メインコンテンツへスキップ
MecAgentMecAgent
レッスン 5.8切断第 5 章 · 機械加工

ホーニング

砥石が穴の中で回り、往復する

ホーニングは、回転しながら同時に上下に動く砥石で穴の内側をこすって、仕上げます。エンジンのシリンダーに、丸くまっすぐな内径と、ピストンリングのために油を保持する細かい交差模様を与えます。油圧シリンダー、歯車の穴、燃料噴射部品もホーニングされます。

ホーニング:実際の写真
写真:Winsletsnyder, CC0, 提供: Wikimedia Commons
回転しながらすべる砥石が、穴を真円に、まっすぐに、クロスハッチ状に擦り上げるシリンダーボアのホーニング:工具が回転しながら、同時に上下にストロークするボアを通る断面穴の壁面を平らに展開加工物(シリンダーブロック、断面)ホーニング工具砥石壁に押し付けられるホーニング油回転上下にストローククロスハッチ角各粒子が斜めの線を描く。上と下向きのストロークが交差してハッチをつくる。溝には油がたまり、平らな頂上はその間にピストンリングが入る。12345加工物工具と機械の部品ホーニング油動きまたは力
シリンダー内径のホーニング · 断面図と、展開したクロスハッチ丸数字は下の手順に対応しています。右の図は、穴の壁を切り開いて平らに広げたものを示しています。

しくみ

  1. ホーンを挿入する。 ホーニング工具を、すでに寸法に近くドリル加工、中ぐり、研削した穴に差し込みます。軸は少し浮動することが多く、工具が穴自身の軸に従うようになっています。

  2. 砥石を広げる。 工具の中のコーンまたはくさびが、数本の長い砥石(砥粒を固めた棒)を、一定のやさしい圧力で、壁へ外向きに押しつけます。

  3. 回して往復させる。 工具は回転しながら、穴に沿って上下に動きます。砥石が長いので、まず高い部分をこすって削り取り、穴はより丸く、よりまっすぐになります。

  4. クロスハッチをつくる。 砥粒の一つひとつが斜めの傷を描き、上向きのストロークの傷と下向きの傷が交差します。角度は、多くは約 45° で、往復速度と回転速度の比で決まります。

  5. 洗い流して測る。 ホーニング油が、切りくずと摩耗した砥粒を洗い流します。ゲージが直径を確認し、ホーニングは寸法に達したところで止まります。通常は 100 分の数ミリを削った後です。

主なポイント

材料
鋳鉄、鋼(焼入れしたものも)、ライナーやコーティングのあるアルミニウムの穴、青銅、セラミックス
代表的な部品
エンジンのシリンダー、油圧シリンダー、コネクティングロッドと歯車の穴、バルブとインジェクターのボディ
部品サイズ
数ミリから約 1 m 径までの穴。油圧用のチューブは数メートルの長さのこともある
精度
真円度と真直度は数マイクロメートル以内。寸法は通常、約 ±0.005 mm に保たれる
表面仕上げ
制御されたクロスハッチ。粗さは砥粒によって、通常 Ra 0.1–0.8 µm
向いているロット数
1台のエンジンの再生から、数百万個のシリンダーをホーニングする自動ラインまで
金型・設備コスト
砥石とホーンヘッドは数十から数百ドル。量産用のホーニング盤は大きな投資
速度
量産では通常、穴 1 個あたり 1 分未満。大きな穴ではより長い

強みと限界

強み

  • 前の工程で残った、真円度、真直度、テーパーを修正する
  • 油を保持するクロスハッチが残り、ピストンリングの密封とならしを助ける
  • 焼入れ鋼や鋳鉄にも使える
  • 力と温度が低いので、焼けたり応力のある表面層ができない

限界

  • 除去する量が少ないので、穴は、すでに寸法に近くなければならない
  • 穴の位置は動かせない:浮動する工具は、既存の穴に従う
  • ほとんどが丸い穴に限られる(外径や平面もできる機械もある)
  • 砥石は摩耗し、その砥粒は、材料と求める仕上げに合っていなければならない

使われる場所

  • 自動車エンジンのシリンダー内径、コネクティングロッドと歯車の穴
  • 油圧シリンダーチューブ、バルブボディ、ポンプハウジング
  • 燃料系インジェクターと燃料ポンプの穴
  • 航空宇宙降着装置のシリンダー、アクチュエーターの穴
  • エンジンの再生新しいピストンリングを付ける前の、摩耗したシリンダーの再ホーニング

見分け方

  • 穴の内側に、一定の角度でまっすぐな傷が細かく交差しています。
  • シリンダーの中は、鏡のような光沢ではなく、均一なサテン調のグレーの仕上がり。
  • 摩耗したエンジンでは、リングがもっともこする場所で、クロスハッチが磨り減って消えています。
  • ホーニングした油圧チューブは、なめらかに感じますが、斜めの光を当てるとかすかな交差した線が見えます。

比較

動画を見る

Car Cure · エンジンにクロスハッチが必要な理由を、初心者向けに

Uncle Tony's Garage · 実際のホーニング、砥石の選び方、クロスハッチの確認

Sunnen Products Company · 量産中の、自動の立形ホーニング盤

Chris Fisher · 柔軟なボールホーン、工房の簡単な方式

実写真を見る

覚えておこう

  • ホーニングは、回転しながら同時に往復する砥石で、穴をこすります。
  • 真円度、真直度、寸法を完璧にしますが、穴の位置は動かせません。
  • 残るクロスハッチが油を保持するので、ピストンリングは密封し、長持ちします。

試してみる

CAD の仕事に AI を。

お使いのCADソフトの中で部品をモデリングし、図面を作成し、繰り返し作業を自動化しましょう。