JP3678817B2

JP3678817B2 - Honing processing method and apparatus

Info

Publication number: JP3678817B2
Application number: JP27478595A
Authority: JP
Inventors: 隆二藤本; 康夫西森; 晋司八田; 滋林; 義浩網井; 慎二鹿山
Original assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: KR970014929A; JPH0985610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、砥石に回転運動と往復運動とを与えながら、砥石をワークの加工面に押し付けてワークを削り取って目的とする表面あらさ、寸法、形状を得るようなホーニング加工方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に内燃機関のシリンダブロックにおけるシリンダボアには表面硬度を向上させるために焼入れ処理が行なわれ、この焼入れ処理により熱変形（熱焼入れ変形）した部分はホーニング加工により良好な真円度を確保するように加工されることが望まれる。
従来、このような焼入れ処理されたシリンダボアをホーニング加工する方法およびその装置としては、例えば特開平３−１９７６３号公報に記載のものがある。
【０００３】
すなわち、図７に示すようにシリンダブロック７１のシリンダボア７２にはピストンのストローク方向に延びる縦方向の複数の焼入れ部７３…が予め離間形成され、この焼入れ部７３をホーニング加工するホーニングヘッド７４には、上述の複数の焼入れ部７３に同時接触するように螺旋形状の砥石７５を配置し、このホーニングヘッド７４をシリンダボア７２内に挿入し、砥石７５に回転運動および往復運動を付加して、焼入れにより熱変形した変形部をホーニング加工する方法および装置である。
【０００４】
しかし、この従来方法および装置にあっては、螺旋形状の砥石７５が同時に複数の焼入れ部７３に接触するものの、この焼入れ部７３それ自体が変形しているので、ホーニングヘッド７４を含むホーニングツールの確実なセンタリング（centering 、中心合わせ）を行なうことが困難であり、またホーニング加工中におけるツールの倒れや振れを防止することも困難であるから、シリンダボア７２の高精度の真円度および真直度を確保することができない問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ワーク加工孔内にて案内ガイドを拡張して、この案内ガイドでワーク加工孔に対してホーニングツールをセンタリングし、ワーク加工孔における非変形部に砥石を接触させて取り代目標値を検出した後に、部分変形部の加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致するまで加工する方法により、ワークに対するツールの確実なセンタリングができると共に、ツールの倒れや振れをも防止することができ、ワーク加工孔の高精度の真円度および真直度を確保することができ、しかも、部分変形部の取り代目標値の検出および設定が容易で、かつ、簡単に定寸加工を行なうことができるホーニング加工方法の提供を目的とする。
【０００６】
この発明の一実施態様は、上記部分変形部をシリンダボア焼入部に設定することで、焼入れにより熱変形した局部変形部の取り代目標値の検出および取り代の加工が容易なホーニング加工方法の提供を目的とする。
【０００７】
この発明の一実施態様は、シリンダボア焼入部の加工時に変形部分の上下寸法に対応する短いストロークにてホーニングツールを往復動させることで、必要箇所のみを短時間でホーニング処理することができるホーニング加工方法の提供を目的とする。
【０００８】
この発明の一実施態様は、シリンダボア焼入部のホーニング加工後、シリンダボア全長寸法に対応する長いストロークにて仕上げホーニング加工することで、シリンダボア全体を定寸法に仕上げ加工することができるホーニング加工方法の提供を目的する。
【０００９】
この発明はまた、ワーク加工孔における非変形部に砥石を接触させて取り代目標値を検出し、部分変形部の加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致した時、ホーニング加工を停止することで、部分変形部の正確な取り代目標値の検出および設定が容易で、かつ簡単に定寸加工を行なうことができるホーニング加工装置の提供を目的とする。
【００１０】
この発明の一実施態様は、ツールボディの軸芯部に各別に拡張動作されるインナコーンとアウタコーンとを配設することで、配置スペースが制限された部位にこれら各コーンをコンパクトに組込むことができると共に、上記各コーンにより必要時に対応する案内ガイドおよび砥石を適切に拡張することができるホーニング加工装置の提供を目的とする。
【００１１】
この発明の一実施態様は、上記ツールボディの外周部に特異な段付きプラグゲージを配設することで、ホーニング加工の前工程に専用の検出装置を設けることなく、焼入れの有無を上記段付きプラグゲージにより容易に検出することができるホーニング加工装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明によるホーニング加工方法は、ワーク加工孔内にて案内ガイドを拡張して、ワーク加工孔に対してホーニングツールをセンタリングし、ワーク加工孔における非変形部に砥石を接触させて取り代目標値を検出した後に、部分変形部加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致するまでホーニング加工するものである。
【００１３】
この発明の一実施態様は、上記部分変形部をシリンダボア焼入部に設定したものである。
【００１４】
この発明の一実施態様は、上記シリンダボア焼入部の荒ホーニング加工は変形部分の上下寸法に対応するショートストロークにて行なうものである。
【００１５】
この発明の一実施態様は、上記荒ホーニング加工の後、シリンダボア全長寸法に対応するロングストロークにて仕上げホーニング加工を行なうものである。
【００１６】
この発明によるホーニング加工装置は、ワーク加工孔内部に案内ガイドを拡張するガイド拡張手段と、ワーク加工孔における非変形部に砥石を拡張接触させた時の取り代目標値を検出する検出手段と、部分変形部加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致した時、ホーニング加工を停止する加工停止手段とを備えたものである。
【００１７】
この発明の一実施態様は、ツールボディの軸芯部に各別に拡張動作されるインナコーンとアウタコーンとを配設し、一方のコーンで上記案内ガイドを拡張し、他方のコーンで上記砥石を拡張すべく構成したものである。
【００１８】
この発明の一実施態様は、上記ツールボディの外周部に、ワーク加工孔の正常焼入れ部に対しては非挿入となり、ワーク加工孔の未焼入れ部に対しては挿入されるような段付きプラグゲージを配設したものである。
【００１９】
【発明の作用及び効果】
この発明のホーニング加工方法によれば、ワーク加工孔内にて案内ガイドを拡張して、この案内ガイドでワーク加工孔に対してホーニングツールをセンタリングしながら所定の加工を行なうので、ワークに対するツールの確実なセンタリング（中心合わせ）ができると共に、ツールの倒れや振れを上述の拡張された案内ガイドにて防止することができるので、ワーク加工孔の高精度の真円度および真直度を確保することができる効果がある。
【００２０】
しかも、ワーク加工孔における変形がない部分としての非変形部に砥石を接触させて取り代目標値を検出した後に、部分変形部の加工時には該加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致するまでホーニング加工するので、部分変形部の正確な取り代目標値の検出、設定が容易となり、かつ簡単に定寸加工を行なうことができる効果がある。
【００２１】
この発明の一実施態様によれば、上述の部分変形部をシリンダボア焼入部に設定したので、焼入れにより熱変形した局部変形部の取り代目標値の検出および取り代のホーニング加工が容易となる効果がある。
【００２２】
この発明の一実施態様によれば、シリンダボア焼入部の荒ホーニング加工時に変形部分の上下寸法に対応するショートストロークにてホーニングツールを往復動させる方法であるから必要箇所のみを短時間でホーニング処理することができる効果がある。
【００２３】
この発明の一実施態様によれば、上述の荒ホーニング加工（シリンダボア焼入部のホーニング加工）の後、シリンダボア全長寸法に対応するロングストロークにて仕上げホーニング加工するので、シリンダボア全体を定寸法に仕上げ加工することができる効果がある。
【００２４】
この発明のホーニング加工装置によれば、ワーク加工孔における非変形部に砥石を拡張接触させた時、上述の検出手段は取り代目標値を検出し、検出後において、上述のガイド拡張手段でワーク加工孔内部に案内ガイドを拡張させて、この案内ガイドでホーニングツールのセンタリングを図りつつ部分変形部を上述の砥石でホーニング加工する時には、加工停止手段は実取り代が上記取り代目標値の検出と一致した時点で、ホーニング加工を停止する。
【００２５】
この結果、部分変形部の正確な取り代目標値の検出および設定が容易で、かつ簡単に定寸加工を行なうことができる効果がある。しかも、上述の案内ガイドでホーニングツールのセンタリングを図りつつ部分変形部を加工するので、ツールの確実な中心合わせができると共に、ツールの倒れや振れをも防止することができて、ワーク加工孔の高精度の真円度および真直度を確保することができる効果がある。
【００２６】
この発明の一実施態様によれば、ツールボディの軸芯部に各別に拡張動作されるインナコーンとアウタコーンとを配設してダブルコーン構成と成したので、配置スペースが制限された部位にこれら各コーンをコンパクトに組込むことができると共に、一方のコーンにより案内ガイドを、他方のコーンにより砥石をそれぞれ必要時において適切に拡張することができる効果がある。
【００２７】
この発明の一実施態様によれば、上述のツールボディの外周部には上記構成の段付きプラグゲージを配設したので、ホーニング加工の前工程に専用の検出装置を設けることなく焼入れ有無を上述の段付きプラグゲージにより容易に検出することができる効果がある。
【００２８】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
本発明のホーニング加工方法の説明に先立って、まずホーニング加工装置の構成について詳述すると、図１、図２、図３において、このホーニングツール１には上下方向に延びる筒軸形状のツールボディ２を設け、このツールボディ２の上部部材２ａ内には筒軸状のアウタプッシュロッド３をその軸芯線に沿って上下動可能に配設し、このアウタプッシュロッド３の内部には中実の軸状のインナプッシュロッド４をその軸芯線に沿って上下動可能に配設している。
【００２９】
上述のインナプッシュロッド４の下端には、該インナプッシュロッド４にネジおよびピンにより一体的に結合されて該インナプッシュロッド４の延長線方向に延びる砥石拡張用インナコーン５を設け、このインナコーン５の下動時にエキスパンションプレート６を介してダイヤモンド砥石７を径方向外方へ拡張すべく構成している。
【００３０】
また上述のアウタプッシュロッド３の下端を大径に構成し、この大径部３ａの下端には、該アウタプッシュロッド３にボルトアップされて該アウタプッシュロッド３の延長線方向に延びる案内ガイド拡張用のアウタコーン８を設け、このアウタコーン８の下動時にエキスパンションプレート９を介して案内ガイド１０を径方向外方へ拡張すべく構成している。
【００３１】
換言すれば、上述のアウタコーン８の内部にインナコーン５を配設し、内側のインナコーン５はインナプッシュロッド４により上下動し、外側のアウタコーン８はアウタプッシュロッド３により上下動すべく構成したものである。
さらに上述のアウタコーン８の上域部にはダイヤモンド砥石７用のエキスパッションプレート６の出入動を許容する長孔８ａが形成されている。
【００３２】
ここで、上述のダイヤモンド砥石７およびエキスパンションプレート６は円周上６０度の等間隔で合計６個配設され、また上述の案内ガイド１０およびエキスパッションプレート９は上記各要素７，６と３０度オフセットされた位置において円周上６０度の等間隔で合計６個配設され、上述の各エキスパッションプレート６，９の外周部には略リング状の引き戻しバネ１１…を配置している。
【００３３】
一方、上述のツールボディ２における下部部材２ｂの下部開放端に螺合固定されたキャップ１２を設け、インナコーン５のスプリングリテーナ５ａとキャップ１２内面との間にリターンスプリング１３を張架すると共に、アウタコーン８のスプリングリテーナ部８ｂとキャップ１２内面との間にもリターンスプリング１４を張架している。
【００３４】
ところで、上述のツールボディ２における上部部材２ａの外周部には、リング部材１５およびコイルスプリング１６によりツールボディ２に対して上下動可能に支持された略筒状の段付きプラグゲージ１７を設け、この段付きプラグゲージ１７下端の２つの異径部にはゲージ部１８，１９を形成している。
【００３５】
上述のゲージ部１８，１９のうち小径側のゲージ部１８はワークとしてのシリンダブロック２０におけるシリンダボア２１（ワーク加工孔）の焼入部２２の有無を検出するためのゲージ部であり、大径側のゲージ部１９は穴径大流出防止用のゲージ部である。つまり、段付きプラグゲージ１７における下側のゲージ部１８はシリンダボア２１の正常な焼入部２２に対しては非挿入（図２参照）となり、シリンダボア２１の未焼入れ部に対しては挿入されるような寸法に設定されている。
【００３６】
ここで、図面においては説明の便宜上、焼入れにより熱変形した焼入部２２の形状を誇大して示したが、この焼入部２２がシリンダボア２１の非変形部（中ぐり加工済みの部分）２１ａ（図６参照）からボア中心方向へ突出する量Ｌは約１５０ミクロンである。
【００３７】
図４はホーニング加工装置の制御回路を示し、ＣＰＵ３０は入力操作部（図示せず）からの入力に基づいてＲＯＭ３１に格納されたプログラムに従って、ＮＣ切込みモータ３２、ツール昇降装置３３およびガイド油圧拡張装置３４を駆動制御し、またトルク検知器３５はＮＣ切込みモータ３２のトルクを検知し、検知信号をＣＰＵ３０にフィードバックする。さらにＲＡＭ３６は後述するトルクしきい値、取り代目標値、実取り代等に相当するデータを記憶する。
【００３８】
上述のＮＣ切込みモータ３２はインナプッシュロッド４、インナコーン５およびエキスパンションプレート６を介してダイヤモンド砥石７の拡張量（切込み量）をＮＣ制御（数値制御）し、
上述のツール昇降装置３３はホーニング１の全体を昇降制御し、
上述のガイド油圧拡張装置３４は油圧力を利用して、アウタプッシュロッド３、アウタコーン８およびエキスパンションプレート９を介して案内ガイド１０を拡張制御する。
【００３９】
また上述のＣＰＵ３０は、ワーク加工孔としてのシリンダボア２１における非変形部２１ａにダイヤモンド砥石７を拡張接触させた時（図２参照）の取り代目標値を検出する検出手段（図５に示すフローチャートの第５ステップＳ５参照）と、
部分変形部としてのシリンダボア２１の焼入部２２の荒ホーニング加工時の実取り代が上述の取り代目標値と一致した時、荒ホーニング加工を停止する加工停止手段（図５に示すフローチャートの第９ステップＳ９参照）と、
を兼ねる。
【００４０】
このように構成したホーニング加工装置を用いてシリンダボア２１をホーニング加工する加工方法を、図５に示すフローチャートを参照して、以下に詳述する。
なお、荒ホーニングステーションには予め高周波焼入装置によりシリンダボア２１の内周面上域に焼入れが施されたワークとしてのシリンダブロック２０が搬送されてくる。
【００４１】
第１ステップＳ１で、ＣＰＵ３０はツール昇降装置３３を駆動して、ホーニングツール１をシリンダボア２１内に挿入し、この時、段付きプラグゲージ１７における下側のゲージ部１８がシリンダボア２１に対して非挿入となるか或は挿入されるかで、シリンダボア２１に正常な焼入部２２が形成されているか否かを判定し、ゲージ部１８が非挿入となる正常焼入れワークの場合には次の第２ステップＳ２に移行し、ゲージ部１８が挿入状態となる未焼入ワークの場合には別の第１１ステップＳ１１に移行する。
この第１１ステップＳ１１で、焼入れが施されていないシリンダブロック２０を焼入工程（高周波焼入れステーション）へ返却する。
【００４２】
上述の第２ステップＳ２以降ではシリンダボア２１に対して正常な焼入部２２が形成されたワーク（シリンダブロック２０）に対応する各種処理が実行される。
まず第２ステップＳ２で、ＣＰＵ３０はダイヤモンド砥石５が中ぐり加工済みの非変形部２１ａ（非焼入部）と対向するように、ツール昇降装置３３を介してホーニングツール１を下降する。
【００４３】
次に第３ステップＳ３で、ＣＰＵ３０はＮＣ切込みモータ３２を駆動して、インナプッシュロッド４、インナコーン５およびエキスパンションプレート６を介してダイヤモンド砥石７を図２に示すように拡張する。
【００４４】
次に第４ステップＳ４（判定手段）で、ＣＰＵ３０はＮＣ切込みモータ２のトルクを検出するトルク検知器３５からのトルク信号が予めＲＡＭ３６に記憶させておいたトルクしきい値に達したか否かを判定する。上述のトルク信号がトルクしきい値に達することはダイヤモンド砥石７が非変形部２１ａに確実に接触したことを意味するので、この第４ステップＳ４のＹＥＳ判定時に次の第５ステップＳ５に移行する。なお、上述のトルクしきい値によるセンシングは検出ばらつき防止する目的で１次センシング（ダイヤモンド砥石７を高速で拡張し、ダイヤモンド砥石７と非変形部２１ａとの接触をラフに検出する）と、２次センシング（１次センシングの後に、ダイヤモンド砥石７を少しだけ収縮させ、今度は低速で拡張すると共に、トルクしきい値も１次センシング時より低めに設定して、ダイヤモンド砥石７と非変形部２１ａとの接触を精密に検出する）との２回にわたって実行してもよい。
【００４５】
上述の第５ステップＳ５で、ＣＰＵ３０はＮＣ切込みモータ３２のＮＣ制御量に基づいて取り代目標値を検出および設定し、この取り代目標値をＲＡＭ３６の所定エリアに記憶させた後に、次の第６ステップＳ６で、ＣＰＵ３０はダイヤモンド砥石７を収縮させる。
【００４６】
次に第７ステップ７で、ＣＰＵ３０は各部を駆動制御して図６に示すショートストロークにて焼入部２２の荒ホーニングを実行する。
つまり、この荒ホーニングに際しては、ガイド油圧拡張装置３４の駆動によりアウタプッシュロッド３、アウタコーン８およびエキスパンションプレート９を介して案内ガイド１０を図３に示すように非変形部２１ａに上下摺動可能に密着させてシリンダボア２１に対してホーニングツール１をセンタリングした状態下において、上述のダイヤモンド砥石７を順次拡張しつつ、主軸の回転と、ホーニングツール１のショートストロークでの上下運動により該ダイヤモンド砥石７で焼入部２２を荒ホーニングする。
【００４７】
次に第８ステップＳ８（判定手段）で、ＣＰＵ３０はＮＣ切込みモータ３２のＮＣ制御量に基づいて実取り代が上述の取り代目標値と一致したか否かを判定し、ＹＥＳ判定時には次の第９ステップＳ９に移行して、この第９ステップＳ９で、ＣＰＵ３０は荒ホーニングを停止する。
【００４８】
次に第１０ステップＳ１０で、上述の荒ホーニング終了後のシリンダブロック２０を仕上げホーニングステーションに搬送し、このステーションにおいて仕上げ用のＧＣ砥石（図示せず）により図６のロングストロークにてシリンダボア２１の全長寸法に対応した仕上げホーニング加工を実行して、一連のホーニング加工を終了する。
【００４９】
以上要するに、上記実施例のホーニング加工方法によれば、ワーク加工孔（シリンダボア２１参照）内にて案内ガイド１０を拡張して、この案内ガイド１０でワーク加工孔（シリンダボア２１参照）に対してホーニングツール１をセンタリングしながら所定の加工を行なうので、ワーク（シリンダヘッド２０参照）に対するツール１の確実なセンタリング（中心合わせ）ができると共に、ツール１の倒れや振れを上述の拡張された案内ガイド１０にて防止することができるので、ワーク加工孔（シリンダボア２１参照）の高精度の真円度および真直度を確保することができる効果がある。
【００５０】
しかも、ワーク加工孔（シリンダボア２１参照）における変形がない部分としての非変形部２１ａに砥石（ダイヤモンド砥石７参照）を接触させて取り代目標値を検出した後に、部分変形部（焼入部２２参照）の加工時には該加工時の実取り代が上記取り代目標値と一致するまでホーニング加工するので、部分変形部（焼入部２２参照）の正確な取り代目標値の検出、設定が容易となり、かつ簡単に定寸加工を行なうことができる効果がある。
【００５１】
また、上述の部分変形部をシリンダボア２１の焼入部２２に設定したので、焼入れにより熱変形した局部変形部の取り代目標値の検出および取り代のホーニング加工が容易となる効果がある。
【００５２】
さらに、シリンダボア２１の焼入部２２の荒ホーニング加工時に変形部分の上下寸法に対応するショートストローク（図６参照）にてホーニングスツール１を往復動させる方法であるから必要箇所のみを短時間でホーニング処理することができる効果がある。
【００５３】
加えて、上述の荒ホーニング加工（シリンダボア２１の焼入部２２のホーニング加工）の後、シリンダボア２１の全長寸法に対応するロングストローク（図６参照）にて仕上げホーニング加工するので、シリンダボア全体を定寸法に仕上げ加工することができる効果がある。
【００５４】
また、上記実施例のホーニング加工装置によれば、ワーク加工孔（シリンダボア２１参照）における非変形部２１ａに砥石（ダイヤモンド砥石７参照）を拡張接触させた時、上述の検出手段（第５ステップＳ５参照）は取り代目標値を検出し、検出後において、上述のガイド拡張手段（アウタコーン８参照）でワーク加工孔（シリンダボア２１参照）内部に案内ガイド１０を拡張させて、この案内ガイド１０でホーニングツール１のセンタリングを図りつつ部分変形部（焼入部２２参照）を上述の砥石（ダイヤモンド砥石７参照）でホーニング加工する時には、加工停止手段（第９ステップＳ９参照）は実取り代が上記取り代目標値の検出と一致した時点で、ホーニング加工を停止する。
【００５５】
この結果、部分変形部（焼入部２２参照）の正確な取り代目標値の検出および設定が容易で、かつ簡単に定寸加工を行なうことができる効果がある。しかも、上述の案内ガイド１０でホーニングツール１のセンタリングを図りつつ部分変形部（焼入部２２参照）を加工するので、ツール１の確実な中心合わせができると共に、ツール１の倒れや振れをも防止することができて、ワーク加工孔（シリンダボア２１参照）の高精度の真円度および真直度を確保することができる効果がある。
【００５６】
また、ツールボディ２の軸芯部に各別に拡張動作されるインナコーン５とアウタコーン８とを配設してダブルコーン構成と成したので、配置スペースが制限された部位にこれら各コーン５，８をコンパクトに組込むことができると共に、一方のコーン８により案内ガイド１０を、他方のコーン５により砥石（ダイヤモンド砥石７参照）をそれぞれ必要時において適切に拡張することができる効果がある。
さらに、上述のツールボディ２の外周部には上記構成の段付きプラグゲージ１７を配設したので、ホーニング加工の前工程に専用の検出装置を設けることなく焼入れ有無を上述の段付きプラグゲージ１７により容易に検出することができる効果がある。
【００５７】
この発明の構成と上述の実施例との対応において、
この発明のワークは、実施例のシリンダブロック２０に対応し、
以下同様に、
ワーク加工孔は、シリンダボア２１に対応し、
部分変形部は、焼入部２２に対応し、
ガイド拡張手段は、アウタコーン８に対応し、
砥石は、ダイヤモンド砥石７に対応し、
検出手段は、ＣＰＵ３０制御による第５ステップＳ５に対応し、
加工停止手段は、ＣＰＵ３０制御による第９ステップＳ９に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホーニング加工方法に用いるホーニング加工装置の断面図。
【図２】取り代目標値検出時の説明図。
【図３】焼入部のホーニング加工時の説明図。
【図４】制御回路ブロック図。
【図５】本発明のホーニング加工方法を示すフローチャート。
【図６】ショートストロークおよびロングストロークの説明図。
【図７】従来のホーニング加工方法およびその装置を示す説明図。
【符号の説明】
１…ホーニングツール
２…ツールボディ
５…インナコーン
７…ダイヤモンド砥石
８…アウタコーン
１０…案内ガイド
１７…段付きプラグゲージ
２０…シリンダブロック
２１…シリンダボア
２１ａ…非変形部
２２…焼入部
Ｓ５…検出手段
Ｓ９…加工停止手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a honing method and an apparatus for obtaining a desired surface roughness, size, and shape by pressing a grindstone against a work surface of a work and giving the target surface roughness, dimensions, and shape while giving a rotational motion and a reciprocating motion to the grindstone.
[0002]
[Prior art]
In general, a cylinder bore in a cylinder block of an internal combustion engine is subjected to a quenching process in order to improve surface hardness, and a portion subjected to thermal deformation (thermal quenching deformation) by this quenching process is ensured to have good roundness by honing. It is desired to be processed.
Conventionally, as a method and an apparatus for honing a cylinder bore subjected to such a quenching treatment, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-19763.
[0003]
That is, as shown in FIG. 7, the cylinder bore 72 of the cylinder block 71 is formed with a plurality of vertical quenching portions 73 extending in the piston stroke direction in advance, and the honing head 74 for honing the quenching portion 73 includes The helical grindstone 75 is disposed so as to be in contact with the plurality of quenching portions 73 at the same time, the honing head 74 is inserted into the cylinder bore 72, and rotational and reciprocating motions are added to the grindstone 75. A method and apparatus for honing a deformed portion that has been thermally deformed.
[0004]
However, in this conventional method and apparatus, although the helical grindstone 75 contacts the plurality of quenching portions 73 at the same time, the quenching portion 73 itself is deformed, so that the honing tool including the honing head 74 can be used. It is difficult to perform reliable centering (centering), and it is also difficult to prevent the tool from falling or swinging during the honing process. Therefore, the cylinder bore 72 has high precision roundness and straightness . There was a problem that could not be secured .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this invention , the guide guide is expanded in the workpiece machining hole, the honing tool is centered with respect to the workpiece machining hole with this guide guide, and the grinding wheel is brought into contact with the non-deformable portion in the workpiece machining hole to obtain a machining allowance target value. By detecting until the actual machining allowance at the time of machining of the partially deformed part matches the machining allowance target value, the tool can be reliably centered with respect to the workpiece, and the tool can be prevented from falling over or swinging. It is possible to ensure high precision roundness and straightness of the workpiece machining hole, and it is easy to detect and set the machining allowance target value of the partially deformed part, and easily perform sizing processing. An object of the present invention is to provide a honing method that can be performed.
[0006]
One embodiment of the present invention provides a honing method that facilitates detection of a machining allowance target value of a locally deformed portion that has been thermally deformed by quenching and machining of the machining allowance by setting the partial deforming portion as a cylinder bore quenching portion. With the goal.
[0007]
One embodiment of the present invention is a honing process in which only a necessary portion can be honed in a short time by reciprocating the honing tool with a short stroke corresponding to the vertical dimension of the deformed part during machining of the cylinder bore quenching part. The purpose is to provide a method.
[0008]
One embodiment of the present invention provides a honing method capable of finishing the entire cylinder bore to a constant size by performing honing with a long stroke corresponding to the overall length of the cylinder bore after honing of the cylinder bore hardened portion. Aim.
[0009]
The present invention also detects a machining allowance target value by bringing a grindstone into contact with a non-deformed portion in the workpiece machining hole , and performs honing processing when the actual machining allowance at the time of machining the partially deformed portion matches the machining allowance target value. It is an object of the present invention to provide a honing apparatus that can easily detect and set an accurate machining allowance target value of a partially deformed portion and can easily perform sizing processing by stopping.
[0010]
In one embodiment of the present invention, by disposing an inner cone and an outer cone that are separately expanded in the shaft core portion of the tool body, each of these cones can be compactly incorporated in a portion where the arrangement space is limited. An object of the present invention is to provide a honing apparatus capable of appropriately expanding a guide guide and a grindstone corresponding to each cone when necessary.
[0011]
In one embodiment of the present invention, by providing a unique stepped plug gauge on the outer peripheral portion of the tool body, the presence or absence of quenching can be detected without providing a dedicated detection device in the pre-process of honing. An object of the present invention is to provide a honing apparatus that can be easily detected by a plug gauge.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the honing method according to the present invention, the guide guide is expanded in the workpiece machining hole, the honing tool is centered with respect to the workpiece machining hole, and the grinding wheel is brought into contact with the non-deformable portion in the workpiece machining hole to obtain a machining allowance target value. , Honing is performed until the actual machining allowance at the time of machining the partially deformed portion matches the machining allowance target value.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the partial deformation portion is set as a cylinder bore quenching portion .
[0014]
In one embodiment of the present invention, rough honing of the cylinder bore quenching portion is performed with a short stroke corresponding to the vertical dimension of the deformed portion .
[0015]
In one embodiment of the present invention, after the rough honing, the finish honing is performed with a long stroke corresponding to the overall length of the cylinder bore .
[0016]
The honing apparatus according to the present invention includes a guide expansion means for expanding a guide guide inside the workpiece machining hole, a detection means for detecting a machining allowance target value when the grindstone is expanded and brought into contact with the non-deformed portion in the workpiece machining hole, When the actual machining allowance at the time of machining the partially deformed portion coincides with the machining allowance target value, machining stop means for stopping the honing process is provided.
[0017]
In one embodiment of the present invention, an inner cone and an outer cone that are expanded separately are arranged on the axial center portion of the tool body, the guide guide is expanded with one cone, and the grindstone is expanded with the other cone. It is structured as much as possible.
[0018]
In one embodiment of the present invention, a stepped plug is inserted in the outer peripheral portion of the tool body so as not to be inserted into a normal quenched portion of the workpiece machining hole and inserted into an unquenched portion of the workpiece machining hole. A gauge is provided.
[0019]
[Action and effect of the invention]
According to the honing method of the present invention, the guide guide is expanded in the workpiece processing hole, and the predetermined processing is performed while the honing tool is centered with respect to the workpiece processing hole by the guide guide. Secure centering (centering) and tool tilting and swinging can be prevented with the extended guides described above, ensuring high-precision roundness and straightness of the work hole. There is an effect that can.
[0020]
Moreover, after detecting a machining allowance target value by contacting a grindstone with a non-deformed portion as a portion where there is no deformation in the workpiece machining hole, when machining the partially deformed portion, the actual machining allowance at the time of machining is the above machining allowance target value. Since the honing process is performed until they match, it is easy to detect and set an accurate machining allowance target value of the partially deformed portion, and it is possible to easily perform the sizing process.
[0021]
According to one embodiment of the present invention, since the above-described partial deformation portion is set to the cylinder bore quenching portion, the effect of facilitating detection of the machining allowance target value of the local deformation portion thermally deformed by quenching and honing of the machining allowance. There is.
[0022]
According to one embodiment of the present invention, the honing tool is reciprocated with a short stroke corresponding to the vertical dimension of the deformed portion during rough honing of the cylinder bore hardened portion, so that only a necessary portion is honed in a short time. There is an effect that can.
[0023]
According to one embodiment of the present invention , after the above rough honing (the honing of the cylinder bore hardened portion), the finishing honing is performed with a long stroke corresponding to the overall length of the cylinder bore, so that the entire cylinder bore is finished to a constant size. There is an effect that can be done.
[0024]
According to the honing apparatus of the present invention, when the grindstone is extended and brought into contact with the non-deformable portion in the workpiece machining hole, the above-described detection means detects the machining allowance target value, and after the detection, the above-described guide expansion means When the guide guide is extended inside the machining hole and the honing tool is centered with this guide guide and the part deformed part is honed with the above-mentioned grindstone, the machining stop means detects the actual machining allowance target value. The honing process is stopped at the point in time that coincides with.
[0025]
As a result, there is an effect that it is easy to detect and set an accurate machining allowance target value of the partially deformed portion, and to perform sizing processing easily. In addition, since the partially deformed portion is machined while centering the honing tool with the guide guide described above, the tool can be centered reliably, and the tool can be prevented from falling or swinging. There is an effect that high-precision roundness and straightness can be ensured.
[0026]
According to one embodiment of the present invention, the inner cone and the outer cone that are expanded separately are arranged on the shaft core portion of the tool body to form a double cone configuration. Each cone can be incorporated in a compact manner, and there is an effect that the guide guide can be appropriately expanded by one cone and the grindstone can be appropriately expanded by the other cone when necessary.
[0027]
According to one embodiment of the present invention, since the stepped plug gauge having the above-described configuration is disposed on the outer peripheral portion of the above-described tool body, the presence or absence of quenching can be determined without providing a dedicated detection device in the previous process of honing. There is an effect that can be easily detected by the stepped plug gauge.
[0028]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
Prior to the description of the honing method according to the present invention, the configuration of the honing device will be described in detail. In FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, this honing tool 1 has a cylindrical shaft-shaped tool body 2 extending in the vertical direction. A cylindrical shaft-like outer push rod 3 is disposed in the upper member 2a of the tool body 2 so as to be movable up and down along the axial center line. A solid shaft is disposed inside the outer push rod 3. A cylindrical inner push rod 4 is disposed so as to be movable up and down along its axis.
[0029]
At the lower end of the inner push rod 4 described above, there is provided an inner cone 5 for expanding the grindstone which is integrally coupled to the inner push rod 4 with a screw and a pin and extends in the extension line direction of the inner push rod 4. The diamond grindstone 7 is configured to expand radially outward through the expansion plate 6 when the 5 is moved downward.
[0030]
Further, the lower end of the outer push rod 3 is configured to have a large diameter, and a guide guide extension that is bolted up to the outer push rod 3 and extends in the extension line direction of the outer push rod 3 is formed at the lower end of the large diameter portion 3a. The outer cone 8 is provided, and the guide guide 10 is configured to expand radially outward via the expansion plate 9 when the outer cone 8 moves downward.
[0031]
In other words, the inner cone 5 is disposed inside the outer cone 8 described above, the inner inner cone 5 is moved up and down by the inner push rod 4, and the outer outer cone 8 is moved up and down by the outer push rod 3. Is.
Further, a long hole 8 a is formed in the upper region of the outer cone 8 to allow the movement of the expansion plate 6 for the diamond grindstone 7.
[0032]
Here, a total of six diamond grindstones 7 and expansion plates 6 are arranged at equal intervals of 60 degrees on the circumference, and the guide guide 10 and the expansion plate 9 are 30 degrees with the elements 7, 6 and 30 degrees. A total of six are arranged at equal intervals of 60 degrees on the circumference at the offset positions, and substantially ring-shaped pull-back springs 11 are arranged on the outer periphery of each of the above-described expansion plates 6 and 9.
[0033]
On the other hand, a cap 12 screwed and fixed to the lower open end of the lower member 2b in the tool body 2 described above is provided, and a return spring 13 is stretched between the spring retainer 5a of the inner cone 5 and the inner surface of the cap 12, A return spring 14 is stretched between the spring retainer portion 8 b of the outer cone 8 and the inner surface of the cap 12.
[0034]
By the way, on the outer peripheral portion of the upper member 2a in the tool body 2 described above, a substantially cylindrical stepped plug gauge 17 supported by the ring member 15 and the coil spring 16 so as to be movable up and down with respect to the tool body 2 is provided. Gauge portions 18 and 19 are formed at two different diameter portions at the lower end of the stepped plug gauge 17.
[0035]
Of the gauge sections 18 and 19, the gauge section 18 on the small diameter side is a gauge section for detecting the presence or absence of the quenching section 22 of the cylinder bore 21 (work machining hole) in the cylinder block 20 as a workpiece. The gauge portion 19 is a gauge portion for preventing a large-diameter hole outflow. That is, the lower gauge portion 18 of the stepped plug gauge 17 is not inserted into the normal quenching portion 22 of the cylinder bore 21 (see FIG. 2), and is inserted into the unquenched portion of the cylinder bore 21. The dimensions are set.
[0036]
Here, in the drawings, for convenience of explanation, the shape of the quenching portion 22 that has been thermally deformed by quenching is exaggeratedly shown, but the quenching portion 22 is a non-deformed portion (a portion that has been bored) 21a of the cylinder bore 21 (see FIG. The amount L protruding from the center of the bore toward the bore center is about 150 microns.
[0037]
FIG. 4 shows a control circuit of the honing apparatus, and the CPU 30 is driven by an NC cutting motor 32, a tool lifting / lowering device 33, and a guide hydraulic expansion device according to a program stored in the ROM 31 based on an input from an input operation unit (not shown). The torque detector 35 detects the torque of the NC cutting motor 32 and feeds back a detection signal to the CPU 30. Further, the RAM 36 stores data corresponding to a torque threshold value, a machining allowance target value, an actual machining allowance, etc., which will be described later.
[0038]
The NC cutting motor 32 described above performs NC control (numerical control) of the expansion amount (cutting amount) of the diamond grindstone 7 via the inner push rod 4, the inner cone 5 and the expansion plate 6.
The above-described tool elevating device 33 controls the honing 1 as a whole.
The above-described guide hydraulic pressure expansion device 34 performs expansion control of the guide guide 10 through the outer push rod 3, the outer cone 8, and the expansion plate 9 using oil pressure.
[0039]
Further, the CPU 30 described above is a detection means (in the flowchart shown in FIG. 5) for detecting a machining allowance target value when the diamond grindstone 7 is brought into expanded contact with the non-deformed portion 21a of the cylinder bore 21 as a workpiece machining hole (see FIG. 2). 5th step S5),
When the actual machining allowance at the time of rough honing of the quenching portion 22 of the cylinder bore 21 as the partial deformation portion coincides with the above-described machining allowance target value, machining stop means for stopping the rough honing machining (the ninth of the flowchart shown in FIG. 5). Step S9)
Doubles as
[0040]
A machining method for honing the cylinder bore 21 using the honing machine configured as described above will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG.
In addition, the cylinder block 20 as a work which has been quenched in advance on the inner peripheral surface of the cylinder bore 21 by an induction hardening device is conveyed to the rough honing station.
[0041]
In the first step S <b> 1, the CPU 30 drives the tool lifting / lowering device 33 to insert the honing tool 1 into the cylinder bore 21. At this time, the lower gauge portion 18 in the stepped plug gauge 17 is not in contact with the cylinder bore 21. Whether or not a normal quenching portion 22 is formed in the cylinder bore 21 is determined depending on whether it is inserted or not, and in the case of a normal quenching workpiece in which the gauge portion 18 is not inserted, The process proceeds to step S2, and in the case of an unquenched workpiece in which the gauge portion 18 is in the inserted state, the process proceeds to another eleventh step S11.
In this eleventh step S11, the cylinder block 20 that has not been quenched is returned to the quenching step (induction quenching station).
[0042]
After the second step S2 described above, various processes corresponding to the workpiece (cylinder block 20) in which the normal quenching portion 22 is formed in the cylinder bore 21 are executed.
First, in the second step S2, the CPU 30 lowers the honing tool 1 through the tool lifting / lowering device 33 so that the diamond grindstone 5 faces the non-deformed portion 21a (non-quenched portion) that has been bored.
[0043]
Next, in the third step S3, the CPU 30 drives the NC cutting motor 32 to expand the diamond grindstone 7 through the inner push rod 4, the inner cone 5 and the expansion plate 6 as shown in FIG.
[0044]
Next, in a fourth step S4 (determination means), the CPU 30 determines whether or not the torque signal from the torque detector 35 for detecting the torque of the NC cutting motor 2 has reached the torque threshold value stored in the RAM 36 in advance. Determine. When the torque signal reaches the torque threshold value, it means that the diamond grindstone 7 has surely contacted the non-deformed portion 21a, and therefore the process proceeds to the next fifth step S5 when the fourth step S4 is YES. . The above-described sensing based on the torque threshold is performed for the purpose of preventing detection variation (firstly expanding the diamond grindstone 7 at a high speed and roughly detecting the contact between the diamond grindstone 7 and the non-deformed portion 21a), 2 Next sensing (After the first sensing, the diamond grindstone 7 is slightly shrunk, this time it is expanded at a low speed, and the torque threshold is set lower than that during the first sensing, so that the diamond grindstone 7 and the non-deformed portion 21a And accurately detecting contact with the head).
[0045]
In the above-described fifth step S5, the CPU 30 detects and sets a machining allowance target value based on the NC control amount of the NC cutting motor 32, stores the machining allowance target value in a predetermined area of the RAM 36, and then performs the next step. In step S6, the CPU 30 contracts the diamond grindstone 7.
[0046]
Next, in a seventh step 7, the CPU 30 controls the driving of each part and executes rough honing of the quenching part 22 with a short stroke shown in FIG.
That is, during rough honing, the guide hydraulic expansion device 34 is driven so that the guide guide 10 can slide up and down on the non-deformable portion 21a as shown in FIG. 3 via the outer push rod 3, the outer cone 8 and the expansion plate 9. Under the condition that the honing tool 1 is centered with respect to the cylinder bore 21, the above-mentioned diamond grindstone 7 is sequentially expanded, and the diamond grindstone 7 is rotated by the main shaft and the vertical movement of the honing tool 1 with a short stroke. The hardened portion 22 is rough honed.
[0047]
Next, in an eighth step S8 (determination means), the CPU 30 determines whether or not the actual machining allowance matches the above-described machining allowance target value based on the NC control amount of the NC cutting motor 32. Shifting to the ninth step S9, the CPU 30 stops the rough honing in the ninth step S9.
[0048]
Next, in the tenth step S10, the cylinder block 20 after the above-described rough honing is completed is transferred to a finishing honing station, and the cylinder bore 21 of the cylinder bore 21 is moved by a finishing GC grindstone (not shown) at a long stroke in FIG. A finishing honing process corresponding to the overall length dimension is executed, and a series of honing processes is completed.
[0049]
In short , according to the honing method of the above-described embodiment, the guide guide 10 is expanded in the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21), and the guide guide 10 is used for honing the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21). Since the predetermined processing is performed while the tool 1 is centered, the tool 1 can be reliably centered (centered) with respect to the workpiece (refer to the cylinder head 20), and the above-described expanded guide guide 10 can be used to prevent the tool 1 from falling or swinging. Therefore, there is an effect that high-precision roundness and straightness of the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21) can be ensured.
[0050]
In addition, after the grindstone (see the diamond grindstone 7) is brought into contact with the non-deformed portion 21a as a portion where the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21) is not deformed and the machining allowance target value is detected, the partial deformed portion (see the quenching portion 22). ) During the machining, honing is performed until the actual machining allowance at the machining coincides with the machining allowance target value, so that the accurate machining allowance target value of the partially deformed portion (see the quenching section 22) can be easily detected and set. In addition, there is an effect that the sizing process can be easily performed.
[0051]
In addition, since the above-described partial deformation portion is set in the quenching portion 22 of the cylinder bore 21, there is an effect that it becomes easy to detect a machining allowance target value of the local deformation portion thermally deformed by quenching and to make a honing process.
[0052]
Furthermore, since the honing stool 1 is reciprocated with a short stroke (see FIG. 6) corresponding to the vertical dimension of the deformed portion during rough honing of the hardened portion 22 of the cylinder bore 21, only a necessary portion is honed in a short time. There is an effect that can be done.
[0053]
In addition, after the rough honing process described above (the honing process of the hardened portion 22 of the cylinder bore 21), the final honing process is performed with a long stroke (see FIG. 6) corresponding to the overall length of the cylinder bore 21, so that the entire cylinder bore has a fixed size. There is an effect that can be finished.
[0054]
Further, according to the honing apparatus of the above embodiment, when the grindstone (see the diamond grindstone 7) is brought into expanded contact with the non-deformed portion 21a in the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21), the above-described detection means (fifth step S5). Reference) detects the machining allowance target value, and after the detection, the guide guide 10 is expanded inside the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21) by the above-described guide expanding means (see the outer cone 8), and the guide guide 10 is used for honing. When honing the partially deformed portion (see the hardened portion 22) with the above-mentioned grindstone (see the diamond grindstone 7) while aiming at centering of the tool 1, the machining stop means (see the ninth step S9) has the actual allowance as the allowance. When the target value is detected, honing is stopped.
[0055]
As a result, it is easy to detect and set an accurate machining allowance target value of the partially deformed portion (see the quenching portion 22), and it is possible to easily perform sizing processing. Moreover, since the partially deformed portion (see the quenching portion 22) is processed while the honing tool 1 is centered by the guide guide 10 described above, the tool 1 can be reliably centered, and the tool 1 can be prevented from falling over or swinging. Thus, there is an effect that it is possible to ensure the high-precision roundness and straightness of the workpiece machining hole (see the cylinder bore 21).
[0056]
In addition, since the inner cone 5 and the outer cone 8 that are separately expanded are arranged on the shaft core portion of the tool body 2 to form a double cone structure, each of the cones 5 and 8 is placed in a portion where the arrangement space is limited. Can be assembled in a compact manner, and the guide guide 10 can be appropriately expanded by the one cone 8 and the grindstone (see the diamond grindstone 7) can be appropriately expanded by the other cone 5, respectively.
Further, since the stepped plug gauge 17 having the above-described configuration is disposed on the outer peripheral portion of the tool body 2 described above, the above-described stepped plug gauge 17 can be used to determine whether or not quenching is performed without providing a dedicated detection device in the previous process of honing. Therefore, there is an effect that it can be easily detected.
[0057]
In correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The workpiece of the present invention corresponds to the cylinder block 20 of the embodiment,
Similarly,
The work hole corresponds to the cylinder bore 21,
The partial deformation portion corresponds to the quenching portion 22,
The guide expansion means corresponds to the outer cone 8,
The whetstone corresponds to the diamond whetstone 7,
The detection means corresponds to the fifth step S5 controlled by the CPU 30,
The machining stop means corresponds to the ninth step S9 controlled by the CPU 30,
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a honing apparatus used in a honing method according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram when a machining allowance target value is detected.
FIG. 3 is an explanatory diagram at the time of honing of a hardened part.
FIG. 4 is a control circuit block diagram.
FIG. 5 is a flowchart showing a honing method according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a short stroke and a long stroke.
FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional honing method and its apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Honing tool 2 ... Tool body 5 ... Inner cone 7 ... Diamond grindstone 8 ... Outer cone 10 ... Guide guide 17 ... Stepped plug gauge 20 ... Cylinder block 21 ... Cylinder bore 21a ... Non-deformation part 22 ... Hardening part S5 ... Detection means S9 ... Processing stop means

Claims

In the honing method,
Extend the guide guide in the work hole, center the honing tool against the work hole,
After detecting the machining allowance target value by contacting the grindstone with the non-deformed part in the workpiece machining hole,
Honing is performed until the actual machining allowance at the time of machining the partially deformed part matches the above machining allowance target value.
Honing method.

The above-mentioned partial deformation part was set as a cylinder bore quenching part.
Claim 1
Honing method.

Rough honing of the cylinder bore hardened part is performed with a short stroke corresponding to the vertical dimension of the deformed part.
Claim 2
Honing method.

After the rough honing process, finish honing is performed with a long stroke corresponding to the overall length of the cylinder bore.
Claim 3
Honing method.

A guide expansion means for expanding the guide guide inside the workpiece machining hole;
Detecting means for detecting a machining allowance target value when the grindstone is brought into expanded contact with the non-deformed portion in the workpiece machining hole;
A machining stop means for stopping the honing process when the actual machining allowance at the time of machining the partially deformed portion coincides with the machining allowance target value.
Honing processing equipment.

An inner cone and an outer cone that are expanded separately are arranged on the axial center of the tool body,
The guide guide is extended with one cone, and the grindstone is extended with the other cone.
Claim 5
Honing processing equipment.

A stepped plug gauge is provided on the outer periphery of the tool body so as not to be inserted into the normally quenched portion of the workpiece machining hole and to be inserted into the unquenched portion of the workpiece machining hole.
Claim 6
Honing processing equipment.