WO2007110979A1 - Ｅｌｉｄホーニング装置及び方法 - Google Patents

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honing
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guide
tool
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Weimin Lin
Hitoshi Ohmori
Yasutaka Yamamoto
Jiro Maruyama
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Riken
Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha
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    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor

Definitions

  • the present invention relates to an ELID honing apparatus and method for the inner surface of a hollow cylinder.
  • a force honing device has been used for machining cylinder bores of automobile engines and the like.
  • the honing device applies a reciprocating motion to the workpiece (workpiece) in the axial direction while rotating the hounging head while applying a contact pressure radially outward to the square bar-shaped boulder contacting the cylindrical inner surface. Is.
  • a special machining streak called a cross-hatch is formed on the inner surface of the workpiece by the honing carriage using the honing device.
  • This cross hatch has a function of holding lubricating oil required for a cylinder bore of an engine or the like.
  • hounging turrets are turrets that can be dressed by dressing the workpiece at the same time (sharpness, hereinafter abbreviated as "dress"), that is, a highly self-acting grinding stone. Is selected.
  • the self-acting cycle is also affected by variations in processing accuracy in the previous process, variability in the production of turrets, dirt on the coolant, etc. .
  • Patent documents 1 to 3 have already been disclosed as dressing means for a honing grindstone.
  • the dressing means of Patent Document 1 supports a cylindrical grindstone dressing member 52 at a position above the work 51 by a turning member 50, and the inner diameter of the grindstone dressing member 52 is
  • the processing diameter of the grindstone 58 in the houng tool 53 is set to be approximately equal, and a grindstone 54 for dressing the grindstone 58 is disposed on the inner surface of the grindstone dressing member 52.
  • this dressing means, while performing force check with the hounging tool 53, at an appropriate timing.
  • the honing tool 53 is inserted into the turret dressing member 52, and each grindstone 58 is protruded to contact the dressing turret 54.
  • the howing tool 53 is appropriately reciprocated in the axial direction thereof, and By rotating it, the turret can be dressed with the turret mounted on the hounging tool.
  • the dressing means of Patent Document 2 includes a turret 63 provided on the outer periphery of a hounging head 61, and a dressing ground material made of the same material as the workpiece processed by the hounging head.
  • a turret 63 provided on the outer periphery of a hounging head 61
  • a dressing ground material made of the same material as the workpiece processed by the hounging head.
  • this dressing means, since the dressing material of the same material as the workpiece is used for dressing the grindstone, the used barrel with the tip of the turret surface removed is removed and the tip is sharp.
  • the turret is used as the grinding material for dressing. Therefore, problems such as wear of the cutting edge at the tip of the turret and intrusion between the cutting edge of the turret at the hounging head on the grinding material side of the dressing can be avoided, and an appropriate turf dressing can be achieved. It can be performed.
  • the dressing means of Patent Document 3 fixes a metal bonding grindstone 72 for houng, which is a force and a conductive coupling portion for fixing the bullet, to a grindstone holder 76 for electrolytic dress,
  • the electrode 78 is opposed to the grindstone surface with a predetermined gap, a predetermined voltage is applied between the grindstone and the electrode, and at the same time, a conductive grinding liquid is supplied between the grindstone and the electrode to thereby measure the surface of the grindstone surface.
  • Electrolytic dressing is applied to the tar bond portion.
  • this dressing means, it is possible to selectively perform electrolytic dressing on the metal bond part on the surface of the turret, thereby optimizing the amount of projection of the granule depending on the electrolytic voltage 'time, and reducing the processing load and improving efficiency. Processing can be done stably.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-096462, “Honing Machine”
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 09-277169, “Horning head turret dressing method and dressing device”
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-62721, “Hounging Wheel Electrolytic Dressing Method and Apparatus” Disclosure of the invention
  • the dressing means of Patent Document 1 has a structure in which the cylindrical dress grindstone and the insertion guide guide are reversed 180 °. Additional steps (position-specific cycles) such as positioning and dressing wheel rotation are required. Therefore, a time loss occurs, and the honing cache cycle becomes longer due to the dressing time. In addition, since there is no standard for dress completion and timing for dressing, it cannot be judged without measuring the processing accuracy, so it is difficult to adapt to a mass production line that operates continuously. In addition, the timing for exchanging the dressing stone is unclear.
  • the dressing means of Patent Document 2 uses a dresser made of the same material as the workpiece without providing a dress turret, it cannot be dressed during processing, so it must be dressed in a separate cycle, and time is required. There are many losses.
  • the metal bond grindstone 72 needs to be positioned at the same height as the electrode 78, and the metal bond grindstone 72 needs to be rotated at that height. An extra dressing process (a dress-specific cycle) is required.
  • the present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to dress the Hounging turret without a follow-up process (a dress-specific cycle), thereby clogging the turret without changing the Hoengkaye cycle, the surface A mass production line that prevents the deterioration of roughness and prolongs processing time for a long time, and operates continuously. It is an object of the present invention to provide an ELID hoisting apparatus and method that can be adapted to a machine and can prevent electric corrosion of a workpiece.
  • the present invention is located on the upper part of a workpiece having a hollow cylindrical inner surface that is honed and is suspended so as to be swingable at the upper end, and can be driven to rotate about a vertical rotation axis. Houng tool,
  • An ELID houng device comprising a hounging guide that is positioned close to an upper portion of the workpiece and guides the honing tool to an inner surface of a hollow cylinder;
  • the honing tool has a fixed guide having a constant radius R from the rotating shaft to the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface is movable in parallel from an enlarged diameter position outside the radius R to an inner reduced diameter position.
  • the honing guide has an inner surface that guides the outer peripheral surface of the fixed guide of the honing tool, and has a hollow cylindrical ELID electrode that can be applied to a negative voltage.
  • the hounging guide is provided with a polishing fluid supply port for supplying the conductive grinding fluid almost uniformly into the gap between the ELID electrode and the honing boulder passing through the inside thereof.
  • the hounging guide is located below the ELID electrode, is close to the upper part of the workpiece, and has a corrosion-proof electrode that can be applied to a positive voltage.
  • a workpiece having a hollow cylindrical inner surface that is horn-caused, and is suspended so as to be swingable at the upper end, and is rotated about a vertical rotation axis.
  • a drivable honing tool ;
  • An ELID houng method comprising a houng guide that is positioned in proximity to an upper portion of the workpiece and guides the honing tool to an inner surface of a hollow cylinder,
  • the honing tool has a fixed guide having a constant radius R from the rotating shaft to the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface is movable in parallel from an enlarged diameter position outside the radius R to an inner reduced diameter position.
  • the honing guide has an inner surface for guiding the outer peripheral surface of the fixed guide of the honing tool. It has a hollow cylindrical ELID electrode that can be applied to negative voltage,
  • an ELID honing method in which a hounging tool is inserted into the workpiece, and then the hounging turret is moved to the enlarged diameter position and rotationally driven to houng the inner surface of the hollow cylinder. Is done.
  • the honing tool is lowered or raised while being driven by a honing guide, and at the same time the hounging turret is electrolytically dressed.
  • the hounging tool While the hoing grindstone is held at the reduced diameter position, the hounging tool is not rotated or rotated to electrolytically dress the hounging turret.
  • the hounging grindstone and the ELI are held while holding the honing grindstone in the reduced diameter position and guiding the fixed guide of the hounging tool on the inner surface of the ELID electrode.
  • the hounging wheel can be dressed without additional steps (dress-specific cycles). Therefore, this can prevent clogging of turrets, deterioration of surface roughness, prolonged processing time, etc. without changing the horn-caking cycle, and can be adapted to a mass production line that operates continuously. Can be.
  • a corrosion prevention electrode that is located below the ELID electrode and is close to the top of the work and can be applied to a positive voltage is provided between the corrosion prevention electrode and the ELID electrode. Since current flows through the corrosion-resistant electrode via the intervening coolant (conductive grinding fluid), it is possible to prevent the workpiece from being electrically corroded by suppressing the electrolysis of the workpiece.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of dressing means of Patent Document 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of dressing means in Patent Document 2.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of dressing means of Patent Document 3.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a honing tool of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a honing guide according to the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of an ELID honing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is a sequence cycle diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a load curve.
  • FIG. 9 A and B are comparison diagrams of load curves showing examples of the present invention.
  • FIG. 10 A and B are other comparative views of the machined surface roughness showing examples of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the honing tool of the present invention.
  • the honing tool 10 of the present invention is positioned on an upper part of a work 1 (not shown) having a hollow cylindrical inner surface to be horned, such as an engine cylinder bore, and is driven by a drive device 2 (honing head). It is suspended from the upper end so that it can swing, and it can move up and down and rotate around a vertical rotation axis Z.
  • the hounging tool 10 has a fixed guide 12 and hounging grindstones 14a and 14b.
  • the fixed guide 12 has a certain radius R from the rotation axis Z to the outer peripheral surface.
  • the fixed guide 12 is made of an insulating material such as ceramic, and is provided at three or more locations at regular intervals in the circumferential direction.
  • the honing tool 10 further incorporates an air micro device (not shown) that precisely measures the gap between the outer surface of the fixed guide 12 and the processing surface adjacent thereto with air pressure.
  • the hounging grindstones 14a and 14b are configured such that their outer peripheral surfaces are movable in parallel to an enlarged diameter position outside the radius R of the outer peripheral surface of the fixed guide 12 to an inner reduced diameter position.
  • the Hounging grindstones 14a and 14b are metal bond mortars each composed of, for example, a barrel and a conductive coupling portion for fixing the barrel.
  • the honing grindstone 14a is a roughing grindstone, and is fixed to the outer periphery of the first expansion / contraction member 16a provided so as to be movable in the radial direction, and the tapered inner surface of the first expansion / contraction member 16a
  • the first diameter expansion / contraction shaft 17a is translated from the expanded diameter position to the reduced diameter position.
  • the Hounging turret 14b is a finishing grindstone and is arranged in the radial direction.
  • the second expansion / contraction member 16b is provided on the outer periphery of the second expansion / contraction member 16b.
  • the second expansion / contraction shaft 17b which has a tapered outer surface that rubs against the taper inner surface of the second expansion / contraction member 16b, moves in the axial direction. It is translated to the reduced diameter position.
  • the first expansion / contraction shaft 17a and the second expansion / contraction shaft 17b are connected to the hounging tool 1 by a driving device (not shown).
  • the horning grindstones 14a and 14b are connected to a positive electrode (+ electrode) of a power source for electrolytic dressing (ELID power source) (not shown) and can be applied to a positive voltage.
  • a power source for electrolytic dressing (ELID power source) (not shown)
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a hounging guide according to the present invention.
  • the hounging guide 20 is a workpiece having a hollow cylindrical inner surface that is hogged.
  • the hounging guide 20 has an ELID electrode 22.
  • the ELID electrode 22 has an inner surface 22a for guiding the outer peripheral surface of the fixed guide 12 of the houng tool 10, and via a terminal 22b connected to a negative electrode (one pole) of an electrolytic dressing power source (ELID power source) (not shown). It can be applied to negative voltage.
  • ELID power source electrolytic dressing power source
  • the ELID electrode 22 is preferably a hollow cylindrical shape having no cuts, but may be composed of a plurality of arc surfaces, and there may be cuts between them.
  • the length of the ELID electrode 22 in the vertical direction is preferably a force that is equal to or greater than that of the Hoengung turret 14a, 14b.
  • 24 is a hollow cylindrical guide body surrounding the ELID electrode 22, and 25 is an insulating ring located between the ELID electrode 22 and the guide body 24 and insulating between them.
  • the hounging guide 20 further has a grinding fluid supply port 26.
  • the grinding fluid supply port 26 is a plurality of through holes provided obliquely downward in the upper part of the guide body 24, and is connected via a flow path 3a provided in the fixing member 3 of the horn guide 20.
  • the conductive grinding fluid (coolant) is supplied almost evenly to the gap between the ELID electrode 22 and the hounging grindstones 14a and 14b passing through the inside thereof.
  • the horn guide 20 further includes a corrosion-resistant electrode 28 below the ELID electrode 22.
  • the anticorrosion electrode 28 is close to the upper portion of the work 1 and is connected to a positive electrode (+ electrode) of an electrolytic dressing power source (ELID power source) (not shown) so that a positive voltage can be applied.
  • ELID power source electrolytic dressing power source
  • the anticorrosion electrode 28 and the guide body 24 are connected by a conductive bolt 27 and both are applied to a positive voltage.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the ELID houng apparatus of the present invention, and shows a state in which houng grindstones 14a and 14b are electrolytically dressed.
  • the hounging grindstones 14a and 14b are held in the reduced diameter position, and the fixing guide 12 of the hounging tool 10 is guided by the inner surface 22a of the ELID electrode, while the hounging boulders 14a and 14b and the ELID
  • the conductive grinding fluid 4 is allowed to flow through the gap between the electrodes 22 to electrolytically dress the horn grinding wheels 14a and 14b.
  • the gap between the honing stones 14a and 14b at the reduced diameter position and the ELI D electrode 22 is set to an interval suitable for electrolytic dressing, for example, about 1 to 5 mm.
  • the hounging turrets 14a, 14b are held in the reduced diameter position. While conducting the fixed guide 12 of the houng tool 10 on the inner surface of the ELID electrode 22, the conductive grinding fluid 4 is poured into the gap between the houng grindstone 14a, 14b and the ELID electrode 22, and the honing grindstone 14a, 14b is electrolytically dressed. As a result, the Hounging wheel can be dressed without additional steps (dress-specific cycles).
  • the corrosion prevention electrode 28, the ELID electrode 22 and the ELID electrode 22 are provided by providing the corrosion guide electrode 28, which is located below the ELID electrode 22 and close to the upper part of the work 1, and which can be applied with a positive voltage. Since a current flows through the anticorrosion electrode 28 through the coolant (conductive grinding fluid 4) interposed between the two, the electrolysis of the work 1 can be suppressed and the electric corrosion of the work can be prevented.
  • FIG. 7 is a sequence cycle diagram showing an embodiment of the present invention.
  • the up / down stroke is the hoisting tool 10 ascending / descending operation
  • the main shaft motor is turning (turning on) and stopping (turning off) the hounging tool 10
  • the coarse mortar is the hounging turret 14a.
  • Enlargement of the honing grindstone 14b Z reduction, dressing timing indicates the timing of voltage application to the horning stone 14a, 14b, ELID electrode 22 and corrosion protection electrode 28.
  • the horizontal axis indicates the passage of time
  • the vertical arrow indicates the sequence timing.
  • the hounging tool 10 is lowered from the hounging guide 20, and the hounging tool 10 is moved to the inner surface of the hollow cylinder of the work 1.
  • the hounging tool 10 is rotated up and down, and the rough turret is enlarged.
  • the gap with the machining surface is moved to a predetermined position and detected by the air micro device.
  • the finish turret is enlarged and finished until the gap with the machined surface reaches a predetermined position.
  • the dress timing is provided for the up and down movements of the vertical stroke, respectively.
  • the lifting and lowering operations are performed after the honing carriage 10 is lifted with respect to the inner surface of the hollow cylinder and the hounging tool 10 is lifted and inserted into the hounging guide 20 to perform the hounging carriage with respect to the inner surface of the next hollow cylinder.
  • the houng tool 10 is moved down, and the cycle time force of the mass production line is determined regardless of the dress timing, and the dress time is sufficiently shorter than the cycle time (in this example, 0.2 to 0. 3 seconds).
  • electrolytic dressing without changing the Hoyungkae cycle is possible. It can prevent clogging of turrets, deterioration of surface roughness, prolong processing time, etc. for a long time, and can be adapted to a mass production line that operates continuously.
  • the dressing timing may be only one of the ascending operation and the descending operation.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the load curve.
  • the left figure is a smooth wrinkle roughness curve in the evaluation length, and consists of a protruding peak part, a core part, and a protruding valley part.
  • the figure on the right is a linear load curve defined by JIS.
  • the load curve is a diagram in which the load length ratio (tp) is plotted on the horizontal axis and the height (cutting height) direction of the measurement curve is plotted on the vertical axis.
  • R is the level difference of the core part
  • R is the protruding peak height above the core
  • the average height of a protruding peak, R is the depth of the protruding valley, and the height of the protruding valley below the core
  • M is the load length ratio of the core, and the separation line between the protruding peak and the core and the load curve rl
  • the load length ratio at the intersection, M is the load length ratio of the core, and the separation line between the protruding valley and the core
  • the surface roughness suitable for the cylinder bore has a small R (projection peak height) so that the piston slides smoothly inside.
  • the core portion has an appropriate roughness (for example, about RaO. 1 to 0.6).
  • FIG. 9A and FIG. 9B are comparative diagrams of load curves showing an embodiment of the present invention.
  • Fig. 9-8 is the case of the conventional example 1 ⁇ 10
  • Fig. 9B is the case of the present invention (with ELID).
  • the electrolytic dressing conditions are a voltage of 90V, a current of 2A, and a voltage application time of ONI ⁇ s / OFFl ⁇ s.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are other comparative diagrams of the roughened surface roughness showing the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A shows a conventional example (without ELID)
  • FIG. 10B shows a case of the present invention (with ELID).
  • both R and R are all within the range of 1 to 35 parts.
  • the body has large variations and the surface roughness is large (coarse).
  • both k pk have small variations and small surface roughness.
  • the present invention is an ELID hoongkaro means without providing a special dressing cycle, and includes a cylindrical electrode 22 that also serves as a hounging guide disposed on a processing axis. is there.
  • the houng tool 10 is inserted into the workpiece 1 using a cylindrical houng guide 20 as a guide. Electrodes 22 are provided on the hounging guide 20, and electrolytic dressing of honing grindstones 14a and 14b is performed while the hounging tool 10 passes through the cylindrical honing guide 20.
  • Hounging guide 20 has a structure that can supply coolant 4 so that an optimum electrolytic dressing can be performed during the approach.
  • the dressing is performed little by little as the hounging tool 10 descends and ascends Z, it is possible to maintain a state where the hounging tool 10 is always cut. Therefore, it is not a dress that relies on the natural action of conventional turrets. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

　中空円筒内面を有するワーク１の上部に位置し上端部から揺動可能に吊り下げられて上下動かつ鉛直な回転軸を中心に回転駆動可能なホーニング工具１０と、ワークの上部に近接して位置しホーニング工具を中空円筒内面に案内するホーニングガイド２０とを備える。ホーニング工具１０は、回転軸から外周面まで一定の半径Ｒを有する固定ガイド１２と、半径Ｒより外側の拡径位置から内側の縮径位置まで外周面が平行移動可能でありかつ電解ドレッシング可能なホーニング砥石１４ａ，１４ｂとを有する。また、ホーニングガイド２０は、ホーニング工具の固定ガイドの外周面を案内する内面２２ａを有し負電圧に印加可能な中空円筒形のＥＬＩＤ電極２２を有する。

Description

明 細 書
ELIDホーニング装置及び方法
発明の技術分野
[0001] 本発明は、中空円筒内面の ELIDホーニング装置及び方法に関する。
関連技術の説明
[0002] 自動車用エンジン等のシリンダボアの加工に、従来力 ホーニング装置が用いられ ている。ホーニング装置は、円筒内面に接触する角形棒状の砲石に、半径方向外向 きに接触圧力を与え、ホーユングヘッドを回転しながら、軸方向に被加工物（ワーク） の全長にわたる往復運動を与えるものである。
ホー-ング装置によるホー-ングカ卩ェにより、ワーク内面〖こはクロスハッチと呼ばれ る特殊な加工条痕が形成される。このクロスハッチは、エンジン等のシリンダボアに求 められる潤滑油を保持する機能を有する。
[0003] 一般にホーユング用の砲石は、ワークを加工することで同時に砲石自身もドレッシ ング（目立て、以下、「ドレス」と略称する）されるような砲石、すなわち自生作用の高 い砥石が選定される。
しかし、砲石のドレスを砲石自身の自生作用に頼っているため、前工程における加 ェ精度のばらつき、砲石の製造上のばらつき、クーラントの汚れ等により、自生作用 のサイクルも影響を受ける。
そのため、従来のホーユング加工では、砲石の目詰り、ワークの表面粗さの悪化、 加工時間の延び等を解決するために、砲石を頻繁にドレス（ドレッシング)する必要が めつに。
[0004] ホーニング砥石のドレス手段として、特許文献 1〜3が既に開示されている。
[0005] 特許文献 1のドレス手段は、図 1に示すように、ワーク 51上方の位置に、旋回部材 5 0によって筒状の砥石ドレス部材 52を支持し、この砥石ドレス部材 52の内径を、ホー ユング工具 53における砥石 58の加工径と略等しく設定し、砥石ドレス部材 52の内面 には砥石 58をドレスするためのドレス用砥石 54を配設したものである。
このドレス手段によれば、ホーユング工具 53で力卩ェを行ううち、適当なタイミングで ホー-ング工具 53を砲石ドレス部材 52内に挿入し、各砥石 58を突出させてドレス用 砲石 54に接触させ、この状態でホーユング工具 53を適当にその軸方向に往復駆動 し、また回転駆動することにより、砲石をホーユング工具に装着したまま砲石をドレス することができる。
[0006] 特許文献 2のドレス手段は、図 2に示すように、ホーユングヘッド 61の外周部に設け た砲石 63と、このホーユングヘッドにより加工するワークと同材質のドレス用被研削材 65とを相互に摺動接触させることで、砲石表面の使用済みの砲粒を取去って、新規 な砲粒を砲石表面に露出させる砥石ドレッシングを行うものである。
このドレス手段によれば、ワークと同材質のドレス用被研削材を用いて砥石のドレツ シングを行うので、砲石表面の先端が削られた使用済みの砲粒が取去られ、先端が 鋭利で切刃となる新規な砲粒が露出した際に、この新規な砲粒の先端がドレッシング 時にドレス用被研削材を研削しても、ドレス用被研削材として砲石を用いて ヽな 、の で、砲石先端の切刃の摩耗や、ドレス用被研削材側の砲粒のホーユングヘッドにお ける砲石の切刃間への侵入などの不具合が回避され、適正な砲石ドレッシングを行う ことができる。
[0007] 特許文献 3のドレス手段は、図 3に示すように、砲粒とこれを固定する導電性結合部 と力 なるホーユング用のメタルボンド砥石 72を電解ドレス用砥石ホルダ 76に固定し 、電極 78を砥石加工面に所定の間隔を隔てて対向させ、砥石と電極との間に所定 の電圧を印加し、同時に砥石と電極の間に導電性研削液を供給して、砥石表面のメ タルボンド部を電解ドレッシングするものである。
このドレス手段により、砲石表面のメタルボンド部を選択的に電解ドレッシングするこ とができ、これにより、電解電圧 '時間により砲粒突出し量を最適化でき、加工負荷が 小さぐより高能率な加工が安定してできる。
[0008] 特許文献 1 :特開平 07— 096462号、「ホーニング加工装置」
特許文献 2：特開平 09— 277169号、「ホーニングヘッドの砲石ドレッシング方法およ び同ドレッシング装置」
特許文献 3：特開 2001— 62721号、「ホーユング砥石の電解ドレッシング方法及び 装置」 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 上述した従来のドレス手段には、以下の問題点があった。
[0010] 特許文献 1のドレス手段は、円筒形状ドレス砥石と挿入案内ガイドが 180° 反転す る構造であるため、ドレスするには、円筒形状ドレス砲石の反転、ドレス砲石の高さの 位置決め、ドレス砥石の回転、等の追カ卩工程 (ドレス固有のサイクル）が必要となる。 そのため、時間的ロスが生じ、ドレス時間によりホーニングカ卩ェサイクルが長くなる。 また、ドレス完了の基準や、ドレスするタイミングの基準がないので、加工精度を計 測しないと判断できないため、連続操業する量産ラインには適合が難しい。さらに、ド レス砲石の交換時期も不明確である。
[0011] 特許文献 2のドレス手段は、ドレス砲石を設けずに、ワークと同じ材質をドレッサーと しているが、加工中はドレスできないため、別サイクルでドレスする必要があり、時間 的にロスが多い。
[0012] 特許文献 3のドレス手段は、電極が円弧形状のため、メタルボンド砥石 72を電極 78 と同じ高さに位置決めして、その高さでメタルボンド砲石 72を回転させる必要があり、 余分なドレス工程 (ドレス固有のサイクル）が必要となる。
[0013] すなわち、従来のホー-ング砲石のドレス手段は、通常のホー-ング工程の他に、 追加工程（ドレス固有のサイクル）が不可欠であり、そのため、ホー-ング工程の他に 追カ卩工程による時間的ロスが生じ、ホーニングカ卩ェサイクルが長くなる問題点があつ た。
[0014] また、ドレス手段として、特許文献 3に開示されている電解インプロセスドレッシング 研削法 (以下、 ELID研削法)を用いる場合、隣接するワークと ELID用電極との間に 介在するクーラント (導電性研削液)を介してワークに電流が流れ、ワークが電気分解 して電蝕を起こす問題点があった。
[0015] 本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本 発明の目的は、追カ卩工程（ドレス固有のサイクル)なしにホーユング砲石をドレスする ことができ、これにより、ホー-ングカ卩ェサイクルを変更することなぐ砲石の目詰り、 表面粗さの悪化、および加工時間の延び等を長時間防止し、連続操業する量産ライ ンへの適合を可能にすることができ、かつワークの電蝕を防止することができる ELID ホー-ング装置及び方法を提供することにある。
発明の要約
[0016] 本発明によれば、ホーニンダカ卩ェする中空円筒内面を有するワークの上部に位置 し、上端部力 揺動可能に吊り下げられて上下動かつ鉛直な回転軸を中心に回転 駆動可能なホーユング工具と、
前記ワークの上部に近接して位置し、前記ホーニング工具を中空円筒内面に案内 するホーユングガイドとを備えた ELIDホーユング装置であって、
前記ホーニング工具は、前記回転軸から外周面まで一定の半径 Rを有する固定ガ イドと、前記半径 Rより外側の拡径位置から内側の縮径位置まで外周面が平行移動 可能でありかつ電解ドレッシング可能なホーユング砲石とを有し、
前記ホーニングガイドは、ホーニング工具の固定ガイドの外周面を案内する内面を 有し負電圧に印加可能な中空円筒形の ELID電極を有する、ことを特徴とする ELID ホーユング装置が提供される。
[0017] 本発明の好ま 、実施形態によれば、前記ホーユングガイドは、 ELID電極とその 内側を通過するホーニング砲石との隙間に導電性研削液をほぼ均等に供給する研 削液供給口を有する。
[0018] 前記ホーユングガイドは、 ELID電極の下方に位置し、ワークの上部に近接し、正 電圧に印加可能な防蝕電極を有する。
[0019] また本発明によれば、ホー-ングカ卩ェする中空円筒内面を有するワークの上部に 位置し、上端部力 揺動可能に吊り下げられて上下動かつ鉛直な回転軸を中心に 回転駆動可能なホーニング工具と、
前記ワークの上部に近接して位置し、前記ホーニング工具を中空円筒内面に案内 するホーユングガイドとを備えた ELIDホーユング方法であって、
前記ホーニング工具は、前記回転軸から外周面まで一定の半径 Rを有する固定ガ イドと、前記半径 Rより外側の拡径位置から内側の縮径位置まで外周面が平行移動 可能でありかつ電解ドレッシング可能なホーユング砲石とを有し、
前記ホーニングガイドは、ホーニング工具の固定ガイドの外周面を案内する内面を 有し負電圧に印加可能な中空円筒形の ELID電極を有し、
ホー-ング砥石を縮径位置に保持し、ホー-ング砥石の固定ガイドを ELID電極の 内面で案内しながら、ホーユング砥石と ELID電極の隙間に導電性研削液を流して、 ホー-ング砥石を電解ドレッシングし、
次いで、ワーク内にホーユング工具を挿入した後、ホーユング砲石を拡径位置に移 動して、回転駆動し、中空円筒内面をホーユング加工する、ことを特徴とする ELIDホ 一二ング方法が提供される。
[0020] 本発明の好ましい実施形態によれば、前記ホーニング工具をホーニングガイドで案 内しながら下降又は上昇させ、同時にホーユング砲石を電解ドレッシングする。
[0021] 前記ホー-ング砥石を縮径位置に保持したまま、ホーユング工具を回転せず、又 は回転させて、ホーユング砲石を電解ドレッシングする。
[0022] 上記本発明の装置及び方法によれば、ホー-ング砥石を縮径位置に保持し、ホー ユング工具の固定ガイドを ELID電極の内面で案内しながら、ホーユング砥石と ELI
D電極の隙間に導電性研削液を流して、ホーユング砲石を電解ドレッシングするので
、追加工程（ドレス固有のサイクル）なしにホーユング砥石をドレスすることができる。 従って、これにより、ホー-ングカ卩ェサイクルを変更することなぐ砲石の目詰り、表 面粗さの悪化、および加工時間の延び等を長時間防止し、連続操業する量産ライン への適合を可能にすることができる。
[0023] また、 ELID電極の下方に位置し、ワークの上部に近接し、正電圧に印加可能な防 蝕電極をホーユングガイド〖こ設けること〖こより、防蝕電極と ELID用電極との間に介在 するクーラント (導電性研削液)を介して防蝕電極に電流が流れるので、ワークの電 気分解を抑制してワークの電蝕を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]特許文献 1のドレス手段の模式図である。
[図 2]特許文献 2のドレス手段の模式図である
[図 3]特許文献 3のドレス手段の模式図である
[図 4]本発明のホーニング工具の構成図である。
[図 5]本発明のホーニングガイドの構成図である。 [図 6]本発明の ELIDホーニング装置の構成図である。
[図 7]本発明の実施例を示すシーケンスサイクル図である。
[図 8]負荷曲線の説明図である。
[図 9]Aと Bは、本発明の実施例を示す負荷曲線の比較図である。
[図 10]Aと Bは、本発明の実施例を示す加工面粗さの別の比較図である。
好ましい実施例の説明
[0025] 以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図 4は、本発明のホーニング工具の構成図である。
本発明のホー-ング工具 10は、エンジンのシリンダボア等、ホー-ング加工する中 空円筒内面を有するワーク 1 (図示せず)の上部に位置し、駆動装置 2 (ホーニングへ ッド）により、上端部から揺動可能に吊り下げられ、上下動かつ鉛直な回転軸 Zを中 心に回転駆動可能に構成されている。
またこのホーユング工具 10は、固定ガイド 12とホーユング砥石 14a, 14bを有する
[0026] 固定ガイド 12は、回転軸 Zから外周面まで一定の半径 Rを有する。固定ガイド 12は セラミック等の絶縁材料力 なり、周方向に一定の間隔を隔てて、 3箇所以上設けら れている。
[0027] ホーニング工具 10は、さらに、固定ガイド 12の外表面とこれと近接する加工面との 隙間を空気圧で精密測定するエアーマイクロ装置（図示せず)を内蔵している。
[0028] ホーユング砥石 14a, 14bは、固定ガイド 12の外周面の半径 Rより外側の拡径位置 カゝら内側の縮径位置まで外周面が平行移動可能に構成されて ヽる。ホーユング砥石 14a, 14bは、例えば砲粒とこれを固定する導電性結合部とからなるメタルボンド砲石 である。
[0029] この例において、ホーニング砥石 14aは、粗加工用砥石であり、半径方向に移動可 能に設けられた第 1拡縮部材 16aの外周に固定され、第 1拡縮部材 16aのテーパ内 面と擦動するテーパ外面を備えた第 1拡縮軸 17aの軸方向移動により、拡径位置か ら縮径位置まで平行移動される。
[0030] またこの例において、ホーユング砲石 14bは、仕上加工用砥石であり、半径方向に 移動可能に設けられた第 2拡縮部材 16bの外周に固定され、第 2拡縮部材 16bのテ ーパ内面と擦動するテーパ外面を備えた第 2拡縮軸 17bの軸方向移動により、拡径 位置カゝら縮径位置まで平行移動される。
第 1拡縮軸 17aと第 2拡縮軸 17bは、図示しない駆動装置により、ホーユング工具 1
0の使用中 、つでも駆動できるようになって!/、る。
[0031] また、ホー-ング砥石 14a, 14bは、図示しない電解ドレッシング用電源（ELID電 源）の正極（ +極）に接続され正電圧に印加可能に構成されて 、る。
[0032] 図 5は、本発明のホーユングガイドの構成図である。
本発明のホーユングガイド 20は、ホー-ングカ卩ェする中空円筒内面を有するワーク
1の上部に近接して位置し、ホーユング工具 10をワーク 1の中空円筒内面に案内す る機能を有する。
[0033] ホーユングガイド 20は、 ELID電極 22を有する。 ELID電極 22は、ホーユング工具 10の固定ガイド 12の外周面を案内する内面 22aを有し、かつ図示しない電解ドレッ シング用電源 (ELID電源）の負極（一極）に接続された端子 22bを介して負電圧に 印加可能に構成されている。
ELID電極 22は、好ましくは切れ目のない中空円筒形であるが、複数の円弧面で 構成し、その間に切れ目があってもよい。また ELID電極 22の上下方向の長さは、好 ましくはホーユング砲石 14a, 14bと同等以上である力 それより短くてもよい。
[0034] なお、この図で、 24は ELID電極 22を囲む中空円筒形のガイド本体、 25は ELID 電極 22とガイド本体 24の間に位置し、その間を絶縁する絶縁リングである。
[0035] ホーユングガイド 20は、さらに研削液供給口 26を有する。この研削液供給口 26は 、この例では、ガイド本体 24の上部に斜め下向きに設けられた複数の貫通孔であり、 ホー-ングガイド 20の固定部材 3に設けられた流路 3aを介して、導電性研削液 (クー ラント）を ELID電極 22とその内側を通過するホーユング砥石 14a, 14bとの隙間にほ ぼ均等に供給するようになって 、る。
[0036] ホー-ングガイド 20は、さらに、 ELID電極 22の下方に防蝕電極 28を有する。この 防蝕電極 28は、ワーク 1の上部に近接し、図示しない電解ドレッシング用電源 (ELI D電源）の正極（ +極）に接続され正電圧に印加可能になって 、る。 なお、この例では、防蝕電極 28とガイド本体 24は、導電性ボルト 27で連結され、共 に正電圧に印加される。
[0037] 図 6は、本発明の ELIDホーユング装置の構成図であり、ホーユング砥石 14a, 14b を電解ドレッシングして 、る状態を示して 、る。
本発明の ELIDホーユング方法では、ホーユング砥石 14a, 14bを縮径位置に保持 し、ホー-ング工具 10の固定ガイド 12を ELID電極の内面 22aで案内しながら、ホー ユング砲石 14a, 14bと ELID電極 22の隙間に導電性研削液 4を流して、ホー-ング 砥石 14a, 14bを電解ドレッシングする。縮径位置のホー-ング砥石 14a, 14bと ELI D電極 22の隙間は、電解ドレッシングに適した間隔、例えば l〜5mm程度に設定さ れている。
[0038] この電解ドレス工程において、ホー-ング工具 10をホー-ングガイド 20で案内しな 力 Sら下降又は上昇させ、同時にホー-ング砥石 14a, 14bを電解ドレッシングするの が好まし!/、が、必要により中間位置で停止してもよ!/、。
また、ホーユング砥石 14a, 14bを縮径位置に保持したまま、ホーユング工具 10を 回転せずにホーユング砥石 14a, 14bを電解ドレッシングするのが好ましいが、必要 により回転させてもよい。
[0039] 次いで、ワーク 1内にホー-ング工具 10を挿入した後、ホー-ング砥石 14a, 14b を拡径位置に移動して、ホーユング工具 10を回転駆動し、ワーク 1の中空円筒内面 をホー-ングカ卩ェする。
[0040] 上述した本発明の装置及び方法によれば、ホーユングガイド 20によりホー-ングェ 具 10をワーク 1の中空円筒内面に案内するに際し、ホーユング砲石 14a, 14bを縮 径位置に保持し、ホーユング工具 10の固定ガイド 12を ELID電極 22の内面で案内 しながら、ホーユング砥石 14a, 14bと ELID電極 22の隙間に導電性研削液 4を流し て、ホー-ング砥石 14a, 14bを電解ドレッシングするので、追加工程（ドレス固有の サイクル）なしにホーユング砥石をドレスすることができる。
従って、これにより、ホー-ングカ卩ェサイクルを変更することなぐ砲石の目詰り、表 面粗さの悪化、および加工時間の延び等を長時間防止し、連続操業する量産ライン への適合を可能にすることができる。 [0041] また、 ELID電極 22の下方に位置し、ワーク 1の上部に近接し、正電圧に印加可能 な防蝕電極 28をホーユングガイド 20に設けることにより、防蝕電極 28と ELID用電極 22との間に介在するクーラント（導電性研削液 4)を介して防蝕電極 28に電流が流れ るので、ワーク 1の電気分解を抑制してワークの電蝕を防止することができる。
実施例 1
[0042] 図 7は、本発明の実施例を示すシーケンスサイクル図である。この図において、上 下ストロークとはホー-ング工具 10の上昇 Z下降動作、主軸モータとはホー-ングェ 具 10の回転 (入）と停止 (切）、粗砲石とはホーユング砲石 14aの拡大 Z縮小、仕上 砥石とはホー-ング砥石 14bの拡大 Z縮小、ドレスタイミングとは、ホー-ング砲石 1 4a, 14b、 ELID電極 22及び防蝕電極 28の電圧印加のタイミングを示している。 また、この図で横軸は、時間の経過、縦の矢印は、シーケンスのタイミングを示して いる。
[0043] この図に示すように、ワーク 1の中空円筒内面に対するホーユングガイド 20による水 平位置決め完了後、ホーユングガイド 20からホーユング工具 10が下降し、ワーク 1の 中空円筒内面にホーユング工具 10を挿入した後、ホーユング工具 10を回転しながら 上下動させ、かつ粗砲石を拡大して、加工面との隙間が所定の位置まで 卩ェし、 エアーマイクロ装置で検出する。次いで、仕上砲石を拡大して、加工面との隙間が所 定の位置まで仕上げカ卩ェする。
この工程を順次繰り返すことにより、多数のワークをロスタイムなくホー-ングカ卩ェす ることがでさる。
[0044] ドレスタイミングは、この例では、上下ストロークの上昇動作と下降動作にそれぞれ 設けられている。この上昇動作と下降動作は、今回の中空円筒内面に対するホー二 ングカ卩ェの完了後、ホーユング工具 10を上昇させてホーユングガイド 20内に挿通し 、次の中空円筒内面に対するホーユングカ卩ェのため、ホーユング工具 10を下降させ る動作であり、ドレスタイミングとは無関係に、量産ラインのサイクルタイム力も決めら れており、ドレス時間はサイクルタイムより十分短い時間（この例で 0. 2〜0. 3秒）に 設定されている。
従って、ホーユングカ卩ェサイクルを変更することなぐ電解ドレッシングが可能であり 、砲石の目詰り、表面粗さの悪化、および加工時間の延び等を長時間防止し、連続 操業する量産ラインへの適合を可能にすることができる。
なお、ドレスタイミングは、上昇動作と下降動作のいずれか一方のみでもよい。
実施例 2
[0045] 次に本発明によるホーユング加工面の表面性状精度を説明する。
図 8は、負荷曲線の説明図である。この図において、左図は、評価長さにおける平 滑ィ匕粗さ曲線であり、突出山部、コア部、突出谷部からなる。
また右図は、 JISで定義されている線形負荷曲線である。負荷曲線は、負荷長さ率 ( tp)を横軸に、測定曲線の高さ（切断する高さ）の方向を縦軸にプロットした図である この図において、 Rはコア部のレベル差、 R は突出山部高さであり、コア部の上に
k pk
ある突出山部の平均高さ、 R は突出谷部深さであり、コア部の下にある突出谷部の
vk
平均深さである。
また、 M はコア部の負荷長さ率であり、突出山部とコア部の分離線と負荷曲線の rl
交点の負荷長さ率、 M はコア部の負荷長さ率であり、突出谷部とコア部の分離線と
r2
負荷曲線の交点の負荷長さ率である。
[0046] 自動車用エンジン等のシリンダボアのホー-ングカ卩ェでは、シリンダボアに適した 面粗さとして、内側をピストンが円滑に摺動するよう R (突出山部高さ）が小さぐまた
k
潤滑油を保持するために、コア部は適度の粗さ（例えば RaO. 1〜0. 6程度)であるこ とが好ましい。
[0047] 図 9Aと図 9Bは、本発明の実施例を示す負荷曲線の比較図である。この図におい て、図 9八は従来例 1^10なし）、図 9Bは本発明（ELIDあり）の場合である。なお、 電解ドレッシング条件は、電圧 90V、電流 2A、電圧印加時間は ONI μ s/OFFl μ sである。
これらの図は、多数（10以上）のワークをホー-ングカ卩ェした後、ランダムにサンプリ ングした 2つずつのワークをそれぞれ 3箇所（口元、中間、奥）を計測したものである。 図 9Aの従来例 (ELIDなし)では、全体にばらつきが大きぐコア部の面粗さも所望 の範囲（例えば RaO. 1〜0. 6程度）から外れているものがあることがわ力る。 これに対し、図 9Bの本発明（ELIDあり）では、ばらつきが小さぐコア部の面粗さも 所望の範囲（例えば RaO. 1〜0. 6程度）内に十分収まっており、エンジンのシリンダ ボアに適した面粗さが得られていることがわかる。
[0048] 図 10Aと図 10Bは、本発明の実施例を示すカ卩工面粗さの別の比較図である。この 図において、図 10Aは従来例（ELIDなし）、図 10Bは本発明（ELIDあり）の場合で ある。
これらの図は、エンジンに重要な面粗さとして、 R (コア部のレベル差）と R (突出
k pk 山部高さ）を比較している。なお、 R (突出谷部深さ）は、同等程度であった。
vk
図 10Aの従来例（ELIDなし）では、加工個数 1〜35の範囲で Rと R の両方が全
k pk
体にばらつきが大きぐかつ面粗さが大きい (粗い）ことがわかる。
これに対し、図 10Bの本発明（ELIDあり）では、加工個数 1〜90の範囲で Rと R
k pk の両方ともばらつきが小さぐかつ面粗さが小さいことがわかる。
[0049] また、本発明における防蝕電極 28の有無の両方でホー-ングカ卩ェを実施した。そ の結果、防蝕電極なしの場合には、ワーク 1の上面が短時間で電蝕されるが、防蝕 電極ありの場合には、全く電蝕されなかった。
[0050] 上述したように、本発明は、特別なドレスサイクルを設けな 、ELIDホー-ングカロェ 手段であり、加工軸上に配置したホーユングガイドを兼ねた円筒状の電極 22を備え るものである。
ホー-ング工具 10は、円筒状のホーユングガイド 20を案内にワーク 1に挿入される 。そのホーユングガイド 20に電極 22を設け、ホーユング工具 10が円筒状のホーニン グガイド 20を通過する間にホー-ング砥石 14a, 14bの電解ドレスを行うものである。 またホーユングガイド 20は、アプローチ中に最適な電解ドレスができるようなクーラ ント 4を供給できる構造である。
この構成により、従来のホーユングカ卩ェサイクルに特別なドレスサイクルを与えなく ても、加工精度の改善効果が得られることが上述した実施例で確認された。
本発明では、ホーユング工具 10が下降 Z上昇する度に少しずつドレスをするので 、常に切れる状態を維持することができる。従って従来の砲石の自生作用に頼ったド レスではない。 なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲 で種々変更できることは勿論である。

Claims

請求の範囲
[1] ホーユング加工する中空円筒内面を有するワークの上部に位置し、上端部から揺 動可能に吊り下げられて上下動かつ鉛直な回転軸を中心に回転駆動可能なホー二 ング工具と、
前記ワークの上部に近接して位置し、前記ホーニング工具を中空円筒内面に案内 するホーユングガイドとを備えた ELIDホーユング装置であって、
前記ホーニング工具は、前記回転軸から外周面まで一定の半径 Rを有する固定ガ イドと、前記半径 Rより外側の拡径位置から内側の縮径位置まで外周面が平行移動 可能でありかつ電解ドレッシング可能なホーユング砲石とを有し、
前記ホーニングガイドは、ホーニング工具の固定ガイドの外周面を案内する内面を 有し負電圧に印加可能な中空円筒形の ELID電極を有する、ことを特徴とする ELID ホーニング装置。
[2] 前記ホーユングガイドは、 ELID電極とその内側を通過するホーユング砲石との隙 間に導電性研削液をほぼ均等に供給する研削液供給口を有する、ことを特徴とする 請求項 1に記載の ELIDホーユング装置。
[3] 前記ホーユングガイドは、 ELID電極の下方に位置し、ワークの上部に近接し、正 電圧に印加可能な防蝕電極を有する、ことを特徴とする請求項 1に記載の ELIDホー ニング装置。
[4] ホーユング加工する中空円筒内面を有するワークの上部に位置し、上端部から揺 動可能に吊り下げられて上下動かつ鉛直な回転軸を中心に回転駆動可能なホー二 ング工具と、
前記ワークの上部に近接して位置し、前記ホーニング工具を中空円筒内面に案内 するホーユングガイドとを備えた ELIDホーユング方法であって、
前記ホーニング工具は、前記回転軸から外周面まで一定の半径 Rを有する固定ガ イドと、前記半径 Rより外側の拡径位置から内側の縮径位置まで外周面が平行移動 可能でありかつ電解ドレッシング可能なホーユング砲石とを有し、
前記ホーニングガイドは、ホーニング工具の固定ガイドの外周面を案内する内面を 有し負電圧に印加可能な中空円筒形の ELID電極を有し、 ホー-ング砥石を縮径位置に保持し、ホー-ング工具の固定ガイドを ELID電極の 内面で案内しながら、ホーユング砥石と ELID電極の隙間に導電性研削液を流して、 ホー-ング砥石を電解ドレッシングし、
次いで、ワーク内にホーユング工具を挿入した後、ホーユング砲石を拡径位置に移 動して、回転駆動し、中空円筒内面をホーユング加工する、ことを特徴とする ELIDホ 一ユング方法。
[5] 前記ホーユング工具をホーユングガイドで案内しながら下降又は上昇させ、同時に ホー-ング砲石を電解ドレッシングする、ことを特徴とする請求項 4に記載の ELIDホ 一ユング方法。
[6] 前記ホーユング砥石を縮径位置に保持したまま、ホーユング工具を回転せず、又 は回転させて、ホーユング砲石を電解ドレッシングする、ことを特徴とする請求項 4に 記載の ELIDホーユング方法。
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