(57)【要約】【課題】各加工条件におけるボアの面性状及び形状精度の評価結果が高い信頼性を有するホーニング加工方法の提供。【解決手段】シリンダブロック（Ｗ１）のボア（Ｗ１ａ）の内周面（Ｗ１ｂ）のホーニング加工方法である。ボア（Ｗ１ａ）の内周面（Ｗ１ｂ）が所定の平行度（Ｈ２）と面粗度（ＳＨ〜ＳＬ）を有するように加工できる複数の加工条件（Ｓ３１〜Ｓ３５）について確認する（Ｓ１）。また、テストピースとしてのシリンダブロック（Ｗ１）をホーニング加工機（１０）に固定する（Ｓ２）。さらに、最小取代にて、複数の加工条件（Ｓ３１〜Ｓ３５）で、ボア（Ｗ１ａ）の内周面（Ｗ１ｂ）を複数回加工する（Ｓ３）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのボアの内周面のホーニング加工方法であって、
前記ボアの前記内周面が所定の平行度と面粗度を有するように加工できる複数の加工条件について確認する工程と、
前記シリンダブロックをホーニング加工機に固定する工程と、
最小取代にて、前記複数の加工条件で、前記ボアの前記内周面を複数回加工する工程と、を含む
ホーニング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーニング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、シリンダブロックのボアの内周面の面性状及び形状精度を整えるため、ホーニング加工方法が幅広く利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テストピースとしての複数のシリンダブロックに対してそれぞれ異なる加工条件でホーニング加工を行い、それぞれのボアの形状精度を評価することによって、量産において好ましい加工条件を探索する。このような各加工条件におけるボアの面性状及び形状精度の評価結果の信頼性には改善の余地が有る。
【０００５】
本発明は、各加工条件におけるボアの面性状及び形状精度の評価結果が高い信頼性を有するホーニング加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるホーニング加工方法は、
シリンダブロックのボアの内周面のホーニング加工方法であって、
前記ボアの前記内周面が所定の平行度と面粗度を有するように加工できる複数の加工条件について確認する工程と、
前記シリンダブロックをホーニング加工機に固定する工程と、
最小取代にて、前記複数の加工条件で、前記ボアの前記内周面を複数回加工する工程と、を含む。
【０００７】
このような構成によれば、１つのテストピースを１回チャックした状態で、複数の加工条件についてボアの面性状及び形状精度を評価することができる。したがって、テストピースをホーニング加工機に固定することによるテストピースの位置のズレや、テストピース固有のバラツキを抑制することができ、信頼性の高い評価結果を得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各加工条件におけるボアの面性状及び形状精度の評価結果が高い信頼性を有するホーニング加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかるホーニング加工方法のフローチャートである。
【図２】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程のフローチャートである。
【図３】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程のフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程のフローチャートである。
【図５】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の一部切欠断面図である。
【図６】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の一部切欠断面図である。
【図７】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の一部切欠断面図である。
【図８】実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の加工条件を示す模式図である。
【図９】停止時間に対する平行度を示すグラフである。
【図１０】拡張圧に対する面粗度を示すグラフである。
【図１１】取代に対する面粗度を示すグラフである。
【図１２】シリンダブロックのボアの斜視図である。
【図１３】シリンダブロックのボア一端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１〜図４を参照しつつ、図５〜図１３を用いて実施の形態１にかかるホーニング加工方法について説明する。図１は、実施の形態１にかかるホーニング加工方法のフローチャートである。図２〜図４は、実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程のフローチャートである。図５〜図７は、実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の一部切欠断面図である。図８は、実施の形態１にかかるホーニング加工方法の一工程の加工条件を示す模式図である。図９は、停止時間に対する平行度を示すグラフである。図１０は、拡張圧に対する面粗度を示すグラフである。図１１は、取代に対する面粗度を示すグラフである。図１２は、シリンダブロックのボアの斜視図である。図１３は、シリンダブロックのボア一端部の断面図である。
【００１１】
実施の形態１にかかるホーニング加工方法では、例えば、ホーニング加工機１０を使用する。図５に示すように、ホーニング加工機１０は、ベース１と、ロッド２と、ホーニングヘッド３と、荒加工用砥石４と、チャック部５とを含む。
【００１２】
ベース１は、少なくとも一方向（ここでは、Ｚ軸方向）に往復可能に支持される板状体である。ロッド２は、ベース１の主面から突き出るように回転可能に設置される。ホーニングヘッド３は、ロッド２の先端に支持され、荒加工用砥石４は、ホーニングヘッド３の外周面に保持される。チャック部５は、ベース１の主面から離れた位置に設置されている。チャック部５は、ワークＷ１をチャックすることによって、所定の位置に固定する。
【００１３】
なお、ホーニング加工機１０は、荒加工用砥石４の代わりに仕上加工用砥石２４（図６参照）をホーニングヘッド３に保持させてもよい。また、ホーニング加工機１０は、ベース１、ロッド２、ホーニングヘッド３及び荒加工用砥石４の代わりに、図７に示すように、ベース３１、ロッド３２、ホーニングヘッド３３及びバリ取り用砥石３４を有してもよい。また、ホーニング加工中においてクーラントを用いてワークＷ１を冷却する。クーラントとしては、例えば、水溶性クーラントを使用することができる。
【００１４】
まず、複数の加工条件について確認する（加工条件確認工程Ｓ１）。例えば、複数回加工工程Ｓ３における第１加工条件工程Ｓ３１（後述）〜第５加工条件工程Ｓ３５（後述）の仕上加工工程の加工条件について確認する。加工条件は、例えば、停止時間、拡張圧、などが挙げられる。これらの加工条件は、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂが所定の形状精度及び面性状を有するように、設定される。
ここで、図８に示すように、停止時間は、ホーニングヘッド３がボアＷ１ａを一旦貫通した後で、停止する時間の長さである。拡張圧は、ホーニングヘッド３がボアＷ１ａの内径を拡張するために、ホーニングヘッド３をボアＷ１ａに押し込む圧力である。
【００１５】
続いて、テストピースとしてのワークＷ１をチャック部５にチャックさせて、ホーニング加工機１０に固定する（テストピース固定工程Ｓ２）。ワークＷ１は、少なくとも１つのボアＷ１ａを有する被加工物であり、例えば、シリンダブロックである。ボアＷ１ａは、円形状の断面形状を有する孔である。ボアＷ１ａの内周面は、ホーニング加工を施されることで、所定の面性状及び形状精度を有する。形状精度は、例えば、平行度であり、面性状は、例えば、面粗度である。
【００１６】
最後に、各加工条件のホーニング加工をそれぞれ行う（複数回加工工程Ｓ３）。ここでは、第１加工条件工程Ｓ３１〜第５加工条件工程Ｓ３５を、この順に、計５つの加工条件で、ホーニング加工を行う。
【００１７】
第１加工条件工程Ｓ３１の詳細について説明する。
まず、荒加工用砥石４（図５参照）を用いて、ボアＷ１ａについて荒加工を行う（荒加工工程Ｓ３１１）。ここでは、取代はＡＬ、面粗度は所定の範囲の面粗度Ｒ１とした。荒加工工程Ｓ３１１が完了すると、ボアＷ１ａの内径は、取代ＡＬだけ拡大し、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂは、面粗度Ｒ１を有する。
【００１８】
続いて、仕上加工用砥石２４（図６参照）を用いて、ボアＷ１ａについて仕上加工を行う（仕上加工工程Ｓ３１２）。ここでは、取代はＭ２、平行度はＨ２、面粗度は所定の範囲の面粗度Ｒ２とした。仕上加工工程Ｓ３１２が完了すると、ボアＷ１ａの内径は、取代ＡＨだけ拡大する。取代ＡＨは、取代ＡＬと比較して小さい傾向にある。ここで、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂは平行度Ｈ２及び面粗度Ｒ２を有する。ここでの内周面Ｗ１ｂは、次工程のバリ取り加工工程Ｓ３１３で加工される被加工面Ｐ０（図１２及び図１３参照）とする。面粗度Ｒ２の最大値は面粗度Ｒ１の最大値と比較して低く、面粗度Ｒ２の最小値は面粗度Ｒ１の最小値と比較して低い。仕上加工工程Ｓ３１２では、加工条件確認工程Ｓ１で確認した複数の加工条件で、所定の加工が行なわれる。
【００１９】
続いて、バリ取り用砥石３４（図７参照）を用いて、ボアＷ１ａについてバリ取り加工を行う（バリ取り加工工程Ｓ３１３）。すると、図１２及び図１３に示すように、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂにおいて、被加工面Ｐ０の大部分が削られて、加工面Ｐ１が形成される。ここで、ボアＷ１ａの内径が幅ｔ１分拡大する。
【００２０】
続いて、第２加工条件工程Ｓ３２では、仕上加工用砥石２４（図６参照）を用いて、ボアＷ１ａについて仕上加工を行う（仕上加工工程Ｓ３２１）。仕上加工工程Ｓ３２１の加工条件は、仕上加工工程Ｓ３１２の完了後と同様に、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂが平行度Ｈ２及び面粗度Ｒ２を有するように、設定される。ここでの取代は最小取代とした。最小取代は、ホーニングヘッド３がボアＷ１ａを一往復したときのボアの内径の拡大幅である。
【００２１】
続いて、バリ取り用砥石３４を用いて、ボアＷ１ａについてバリ取り加工を行う（バリ取り加工工程Ｓ３２２）。詳細には、ボアＷ１ａの下端Ｗ１ｃ近傍における加工面Ｐ１の一部を加工することなく残存させつつ、加工する。このバリ取り加工工程は、第１加工条件工程Ｓ３１のバリ取り加工工程Ｓ３１３の加工条件と異なる加工条件で行う。すると、図１２及び図１３に示すように、ボアＷ１ａの内周面Ｗ１ｂにおいて、加工面Ｐ１の大部分が削られて、加工面Ｐ２が形成される。ここで、ボアＷ１ａの内径が幅ｔ２分拡大する。
【００２２】
続いて、第３加工条件工程Ｓ３３〜第５加工条件工程Ｓ３５では、第２加工条件工程Ｓ３２と同様に、仕上加工工程、バリ取り加工工程を、この順に行う。詳細には、ボアＷ１ａの下端Ｗ１ｃ近傍における加工面Ｐ１、Ｐ２を加工することなく残存させつつ、加工し、加工面Ｐ３〜Ｐ５を形成する。第３加工条件工程Ｓ３３〜第５加工条件工程Ｓ３５を実施すると、ボアＷ１ａの下端Ｗ１ｃ近傍における加工面Ｐ１、Ｐ２が残存したまま、加工面Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５がそれぞれ形成される。ワークＷ１のボアＷ１ａは、加工面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を有する。
【００２３】
ここで、第１加工条件工程Ｓ３１〜第５加工条件工程Ｓ３５のバリ取り加工工程について説明する。第１加工条件工程Ｓ３１〜第５加工条件工程Ｓ３５のバリ取り加工工程では、停止時間、拡張圧などの加工条件が異なる。
【００２４】
具体的には、図９に示すように、停止時間をＴ１、Ｔ２、Ｔ３と増加させると、ボアＷ１ａの平行度が変化する。
例えば、停止時間Ｔ１では、ボアＷ１ａの形状は、ボアのモデルＭ１の形状と同様に、下すぼみとなり、停止時間Ｔ１でのボアＷ１ａの平行度は、所定の平行度Ｈ１よりも大きい。
また、停止時間Ｔ３では、ボアＷ１ａの形状は、ボアのモデルＭ３の形状と同様に、末広がりとなる。停止時間Ｔ３でのボアＷ１ａの平行度は、停止時間Ｔ１でのボアＷ１ａの平行度と同様に、所定の平行度Ｈ１よりも大きい。
一方、停止時間Ｔ２では、ボアＷ１ａの形状は、ボアのモデルＭ２の形状と同様に、平行となる。停止時間Ｔ２でのボアＷ１ａの平行度は、所定の平行度Ｈ１よりも小さく、停止時間Ｔ１及びＴ３でのボアＷ１ａの平行度と比較して小さい。
ここでは、停止時間Ｔ２が停止時間Ｔ１及びＴ３と比較して、加工条件としてより好ましいと考えられる。
【００２５】
また、具体的には、図１０に示すように、拡張圧を変化させると、面粗度が変化する。
例えば、拡張圧Ｋ１では、面粗度は所定の値ＲＬよりも低く、所定の範囲内に収まる。拡張圧Ｋ２では、面粗度は、所定の値ＲＬ以上、ＲＨ以下であり、拡張圧Ｋ１での面粗度と比較して高い。拡張圧Ｋ３では、面粗度は、所定の値ＲＨよりも高く、拡張圧Ｋ２での面粗度と比較して高い。
ここでは、面粗度が所定の値ＲＬ以上、ＲＨ以下であることが好ましいとされている。そのため、拡張圧Ｋ１が拡張圧Ｋ２及びＫ３と比較して、加工条件としてより好ましいと考えられる。
【００２６】
ここで、最小取代の決定方法について説明する。具体的には、図１１に示すように、最小取代をＡ１、Ａ２、Ａ３と増加させると、面粗度が変化する。
例えば、取代Ａ１以下では、面粗度が所定のＲＬ以下である一方で、取代Ａ２を超えると、面粗度が所定のＲＬ以上となりつつ、所定の値ＲＨを下回る。
ここでは、面粗度が所定の値ＲＬ以上、ＲＨ以下でありつつ、取代の大きさも小さいことが好ましいとされている。そのため、取代Ａ２が取代Ａ１及びＡ３と比較して好ましく、最小取代は取代Ａ２である。
【００２７】
加工面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、それぞれ第１加工条件工程Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５により形成されている。加工面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の面性状及び形状精度を評価することで、第１加工条件工程Ｓ３１、第２加工条件工程Ｓ３２、第３加工条件工程Ｓ３３、第４加工条件工程Ｓ３４、第５加工条件工程Ｓ３５、具体的には、これらのバリ取り加工工程のうちどれが加工条件として好ましいかを判断することができる。また、バリ取り用砥石３４（図７参照）の切れ味を確認することができる。
【００２８】
以上、実施の形態１によれば、１つのテストピースを１回チャックした状態で、複数の加工条件による複数の加工面を形成させる。これらの加工面について、ボアの面性状及び形状精度を評価することができる。したがって、テストピースをホーニング加工機に固定するときのテストピースの位置のズレや、テストピース固有のバラツキを抑制することができ、信頼性の高い評価結果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ホーニング加工機
Ｓ１  加工条件確認工程                    Ｓ２  テストピース固定工程
Ｓ３  複数回加工工程
Ｓ３１〜Ｓ３５  加工条件工程
Ｗ１  ワーク
Ｗ１ａ  ボア                              Ｗ１ｂ  内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016132062.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016132062.tif 000011
【図１０】
2016132062.tif 000012
【図１１】
2016132062.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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