JPH0557597A - アルミニウム製ボアの表面加工方法 - Google Patents
アルミニウム製ボアの表面加工方法Info
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- JPH0557597A JPH0557597A JP21871591A JP21871591A JPH0557597A JP H0557597 A JPH0557597 A JP H0557597A JP 21871591 A JP21871591 A JP 21871591A JP 21871591 A JP21871591 A JP 21871591A JP H0557597 A JPH0557597 A JP H0557597A
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- aluminum bore
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性が良好であると共にエンジンオイル
の消費量が少ないアルミニウム製ボアを提供する。 【構成】 少なくとも摺動部分に硬質粒子２が分散した
アルミニウム製ボア１の表面を往復運動および回転運動
する主軸に砥石を設けたホーニング装置により加工する
に際し、主軸を往復運動させながら左右いずれかの方向
に回転運動させてボアの表面を加工した後、前記回転方
向とは逆方向に回転運動させてボアの表面を仕上げ加工
するアルミニウム製ボア１の表面加工方法。
の消費量が少ないアルミニウム製ボアを提供する。 【構成】 少なくとも摺動部分に硬質粒子２が分散した
アルミニウム製ボア１の表面を往復運動および回転運動
する主軸に砥石を設けたホーニング装置により加工する
に際し、主軸を往復運動させながら左右いずれかの方向
に回転運動させてボアの表面を加工した後、前記回転方
向とは逆方向に回転運動させてボアの表面を仕上げ加工
するアルミニウム製ボア１の表面加工方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも摺動部分
に硬質粒子が分散したアルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金等のアルミニウム製ボアの表面を仕上加工するの
に利用されるアルミニウム製ボアの表面加工方法に関す
るものである。
に硬質粒子が分散したアルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金等のアルミニウム製ボアの表面を仕上加工するの
に利用されるアルミニウム製ボアの表面加工方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】少なくとも摺動部分に初晶Ｓｉ粒子やＳ
ｉＣ粒子などの硬質粒子が分散したアルミニウム製ボア
の表面を仕上げ加工するに際しては、例えば、往復運動
および回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置
（ホーニング盤）を用いて行うことが多い。
ｉＣ粒子などの硬質粒子が分散したアルミニウム製ボア
の表面を仕上げ加工するに際しては、例えば、往復運動
および回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置
（ホーニング盤）を用いて行うことが多い。
【０００３】このホーニング装置は、精密中ぐりや研削
などによって仕上げられた穴内面，円筒外面，平面など
の被加工物表面をさらに平滑にし、同時に加工精度も向
上させるために、主軸に設けた角形棒状の細粒砥石を被
加工物表面に面接触させて軽く研削する仕上げ方法であ
り、例えば、「機械工学便覧」 昭和６３年５月１５日
新版２刷発行 著作兼発行者 社団法人 日本機械学会
Ｂ２−１４８〜１４９頁６・２・８ホーニング に記
載されたものがある。
などによって仕上げられた穴内面，円筒外面，平面など
の被加工物表面をさらに平滑にし、同時に加工精度も向
上させるために、主軸に設けた角形棒状の細粒砥石を被
加工物表面に面接触させて軽く研削する仕上げ方法であ
り、例えば、「機械工学便覧」 昭和６３年５月１５日
新版２刷発行 著作兼発行者 社団法人 日本機械学会
Ｂ２−１４８〜１４９頁６・２・８ホーニング に記
載されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアルミニウム製ボアの表面加工方法において
は、例えば、主軸を時計方向回りもしくは反時計方向回
りというような同一方向の回転のみにより加工を行うよ
うにしていたため、その加工表面を拡大してミクロ的に
見ると、図３に示すように、硬質粒子１２が分散したア
ルミニウム製ボア１１の表面部分において、一方向の加
工方向Ａに沿ったバリ１３が研削条痕（油溜り）１４の
上に迫り出し、この結果、油溜りの効果を少なくするだ
けでなく、ピストンリング等が摺動する際にはバリ１３
の部分で焼付きを発生させることがあるという問題点を
有していた。
うな従来のアルミニウム製ボアの表面加工方法において
は、例えば、主軸を時計方向回りもしくは反時計方向回
りというような同一方向の回転のみにより加工を行うよ
うにしていたため、その加工表面を拡大してミクロ的に
見ると、図３に示すように、硬質粒子１２が分散したア
ルミニウム製ボア１１の表面部分において、一方向の加
工方向Ａに沿ったバリ１３が研削条痕（油溜り）１４の
上に迫り出し、この結果、油溜りの効果を少なくするだ
けでなく、ピストンリング等が摺動する際にはバリ１３
の部分で焼付きを発生させることがあるという問題点を
有していた。
【０００５】また、油溜りの部分を大きくするために、
図４に示すように、条痕１５をより深いもの（表面粗さ
Ｒａ：１．１〜１．５μｍ程度）とすると、オイル消費
が多くなるという問題点を有していた。
図４に示すように、条痕１５をより深いもの（表面粗さ
Ｒａ：１．１〜１．５μｍ程度）とすると、オイル消費
が多くなるという問題点を有していた。
【０００６】さらに、油溜りの効果を得るために条痕１
５の角度を摺動方向に対して垂直近くにすると、すなわ
ち、角度表示で０度に近づけると、ピストンリング等が
摺動する際にバリ１３の部分や硬質粒子１２が脱落して
条痕１５にトラップされ、そのため、焼付きを発生する
ことがあるという問題点があり、このような問題点を解
決することが課題となっていた。
５の角度を摺動方向に対して垂直近くにすると、すなわ
ち、角度表示で０度に近づけると、ピストンリング等が
摺動する際にバリ１３の部分や硬質粒子１２が脱落して
条痕１５にトラップされ、そのため、焼付きを発生する
ことがあるという問題点があり、このような問題点を解
決することが課題となっていた。
【０００７】
【発明の目的】この発明は、上記した従来の課題にかん
がみてなされたもので、ピストンとの摺動特性が良好で
あって、オイル消費が少なく、焼付きの発生を生じがた
い耐摩耗性に優れたアルミニウム製ボアを得ることが可
能であるアルミニウム製ボアの表面加工方法を提供する
ことを目的としている。
がみてなされたもので、ピストンとの摺動特性が良好で
あって、オイル消費が少なく、焼付きの発生を生じがた
い耐摩耗性に優れたアルミニウム製ボアを得ることが可
能であるアルミニウム製ボアの表面加工方法を提供する
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるアルミ
ニウム製ボアの表面加工方法は、少なくとも摺動部分に
硬質粒子が分散したアルミニウム製ボアの表面を往復運
動および回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装
置により加工するに際し、主軸を往復運動させながら左
右いずれかの方向に回転運動させてボアの表面を加工し
た後、前記回転方向とは逆方向に回転運動させてボアの
表面を仕上げ加工する構成としたことを特徴としてお
り、このようなアルミニウム製ボアの表面加工方法に係
わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
ニウム製ボアの表面加工方法は、少なくとも摺動部分に
硬質粒子が分散したアルミニウム製ボアの表面を往復運
動および回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装
置により加工するに際し、主軸を往復運動させながら左
右いずれかの方向に回転運動させてボアの表面を加工し
た後、前記回転方向とは逆方向に回転運動させてボアの
表面を仕上げ加工する構成としたことを特徴としてお
り、このようなアルミニウム製ボアの表面加工方法に係
わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
【０００９】
【発明の作用】図３において示したように、従来の場合
には、アルミニウム製ボアの表面加工を行うに際して、
主軸を一方向（加工方向Ａ）にのみ回転させて加工を行
うようにしていたため、硬質粒子１２が分散したアルミ
ニウム製ボア１１の表面部分において、加工方向Ａに沿
ったバリ１３が研削条痕（油溜り）１４の上に迫り出し
た状態となっている。
には、アルミニウム製ボアの表面加工を行うに際して、
主軸を一方向（加工方向Ａ）にのみ回転させて加工を行
うようにしていたため、硬質粒子１２が分散したアルミ
ニウム製ボア１１の表面部分において、加工方向Ａに沿
ったバリ１３が研削条痕（油溜り）１４の上に迫り出し
た状態となっている。
【００１０】この状態では相手材であるピストンを摺動
させた際に油溜り１４の部分での潤滑の作用が少なくな
ると同時に、バリ１３の部分とピストンとの間で焼き付
きが発生する。
させた際に油溜り１４の部分での潤滑の作用が少なくな
ると同時に、バリ１３の部分とピストンとの間で焼き付
きが発生する。
【００１１】これに対して、この発明に係わるアルミニ
ウム製ボアの表面加工方法においては、往復運動および
回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置を用
い、アルミニウム製ボアの表面を加工するに際し、主軸
を往復運動させながら左右いずれかの方向に回転運動さ
せてボアの表面を加工した後、前記回転方向とは逆方向
に回転運動させてボアの表面を仕上げ加工するようにし
ているので、図１に示すように、硬質粒子２が分散した
アルミニウム製ボア１の表面部分において、図３の場合
に油溜り１４に迫り出していたバリ１３が除去されたも
のとなっていて、バリが存在しない油溜り４となる。
ウム製ボアの表面加工方法においては、往復運動および
回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置を用
い、アルミニウム製ボアの表面を加工するに際し、主軸
を往復運動させながら左右いずれかの方向に回転運動さ
せてボアの表面を加工した後、前記回転方向とは逆方向
に回転運動させてボアの表面を仕上げ加工するようにし
ているので、図１に示すように、硬質粒子２が分散した
アルミニウム製ボア１の表面部分において、図３の場合
に油溜り１４に迫り出していたバリ１３が除去されたも
のとなっていて、バリが存在しない油溜り４となる。
【００１２】この場合、図４に示したボア表面の粗さ曲
線の場合と同様に先端部１６が残ることがあり、このよ
うな状態で相手材であるピストンを摺動させた場合に、
先端部１６との間で焼き付きを生ずることもありうる。
線の場合と同様に先端部１６が残ることがあり、このよ
うな状態で相手材であるピストンを摺動させた場合に、
先端部１６との間で焼き付きを生ずることもありうる。
【００１３】そこで、加工条件をより適切なものに選択
し、先端部１６のみを削り取ることによって、図２に加
工後のボア表面の粗さ曲線を示すように、硬質粒子２を
表面に露出させることができるようになり、かつまた摺
動開始時の初期摩耗を最小限にとどめることができるよ
うになって、鋳鉄製ボアと同程度の耐摩耗性を得ること
ができるものとなる。
し、先端部１６のみを削り取ることによって、図２に加
工後のボア表面の粗さ曲線を示すように、硬質粒子２を
表面に露出させることができるようになり、かつまた摺
動開始時の初期摩耗を最小限にとどめることができるよ
うになって、鋳鉄製ボアと同程度の耐摩耗性を得ること
ができるものとなる。
【００１４】そして、より望ましくは、表面加工された
後のアルミニウム製ボアの表面は、十点平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．５〜１．１μｍ、より好ましくは０．９〜
１．０μｍであり、条痕のなす角度が摺動方向と垂直な
方向でみた角度で２５〜８０度とするのが良く、これに
よって従来の重量が大である鋳鉄製シリンダブロックと
同程度の耐摩耗性を得ることができ、エンジンのより一
層の軽量化が実現できるようになる。
後のアルミニウム製ボアの表面は、十点平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．５〜１．１μｍ、より好ましくは０．９〜
１．０μｍであり、条痕のなす角度が摺動方向と垂直な
方向でみた角度で２５〜８０度とするのが良く、これに
よって従来の重量が大である鋳鉄製シリンダブロックと
同程度の耐摩耗性を得ることができ、エンジンのより一
層の軽量化が実現できるようになる。
【００１５】
（実施例１）アルミニウム製ボアとして、Ａｌ−Ｓｉ合
金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりなるものを用
い、次の表１に示す加工条件によってアルミニウム製ボ
アの表面加工を行った。
金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりなるものを用
い、次の表１に示す加工条件によってアルミニウム製ボ
アの表面加工を行った。
【００１６】
【表１】
【００１７】（比較例１）アルミニウム製ボアとして、
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりな
るものを用い、次の表２に示す加工条件によってアルミ
ニウム製ボアの表面加工を行った。
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりな
るものを用い、次の表２に示す加工条件によってアルミ
ニウム製ボアの表面加工を行った。
【００１８】
【表２】
【００１９】（比較例２）アルミニウム製ボアとして、
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりな
るものを用い、次の表３に示す加工条件によってアルミ
ニウム製ボアの表面加工を行った。
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ａｌ−１３〜１４重量％Ｓｉ）よりな
るものを用い、次の表３に示す加工条件によってアルミ
ニウム製ボアの表面加工を行った。
【００２０】
【表３】
【００２１】（評価試験）実施例１および比較例１で得
たアルミニウム製ボア（直列４気筒４サイクルエンジン
用）とピストン（鉄めっき製，ピストンリングは硬質ク
ロムめっき製）とを組み合わせて摺動試験を行った。
たアルミニウム製ボア（直列４気筒４サイクルエンジン
用）とピストン（鉄めっき製，ピストンリングは硬質ク
ロムめっき製）とを組み合わせて摺動試験を行った。
【００２２】このとき、実施例１および比較例１におけ
る加工条件を変えることによって、表面粗さ（Ｒａ）を
異ならせたものについて評価試験を行った。
る加工条件を変えることによって、表面粗さ（Ｒａ）を
異ならせたものについて評価試験を行った。
【００２３】さらに、従来の鋳鉄（ＦＣ２０）を素材と
したもの、および同じく従来の硬質粒子分散型耐摩耗性
合金（Ａ３９０）を素材としたものについても同様の試
験を行った。これらの結果を図５に示す。
したもの、および同じく従来の硬質粒子分散型耐摩耗性
合金（Ａ３９０）を素材としたものについても同様の試
験を行った。これらの結果を図５に示す。
【００２４】図５に示すように、本発明方法を採用する
としても、表面粗さが小さすぎるとスカッフィングが発
生するので好ましくなく、反対に表面粗さが大きすぎる
と摩耗量が多くなることから、表面粗さは０．５〜１．
０μｍ程度にするのが良いことが認められ、これによっ
て鋳鉄製のものと同程度の特性を有するものが得られ
た。
としても、表面粗さが小さすぎるとスカッフィングが発
生するので好ましくなく、反対に表面粗さが大きすぎる
と摩耗量が多くなることから、表面粗さは０．５〜１．
０μｍ程度にするのが良いことが認められ、これによっ
て鋳鉄製のものと同程度の特性を有するものが得られ
た。
【００２５】一方，Ａ３９０合金を素材とした場合にお
いても摩耗量は少ないものとなっているが、この合金に
対しては耐摩耗性を得るために初晶のＳｉを突出させる
ＣＭ処理等の特殊な表面仕上げ加工を施すことが必要で
あった。
いても摩耗量は少ないものとなっているが、この合金に
対しては耐摩耗性を得るために初晶のＳｉを突出させる
ＣＭ処理等の特殊な表面仕上げ加工を施すことが必要で
あった。
【００２６】また、各アルミニウム製ボアを用いた場合
のオイル消費量を調べたところ、図６に示すように、本
発明方法による実施例１の場合には比較例１，２の場合
に比べてオイル消費量が少ないことが認められた。
のオイル消費量を調べたところ、図６に示すように、本
発明方法による実施例１の場合には比較例１，２の場合
に比べてオイル消費量が少ないことが認められた。
【００２７】さらに、実施例１における表面加工に際し
て工具摩耗量を測定したところ、図７に示す結果であ
り、従来の硬質粒子分散型耐摩耗性合金（Ａ３９０）に
比べて工具摩耗量は少ない結果となり、加工性にも優れ
ていることが認められた。
て工具摩耗量を測定したところ、図７に示す結果であ
り、従来の硬質粒子分散型耐摩耗性合金（Ａ３９０）に
比べて工具摩耗量は少ない結果となり、加工性にも優れ
ていることが認められた。
【００２８】これに対して、Ａ３９０合金では工具摩耗
量が実施例１の場合よりも多いだけでなく、チッピング
も多発した。
量が実施例１の場合よりも多いだけでなく、チッピング
も多発した。
【００２９】（実施例２）アルミニウム製ボアとして、
ＡＣ２Ａ＋１５％ＳｉＣ粒子分散合金よりなるものを用
い、次の表４に示す加工条件によってアルミニウム製ボ
アの表面加工を行った。
ＡＣ２Ａ＋１５％ＳｉＣ粒子分散合金よりなるものを用
い、次の表４に示す加工条件によってアルミニウム製ボ
アの表面加工を行った。
【００３０】
【表４】
【００３１】なお、この実施例２において、アルミニウ
ム合金（ＡＣ２Ａ）に分散させるＳｉＣ粒子の粒度分布
は１０μｍ以下とするのが好ましく、１０μｍ以下の場
合にはＡｌ−Ｓｉ合金の場合とほぼ同等の結果を得るこ
とができた。
ム合金（ＡＣ２Ａ）に分散させるＳｉＣ粒子の粒度分布
は１０μｍ以下とするのが好ましく、１０μｍ以下の場
合にはＡｌ−Ｓｉ合金の場合とほぼ同等の結果を得るこ
とができた。
【００３２】
【発明の効果】この発明に係わるアルミニウム製ボアの
表面加工方法によれば、少なくとも摺動部分に硬質粒子
が分散したアルミニウム製ボアの表面を往復運動および
回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置により
加工するに際し、主軸を往復運動させながら左右いずれ
かの方向に回転運動させてボアの表面を加工した後、前
記回転方向とは逆方向に回転運動させてボアの表面を仕
上げ加工する構成としたから、アルミニウム製ボアの耐
摩耗性が良好なものになると共に、エンジンオイルの消
費量が低減するものになるという著しく優れた効果がも
たらされる。
表面加工方法によれば、少なくとも摺動部分に硬質粒子
が分散したアルミニウム製ボアの表面を往復運動および
回転運動する主軸に砥石を設けたホーニング装置により
加工するに際し、主軸を往復運動させながら左右いずれ
かの方向に回転運動させてボアの表面を加工した後、前
記回転方向とは逆方向に回転運動させてボアの表面を仕
上げ加工する構成としたから、アルミニウム製ボアの耐
摩耗性が良好なものになると共に、エンジンオイルの消
費量が低減するものになるという著しく優れた効果がも
たらされる。
【図１】この発明によるアルミニウム製ボアの表面加工
方法によって加工されたボア表面のミクロ形状を示す断
面説明図である。
方法によって加工されたボア表面のミクロ形状を示す断
面説明図である。
【図２】この発明によるアルミニウム製ボアの表面加工
方法によって加工されたボア表面の粗さ曲線を示す説明
図である。
方法によって加工されたボア表面の粗さ曲線を示す説明
図である。
【図３】従来のアルミニウム製ボアの表面加工方法によ
って加工されたボア表面のミクロ形状を示す断面説明図
である。
って加工されたボア表面のミクロ形状を示す断面説明図
である。
【図４】従来のアルミニウム製ボアの表面加工方法によ
って加工されたボア表面の粗さ曲線を示す断面説明図で
ある。
って加工されたボア表面の粗さ曲線を示す断面説明図で
ある。
【図５】この発明の実施例および比較例において各エン
ジンシリンダボアの耐摩耗性を評価した結果を示すグラ
フである。
ジンシリンダボアの耐摩耗性を評価した結果を示すグラ
フである。
【図６】この発明の実施例および比較例において各エン
ジンシリンダボアを用いた場合のオイル消費量の試験結
果を示すグラフである。
ジンシリンダボアを用いた場合のオイル消費量の試験結
果を示すグラフである。
【図７】この発明の実施例および比較例において各エン
ジンシリンダボアの表面加工を行う場合の工具摩耗量の
試験結果を示すグラフである。
ジンシリンダボアの表面加工を行う場合の工具摩耗量の
試験結果を示すグラフである。
１ アルミニウム製ボア ２ 硬質粒子 ４ 研削条痕（油溜り）
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも摺動部分に硬質粒子が分散し
たアルミニウム製ボアの表面を往復運動および回転運動
する主軸に砥石を設けたホーニング装置により加工する
に際し、主軸を往復運動させながら左右いずれかの方向
に回転運動させてボアの表面を加工した後、前記回転方
向とは逆方向に回転運動させてボアの表面を仕上げ加工
することを特徴とするアルミニウム製ボアの表面加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21871591A JPH0557597A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | アルミニウム製ボアの表面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21871591A JPH0557597A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | アルミニウム製ボアの表面加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557597A true JPH0557597A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16724306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21871591A Pending JPH0557597A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | アルミニウム製ボアの表面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557597A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5931038A (en) * | 1997-02-25 | 1999-08-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of machining bore surface of cylinder block and apparatus therefor |
| US6910945B2 (en) | 2002-08-30 | 2005-06-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Honing method and honing apparatus |
| JP2007245341A (ja) * | 2007-04-20 | 2007-09-27 | Nissan Motor Co Ltd | ホーニング加工方法および加工装置 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21871591A patent/JPH0557597A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5931038A (en) * | 1997-02-25 | 1999-08-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of machining bore surface of cylinder block and apparatus therefor |
| DE19802842C2 (de) * | 1997-02-25 | 2001-10-25 | Toyota Motor Co Ltd | Verfahren zum maschinellen Bearbeiten einer Bohrungsoberfläche eines Zylinderblocks und Vorrichtung dafür |
| US6910945B2 (en) | 2002-08-30 | 2005-06-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Honing method and honing apparatus |
| JP2007245341A (ja) * | 2007-04-20 | 2007-09-27 | Nissan Motor Co Ltd | ホーニング加工方法および加工装置 |
| JP4666178B2 (ja) * | 2007-04-20 | 2011-04-06 | 日産自動車株式会社 | ホーニング加工方法および加工装置 |
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