JP5532960B2 - Thermal spray coating processing method - Google Patents

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本発明は、たとえば、シリンダブロックのボア面に形成される溶射被膜の加工方法に関するものである。   The present invention relates to a method for processing a thermal spray coating formed on a bore surface of a cylinder block, for example.

シリンダブロックのボア面には、アークやプラズマ、ガス等にて燃焼火炎(フレーム)を発生させ、各種金属や合金属を瞬間溶融し、高速ガス流にてアトマイズ粉砕(微粒子化)された溶射粒子を衝突/凝固付着させる溶射技術によって該ボア面の耐食性、耐摩耗性等を向上させるための溶射被膜が形成されている。   On the bore surface of the cylinder block, a flame (flame) is generated by arc, plasma, gas, etc., various metals and mixed metals are instantaneously melted, and atomized (pulverized) atomized by high-speed gas flow A thermal spray coating for improving the corrosion resistance, wear resistance, etc. of the bore surface is formed by a thermal spraying technique that causes collision / solidification of the liquid.

ボア面に溶射被膜が形成されると、通常は、その後工程で、ボアがシリンダブロックのデッキ面に臨むボア端部領域と該端部領域の溶射被膜部位に面取り加工を実施し、次いで、デッキ面加工をたとえばフライス盤を使用して実施し、最後に、溶射被膜の表面仕上げのためのホーニング加工が実施されて、溶射被膜形成が完了する。ここで、面取り加工の目的は、後述するように、その後工程であるデッキ面加工の際に溶射被膜が押圧力を受け、ボア面から剥がれ落とされることを回避することである。一方、デッキ面加工は、シリンダブロックのボアからのガス漏れを防止するための仕上げ加工であり、シリンダブロックの加工工程の中でも重要な加工の一つとなっている。   When the sprayed coating is formed on the bore surface, usually, in the subsequent process, the bore end region where the bore faces the deck surface of the cylinder block and the sprayed coating portion of the end region are chamfered, and then the deck is formed. Surface machining is performed using, for example, a milling machine, and finally, honing for surface finishing of the sprayed coating is performed to complete the formation of the sprayed coating. Here, the purpose of the chamfering process is to prevent the sprayed coating from being pressed and peeled off from the bore surface in the subsequent deck surface processing, as will be described later. On the other hand, the deck surface machining is a finishing process for preventing gas leakage from the bore of the cylinder block, and is one of the important machining processes in the cylinder block machining process.

ここで、図5aは、シリンダブロックCのボア面B1に所定厚:t1の溶射被膜yが形成された縦断面図を示しており、図5b、cに、この溶射被膜に対して上記面取り加工が実施された場合の2つの加工後の状態を示している。これらの図において、ボア面B1がシリンダブロックCのデッキ面Dに臨むボアBの端部領域をTで示している。   Here, FIG. 5a shows a longitudinal cross-sectional view in which a spray coating y having a predetermined thickness: t1 is formed on the bore surface B1 of the cylinder block C. FIGS. 5b and 5c show the chamfering process for the spray coating. 2 shows the state after the two processing when the process is performed. In these drawings, the end region of the bore B where the bore surface B1 faces the deck surface D of the cylinder block C is indicated by T.

面取り加工後の状態の一つの形態は、図5bで示すように、面取り加工時の加工幅:t2が溶射被膜yの厚み:t1よりも大きくなるように加工された状態(面取り加工面:M)であり、このように面取り加工が実施された場合には、その加工目的が十分に達せられたことになる。   As shown in FIG. 5b, one form of the state after the chamfering is a state in which the processing width at the time of chamfering: t2 is processed to be larger than the thickness of the thermal spray coating y: t1 (the chamfered surface: M In the case where chamfering is performed in this way, the processing purpose has been sufficiently achieved.

一方、面取り加工後の状態の他の一つの形態として、仮に、図5cで示すように、面取り加工時の加工幅:t2’が溶射被膜yの厚み:t1よりも小さく加工された場合には、デッキ面Dに溶射被膜yの一部が残ってしまうこととなる。   On the other hand, as another form of the state after the chamfering, as shown in FIG. 5c, when the processing width at the time of chamfering: t2 ′ is processed smaller than the thickness of the thermal spray coating y: t1 A part of the sprayed coating y remains on the deck surface D.

図5cのごとく、デッキ面Dに溶射被膜yの一部が残ってしまうと、次工程のデッキ面加工の際に、この溶射被膜yの一部にデッキ面を仕上げ加工する際のフライス盤等からの押圧力が作用してしまい、この押圧力によって溶射被膜yがボア面B1から剥がれ落とされる危険性がある。   As shown in FIG. 5c, when a part of the sprayed coating y remains on the deck surface D, when the deck surface is processed in the next process, from a milling machine or the like when finishing the deck surface on a part of the sprayed coating y. There is a risk that the thermal spray coating y is peeled off from the bore surface B1 by this pressing force.

一般に、ボア面に形成された初期の溶射被膜の厚みは300〜400μm程度であり、これがホーニング加工されることで200μm〜300μm程度の最終厚みに仕上げられている。一方で、溶射被膜形成後の面取り加工においては、溶射被膜が形成されたボアの軸心を位置合わせして面取り加工が実施されるのではなく、シリンダブロックの任意箇所を座標合わせ位置としてその位置決めがなされ、面取り加工が実施されているのが現状である。   Generally, the initial sprayed coating formed on the bore surface has a thickness of about 300 to 400 μm, and is finished to a final thickness of about 200 μm to 300 μm by honing. On the other hand, in chamfering after thermal spray coating formation, chamfering is not performed by aligning the axial center of the bore on which the thermal spray coating is formed. At present, chamfering is being carried out.

これは、ボアの軸心を位置合わせして面取り加工を実施しようとした際には、その位置合わせに精緻な装置を必要とし(ボア自体が加工誤差をもっていることから、ボア軸心を精緻に特定するのは極めて困難である)、しかも位置合わせに時間を要することとなる、といった理由によるものである。   This means that when chamfering is performed by aligning the bore axis, a precise device is required for the alignment (the bore itself has a machining error, so the bore axis is precisely defined). This is because it is extremely difficult to specify) and it takes time for alignment.

現状のように、ボアの端部領域の面取り加工に際してシリンダブロックの任意箇所にて位置合わせをおこなう方法においては、この面取り加工の際に、ボアの軸心が0.1〜0.2mm程度ずれることを許容し、これに、溶射被膜形成直後の被膜厚が300〜400μm程度であることを勘案して、実際の面取り加工幅は、溶射被膜の前面(ボア中心に臨む面)から500μm程度の面取り加工幅を狙いながら、さらに、これに±0.3mm程度の誤差を許容して面取り加工が実施されている。すなわち、500μm程度の面取り加工幅の狙いに対して±0.3mm程度の誤差が許容されることから、実際は、200〜800μmもの大きな面取り幅範囲で面取り加工が実施されていることになる。   In the method of performing alignment at an arbitrary position of the cylinder block when chamfering the end region of the bore as in the present situation, the axis of the bore is shifted by about 0.1 to 0.2 mm during the chamfering. In consideration of this, the actual chamfering width is about 500 μm from the front surface (surface facing the center of the bore) of the thermal spray coating, considering that the film thickness immediately after the thermal spray coating is formed is about 300 to 400 μm. While aiming at the chamfering width, the chamfering is carried out while allowing an error of about ± 0.3 mm. That is, since an error of about ± 0.3 mm is allowed with respect to the target of the chamfering width of about 500 μm, the chamfering is actually performed in a chamfering range as large as 200 to 800 μm.

さらに、面取り加工後の面取り加工面の仕上げの程度やその加工箇所の加工精度等に関する管理は、主として目視にておこなわれているのが現状である。   Furthermore, the present situation is that management regarding the degree of finishing of the chamfered surface after chamfering and the processing accuracy of the processed portion is mainly performed visually.

面取り加工の際のボアの位置決めや、面取り加工の仕上げ管理に関し、精緻な装置を使用し、かつ時間と労力をかけて双方を実施することにより、面取り加工精度が高められ、図5cのような事態発生を回避できる、もしくはその可能性を低減できることは勿論のことである。しかし、一方で、このように精緻な装置を使用し、かつ時間と労力をかけて面取り加工を実施し、その仕上げ管理を実行した場合には、シリンダブロックを製造するための装置コストが嵩み、さらにはシリンダブロック加工時間が長期化することは必至となる。   With regard to the positioning of the bore during chamfering and the finishing management of chamfering, the precision of chamfering can be improved by using a precise device and taking both time and effort, as shown in FIG. 5c. Of course, the occurrence of a situation can be avoided or the possibility thereof can be reduced. However, on the other hand, if such a precise device is used, chamfering is performed with time and effort, and the finishing control is executed, the cost for manufacturing the cylinder block increases. In addition, it is inevitable that the processing time of the cylinder block is prolonged.

ここで、従来技術に目を転じるに、溶射被膜形成後のホーニング加工の際に、溶射被膜形成によってその内径が大きくなったボアと工具とが接触して溶射被膜が剥がれ落されることを回避するべく、シリンダブロックに形成されたボアを、デッキ面に向かうにしたがってその内径が大きくなるように形成したものに対して溶射被膜を形成し、ホーニング加工を実施する加工方法が特許文献1に開示されている。   Here, turning to the prior art, during the honing process after the formation of the thermal spray coating, the bore that has increased its inner diameter due to the thermal spray coating formation and the tool are prevented from coming off and coming off. Therefore, Patent Document 1 discloses a processing method for forming a thermal spray coating on a bore formed in a cylinder block so that its inner diameter increases toward the deck surface and performing honing. Has been.

しかし、この加工方法では、依然として、図5cで示すように、デッキ面加工の際に、残存する溶射被膜の一部がフライス盤等の加工具と干渉し、溶射被膜が剥がれ落とされるという課題を解決するには至らない。   However, this processing method still solves the problem that, as shown in FIG. 5c, a part of the remaining sprayed coating interferes with a processing tool such as a milling machine and the sprayed coating is peeled off during the deck surface processing. It does n’t work.

特開2007−211307号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-2111307

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、デッキ面加工の際に、ボア面に形成された溶射被膜がデッキ面加工で使用される工具や装置、機器から何等の外力も受けず、もって、外力を受けた際に溶射被膜が剥がれ落とされてしまうといった課題を効果的に解消することのできる、溶射被膜の加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the thermal spray coating formed on the bore surface receives any external force from the tools, devices, and equipment used in the deck surface processing during the deck surface processing. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for processing a thermal spray coating that can effectively solve the problem that the thermal spray coating is peeled off when an external force is applied.

前記目的を達成すべく、本発明による溶射被膜の加工方法は、シリンダブロックに開設されたボアのボア面に溶射被膜を加工する溶射被膜の加工方法であって、前記ボアがシリンダブロックのデッキ面に臨むボア端部領域において、ボアの内周方向に延設した、無端状で、ボア内へ張り出した突条が形成されてなるシリンダブロックを用意する第1の工程、前記ボア面に溶射被膜を形成する第2の工程、少なくとも前記突条の一部を通る加工面を形成するようにして面取り加工する第3の工程、前記デッキ面を仕上げ加工する第4の工程、からなるものである。   In order to achieve the above object, a thermal spray coating processing method according to the present invention is a thermal spray coating processing method for processing a thermal spray coating on a bore surface of a bore provided in a cylinder block, wherein the bore is a deck surface of the cylinder block. A first step of preparing a cylinder block having an endless projecting ridge extending in the bore extending in the inner peripheral direction of the bore in the bore end region facing the thermal spray coating on the bore surface , A third step of chamfering so as to form a machining surface passing through at least a part of the ridge, and a fourth step of finishing the deck surface. .

本発明の溶射被膜の加工方法は、シリンダブロックに開設されたボアのうち、シリンダブロックのデッキ面に臨むボア端部領域において、ボア内へ張り出した無端状の突条を備えるようにしてシリンダブロックを製造し、ボア面に溶射被膜が形成され、デッキ面の仕上げ加工の前段の面取り加工の際に、この突条を少なくとも通る平面、曲面、もしくはそれらの複合面で面取り加工を実施する加工方法であり、この加工方法により、溶射被膜の一部がデッキ面に臨むことを完全に抑止でき、もって、デッキ面加工の際に加工具や加工装置が溶射被膜に力を付与してボア面から剥がれ落とすことを完全に解消させるものである。   The thermal spray coating processing method according to the present invention includes a cylinder block provided with an endless protrusion projecting into a bore in a bore end region facing a deck surface of the cylinder block among bores provided in the cylinder block. A processing method in which a thermal spray coating is formed on the bore surface, and chamfering is performed on a flat surface, curved surface, or a composite surface thereof that passes through at least the protrusion when chamfering is performed before finishing the deck surface. By this processing method, it is possible to completely prevent a part of the sprayed coating from facing the deck surface, so that when processing the deck surface, the processing tool or processing device applies force to the sprayed coating from the bore surface. It completely eliminates peeling off.

ここで、突条の形状(断面形状)は特に限定されるものではないが、少なくとも、ボアの内周面に連続した、無端状であること、ボアの内側に張り出していること、が必須の構成であり、その断面の輪郭は、ボアの途中からボア端部(デッキ面に臨む端部)に向かって直線テーパー状、湾曲状、直線と湾曲の組み合わせ、台形状、など、任意の形状、輪郭を適用できる。また、突条の加工方法は、切削具を回転させ、ボアの軸方向に移動させながらボアを加工する際に、突条形成部位で切削具の張り出し長さを縮めて、もしくは張り出し長さの短い切削具を装着し直して、これを回転させてデッキ面まで移動させることにより、容易に突条を具備するボアが開設できる。   Here, the shape of the ridge (cross-sectional shape) is not particularly limited, but it is essential that at least the endless shape that is continuous with the inner peripheral surface of the bore and the inside of the bore protrude. The outline of the cross section is an arbitrary shape such as a linear taper shape, a curved shape, a combination of a straight line and a curved shape, a trapezoidal shape, etc. from the middle of the bore toward the bore end (end facing the deck surface). Contour can be applied. Also, the method of processing the ridge is such that when the bore is machined while rotating the cutting tool and moving in the axial direction of the bore, the projection length of the cutting tool is reduced at the ridge formation site or the length of the projection is reduced. By remounting a short cutting tool, rotating it and moving it to the deck surface, it is possible to easily establish a bore having a protrusion.

また、面取り加工においては、少なくとも突条の一部を通る面を形成するようにして面取り加工が実施されることで、面取り加工後のデッキ面に溶射被膜が完全に臨まない面取り加工面を形成することができる。   Also, in chamfering, chamfering is performed so that at least a part of the ridge is passed through, thereby forming a chamfered surface where the sprayed coating does not completely face the deck surface after chamfering. can do.

より詳細に説明するに、面取り加工の加工面もしくは加工ラインがどのような形状、輪郭であれ、形成される溶射被膜の厚みよりも張り出し長の長い突条が形成されていれば、この突条の輪郭、もしくは内部のいずれかの箇所を通るようにして面取り加工を実施することで、面取り加工にて取り除かれた突条部分には、その表面に形成された溶射被膜の一部も同時に取り除かれることになる。そして、この取り除かれた溶射被膜の一部は、取り除かれる前はデッキ面に臨んでいた被膜部位であることから、面取り加工により、デッキ面に臨む溶射被膜部位は完全に解消される。   To explain in more detail, whatever the shape or contour of the chamfering processing surface or processing line, if a protrusion having a longer overhang length than the thickness of the sprayed coating to be formed is formed, this protrusion By carrying out chamfering so that it passes through any part of the contour of the interior or inside, part of the sprayed coating formed on the surface is also removed at the same time on the protrusions removed by chamfering Will be. Since a part of the sprayed coating thus removed is a coating portion facing the deck surface before being removed, the spray coating coating portion facing the deck surface is completely eliminated by chamfering.

なお、面取り加工ラインは、直線テーパー状、湾曲状、直線と湾曲の組み合わせ、などの任意のライン形状を適用できる。   The chamfering line can be applied to any line shape such as a linear taper shape, a curved shape, or a combination of a straight line and a curved shape.

ボア面に溶射被膜が形成され、上記するように面取り加工が実施され、次いで、デッキ面の仕上げ加工が実施され、最終的な溶射被膜の仕上げ加工であるホーニング加工が実施されて、ボア面への溶射被膜加工が完了する。なお、デッキ面の仕上げ加工とホーニング加工は、その加工の前後が逆であっても、同時に実施されるものであってもよい。   A sprayed coating is formed on the bore surface, the chamfering is performed as described above, then the finishing of the deck surface is performed, and the honing process, which is the final processing of the sprayed coating, is performed to the bore surface. The spray coating process is completed. In addition, the finishing process and the honing process of the deck surface may be performed at the same time, even if the processes before and after are reversed.

ここで、加工対象のシリンダブロックのボアは、車両等のエンジンのシリンダブロックのボアのほか、アクチュエータであるシリンダユニット機構を構成するシリンダ(ブロック)の摺動面など、その耐摩耗性等を向上させる必要のある適宜の筒状部材内面を包含するものである。   Here, the bore of the cylinder block to be processed improves the wear resistance of the cylinder block bore of the cylinder unit mechanism as an actuator in addition to the bore of the cylinder block of the engine of the vehicle or the like. It includes an appropriate inner surface of a cylindrical member that needs to be made.

また、ボア内面への溶射方法は、ガス溶射、フレーム溶射、アーク溶射、プラズマ溶射等の中のいずれの溶射形態であってもよく、溶射材料としては、アルミニウム、モリブデン等の金属粉末、ステライト合金、クロム−鉄合金、ニッケル−クロム等の合金粉末、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス粉末等を使用することができる。なお、例えばアーク溶射においては、適宜素材のワイヤが溶融されてなるアトマイズ粉末が溶射粒子として溶射ガンから吐出される。   Further, the spraying method on the inner surface of the bore may be any spraying form such as gas spraying, flame spraying, arc spraying, plasma spraying, etc., as the spraying material, metal powder such as aluminum and molybdenum, stellite alloy Further, alloy powders such as chromium-iron alloy and nickel-chromium, ceramic powders such as alumina and zirconia, and the like can be used. For example, in arc spraying, atomized powder obtained by appropriately melting a material wire is discharged from a spray gun as spray particles.

上記する本発明の溶射被膜の加工方法によれば、ボアがシリンダブロックのデッキ面に臨むボア端部領域において、ボアの内周方向に延設した、無端状で、ボア内へ張り出した突条を形成し、この突条の一部を通るようにして面取り加工を実行するだけの極めて簡易な製法改良により、ボア面に形成された溶射被膜の一部がデッキ面に臨むことが完全に抑止される。したがって、面取り加工後に溶射被膜の一部がデッキ面に望んだ際に、この溶射被膜の一部が後工程であるデッキ面加工で使用される工具や機器から外力を受け、この外力によって溶射被膜が剥がれ落とされてしまうといった課題は効果的に解消される。   According to the thermal spray coating processing method of the present invention described above, in the bore end region where the bore faces the deck surface of the cylinder block, the endless ridge projecting into the bore extends in the inner circumferential direction of the bore. And a part of the thermal spray coating formed on the bore surface is completely prevented from facing the deck surface by a very simple process improvement that only involves chamfering by passing a part of the ridge. Is done. Therefore, when a part of the sprayed coating is desired on the deck surface after chamfering, a part of this sprayed coating receives an external force from the tool or equipment used in the deck surface processing, which is a subsequent process, and the sprayed coating is caused by this external force. The problem of peeling off is effectively eliminated.

また、面取り加工に当たり、シリンダブロックのうちの特に被加工対象のボアの位置決めも、従来法のようにシリンダブロックの任意箇所にて位置決めすればよく(したがって、精緻な位置決めのための装置を要しない)、この場合においても、突条の一部を通るようにして面取り加工を実行することで、少なくとも溶射被膜がデッキ面に臨まない面取り加工を容易に保証することができる。さらに、ボアの精緻な位置決めや精緻な面取り加工部位の管理を不要とできることで、溶射被膜加工を含む、シリンダブロックの加工時間の長期化を抑制することができる。   Further, in the chamfering process, in particular, the bore to be machined in the cylinder block may be positioned at an arbitrary position of the cylinder block as in the conventional method (therefore, an apparatus for precise positioning is not required). In this case as well, by performing the chamfering process so as to pass through a part of the protrusion, it is possible to easily ensure at least the chamfering process in which the sprayed coating does not face the deck surface. Furthermore, since the precise positioning of the bore and the management of the precise chamfered portion can be made unnecessary, it is possible to suppress an increase in the processing time of the cylinder block including the thermal spray coating.

以上の説明から理解できるように、本発明の溶射被膜の加工方法によれば、ボアがデッキ面に臨む端部領域の面取り加工に際し、従来通り、ボアの位置決めを高精度に実施することなく、溶射被膜を確実にデッキ面に臨まないように面取り加工を実行することができ、もって、後工程であるデッキ面の仕上げ加工の際に加工具等によって溶射被膜がボア面から剥がれ落とされることを効果的に抑止することができる。   As can be understood from the above description, according to the thermal spray coating processing method of the present invention, when chamfering the end region where the bore faces the deck surface, without performing the positioning of the bore with high accuracy as usual, Chamfering can be performed so that the thermal spray coating does not face the deck surface reliably, so that the thermal spray coating is peeled off from the bore surface by a processing tool etc. when finishing the deck surface, which is a subsequent process. It can be effectively deterred.

(a)は、本発明の溶射被膜の加工方法の第1の工程を説明した縦断面図であり、より詳細には、用意されたシリンダブロックの一部のみを示した縦断面図であり、(b)、(c)はともに、ボアに形成された突条の他の実施の形態を示した模式図である。(A) is the longitudinal cross-sectional view explaining the 1st process of the processing method of the sprayed coating of this invention, More specifically, it is the longitudinal cross-sectional view which showed only a part of prepared cylinder block, (B), (c) is the schematic diagram which showed other embodiment of the protrusion formed in the bore. 図1aに続き、本発明の加工方法の第2の工程を説明した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view explaining the 2nd process of the processing method of this invention following FIG. 1a. 図2に続き、本発明の加工方法の第3の工程を説明した縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a third step of the processing method according to the present invention, following FIG. 2. (a)、(b)ともに、面取り加工面の他の実施の形態を説明した模式図である。(A), (b) is the schematic diagram explaining other embodiment of the chamfering processed surface. (a)は、従来の加工方法によってシリンダブロックのボア面に形成された溶射被膜を説明した縦断面図であり、(b)、(c)はともに、溶射被膜に対して面取り加工が実施された場合の2つの加工後の状態を説明した模式図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view explaining the sprayed coating formed in the bore | bore surface of the cylinder block by the conventional processing method, (b), (c) both perform the chamfering process with respect to the sprayed coating. It is the schematic diagram explaining the state after two processes in the case of.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例は、溶射被膜が加工される加工対象が車両エンジンのシリンダブロックに開設されたボアであるが、本発明の加工方法によって加工される溶射被膜は、これ以外にも、アクチュエータであるシリンダユニット機構を構成するシリンダ(ブロック)の摺動面などであってもよい。また、理解を容易とするために、シリンダブロックのうち、ボアが開設された部分のみを取り出して図示している。さらに、ボアのデッキ面に臨む端部領域に形成される突条は、図示する実施の形態以外の断面形状、輪郭を有するものであってもよいことは勿論のことである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the illustrated example, the object to be processed is a bore formed in a cylinder block of a vehicle engine. However, the sprayed film processed by the processing method of the present invention is an actuator. It may be a sliding surface of a cylinder (block) constituting the cylinder unit mechanism. In order to facilitate understanding, only the portion of the cylinder block where the bore is opened is taken out and illustrated. Further, it goes without saying that the protrusion formed in the end region facing the deck surface of the bore may have a cross-sectional shape and contour other than the illustrated embodiment.

図1aは、本発明の溶射被膜の加工方法の第1の工程を説明した縦断面図であり、図2、図3はそれぞれ、本発明の加工方法の第2の工程、第3の工程を説明した縦断面図である。   FIG. 1a is a longitudinal sectional view for explaining the first step of the thermal spray coating processing method of the present invention. FIGS. 2 and 3 show the second step and the third step of the processing method of the present invention, respectively. It is the longitudinal cross-sectional view demonstrated.

本発明の溶射被膜の加工方法は、まず、図1aで示す第1の工程として、ボアBがシリンダブロック1のデッキ面1bに臨むボア端部領域1cにおいて、ボア面1aの内周方向に延設した、無端状で、ボアB内へ張り出した突条1dが形成されてなるシリンダブロック1を用意する。   In the first method shown in FIG. 1A, the thermal spray coating processing method according to the present invention extends in the inner peripheral direction of the bore surface 1a in the bore end region 1c where the bore B faces the deck surface 1b of the cylinder block 1. A cylinder block 1 is prepared which is provided with an endless ridge 1d protruding into the bore B.

ここで、この突条1dを具備するボアBの開設方法を概説すると、以下のようになる。すなわち、不図示の切削具を回転させてボアBの軸方向に移動させながら該ボアBを加工することを基本とし、突条1dが形成されるべき部位においては、切削具の張り出し長さを縮めて、もしくは張り出し長さの短い切削具を装着し直して、これを回転させながらさらにデッキ面1bまで移動させることにより、突条1dを具備するボアBが容易に開設できる。   Here, it is as follows when the opening method of the bore B which comprises this protrusion 1d is outlined. That is, the cutting tool (not shown) is rotated and moved in the axial direction of the bore B, and the bore B is basically processed. At the portion where the protrusion 1d is to be formed, the protruding length of the cutting tool is set. The bore B having the protrusions 1d can be easily opened by shrinking or remounting a cutting tool having a short overhang length and moving it to the deck surface 1b while rotating it.

図1aで示す突条1dは、その断面形状が台形状であるが、突条の断面形状はこれ以外にも、図1bで示すような逆三角形状の突条1d’(その輪郭線はテーパー直線)、図1cで示すような湾曲形状の突条1d”などであってもよい。なお、突条1d”の更なる変形例として、ボアBの内側に突の湾曲形状、1/4真円形状などであってもよい。   The protrusion 1d shown in FIG. 1a has a trapezoidal cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the protrusion may be an inverted triangular protrusion 1d 'as shown in FIG. 1b (the outline is tapered). Straight line), or a curved protrusion 1d ″ as shown in FIG. 1c. As a further modification of the protrusion 1d ″, the curved shape of the protrusion inside the bore B, 1/4 true It may be circular.

次に、用意されたシリンダブロック1のボア面1aに対し、不図示の溶射装置を使用して、図2で示すような溶射被膜2を形成する(第2の工程)。なお、ここでいう溶射被膜の形成とは、最終的にホーニング加工にて仕上げ加工される前段の溶射被膜の形成を意味するものである。   Next, a thermal spray coating 2 as shown in FIG. 2 is formed on the prepared bore surface 1a of the cylinder block 1 using a thermal spraying apparatus (not shown) (second step). The formation of a sprayed coating here means the formation of a sprayed coating in the previous stage that is finally finished by honing.

ボア面1aへの溶射方法は、ガス溶射、フレーム溶射、アーク溶射、プラズマ溶射等の中のいずれの溶射形態であってもよい。たとえば、この内のアーク溶射を適用する場合を概説すると、以下のようになる。すなわち、不図示の載置台にシリンダブロック1を載置固定し、不図示の昇降装置に回転機構を介して装着された溶射ガンをボアBの最下部まで進入させる。不図示の電力線に電流が印加され、溶射ガンの先端に位置するアーク溶射用ワイヤの先端接触部でアークを発生させ、その熱によってワイヤの先端を溶融させて溶滴を形成し、溶射ガンから発射されるアトマイズエアを溶滴に吹き付けることにより、溶滴を細かな溶射粒子に分散させる。この状態で溶射ガンを回転させながら、シリンダブロック1のボアB内を所定の速度で上昇させると、ボア面1aに溶射粒子が溶射され、これが付着して溶射被膜2が形成される。なお、溶射材料としては、アルミニウム、モリブデン等の金属粉末、ステライト合金、クロム−鉄合金、ニッケル−クロム等の合金粉末、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス粉末等を使用することができる。   The spraying method on the bore surface 1a may be any spraying form among gas spraying, flame spraying, arc spraying, plasma spraying and the like. For example, the outline of the case of applying the arc spraying is as follows. That is, the cylinder block 1 is mounted and fixed on a mounting table (not shown), and a thermal spray gun mounted on a lifting device (not shown) via a rotation mechanism is advanced to the lowest part of the bore B. A current is applied to a power line (not shown), an arc is generated at the tip contact portion of the arc spray wire located at the tip of the spray gun, and the tip of the wire is melted by the heat to form droplets. By spraying atomized air to be ejected onto the droplets, the droplets are dispersed into fine spray particles. When the spray gun is rotated in this state and the inside of the bore B of the cylinder block 1 is raised at a predetermined speed, spray particles are sprayed on the bore surface 1a, which adheres to form the spray coating 2. As the thermal spray material, metal powder such as aluminum and molybdenum, alloy powder such as stellite alloy, chromium-iron alloy and nickel-chromium, ceramic powder such as alumina and zirconia, and the like can be used.

ボア面1aに溶射被膜が形成されたら、ボアBのうち、デッキ面1bに臨む端部領域1cに対して、不図示の面取り加工装置を使用して面取り加工を実施し、図3で示すごとく、端部領域1cに面取り加工面1eを形成する。   When the thermal spray coating is formed on the bore surface 1a, the end region 1c facing the deck surface 1b of the bore B is chamfered using a chamfering device (not shown), as shown in FIG. The chamfered surface 1e is formed in the end region 1c.

ここで、図示する面取り加工面1eは、突条1dの下方のテーパー箇所の途中を通るように面取りされた加工面である。   Here, the illustrated chamfered surface 1e is a processed surface that is chamfered so as to pass in the middle of the tapered portion below the ridge 1d.

なお、面取り加工面の実施の形態としては、加工面1e以外にも、図4aで示すように、突条1dがテーパー状に完全に取り除かれている面取り加工面1fや、図4bで示すように、湾曲状の面取り加工面1gとして突条1dの一部が取り除かれている形態などであってもよい。   As an embodiment of the chamfered surface, in addition to the processed surface 1e, as shown in FIG. 4a, the chamfered surface 1f in which the protrusion 1d is completely removed in a tapered shape, or as shown in FIG. 4b. Alternatively, a form in which a part of the protrusion 1d is removed as the curved chamfered surface 1g may be used.

面取り加工面1e,1f,1gいずれの形態であっても、面取り加工後の状態において、シリンダブロック1のデッキ面1bに溶射被膜2が全く臨まない状態を呈していることは共通している。   In any of the chamfered surfaces 1e, 1f, and 1g, it is common that the thermal spray coating 2 does not face the deck surface 1b of the cylinder block 1 in the state after the chamfering.

このように、面取り加工後の状態において、シリンダブロック1のデッキ面1bに溶射被膜2が全く臨まない状態を形成することで、後工程である、デッキ面の仕上げ加工の際に、適用される加工具もしくは加工装置から溶射被膜が直接的に押圧力を受け、この押圧力によって溶射被膜がボア面から剥がれ落とされることが効果的に解消される。   In this way, in the state after the chamfering process, by forming a state in which the sprayed coating 2 does not face the deck surface 1b of the cylinder block 1, it is applied at the time of the finishing process of the deck surface, which is a subsequent process. It is effectively eliminated that the thermal spray coating receives a direct pressing force from the processing tool or processing apparatus, and the thermal spray coating is peeled off from the bore surface by the pressing force.

なお、面取り加工面は、ボア面に形成された突条の内部、もしくはその外郭ラインの少なくともいずれかを通るようにして端部領域1cに形成されるものであれば、面取り加工後の状態において、溶射被膜がデッキ面に臨まない状態を得ることができる。補足的に説明するに、図4aで示す面取り加工面1fは、突条1dの下端部を通る加工面となっている。   If the chamfered surface is formed in the end region 1c so as to pass through at least one of the inside of the ridge formed on the bore surface or its outline line, in the state after chamfering Thus, it is possible to obtain a state in which the sprayed coating does not face the deck surface. As a supplementary explanation, the chamfered surface 1f shown in FIG. 4a is a processed surface that passes through the lower end of the protrusion 1d.

面取り加工が実施され、図3、4のような面取り加工面1e,1f,1gが形成されたら、デッキ面の仕上げ加工が実施され、次いで、溶射被膜の最終仕上げ加工である、ホーニング加工が実施されて、溶射被膜の加工が完了する。   When chamfering is performed and chamfered surfaces 1e, 1f, and 1g as shown in FIGS. 3 and 4 are formed, finishing of the deck surface is performed, and then honing, which is the final finishing of the sprayed coating, is performed. Thus, the processing of the sprayed coating is completed.

[本発明の加工方法を適用した際の、溶射被膜のボア面からの剥がれ落ちの有無を検証した実験とその結果]
本発明者等は、従来の加工方法、すなわち、ボアの端部領域に突条が存在しないシリンダブロックのボア面に溶射被膜を加工する方法によって得られた加工品(比較例)と、本発明の加工方法によって得られた加工品(実施例)と、をそれぞれ試作し、デッキ面加工時の溶射被膜の剥がれ落ちの有無、および、剥がれ落ちがある場合におけるその比率を検証した。以下、表1に比較例、実施例に共通する加工品、加工部位の概要を示し、表2に比較例、実施例の加工条件、検証結果を示している。
[Experiment and results of verifying the presence or absence of peeling from the bore surface of the thermal spray coating when the processing method of the present invention is applied]
The inventors have obtained a processed product (comparative example) obtained by a conventional processing method, that is, a method of processing a thermal spray coating on the bore surface of a cylinder block where no protrusions exist in the end region of the bore, and the present invention. Each of the processed products (Examples) obtained by this processing method was prototyped, and the presence or absence of peeling of the sprayed coating during deck surface processing and the ratio when there was peeling off were verified. Table 1 shows an outline of processed products and processed parts common to the comparative examples and examples, and Table 2 shows processing conditions and verification results of the comparative examples and examples.

Figure 0005532960
Figure 0005532960

Figure 0005532960
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表2より、本発明の加工方法にて製造されたシリンダボアのボア面に形成された溶射被膜は、後工程であるデッキ面加工の際に全く剥がされないことが実証されており、その有効性が保証されている。   Table 2 demonstrates that the thermal spray coating formed on the bore surface of the cylinder bore manufactured by the processing method of the present invention is not peeled off at the time of the deck surface processing, which is a subsequent process, and its effectiveness is Guaranteed.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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ける設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

1…シリンダブロック、1a…ボア面、1b…デッキ面、1c…ボアの端部領域、1d、1d’、1d”…突条、1e,1f,1g…面取り加工面、2…溶射被膜、B…ボア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder block, 1a ... Bore surface, 1b ... Deck surface, 1c ... End region of bore, 1d, 1d ', 1d "... Projection, 1e, 1f, 1g ... Chamfered surface, 2 ... Thermal spray coating, B ... Boa

Claims (1)

シリンダブロックに開設されたボアのボア面に溶射被膜を加工する溶射被膜の加工方法であって、
前記ボアがシリンダブロックのデッキ面に臨むボア端部領域において、ボアの内周方向に延設した、無端状で、ボア内へ張り出した突条が形成されてなるシリンダブロックを用意する第1の工程、
前記ボア面に溶射被膜を形成する第2の工程、
少なくとも前記突条の一部を通る加工面を形成するようにして面取り加工する第3の工程、
前記デッキ面を仕上げ加工する第4の工程、からなる、溶射被膜の加工方法。
A thermal spray coating processing method for processing a thermal spray coating on a bore surface of a bore established in a cylinder block,
A first cylinder block is provided which has an endless projecting ridge extending into the bore extending in an inner circumferential direction of the bore in a bore end region where the bore faces the deck surface of the cylinder block. Process,
A second step of forming a thermal spray coating on the bore surface;
A third step of chamfering so as to form a machining surface passing through at least a part of the ridge;
A method for processing a thermal spray coating, comprising: a fourth step of finishing the deck surface.
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