JP2017516669A - ボアの精密加工のためのホーニング加工方法 - Google Patents
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- 特に往復ピストンエンジン用のシリンダブロック又はシリンダライナの製作においてシリンダ滑り面をホーニング加工するために、少なくとも1回のホーニング加工作業で加工物(120)のボア(122)の内面を機械加工するホーニング加工方法であって、
ホーニング加工作業時に、スピンドルから見て遠くに位置するツール本体の端部領域において前記ツール本体の周囲に分布して配置された多数の切削材料要素を含む拡張可能な環状切削群(220)を有する拡張可能なホーニングツール(200)が用いられ、前記切削材料要素の軸方向長さは、前記切削材料要素が完全に引っ込められた状態では前記切削群の有効外径よりも短い、ホーニング加工方法において、
前記ホーニングツールを工作機械の作業スピンドルに剛性的に結合するステップを含み、
前記ホーニングツールのツール軸線(212)が前記ボアのボア軸線の標的位置(SB)と同軸であるように前記ホーニングツールと前記ボアとを相対的に位置決めするステップを含み、
前記切削材料要素が引っ込められた状態で前記ホーニングツールを前記ボア中に挿入し、ついには前記ホーニングツールが最終の挿入位置に位置するようにするステップを含み、前記最終挿入位置では、前記切削群は、入口から見て遠くに位置する前記ボアの機械加工されるべき長さの端部領域(123)内に配置され、
前記ホーニングツールを回転させると同時に前記最終挿入位置のところの又は当該最終挿入位置の付近にある前記切削群を拡張させて該切削群を前記切削材料要素の第1の半径方向位置に至らせ、前記ボア軸線の前記標的位置に対して実質的に心出しされた前記ボアの円筒形拡大部(121)を、前記切削材料要素が前記ボアの前記端部領域の前記ボアの内側部に材料を除去する仕方で係合することによって作るようにするステップを含み、
前記ホーニングツールを前記ボアから抜き出すと同時に前記ホーニングツールを回転させて、前記円筒形拡大部から前記ボアが入口側の方向に連続的に拡大されるようにするステップを含む、ホーニング加工方法。 - 以下の特徴、即ち、
(i)前記環状切削群(220)上の周囲の60%超、特に前記切削群の周囲の70%超又は80%超が切削手段で覆われているという特徴、
(ii)前記切削材料要素の軸方向長さ(LHS)が、例えば前記切削群の有効外径の30%未満、特に有効外径の10%〜20%であるという特徴、
(iii)前記切削材料要素の前記軸方向長さ(LHS)が5mmから20mmまでの範囲にあるという特徴、
(iv)前記切削材料要素の前記軸方向長さ(LHS)が前記ボアのボア長さの10%未満であるという特徴、のうちの少なくとも1つを有するホーニングツールが用いられる、請求項1記載のホーニング加工方法。 - 前記切削材料要素は、円周方向に幅が広く且つ軸方向に幅が狭いホーニングセグメント(220‐1,220‐2,220‐3)として構成され、前記ホーニングセグメントの軸方向長さは、軸方向に測定して、前記円周方向に測定した幅よりも小さい、請求項1又は2記載のホーニング加工方法。
- 前記切削群は、少なくとも3つのホーニングセグメント(220‐1,220‐2,220‐3)、好ましくは同一円周方向幅又は互いに異なる円周方向幅の3つ、4つ、5つ又は6つのホーニングセグメントが設けられる、請求項4記載のホーニング加工方法。
- 前記切削材料要素がくさび形切削面を形成するホーニングツールが用いられ、前記スピンドルの近くの側の前記切削面の円周方向幅は、前記スピンドルから見て遠くに位置する側の円周方向幅よりも広い、請求項1〜4のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記切削材料要素が50μmから250μmまでの範囲にある平均粒度を持つ砥粒を有するホーニングツールが用いられる、請求項1〜5のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記切削材料要素は、前記切削群(220)の拡張中、半径方向に調節される、請求項1〜6のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記拡大部(121)は、前記ボアの前記拡大部とこれに隣接した拡大されていない部分との直径の差が少なくとも100μm、特に200μm以上であるように作られる、請求項1〜7のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記円筒形拡大部(121)の形成後、前記抜き出しの開始前に、前記ホーニングツールを逃がすためにレリービング作業が実施される、請求項1〜8のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記レリービング作業において、前記切削材料要素は、前記第1の半径方向位置から第2の半径方向位置に戻り量だけ戻され、好ましくは、前記戻り量は10μm〜15μmである、請求項9記載のホーニング加工方法。
- 前記ホーニングツールの前記抜き出しは、0.1m/sから2m/sまでの範囲、特に0.3m/sから0.7m/sまでの範囲にあるストローク速度で行われる、請求項1〜10のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 前記拡大部(121)を形成するための前記切削群の前記拡張中、ショートストローク軸方向揺動運動が少なくとも或る特定の段階において前記ホーニングツールの回転に重ね合わされ、好ましくは、この軸方向ストロークは2mmから3mmまでの範囲にある、請求項1〜11のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
- 長さが円周方向における幅よりも大きいホーニング砥石(320)を備えた拡張可能なホーニングツール(300)が、位置修正ホーニング作業に続く次のホーニング作業で用いられ、好ましくは、前記軸方向長さは前記ボアの長さの30%を超える、請求項1〜12のうちいずれか一に記載のホーニング加工方法。
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