【特集】ホーニング加工機と関連機器・技術

効率的で高品質な内径研磨加工

 高品質、高性能な製品は、それを構成する部品―つひとつの精度で決まる。モノづくりの現場では”高精度”がキーワードとなっている。自動車エンジンの場合だと、部品の精度がそのまま燃費や耐久性に大きく影響する。部品の精度を高めることは、製品の価値を高めることにつながる。ホーニング加工は部品の内径精度を高める加工法であり、いろいろな製造場面で存在力を高めている。

 ホーニング加工は、機械部品の内径研磨として有力な加工方法。棒状の砥石(といし)が加工対象物の内径を往復することで、高精度な研磨を行う。自動車用エンジンシリンダーの内径研磨でよく用いられており、ほかにも産業用機械部品や医療機器用部品など、さまざまな精密部品の内面仕上げに使用される。

 そのメカニズムは、主軸に取り付けられた砥石を加工物の内径に押し付けて回転し、一定の面接触状態を保ちながら、平滑に研磨する。主軸から砥石に与えられる加庄、回転、往復の3運動の組み合わせで効率的に研磨を行う。こうした加工を行う機械を総称して、ホーニング加工機という。特徴は、シンプルな加工メカニズムで精度の高い内径研磨ができる点だ。複雑な工程が不要なので、機械のメンテナンスも比較的容易。加工対象物は鋼材やチタン、ステンレス、セラミックなど幅広い素材に対応できる。

不良品の発生を抑制

 ホーニング加工を施すと、加工面には細かい網状の筋(クロスハッチ)ができる。この網目が潤滑油を保持することで、摩擦の発生を抑制し、金属同士の摺動(しゅうどう)を滑らかにするため、エンジンシリンダーなどの内面の仕上げ加工に最適だ。鏡面加工仕上げをはじめ、クラウン形状や逆クラウン形状など、特殊な内径研磨を得意とするメーカーもある。

 また、他の研磨方法と比べ、さまざまな利点を持つ。一般的な研削に比べて比較的低速度、低圧力で加工できるため、加工物の物理的な変質が少ない。これは砥石と加工物が面全体で接触し、押し付ける力を分散するからである。

 同時に、研削油で冷却しながら加工を行うため、研削熱の発生がわずかですむ。熱による加工表面の劣化がほとんどなく、不良品の発生を抑えることができ、部品の量産にも向いている。さらに、長い棒状の砥石を面全体で接触させる加工原理なので、加工孔の外側に力が張り出し、高精度な真円度が得られる。

 医療関係やハイテク分野など今後は、細穴径のホーニング加工の需要増加が期待されている。現在より工程数の少ない機械へのニーズも高い。モノづくりが高度になればなるほど、ホーニング加工の重要性は高まる。

(日刊工業新聞 2020年11月26日付 30面~31面)

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