JPH0788756A - ホーニング加工方法及びホーニング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋭利な状態の研削面を有する砥石への研削
や、砥石の目詰まり除去を、装置が大型化することなく
短時間で行えるようにする。 【構成】 ダミーワーク２９を、ワークであるシリンダ
ブロック１の上方に配置し、使用前で研削面が鋭利とな
った状態の砥石１３あるいは、目詰り状態の１３によ
り、ダミーワーク２９を研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、砥石をワークの加工
孔内面に対して所定の加工圧力をもって付与しつつ、そ
の砥石が取付けられたホーニングヘッドが回転かつ軸方
向移動して加工孔内面を研削加工するホーニング加工方
法及びホーニング加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホーニング加工は、加工孔の内面を砥石
を用いて研削するもので、この砥石は通常直方体形状の
ものを加工孔の中心軸方向を長手方向として円周方向に
複数等間隔に配置してある。この複数の砥石は、加工孔
内に挿入されてその中心軸に対して放射状に配置したホ
ーンと称する工具により加工孔内面に押圧されるととも
に、回転運動と軸方向の往復運動を行わせて加工孔の内
面を平滑かつ精度よく加工する。

【０００３】このようなホーニング加工においては、使
用される砥石による目のワークに対して研削加工を行う
際には、周方向に複数配置された砥石の研削面が加工孔
内面に均一に接触するように、砥石の形を整えるいわゆ
るダイヤモンド砥石による整形即ちツルーイングを行
う。ツルーイングを行った後の砥石の研削面は、ダイヤ
モンド砥石により砥粒が強制脱落されており鋭利であ
り、この状態でホーニング加工を行うと、加工孔内面の
表面粗さは粗くなりすぎ、そのワークは不良となってし
まう。さらに、ダイヤモンド砥石は実際の加工ワークと
は熱膨脹係数や剛性等の物性が一致しておらず、整形さ
れたそのままの砥石がワークに所期の通り面当たりせ
ず、ツルーイング直後に加工されたワークの精度は十分
ではない。

【０００４】また、幾つかのワークに対してホーニング
加工を行うことで砥石の研削面が鋭利でなくなった状態
となり、この状態でワークに対して研削加工を行う通常
加工の過程において、砥石が目詰まりを起こした場合に
は、加工孔内面の表面粗さは細かくなり、滑らかになり
すぎることがある。滑らかになりすぎた場合には、加工
孔が例えばエンジンのシリンダボア内面である場合、オ
イルの保持が充分になされずピストンとの間で焼付など
が発生したり、オイルの消費量が増大するなどの問題が
発生する。

【０００５】上記したように、加工孔内面の表面粗さ
は、ワークによっても異なるが、一定の基準内にあるこ
とが望ましい。図３は、縦軸に加工孔内面の表面粗さ
を、横軸にワークの加工数をとって示したもので、ここ
での表面粗さはＡとＢとの間が許容範囲である。これに
よれば、表面粗さは、加工数が１〜５程度終了した時点
のａまでが粗すぎて不安定であり、その後安定した状態
が続くが、加工数を多数積み重ねた時点のｂで細かくな
り滑らかすぎる状態となっている。加工数がａの時点で
は、砥石をツルーイングした後であって砥石の研削面が
鋭利となっているからであり、加工数ｂの時点では、砥
石に目詰まりが発生して研削面がつるつるになっている
からである。

【０００６】これに対し、例えば実開平１−１４３３４
６号公報には、ワークがセットされる加工テーブル上
に、ワークと並列状態で砥石をドレッシング（ツルーイ
ング）するための円筒形ドレッサを設置したものが開示
されている。ワーク及び円筒形ドレッサが設けられた加
工テーブルを水平移動して、砥石が取付けられたホーニ
ングヘッドを円筒形ドレッサ内に進入させて拡張，回転
すれば、砥石における鋭利な研削面及び目詰まりへの対
処が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のホーニング加工装置は、砥石を用いてワーク
をホーニング加工する状態と、砥石における鋭利な研削
面や目詰まりに対処する状態とで、ワーク及び円筒形ド
レッサが設置された加工テーブルを移動させる必要があ
るので、水平方向の移動スペースが必要となるなど、装
置が大型化するうえ、特に目詰まり除去の際には、ホー
ニング加工する状態から目詰まり除去を行う状態に一旦
移動させ、再びホーニング加工可能な状態に移動させる
必要があるので、時間がかかり、作業性が悪いものとな
る。

【０００８】そこで、この発明は、砥石における鋭利な
状態の研削面や目詰まりが発生した場合において、装置
が大型化することなく短時間に対処できるようにするこ
とを目的としている。

【０００９】

【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、円筒状加工孔を有するワーク
の上部にセットされて前記加工孔と同心状の凹状円弧面
を有するダミーワークに対し、砥石を支持するホーニン
グヘッドを進入させ、ツルーイングにより研削面が鋭利
となった状態の砥石により前記凹状円弧面を研削して砥
石の研削面を滑らかにした後、さらにホーニングヘッド
を前記ワークに進入させて円筒状加工孔を研削する方法
としてある。

【００１０】第２に、円筒状加工孔を有するワークの上
部にセットされた前記加工孔と同心状の凹状円弧面を有
するダミーワークに対し、砥石を支持するホーニングヘ
ッドを進入させ、前記ワークへのホーニング加工中に目
詰まり状態となった砥石により前記凹状円弧面を研削す
ることで自生作用により目詰りを解消する方法としてあ
る。

【００１１】第３に、円筒状加工孔を有するワークの上
部にセットされ、前記加工孔と同心状で砥石により研削
される凹状円弧面を有するダミーワークを備えた構成と
してある。

【００１２】第４に、第１，第２の方法または第３の構
成において、ダミーワークの凹状円弧面は半径方向に移
動可能としてある。

【００１３】

【作用】第１の方法または第３の構成によれば、研削面
が鋭利となった状態の砥石を支持するホーニングヘッド
をダミーワークに進入させて凹状円弧面を研削すること
で、砥石の研削面は鋭利でなくなり、この状態でホーニ
ングヘッドをさらに下降させてワークに進入させ加工孔
内面をホーニング加工する。

【００１４】第２の方法または第３の構成によれば、目
詰まり状態の砥石を支持するホーニングヘッドをダミー
ワークに進入させて凹状円弧面を研削することで、砥石
の目詰まりは除去され、この状態でホーニングヘッドを
さらに下降させてワークに進入させ加工孔内面をホーニ
ング加工する。

【００１５】第４の方法または構成によれば、ダミーワ
ークの凹状円弧面は、凹状円弧面を砥石が研削する際に
は半径方向内側に移動させる一方、ワークに対してホー
ニング加工を行うときには半径方向外側に移動させる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。

【００１７】図１は、この発明の一実施例に係わるもの
で、エンジンのシリンダボアに対してホーニング加工を
行うためのホーニング加工装置の断面図である。ワーク
となるエンジンのシリンダブロック１は、図示しないホ
ーニング盤本体の加工テーブル上にセットされ、シリン
ダブロック１の加工孔を有するシリンダボア３に対し、
ホーニングヘッド５を挿入してその内面を研削加工す
る。

【００１８】ホーニングヘッド５は、本体７内に上下動
可能に挿入されて図示しない油圧シリンダによって上下
動可能な二つのテーパコーン９と、テーパコーン９の下
降によってシリンダボア３の内面に向けて押付けられ円
周方向に複数配置されたシュー１１と、シュー１１の外
周面に装着されシリンダボア３の内面を研削加工する図
中で上下方向に長い直方体状の砥石１３とを備えてい
る。このようなホーニングヘッド５は、テーパコーン９
及びシュー１１によって砥石１３がシリンダボア３の内
面に所定の押付圧力（拡張圧）で押付けられた状態で、
全体として図示しない上下シリンダ及びモータを駆動源
として上下動すると同時に回転しながらホーニング加工
を行う。

【００１９】また、ホーニングヘッド５の本体７には、
上下方向に延長されるエア通路が形成され、このエア通
路は、下部側がホーニング加工時にシリンダボア３の内
面に対向して開口するエアノズル１５を構成し、上部側
が上面に開口して図示しないエアマイクロメータに接続
されている。エアマイクロメータは、エアノズル１５か
らシリンダボア３の内面にエアを吹き付けることによ
り、そのときの背圧が電気信号に変換され、背圧に応じ
たシリンダボア３の所定の加工寸法が算出装置Ｓにより
算出される。

【００２０】シリンダブロック１の上部には、アッパプ
レート１７が配置されている。アッパプレート１７の貫
通孔１７ａにはガイドリング１９が嵌め込まれるととも
に、ガイドリング１９の上部にはマスタリング２１，２
３が設けられ、ガイドリング１９及びマスタリング２
１，２３は、アッパプレート１７上に装着される固定部
材２５により固定される。

【００２１】ガイドリング１９は、ホーニングヘッド５
をシリンダボア３内に挿入するときの案内となるガイド
孔１９ａを備えている。二つのマスタリング２１，２３
は、ホーニング加工によるシリンダボア３の内径の加工
狙い孔径の上限値及び下限値とそれぞれ同じ径を有して
おり、ホーニング加工に先立ち、エアマイクロメータの
ノズル１５及びノズル１５より上方位置にある図示しな
いノズルからのエア圧力を受けて、シリンダボア３の内
径の上限値及び下限値の範囲を設定する。

【００２２】固定部材２５の上面には、スライド板２７
上に固定されたダミーワーク２９が配置されている。ダ
ミーワーク２９は、ワークであるシリンダブロック１と
同材質であり、図２の平面図で示すように、円筒部材を
円周方向等間隔に４つに分割してシリンダボア３を形成
する加工孔と同心状の凹状円弧面２９ａを有する。ダミ
ーワーク２９の外周側には、ダミーワーク２９の凹状円
弧面２９ａと同心状の円弧面を有する円弧状のダミーワ
ーク押えプレート３１が装着されている。

【００２３】スライド板２７は、４つに分割されたダミ
ーワーク２９に対応して設けられ、固定部材２５上に形
成されたガイド溝２５ａに沿って、互いに対向して配置
されたもの同志がダミーワーク２９及びダミーワーク押
えプレート３１とともに互いに接近離反する方向に移動
可能となっている。つまり、４つのダミーワーク２９の
凹状円弧面２９ａは、半径方向に移動可能である。スラ
イド板２７の外側の端部には油圧シリンダ３３のピスト
ンロッド３５が接続され、油圧シリンダ３３が動作する
ことでスライド板２７がスライド移動する。４つの油圧
シリンダ３３は、互いに同期して動作する。

【００２４】上記したホーニング加工装置におけるホー
ニングヘッド５の砥石１３は、第１番目のシリンダブロ
ック１に対して研削加工を行う前に、砥石１３の研削面
が加工孔内面に均一に接触するように、砥石の形を整え
るいわゆるダイヤモンド砥石による整形即ちツルーイン
グを行っており、したがって研削面は鋭利な状態となっ
ている。

【００２５】このような状態の砥石１３を備えたホーニ
ングヘッド５を、４つのダミーワーク２９に囲まれた凹
状円弧面２９ａの内側に回転させつつ挿入し、テーパコ
ーン９を下降させてシュー１１を介して砥石１３を凹状
円弧面２９ａに押付けると、凹状円弧面２９ａが研削さ
れると同時に、鋭利となっている砥石１３の研削面も研
ぎ落とされる。このとき、砥石１３の研削面の研ぎ落と
し量に伴って、油圧シリンダ３３を駆動してピストンロ
ッド３５を押し出し、４つダミーワーク２９を互いに接
近させて凹状円弧面２９ａを内側に移動させることで、
砥石１３における所望の研削面、例えば前記図３に示し
た第５番目（ａ点に相当）までのワークを加工した後
の、加工孔内面の安定した表面粗さが得られるような研
削面が得られることになる。

【００２６】また、ツルーイングに使用するダイヤモン
ド砥石は、実際の加工ワークとなるシリンダブロック１
とは熱膨脹係数や剛性等の物性が一致しておらず、整形
されたそのままの砥石１３ではワークに所期の通り面当
たりせず、ツルーイング直後に加工されたワークの精度
は十分ではないが、ダミーワーク２９を利用すること
で、ワークの精度を向上させることができる。

【００２７】砥石１３が所望の研削面が得られた後は、
油圧シリンダ３３によりダミーワーク２９を砥石１３か
ら離れるよう外側に移動させ、ホーニングヘッド５を下
降させてマスタリング２１，２３にエアマイクロメータ
によるエア圧力を付与して加工孔の上限値及び下限値を
設定した後、さらにホーニングヘッド５を下降させてシ
リンダボア３内に挿入させる。ここでは、砥石１３が所
定の加工圧力でシリンダボア３の内面に押付けられるよ
うに、テーパコーン９を下降させてシュー１１を外側に
押し出す。このように、砥石１３をシリンダボア３の内
面に対して所定の加工圧力を付与した状態で、ホーニン
グヘッド５を回転しつつ上下動させることで、シリンダ
ボア３の内面がホーニング加工される。

【００２８】この場合、鋭利な研削面を有する砥石１３
を研削するために、ダミーワーク２９を加工孔となるシ
リンダボア３と同心状にシリンダブロック１の上方に配
置してあるので、砥石１３の研削面の研削後は、そのま
まホーニングヘッド５をさらに下降させることでシリン
ダボア３に対してホーニング加工が可能となり、砥石１
３の研削面に対する研削からシリンダボア３に対するホ
ーニング加工への移行が、スムーズに短時間に行える。
また、ダミーワーク２９を移動させる油圧シリンダ３３
が必要ではあるものの、全体を水平方向に移動させる必
要がなく、水平方向の移動スペースは小さくて済み、装
置の大型化は回避される。

【００２９】シリンダボア３に対するホーニング加工の
過程で、砥石１３に目詰まりが発生した場合には、ホー
ニングヘッド５を上昇させて４つのダミーワーク２９に
囲まれた凹状円弧面２９ａの内側に挿入し、前述した砥
石１３の研削面の研削動作と同様に、砥石１３を凹状円
弧面２９ａに押付けつつホーニングヘッド５を回転させ
ることで、砥石１３の目詰まりが解消される。目詰まり
解消後は、ダミーワーク２９を外側に後退させた後、ホ
ーニングヘッド５を再度下降させて、シリンダボア３の
内面に対してホーニング加工を行う。

【００３０】このように、ホーニング加工の途中で、砥
石１３に目詰まりが発生した場合には、ホーニングヘッ
ド５をダミーワーク２９の位置まで上昇させ、ここでシ
リンダボア３へのホーニング加工と同様の動作を行えば
よく、目詰り解消後はそのまま下降させることでシリン
ダボア３のホーニング加工が可能となる。このため、砥
石１３の鋭利な研削面に対する研削と同様に、目詰り除
去の状態からシリンダボア３に対するホーニング加工へ
の移行及び、その逆の動作が、スムーズに短時間に行
え、作業性が向上する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、第１または第
３の発明によれば、ツルーイングにより鋭利な状態の研
削面を有する砥石により研削されるダミーワークを、ワ
ークにおける円筒状加工孔と同心状にワークの上部に配
置してあるので、ダミーワークを用いた砥石の研削面に
対する研削後は、そのままホーニングヘッドをさらに下
降させることで加工孔に対してホーニング加工が可能と
なり、砥石の鋭利な研削面に対する研削から加工孔に対
するホーニング加工への移行が、スムーズに短時間に行
うことができ、作業性を向上させることができる。ま
た、ツルーイングに使用するダイヤモンド砥石は、実際
の加工ワークとは熱膨脹係数や剛性等の物性が一致して
おらず、整形されたそのままの砥石ではワークに所期の
通り面当たりせず、ツルーイング直後に加工されたワー
クの精度は十分ではないが、ダミーワークを利用するこ
とで、ワークの精度を向上させることができる。

【００３２】第２または第３の発明によれば、目詰まり
状態の砥石により研削されるダミーワークを、ワークに
おける円筒状加工孔と同心状にワークの上部に配置して
あるので、ダミーワークに対する砥石の研削による目詰
り解消後は、そのままホーニングヘッドをさらに下降さ
せることで加工孔に対してホーニング加工が可能とな
り、目詰り除去の状態から加工孔に対するホーニング加
工への移行及び、その逆の動作が、スムーズに短時間に
行え、作業性を向上させることができる。

【００３３】第４の発明によれば、ダミーワークの凹状
円弧面を、砥石表面の研削量に伴って半径方向内側に移
動させることで、砥石表面は所望量を研削することがで
き、鋭利な研削面の砥石及び目詰り状態の砥石に対して
適切な研削動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すホーニング加工装置
の断面図である。

【図２】図１のホーニング加工装置におけるダミーワー
クの詳細を示す平面図である。

【図３】ワークの加工数と加工孔内面の表面粗さとの関
係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック（ワーク） ３ シリンダボア（円筒状加工孔） ５ ホーニングヘッド １３ 砥石 ２９ ダミーワーク ２９ａ 凹状円弧面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状加工孔を有するワークの上部にセ
   ットされた前記加工孔と同心状の凹状円弧面を有するダ
   ミーワークに対し、砥石を支持するホーニングヘッドを
   進入させ、ツルーイングにより研削面が鋭利となった状
   態の砥石により前記凹状円弧面を研削して砥石の研削面
   を滑らかにした後、さらにホーニングヘッドを前記ワー
   クに進入させて円筒状加工孔を研削することを特徴とす
   るホーニング加工方法。
2. 【請求項２】 円筒状加工孔を有するワークの上部にセ
   ットされた前記加工孔と同心状の凹状円弧面を有するダ
   ミーワークに対し、砥石を支持するホーニングヘッドを
   進入させ、前記ワークへのホーニング加工中に目詰まり
   状態となった砥石により前記凹状円弧面を研削して目詰
   りを除去することを特徴とするホーニング加工方法。
3. 【請求項３】 円筒状加工孔を有するワークの上部にセ
   ットされ、前記加工孔と同心状で砥石により研削される
   凹状円弧面を有するダミーワークを備えたことを特徴と
   するホーニング加工装置。
4. 【請求項４】 ダミーワークの凹状円弧面は半径方向に
   移動可能であることを特徴とする請求項１，２または３
   記載のホーニング加工方法またはホーニング加工装置。