JPS63500709A - 超強力研摩ホーンを状態調節する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ホーニング仕上げ 本発明は、ホーニング仕上げに関し、かつホーニング仕上げに使用する超強力研 摩材料の調製に関する０工業用ダイヤモンドを含むホーンは、硬り、シた力；つ で、高い研摩作用を発揮するが、ダイヤモンドが高温に耐えることができず、ホ ーニング仕上げされる鋼または鉄と反応するという不利点を有して（・る。また 、ダイヤモンドと、該ダイヤモンドが支持される金属結合マトリックスとを強固 に結合させることが困難であり、その結果、ダイヤモンドが金属結合マトリック スから早期に移動、する。

また、ガラスイヒした立方晶系の結合した窒化硼素（ＣＢＮ）を含むホーンも現 在使用されて℃・る。立方晶系の窒化硼素は、極めて硬く、かつ結合により、立 方晶系の窒化硼素粒子の表面との強固な接着が得られ、それにより、窒化硼素粒 子の大部分は該粒子が結合物から移動する前に摩耗する。さらに一つの重要な利 点は、強力な結合により粒子を固定して立方晶系の窒化硼素の結晶が裂開面で破 砕して鋭い切刃を再び形成することである。

本発明は、ガラス化した結合された立方晶系窒化硼素または産業用ダイヤモンド のホーンの調製に関し、かつ超強力研摩剤という用語は、これらの二つの物質の みならず、また、ホーン仕上げに使用されているかまたは将来使用されることが ありうるその他の同等の物質をも包含することを意図している。

例えば、エンジンのシリンダボアをホーニング仕上げする場合、得られる表面仕 上げは、ホーンの調製方法の如何によって大幅に左右される。この場合には、こ れらのホーンは、代表的には、拡大可能なホーニングヘッドに装着されたストリ ップである。このホーニングヘッドは、相互に同期して半径方向に移動させてそ れによりホーンをシリンダボアの内面と接触するように押しつけることができる 複数個のセクタにより形成されたドラムである。このドラムは、回転させかつ同 時にシリンダに対して軸線方向に移動させてそれＫよりホーンをしばしば所定の つる巻角を有するらせん形の通路に沿って移動させる。シリンダボアには、潤滑 の目的のために潤滑油をシリンダ面に保持することができるように、らせん形の 溝が形成されている。そのうえ、シリンダボアの表面に、ひきずりにより、屈曲 部が生じないようにし、すなわち、ゆがめられかつ応力をうけないようにするこ とが肝要である。したがって、表面仕上げは、極めて重要であり、かつホーンの 調製に対して特に重点を置かなければならない。

現在、ダイヤモンドまたは立方晶系の窒化硼素を含むホーンは、ホーニングヘッ ド、すなわち、ホーニングドラムに装着されたガラス化した砥石車を使用して製 造される。この砥石車は、回転させかつ低速で回転しているドラムと接線方向に 接触させるようになっている。砥石車およびドラムは、相互に軸線方向に相対し て移動させてそれによりホーンがシリンダ面まで研削される。金属結合ダイヤモ ンドまたは立方晶系窒化硼素のホーンが使用される場合には、炭化珪素または同 様な物質の比較的にゆるやかな速度で回転する砥石車がホーンを製造するために 使用される。

この操作の結果、研摩粒子が結合剤、すなわち、マトリックスの表面と殆ど同一 面に配置された比較的に平滑な円筒形の表面を有するホーンが得られる。この状 態では、前記の円筒形の表面は、直ちに使用可能な状態にｇ＋ｉｉ節されていな い。ホーンは、この形態で使用することはできるけれども、該砥石の除去能力は 、結合剤が加工材料との接触研摩状態から研摩粒子を露出する程摩滅するまで、 効果的な切断能力を示す程度に十分に高くない。したがって、ホーンは、使用前 に、その表面を粗面に仕上げかつダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素の粒子を 露出するために、天然砥石で研摩されるが、この方法により、ホーンから正確で ありしかも反復可能な表面仕上げを行うことは困難である。

不適正な状態に調節されたホーンは、当初においては、バニシ仕上げに近い予測 不可能な特性を示す。このような場合には、ホーンは、切断するために、より高 い特定の接触圧力を必要とし、その結果、ホーニング仕上げされた面に表面金属 の変形を生ずる０この理由から、とりわけ、これらの物質はシリンダボアに対し て商業用に使用されなかった。

ホーンは、使用中に摩滅し、そして数個の加工物がホーニング仕上げされた後、 ばらつきのない−貫した表面仕上げを行うことができるが、ホーンが状態調節さ れた後にホーンにより得られる最初の結果は予測不可能である。

本発明は、前記の不利点を軽減し、かつホーンを直ちに使用することを可能にし かついかなるホーニング仕上げされた加工物の表面をも状態調節操作により正確 に決定することを可能にするホーンを状態調節する方法を提供すること乞目的と するものである。

本発明は、ホーンを回転し、ダイヤモンド砥石車を回転し、前記ダイヤモンド砥 石車およびホーンを相互に接触するように押しつげ、かつ前記ダイヤモンド砥石 車およびホーンを相互に軸線方向に相対して横送りすることを含むガラス化した 結合された超強力研摩ホーンを状態調節する方法において、前記ホーンの表面速 度を前記ダイヤモンド砥石車の表面速度よりも可成り大きくしてそれにより前記 ホーンと前記ダイヤモンド砥石車とを接触させることによりガラス化した結合剤 および超強力研摩剤を粉砕し、かつホーンにより加工物に得られる表面仕上げを 決定するために、切断の深さおよび横送り速度が正確に制御されることを特徴と するホーンを状Ｂ調節する方法を提供するものである０ 表面が研削する場合に、砥石車の心合せに使用される状態を変更することにより 、表面仕上げを変更することができる。砥石車は、該砥石車をその高い作動速度 で回転しかつ該砥石車に対して該砥石車の表面を摩滅するダイヤモンドまたはダ イヤモンド砥石車を軸線方向に移動することにより心合せされる０固定されたダ イヤモンドまたは回転するダイヤモンドに対する心合せ中の砥石車の速度は、砥 石車の有効研摩硬度を変更する。そのうえ、ダイヤモンドまたはダイヤモンド砥 石車に対する砥石車の軸線方向移動速度により、砥石により研削される加工物に 得られる表面仕上げが変化する。このような砥石車は、慣用の態様で心合せされ るホーンと異なり、直ちに使用される準備が完了しており、かつ加工物の表面仕 上げは、砥石車の心合せ方法により調整することができる。

本発明は、前記方法において、砥石車の代わりにホーンを担持するドラムを代用 すると、ホーンにより、砥石車によって得られる結果と同じ結果が得られるとい う認識に基づいている。

これは、ドラムを低速で回転させかつ砥石車をド〉ムの速度と直接に関係しない より高い速度で回転させる従来ホーンを状態調節するために使用されてきた技術 から大幅に逸脱している。接触時の相対速度が重要であることを推理することが できるので、−見ししたところでは、ダイヤモンド砥石車の代わりにドラムを回 転させことは、効果の点で同じであるように思われるかもしれない。しかしなが ら、実際には、そうでないことが判明しており、かつその理由は、心合せする砥 石車およびホーンのそれぞれの研摩粒子の表面密度、粒径および強度が同じでな いことにあると考えられる。

本発明により提案した態様でホーンを状態調節することにより、ホーンをなんら それ以上に調節しないで使用することができ、かつ表面速度、切断の深さおよび 横送り速度を調節することにより、ホーンを使用することにより得られる表面仕 上げを調整することができることが判明した。

状態調節中のドラムの表面は、作動状態のドラムの速度に少な（とも等しい速度 で移動させることが好ましい。このようにすることにより、ホーンが正規の間隙 を保って適正な切断を行うため（（通常の速度状態で正しく作用することが保証 される。速度をより低（した場合でも、砥石車の速度を相応して減少しさえすれ ば同様な結果が得られるが、ホーンを調製するためＫより長い時間を要する。

所望の粉砕作用を得ようとするのであれば、状態調節用砥石車の研摩粒子の相対 粒径が重要であることが実験により判明した。状態調節用砥石車の粒子は、ホー ンの粒子よりも可成り大きくすべきであり、かつホーンの粒子の４倍から５倍ま での範囲内の大きさとすることが好ましい。

本発明の方法は、シリンダボアをホーニングするために使用される型式のホーニ ングヘッドを拡大するためのみでなく、かつオ・−ユング中に一定の直径に保た れるワンパス操作ホーンにテーパをつけるために適用することができる。現在、 このようなワンパス操作ホーンは、すべて、ダイヤモンドホーンとして形成され ており、かつこのようなホーンを使用前に状態調節する手順はとられていない。

本発明は表面仕上げを調節することを可能にしかつホーンが長期間の使用のため に摩耗した場合にホーンを再び状態調節することを可能にするので、ワンパス操 作ホーンをガラス比した結合された超強力研摩材料で形成することができる。シ リンダボアの研摩に使用される拡大可能なホーニングヘッドに装着されたホーン の場合のように、状態調節用ダイヤモンド砥石車に対して調整された回転速度お よび横送り速度に保持されたワンパス操作ホーンを状態調節することにより、ホ ーンを使用することにより加工物に得られる表面仕上げを調整することができる 。

ガラス化した立方晶系の窒化硼素を使用することにより、最大の利点が得られる けれども、ダイヤモンド、酸化アルミニウムおよび炭ｆヒ珪素を含むその他のガ ラス化した結合された超強力研摩材料を本発明により提案した態様で状態調節す ることにより利点が得られる。

本発明の方法を実施する場合に使用しうる装置は、それ自体、慣用の型式のもの であり、現在使用されている装置と差異はない。したがって、この装置を本発明 に関連して詳細に記載する必要はないと考える。

手続補正書（自発） 昭和６２年　４月λ４日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ホーンを回転し、ダイヤモンド砥石車を回転し、前記ダイヤモンド砥石車お よびホーンを相互に接触するように押しつけ、かつ前記ダイヤモンド砥石車およ びホーンを相互に軸線方向に相対して横送りすることを含むガラス化した結合さ れた超強力研摩ホーンを状態調節する方法において、前記ホーンの表面速度を前 記ダイヤモンド砥石車の表面速度よりも可成り大きくしてそれにより前記ホーン と前記ダイヤモンド砥石車とを接触させることによりガラス化した結合剤および 超強力研摩剤を粉砕し、かつホーンにより加工物に得られる表面仕上げを決定す るために、切断の深さおよび横送り速度が正確に制御されることを特徴とする前 記ホーンを状態調節する方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、前記ダイヤモンド状態調節砥石車 の粒子の粒径を前記ホーンの超強力研摩材料の粒子の粒径よりも可成り大きくし た前記方法。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の方法において、前記ダイヤモンド状態調節砥石車 のダイヤモンド粒子が前記ホーンの超強力研摩材料の粒子の４倍から５倍までの 範囲内の大きさである前記方法。
4. ４．請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の方法において、前 記ホーンが拡大可能なホーニングヘツドを備えた前記方法。
5. ５．請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の方法において、前 記ホーンがテーパがついたワンパス操作ホーンである前記方法。