ホーニングとは-定義、プロセス、およびツール

ホーニングとは

ホーニングは、研磨された砥石または砥石を制御された経路に沿ってこすり洗いすることにより、金属ワークピースに精密な表面を生成する研磨加工プロセスです。ホーニングは主に表面の幾何学的形状を改善するために使用されますが、表面仕上げを改善することもできます。

典型的な用途は、内燃機関用のシリンダー、エアベアリングスピンドル、およびギアの仕上げです。ホーンには多くの種類がありますが、すべてが作業中の表面に圧力をかけて保持されている1つまたは複数の研磨石で構成されています。

他の同様のプロセスは、ラッピングと超仕上げです。

ホーニングの定義

ホーニングとは、砥石や砥石で何かを研ぐ行為や工程と定義されています。刃物の正確な位置合わせは、鋭利な刃の研ぎ方の影響を受けません。

ホーニングプロセスは、最終的なサイジングを提供し、チューブまたはシリンダーボアの内部に目的の仕上げパターンを作成します。仕上げは、作業面に対して適切なグリットとグレードの砥石を拡張することによって行われます。

石は、制御された圧力の下で研磨剤を使って部品内で回転および往復運動します。回転と往復運動を組み合わせることで、研ぎ澄まされている部品の表面にクロスハッチパターンが生成されます。

ホーニングプロセスが必要な理由

ホーニングマシンは、金属研磨工​​具であり、硬い工具またはホーニングストーンと生鮮研磨石を使用して修正するホーニングプロセスです

• 直径
• 形状
• 表面仕上げ
• ボアの位置公差

ホーニングプロセスは、ボアの形状、サイズ制御、最終的な表面仕上げ、および表面構造の完成を可能にするために開発されました。最終的なサイジングを提供し、チューブまたはシリンダーボアの内部に目的の仕上げパターンを作成できるホーニングプロセス。

仕上げは、作業面に対して適切なグリットとグレードの砥石を膨張させることによって行われます。石は、制御された圧力の下で研磨剤を使って部品内で回転および往復運動します。回転と往復運動を組み合わせることで、研ぎ澄まされている部品の表面にクロスハッチパターンが生成されます。

プロセスの仕組み

ホーニングストーンは砥石に似ているため、ホーニングを低在庫除去研削の一種と考えたくなります。代わりに、それをセルフツルーイング研削プロセスと考える方が良いです。

研削では、ホイールは単純な経路をたどります。たとえば、シャフトをプランジ研削する場合、ホイールは部品の軸に向かって移動し、それを研削してから、元に戻ります。ホイールの各スライスがワークピースの同じスライスに繰り返し接触するため、砥石の幾何学的形状の不正確さがパーツに転送されます。

したがって、完成したワークピースの形状の精度は、ツルーイングドレッサーの精度に制限されます。砥石が摩耗すると精度がさらに低下するため、定期的にツルーイングを行って形状を変更する必要があります。

ホーニングストーンは複雑な経路をたどるため、幾何学的精度の制限はホーニングで克服されます。たとえば、ボア内ホーニングでは、石は2つのパスに沿って同時に移動します。石は半径方向外側に押し出されて穴が拡大し、同時に軸方向に振動します。

振動により、ホーニングストーンの各スライスがワークピースの広い領域に接触します。したがって、ホーニングストーンのプロファイルの欠陥をボアに移すことはできません。代わりに、ボアとホーニングストーンの両方がホーニングストーンの動きの平均的な形状に一致します。ボアホーニングの場合はシリンダーです。

この平均化効果は、すべてのホーニングプロセスで発生します。ワークピースと石の両方が、石の切断面の平均的な形状に一致するまで侵食されます。ホーニングストーンは希望の幾何学的形状に向かって侵食される傾向があるため、それらを真にする必要はありません。

平均化効果の結果として、研ぎ澄まされたコンポーネントの精度は、それを作成した工作機械の精度を超えることがよくあります。

石の進路は、研削盤とホーニングマシンの違いだけでなく、構造の剛性も異なります。ホーニングマシンは、グラインダーよりもはるかに準拠しています。研削の目的は、厳しいサイズ公差を達成することです。

これを行うには、砥石をワークピースに対して正確な位置に移動する必要があります。したがって、研削盤は非常に剛性が高く、その軸は非常に高精度で動く必要があります。

ホーニングマシンは比較的不正確で不完全です。工作機械の精度に頼るのではなく、石とワークの平均化効果に頼っています。コンプライアンスは、平均化効果が発生するために必要なホーニングマシンの要件です。

これにより、2台の機械に明らかな違いが生じます。グラインダーでは、石はスライドにしっかりと取り付けられますが、ホーニングでは、石は空気圧または油圧で作動します。

高精度のワークピースは通常、研磨されてから研ぎ澄まされます。研削によってサイズが決まり、ホーニングによって形状が改善されます。

ホーニングと研削の違いは常に同じです。一部のグラインダーは複雑な動きをし、自動ツルーイングします。また、一部のホーニングマシンには、サイズ制御用のインプロセスゲージが装備されています。多くのスルーフィード研削作業は、ホーニングと同じ平均化効果に依存しています。

ホーニングツール

ホーニングは、砥石または砥石と呼ばれる特殊な工具を使用して、精密な表面を実現します。砥石は、接着剤で結合された砥粒で構成されています。一般に、ホーニンググレインは不規則な形状で、直径が約10〜50マイクロメートル（300〜1500メッシュのグリット）です。粒子サイズが小さいほど、ワークピースの表面が滑らかになります。

ホーニングツールの目的は、機械によって生成された電力をワークピースに伝達することです。ホーニングはボアのテーパー、サイズ、仕上げ、真直度を修正しますが、通常は軸方向の位置合わせや位置を修正することはできません。

このツールは、スピンドルノーズアダプター、ドライブシャフト、および研ぎ澄まされたボディで構成されています。ホーン本体には、プッシュロッドに取り付けられたコーンが含まれています。次のページの典型的な研ぎ澄まされた工具の図を参照してください

ドライブシャフト内のプッシュロッドは、モーターまたは油圧シリンダーによって研ぎ澄まされたボディ内で上下に動かされます。アクチュエータはヘッドにあります。コーンが下に移動すると、拡張プレートが外側に押し出され、石が拡張します。

砥石は、ワークピースから素材を取り除くために使用されます。ガータースプリングは、ツール内の石を保持し、ツールがボアから取り外されたときに石を折りたたむために使用されます。

ホーニングツールは、ラフホーニング、セミフィニッシング、およびファイナルホーニングに超砥石またはビトリファイドストーンを使用する場合があります。ピークホーニングは通常、荒加工のみを必要とします。高原ホーニング（「高原」を上に置く）では、山を取り除くために細かい石が必要です。一部の研ぎ澄まされたツールは、1つのツールにラフとフィニッシャーの両方が含まれています。

ホーンガイド

ホーニングガイドはホーニングツールの一部です。これらは、ボアに出入りするときにホーニングストーンを保護し、ホーニングツールの金属がボア表面に接触するのを防ぐために使用されます。

ガイドは、異物の摩耗やピックアップがないか頻繁にチェックする必要があります。ホーニングストーンは通常、ストーンとホーニングガイドブッシングを保護するために引き抜くときにガイドのサイズより下に折りたたまれます。

ホーンガイドブッシング

ホーンガイドブッシングは、支柱前面の固定ブラケットに取り付けられています。ホーンガイドブッシュの機能。ホーンツールをボアの中心にガイドします。ブッシングは通常、焼入れ鋼または超硬で作られています。

超硬は、ホーンガイドブッシングが「崩壊ブッシング」でもある場合に使用されます。これらは、工具が小さすぎてガータースプリングがない場合に、石を工具本体と同じ高さに戻すために使用されます。

調整可能なコーン

ブラインドボアをホーニングする場合、調整可能なコーンを使用して石の底を拡張し、摩耗を考慮して底をサイズに保つことができます。上に示したトラベルオーバートラベルのブラインドボア。石はボアを通り抜けるときのように底を越えて移動できないことに注意してください。

これにより、不均一な石の摩耗と部品の下部のテーパーが発生します。この問題は、調整可能なコーンを使用し、下部にドウェルを使用することで解決できます。

シングルパスホーニングツール

ホーニングツールは、100/120グリットの天然ダイヤモンド研磨剤で恒久的にコーティングされた拡張可能な軟鋳鉄スリーブで構成されたダイヤモンド研磨剤ボーリングバーで構成されている場合もあれば、研磨剤が埋め込まれた焼結スリーブである場合もあります。

ツールは拡張可能で、ダイヤモンドスリーブの摩耗を補正します。アーバーには、スリーブの溝へのクーラントの流れのための通路があります。ホーニングツールはボアを1回通過し、引き抜かれます。

この機械は、既存のボアと自己整合するフローティングタイプのホーンツールを使用しています。この工具は、前回の加工で発生したオープンボアをホーニングするために設計されています。手術。このツールは、振れ、テーパー、および真円でない状態のボアを修正できます。このツールは、1回のダウンストロークでまっすぐで丸いテーパーのない穴を生成します。

ホーンガイドブラケットとブッシングは、支柱の前面に取り付けられた固定ブラケットに取り付けられています。ホーニングガイドブラケットの機能は、ホーニングツールをボアにガイドすることです。ブッシングは、クーラントがシングルパスホーンツールに流れるように機械加工されています。

ホーニングプロセスの利点

• 複雑でない、または低コストの備品。
• 非常に正確です。
• ロングボアとショートボアの両方に使用できます。
• 元のボアの中心線を維持します。
• 硬度に関係なく、どのような素材でも仕上げることができます。
• ワークピースを動力で回転させる必要はなく、チャック、フェースプレート、回転テーブルも必要ないため、チャッキングや位置決めエラーは発生しません。
• ホーンは中央のシャフトから駆動されるため、シャフトを曲げても、ボーリングの場合のようにテーパー穴が生じることはありません。
• 結果は真に丸い穴であり、前の操作で十分な在庫が残っていて、ホーンがすべての不規則性をクリーンアップできる場合、テーパーやハイスポットまたはロースポットはありません。
• ホーニングは、高速で小さな接触面積を使用する研削またはファインボーリングと比較して、低速で大きな接触面積を使用します。回転運動と往復運動を組み合わせて使用​​するため、潤滑を保持するのに優れたクロスハッチパターンが作成されます。ダイヤモンドホイールに似たダイヤモンドストーンを使用することで、0.001〜0.0001インチ以下の精度の直径を磨くことができます。

ホーニングプロセスの制限

• ホーニングは遅いプロセスと考えられています。ただし、新しい機械や石は磨き時間を大幅に短縮しました。
• 水平方向のホーニングでは、ワークを回転またはサポートしない限り、楕円形の穴が作成される場合があります。ワークが薄い場合は、手で圧力をかけてもわずかに楕円形の穴が開くことがあります。

ホーニングプロセスの適用

• 自動車のクランクシャフトジャーナルの仕上げ
• 丸い穴の仕上げ
• 中空円筒部品の仕上げ
• エンジンシリンダー、ベアリング、ガンバレル、リングゲージ、シャフトとフランジ面、ピストンピン、自動車のクランクシャフトジャーナルなどの仕上げ。
• ギアホブリング