KR0171644B1 - Control method and device for extension quantity of grinding wheel in honing process - Google Patents

Abstract

본 발명은 피가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 내통내면의 둘레방향에 받는 강성이 균일하지 않고 변화되어 있어도 둘레방향에 있어서의 각 위치의 절삭량을 거의 같은 정도로 하여 진원도를 얻도록 한 호닝가공에 있어서의 숫돌 확장량의 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 회전가능하고 또 왕복이동 가능한 호닝 헤드(7)의 선단에 배설된 숫돌(13)을 확장하고, 피가공물(3)의 내통(5)내면에 호닝가공을 할 때, 상기 숫돌(13)의 회전중에 피가공물(3)의 내통(5)내면의 둘레방향 위상에 따라 상기 숫돌(13)의 확장량을 제어하는 것을 특징으로 하며, 또한 숫돌(13)이 회전되는 둘레방향의 위상에 따라 상기 확장량 조정장치(15)의 확장량을 제어시키는 제어장치(33)를 구비한 것을 특징으로 한다.In the present invention, when honing the inner cylinder inner surface of the workpiece, even if the rigidity received in the circumferential direction of the inner cylinder inner surface is not uniform and changes, honing to obtain roundness by making the cutting amount at each position in the circumferential direction almost the same. The present invention relates to a method for controlling the amount of grindstone expansion in machining and its apparatus, wherein the present invention extends the grindstone (13) disposed at the tip of the rotatable and reciprocating honing head (7) and the workpiece (3). When honing the inner surface of the inner cylinder 5, controlling the expansion amount of the grinding wheel 13 according to the circumferential phase of the inner surface of the inner cylinder 5 of the workpiece 3 during the rotation of the grinding wheel 13. And a control device 33 for controlling the expansion amount of the expansion amount adjusting device 15 according to the phase in the circumferential direction in which the grindstone 13 is rotated.

Description

호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어방법 및 그 장치Method for controlling expansion of grindstone in honing and its apparatus

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어장치의 구성도.1 is a block diagram of an apparatus for controlling the amount of grinding wheel in honing processing according to one embodiment of the present invention.

제2도는 확장량과 절삭량과의 관계를 도시한 도면.2 shows the relationship between the amount of expansion and the amount of cutting.

제3도는 도어의 둘레방향에 있어서의 확장량 분포를 도시한 도면.3 is a diagram showing the distribution of the amount of expansion in the circumferential direction of the door.

제4도는 본 발명의 호닝가공을 했을때, 보어 둘레방향에 있어서의 절삭량을 도시한 도면.4 is a diagram showing the amount of cutting in the bore circumferential direction when honing is performed according to the present invention.

제5도는 종래의 호닝가공을 설명하기 위한 실린더 블록의 평면도.5 is a plan view of a cylinder block for explaining a conventional honing process.

제6도는 제5도에 있어서의 측면도.FIG. 6 is a side view of FIG. 5. FIG.

제7도는 보어 둘레방향에 있어서의 강성 분포를 도시한 도면.7 shows the stiffness distribution in the bore circumferential direction.

제8도는 강성과 절삭량과의 관계를 도시한 도면.8 shows the relationship between the rigidity and the cutting amount.

제9도는 종래의 호닝가공을 했을 때 보어 둘레방향에 있어서의 절삭량을 도시한 도면이다.9 is a diagram showing the amount of cutting in the bore circumferential direction when a conventional honing process is performed.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 워터 재킷 3 : 실린더 블록1: water jacket 3: cylinder block

5 : 보어 7 : 호닝 헤드5: bore 7: honing head

13 : 숫돌 15 : 확장량 조정장치13: Whetstone 15: Expansion amount adjusting device

17 : 테이퍼콘 19 : 숫나사17: Taper cone 19: Male thread

21 : 기어 23 : 암나사21: gear 23: female thread

25 : 기어 27 : 서보모터25 gear 27 servo motor

33 : 제어장치 35 : 회전각 검출장치33: control device 35: rotation angle detection device

37 : 메모리37: memory

본 발명은, 예를 들면 내연기관의 실린더 블록 보어와 같은 피가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 호닝가공에 있어서의 숫돌 확장량의 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the amount of grinding wheel expansion in a honing process when honing the inner surface of a workpiece such as a cylinder block bore of an internal combustion engine, for example.

종래, 피가공물로서의 예를 들면 내연기관의 실린더 블록의 보어내면에 호닝가공을 할 때, 숫돌의 확장량을 일정하게 해서 통상의 호닝가공을 행하고 있다. 또, 보어벽의 재료성분의 경도가 다를 경우나 보어에 좁은 부위가 있을 경우에는 1회의 작업공정, 즉 일정한 스트로크중에 숫돌의 확장량을 변화시켜서 호닝가공하는 방법이, 예를 들면 일본국 특개평3-111168호 공보 등에 공지되어 있다.Conventionally, when honing is performed on the bore inner surface of a cylinder block of an internal combustion engine, for example, a normal honing process is performed while the amount of expansion of the grindstone is made constant. In addition, when the hardness of the material composition of the bore wall is different or when the bore has a narrow part, a single work process, that is, a method of honing by varying the amount of grinding of the grindstone during a predetermined stroke, is described in, for example, Japanese Laid-Open Patent Application. It is known from 3-111168.

그런데, 제5도, 제6도에 도시되어 있는 바와 같은, 예를 들면 워터재킷(101)이 형성되어 있는 실린더 블록(103)의 보어(105) 내면(105A)에, 숫돌 확장량을 일정하게 하여 호닝가공을 하면 제7도에 도시되어 있는 바와 같이 보어(105)의 둘레방향의 강성이 서로 다르다. 또한, 강성과 절삭량 사이에는 제8도에 도시되어 있는 바와 같이, 강성이 크면 절삭량도 커진다는 관계가 이미 알려져 있기 때문에, 제9도에 도시되어 있는 바와 같이 강성이 높은 곳에서는 너무 절삭되어 진원도(眞圓度)를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.By the way, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, for example, the amount of grindstone expansion is made constant on the inner surface 105A of the bore 105 of the cylinder block 103 in which the water jacket 101 is formed. When honing is performed, the stiffness in the circumferential direction of the bore 105 is different as shown in FIG. In addition, since the relationship between the rigidity and the cutting amount is known as shown in FIG. 8, the larger the rigidity, the larger the cutting amount is known. Thus, as shown in FIG. There was a problem that the degree of fineness could not be obtained.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 개선하기 위해, 피가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 내통내면의 둘레방향이 받는 강성이 균일하지 않아 변화되어 있어도 둘레방향에 있어서의 각 위치의 절삭량을 거의 같은 정도로 하여 진원도를 얻도록 한 호닝가공에 있어서의 숫돌 확장량의 제어방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to improve the above problems, when honing the inner cylinder inner surface of the workpiece, even if the stiffness received by the inner circumferential direction of the inner cylinder surface is not uniform, the cutting amount of each position in the circumferential direction is almost changed. The present invention provides a method and a device for controlling the amount of grindstone expansion in honing processing to obtain roundness in the same degree.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 호닝가공에 있어서 숫돌의 확장량 제어방법은 회전 가능하고 왕복이동이 가능한 호닝 헤드의 선단에 배설된 숫돌을 확장하여, 가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 상기 숫돌의 확장량을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the honing processing of the present invention to achieve the above object, the method for controlling the amount of grinding of the grindstone is to extend the grindstone disposed at the tip of the honing head which is rotatable and reciprocating, and when honing the inner surface of the workpiece, It is characterized by controlling the expansion amount of the grinding wheel.

또, 본 발명의 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어장치는 회전가능하고 왕복이동 가능한 호닝 헤드와, 이 호닝 헤드의 선단에 피가공물의 내통내면에 대해 확장가능하게 배설된 숫돌과, 이 숫돌의 확장량을 조정하는 확장량 조정장치와, 상기 숫돌이 회전되는 둘레방향의 위상에 따라 상기 확장량 조정장치의 확장량을 제어시키는 제어장치를 구비해서 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the apparatus for controlling the amount of grinding of the grindstone in the honing process of the present invention includes a rotatable and reciprocating honing head, a grindstone disposed at the distal end of the honing head so as to extend to the inner cylinder inner surface of the workpiece, and the grindstone. And an expansion amount adjusting device for adjusting the expansion amount of the expansion amount, and a control device for controlling the expansion amount of the expansion amount adjusting device according to the phase in the circumferential direction in which the grindstone is rotated.

본 발명의 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어방법 및 그 장치를 채용함으로서, 호닝 헤드를 회전시킴과 동시에 상하방향으로 왕복이동 시킴으로써 호닝 헤드의 선단에 배설된 숫돌에서 피가공물의 내통내면에 호닝가공이 행해진다. 이 호닝가공을 할 때, 제어장치에서 확장량 조정장치를 제어하여 숫돌의 확장량이 피가공물의 내통내면 둘레방향의 위상에 따라 제어된다. 따라서, 피가공물의 내통내면 둘레방향의 절삭량이 거의 같은 정도가 되므로 진원도의 개선을 도모할 수 있다.By adopting a method for controlling the amount of grindstone in honing and the apparatus of the present invention, the honing head is rotated and simultaneously reciprocated in the vertical direction to honing the inner surface of the workpiece from the grindstone disposed at the tip of the honing head. Processing is performed. In this honing process, the expansion amount adjusting device is controlled by the controller so that the amount of the grinding wheel is controlled according to the phase in the circumferential direction of the inner surface of the workpiece. Therefore, since the amount of cutting in the circumferential direction of the inner cylinder inner surface of the workpiece is about the same, the roundness can be improved.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거해서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described in detail based on drawing.

제1도를 참조하면, 피가공물의 내통으로서의, 예를 들면 워터재킷(1)이 형성되어 있는 실린더 블록(3)의 보어(5) 내면(5A)을 호닝가공할 경우에 있어서 회전가능하고 상하방향으로 왕복이동이 가능한 호닝 헤드(7)의 선단(하단)에는 호닝공구(9)가 배설되어 있다. 이 호닝공구(9) 내에는 호닝판(11)이 배설되어 있고, 이 호닝판(11)의 외주부에는 숫돌(13)이 배설되어 있다. 상기 호닝판(11)에는 제1도에 있어서 좌측으로 비스듬하게 경사진 다수의 경사부(11K)가 구비되어 있다. 숫돌(13)의 확장량을 조정하는 확장량 조정장치(15)가 상기 호닝공구(9)에 배설되어 있으며, 이 확장량 조정장치(15)의 일부인 테이퍼콘(17)의 선단에는 상기 경사부(11K)에 계합하는 경사부(17K)가 구비되어 있다.Referring to FIG. 1, in the case of honing the bore 5 inner surface 5A of the cylinder block 3 in which the water jacket 1 is formed, for example, the inner cylinder of the workpiece is rotatable and top and bottom. The honing tool 9 is arranged at the front end (lower end) of the honing head 7 capable of reciprocating in the direction. The honing plate 11 is disposed in the honing tool 9, and the grindstone 13 is disposed on the outer circumferential portion of the honing plate 11. The honing plate 11 is provided with a plurality of inclined portions 11K inclined obliquely to the left in FIG. An expansion amount adjusting device 15 for adjusting the expansion amount of the grindstone 13 is disposed in the honing tool 9, and the inclined portion is provided at the tip of the tapered cone 17, which is part of the expansion amount adjusting device 15. The inclination part 17K engaging with 11K is provided.

상기 테이퍼콘(15)은 상하방향으로 연장된 숫나사(19)의 선단에 배설되어 있으며, 이 숫나사(19)는 기어(21)의 축심부에 형성된 암나사(23)에 나사결합되어 있다. 상기 기어(21)에는 다른 기어(25)가 나사결합되어 있으며, 이 기어(25)의 축심부에는 서보모터(27)의 출력축(29)이 장착되어 있다. 서보모터(27)에는 엔코더(31)가 구비되어 있다.The taper cone 15 is disposed at the tip of the male screw 19 extending in the vertical direction, and the male screw 19 is screwed to the female screw 23 formed at the shaft center of the gear 21. The other gear 25 is screwed to the gear 21, and the output shaft 29 of the servomotor 27 is attached to the shaft center of the gear 25. The servo motor 27 is provided with an encoder 31.

상기 구성에 의해 실린더 블록(3)의 보어(5) 내면(5A)은 호닝 헤드(7)를 회전시킴과 동시에, 상하방향으로 왕복이동시킴으로서, 호닝 헤드(7)의 선단에 배설되어 있는 호닝공구(9)의 외주부에 배설된 숫돌(13)로 호닝가공이 된다.By the above configuration, the inner surface 5A of the bore 5 of the cylinder block 3 rotates the honing head 7 and reciprocates in the vertical direction, thereby providing a honing tool disposed at the tip of the honing head 7. Honing is performed by the grindstone 13 disposed on the outer periphery of (9).

숫돌(13)로 호닝가공될 때 서보모터(27)를 구동시키면 출력축(29), 기어(25)를 통해 기어(21)가 회전된다. 이 기어(21)의 회전으로 인해 암나사(23)에 나사결합된 숫나사(19)가 회전됨과 동시에 상하방향으로 이동되기 때문에, 테이퍼콘(17)이 경사부(17K)와 호닝판(11) 경사부(11K)의 계합상태가 변화되면서 숫돌(13)의 확장량이 조정되게 된다.When honing is performed with the grindstone 13, when the servo motor 27 is driven, the gear 21 is rotated through the output shaft 29 and the gear 25. Due to the rotation of the gear 21, the male screw 19 screwed to the female screw 23 rotates and moves in the vertical direction, so that the tapered cone 17 inclines the inclined portion 17K and the honing plate 11. As the engagement state of the portion 11K is changed, the amount of expansion of the grindstone 13 is adjusted.

상기 서보모터(27)에 구비된 엔코더(31)는 상기 숫돌(13)의 확장량을 제어하기 위한 제어장치(33)에 접속되어 있다. 이 제어장치(23)에는 상기 호닝 헤드(7)가 회전되었을 때의 회전각을 검출하는 엔코더 등의 회전각을 검출장치(35)가 접속되어 있음과 동시에, 예를 들면 제7도에 도시된 바와 같은 보어(5)의 둘레방향 강성분포에 대한 강성이 미리 측정되어서 기억하는 메모리(37)가 접속되어 있다.The encoder 31 provided in the servomotor 27 is connected to a control device 33 for controlling the expansion amount of the grindstone 13. The control device 23 is connected to the detection device 35 to detect a rotation angle such as an encoder for detecting the rotation angle when the honing head 7 is rotated. The stiffness of the bore 5 as described above is measured in advance and the memory 37 is stored.

상기 구성에 의해, 회전각 검출장치(35)에 의해 회전되고 있는 숫돌(13)의 회전각이 검출되기 때문에, 이 회전각(숫돌(13)의 위상)에 따라 상기 제어장치(35)에 의해 서보모터(27)의 엔코더(31)를 제어시킴으로서 보어(5)의 둘레방향에 있어서의 숫돌(13)의 확장량이 조정되게 된다.Since the rotation angle of the grindstone 13 being rotated by the rotation angle detection device 35 is detected by the above configuration, the control device 35 according to the rotation angle (phase of the grindstone 13) is used. By controlling the encoder 31 of the servomotor 27, the amount of expansion of the grindstone 13 in the circumferential direction of the bore 5 is adjusted.

이미, 제8도에 도시되어 있는 바와 같이, 강성과 절삭량과의 관계를 알고 있음과 동시에, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 숫돌(13)의 확장량과 절삭량의 관계를 알고 있기 때문에, 같은 절삭량에 대해서는 강성과 확장량은 거의 동일한 것이다.As shown in FIG. 8, the relationship between the rigidity and the cutting amount is known, and the relationship between the expansion amount and the cutting amount of the grindstone 13 is shown as shown in FIG. As for the cutting amount, the rigidity and the expansion amount are almost the same.

따라서, 메모리(37)에 기억되어 있는 제7도에 도시된 바와 같은 보어(5)의 둘레방향의 강성분포를 토대로 하여 이 보어(5)의 둘레방향의 강성분포와는 상반되는 제3도에 도시된 바와 같은 보어(5)의 둘레방향의 확장량 분포가 되도록 제어장치(33)에 의해 엔코더(31)를 제어시키면, 보어(5)의 둘레방향에 제3도에 도시된 바와 같은 확장량이 인가된다. 그 결과, 보어(5)의 둘레방향의 절삭량은 제4도에 도시된 바와 같이, 각 각도(위상)의 보어(5) 내면(5A)에, 거의 같은 절삭량으로 호닝가공을 할 수 있다. 따라서, 보어(5) 내면(5A)의 진원도 향상을 도모할 수 있어서 대부분 진원도의 내면을 얻을 수 있다.Accordingly, on the basis of the steel component cloth in the circumferential direction of the bore 5 as shown in FIG. 7 stored in the memory 37, it is shown in FIG. 3 opposite to the steel component cloth in the circumferential direction of the bore 5. When the encoder 31 is controlled by the controller 33 so that the expansion amount distribution in the circumferential direction of the bore 5 is shown, the expansion amount as shown in FIG. 3 in the circumferential direction of the bore 5 is shown. Is approved. As a result, the cutting amount in the circumferential direction of the bore 5 can be honed to the inner surface 5A of the bore 5 at each angle (phase) with almost the same cutting amount. Therefore, the roundness of the inner surface 5A of the bore 5 can be improved, and the inner surface of the roundness can be obtained mostly.

또한, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 적당한 변경을 가함으로써 다른 형태로도 실시할 수 있는 것이다. 본 실시예에서는 피가공물의 내통으로서 내연기관의 실린더 블록의 보어내면을 호닝가공하는 예를 설명했으나, 그 이외의 피가공물의 내통내면의 호닝가공에도 대응할 수 있는 것이다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement also another form by adding a suitable change. In the present embodiment, an example of honing the bore inner surface of the cylinder block of the internal combustion engine as the inner cylinder of the workpiece is described, but it is also possible to cope with honing of the inner cylinder inner surface of the workpiece.

이상과 같은 실시예의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명에 의하면 특허청구의 범위에 기재되어 있는 바와 같은 구성이기 때문에, 피가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 내통내면의 둘레방향이 되는 강성이 균일하지 않고 변화되어 있어도, 둘레방향에 있어서의 각 위치의 절삭량을 거의 같은 정도로 해서 호닝가공을 할 수 있으므로, 거의 진원도의 내면을 얻을 수 있다.As can be understood from the description of the embodiments as described above, since the present invention has the configuration as described in the claims, the stiffness that becomes the circumferential direction of the inner cylinder inner surface when honing is performed on the inner cylinder inner surface of the workpiece. Even if this variation is not uniform, honing can be performed with the cutting amount at each position in the circumferential direction being about the same, so that an almost inner surface of roundness can be obtained.

Claims (3)

피가공물의 내통내면의 둘레방향 강성분포를 측정하고, 피가공물에 대하여 회전 자재함과 동시에 왕복운동 자재하는 호닝 헤드의 선단에 설치된 숫돌을 확장하여 피가공물의 내통내면에 호닝가공을 할 때, 상기 숫돌의 회전중에 상기한 강성분포와 상반하는 확장량 분포가 되도록 상기 숫돌의 확장량을 제어하는 것을 특징으로 하는 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어 방법.When honing is performed on the inner surface of the workpiece by measuring the circumferentially strong component of the inner surface of the workpiece, and extending the grindstone installed at the tip of the honing head, which rotates and reciprocates with respect to the workpiece, A method for controlling the expansion amount of a grindstone in honing, characterized in that the grinding amount of the grindstone is controlled so as to have an expansion distribution that is opposite to the above-described steel component cloth during rotation of the grindstone. 피가공물에 대하여 회전 자재함과 동시에 왕복운동 자재하는 호닝 헤드와, 이 호닝 헤드를 구동하는 구동 장치와, 상기 호닝 헤드의 선단에 피가공물의 내통내면에 대하여 확장 가능하게 설치된 숫돌과, 상기 피가공물의 내통내면의 둘레방향의 강성분포를 기억하는 기억장치와, 이 기억장치에 기억된 강성분포와 상반하는 확장량 분포가 되도록 상기 구동장치를 제어하여 상기 호닝 헤드 및 그 선단에 설치된 숫돌을 구동하는 제어장치로 구성함을 특징으로 하는 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어 장치.A honing head for reciprocating and rotating the workpiece, a driving device for driving the honing head, a grindstone provided at the distal end of the honing head so as to extend with respect to an inner surface of the workpiece, and the workpiece A memory device for storing the steel component guns in the circumferential direction of the inner cylinder of the inner cylinder, and controlling the drive unit so as to have an expansion amount distribution opposite to the steel component guns stored in the memory device to drive the honing head and the grindstone installed at its tip; An apparatus for controlling the amount of grinding of the grindstone in honing processing, characterized by comprising a controller. 제2항에 있어서, 상기 호닝 헤드의 회전각을 검출하는 회전각 검출장치를 설치하고, 상기 제어장치는 상기 회전각 검출장치로부터의 회전각에 대응하여 상기 구동장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 호닝가공에 있어서의 숫돌의 확장량 제어 장치.3. The honing according to claim 2, wherein a rotation angle detection device for detecting a rotation angle of said honing head is provided, and said control device controls said drive device in response to a rotation angle from said rotation angle detection device. Expansion amount control device of grinding wheel in processing.