专利名称：珩磨装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种具有对形成于エ件的圆筒内表面进行磨削的旋转工具和向圆筒内表面引导旋转工具的工具引导件的珩磨装置。
背景技术：
在发动机的汽缸体内形成有滑动自如地容纳活塞的汽缸筒(シリンダボァ)。在该汽缸筒的内表面，利用具有珩磨磨石的旋转工具实施珩磨加工。但是，珩磨磨石一旦发生堵塞或磨粒溃落等，就不能适当地磨削汽缸筒，就会使汽缸筒的加工精度降低。为了维持汽缸筒的加工精度，需要使用工具等定期地进行珩磨磨石的修整，而定期地进行这种修整作业变成了使作业成本增加的主要原因。 于是，提出了一种珩磨装置，该珩磨装置设计为采用金属结合剂磨石作为珩磨磨石，并且，在引导旋转工具的珩磨引导件上安装有电极(例如，參照专利文献I)。根据该珩磨装置，能够在旋转工具通过珩磨引导件时，通过对金属结合剂磨石实施电解来进行修整，从而能够简化修整作业。专利文献专利文献I :日本特开2007-260816号公报另外，在旋转工具上安装有引导部件，当将旋转工具插入珩磨引导件的引导孔吋，引导部件就会与引导孔的内周面滑接。但是，为了对金属结合剂磨石实施电解修整，就需要对与引导孔滑接的引导部件绝缘，因此，使用陶瓷等绝缘材料来形成引导部件。但是，使用耐久性低的陶瓷材料等形成与珩磨引导件滑接的引导部件是导致引导部件磨损的要因。由于这种引导部件的磨损会加快引导部件的更换周期，因此变成了使珩磨装置的运行成本増加的要因。另外，由于引导部件的磨损会污染电解修整时所供给的冷却剂，因此，变成了加快冷却剂的更换周期而使运行成本増加的要因。
发明内容
本发明的目的在于使具有实施电解修整的旋转工具的珩磨装置的运行成本降低。本发明的珩磨装置包括对形成于エ件的圆筒内表面进行磨削的旋转工具，和配置于所述エ件的一端侧且具有向所述圆筒内表面引导所述旋转工具的引导孔的工具引导件，所述 行磨装置还包括引导部件，该引导部件设于所述旋转工具的外周部，且具有与所述引导孔滑接的滑接面；导电性磨石，该导电性磨石设于所述旋转工具的外周部，且具有磨削所述圆筒内表面的磨削面；电极部件，该电极部件设于所述工具引导件的所述引导孔，并在所述旋转工具通过所述引导孔时与所述导电性磨石的所述磨削面相对；以及电解修整単元，在所述旋转工具通过所述引导孔时，该电解修整単元向所述导电性磨石和所述电极部件施加电压，其中所述引导部件包括设于所述旋转工具的外周部的基础部件和设于所述基础部件并构成所述滑接面的滑接部件，所述基础部件由绝缘性比所述滑接部件好的材料形成，所述滑接部件由耐磨损性比所述基础部件好的材料形成。在本发明的珩磨装置中，所述基础部件可以由陶瓷材料形成。在本发明的珩磨装置中，所述滑接部件可以由超硬合金材料形成。在本发明的珩磨装置中，在所述引导部件的所述滑接面，可以开设有引导测量加エ直径用的空气的空气流路。本发明的珩磨装置包括对形成于エ件的圆筒内表面进行磨削的旋转工具，和配置 于所述エ件的一端侧且具有向所述圆筒内表面引导所述旋转工具的引导孔的工具引导件，所述 行磨装置还包括引导部件，该引导部件设于所述旋转工具的外周部，且具有与所述引导孔滑接的滑接面；导电性磨石，该导电性磨石设于所述旋转工具的外周部，且具有磨削所述圆筒内表面的磨削面；电极部件，该电极部件设于所述工具引导件的所述引导孔，并在所述旋转工具通过所述引导孔时与所述导电性磨石的所述磨削面相对；以及电解修整単元，在所述旋转工具通过所述引导孔时，该电解修整単元向所述导电性磨石和所述电极部件施加电压，其中所述引导部件包括设于所述旋转工具的外周部并具有绝缘层部的基础部件，和设于所述基础部件并构成所述滑接面的滑接部件，所述绝缘层部由绝缘性比所述滑接部件好的材料形成，所述滑接部件由耐磨损性比所述绝缘层部好的材料形成。在本发明的珩磨装置中，所述绝缘层部可以由陶瓷材料形成。在本发明的珩磨装置中，所述滑接部件可以由超硬合金材料形成。在本发明的珩磨装置中，在所述引导部件的所述滑接面，可以开设有引导测量加エ直径用的空气的空气流路。根据本发明，因为设于旋转工具的引导部件由具有绝缘性的基础部件和具有耐磨损性的滑接部件构成，所以不仅能够对导电性磨石进行电解修整，还能够抑制引导部件的磨损。由此，能够延长引导部件的更换周期，因此，能够抑制珩磨装置的运行成本。另外，由于引导部件的磨损受到抑制，因此，能够防止电解修整时及珩磨加工时所供给的冷却液的污染。由此，能够延长冷却液的更换周期，从而能够抑制珩磨装置的运行成本。
图I是表示本发明的ー实施方式的珩磨装置的示意图。图2(a)及图2(b)是表示珩磨装置的动作过程的说明图。图3是从图I的箭头A方向表示旋转工具的仰视图。图4(a)是沿着图3的Α_Α线表示旋转工具的剖视图，图4(b)是沿着图3的B线表示旋转工具的一部分的剖视图。图5是表示工具引导件的构造的剖视图。图6是表示旋转工具插入到工具引导件的状态的剖视图。图7是表示珩磨加工的执行步骤的时间图。图8是沿着图2(a)的A_A线表示旋转工具及工具引导件的剖视图。图9是沿着图2(a)的B_B线表示旋转工具及汽缸体的剖视图。图10是表示本发明的其它的实施方式的珩磨装置所具备的旋转工具的仰视图。
符号说明10珩磨装置11、12珩磨磨石(导电性磨石)I la、12a 磨削面13旋转工具17a内表面(圆筒内表面)18汽缸体(エ件)19引导孔20工具引导件21工具主体(旋转工具)40引导部件40a滑接面41基础部件41b第二基础部(绝缘层部)42滑接部件43空气流路44修整控制部(电解修整単元)52电极套(电极部件)60旋转工具
具体实施例方式以下，根据附图详细地说明本发明的实施方式。图I是表示本发明的ー实施方式的珩磨装置10的示意图。另外，图2(a)及图2(b)是表示珩磨装置10的动作过程的说明图。如图I所示，珩磨装置10具备在外周部设置有多个珩磨磨石11、12的旋转工具13、驱动该旋转工具13的驱动单元14和对驱动单元14输出控制信号等的控制单元15。在驱动单元14中组装有未图示的电动机或致动器等,可以通过驱动单元14使旋转工具13向箭头α方向旋转，并且，可以通过驱动单元14使旋转工具13沿箭头β方向上下移动。另外，在珩磨装置10的加工台16上装载有具备汽缸筒17的汽缸体(エ件)18。另外，珩磨装置10具有具备引导孔19的工具引导件20，工具引导件20设置于汽缸体18的上端侧(一端侧)。另外，向汽缸筒17引导旋转工具13的工具引导件20以引导孔19和汽缸筒17的中心位置一致的方式设置。如图2(a)所示，当实施珩磨加工时，首先，使旋转工具13朝向工具引导件20下降移动，将旋转工具13插入工具引导件20的引导孔19。这样，通过将旋转工具13插入工具引导件20，能够使汽缸筒17的中心位置和旋转工具13的中心位置一致。接着，如图2(b)所示，利用工具引导件20定位的旋转工具13被插入到汽缸体18的汽缸筒17内。而且，旋转工具13 —边进行旋转运动及上下运动，一边磨削汽缸筒17的内表面(圆筒内表面)17a，直至达到规定尺寸。图3是从图I的箭头A方向表不旋转工具13的仰视图。另外，图4(a)是沿着图3的A-A线表示旋转工具13的剖视图，图4(b)是沿着图3的B线表示旋转工具13的一部分的剖视图。如图3及图4(a)所示，旋转工具13具有与驱动单元14连接的工具主体21，在该工具主体21上形成向径向延伸的多个凹槽22。在这些凹槽22中交替容纳有能够沿工具主体21的径向自由移动的第一扩张部(第I拡張コマ)23和第二扩张部(第2拡張コマ)24，其中，第一扩张部23固定有具备粗加工用的磨削面Ila的珩磨磨石(导电性磨石)11，第二扩张部24固定有具备精加工用的磨削面12a的珩磨磨石(导电性磨石)12。另夕卜，珩磨磨石11、12由将例如金刚石、cBN(立方氮化硼)、氧化铝、碳化硅、ニ氧化硅等的磨 粒用以青铜、铸铁等为主成分的结合剂材料结合而成的所谓金属结合剂磨石构成。另外，在工具主体21的中心部形成有轴向贯通的杆容纳孔21a。在该杆容纳孔21a内，沿轴向移动自如地容纳有中空构造的第一扩张杆25，并沿轴向移动自如地容纳有位于第一扩张杆25的内侧的第二扩张杆26。在第一扩张杆25上形成有两个锥部27，这些锥部27的圆锥面27a和第一扩张部23的倾斜面23a对向配置。同样地，在第二扩张杆26上形成有两个锥部28，这些锥部28的圆锥面28a和第二扩张部24的倾斜面24a对向配置。另夕卜，在第一扩张杆25上安装有复位弹簧30，第一扩张杆25由于该复位弹簧30的弹カ而被向上方施力。同样，在第二扩张杆26上安装有复位弹簧31，第二扩张杆26由于该复位弹簧31的弹カ而被向上方施力。另外，在第一扩张部23和第二扩张部24的外周面上形成有两个容纳槽32，在这些容纳槽32内安装有向径向内侧挤压第一扩张部23及第ニ扩张部24的弹簧箍33。在这种旋转工具13中，通过利用驱动单元14向下方压入第一扩张杆25，来使推力从第一扩张杆25经由圆锥面27a及倾斜面23a传递到第一扩张部23，从而将第一扩张部23挤出到径向外侧的扩大位置。然后，通过解除第一扩张杆25的压入，来使第一扩张杆25利用复位弹簧30的作用而上升，从而将第一扩张部23通过弹簧箍33拉入到径向内侧的缩小位置。同样地，通过利用驱动单元14向下方压入第二扩张杆26，来使推力从第二扩张杆26经由圆锥面28a及倾斜面24a传递到第二扩张部24，从而将第二扩张部24挤出到径向外侧的扩大位置。然后，通过解除第二扩张杆26的压入，来使第二扩张杆26利用复位弹簧31的作用而上升，从而将第二扩张部24通过弹簧箍33拉入到径向内侧的缩小位置。另外，如图3及图4(b)所示，在构成旋转工具13的工具主体21的外周部，沿周向空出规定间隔以固定六个引导部件40。在使第一扩张部23及第ニ扩张部24向扩大位置移动时，引导部件40的滑接面40a以比珩磨磨石11、12的磨削面11a、12a更加靠近径向内侧的方式设置。另ー方面，在使第一扩张部23及第ニ扩张部24向縮小位置移动时，引导部件40的滑接面40a以比珩磨磨石11、12的磨削面11a、12a更加靠近径向外侧的方式设置。另夕卜，各引导部件40由固定于工具主体21的基础部件41和固定于基础部件41的滑接部件42构成。基础部件41由绝缘性比滑接部件42好的材料形成，滑接部件42由耐磨损性比基础部件41好的材料形成。作为基础部件41的材料，例如可以使用作为陶瓷材料的氧化铝(氧化铝、Al2O3)或塞隆(Si-Al-O-N系化合物)等。另外，作为滑接部件42的材料，例如可以使用超硬合金材料。另外，作为超硬合金材料，例如可以使用K10(日本エ业规格)，当然，也可以使用其它的超硬合金材料。另外，在六个弓I导部件40中，在两个弓I导部件40上形成有在滑接面40a开ロ的空气流路43。该空气流路43连接有未图示的气动测微计，能够测定引导部件40的滑接面40a和汽缸筒17的内表面17a的间隙尺寸。另外，所谓气动测微计是检测从定压装置经过空气流路43向汽缸筒17吹送的測量加工直径用的空气的压力、流量、流速的变化，井根据该空气的压力及流量等的变化来測定引导部件40和汽缸筒17的间隙尺寸的測量装置。通过将该气动测微计与空气流路43连接，可以ー边确认因磨削而扩大的汽缸筒17的内径尺寸，一边对汽缸筒17实施珩磨加工。另外，如图I所示，为了进行珩磨磨石11、12的修整(突出新磨粒)，在控制单元15中组装有修整控制部44。而且，从修整控制部44延伸的负极端子45与工具引导件20连接， 另ー方面，从修整控制部44延伸的正极端子46经由驱动单元14与旋转工具13连接。在此，图5是表示工具引导件20的构造的剖视图，图6是表示旋转工具13插入到工具引导件20的状态的剖视图。如图5及图6所示，工具引导件20具有由支承部件50支承的圆筒形状的引导件主体51，在引导件主体51的内侧安装有圆筒形状的电极套(电极部件)52。另夕卜，在引导件主体51和电极套52之间插入有绝缘套53，在电极套52上连接有从修整控制部44延伸的负极端子45。另外，在支承部件50及引导件主体51上形成有冷却液流路54、55，作为导电性磨削液的冷却液被从修整控制部44经由这些冷却液流路54、55供给到工具引导件20内。另外，在与汽缸体18相対的引导件主体51的下端部安装有防蚀电极56，在该防蚀电极56上连接有从修整控制部44延伸的未图示的正极端子。接着，对珩磨加工的执行步骤进行说明。在此，图7为表示珩磨加工的执行步骤的时间图。另外，图8为沿着图2(a)的A-A线表示旋转工具13及工具引导件20的剖视图，图9为沿着图2(a)的B-B线表示旋转工具13及汽缸体18的剖视图。如图7所示，只要旋转工具13下降移动并插入到工具引导件20，就会在珩磨磨石11、12和电极套52相対的下降过程中执行电解修整。在这种电解修整中，作为电解修整单元发挥功能的修整控制部44向工具引导件20内供给冷却液，并在电极套52和珩磨磨石11、12之间施加脉冲电压。由此，能够通过电解除去珩磨磨石11、12的结合剂材料，从而能够修整珩磨磨石11、12。在此，如图8所示，当旋转工具13在工具引导件20内下降移动时，珩磨磨石11、12会被拉入到縮小位置，变为引导部件40的滑接面40a与电极套52的电极面52a滑接的状态。这样，在旋转工具13通过工具引导件20时，引导部件40就会与电极套52滑接，而该引导部件40的滑接面40a通过由超硬合金材料等形成的滑接部件42构成。这样，由于滑接面40a由超硬合金材料等构成，因此，能够抑制引导部件40的磨损，从而能够适当地执行电解修整。即，为了适当地执行电解修整，需要通过对珩磨磨石11、12的磨削面I la、12a和电极套52的电极面52a的间隙进行管理，来抑制各珩磨磨石11、12的修整状况的偏差。于是，如图8的扩大部分所示，通过使引导部件40的滑接面40a与电极套52的电极面52a接触，来使珩磨磨石11、12和电极套52的间隔保持一定。这样，因为能够抑制控制电极间缝隙的引导部件40的磨损，因此，能够抑制各珩磨磨石11、12的修整状况的偏差。另外，在工具主体21和滑接部件42之间，夹装有由具有绝缘性的陶瓷材料等形成的基础部件41，使得电解修整用的电流不会从滑接部件42流向工具主体21。基础部件41和滑接部件42可以通过本领域已知的任何常规手段进行固定，例如通过粘合剂(诸如ナガセヶムテックス株式会社的 EPOXY RESIN XD911)固定。接着，如图7所示，只要旋转工具13下降移动到汽缸筒17内，旋转工具13就会开始旋转运动及上下运动，并且，第一扩张部23就会被向扩大位置挤出。而且，粗加工用的珩磨磨石11的珩磨加工连续进行，直到汽缸筒17的内径尺寸达到规定值。之后，珩磨磨石11的珩磨加工ー结束，第一扩张部23会被拉入到缩小位置，而第二扩张部24会被向扩大位置挤出。然后，精加工用的珩磨磨石12的珩磨加工连续进行，直到汽缸筒17的内径尺寸达到规定值。然后，在珩磨加工结束且旋转工具13上升移动时，就会如上述那样再次对旋转エ具13实施电解修整。在这种珩磨加工中，由于在旋转工具13通过工具引导件20时也抑制了引导部件 40的磨损，因此，能够高精度地执行珩磨加工。即，如图9中箭头α所示，在珩磨加工中，通过从引导部件40的空气流路43对汽缸筒17的内表面17a和引导部件40的滑接面40a之间的间隙吹送空气(測量加工直径用的空气)，能够测量汽缸筒17和引导部件40的间隙尺寸。而且，控制単元15的珩磨控制部57会根据汽缸筒17和引导部件40的间隙尺寸和从旋转工具13的中心轴到引导部件40的滑接面40a的距离尺寸，来计算珩磨加工中的汽缸筒17的内径尺寸。因此，在从旋转工具13的中心轴到引导部件40的滑接面40a的距离尺寸由于引导部件40磨损而产生偏差的情况下，汽缸筒17的内径尺寸的计算精度会降低。但是，由于引导部件40的磨损受到抑制，因此，能够提高汽缸筒17的内径尺寸的计算精度，从而能够高精度地执行珩磨加工。至此，如已说明的那样，通过利用具有绝缘性的基础部件41、具有耐磨损性的滑接部件42构成设于旋转工具13的引导部件40，不仅能够对珩磨磨石11、12进行电解修整，还能够抑制引导部件40的磨损。由此，能够延长引导部件40的更换周期，因此，能够抑制珩磨装置10的运行成本。另外，由于能够抑制引导部件40的磨损，因此，能够防止电解修整时及珩磨加工时供给的冷却液的污染。由此，能够延长冷却液的更换周期，因此，能够抑制珩磨装置10的运行成本。另外，由于能够抑制引导部件40的磨损，因此，如上所述，能够抑制各珩磨磨石11、12的修整状况的偏差，从而能够高精度地执行珩磨加工。另外，虽然在上述的说明中，通过ー个构成单元构成引导部件40的基础部件41，但不限于此，也可以通过由多个构成単元形成的基础部件41来构成引导部件40。在此，图10是表示本发明的其它的实施方式的珩磨装置所具备的旋转工具60的仰视图。另外，在图10中，对于与图3所示的部件相同的部件，附加同一符号并省略其说明。如图10所示，引导部件40具备固定于工具主体21的外周部的基础部件41和固定于基础部件41的滑接部件42。另外，基础部件41由工具主体21侧的第一基础部41a和滑接部件42侧的第二基础部41b构成。另外，基础部件41的第二基础部41b由具有绝缘性的陶瓷材料等形成。S卩，基础部件41的第二基础部41b由绝缘性比前述的滑接部件42好的材料形成。这样，即使在基础部件41由多个构成单元构成的情况下，也可以通过在基础部件41上设置作为绝缘层部发挥功能的第二基础部41b，来利用第二基础部41b截断电解修整用的电流。由此，与上述的旋转工具13相同，不仅能够对珩磨磨石11、12进行电解修整，还能够抑制引导部件40的磨损。另外，虽然在图10所示的情况下使滑接部件42侧的第二基础部41b作为绝缘层部发挥功能，但不限于此，也可以使工具主体21侧的第一基础部41a作为绝缘层部发挥功能。另外，也可以由三个以上的构成单元构成基础部件41，在该情况下，对基础部件41设置ー个以上的绝缘层部。这样，对基础部件41的构造而言，只要工具主体21和滑接部件42为电绝缘的构造，怎样的构造都可以。当然，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗g的范围内可以进行种种变更。例如，虽然在上述的说明中使用汽缸体18作为エ件，但不限于此，也可以在其它的エ件中应用本发明的珩磨装置10。另外，虽然在上述的说明中，在工具引导件20上安装有圆筒形状的电极套52，但并不限于没有开ロ的电极套52作为电极部件，例如，也可以在工具引导件20上安装圆弧状的电极部件。此外，虽然在图7的时间图中，是在珩磨加工前后实 施电解修整，但不限于此，也可以在每次预先设定的加工时间或每次的加工次数实施电解修整。
权利要求
1.一种珩磨装置，该珩磨装置包括对形成于エ件的圆筒内表面进行磨削的旋转工具，和配置于所述エ件的一端侧且具有向所述圆筒内表面引导所述旋转工具的引导孔的工具引导件，所述珩磨装置还包括 引导部件，该引导部件设于所述旋转工具的外周部，且具有与所述引导孔滑接的滑接面； 导电性磨石，该导电性磨石设于所述旋转工具的外周部，且具有磨削所述圆筒内表面的磨削面； 电极部件，该电极部件设于所述工具引导件的所述引导孔，并在所述旋转工具通过所述引导孔时与所述导电性磨石的所述磨削面相对；以及 电解修整単元，在所述旋转工具通过所述引导孔时，该电解修整単元向所述导电性磨石和所述电极部件施加电压，其中 所述引导部件包括设于所述旋转工具的外周部的基础部件和设于所述基础部件并构成所述滑接面的滑接部件， 所述基础部件由绝缘性比所述滑接部件好的材料形成，所述滑接部件由耐磨损性比所述基础部件好的材料形成。
2.根据权利要求I所述的珩磨装置，其中， 所述基础部件由陶瓷材料形成。
3.根据权利要求I所述的珩磨装置，其中， 所述滑接部件由超硬合金材料形成。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的珩磨装置，其中， 在所述引导部件的所述滑接面，开设有引导测量加工直径用的空气的空气流路。
5.一种珩磨装置，该珩磨装置包括对形成于エ件的圆筒内表面进行磨削的旋转工具，和配置于所述エ件的一端侧且具有向所述圆筒内表面引导所述旋转工具的引导孔的工具引导件，所述珩磨装置还包括 引导部件，该引导部件设于所述旋转工具的外周部，且具有与所述引导孔滑接的滑接面； 导电性磨石，该导电性磨石设于所述旋转工具的外周部，且具有磨削所述圆筒内表面的磨削面； 电极部件，该电极部件设于所述工具引导件的所述引导孔，并在所述旋转工具通过所述引导孔时与所述导电性磨石的所述磨削面相对；以及 电解修整単元，在所述旋转工具通过所述引导孔时，该电解修整単元向所述导电性磨石和所述电极部件施加电压，其中 所述引导部件包括设于所述旋转工具的外周部并具有绝缘层部的基础部件，和设于所述基础部件并构成所述滑接面的滑接部件， 所述绝缘层部由绝缘性比所述滑接部件好的材料形成，所述滑接部件由耐磨损性比所述绝缘层部好的材料形成。
6.根据权利要求5所述的珩磨装置，其中， 所述绝缘层部由陶瓷材料形成。
7.根据权利要求5所述的珩磨装置，其中，所述滑接部件由超硬合金材料形成。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的珩磨装置，其中，在所述引导部件的所述滑接面，开设有引导测量加工直径用的空气的空气流路。
全文摘要
本发明的目的在于抑制进行电解修整的珩磨装置的运行成本。在珩磨装置的旋转工具(13)中，设有磨削汽缸筒的珩磨磨石(11)、(12)，并设有与工具引导件的引导孔滑接的引导部件(40)。引导部件(40)由固定于工具主体(21)的基础部件(41)和固定于基础部件(41)的滑接部件(42)构成。使用陶瓷材料作为基础部件(41)的材料，使用超硬合金材料作为滑接部件(42)的材料。通过这样构成的引导部件(40)，能够使引导部件(40)的绝缘性及耐磨损性提高。由此，不仅能够对珩磨磨石(11)、(12)进行电解修整，还能够抑制引导部件(40)的磨损，因此，能够延长引导部件(40)的更换周期，抑制运行成本。
文档编号B24B33/02GK102672590SQ20121005509
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月7日
发明者山元康立 申请人:富士重工业株式会社