KR0180969B1 - 호닝 가공방법 및 호닝 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호닝 가공장치의 동작이 정지되어도, 실린더보어 내경의 마무리 직경의 오차의 실온에 대응하는 작업편 상호간의 변화를 연속적인 것으로 하여, 실온에 따른 직경 보정치의 피드백을 가능하게 하여 가공정도의 향상을 도모하기 위하여 호닝 가공장치의 동작이 정지되어도, 냉각제 공급기(25)에 의해 냉각제 노즐(23)로부터의 냉각제의 공급을 계속하여 행하는 것으로써, 실린더 블록(9)의 열적 안정이 유지되고, 실린더 보어(11)내경의 마무리 직경의 오차의 실온에 대응하는 실린더 블록(9) 의 하부에 형성한 냉각제 노즐(23)로부터 상부를 향해 분사하고 있으므로, 워터재킷(10)에 냉각제는 들어 가지 않고, 호닝 가공 종료후의 후공정으로의 냉각제의 반출이 방지된다.

Description

호닝 가공방법 및 호닝 가공장치

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 호닝 가공장치의 개략적 구성도.

제2도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 호닝 가공장치의 개략적 구성도.

제3도는 제2도의 B-B선에서 본 단면도.

제4도는 종래 예를 도시한 호닝가공장치의 개략적 구성도.

제5도는 실온변화에 대한 실린더 보어의 목표로 하는 내직경 값의 오차의 시간적 변화 특성도.

제6도는 호닝 가공장치가 정지하여, 냉각제의 공급이 정지한 상태를 포함하는 실린더 보어의 직경의 오차의 변화 특성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

9 : 실린더 블록(작업물) 10 : 워터재킷(개구구멍)

11 : 실린더 보어(가공구멍) 13 : 호닝 헤드

21 : 숫돌 23 : 냉각제 노즐(냉각액 토출구)

25 : 냉각제 공급기(냉각액 공급수단) 33 : 가이드 부재(폐색부재)

33a : 가이드 구멍(관통구멍) 35a : 냉각제 토출구(냉각액 토출구)

본 발명은, 연삭숫돌이 작업물의 가공구멍내면에 대해 소정의 확장압력에 의해 확장 이동하여 압압되면서, 그 숫돌이 부착된 호닝헤드가 회전과 동시에 축방향으로 이동하여 가공구멍 내면을 연삭 가공하는 호닝가공 방법 및 호닝가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 작업물의 가공구멍 내면, 예를 들면 엔진의 실린더 블록에서 실린더 보어 내면을 마무리가공할 때, 호닝가공 장치를 사용하여 호닝가공된다.

호닝가공은 가공구멍 내면을 숫돌을 사용하여 연삭하는 것으로써, 이 숫돌은 통상 직방체 형상의 것을 가공구멍의 중심축 방향을 길이 방향으로 복수개가 원주 방향에 같은 간격을 두고 배치되어 있다. 복수의 숫돌은 가공구멍 내에 삽입되어 그 중심축에 대해 방사형상으로 배치한 혼이라 칭하는 공구에 의해 가공구멍 내면으로 압압됨과 동시에, 회전운동과 축 방향의 왕복운동을 행하게 하여 가공구멍의 내면을 평활시킴과 동시에 정밀도 좋게 가공한다 (일본국 특개소 56-76374호 공보참조).

제4도는 호닝가공 장치의 개략적인 구성도이고, 숫돌을 구비한 호닝헤드(1)에 의해 작업물인 실린더 블록(3)의 가공구멍이 되는 실린더 보어(5)에 대해 호닝가공을 행하고 있는 상태를 도시하고 있다. 이 호닝가공의 과정에 있어서 통상 냉각제 공급기(7)에 의해 소정 온도로 제어된 냉각액인 냉각제는 호닝가공장치에서 주로 호닝헤드(1)와 실린더 보어(5)사이에 공급된다. 냉각제 공급기 (7)는 호닝가공 장치와 연동하여 동작한다. 즉 호닝가공장치의 동작에 따라 냉각제가 공급되고, 호닝가공 장치의 동작이 정지하면 냉각제의 공급도 정지한다.

그런데, 상술한 바와 같은 호닝가공에서 실린더 보어(5)의 내직경 값은 실온에 의해 미묘하게 영향을 받는다. 제5도(a)는 실온의 시각적 변화를 도시한 것이고, 제5도(b)는 각각의 실린더 보어의 목표로 하는 내직경 값에 대한 오차의 시간적 변화를 도시한 것이다. 이것에 의하면, 목표로 하는 내직경값에 대한 오차는 실온에 추종하여 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 실온에 의거하여 목표로 하는 내직경 값에 대한 보정치를 호닝가공 장치에 피드백하여 호닝가공함으로써, 실온변화에 의한 가공오차를 작게 하는 것이 가능하게 된다.

그러나, 실린더 보어 내직경이 다른 실린더 블록을 호닝가공하기 위해 호닝헤드를 교환하거나, 혹은 호닝가공 전후의 생산라인 상에서 어떤 트러블이 발생하는 등으로 해서, 호닝가공 장치가 정지한 경우, 실온에 의해 열적 영향을 받는 냉각제의 공급도 정지되므로, 정지전에는 연속하여 냉각제의 공급을 받고 있던 실린더 블록은 정지후에는 냉각제의 공급을 받지 못하기때문에, 지금까지의 실온에 대응한 열정이 무너져서, 상기 제5도에서 도시한 바와 같이 실온에 추종한 실린더보어 내직경의 변화에 대해서 제6도에 도시한 바와 같이, 직경 변화의 불연속점(A)이 발생하게 된다. 상기 불연속점(A)부분에는 상기 제5도(a)의 실온에 대해 불일치하게 되고, 이 때문에, 실온에 따른 직경 보정치를 피드백할 수 없어 가공정밀도의 저하를 초래하게 된다.

그래서, 본 발명은 호닝가공 장치의 동작이 정지되어도 가공구멍에 있어서의 마무리 직경의 오차가 실온에 대응하는 작업물 상호간의 변화를 연속적인 것으로 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1항의 청구범위에서, 작업물의 가공구멍내면에 소정의 가공압력으로 압압되는 숫돌을 지지하는 호닝헤드가, 회전과 동시에 축방향으로 이동하면서 냉각액의 공급을 받아, 상기 가공구멍 내면에 대해 연삭가공을 행하는 호닝 가공방법에 있어서, 복수의 작업물을 연속하여 가공할 때, 이연속가공의 도중에 상기호닝헤드를 구비한 호닝가공장치의 동작이 정지한 때에도, 상기 냉각액의 공급을 계속하여 행하는 가공방법이다.

본 발명에서 제2항의 청구범위는, 제1항의 가공방법에 있어서, 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비한 작업물에 대해 호닝가공을 행할 때, 냉각액을 호닝헤드의 삽입방향과 반대측에서 공급하는 가공방법이다. 본 발명에서 제3항의 청구범위는, 제1항의 가공방법에 있어서, 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비한 작업물에 대해 호닝가공을 행할 때, 상기 개구구멍을 막은 상태에서 냉각액을 호닝헤드의 삽입방향과 같은 방향으로 공급하는 가공방법이다.

본 발명에서 제4항의 청구범위는, 작업물의 가공구멍 내면에 소정의 가공압력으로 압압되는 숫돌을 지지하는 호닝 헤드가, 회전과 동시에 축 방향으로 이동하여 냉각액공급수단으로부터 냉각액의 공급을 받으면서, 상기 가공구멍내면에 대해 연삭가공을 행하는 호닝 가공장치가 있어서, 복수의 작업물을 연속하여 가공하고 있는 도중에 동작이 정지한 때에도, 계속해서 냉각액을 공급하는 냉각액 공급수단을 구비한 것이다.

본 발명에서 제5항의 청구범위는, 제4항의 구성에 있어서, 작업물은 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비하고 있고, 냉각액 공급수단에 있어서의 냉각액 토출구는 상기 호닝헤드의 가공구멍에 대한 삽입방향과 반대측으로 배치되어 있다.

본 발명에서 제6항의 청구범위는, 제4항의 구성에 있어서, 작업물은 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비하고 있고, 이 개구구멍의 개구를 폐색하는 폐색부재를, 상기 작업물상에 배치하고 있다.

본 발명에서 제7항의 청구범위는, 제6항의 구성에 있어서, 폐색부재는 호닝헤드가 삽입가능한 관통구멍을 구비하고, 이 관통구멍의 내면에 냉각액 공급수단에 있어서의 냉각액 토출구가 형성되어져 있다.

본 발명의 제1항의 청구범위에 의한 방법 또는 청구범위 제4항의 구성에 의하면, 호닝 가공장치의 동작이 정지된 때에도, 냉각액의 가공구멍 내면으로의 공급을 계속하여 행하므로, 정지후의 작업물의에 대해서도 정지전의 가공중의 작업물과 마찬가지로 냉각액이 공급되어, 작업물은 장치의 정지전후에 걸쳐 열적 안정이 유지되고, 가공구멍 내경의 오차가 작업물 상호간의 변화도 실온에 추종한 연속적인 것으로 된다.

본 발명의 청구범위 제2항에 기재한 방법 또는 제5항에 기재한 구성에 의하면, 가공구멍의 외주부에 있어서의 개구구멍의 개구와 반대측에서 냉각액을 공급하기 때문에, 공급한 냉각액이 개구구멍므로 유입되는 것이 방지된다.

본 발명의 청구항 제3에 기재한 방법 및 제6항에 기재한 구성에 의하면, 호닝헤드가 삽입되는 방향과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍의 개구측으로 냉각액을 공급해도, 개구는 막혀져 있으므로, 개구구멍으로 냉각액이 유입되는 것은 회피된다.

본 발명의 청구항 제7항의 구성에 의하면, 호닝헤드가 삽입되는 방향과 같은 방향으로 위치하는 냉각액 토출구로부터 닝각액이 토출되어도, 개구는 막혀져 있으므로, 개구구멍으로 냉각액이 유입되는 것은 회피된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 호닝 가공장치의 개략적 구성도로서, 작업물인 실린더 블록(9)은 가공테이블(40)상에 셋트되어 있고, 이 실린더 블록(9)의 가공구멍인 실린더 보어(11)의 내면에 대해, 호닝헤드(13)에 의해 호닝가공이 행해진다. 실린더 블록(9)에는 실린더 보어(11)의 외주부에, 상부로 개구하는 개구공으로써의 워터재킷(10)이 형성되어 있다.

호닝헤드(13)는 본체(15)내에 삽입되어 도시하지 않은 유압실린더에 의해서 상하 움직임이 가능한 두개의 테이콘(17)과, 상기 테이퍼콘(17)의 하강에 따라 실린더 보어(11)의 내면으로 향해 압압되어 원주방향으로 복수배치된 슈(19)와, 이 슈(19)의 외주면에 장착된 실린더 보어(11)의 내면을 연삭가공하는 도면 중에서 상하방향으로 길다란 직방체 형상의 숫돌(21)을 구비하고 있다. 이와 같은 호닝헤드(13)는 테이퍼콘(17) 및 슈(19)에 의해 숫돌(21)이 실린더 보어(11)의 내면으로 소정의 압압력(확장압)으로 압압된 상태에서, 전체로써 도시하지 않은 상하동 실린더 및 회전모터를 구동원으로써 상하 움직임과 동시에 회전하면서 호닝가공을 행한다.

실린더 블록(9)과 호닝헤드(13)와의 사이에는 호닝 가공장치의 본체측에 설치되어지는 가이드부재(32)가 배치되어 있고, 가이드부재(32)는 호닝헤드(13)를 실린더 보어(11)내로 안내하기 위한 가이드공(32a)을 구비하고 있다.

실린더 블록(9)내에서 가공테이블(40)상에는 실린더 보어(11) 내면으로 냉각액인 냉각제를 분사하여 공급하는 냉각액 토출구로써의 냉각제노즐(23)이 설치되어 있다. 냉각제노즐(23)로부터 분사되는 냉각제는 워터재킷(10)의 상부 개구까지는 닿지 않는 것으로 한다. 냉각제노즐(23)에는 냉각액 공급수단으로써의 냉각제 공급기(25)에 일단부가 접속된 공급배관(27)의 타단부가 접속되어 있다.냉각제 공급기(25)는 냉각제노즐(23)로부터 토출 냉각제를 회수하는 회수배관(29)이 접속되어 있고, 이 회수배관(29)으로 회수된 냉각제를 소정 온도로 관리하여, 내장된 펌프로 공급배관(27)에 공급한다. 상기 냉각제 공급기 (25)는 조작부(31)로부터 조작에 의해 호닝 가공장치의 동작과는 별도로 운전개시 및 정지가 행해진다.

상기한 바와 같이 호닝 가공장치에 의하면, 호닝헤드(13)에 의해 실린더보어(11)내면을 호닝가공해야 하는 호닝 가공장치를 동작시킬 때, 냉각제 공급기(25)도 조작부(31)로부터 조작에 따라 동작된다. 이것에 의해, 냉각제 노즐(23)로부터 실린더 보어(11)의 내면을 향해 냉각제가 공급된 상태에서 호닝헤드(13)가 회전함과 동시에 상하 움직이면서, 실린더 보어(11)의 내면이 호닝가공된다.

이와 같은 호닝가공에 있어서 호닝 가공장치 자체가 동작하고 있는 동안 냉각제 공급이 계속되고, 이것에 의해 제5도에 도시한 바와 같이, 실린더 보어 (11)의 내직경은 실린더 블록(9) 상호간에 실온에 추종하여 연속적으로 변화한다. 여기에서, 호닝헤드(13)를 교환하거나, 혹은 호닝가공 전후의 생산라인 상에서 어떤 트러블이 발생하는 등으로 인해 호닝 가공장치가 정지한 경우에도, 냉각제공급기 (25)는 호닝 가공장치와는 별도로 동작함으로써, 냉각제의 공급은 이 사이에도 계속된다. 이 때문에, 상기와 같이 호닝 가공장치가 정지되었다 해도, 실린더 보어(11)의 내직경이 실온에 추종한 연속적 변화는 유지하고, 실온에 의거하여, 목표로 하는 내직경 값에 대한 보정치를 호닝 가공장치에 피드백하는 것이 가능하게 되어, 가공정밀도는 소망하는 값으로 유지된다.

이때 냉각제는 실린더 블록(9)의 하부에 설치한 냉각제노즐(23)로부터 실린더 보어(11)를 향하여 공급되고, 실린더 블록(9)의 단부까지는 닿지 않는 구성이므로, 워터재킷(10)내에 냉각제가 들어 가지 않아, 호닝가공 후의 후공정으로의 냉각제의 반출이 방지되어, 냉각제의 소비량이 감소한다.

후공정으로의 냉각제의 반출이 방지됨으로써 , 호닝가공에 통상 사용되는 유성 냉각제가, 후공정의 예를 들면 마무리 공정에서 통상 사용되는 수용성 냉각재와의 혼입이 회피되어, 수용성의 냉각제의 성능저하와 열화가 방지된다.

제2도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 호닝 가공장치의 개략적 구성도이다. 이 실시예는 실린더 블록(9)과 호닝헤드(13)사이에 배치되는 가이드부재(33)에, 상기 제1도의 실시예의 냉각제노즐(23)을 대신하여, 냉각액 토출구로써의 냉각제토출구(35a)를 구비한 냉각제 통로(35)를 복수 형성한 것이다.

가이드부재(33)는 호닝헤드(13)를 실린더보어(11)내로 안내하기 위한 관통구멍으로써의 가이드구멍(33a)를 구비하고, 이 가이드구멍(33a)에 상당기 냉각제 토출구(35a)가 형성되어져 있고, 실린더 보어(11)를 3개 구비한 실린더 블록(9)에 의해 대응 가능하게 되어 있다. 결국, 가이드구멍(33a)은 제2도의 B-B선에서 본단면도인 제3도에 도시한 바와 같이, 3개 형성되어져 있다. 가이드구멍(33a)은 직경이 실린더보어(11)와 거의 같거나 약간 크고, 동시에 내주 가장 자리부가 워터재킷(10)보다 내주측에 위치하도록 형성되어져 있다.

또한, 가이드부재(33)는 한쌍의 아암(36)이 측방으로 돌출하여 형성되어져 있고, 아암(36)의 선단상부에는 호닝 가공장치의 본체측에 고정된 유압실린더(37)의 작동로드(39)가 장착되어있다. 가이드부재(33)는 유압실린더(37)의 동작에 의해, 제2도 중에서 상하방향으로 이동가능하고, 호닝 가공시에는 실린더 블록(9)의 상부면에 밀착한 상태로 한다. 이것에 의해, 호닝가공시에는 가이드부재(33)의 저면이, 실린더 블록(9)의 워터재킷(10)의 상부개구를 막은 상태가 된다.

상기 제2도의 호닝 가공장치에 있어서도, 냉각제공급기(25)는 호닝 가공장치가 정지한 상태에서, 냉각제의 공급은 계속하여 행해지고, 상기 제1도의 실시예와 마찬가지로 실린더보어(11)의 내경이 실온에 추종한 실린더 블록(9) 상호간의 연속적인 변화가 유지되어, 실온에 의거하여, 목표로 하는 내직경 값에 대한 보정치를 호닝 가공장치로 피드백하는 것이 가능하게 되어, 가공정도는 소망하는 값으로 유지된다.

그리고, 이 실시예에서 냉악제가 실린더 블록(9)의 상부로부터 공급되지만, 워터재킷(10)은 가이드부재(33)의 저면에 의해 막혀져 있기 때문에, 워터재킷(10)으로 냉각제의 유입은 회피되어, 후공정에서 수용성 냉각제로의 유성 냉각제의 혼입은 방지된다.

이상 설명한 바와 같이, 제1발명 또는 제저것4발명에 의하면, 호닝 가공장치의 동작이 정지한 때에도, 냉각액의 가공구멍 내면으로의 공급을 계속하여 행하도록 했기 때문에, 정지후의 작업물에 대해서도 정지전의 가공중의 작업물과 마찬가지로 냉각액이 공급되어, 작업물은 장치의 정지 전후에 걸쳐 열적 안정이 유지되고, 가공구멍, 내직경의 오차의 변화도 실온에 추종한 연속적인 것이 되어, 실온에 의거하여 목표로 하는 내직경값에 대한 보정치를 호닝 가공장치에 피드백할 수 있어 가공 정도를 향상시킬 수 있다.

제2발명 또는 제5발명에 의하면, 가공구멍의 외주부에 있어서의 개구구멍의 개구와 반대측에서 냉각액을 공급하기 때문에, 공급한 냉각액의 개구구멍으로의 유입은 회피되어, 냉각액의 후공정에서 반출을 방지 할 수 있다.

제3발명 또는 제6발명에 의하면, 호닝헤드가 삽입되는 방향과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍의 개구측으로 냉각액을 공급하여도 개구는 막혀져 있으므로, 개구구멍으로의 냉각액의 유입은 회피되어, 냉각후공정에서 반출을 방지할 수 있다.

제7발명에 의하면, 호닝헤드가 삽입되는 방향과 같은 방향으로 위치하는 냉각액 토출구로부터 냉각액이 토출되어도, 개구는 막혀져 있으므로, 개구구멍으로의 냉각액의 유입은 회피되어, 냉각액의 후공정에서 반출을 방지 할 수 있다.

Claims (7)

1. 작업물의 가공구멍 내면에 소정의 가공압력으로 압압되는 숫돌을 지지하는 호닝헤드가, 회전과 동시에 축방향으로 이동하여 냉각액의 공급을 받아, 상기 가공구멍 내면에 대해 연삭가공을 행하는 호닝 가공에 방법에 있어서, 복수의 작업물을 연속하여 가공할 때, 이 연속가공 도중에 상기 호닝헤드를 구비한 호닝 가공장치의 동작이 정지한 때에도, 상기 냉각액의 공급을 계속하여 행하는 것을 특징으로 하는 호닝 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비한 작업물에 대해 호닝가공을 행할 때, 냉각액을 호닝헤드의 삽입방향과 반대측으로부터 공급하는 것을 특징하므로 하는 호닝 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입 측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비한 작업물에 대해 호닝가공을 행할 때, 상기 개구구멍을 막은 상태에서 냉각액을 호닝헤드의 삽입방향과 같은 방향으로 공급하는 것을 특징으로 하는 호닝 가공방법
4. 작업물의 가공구멍 내면에 소정의 가공압력으로 압압되는 숫돌을 지지하는 호닝헤드가, 회전과 동시에 축방향으로 이동하면서 냉각액 공급수단으로부터 냉각액의 공급을 받아, 상기 가공구멍 내면에 대해 연삭가공을 행하는 호닝 가공장치에 있어서,

   복수의 작업물을 연속하여 가공하고 있는 도중에 동작이 정지한 때에도, 계속하여 냉각액을 공급하는 냉각액 공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 호닝가공장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 작업물은 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비하고 있고, 상기냉각액 공급수단에 있어서의 냉각액 토출구는 상기 호닝헤드의 가공구멍에 대한 삽입방향과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 호닝가공장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 작업물, 가공구멍의 외주부에 호닝헤드의 삽입측과 같은 방향으로 개구하는 개구구멍을 구비하고 있고, 이 개구구멍의 개구를 폐색하는 폐색부재를 상기 작업물 상에 배치한 것을 특징으로 하는 호닝 가공장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 폐색부재는 호닝헤드가 삽입가능한 관통구멍을 구비하고, 이 관통구멍의 내면에 상기 냉각액 공급수단에 있어서의 냉각액 토출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 호닝 가공장치.