(57)【要約】【課題】加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるととともに加工時間を短縮させることができるホーニング加工方法及びその装置を提供する。【解決手段】ホーニング砥石をワークの加工孔内に挿入し、第１の切込み力Ｆ１で荒研削する荒切込みステップＳ１と第２の切込み力Ｆ２で仕上げ研削する仕上げ切込みステップＳ２とにより加工孔の内周面を加工するホーニング加工において、加工孔の内径データに基づいて算出される所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には次の加工孔のホーニング加工における第１の切込み力を減少させるとともに荒切込みステップにおける加工径Ｄ２を小さくし、上記研削量が所定研削量より小さい場合には次の加工孔のホーニング加工における第１の切込み力を増加させるとともに荒切込みステップにおける加工径を大きくするように補正する。【選択図】図３
2007283472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石をワークの加工孔内に挿入し、前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段に第１の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記ホーニング砥石拡張手段に前記第１の切込み力より小さい第２の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工方法であって、
複数の前記加工孔を順次ホーニング加工する際に、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、前記研削量に応じて、次の前記加工孔のホーニング加工における前記第１の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する、
ことを特徴とするホーニング加工方法。
【請求項２】
前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正し、
前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載のホーニング加工方法。
【請求項３】
前記ワークが、エンジンのシリンダブロックであり、
前記加工孔が、前記シリンダブロックに設けられたシリンダボアである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のホーニング加工方法。
【請求項４】
ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石と、前記ホーニングヘッドに装着され前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段と、前記ホーニング砥石拡張手段に所定の切込み力を付与しワークの加工孔への前記ホーニング砥石の切込みを制御する切込み制御手段とを備え、前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に第１の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に前記第１の切込み力より小さい第２の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工装置であって、
前記加工孔の内径を測定する内径測定手段を備え、
前記切込み制御手段が、前記内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、前記研削量算出部により算出された前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、前記第１の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えている、
ことを特徴とするホーニング加工装置。
【請求項５】
前記補正制御部は、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正し、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正することを特徴とする請求項４に記載のホーニング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工するホーニング加工方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアなど、切削加工や研削加工によって加工された加工孔の仕上げ加工として、ホーニング砥石に回転運動と該ホーニング砥石の回転軸方向への往復運動とを与え、加工精度や加工面性状を高精度に仕上げるホーニング加工が知られている。
【０００３】
このような加工孔の内周面をホーニング加工する生産ラインにおいては、加工孔の内周面の加工精度や加工面性状を確保するとともに加工時間を短縮させることが求められている。例えば特許文献１には、加工サイクルタイムを短縮することができ、しかもホーニング砥石の精密な切込み制御ができることを企図したホーニング加工技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３ー１７０３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えばシリンダボアなどの加工孔の内周面をホーニング加工する場合、ホーニング砥石に比較的大きい切込み力を付与し荒研削する荒切込みステップと、荒切込みステップの後に、ホーニング砥石に荒切込みステップにおける切込み力より小さい切込み力を付与し仕上げ研削する仕上げ切込みステップとによって加工することが一般に行われ、加工精度や加工面性状を高精度に仕上げるとともに加工時間の短縮が図られている。
【０００５】
しかし、加工孔の内周面を順次ホーニング加工する生産ラインにおいては、切削加工や研削加工など前加工の加工面性状やホーニング加工時に使用する研削液等の影響を受けてホーニング砥石の切れ味が変化し、加工孔の加工精度や加工面性状の悪化あるいは加工時間の増大などの問題を引き起こすことがある。
【０００６】
これに対し、熟練した作業者がホーニング砥石の切れ味を判断し、ホーニング砥石の切込み力や荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期の調整を行って対応することが可能であるが、この熟練した作業者による調整は多大な工数を必要とするだけでなく作業者にもある一定の経験や知識を必要とするので、コストがかかるだけでなく加工孔の加工精度や加工面性状等の加工品質を安定して確保することがなかなか難しいのが実情である。
【０００７】
そこで、この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり、複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができるホーニング加工方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本願の請求項１に係るホーニング加工方法は、ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石をワークの加工孔内に挿入し、前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段に第１の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記ホーニング砥石拡張手段に前記第１の切込み力より小さい第２の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工方法であって、複数の前記加工孔を順次ホーニング加工する際に、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、前記研削量に応じて、次の前記加工孔のホーニング加工における前記第１の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正することを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明方法は、請求項１に係る発明方法において、前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正し、前記荒切込みステップ及び／又は前記仕上げ切込みステップにおける前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正することを特徴としたものである。
【００１０】
更に、本願の請求項３に係る発明方法は、請求項１又は２に係る発明方法において、前記ワークが、エンジンのシリンダブロックであり、前記加工孔が、前記シリンダブロックに設けられたシリンダボアであることを特徴としたものである。
【００１１】
また更に、本願の請求項４に係るホーニング加工装置は、ホーニングヘッドに装着されたホーニング砥石と、前記ホーニングヘッドに装着され前記ホーニング砥石を前記ホーニングヘッドの径方向へ拡張させるホーニング砥石拡張手段と、前記ホーニング砥石拡張手段に所定の切込み力を付与しワークの加工孔への前記ホーニング砥石の切込みを制御する切込み制御手段とを備え、前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に第１の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け荒研削する荒切込みステップと、前記荒切込みステップの後に前記切込み制御手段が前記ホーニング砥石拡張手段に前記第１の切込み力より小さい第２の切込み力を付与し前記ホーニング砥石を前記加工孔の内周面に押し付け仕上げ研削する仕上げ切込みステップとにより前記加工孔の内周面を加工するホーニング加工装置であって、前記加工孔の内径を測定する内径測定手段を備え、前記切込み制御手段が、前記内径測定手段により測定された前記加工孔の内径データに基づいて前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、前記研削量算出部により算出された前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、前記第１の切込み力と前記荒切込みステップから前記仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えていることを特徴としたものである。
【００１２】
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記補正制御部は、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を減少させるとともに前記切換時期を早くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正し、前記ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、前記研削量に応じて前記第１の切込み力を増加させるとともに前記切換時期を遅くするように前記第１の切込み力と前記切換時期とを補正することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願の請求項１に係るホーニング加工方法によれば、複数の加工孔を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径データに基づいて荒切込みステップ及び／又は仕上げ切込みステップにおけるホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出し、上記研削量に応じて、次の加工孔のホーニング加工における第１の切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正することにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させることができるとともに加工時間を短縮させることができる。
【００１４】
また、本願の請求項２の発明方法によれば、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、第１の切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くし、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、第１の切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい（切れ味が大きい）時は、第１の切込み力を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい（切れ味が小さい）時は、第１の切込み力を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
【００１５】
更に、本願の請求項３の発明方法によれば、エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する場合においても、シリンダボアの内周面の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００１６】
また更に、本願の請求項４に係るホーニング加工装置によれば、ホーニング砥石の切込みを制御する切込み制御手段が、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて第１の切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを補正する補正制御部とを備えていることにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
【００１７】
また更に、本願の請求項５の発明によれば、補正制御部は、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、第１の切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くし、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、第１の切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい（切れ味が大きい）時は、第１の切込み力を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい（切れ味が小さい）時は、第１の切込み力を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るホーニング加工装置の要部を模式的に示す説明図である。また、図２は、図１におけるＹ２−Ｙ２線に沿った断面説明図である。本実施形態に係るホーニング加工装置１は、図１に示すように上下方向に延び略円筒状に形成されるツール本体２と、該ツール本体２の下端部に連結されるホーニングヘッド３とを備えている。
【００１９】
上記ホーニング加工装置１では、ツール本体２の内部に該ツール本体２と同軸上に上下方向に延びるプッシュロッド４が配設され、プッシュロッド４の下端部には該プッシュロッド４の延長線方向に延びるテーパコーン５が連結されている。テーパコーン５は、ホーニングヘッド３内に配設された拡張プレート６を介して、ホーニングヘッド３に装着されたホーニング砥石７を、矢印Ａ１に示すようにホーニングヘッド３の径方向外方へ拡張させるように構成され、プッシュロッド４とテーパコーン５と拡張プレート６とによってホーニング砥石７をホーニングヘッド３の径方向外方へ拡張させるホーニング砥石拡張手段を構成している。
【００２０】
上記プッシュロッド４は、駆動手段（不図示）で矢印Ａ２の示すように上下方向へ移動可能に構成されており、プッシュロッド４が下方へ移動されると、テーパコーン５が下方へ移動され、拡張プレート６を介してホーニング砥石７がホーニングヘッド３の径方向外方へ拡張される。なお、ホーニング砥石７は、テーパコーン５が上方へ移動される際にはホーニングヘッド３の径方向内方へ移動するように構成されている。
【００２１】
図２に示すように、ホーニング砥石７は、ホーニングヘッド３の周縁部にそれぞれ９０度の等間隔で装着されており、４個のホーニング砥石７がホーニングヘッド３に配設されている。各ホーニング砥石７に対応して、ホーニングヘッド３には４個の拡張プレート６がそれぞれ９０度の等間隔で配設されている。なお、ホーニング砥石７は４個に限らず、６個又は８個であっても良い。
【００２２】
上記ホーニング加工装置１には、ツール本体２及びホーニングヘッド３を矢印Ａ３に示すように回転させる回転駆動手段（不図示）と、ツール本体２及びホーニングヘッド３の回転軸方向、すなわち矢印Ａ４に示すように上下方向に往復移動させる往復駆動手段（不図示）とが備えられ、上記回転駆動手段と上記往復駆動手段とはツール本体２に連結されている。
【００２３】
また、上記ホーニング加工装置１には、プッシュロッド４に付与される切込み力を測定する圧力センサ１５が該プッシュロッド４に連結されており、ホーニング加工時の切込み力を測定することができる。更に、ホーニング加工時に加工孔１１の内径を測定するエアーゲージ１６がホーニングヘッド３に配設されており、エアーゲージ１６はホーニングヘッド３の周縁部にそれぞれ９０度の等間隔で装着されている。なお、エアーゲージ１６は４個に限らず、２個を等間隔に装着したものでも良い。
【００２４】
本実施形態では、プッシュロッド４に圧力センサ１５が連結されているが、プッシュロッドに付与される切込み力を測定するその他の切込み力測定手段を用いることも可能である。また、エアーゲージ１６に換え、加工孔１１の内径を測定するその他の内径測定手段を使用することも可能である。
【００２５】
上記ホーニング加工装置１にはまた、設定された加工条件に基づいて、ホーニングヘッド３及びホーニング砥石７の回転運動と往復運動とを制御する制御ユニット（不図示）が備えられており、該制御ユニットは、ホーニング砥石拡張手段に所定の切込み力を付与しワーク１０の加工孔１１へのホーニング砥石７の切込みを制御する。
【００２６】
上記制御ユニットはまた、内径測定手段により測定された加工孔の内径データに基づいてホーニング砥石の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、上記研削量算出部により算出されたホーニング砥石の所定時間当たりの研削量に応じて、ホーニング砥石拡張手段に付与する切込み力を補正する補正制御部とを備えている。なお、上記制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００２７】
図１に示すように、例えばエンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアなど、ワーク１０の加工孔１１の内周面１２をホーニング加工する際には、先ずホーニングヘッド３に装着されたホーニング砥石７が加工孔１１内に挿入される。次に、駆動手段でプッシュロッド４に所定の切込み力が付与され、加工孔１１内においてホーニング砥石７がホーニングヘッド３の径方向外方へ拡張されることにより、ホーニング砥石７が加工孔１１の内周面１２に押し付けられる。
【００２８】
かかる状態において、ホーニング砥石７に上記回転駆動手段による回転運動と上記往復駆動手段による往復運動とが与えられ、加工孔１１の内周面１２がホーニング加工される。なお、ホーニング加工時には、研削油供給手段（不図示）によって研削油が供給されている。
【００２９】
次に、上記ホーニング加工装置１を用いて加工孔１１の内周面１２をホーニング加工する際の加工パターンについて説明する。
図３は、上記ホーニング加工装置を用いて加工する際の加工パターンを示す説明図である。図３では、加工孔の内径である加工径を横軸にとり、ホーニング砥石を拡張させるためにホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッドに付与される切込み力を縦軸にとって表示している。
【００３０】
加工孔１１の内周面１２をホーニング加工する際には、上述したように、先ずホーニングヘッド３に装着されたホーニング砥石７が加工孔１１内に挿入される。ホーニング砥石７が所定の加工位置まで挿入されると、切込み制御手段によりホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド４に切込み力が付与され、ホーニング砥石７が加工孔１１の内周面１２に向かって拡張される。図３に示すように、第１の切込み力Ｆ１まで切込み力が増大させられ、この切込み力の増大に伴って加工孔１１の内周面１２が前加工時の加工径Ｄ０から加工径Ｄ１まで加工される。
【００３１】
次に、第１の切込み力Ｆ１をプッシュロッド４に付与した状態でホーニング砥石７を加工孔１１の内周面１２に押し付け加工孔１１の内周面１２を荒研削する荒切込みステップＳ１が行われる。荒切込みステップＳ１は、予め設定された所定の加工径Ｄ２に達するまで行われる。なお、図３では、加工面の表面状態等によって切込み力Ｆ１がばらつきを有している。
【００３２】
荒切込みステップＳ１において所定の加工径Ｄ２まで加工されると、プッシュロッド４に付与される切込み力を一度減少させる。本実施形態では第１の切込み力Ｆ１から第３の切込み力Ｆ３まで切込み力を減少させる。この切込み力の減少に伴って加工孔１１の内周面１２が加工径Ｄ２から加工径Ｄ３まで加工される。
【００３３】
プッシュロッド４に付与される切込み力を一度減少させた後には、再び切込み力が増大させられ、第３の切込み力Ｆ３から第２の切込み力Ｆ２まで切込み力が増大させられる。加工孔１１の内周面１２は、この切込み力の増大に伴って加工径Ｄ３から加工径Ｄ４まで加工される。なお、第２の切込み力Ｆ２は、荒切込みステップＳ１における第１の切込み力Ｆ１より小さく設定されている。
【００３４】
次に、第２の切込み力Ｆ２をプッシュロッド４に付与した状態でホーニング砥石７を加工孔１１の内周面１２に押し付け加工孔１１の内周面１２を仕上げ研削する仕上げ切込みステップＳ２が行われる。仕上げ切込みステップＳ２は、予め設定された所定の加工径Ｄ５に達するまで行われる。
【００３５】
仕上げ切込みステップＳ２において所定の加工径Ｄ５まで加工されると、プッシュロッド４に付与される切込み力を減少させ、ホーニング砥石７をホーニングヘッド７の径方向内方へ縮小させる。この切込み力の減少に伴って加工孔１１の内周面１２が加工径Ｄ５から加工径Ｄ６まで加工される。そして、ホーニング砥石７が加工孔１１の内部から外部へ移動され、ホーニング加工が完了される。
【００３６】
このように荒切込みステップＳ１と仕上げ切込みステップＳ２とによって複数の加工孔の内周面を順次ホーニング加工する場合、切削加工や研削加工など前加工の加工面性状や加工時に使用する研削液等の影響を受けてホーニング砥石の切れ味が変化し、加工孔の加工精度や加工面性状の悪化あるいは加工時間の増大などの問題を引き起こし得るが、本実施形態では、ホーニング砥石の切れ味に応じて加工パターンを制御することでかかる問題を回避する。
【００３７】
図４及び図５は、上記ホーニング加工装置の作動パターンを示す制御フローチャートである。
上記ホーニング加工装置１では、複数の加工孔を順次ホーニング加工するに際し、先ず、荒切込みステップＳ１における第１の切込み力（以下、荒切込み力という）Ｆ１及び加工径（以下、荒加工径という）Ｄ２、仕上げ切込みステップＳ２における第２の切込み力（以下、仕上げ切込み力という）Ｆ２及び加工径（以下、仕上げ加工径という）Ｄ５など種々の加工条件が設定され、ホーニング加工が開始される（＃１）。
【００３８】
ホーニング砥石７が加工孔１１内に挿入され、設定された加工条件に基づいて切込み制御手段によりホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド４に切込み力が付与され、ホーニング砥石７が加工孔１１の内周面１２に向かって拡張される（＃２）。次に、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が、設定された荒切込み力Ｆ１に達したか否かが判定される（＃３）。
【００３９】
＃３においてホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が荒切込み力Ｆ１に達すると、荒切込み力Ｆ１がホーニング砥石拡張手段に付与された状態で荒切込みステップＳ１による荒研削が行われる（＃４）。この荒切込みステップＳ１による荒研削は、加工孔１１の内周面１２が、設定された荒加工径Ｄ２に達するまで行われる（＃５）。
【００４０】
＃５において加工孔１１の内径である加工径が荒加工径Ｄ２に達すると、荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２へ切り換えるためにホーニング砥石７の控え動作が行われる（＃６）。上述したように、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が第１の切込み力Ｆ１から第３の切込み力Ｆ３まで減少される。
【００４１】
＃７において再びホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が増大され、ホーニング砥石７がホーニングヘッドの径方向外方へ拡張される。そして、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が、設定された仕上げ切込み力Ｆ２に達したか否かが判定される（＃８）。
【００４２】
＃８においてホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が仕上げ切込み力Ｆ２に達すると、仕上げ切込み力Ｆ２がホーニング砥石拡張手段に付与された状態で仕上げ切込みステップＳ２による仕上げ研削が行われる（＃９）。この仕上げ切込みステップＳ２による仕上げ研削は、加工孔１１の内周面１２が、設定された仕上げ加工径Ｄ５に達するまで行われる（＃１０）。
【００４３】
＃１０において加工孔１１の内径である加工径が仕上げ加工径Ｄ５に達すると、ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が減少され、ホーニング砥石７がホーニングヘッド３の径方向内方へ縮小される（＃１１）。このホーニング砥石７の縮小に伴って加工孔１１の内周面１２は所定の加工径Ｄ６まで加工される。ホーニング砥石拡張手段に付与される切込み力が取り除かれると、ホーニング砥石７を加工孔の内部から外部へ移動して１つの加工孔のホーニング加工を完了する（＃１２）。
【００４４】
１つの加工孔のホーニング加工が完了すると、内径測定手段によって測定された内径データに基づいて所定時間当たりの研削量（以下、単位研削量という）が上記研削量算出部によって算出される（＃１３）。
【００４５】
次に、＃１４においてホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量であるか否かが判定され、ホーニング砥石７の切れ味が適正であるか否かが判定される。本実施形態では、荒切込みステップＳ１におけるホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量、具体的には加工径Ｄ１から加工径Ｄ２までホーニング加工する際の所定時間当たりの研削量を算出し、該研削量が所定範囲内であるか否かが判定される。
【００４６】
＃１４での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量である場合には、ホーニング砥石７の切れ味が適正であると判定し、次の加工孔のホーニング加工においては、前の加工孔のホーニング加工と同様の加工条件により加工が行われる。複数の加工孔１１を順次ホーニング加工する生産ラインにおいては、＃２０において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定される。＃２０での判定結果がＹＥＳの場合にはホーニング加工を終了する。一方、＃２０での判定結果がＮＯの場合、次の加工孔を＃１から＃１２に従ってホーニング加工する。
【００４７】
一方、＃１４での判定結果がＮＯの場合、すなわちホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量でない場合には、ホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量より大きいか否かが判定される（＃１５）。＃１５での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量より大きい場合には、ホーニング砥石７の切れ味が良すぎると判定し、次の加工孔のホーニング加工に際し、＃１６において予め設定された荒加工径Ｄ２を小さくするとともに、＃１７において予め設定された荒切込み力Ｆ１を低くするように上記補正制御部によって補正する。
【００４８】
そして、＃２０において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定され、＃２０での判定結果がＮＯの場合、次の加工孔１１が＃１から＃１２に従ってホーニング加工されるが、＃１７において補正された荒切込み力Ｆ１が、＃３における荒切込み力として用いられ、＃１６において補正された荒加工径Ｄ２が、＃５における荒加工径として用いられる。このようにホーニング砥石７の切れ味が良すぎる場合には、荒切込みステップＳ１における切込み力を低くするように補正し、荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２への切換時期を早くするように補正して、次の加工孔１１のホーニング加工が行われる。
【００４９】
一方、＃１５での判定結果がＮＯの場合、すなわちホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量より小さい場合には、ホーニング砥石７の切れ味が良くないと判定し、次の加工孔のホーニング加工に際し、＃１８において予め設定された荒加工径Ｄ２を大きくするとともに、＃１９において予め設定された荒切込み力Ｆ１を高くするように上記補正制御部によって補正する。
【００５０】
そして、＃２０において全ての加工孔のホーニング加工が完了したか否かが判定され、＃２０での判定結果がＮＯの場合、次の加工孔１１が＃１から＃１２に従ってホーニング加工されるが、＃１９において補正された荒切込み力Ｆ１が＃３における荒切込み力として用いられ、＃１８において補正された荒加工径Ｄ２が＃５における荒加工径として用いられる。このようにホーニング砥石７の切れ味が良くない場合には、荒切込みステップＳ１における切込み力を高くするように補正し、荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２への切換時期を遅くするように補正して、次の加工孔１１のホーニング加工が行われる。
【００５１】
このように、本実施形態では複数の加工孔を順次ホーニング加工する際に、加工孔の内径を測定する内径測定手段により測定された加工孔の内径データに基づいて荒切込みステップにおけるホーニング砥石の単位研削量を上記研削量算出部によって算出し、上記単位研削量に応じて、次の加工孔のホーニング加工における荒切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期、具体的には荒加工径とを上記補正制御部によって補正し、上記単位研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力を減少させるとともに上記切換時期を早くするように補正し、上記単位研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力を増加させるとともに上記切換時期を遅くするように補正する。
【００５２】
なお、ホーニング砥石７の単位研削量が所定研削量でない場合に補正される荒加工径及び荒切込み力は、予め設定された荒加工径及び荒切込み力に対し、それぞれ一定値だけ補正するように設定してもよく、あるいは上記単位研削量に応じて補正するようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態では、荒切込みステップＳ１におけるホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量に応じて、荒切込みステップＳ１の切込み力Ｆ１と荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２への切換時期、具体的には荒加工径Ｄ２とを補正しているが、仕上げ切込みステップＳ２におけるホーニング砥石の所定時間当たりの研削量、具体的には加工径Ｄ４から加工径Ｄ５までホーニング加工する際の所定時間当たりの研削量に応じて、上記切込み力Ｆ１と上記荒加工径Ｄ２とを補正するようにしてもよく、あるいは荒切込みステップＳ１及び仕上げ切込みステップＳ２におけるホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量に応じて上記切込み力Ｆ１と上記荒加工径Ｄ２とを補正するようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態に係るホーニング加工方法によれば、複数の加工孔１０を順次ホーニング加工する際に、加工孔１０の内径データに基づいて荒切込みステップＳ１及び／又は仕上げ切込みステップＳ２におけるホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量を算出し、上記研削量に応じて、次の加工孔１０のホーニング加工における荒切込み力Ｆ１と荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２への切換時期、具体的には荒加工径Ｄ２とを補正することにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
【００５５】
また、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力Ｆ１を減少させるとともに上記切換時期を早くし、具体的には荒加工径Ｄ２を小さくし、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力Ｆ１を増加させるとともに上記切換時期を遅くする、具体的には荒加工径Ｄ２を大きくするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい（切れ味が大きい）時は、荒切込み力Ｆ１を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい（切れ味が小さい）時は、荒切込み力Ｆ１を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石７の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
【００５６】
更に、エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する場合においても、シリンダボアの内周面の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００５７】
また更に、本実施形態に係るホーニング加工装置１によれば、ホーニング砥石７の切込みを制御する切込み制御手段が、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量を算出する研削量算出部と、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量に応じて荒切込み力Ｆ１と荒切込みステップＳ１から仕上げ切込みステップＳ２への切換時期、具体的には荒加工径Ｄ２とを補正するようにホーニング砥石拡張手段、具体的にはプッシュロッド４に付与する切込み力を制御する補正制御部とを備えていることにより、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップの切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期とを調整し、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができる。
【００５８】
また更に、補正制御部は、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい場合には、荒切込み力Ｆ１を減少させるとともに上記切換時期を早くし、具体的には荒加工径Ｄ２を小さくし、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい場合には、荒切込み力Ｆ１を増加させるとともに上記切換時期を遅くする、具体的には荒加工径Ｄ２を大きくするように補正するので、ホーニング砥石の切れ味に応じて、加工パターンを調整することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
すなわち、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より大きい（切れ味が大きい）時は、荒切込み力Ｆ１を減少させることで適切な研削量とし、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を早くすることで、加工面の表面粗さを小さくする仕上げ切込みステップを長くし、加工径精度と加工面性状の安定化を図ることができる。一方、ホーニング砥石７の所定時間当たりの研削量が所定研削量より小さい（切れ味が小さい）時は、荒切込み力Ｆ１を増加させることで研削量を増加させ、荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を遅くすることで、荒切込みステップを長くして加工時間の短縮を図ると共に、ホーニング砥石７の切れ味が小さい時は、加工面の表面粗さが小さいため、仕上げ切込みステップが短くても加工径精度と加工面性状の安定化を保つことができる。
【００５９】
なお、加工孔１０としてシリンダブロックに設けられたシリンダボアをホーニング加工する際に、シリンダボアにシリンダライナが挿入されている場合においても本実施形態に係るホーニング加工を適用することができ、シリンダライナの内周面をホーニング加工する際に上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
本実施形態では、ホーニング砥石の切れ味をホーニング砥石の所定時間当たりの研削量によって判定しているが、例えば加工面の表面粗さなどその他の判定基準を用いて、ホーニング砥石７の切れ味を判定することも可能であり、かかる場合においても、ホーニング砥石の切れ味に応じて、荒切込みステップにおける切込み力と荒切込みステップから仕上げ切込みステップへの切換時期を補正することで、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態では、ホーニング砥石の所定時間当たりの研削量の判定により、荒切込み力Ｆ１を調整しているが、荒切込み力Ｆ１と仕上げ切込み力Ｆ２との両方を同様に調整するようにしてもよい。
【００６１】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、加工孔の内径及び加工面性状を安定化させるとともに加工時間を短縮させることができるホーニング加工方法及びその装置であり、例えばエンジンのシリンダブロックに設けられるシリンダボアなど、円筒内面をホーニング加工する際に好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るホーニング加工装置の要部を模式的に示す説明図である。
【図２】図１におけるＹ２−Ｙ２線に沿った断面説明図である。
【図３】上記ホーニング加工装置を用いて加工する際の加工パターンを示す説明図である。
【図４】上記ホーニング加工装置の作動パターンを示す制御フローチャートである。
【図５】上記ホーニング加工装置の作動パターンを示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１  ホーニング加工装置
３  ホーニングヘッド
４  プッシュロッド
５  テーパコーン
６  拡張プレート
７  ホーニング砥石
１０  ワーク
１１  加工孔
１２  内周面
１５  圧力センサ
１６  エアーゲージ
Ｓ１  荒切込みステップ
Ｓ２  仕上げ切込みステップ
Ｆ１〜Ｆ３  切込み力
Ｄ０〜Ｄ６  加工径
【図１】
2007283472.tif 000003
【図２】
2007283472.tif 000004
【図３】
2007283472.tif 000005
【図４】
2007283472.tif 000006
【図５】
2007283472.tif 000007