(57)【要約】【課題】テーパコーンの摩耗を抑制して、寿命を向上させたホーニング装置を提供する。【解決手段】主軸２と一体に成形されたテーパコーン５は、ホーニング台６との接触面５ａがテーパ状となっている。ホーニング台６の外周部にホーニング砥石４が形成され、このホーニング砥石４が被削材７に接触している。テーパコーン５は、主軸２の回転に伴って回転するとともに下降し、テーパコーン５の下降によって、ホーニング台６は、接触面５ａを介して外周方向に押し出される。これにより、ホーニング台６の外周部に設けられたホーニング砥石４が被削材７に押し当てられ、被削材７が研削されて所定の寸法に仕上げられる。ホーニング台６は樹脂により形成され、樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、静摩擦係数を０．１以上０．３以下としている。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とともに回転しつつ上下運動を行うテーパコーンを有し、このテーパコーンとテーパ状の接触面によって接するホーニング台の外周に砥石を形成してなるホーニング装置において、前記ホーニング台が樹脂により形成され、前記ホーニング台を形成する樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下としたことを特徴とするホーニング装置。
【請求項２】
前記樹脂の補強材として、石綿、綿、ガラス繊維、木粉、雲母、薄片状布、鉱物質、カーボン繊維またはセルロースを、前記樹脂に対して５体積％以上４０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする請求項１記載のホーニング装置。
【請求項３】
前記樹脂の耐摩耗材として、鉄、銅、コバルト、ニッケルを、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有す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装置。
【請求項４】
前記樹脂の潤滑材として、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素または弗化黒鉛を、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のホーニング装置。
【請求項５】
前記ホーニング台と前記ホーニング砥石との接着面において、前記ホーニング砥石に溝または凹部が設けられ、前記ホーニング台と前記ホーニング砥石とが接着されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のホーニング装置。
【請求項６】
前記ホーニング台に前記ホーニング砥石が埋め込まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のホーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホーンヘッド上に砥石を形成して研削するホーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホーニング装置の外観を図１に示し、ホーニング装置の内部の詳細を図２に示す。
図１において、ホーニング装置１は主軸２と、円筒形状のホーンヘッド３とを有し、ホーンヘッド３の外周には、周方向に等間隔でホーニング砥石４が形成されている。ホーンヘッド３は、主軸２の回転に伴って回転するとともに、上下方向に移動する。ホーニング砥石４は、ダイヤモンドまたはｃＢＮ砥粒を含んだメタルボンド、レジンボンド、もしくはビトリファイドボンドによって形成されている。
【０００３】
図２において、主軸２と一体に成形されたテーパコーン５は、ホーニング台６との接触面５ａがテーパ状となっている。ホーニング台６の外周部にホーニング砥石４が形成され、このホーニング砥石４が被削材７に接触している。
【０００４】
テーパコーン５は、主軸２の回転に伴って回転するとともに下降し、テーパコーン５の下降によって、ホーニング台６は、接触面５ａを介して外周方向に押し出される。これにより、ホーニング台６の外周部に設けられたホーニング砥石４が被削材７に押し当てられ、被削材７が研削されて所定の寸法に仕上げられる。
テーパコーン５は通常、ＳＫＤ材、ＳＫ材、ＳＣ材を用いて形成され、硬さがＨＲＣ５０以上６０以下程度の焼入れ鋼が使用される。
また、ホーニング台６は通常、焼入れ鋼、一般鋼材または一般鋳造品を用いて形成されている。
【０００５】
以上の構成のホーニング装置１においては、ホーニング台６とテーパコーン５とは、常にテーパ状の接触面５ａにおいて接触する。この接触によって通常、ホーニング台６はテーパコーン５より多く摩耗する。しかし、テーパコーン５も長く使用することにより摩耗し、摩耗したテーパコーン５に対して、正確に精度が出ているホーニング台６が接触すると、テーパ状の接触面５ａが一致しなくなり、被削材７に対して不均一な当たりをする。その結果、研削にばらつきを生じて加工精度に悪影響を与えるとともに、ホーニング砥石４の寿命が短くなる。
【０００６】
このような摩耗は、近年、環境保護の観点から、潤滑性の低い水溶性の研削液が用いられることが多くなったことに伴って顕著なものとなっている。
テーパコーン５の摩耗を抑える方法として、テーパコーン５の強度や硬さを向上させる方法がある。テーパコーン５は現状においても、鉄鋼材料としては高強度、高硬度の材料を使用しており、さらに高強度、高硬度とするためには、超硬系またはサーメット系のものが挙げられる。しかし、これらの材料は、難削材であるため加工工数が多くなり、高価なものとなってしまう。
超砥粒ホーニング砥石において、研削抵抗が低い軟質結合剤を介在させた板状砥石と軟質結合剤を交互に積層した構造としたものが、特許文献１に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２９８０９３１号公報（発明の詳細な説明部分）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この超砥粒ホーニング砥石は、研削加工時に砥石作用面と被研削材が常に接触していることによる、砥石作用面への研削液の供給の困難性と、研削切粉の排出の困難性とを解決するために、研削時に板状砥石間の軟質結合剤が切粉によってえぐられて、切粉がその溝を伝わって外に排出されることを可能とし、また、この溝を伝わって研削液が充分に供給されることを可能としたものであって、テーパコーンの摩耗を抑える手段としては十分なものではない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、テーパコーンの摩耗を抑制して、寿命を向上させたホーニング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のホーニング装置は、主軸とともに回転しつつ上下運動を行うテーパコーンを有し、このテーパコーンとテーパ状の接触面によって接するホーニング台の外周に砥石を形成してなるホーニング装置において、前記ホーニング台が樹脂により形成され、前記ホーニング台を形成する樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下としたことを特徴とする。
【００１０】
ホーニング台が樹脂により形成され、樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下としたことにより、テーパコーンが摩耗することを好適に抑制することができ、これにより、テーパコーンとホーニング台とが正確に接することが可能となり、加工精度が向上するとともに、ホーニング砥石の寿命が向上する。なお、ここでは、樹脂の硬度をロックウェル硬さによって表現している。
【００１１】
本発明においては、前記樹脂の補強材として、石綿、綿、ガラス繊維、木粉、雲母、薄片状布、鉱物質、カーボン繊維またはセルロースを、前記樹脂に対して５体積％以上４０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
これらの補強材を用いることにより、樹脂のみでは弾性率が低くて変形しやすいという性質を改善し、変形によって切込みがかかりにくくなるのを防止することができる。補強材の含有量が多くなりすぎると、成形性が悪くなるため、補強材の含有量は上述の範囲とすることが好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記樹脂の耐摩耗材として、鉄、銅、コバルト、ニッケルを、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
耐摩耗材の含有量が多くなるほどホーニング台の耐摩耗性は高まるが、含有量が過大になると、テーパコーンを摩耗させることとなって好ましくなく、さらに成形性も悪くなる。従って、これらの耐摩耗材を上記の範囲内で含有することによって、耐摩耗性が低い樹脂の性質を改善して、適度な摩耗量を得ることができる。
【００１３】
本発明においては、前記樹脂の潤滑材として、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素または弗化黒鉛を、前記樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することを特徴とする。
潤滑材の含有量が多くなるほど潤滑性は高まるが、含有量が過大になると、強度が低下するとともに、摩耗量が多くなる。従って、これらの潤滑材を上記の範囲内で含有することによって、研削時のすべりを良くし、摩耗抵抗を抑えて摩耗を抑制することができる。
【００１４】
本発明においては、前記ホーニング台と前記ホーニング砥石との接着面において、前記ホーニング砥石に溝または凹部が設けられ、前記ホーニング台と前記ホーニング砥石とが接着されていることを特徴とする。
ホーニング砥石に溝または凹部を設けることにより、ホーニング台とホーニング砥石との接着面積を増やすことができ、ホーニング台とホーニング砥石とを強固に接着して剥離を防止することができる。
【００１５】
本発明においては、前記ホーニング台に前記ホーニング砥石が埋め込まれていることを特徴とする。
樹脂の弾性係数は、鉄系金属の弾性係数の１／２以下であるため、ホーニング台を樹脂で形成することによって、ホーニング砥石をホーニング台に埋め込むことが容易である。これにより、研削時において被削材に対するホーニング砥石の当たりを正確なものとすることができ、被削材の面粗さを向上させ、被削材の表面でのキズやスクラッチの発生を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
図１、図２に示す形状のホーニング装置において、ホーニング台６を樹脂によって形成したホーニング装置を作製した。
ホーニング台を形成する樹脂としてエポキシ樹脂を用い、これに対し、補強材としてガラス繊維を１６体積％含有させた。また、耐摩耗材として鉄粉を３体積％含有させ、潤滑材として二硫化モリブデンを５体積％含有させた。
ホーニング台とホーニング砥石との接着には、エポキシ系接着剤を用いた。
【００１７】
ホーニング砥石の詳細は以下の通りである。
寸法  ３０Ｌ×３Ｗ×３Ｘ  ４本セット
スペック  ＣＢ８０Ｎ７５Ｍ
以上の実施例と比較するために、ホーニング砥石の寸法及びスペックは実施例と同一とし、ホーニング台を、硬度がＨＲＢ９０の機械構造用炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃで形成した比較例を作製した。この比較例においても、ホーニング台とホーニング砥石との接着には、エポキシ系接着剤を用いた。
【００１８】
この実施例と比較例について、研削試験を実施した。
研削機械の仕様は以下の通りである。
加工機  メカ拡張ホーニング盤
砥石周速  ３３ｍ／ｍｉｎ
拡張速度  φ０．１ｍｍ／ｍｉｎ
送り速度  １１ｍ／ｍｉｎ
被削材の仕様は以下の通りである。
ワーク名称  コンロッド（φ２８×１６）
ワーク材質  ＳＣＭ４２０  浸炭焼入れ
ワーク硬度  ＨＲＣ５８〜６３
研削液  ノリタケカットＳＦ８０５（商品名）
試験結果を表１、表２に示す。
【００１９】
【表１】
テーパコーンの摩耗
2004268197.tif 000003
砥石使用量  ６００セット
【００２０】
【表２】
砥石寿命の安定
2004268197.tif 000004
【００２１】
以上の試験結果から、ホーニング台を樹脂で形成することにより、テーパコーンの摩耗を従来の１／１０以下に抑えることができた。このように、テーパコーンの摩耗を抑制して、テーパコーンとホーニング台との接触面のテーパ角度を安定に保つことができることが明らかとなった。
また、砥石の寿命が向上するとともに、寿命のばらつきを小さくすることが可能であることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）ホーニング台が樹脂により形成され、樹脂の硬度をＨＲＲ１２０以上ＨＲＢ１００以下とし、樹脂の静摩擦係数を０．１以上０．３以下とすることによって、テーパコーンが摩耗することを好適に抑制することができる。これにより、テーパコーンとホーニング台とが正確に接することが可能となり、加工精度が向上するとともに、ホーニング砥石の寿命が向上する。
【００２３】
（２）樹脂の補強材として、石綿、綿、ガラス繊維、木粉、雲母、薄片状布、鉱物質、カーボン繊維またはセルロースを、樹脂に対して５体積％以上４０体積％以下の範囲で含有することにより、樹脂のみでは弾性率が低くて変形しやすいという性質を改善し、変形によって切込みがかかりにくくなるのを防止することができる。
【００２４】
（３）樹脂の耐摩耗材として、鉄、銅、コバルト、ニッケルを、樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することにより、耐摩耗性が低い樹脂の性質を改善して、適度な摩耗量を得ることができる。
【００２５】
（４）樹脂の潤滑材として、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素または弗化黒鉛を、樹脂に対して１体積％以上２０体積％以下の範囲で含有することにより、研削時のすべりを良くし、摩耗抵抗を抑えて摩耗を抑制することができる。
【００２６】
（５）ホーニング砥石に溝または凹部を設けることにより、ホーニング台とホーニング砥石との接着面積を増やすことができ、ホーニング台とホーニング砥石とを強固に接着して剥離を防止することができる。
【００２７】
（６）ホーニング台にホーニング砥石が埋め込まれていることにより、研削時において被削材に対するホーニング砥石の当たりを正確なものとすることができ、被削材の面粗さを向上させ、被削材の表面でのキズやスクラッチの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホーニング装置の外観を示す図である。
【図２】ホーニング装置の内部の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１  ホーニング装置
２  主軸
３  ホーンヘッド
４  ホーニング砥石
５  テーパコーン
６  ホーニング台
７  被削材
【図１】
2004268197.tif 000005
【図２】
2004268197.tif 000006