ホーニング（金属加工）
ホーニングは、研磨された砥石を制御された経路に沿ってこすることにより、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、表面の質感も改善する場合があります。
典型的な用途は、内燃機関用シリンダー、エアベアリングスピンドル、ギアの仕上げです。砥石には多くの種類がありますが、それらはすべて、加工中の表面に対して圧力をかけられた1つまたは複数の砥石で構成されています。
ナイフを研ぐという点では、ホーニング鋼は実際にナイフを研ぐのではなく、単にエッジに沿って金属を再調整します。
他の同様のプロセスは、ラッピングと超仕上げです。
砥石
ホーニングは、特殊なツールを使用して、精密な表面を達成するために、 ホーニング石やホーンと呼ばれます。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、ホーニング粒子は不規則な形状で、直径約10〜50マイクロメートル（300〜1,500メッシュグリット）です。粒子サイズを小さくすると、ワークピースの表面が滑らかになります。
ホーニングストーンは、多くの点で砥石に似ていますが、ホーニングストーンは通常摩耗しやすいため、摩耗するワークピースの形状に適合します。人生を改善する;通常、環境上の理由からワックスが好まれます。
研磨剤はホーニングストーンの作成に使用できますが、最も一般的に使用されるのはコランダム、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、またはダイヤモンドです。研磨材の選択は、通常、ワーク材料の特性によって決まります。ほとんどの場合、コランダムまたはシリコンカーバイドは許容できますが、非常に硬い加工材料は超砥粒を使用して研磨する必要があります。
ホーンは、通常、内外に移動しながらボア内で回転します。特殊な切削液を使用して、滑らかな切削動作を行い、摩耗した材料を除去します。マシンは、アプリケーションに応じて、ポータブルで単純な手動マシン、またはゲージング付きの全自動マシンにすることができます。
研磨剤の最近の進歩により、以前よりもはるかに大量の材料を除去することが可能になりました。これは、「機械加工」が可能な多くの用途で研削を置き換えました。外部ホーンは、シャフトで同じ機能を実行します。
プロセス力学
ホーニング砥石は研削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るのは魅力的です。代わりに、それを自己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、シャフトのプランジ研削では、ホイールが部品の軸に向かって移動し、研削してから元に戻ります。砥石の各スライスはワークピースの同じスライスに繰り返し接触するため、研削砥石の幾何学的形状の不正確さは部品に伝達されます。したがって、完成したワークの形状の精度は、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悪くなるため、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。
ホーニング砥石は複雑な経路をたどるので、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、ボアホーニングでは、石は2つの経路に沿って同時に移動します。石は径方向外側に押されて穴が拡大し、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は、ボアに移行できません。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適合します。これは、ボアホーニングの場合は円柱です。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。加工物と石の両方が、石の切断面の平均形状に適合するまで浸食されます。ホーニングストーンは、望ましい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、砥石で研がれた部品の精度は、それを作成した工作機械の精度をしばしば上回る。
石の経路は、研削盤とホーニング盤の唯一の違いではなく、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適合しています。研削の目的は、厳しい寸法公差を達成することです。これを行うには、研削砥石をワーク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、研削盤は非常に硬く、その軸は非常に高い精度で移動する必要があります。
ホーニング盤は比較的正確で完璧です。工作機械の精度に頼るのではなく、石と工作物の間の平均化効果に依存します。コンプライアンスは、平均化効果を発生させるために必要なホーニング盤の要件です。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固定され、ホーニングでは、空気圧または油圧で石が作動します。
通常、高精度のワークは研磨され、研がれます。研削はサイズを決定し、ホーニングは形状を改善します。
ホーニングと研削の違いは常に同じです。いくつかのグラインダーには複雑な動きがあり、セルフツルーイングが行われます。また、一部のホーニング盤には、サイズ制御のためのインプロセス計測が装備されています。多くのスルーフィード研削操作は、ホーニングと同じ平均化効果に依存しています。
ホーニング構成
- トラック/レースホーニング
- 球面ホーニング
- ODホーニング（テーパーおよびストレート）
- フラットホーニング
- ボアホーニング
経済
ホーニングは高精度のプロセスであるため、比較的高価です。したがって、最高レベルの精度が要求されるコンポーネントでのみ使用されます。通常、これは部品が顧客に出荷される前の最後の製造作業です。オブジェクトの寸法サイズは、前の操作で確立されます。通常、最後の操作は研削です。次に、丸み、平坦度、円筒度、球形度などの形状特性を改善するために、部品を研磨します。
研ぎ澄まされた表面の性能上の利点
ホーニングは比較的高価な製造プロセスであるため、非常に優れた形状精度を必要とするアプリケーションに対してのみ経済的に正当化できます。ホーニング後の改善された形状は、より静かな動作またはより高い精度のコンポーネントをもたらす可能性があります。
柔軟なホーニングツールは、比較的安価なホーニングプロセスを提供します。このツールは、他の方法では得られない制御された表面状態を生成します。仕上げ、形状、および冶金構造が含まれます。切断、破れ、折り曲げのない高率のプラトーが生成されます。フレキシブルホーンは、弾力性のある柔軟なホーニングツールで、ソフトな切断動作を備えています。砥粒はそれぞれ独立したサスペンションを備えており、工具の自動調心、ボアへの自動調心、摩耗の自動補正を保証します。
クロスハッチ仕上げ
「クロスハッチ」パターンを使用して、オイルまたはグリースを保持し、シリンダー内のピストンの適切な潤滑とリングシールを確保します。滑らかなガラス張りのシリンダー壁は、ピストンリングとシリンダーの損傷を引き起こす可能性があります。 「クロスハッチ」パターンは、ブレーキローターとフライホイールで使用されます。
高原仕上げ
プラトー仕上げは、オイル保持のためにクロスハッチをそのままにして、金属の「ピーク」を除去することを特徴とする仕上げです。プラトー仕上げにより、仕上げの支持面積が増加し、ピストンまたはリングがシリンダー壁に「侵入」する必要がありません。高原ホーニング仕様：
- Rz .... 3-6マイクロメートル
- Rpk .... = 0.3マイクロメートル
- Rk ..... 0.3-1.5マイクロメートル
- Rvk .... 0.8-2.00マイクロメートル。
