軽く接触するだけであって、その砥粒３４による仕上げ加工は殆ど行われることはない。また、超砥粒３４の粒径を超砥粒３３の粒径よりも小さくすることにより、精密仕上げ後の下孔Ｗａの表面粗さを、更に向上させることができる。

従って、本発明に係るホーニング加工用工具１によれば、電着砥石１３の工具先端側に、粗仕上げ加工用の前進加工部２１を備え、この前進加工部２１の超砥粒３２を、傾斜した台金３１の表面において、工具軸方向にピッチＰ１で、且つ、その突き出し量が同じになるように電着することにより、超砥粒３２の取り代量Ｓを大きくすることができので、工具長を短くすることができる。この結果、加工ストロークを短くすることができるため、機械の小型化及び加工時間の短縮化を図ることができる。

また、前進加工部２１の超砥粒３２の粒径を、内径仕上げ部２２の超砥粒３３の粒径よりも大きな粒径としたことにより、超砥粒３２の取り代量Ｓを容易に大きくすることができ、高能率な粗加工を行うことができる。しかも、超砥粒３２，３３を同じ向きになるように電着することにより、加工精度の向上を図ることもできる。

本発明は、工具本体の外周部に設けられる複数の電着砥石を、それぞれ径方向に進退可能に支持するホーニング加工用工具に適用可能である。

１ ホーニング加工用工具
２ 主軸
１１ 把持部
１２ 工具本体
１３ 電着砥石
１３ａ 砥石面
２１ 前進加工部
２２ 内径仕上げ部
２３ 後進ガイド部
３１ 台金
３２，３３，３４ 超砥粒
３５ 金属めっき層
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 砥粒ピッチ
Ｓ 取り代量
θ１，θ２ 傾斜角
Ｗ ワーク
Ｗａ 下孔

Claims (4)

1. 工具本体の外周部に設けられる電着砥石によって、被加工物の円筒内周面にホーニング加工を行うホーニング加工用工具であって、
   前記電着砥石は、
   その工具先端側に設けられ、前記円筒内周面を粗仕上げ加工する前進加工部と、
   前記前進加工部の工具基端側に設けられ、前記円筒内周面を精密仕上げ加工する内径仕上げ部とを備え、
   前記前進加工部の第１砥粒は、工具先端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した台金の表面に電着され、
   前記内径仕上げ部の第２砥粒は、前記第１砥粒の粒径よりも小さな粒径を有すると共に、前記前進加工部における前記台金の基端部と同じ高さで形成された前記台金の表面に電着される
   ことを特徴とするホーニング加工用工具。
2. 請求項１に記載のホーニング加工用工具において、
   前記電着砥石は、
   前記内径仕上げ部の工具基端側に設けられ、工具引抜時に前記円筒内周面内を案内する後進ガイド部を備え、
   前記後進ガイド部の第３砥粒は、
   前記第２砥粒の粒径と同じ粒径、または、前記第２砥粒の粒径よりも小さな粒径を有すると共に、工具基端側に向かうに従ってその高さが漸次低くなるように傾斜した前記台金の表面に電着される
   ことを特徴とするホーニング加工用工具。
3. 請求項１または２に記載のホーニング加工用工具において、
   前記第１砥粒または前記第３砥粒を、工具軸方向に所定の間隔で、且つ、その突き出し量が同じになるように電着する
   ことを特徴とするホーニング加工用工具。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のホーニング加工用工具において、
   多面体形状に形成された前記第１砥粒、前記第２砥粒、前記第３砥粒を、その頂点及び砥粒面が同じ向きになるように電着する
   ことを特徴とするホーニング加工用工具。

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