JP3613884B2 - ホーニングヘッドの砥石ドレッシング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホーニングヘッドの外周部に設けた砥石をドレス用被研削材に対して相互に摺動接触させ、これにより砥石表面の先端が削られた使用済みの砥粒を取去って、切刃となる新規な砥粒を砥石表面に露出させるホーニングヘッドの砥石ドレッシング方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ドレス用被研削材として砥石を用いずに、ホーニングヘッドの砥石表面の使用済みの砥粒を取去ることにより露出させた切刃となる新規な砥粒の先端を摩耗させることなく、適正なドレッシング作業を行えるようにしたことを目的としている。
【0003】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、第1に、ホーニングヘッドの外周部に設けた砥石と、このホーニングヘッドにより加工するワークと同材質で円柱状を呈するドレス用被研削材の外周面とを相互に摺動接触させることで、前記砥石表面の使用済みの砥粒を取去って、新規な砥粒を砥石表面に露出させる砥石ドレッシングを行う際に、前記ドレス用被研削材に対し、前記ホーニングヘッドを回転かつ軸方向移動させるとともに、前記ドレス用被研削材を前記ホーニングヘッドと同方向に回転させる砥石ドレッシング方法としてある。
【0004】
上記砥石ドレッシング方法によれば、新規な砥粒が砥石表面に露出した際に、この新規な砥粒の先端がドレッシング時にドレス用被研削材に対して摺動接触しても、ドレス用被研削材として砥石を用いていないので、砥石先端の切刃の摩耗や、ドレス用被研削材側の砥粒のホーニングヘッドにおける砥石の切刃間への侵入などの不具合が回避される。
また、ドレス用被研削材に対し、ホーニングヘッドを回転かつ軸方向移動させることで、切刃となる新規な砥粒が砥石表面の全体にわたり均一に露出することになる。
【0006】
第2に、第1の砥石ドレッシング方法において、ホーニングヘッドの回転速度および軸方向移動速度を、ドレス用被研削材の表面に形成されるヘリカルな研削軌跡が、前記ホーニングヘッドにより加工されるワークの円筒内面に形成されるヘリカルな研削軌跡と一致するように設定してある。これにより、ドレッシングを行った後の砥石の表面は、ワークを加工するに適した状態となり、ワークの円筒内面に対し、ホーニングヘッドを回転かつ軸方向移動させて加工を行う際に、砥石がワーク表面に対して抵抗が少なく、スムーズな加工が可能となる。
【0010】
【発明の効果】
第1の発明によれば、ワークと同材質のドレス用被研削材を用いて砥石のドレッシングを行うので、砥石表面の先端が削られた使用済みの砥粒が取去られ、先端が鋭利で切刃となる新規な砥粒が露出した際に、この新規な砥粒の先端がドレッシング時にドレス用被研削材を研削しても、ドレス用被研削材として砥石を用いていないので、砥石先端の切刃の摩耗や、ドレス用被研削材側の砥粒のホーニングヘッドにおける砥石の切刃間への侵入などの不具合が回避され、適正な砥石ドレッシングを行うことができる。
また、ホーニングヘッドをドレス用被研削材に対して回転かつ軸方向に移動させることで、新規な砥粒が砥石表面の全体にわたり均一に露出し、より適正な砥石ドレッシングを行うことができる。
【0012】
第2の発明によれば、ホーニングヘッドの回転速度および軸方向移動速度を、ドレス用被研削材の表面に形成されるヘリカルな軌跡が、ホーニングヘッドにより加工されるワークの内面に形成されるヘリカルな軌跡と一致するように設定してあるので、ドレッシングを行った後の砥石の表面は、ワークを加工するに適した状態となり、ワークの円筒内面に対し、ホーニングヘッドを回転かつ軸方向移動させて加工を行う際に、砥石がワーク表面に対して抵抗が少なく、スムーズな加工を行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0016】
図1は、ホーニングヘッド1の外周部に設けられた複数の砥石3に対し、ドレス用被研削材5を用い、表面の先端が削られた使用済みの砥粒を取去り、先端が鋭利で切刃となる新規な砥粒を露出させる、いわゆる砥石ドレッシングを行っている状態を示す正面図であり、図2は図1の平面図である。
【0017】
図3は、上記したホーニングヘッド1を用いてワークWに設けた加工孔Hに対してホーニング加工を行っている状態を示す断面図である。このホーニングヘッド1は、図示しないホーニング盤に設けたスピンドル7への取付部としてのシャンク9Sを上端部に設けた円筒状のヘッド本体9を備えている。このヘッド本体9の周方向には、複数のスリット11が適宜間隔に設けてあり、各スリット11には、外側部に前述した砥石3を備えた砥石シュー13が放射方向(径方向)へ移動可能に設けてある。
【0018】
なお、各砥石シュー13は、適宜に設けたリング状のスプリング15の作用によって常に放射内方向へ付勢されている。
【0019】
また、前記ヘッド本体9の外周面には、超硬ガイドよりなる複数のガイド部材17が適宜間隔に設けてあり、適数のガイド部材17には、ガイド部材17の表面17Fと加工孔Hの円筒内面となる内周面HFとの間隙(クリアランス)Cを測定するためのエアマイクロメータの測定部としてのエアノズル19が設けてある。
【0020】
前記ヘッド本体9内には、ヘッド本体9の軸方向へ移動可能なロッド21を内装しており、このロッド21には、前記各砥石シュー13を放射外方向へ押圧し拡開するための拡開テーパ部23が設けてある。ロッド21の上端部はヘッド本体9のシャンク9S内に突出しており、このロッド21に取付けたフランジ部25とシャンク9Sとの間に弾装したスプリング27の作用によって、ロッド21は常に上方向へ付勢保持されている。
【0021】
上記のような構成において、ヘッド本体9のシャンク9Sをホーニング盤のスピンドル7に装着した後、ホーニングヘッド1をワークWの加工孔H内に挿入し、前記スピンドル7を回転させるとともに上下動し、かつホーニング盤に設けた図示しない油圧シリンダにおいて上下動可能なピストンロッド28によって前記ロッド21を下降させることにより、各砥石シュー13は拡開用テーパ部23の作用により、スプリング15に抗して放射外方向へ移動される。各砥石シュー13が放射外方向へ移動されて拡開されることにより、各砥石シュー13に設けた砥石3が加工孔Hの内周面HFへ圧接され、加工孔Hのホーニング加工が行われる。
【0022】
上記したようなホーニング加工を行う際には、加工孔Hの内径を測定するが、このときガイド部材17に設けたエアノズル19から内周面HFへ向けてエアを噴出し、ガイド部材17の表面17Fと加工孔Hの内周面HFとの間の間隙Cの変化に対応したエア圧の変化を検出し、この検出値を、空気圧を電気信号に変換する図示しないA/E変換器によって電気信号に変換して加工孔Hの内径値を算出する。
【0023】
上記したような内径測定を行いつつホーニング加工を行う際には、加工孔Hの目標とする内径値と同径の基準孔MHを備えたマスタリングMRの内径を、上記したエアノズル19によって測定し、加工孔Hの内径が基準孔MHの内径に対して許容寸法内となるまで加工を継続する。
【0024】
上記のようにワークWに対してホーニング加工を行う過程においては、砥石3の表面の砥粒先端が削られて丸くなり、そのままでは研削加工に適さなくなるので、適度な間隔をおいて前記図1および図2に示したようなドレス用被研削材5を用いて砥石3の表面のドレッシングを行う。
【0025】
上記したドレス用被研削材5は、円柱状を呈して前記ワークWと同材質で構成されており、上下の支持軸29によって支持されて図示しない回転駆動機構によって図2中で矢印A方向に回転する。ドレス用被研削材5の上下方向長さLは、図3に示したワークWにおける加工孔Hの内周面HFの上下方向長さと一致させてある。一方、ホーニングヘッド1は、前記図3に示したホーニング盤と同様な機構に支持されて、回転(図2中で矢印B方向)および軸方向(図1中で上下方向)移動可能である。
【0026】
砥石3のドレッシングを行う場合には、ドレス用被研削材5を図2中で矢印A方向に回転させつつ、ホーニングヘッド1も同様に矢印B方向に回転させ、かつホーニングヘッド1については図1中で上下方向に往復移動させる。このとき、ホーニングヘッド1においては、前記図3で示した拡開テーパ部23の下降動作による砥石シュー13の放射外方向への移動により、砥石3をドレス用被研削材5に対して所定の圧力で押圧している。
【0027】
これにより、砥石3の表面の全体が、ドレス用被研削材5の表面に摺動接触して、砥石3に対するドレッシング、すなわち砥石3の表面の先端が削られた使用済みの砥粒を取去り、先端が鋭利で切刃となる新規な砥粒を露出させる作業が、砥石3の全体にわたり均一に効率よくなされることになる。ここで、ドレス用被研削材5として、砥石を使用しておらず、ホーニングヘッド1が加工するワークWと同一の材質のものを使用しているので、新規な切刃先端がドレス用被研削材5に摺動接触しても摩耗しない上、相手方の砥石の砥粒が砥石3の切刃間に入込んで砥石3の目詰まりを起こすという不具合も発生せず、適正な砥石ドレッシングを行うことができる。
【0028】
ホーニングヘッド1を回転かつ上下動させながら、ワークWに対してホーニング加工を行う際には、図1のドレス用被研削材5の表面にて一部を示してあるものと同様な、クロスハッチCHと呼ばれるヘリカルな研削軌跡が、加工孔Hの内周面HFに形成される。このクロスハッチCHは、図1中で、左下がりの研削軌跡aと、右下がりの研削軌跡bとが相互に交差して形成されるもので、この両研削軌跡a,b相互がなす角度αは、ワークWに対するホーニング加工におけるホーニングヘッド1の回転速度をV、上下動速度をSとした場合に、次式で表される。
【0029】
α=2×tan −1(S/2V)
一方、ホーニングヘッド1を回転かつ上下動させながら、ドレス用被研削材5の表面に対して砥石ドレッシングを行う際においても、上記したワークWに形成されるクロスハッチCHと同様なクロスハッチCHが形成されるが、ここでは、ドレス用被研削材5におけるクロスハッチCHの角度αが、ワークWに形成されるクロスハッチCHの角度αと同一となるように、砥石ドレッシング時でのホーニングヘッド1の回転速度、上下動速度およびドレス用被研削材5の回転速度を設定してある。
【0030】
これにより、砥石3のドレッシング後、ワークWの加工孔Hの内周面HFに対し、ホーニングヘッド1を回転かつ上下移動させて加工を行う際に、砥石3がワークWの内周面HFに対して抵抗が少なく、なじみ性がよくなり、またドレス用被研削材5の被研削面の上下方向長さがワークWの内周面HFの軸方向長さに一致していることもあって、加工時と同じ条件で砥石3のドレッシングがなされ、この結果スムーズなホーニング加工を行うことができ、高精度な製品が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態を示す砥石ドレッシングの動作説明図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図1の砥石ドレッシングを行う砥石が装着されたホーニングヘッドを用いてワークに対しホーニング加工を行っている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
W ワーク
1 ホーニングヘッド
3 砥石
5 ドレス用被研削材
Claims (2)
- ホーニングヘッドの外周部に設けた砥石と、このホーニングヘッドにより加工するワークと同材質で円柱状を呈するドレス用被研削材の外周面とを相互に摺動接触させることで、前記砥石表面の使用済みの砥粒を取去って、新規な砥粒を砥石表面に露出させる砥石ドレッシングを行う際に、前記ドレス用被研削材に対し、前記ホーニングヘッドを回転かつ軸方向移動させるとともに、前記ドレス用被研削材を前記ホーニングヘッドと同方向に回転させることを特徴とするホーニングヘッドの砥石ドレッシング方法。
- ホーニングヘッドの回転速度および軸方向移動速度を、ドレス用被研削材の表面に形成されるヘリカルな研削軌跡が、前記ホーニングヘッドにより加工されるワークの円筒内面に形成されるヘリカルな研削軌跡と一致するように設定したことを特徴とする請求項1記載のホーニングヘッドの砥石ドレッシング方法。
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