JPH0364271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ワークにおける表面品質の高い孔特
に機関シリンダブロツクにおけるシリンダ孔を製
作する方法であつて、送り装置によつて制御可能
な接触圧で孔壁に半径方向に押し付けられるホー
ニングストーンを備えた、孔の軸線方向において
往復運動をしながら回転するホーニング工具を用
いて、少なくとも表面精密加工を行う形式の方
法、並びにこの方法を実施する装置に関する。

従来の技術並びに欠点 このような形式の公知の方法では実地において
しばしば、ホーニング工具の往復運動の方向転換
が行われる範囲における孔の表面品質が不良にな
る。本発明の主な使用例、例えば機関シリンダブ
ロツクにおけるシリンダ孔の製作に注目すると、
ホーニング工具の往復運動の転換はシリンダブロ
ツクのシリンダヘツド側端部範囲及びクランク軸
側端部範囲において行われる。この往復動転換の
両範囲においては先行技術では、ピストンリング
によるオイル付着及びシールに関して好都合なホ
ーニング角度値、つまりホーニング工具の往復及
び回転運動によつて生ぜしめらる交差した直線的
な加工マークの角度値を維持することができな
い。すなわち減速範囲及び加速範囲では角度が目
標値よりも小さくなり、転換箇所では0゜になる。
従つて表面は孔の当該範囲において均一な形を示
さず、むしろ係合するホーニングストーンの数及
び配置形式に応じて程度の差こそあれ短い円弧状
の加工マークを備えた狭幅の区分が生ぜしめら
れ、表面品質は不良になつてしまう。

このような欠点を回避するために、１対の機関
シリンダブロツクを逆向きにしてそのシリンダヘ
ツド側の面で互いに緊締し、両シリンダブロツク
の整合したシリンダ孔を１つの孔のように加工す
るという試みが既になされているが、しかしなが
らこの場合表面品質の不都合な影響はシリンダ孔
のシリンダヘツド側範囲のためにしか回避するこ
とができない。

さらにこの公知の解決策では、ホーニング工具
をクランク軸側からシリンダ孔に導入することが
必要であるが、しかしながらこれはクランク軸支
承ウエブのために極めて多くのシリンダブロツク
において不可能である。従つてこの公知の解決策
は多くの場合において用いることができない。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方
法並びにこの方法を実施する装置を改良して、上
に述べた欠点つまりホーニング工具の運動転換に
よる孔表面品質への悪影響を回避することができ
る方法並びに装置を提供することである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の方法では、
ホーニングストーンの切削力を、ホーニング工具
の往復動転換中にホーニングストーンの接触圧の
急激な降下によつて、０に向かつて減じるように
した。また本発明による装置の構成では、少なく
とも表面精密加工を行うために、送り装置によつ
て制御可能な接触圧で孔壁に半径方向に押し付け
られるホーニングストーンを備えた、孔の軸線方
向において往復運動をしながら回転するホーニン
グ工具が設けられており、送り装置がピストンシ
リンダ装置によつて操作可能であり、ピストンシ
リンダ装置のシリンダ室に通じる圧力媒体導管
に、シリンダ室に戻し導管と接続させることがで
きる方向切換え弁が配置されており、該方向切換
え弁が往復運動に関連して制御可能であり、送り
装置に、送り方向とは逆向きに作用して該送り装
置を戻すプレロード装置が設けられており、ピス
トンシリンダ装置のシリンダ室における圧力がホ
ーニング工具の往復動転換中に、方向切換え弁を
介して急激に減じられるようになつている。

発明の作用並びに効果 往復動転換範囲つまり往復運動の減速相及び加
速相においてホーニング圧力ひいてはホーニング
ストーンの切削力が減じられることによつて、こ
の時間中におけるホーニングストーンの切削作業
が阻止され、少なくとも、表面損傷の影響が生じ
ないほどに減じられる。

実施例 ホーニング工具５（第２図参照）は、行程距離
の値を制限する２つの転換ポイントUTとOT（第
１図参照）の間で逆方向の往復運動を行う。この
場合ホーニング工具５のホーニングストーン９
は、ホーニングされるシリンダ又はこれに類した
もののシリンダ孔の孔壁１０に所定の力（圧着
力）で押し付けられる。往復運動の速度は、第１
図に示された距離ｓと時間ｔに関する線図におけ
る特性線１の長いまつすぐな区分が示すように両
転換ポイントUTとOTの間においてほぼ一定で
ある。点Ａにおいて往復運動の逆転が導入され、
つまり運動している質量は停止するまで制動され
て次いですぐに逆方向に再び加速されねばならな
い。この範囲における特性線１の円弧状の経過
は、速度が急激に減じられて転換ポイントUTに
おいて値が０になり（曲線の頂点）、次いで点
A′において作業行程速度を再度得るために再び
急速に高められることを示している。同じこと
は、点ＢとB′とによつて示された上方の転換ポ
イントOTにおける往復動転換のためにも言え
る。

第１図に示された線図はさらに下側部分におい
て特性線２で、往復運動時における孔内壁へのホ
ーニングストーンの圧着力の経過を時間を関数と
して示している。この線図からわかるように点Ａ
とA′及びB′との間における特性線１の円弧状範
囲においてホーニング力は急激にF₁からF₀に減
じられ、有利にはF₀＝０に低下させられる。す
なわちホーニング工具の減速相及び加速相ではつ
まり往復動転換中にはホーニングストーンはもは
や切削作業を行うことができず、従つて加工マー
クを生ぜしめない。

往復動転換中におけるホーニングストーンの切
削力中断は、往復動制御装置によつてレリーズさ
れる送り系ないしは送り装置の短時間の戻しによ
つて達成される。

このために全送り系は送り方向とは逆向きにプ
レロードをかけられており、これによつて特に迅
速に導入される切削力中断が達成される。このこ
とは時間を関数とした特性線２（第１図参照）の
ほぼ方形の経過からもわかる。

第２図には本発明によるホーニング装置が略示
されている。機関シリンダブロツク４のシリンダ
孔３は、周知の形式で回転しながら駆動されかつ
孔軸線の方向で往復運動Ｈを行うホーニング工具
５によつて加工される。

ホーニング工具５はこのために接続棒６を介し
てホーニングスピンドル７と枢着結合されてい
て、図示されていない公知のホーニング機械の一
部を形成し、油圧式の往復駆動装置つまりピスト
ンシリンダ装置８によつて上下運動可能である。
ホーニングスピンドル７はさらに周知の形式で回
転駆動装置（図示せず）によつてその縦軸線を中
心にして回転駆動される。ホーニング工具５はホ
ーニングストーン９を有し、このホーニングスト
ーン９は油圧作動式の送り装置によつて半径方向
外側に向かつて広げられてシリンダ孔３の孔壁１
０に圧着可能である。送り装置の油圧作動装置は
ピストンシリンダ装置１１から成つており、この
ピストンシリンダ装置１１のピストン棒１２は、
ホーニングスピンドル７及び接続棒６を貫いてホ
ーニング工具５に延びていて多数部分から成る送
り棒１３を介して、ホーニング工具の送りコーン
１４の上面を押圧する。送りコーン１４の下側に
は強い押圧ばね１５の力が逆方向に作用し送り系
に機械的なプレロードをかけている。ピストンシ
リンダ装置１１の油圧シリンダには導管１６，１
７を介して油圧式の制御ユニツト１８から圧力媒
体が供給され、制御ユニツト１８は圧力媒体源１
９に接続されている。

ピストンシリンダ装置１１の上方のシリンダ室
２０に通じている導管１６には、３方向切換え弁
２１が接続されており、この３方向切換え弁２１
を介してシリンダ室２０は圧力媒体容器２８に通
じる戻し導管２２と直接接続可能である。３方向
切換え弁２１は制御導線２４を介して電気式の往
復動制御装置２５と接続されており、この往復動
制御装置２５は、ホーニングスピンドル７の往復
運動と機械的に例えばチエーン伝動装置２６を介
して連結された距離発信器２７を用いて往復動転
換を制御する。

第２図に示された装置は以下に記載のように働
く： チエーン伝動装置２６を介して上下運動するホ
ーニングスピンドル７と結合された距離発信器２
７は実際値発信器として働き、連続的にホーニン
グ工具５の瞬間的な位置を往復動制御装置２５に
送る。往復動制御装置２５においてこれらの値は
周知の形式で往復動転換ポイント（UT，OT）
のための所定の目標値と比較され、両方の値が合
致した時に往復動の切換え制御が行われる。

往復動制御装置２５はさらにその都度の往復動
切換え制御の際に制御信号を制御導線２４を介し
て３方向切換え弁２１に送る。これによつて３方
向切換え弁２１は、ピストンシリンダ装置１１の
上方のシリンダ室２０に送り装置の油圧作動のた
めに導管１６を介して制御ユニツト１８から圧力
媒体が供給される切換え位置２１ａから切換え位
置２１ｂに切り換えられ、制御導線２４を介して
制御信号が送られている限りこの切換え位置２１
ｂにとどまる。

切換え位置２１ｂにおいては制御ユニツト１８
に通じる導管１６は遮断されている。いまやシリ
ンダ室２０は戻し導管２２と接続されていて、シ
リンダ室２０から圧力媒体が圧力媒体容器２８に
戻される。ホーニング作業の際にホーニングスト
ーン９を孔壁１０に押し付ける力を左右するシリ
ンダ室２０における圧力は、これによつて急激に
降下し、押圧ばね１５が送り系を迅速に戻す。従
つてホーニングストーン９はもはや孔壁１０を押
圧せず、切削はただちに中止される。

信号の停止後３方向切換え弁２１は切換え位置
２１ａに戻され、導管１６を介してシリンダ室２
０は、所定の圧力が得られるまで再びただちに圧
力媒体によつて満たされ、これによつてホーニン
グストーン９は再び適当な力で孔壁１０に押し付
けられかつこの孔壁１０を切削する。

制御信号の発信、継続及び停止は公知の電気式
手段によつて往復動転換に先立つて次のように、
すなわち機械及び油圧による遅延時間を考慮して
ホーニングストーン９の実際の切削力中断が第１
図の線図からよくわかるように往復動転換の開
始、継続及び終了と合致するように制御される。
この場合、切削力減少の開始（第１図における特
性線２の点ｃ）が適正時期に導入されて、往復動
転換の開始時（第１図における特性線１の点Ａ，
Ｂ）に既に所定の減じられた切削力F₀が完全に
得られ往復動転換の終了時（点A′，B′）まで維
持されるように制御が行われると有利である。

ホーニングストーンの切削力を往復動転換中に
少なくとも減じ、有利には中断する本発明による
方法は、ワークのための全ホーニング作業継続中
に用いることができる。

多段階式の加工においてはこの方法は有利には
仕上げ加工の間にのみ用いられる。また、仕上げ
寸法が得られる前における少なくとも１回の有利
には数回の往復動転換中にこの方法を用いること
も有利である。

もちろん本発明による方法は図示の実施例のよ
うな送り装置の油圧式作動に限定されるものでは
なく、ホーニングストーンの送りのための公知の
すべての作動形式において適宜な形で用いること
ができる。

例えばステツプモータ又はサーボモータを用い
た電気機械式の作動形式ではボールスクリユとの
関連において往復動制御装置によつてレリーズさ
れる短時間の回転方向逆転によつて本発明による
切削力減少を往復動転換中に達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によつて操作されるホー
ニング工具の往復運動の経過と往復運動時におけ
る切削力の経過とを、縦軸に距離ｓ及び切削力Ｆ
をかつ横軸に時間ｔをとつて示す線図、第２図は
本発明による装置の１実施例を示す概略図であ
る。 １，２…特性線、３…シリンダ孔、４…機関シ
リンダブロツク、５…ホーニング工具、６…接続
棒、７…ホーニングスピンドル、８…ピストンシ
リンダ装置、９…ホーニングストーン、１０…孔
壁、１１…ピストンシリンダ装置、１２…ピスト
ン棒、１３…送り棒、１４…送りコーン、１５…
押圧ばね、１６，１７…導管、１８…制御ユニツ
ト、１９…圧力媒体源、２０…シリンダ室、２１
…３方向切換え弁、２２…戻し導管、２４…制御
導線、２５…往復動制御装置、２６…チエーン伝
動装置、２７…距離発信器、２８…圧力媒体容
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークにおける表面品質の高い孔を製作する
   方法であつて、送り装置によつて制御可能な接触
   圧で孔壁１０に半径方向に押し付けられるホーニ
   ングストーン９を備えた、孔の軸線方向において
   往復運動をしながら回転するホーニング工具５を
   用いて、少なくとも表面精密加工を行う形式のも
   のにおいて、ホーニングストーン９の切削力を、
   ホーニング工具５の往復動転換中にホーニングス
   トーン９の接触圧の急激な降下によつて、０に向
   かつて減じることを特徴とする、表面品質の高い
   孔を製作する方法。 ２ ホーニングストーン９の接触圧を、ホーニン
   グ工具５の往復運動転換中に０まで降下させる、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 往復動転換中におけるホーニングストーン９
   の接触圧の急激な減少を、往復動制御装置２５に
   よつてレリーズされる送り装置の戻しによつて行
   う、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。 ４ 送り装置に、送り方向とは逆向きにプレロー
   ドをかける、特許請求の範囲第１項から第３項ま
   でのいずれか１項記載の方法。 ５ 送り装置の戻しの開始、継続及び終了を、機
   械及び油圧による遅延時間を考慮して制御し、ホ
   ーニングストーン９の実際の接触圧減少を往復動
   転換の開始、継続及び終了と合致させ、この場合
   切削力減少の開始が適性時期に行われて、往復動
   転換の開始時に所定の減じられた切削力が得られ
   往復動転換の終了時まで維持されるように制御を
   行う、特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項記載の方法。 ６ 往復動転換時におけるホーニングストーン９
   の接触圧減少をワークのための全ホーニング作業
   継続中に用いる、特許請求の範囲第１項から第５
   項までのいずれか１項記載の方法。 ７ 往復動転換時におけるホーニングストーン９
   の接触圧減少をワークの仕上げ加工中に用いる、
   特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項記載の方法。 ８ 往復動転換時におけるホーニングストーン９
   の接触圧減少を仕上げ寸法が得られる前の少なく
   とも１つの往復動転換中に用いる、特許請求の範
   囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の方
   法。 ９ ワークにおける表面品質の高い孔を製作する
   装置であつて、少なくとも表面精密加工を行うた
   めに、送り装置によつて制御可能な接触圧で孔壁
   １０に半径方向に押し付けられるホーニングスト
   ーン９を備えた、孔の軸線方向において往復運動
   をしながら回転するホーニング工具５が設けられ
   ており、送り装置がピストンシリンダ装置１１に
   よつて操作可能である形式のものにおいて、ピス
   トンシリンダ装置１１のシリンダ室２０に通じる
   圧力媒体導管１６に、シリンダ室２０を戻し導管
   ２２と接続させることができる方向切換え弁２１
   が配置されており、該方向切換え弁が往復運動に
   関連して制御可能であり、送り装置に、送り方向
   とは逆向きに作用して該送り装置を戻すプレロー
   ド装置が設けられており、ピストンシリンダ装置
   １１のシリンダ室２０における圧力がホーニング
   工具５の往復動転換中に、方向切換え弁２１を介
   して急激に減じられるようになつていることを特
   徴とする、ワークにおいて表面品質の高い孔を製
   作する装置。 １０ 制御信号２４を伝えるために、方向切換え
   弁２１に往復動制御装置２５が接続されている、
   特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 押圧ばね１５から成つているプレロード装
   置が、ホーニング工具５の送りコーン１４の下側
   を押圧する、特許請求の範囲第９項又は第１０項
   記載の装置。