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JP4666178B2 - Honing processing method and processing apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、加工ライン上を搬送される円筒内面を備えたワークに対し、砥石を備えたホーニングヘッドを、軸方向に移動させつつ回転させて前記円筒内面を研削加工するホーニング加工方法および加工装置に関する。   The present invention relates to a honing method and a processing apparatus for grinding a cylindrical inner surface by rotating a honing head having a grindstone while moving it in the axial direction with respect to a workpiece having a cylindrical inner surface conveyed on a processing line. About.

円筒内面を備えたワークとして、例えばシリンダブロックのシリンダボアは、エンジン性能を決定する重要部位であるため、形状精度と面性状に対する要求が高い。形状精度としては、ピストン摺動抵抗を低減させるため、真円度および円筒度を可能な限り高精度にすることが求められる。また、面性状はピストンの焼き付き(スカッフ)を低減させるために、オイルを保持できる面粗さの確保と、固定潤滑剤である黒鉛がボア表面にできるだけ多く露出していることが望ましい。   As a workpiece having a cylindrical inner surface, for example, a cylinder bore of a cylinder block is an important part that determines engine performance, and thus there is a high demand for shape accuracy and surface properties. As shape accuracy, in order to reduce piston sliding resistance, roundness and cylindricity are required to be as high as possible. In addition, in order to reduce the seizure (scuffing) of the piston, it is desirable that the surface texture is sufficient to retain the oil and graphite as the fixed lubricant is exposed as much as possible on the bore surface.

これらの条件を満足させるため、図8に示すように、シリンダボア1のボア内周面に対しては、砥石3を備えたホーニングヘッド5を挿入し、このホーニングヘッド5を回転かつ軸方向移動させて研削加工を行うホーニング加工を実施している(下記特許文献1,2参照)。上記した砥石3は、円周方向に複数備えており、半径方向外側、つまりシリンダボア1のボア内周面に向けて、所定の拡張圧にて押し付けながら加工を行うようになっている。   In order to satisfy these conditions, as shown in FIG. 8, a honing head 5 provided with a grindstone 3 is inserted into the bore inner peripheral surface of the cylinder bore 1, and the honing head 5 is rotated and moved in the axial direction. The honing process for grinding is performed (see Patent Documents 1 and 2 below). A plurality of the above-described grindstones 3 are provided in the circumferential direction, and processing is performed while pressing with a predetermined expansion pressure toward the radially outer side, that is, toward the bore inner circumferential surface of the cylinder bore 1.

上記したホーニング加工では、その前処理であるボーリング加工での面粗さを除去するため、ある一定量の取り代が必要となる。このため、通常ではホーニング加工時間を最小にするため、取り代の大部分を研削能率が高い荒ホーニング加工で行い、荒ホーニング加工後、形状精度および面性状向上を狙った研削能率が低い仕上げホーニング加工を行っている。
特開平5−57597号公報 特開平5−57598号公報
In the honing process described above, a certain amount of machining allowance is required in order to remove the surface roughness in the boring process, which is the pretreatment. For this reason, in order to minimize the honing time, the most part of the machining allowance is usually done by rough honing with high grinding efficiency. After rough honing, finishing honing with low grinding efficiency aimed at improving shape accuracy and surface properties Processing is in progress.
JP-A-5-57597 JP-A-5-57598

ところで、荒ホーニング加工時には、上記したように取り代を多くするため、砥石3のシリンダボア1に対する押し付け圧力である拡張圧による変形が大きなものとなっている。図9(a)は荒ホーニング加工時でのシリンダボア1の変形状態を示している。これによれば、シリンダボア1の図中で上部の開口側が半径方向外側へ大きく広がる一方、図中で下部側の内径が小さくなるよう変形している。   By the way, at the time of rough honing, in order to increase the machining allowance as described above, the deformation due to the expansion pressure that is the pressing pressure of the grindstone 3 against the cylinder bore 1 is large. FIG. 9A shows a deformed state of the cylinder bore 1 during rough honing. According to this, while the upper opening side of the cylinder bore 1 is greatly expanded radially outward in the drawing, the inner diameter of the lower side in the drawing is deformed to be small.

この変形状態で、砥石3による拡張圧を解除し、ワークを放置すると、押し付けられていたシリンダボア1の内周面が中心側に戻る作用、すなわち矢印Sで示すスプリングバックが発生し、例えば図9(b)のような形状となる。   In this deformed state, when the expansion pressure by the grindstone 3 is released and the workpiece is left, the action of the inner peripheral surface of the cylinder bore 1 being pressed back to the center side, that is, the spring back indicated by the arrow S occurs, for example, FIG. The shape is as shown in (b).

ところが、上記図9(a)のように変形した状態のまま継続してその後の仕上げホーニング加工を行うと、この加工中に、上記したスプリングバックの影響を受けて、高精度な形状確保が困難になる上、固定潤滑剤である黒鉛のボア表面への露出度が不充分になるという問題がある。   However, if the subsequent finish honing process is performed in the deformed state as shown in FIG. 9A, it is difficult to ensure a highly accurate shape due to the influence of the spring back during the process. In addition, there is a problem that the degree of exposure of graphite as a fixed lubricant to the bore surface becomes insufficient.

そこで、この発明は、特に固定潤滑剤である黒鉛の加工表面への露出度を充分なものとすることを目的としている。   In view of the above, an object of the present invention is to make the degree of exposure of the graphite, which is a fixed lubricant, to the processed surface particularly satisfactory.

本発明は、加工ライン上を搬送される円筒内面を備えたワークに対し、砥石を備えたホーニングヘッドを、軸方向に移動させつつ回転させて前記円筒内面を研削加工するホーニング加工方法において、荒加工工程で、荒加工砥石を備えたホーニングヘッドを用いて前記円筒内面に対して荒加工を行った後、アイドル工程で、前記荒加工工程で使用したホーニングヘッドを、前記円筒内に対して引き抜き、挿入しない状態で、前記ワークに対して冷却液を供給しつつ、前記ワークを所定時間放置してスプリングバックを発生させ、その後の仕上げ加工工程で、仕上げ加工砥石を備えたホーニングヘッドを前記荒加工工程とは逆方向に回転させて、前記荒加工工程で発生した塑性流動を打ち消すようにホーニング加工を行い、前記ワークの円筒内面に黒鉛を露出させることを最も主要な特徴とする。 The present invention relates to a honing method for grinding a cylindrical inner surface by rotating a honing head having a grindstone while moving it in the axial direction with respect to a workpiece having a cylindrical inner surface conveyed on a processing line. In the machining process, after roughing the cylindrical inner surface using a honing head equipped with a roughing grindstone, the honing head used in the roughing process is pulled out of the cylinder in the idle process. In a state where the workpiece is not inserted , the workpiece is left for a predetermined time while supplying a coolant to the workpiece, and a spring back is generated. In a subsequent finishing process, the honing head including a finishing grindstone is Rotating in the opposite direction to the machining process, honing is performed so as to cancel the plastic flow generated in the roughing process, The most important feature to expose the graphite.

本発明によれば、仕上げ加工では荒加工とは逆方向にホーニングヘッドを回転させるので、仕上げ加工で発生する加工面の塑性流動が、荒加工時での塑性流動とは逆方向に発生して荒加工時での塑性流動を打ち消す作用が働き、仕上げ加工での塑性流動が小さくなるとともに、微小なバリの発生も抑制されて、高精度な加工面を得ることができ、ワークの加工面に黒鉛を露出させることができて該加工面の潤滑性能を高めることができる。
また、荒加工工程と仕上げ加工工程との間にワークを所定時間放置するアイドル工程を備えているので、このアイドル工程中に冷却液が供給されてワークのスプリングバックによる変形が発生し、その後の仕上げ加工でのスプリングバックによる影響を排除でき、高精度な形状確保および高い黒鉛露出度が達成される。そして、このアイドル工程は、荒加工工程と仕上げ加工工程との間の同一ライン上に設定されているので、別途専用の放置スペースが不要になるとともに、無駄時間の発生もなく、加工時間の延長が回避されている。
According to the present invention, in the finishing process, the honing head is rotated in the opposite direction to the roughing process, so that the plastic flow of the machined surface generated in the finishing process occurs in the opposite direction to the plastic flow in the roughing process. The action of canceling the plastic flow during roughing works, the plastic flow during finishing is reduced, and the generation of micro burrs is suppressed, so that a highly accurate machining surface can be obtained and the workpiece machining surface can be obtained. The graphite can be exposed and the lubrication performance of the processed surface can be enhanced.
In addition, since there is an idle process in which the workpiece is allowed to stand for a predetermined time between the roughing process and the finishing process, a coolant is supplied during the idle process and deformation due to the spring back of the work occurs. The influence of the springback in the finishing process can be eliminated, and a highly accurate shape can be secured and a high degree of graphite exposure can be achieved. Since this idle process is set on the same line between the roughing process and the finishing process, there is no need for a separate abandonment space, and there is no wasted time, extending the processing time. Has been avoided.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の一形態に係わるホーニング加工方法を示している。(a)は、ホーニング加工における荒加工工程で、(c)は、ホーニング加工における仕上げ加工工程である。そして、荒加工工程(a)と仕上げ加工工程(c)との間に、ワークを所定時間放置するアイドル工程(b)を設けてあり、これら各工程は、同一の加工ライン上に設定されている。この同一ライン上を、ワークとして、円筒内面を備えたエンジンのシリンダブロック11が、荒加工工程(a),アイドル工程(b),仕上げ加工工程(c)の順に搬送される。   FIG. 1 shows a honing method according to an embodiment of the present invention. (A) is a roughing process in the honing process, and (c) is a finishing process in the honing process. An idle process (b) for leaving the workpiece for a predetermined time is provided between the roughing process (a) and the finishing process (c). These processes are set on the same processing line. Yes. On this same line, the cylinder block 11 of the engine having a cylindrical inner surface is conveyed as a workpiece in the order of the roughing process (a), the idle process (b), and the finishing process (c).

上記図1(a)の荒加工工程で示すように、シリンダブロック11のシリンダボア13内には、ホーニングヘッド15が挿入されている。ホーニングヘッド15の外周部には、図中で上下方向に長い直方体状の荒加工砥石17が、円周方向に沿って等間隔に複数設けてある。   As shown in the roughing process of FIG. 1A, a honing head 15 is inserted into the cylinder bore 13 of the cylinder block 11. In the outer peripheral portion of the honing head 15, a plurality of rectangular parallelepiped roughing grindstones 17 that are long in the vertical direction in the figure are provided at equal intervals along the circumferential direction.

この荒加工砥石17は、図示しない拡張圧機構によってシリンダボア13の内周面に向けて所定の拡張圧力T1で押し付け可能となっている。このような荒加工砥石17を備えたホーニングヘッド15は、図中で上下方向の軸方向に移動しつつ回転しながら、シリンダボア13の内周面に対して荒ホーニング加工を行う。   The roughing grindstone 17 can be pressed at a predetermined expansion pressure T1 toward the inner peripheral surface of the cylinder bore 13 by an expansion pressure mechanism (not shown). The honing head 15 provided with such a roughing grindstone 17 performs rough honing on the inner peripheral surface of the cylinder bore 13 while rotating while moving in the vertical axial direction in the drawing.

上記したシリンダブロック11は、図1(c)の仕上げ加工においては、仕上げ加工砥石19を備えたホーニングヘッド21を用いて、シリンダボア13が仕上げ加工される。この仕上げ加工砥石19も、前記した荒加工砥石17と同様に、図中で上下方向に長い直方体状のものが、円周方向に沿って等間隔に複数設けられるとともに、図示しない拡張圧機構によってシリンダボア13の内周面に向けて所定の拡張圧力T2で押し付け可能となっている。   In the cylinder block 11 described above, the cylinder bore 13 is finished using the honing head 21 provided with the finishing grindstone 19 in the finishing process of FIG. As with the roughing grindstone 17, the finishing grindstone 19 is also provided with a plurality of rectangular parallelepiped shapes that are long in the vertical direction in the figure at equal intervals along the circumferential direction. It can be pressed toward the inner peripheral surface of the cylinder bore 13 with a predetermined expansion pressure T2.

このような仕上げ加工砥石19を備えたホーニングヘッド21も、荒加工時と同様に軸方向に移動しつつ回転するが、この回転方向は、荒加工時とは逆方向となっている。   The honing head 21 equipped with such a finishing grindstone 19 also rotates while moving in the axial direction in the same manner as during roughing, but this rotational direction is opposite to that during roughing.

そして、上記した各工程(a),(b),(c)には、シリンダボア13内に冷却液としてのクーラントを供給するクーラントノズル23,25,27がそれぞれ設置されている。上記した各クーラントノズル23,25,27には、共通のクーラント供給源29から配管31を介して供給される。   In each of the above-described steps (a), (b), and (c), coolant nozzles 23, 25, and 27 that supply coolant as a coolant into the cylinder bore 13 are installed. Each of the coolant nozzles 23, 25, 27 is supplied from a common coolant supply source 29 via a pipe 31.

荒加工工程(a)でシリンダボア13に対して荒加工がなされたシリンダブロック11は、次のアイドル工程(b)へ搬送され、ここで所定時間として60秒間放置される。この放置されている間には、その前後の荒加工工程(a)および仕上げ加工工程(c)にて、他のシリンダブロックに対して荒加工および仕上げ加工がそれぞれなされている。なお、アイドル工程(b)でのシリンダブロック11の放置時間は、少なくとも30秒間あればよい。   The cylinder block 11 subjected to the rough machining on the cylinder bore 13 in the roughing process (a) is transported to the next idle process (b), where it is left for 60 seconds as a predetermined time. During this time, roughing and finishing are performed on the other cylinder blocks in the roughing process (a) and the finishing process (c) before and after that. In addition, the leaving time of the cylinder block 11 in the idle process (b) may be at least 30 seconds.

荒加工工程(a)での荒加工直後は、図1(b)の二点鎖線で示すように、荒加工砥石17による拡張圧力T1によってシリンダボア13が、前記図9(a)と同様に変形している。この変形状態から、次のアイドル工程(b)で、シリンダボア13内にホーニングヘッドを挿入せずに、シリンダブロック11を放置することで、シリンダボア13は、図1(b)における実線で示すように、スプリングバックSの作用によって収縮変形する。   Immediately after the roughing in the roughing step (a), as shown by the two-dot chain line in FIG. 1 (b), the cylinder bore 13 is deformed in the same manner as in FIG. 9 (a) by the expansion pressure T1 by the roughing grindstone 17. is doing. From this deformed state, in the next idle step (b), the cylinder block 11 is left as it is without inserting the honing head into the cylinder bore 13, so that the cylinder bore 13 is shown by the solid line in FIG. Then, it is contracted and deformed by the action of the spring back S.

この収縮変形後のシリンダボア13は、図2に示すように、放置時間を60秒とすることで、スプリングバック量がほぼ最大の状態となる。このようにスプリングバック量が最大となった状態のシリンダボア13は、上記図1(b)の実線で示すように、二点鎖線で示す荒加工直後の形状のように図中で上部の直径が大きく、下部ほど直径が小さくなる形状とは異なり、軸方向に沿って互いにほぼ同内径の凹部13a,13b,…を有するとともに、この凹部に隣接する互いにほぼ同内径の凸部13c,13d,13e,…をそれぞれ有するものとなっている。   As shown in FIG. 2, the cylinder bore 13 after the contraction and deformation is in a state in which the amount of spring back is almost maximum by setting the standing time to 60 seconds. The cylinder bore 13 in the state in which the spring back amount is maximized in this way has an upper diameter in the drawing as shown in the solid line in FIG. Unlike the shape that is larger and has a smaller diameter at the lower part, it has recesses 13a, 13b,... Having substantially the same inner diameter along the axial direction, and the projections 13c, 13d, 13e having substantially the same inner diameter adjacent to the recesses. , ... respectively.

上記したように、荒加工後60秒間放置されたシリンダブロック11は、次の仕上げ加工工程(c)へ搬送され、ここで仕上げ加工砥石19を備えたホーニングヘッド21を、荒加工工程(a)とは逆方向に回転させて、仕上げホーンニング加工を行う。   As described above, the cylinder block 11 left for 60 seconds after the roughing is transported to the next finishing step (c), where the honing head 21 equipped with the finishing grindstone 19 is moved to the roughing step (a). Rotate in the opposite direction to finish honing.

荒加工工程(a)では、多くの取り代を短時間で加工するため、拡張圧力T1を仕上げ加工時の拡張圧力T2よりも数倍以上にして行う。このため、荒加工後のシリンダブロック11のスプリングバックが非常に大きく、このスプリングバックによる戻り変形がほぼほぼ最大となるまで、上記したように約60秒要している。   In the roughing process (a), in order to process a large machining allowance in a short time, the expansion pressure T1 is set several times higher than the expansion pressure T2 at the time of finishing. For this reason, the spring back of the cylinder block 11 after the rough machining is very large, and it takes about 60 seconds as described above until the return deformation due to the spring back becomes substantially maximum.

このようなアイドル工程(b)を設定することによる効果としては、以下の2点が挙げられる。   The effects of setting such an idle process (b) include the following two points.

1点は、仕上げ加工中に、荒加工後のスプリングバックの影響が極めて小さいので、仕上げ加工単独の実力でほぼ加工精度が決定できる。他の1点は、次に示す通りである。   One point is that during the finishing process, the influence of the springback after the roughing process is extremely small, so that the machining accuracy can be determined almost by the ability of the finishing process alone. The other point is as follows.

荒加工中は、シリンダボア13が、図1(b)の2点鎖線で示すように、荒加工砥石17によって押し広げられた形状となっているが、加工終了後に60秒放置した時点では、図1(b)の実線で示すように凹部13a,13b,…および凸部13c,13d,13e,…が発生するため、この凹凸により、仕上げ加工砥石19の加工面への当たりが、図3に示すように局部当たりとなる。   During rough machining, the cylinder bore 13 has a shape expanded by the roughing grindstone 17 as shown by a two-dot chain line in FIG. 1 (b). As shown by the solid line 1 (b), the concave portions 13a, 13b,... And the convex portions 13c, 13d, 13e,... Are generated, so that the contact of the finishing grindstone 19 with the processed surface is shown in FIG. As shown, it is per local.

このとき、仕上げ加工砥石19は、一定力Fで加工面に押し付けられるので、仕上げ加工砥石19における局部当たりしている部位の面圧は増加する。ホーニング加工は面圧の増加とともに、砥石における砥粒の加工面への食い込み量が増し、研削能率が増加する特徴を持っている。このため、加工時間は、加工面に凹凸がある場合の方が、ない場合(砥石が加工面に対して全面当たりする場合)よりも短くなる。   At this time, since the finishing grindstone 19 is pressed against the machining surface with a constant force F, the surface pressure of the portion of the finishing grindstone 19 that is in contact with the local area increases. The honing process has a feature that the grinding efficiency increases as the surface pressure increases, and the amount of abrasive grains biting into the processing surface increases. For this reason, the processing time is shorter when the processing surface has irregularities than when the processing surface does not exist (when the grindstone hits the entire processing surface).

ここで、上記した加工面における凸部13c,13d,13eの凹部13a,13bからの突出量h(図3参照)は、仕上げ加工での取り代の約30%〜50%あり、この場合での仕上げ加工時での加工時間は、従来と比較して、約10%低減する結果が得られている。   Here, the protrusion amount h (see FIG. 3) of the protrusions 13c, 13d, and 13e on the processed surface from the recesses 13a and 13b is about 30% to 50% of the machining allowance in the finishing process. As a result, the processing time in the finishing process is reduced by about 10% compared to the conventional process.

また、図4に示すように、仕上げ加工砥石19の砥粒33は、加工面35への食い込み量が増加することで負荷が増加し、破粋33aが発生しやすくなり(砥石としてのいわゆる自生作用が活発になる)、新しい切刃33bが生まれて切れ味が向上する。なお、図4中で矢印Aで示す方向が仕上げ砥石19の移動方向であり、符号37は荒加工工程(a)で発生した塑性流動、39はこの塑性流動37による抵抗力(負荷)を示す。   Further, as shown in FIG. 4, the abrasive grains 33 of the finish processing grindstone 19 increase in load due to an increase in the amount of biting into the processed surface 35, and fragile 33a is likely to occur (so-called self-generated as a grindstone). A new cutting edge 33b is born and the sharpness is improved. In FIG. 4, the direction indicated by the arrow A is the moving direction of the finishing grindstone 19, the reference numeral 37 indicates the plastic flow generated in the roughing process (a), and 39 indicates the resistance force (load) due to the plastic flow 37. .

これにより、研削抵抗低減→ボア変形低減・塑性流動低減→加工精度向上と、連鎖的に効果が発生する。   As a result, a reduction in grinding resistance → reduction in bore deformation / reduction in plastic flow → improvement in machining accuracy results in a chain effect.

上記した仕上げ加工を継続していくと、仕上げ加工砥石19の加工面35への局部当たりは次第になくなり、全面当たりとなるが、砥粒33が切れ味を保った状態であるため、加工完了(砥石が全面当たりしてからの加工完了までの加工代は、約φ10〜15μm)まで、上記した効果は継続される。   If the finishing process described above is continued, the local contact of the finishing grindstone 19 with respect to the processing surface 35 gradually disappears and the entire surface grinds. However, since the abrasive grains 33 remain sharp, the processing is completed (the grindstone The above-mentioned effect is continued until the machining allowance until the machining is completed after the contact with the entire surface is about φ10 to 15 μm).

これらの作用により、シリンダボア13の形状精度(真円度,円筒度)は、図5に示すように、アイドル工程(b)を設けた場合の加工方法Cが、従来の加工方法Aと比較して、約30%向上する。また、シリンダボア13の内周面への黒鉛露出度に関しては、図6に示すように、アイドル工程(b)を設けた場合の加工方法Cは、従来の加工方法Aに比較して、40%の向上が見られる。   By these actions, the shape accuracy (roundness, cylindricity) of the cylinder bore 13 is compared with the conventional processing method A in the processing method C when the idle process (b) is provided, as shown in FIG. About 30%. Further, regarding the degree of graphite exposure on the inner peripheral surface of the cylinder bore 13, as shown in FIG. 6, the processing method C in the case where the idle process (b) is provided is 40% compared to the conventional processing method A. The improvement is seen.

黒鉛露出度が向上する理由は、塑性流動の低減であるが、この件に関しては、後述する。   The reason why the graphite exposure level is improved is the reduction of plastic flow, which will be described later.

次に、仕上げ加工工程(c)でのホーニングヘッド21の回転方向を、荒加工工程(a)でのホーニングヘッド15の回転方向に対して逆方向にする場合の効果を以下に述べる。   Next, the effect in the case where the rotation direction of the honing head 21 in the finishing process (c) is opposite to the rotation direction of the honing head 15 in the roughing process (a) will be described below.

前述したように、荒加工工程(a)においては、荒加工砥石17による拡張圧力T1は大きく、また研削能率向上のため荒加工砥石17の砥粒の粒度が、仕上げ砥石19に比べて大きいものを使用している。このため、図7に示すように、荒加工によって、比較的深さLの深い塑性流動37および微小なバリ41を有する加工面35となる。また、この影響で加工面35の表面に露出しない黒鉛43も多数発生する。   As described above, in the roughing step (a), the expansion pressure T1 by the roughing grindstone 17 is large, and the grain size of the roughing grindstone 17 is larger than that of the finishing grindstone 19 in order to improve the grinding efficiency. Is used. For this reason, as shown in FIG. 7, a roughened machining results in a machined surface 35 having a relatively deep plastic flow 37 and a small burr 41. In addition, a large number of graphite 43 that is not exposed on the surface of the processed surface 35 is generated due to this influence.

仕上げ加工工程(c)でのホーニングヘッド21の回転方向を荒加工に対して逆にすることは、砥粒33が荒加工での塑性流動37と逆目方向に動くことであり、一般的に知られている材料の引き剥がし効果が起きるとともに、仕上げ加工砥石19の砥粒33による塑性流動37aは、荒加工での塑性流動37とは逆方向に発生するため、荒加工での塑性流動を打ち消す作用が働く。   Reversing the rotation direction of the honing head 21 in the finishing process (c) with respect to the roughing process means that the abrasive grains 33 move in the direction opposite to the plastic flow 37 in the roughing process. The known material peeling effect occurs, and the plastic flow 37a caused by the abrasive grains 33 of the finishing grindstone 19 is generated in the opposite direction to the plastic flow 37 in the rough machining. The action to counteract works.

これらの作用で、仕上げ加工での塑性流動37aは小さく、また微小なバリ41も発生しにくい加工面35aを得ることができる。黒鉛43aも小さい塑性流動37aの影響を受けにくいため、表面に露出しやすくなり、黒鉛43aの露出度としては、図6に示すように、仕上げ逆回転を行う加工方法Bは、従来の加工方法Aと比較して約20%向上する。また、形状精度については、図5に示すように、仕上げ逆回転を行う加工方法Bは、従来の加工方法Aと比較して約30%向上する。   Due to these actions, it is possible to obtain a machined surface 35a in which the plastic flow 37a in the finishing process is small and the minute burrs 41 are hardly generated. Since the graphite 43a is not easily affected by the small plastic flow 37a, the graphite 43a is easily exposed to the surface. As shown in FIG. 6, the processing method B for performing reverse reverse rotation as shown in FIG. Compared with A, it is improved by about 20%. As for the shape accuracy, as shown in FIG. 5, the processing method B that performs the finish reverse rotation is improved by about 30% compared to the conventional processing method A.

従来のように仕上げ加工を荒加工と同一方向にホーニングヘッドを回転させて加工した場合について述べると、上記の効果が得られず、仕上げ加工による効果のみとなるため、例えばコルク材を砥石に代えて用いるコルクホーニングや、仕上げ砥石よりさらに粒度の細かい砥粒を備えた砥石によるプラトーホーニング加工などの付加的な加工を行う必要があり、コスト増加を招くものとなる。   In the case where the finishing process is performed by rotating the honing head in the same direction as the roughing process as in the past, the above effect cannot be obtained, and only the effect of the finishing process is obtained. For example, the cork material is replaced with a grindstone. Additional processing such as cork honing used and plateau honing with a grindstone having a finer grain than the finishing grindstone is required, resulting in an increase in cost.

次に、アイドル工程(b)を設けた場合と、仕上げ加工工程(c)でホーニングヘッドを逆回転させる場合とを組み合わせた場合の効果について説明する。   Next, the effect when combining the case where the idle step (b) is provided and the case where the honing head is reversely rotated in the finishing step (c) will be described.

アイドル工程(b)を設けた場合の効果で述べたように、砥石の切れ味の向上により、研削抵抗が低減し、加工面の形状精度が向上する。これに逆回転による作用が加わると、さらに研削抵抗が低減し、図5の加工方法D(B+C)のように、加工面の形状精度がさらに約10%向上し、従来の加工方法Aに比べ、トータルで40%向上することになる。また、黒鉛露出度については、図6の加工方法D(B+C)のように、従来の加工方法Aに比べ、60%の向上が見られる。   As described in the effect when the idle process (b) is provided, the grinding resistance is reduced and the shape accuracy of the processed surface is improved by improving the sharpness of the grindstone. If the effect of reverse rotation is added to this, the grinding resistance is further reduced, and the shape accuracy of the processed surface is further improved by about 10% as in the processing method D (B + C) of FIG. That is a 40% improvement in total. Moreover, about the graphite exposure degree, the improvement of 60% is seen compared with the conventional processing method A like the processing method D (B + C) of FIG.

仕上げ加工工程(c)でのホーニングヘッドの逆回転による作用は、図4に示すように、荒加工での塑性流動37に打ち勝つように仕上げ加工砥石19の砥粒33が動くことによる研削抵抗(負荷)39の増加と、材料の引き剥がし効果による研削抵抗低減とがほぼ同等になり、トータルとしての研削効率が充分ではない。   As shown in FIG. 4, the action of reverse rotation of the honing head in the finishing step (c) is caused by the grinding resistance due to the movement of the abrasive grains 33 of the finishing grindstone 19 so as to overcome the plastic flow 37 in rough machining. Load) 39 is almost equal to the reduction in grinding resistance due to the material peeling effect, and the total grinding efficiency is not sufficient.

しかし、アイドル工程(b)による作用に、上記した逆回転による作用が加わると、塑性流動の抵抗分が砥粒にさらなる負荷39となり、アイドル工程(b)を設けただけでは自生作用を受けなかった砥粒までが自生することになり、切れ味の良い砥粒がさらに増加する。この結果、研削抵抗がアイドル工程(b)を設けただけのときよりも低減され、加工面の形状精度が向上するのである。   However, when the above-described action by the reverse rotation is added to the action by the idle process (b), the resistance component of the plastic flow becomes a further load 39 on the abrasive grains, and no self-acting action is obtained only by providing the idle process (b). As a result, even the abrasive grains that grow are self-generated and the sharpness of the abrasive grains is further increased. As a result, the grinding resistance is reduced as compared with the case where only the idle process (b) is provided, and the shape accuracy of the processed surface is improved.

このような形状精度の向上には、荒加工工程(a)での荒加工砥石17の拡張速度を低下させることもなく、また仕上げ加工時間を長くすることもしていないので、加工時間の延長は回避されている。   In order to improve the shape accuracy, since the expansion speed of the roughing grindstone 17 in the roughing step (a) is not lowered and the finishing time is not lengthened, the machining time is extended. It has been avoided.

次に、アイドル工程(b)でクーラントを供給することによる効果を説明する。   Next, the effect by supplying coolant in an idle process (b) is demonstrated.

アイドル工程(b)では、図1に示したように、共通のクーラント供給源29から、荒加工工程(a),アイドル工程(b),仕上げ加工工程(c)のすべてに同一温度条件のクーラントを供給するようにしている。荒加工後のアイドル工程(b)でワークを単に放置したのでは、クーラントを供給している荒加工の後に、急激な温度変化を生じ、シリンダボア内周面のスプリングバック量が、温度変化の影響を受けて均等とならず、仕上げ加工での取り代も多く必要になることから、仕上げ加工時間も多く必要となる。   In the idle process (b), as shown in FIG. 1, the coolant having the same temperature condition is supplied from the common coolant supply source 29 to all of the roughing process (a), the idle process (b), and the finishing process (c). To supply. If the workpiece is simply left in the idle process (b) after the rough machining, a sudden temperature change occurs after the rough machining with the coolant supplied, and the amount of spring back on the inner peripheral surface of the cylinder bore is affected by the temperature change. As a result, it is not even, and a lot of machining allowance is required for finishing.

そこで、アイドル工程(b)にてクーラントを供給することで、スプリングバック量をより均等に発生させ、これにより仕上げ加工時間の短縮が達成される。   Therefore, by supplying the coolant in the idling step (b), the amount of spring back is more evenly generated, thereby shortening the finishing time.

なお、上記したアイドル工程(b)で供給するクーラントは、荒加工工程(a)と仕上げ加工工程(c)との共通のクーラント供給源29を使用する必要はなく、単独のクーラント供給源を使用してもよいが、共通のクーラント供給源29を使用することで、各工程でのクーラント温度がほぼ同等となり、アイドル工程(b)にて別途専用のクーラント供給源を設ける必要がなく、装置全体の簡素化を達成することができる。   Note that the coolant supplied in the above-described idle process (b) does not need to use the common coolant supply source 29 for the roughing process (a) and the finishing process (c), and uses a single coolant supply source. However, by using the common coolant supply source 29, the coolant temperature in each process becomes substantially equal, and it is not necessary to provide a dedicated coolant supply source separately in the idle process (b), and the entire apparatus Simplification can be achieved.

本発明によれば、同一ライン上の荒加工工程と仕上げ加工工程との間にワークを所定時間放置するアイドル工程を備えているので、このアイドル工程中にワークのスプリングバックによる変形が発生し、その後の仕上げ加工でのスプリングバックによる影響を排除でき、高精度な形状確保および高い黒鉛露出度が達成される。そして、このアイドル工程は、荒加工工程と仕上げ加工工程との間の同一ライン上に設定されているので、別途専用の放置スペースが不要になるとともに、無駄時間の発生もなく、加工時間の延長が回避されている。   According to the present invention, since there is an idle process in which the workpiece is left for a predetermined time between the roughing process and the finishing process on the same line, deformation due to the springback of the work occurs during the idle process, The influence of springback in the subsequent finishing process can be eliminated, and a highly accurate shape can be secured and a high degree of graphite exposure can be achieved. Since this idle process is set on the same line between the roughing process and the finishing process, there is no need for a separate abandonment space, and there is no wasted time, extending the processing time. Has been avoided.

また、上記したアイドル工程でワークに冷却液を供給することで、ワークの温度変化が全体として均一化し、スプリングバック量も加工面全体として均一化するので、仕上げ加工での取り代が必要以上に多くなることがなく、仕上げ加工時間の短縮化を図ることができる。   In addition, by supplying coolant to the workpiece in the idle process described above, the temperature change of the workpiece is made uniform as a whole, and the amount of springback is also made uniform on the entire machining surface, so the machining allowance in finishing machining is more than necessary. The finishing time can be shortened without increasing.

さらに、アイドル工程で供給する冷却液の温度を、荒加工工程および仕上げ加工工程で使用する冷却液の温度と同等とすることで、冷却液の供給源を共用でき、アイドル工程にて別途専用の冷却液供給源を設ける必要がなく、装置全体の簡素化を達成することができる。   Furthermore, by making the temperature of the coolant supplied in the idle process equal to the temperature of the coolant used in the roughing process and the finishing process, the coolant supply source can be shared, and a dedicated dedicated process is provided in the idle process. There is no need to provide a coolant supply source, and simplification of the entire apparatus can be achieved.

また、アイドル工程でのワークの放置時間を、少なくとも30秒とすることで、荒ホーニング加工後のスプリングバック作用による戻り変形量が充分となり、その後の仕上げ加工でのプリングバックの影響を排除することができる。ワークの放置時間が、30秒に達していないと、図3に示すように、荒ホーニング加工後のスプリングバック作用による戻り変形量が不充分であり、その後の仕上げ加工にてプリングバックの影響を受けてしまう。   Also, by letting the workpiece to stand for at least 30 seconds in the idle process, the amount of return deformation due to the springback action after rough honing will be sufficient, and the influence of pulling back in subsequent finishing will be eliminated. Can do. If the workpiece leaving time has not reached 30 seconds, as shown in FIG. 3, the amount of return deformation due to the spring back action after rough honing is insufficient, and the effect of pulling back is affected by the subsequent finishing. I will receive it.

この発明の実施の一形態に係わるホーニング加工方法を示す加工工程図である。It is a manufacturing process figure which shows the honing processing method concerning one Embodiment of this invention. 荒加工後のワークの放置時間とスプリングバック量との相関図である。FIG. 5 is a correlation diagram between a workpiece leaving time after rough machining and a springback amount. 仕上げ加工砥石の加工面への当たり状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the contact state to the processed surface of a finishing grindstone. 砥石の自生作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the self-generated action of a grindstone. 加工面の形状精度を、従来例と本発明とで比較して示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the shape precision of the processing surface by comparing with a prior art example and this invention. 加工面に露出する黒鉛の解放度を、従来例と本発明とで比較して示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the release degree of the graphite exposed to a process surface by comparing with a prior art example and this invention. 加工面の面性状向上の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of surface property improvement of a process surface. ホーニング加工を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a honing process. シリンダボアの断面図で、(a)は荒加工直後のもの、(b)は荒加工後所定時間放置したものを示す。It is sectional drawing of a cylinder bore, (a) shows the thing immediately after roughing, (b) shows what was left for a predetermined time after roughing.

符号の説明Explanation of symbols

11 シリンダブロック(ワーク)
15,21 ホーニングヘッド
17 荒加工砥石
19 仕上げ加工砥石
37 荒加工での塑性流動
37a 仕上げ加工での塑性流動
43,43a 黒鉛
11 Cylinder block (work)
15, 21 Honing head 17 Roughing grindstone 19 Finishing grindstone 37 Plastic flow in roughing 37a Plastic flow in finishing 43,43a Graphite

Claims (4)

加工ライン上を搬送される円筒内面を備えたワークに対し、砥石を備えたホーニングヘッドを、軸方向に移動させつつ回転させて前記円筒内面を研削加工するホーニング加工方法において、荒加工工程で、荒加工砥石を備えたホーニングヘッドを用いて前記円筒内面に対して荒加工を行った後、アイドル工程で、前記荒加工工程で使用したホーニングヘッドを、前記円筒内に対して引き抜き、挿入しない状態で、前記ワークに対して冷却液を供給しつつ、前記ワークを所定時間放置してスプリングバックを発生させ、その後の仕上げ加工工程で、仕上げ加工砥石を備えたホーニングヘッドを前記荒加工工程とは逆方向に回転させて、前記荒加工工程で発生した塑性流動を打ち消すようにホーニング加工を行い、前記ワークの円筒内面に黒鉛を露出させることを特徴とするホーニング加工方法。 In a roughing process in a honing method for grinding a cylindrical inner surface by rotating a honing head equipped with a grindstone while moving it in the axial direction with respect to a workpiece having a cylindrical inner surface conveyed on a processing line, After performing roughing on the inner surface of the cylinder using a honing head equipped with a roughing grindstone, the honing head used in the roughing process is not drawn out and inserted into the cylinder in the idle process. Then, while supplying the coolant to the workpiece , the workpiece is allowed to stand for a predetermined time to generate a springback, and the honing head equipped with a finishing grindstone in the subsequent finishing processing step is the roughing step. Rotating in the reverse direction, honing is performed so as to cancel the plastic flow generated in the roughing process, and graphite is applied to the cylindrical inner surface of the workpiece. Honing processing method for causing out. 前記冷却液の温度は、前記荒加工工程および前記仕上げ加工工程で使用する冷却液の温度と同等とすることを特徴とする請求項記載のホーニング加工方法。 The temperature of the cooling liquid, the roughing step and honing method according to claim 1, characterized in that equal to the temperature of the cooling liquid used in the finishing process. 前記アイドル工程でのワークの放置時間は、少なくとも30秒であることを特徴とする請求項1または2に記載のホーニング加工方法。 3. The honing method according to claim 1, wherein a workpiece leaving time in the idle process is at least 30 seconds. 加工ライン上を搬送される円筒内面を備えたワークに対し、砥石を備えたホーニングヘッドを、軸方向に移動させつつ回転させて前記円筒内面を研削加工するホーニング加工装置において、前記加工ラインは、荒加工砥石を備えたホーニングヘッドを用いて前記円筒内面に対して荒加工を行う荒加工工程と、仕上げ加工砥石を備えたホーニングヘッドを用いて前記円筒内面に対して仕上げ加工を行う仕上げ加工工程とを同一ライン上に備え、前記荒加工工程と前記仕上げ加工工程との間に、前記荒加工工程で使用したホーニングヘッドを、前記円筒内に対して引き抜き、挿入しない状態で、前記ワークに対して冷却液を供給しつつ、前記荒加工後のワークを所定時間放置してスプリングバックを発生させるアイドル工程を設け、前記仕上げ加工工程は、前記ホーニングヘッドの回転方向が前記荒加工工程と逆方向であり、前記荒加工工程で発生した塑性流動を打ち消すようにして前記ワークの円筒内面に黒鉛を露出させることを特徴とするホーニング加工装置。 In a honing apparatus that grinds the cylindrical inner surface by rotating a honing head having a grindstone while moving it in the axial direction with respect to a workpiece having a cylindrical inner surface conveyed on the processing line, the processing line includes: A roughing process for roughing the cylindrical inner surface using a honing head equipped with a roughing grindstone, and a finishing process for finishing the cylindrical inner surface using a honing head equipped with a finishing grindstone provided the door on the same line, between the rough machining step and the finishing step, the roughing step honing head used in, pulling against the said cylinder, with no insert, relative to the workpiece Te while supplying coolant is provided an idle step of generating the spring back of the workpiece after the rough machining and left for a predetermined time, the finishing additive The honing process is characterized in that the rotation direction of the honing head is opposite to the roughing process, and the graphite is exposed on the cylindrical inner surface of the workpiece so as to cancel the plastic flow generated in the roughing process. Processing equipment.
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