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ホーニングとは、研磨砥石または研削砥石を制御された経路に沿って金属加工物にこすりつけることで、金属加工物に精密な表面を作り出す研磨加工法です。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、表面仕上げを向上させることもできます。
代表的な用途としては、内燃機関のシリンダー、エアベアリングのスピンドル、ギアの仕上げ加工などが挙げられます。ホーニングには多くの種類がありますが、いずれも1つまたは複数の研磨石を加工対象面に圧力をかけて押し当てる構造になっています。
同様のプロセスとしては、ラッピングやスーパーフィニッシングなどがある。
ホーニングマシンは、部品の表面仕上げと寸法精度を向上させるために機械加工で使用される精密工具です。研磨ホーニング工具を部品内部（通常は円筒形または穴形）で回転および往復運動させることで動作します。このプロセスにより、内部表面の品質が向上し、精密な寸法と滑らかな表面仕上げが実現します。
ホーニング盤には、円筒型、油圧円筒型、垂直型、拡張型、水平型など、さまざまな種類があります。円筒型ホーニング盤は円筒形部品の内面加工用に設計されていますが、垂直型、拡張型、水平型は、さまざまな向きやサイズのワークピースに対応できます。
これらの機械は、エンジンシリンダー、着陸装置、油圧部品などの部品において、高い精度と一貫性を実現するために製造工程で不可欠です。自動計測機能付き拡張式シングルパスホーニングマシンやマルチパスホーニングマシンなどの先進モデルは、自動化機能とリアルタイム測定システムを備え、効率と精度をさらに向上させています。
ホーニング治具は、機械加工のホーニング工程で使用される特殊な工具であり、ホーニング作業中の部品の正確な位置合わせと安定性を確保するように設計されています。これらの治具は、円筒形部品やその他の複雑な部品において、高い精度と表面仕上げを実現するために不可欠です。一般的に製造およびメンテナンス用途で使用されるホーニング治具は、材料を効率的に除去し、所望の公差と表面品質を達成することを可能にします。
ホーニング加工では、ホーニングストーンまたはホーニングツールと呼ばれる特殊な工具を用いて、精密な表面仕上げを行います。ホーニングツールは、接着剤で結合された研磨粒子で構成されています。一般的に、ホーニング粒子は不規則な形状をしており、直径は約10～50マイクロメートル（300～1500メッシュ）です。粒子のサイズが小さいほど、加工物の表面は滑らかになります。
ホーニングストーンは多くの点で研削砥石に似ていますが、ホーニングストーンは通常より脆く、摩耗するにつれてワークピースの形状に沿うようになっています。その脆さを補うために、ホーニングストーンはワックスや硫黄で処理され、寿命が延びます。環境上の理由から、通常はワックスが好まれます。[ 1 ]
研磨石を作るにはどんな研磨材でも使用できますが、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、ダイヤモンドです。研磨材の選択は通常、加工対象物の材料の特性によって決まります。ほとんどの場合、コランダムまたは炭化ケイ素で十分ですが、非常に硬い加工対象物は超硬研磨材を使用して研磨する必要があります。[ 1 ]
ホーニングツールは通常、穴の中で回転させながら出し入れされます。切削をスムーズに行い、摩耗した材料を除去するために、特殊な切削油が使用されます。用途に応じて、機械は持ち運び可能なもの、シンプルな手動式、またはゲージ付きの全自動式などがあります。
研磨材の現代的な進歩により、従来よりもはるかに多くの材料を除去できるようになりました。これにより、「貫通加工」が可能な多くの用途において、研削加工が取って代わりました。外部ホーニングは、シャフトに対して同様の機能を発揮します。
ホーニングストーンは研削砥石と似ているため、ホーニングを低切削量の研削の一種と考えがちです。しかし、ホーニングは自己修正研削プロセスと考える方が適切です。[ 2 ]
研削加工では、砥石は単純な経路をたどります。例えば、シャフトのプランジ研削では、砥石はワークピースの軸に向かって移動し、研削した後、元の位置に戻ります。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、砥石の幾何学的形状の不正確さはワークピースに反映されます。したがって、加工後のワークピースの形状精度は、ドレッサーの精度によって制限されます。砥石が摩耗するにつれて精度はさらに低下するため、定期的にドレッサーで形状を整える必要があります。
ホーニング加工では、ホーニングストーンが複雑な経路をたどるため、幾何学的精度の制約が克服されます。例えば、ボアホーニングでは、ストーンは2つの経路に沿って同時に移動します。ストーンは、穴を拡大するために半径方向に外側に押し出されながら、同時に軸方向に振動します。この振動により、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。そのため、ホーニングストーンの形状の不完全さがボアに伝わることはありません。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形状に適合します。ボアホーニングの場合、この平均形状は円筒形です。この平均化効果はすべてのホーニング加工で発生します。ワークピースとストーンの両方が、ストーンの切削面の平均形状に適合するまで摩耗します。ホーニングストーンは所望の幾何学的形状に向かって摩耗する傾向があるため、真円度調整は不要です。平均化効果の結果、ホーニング加工された部品の精度は、それを製作した工作機械の精度を上回ることが多い。
研削盤とホーニング盤の違いは、砥石の軌道だけではありません。構造の剛性も異なります。ホーニング盤は研削盤よりもはるかに柔軟性があります。研削の目的は、厳しい寸法公差を実現することです。そのためには、砥石をワークピースに対して正確な位置に移動させる必要があります。したがって、研削盤は非常に高い剛性を持ち、軸が非常に高い精度で動作しなければなりません。
ホーニング盤は比較的精度が低く、不完全な機械です。工作機械の精度に頼るのではなく、砥石とワークピース間の平均化効果に依存しています。ホーニング盤では、平均化効果を得るために、ワークピースの適合性が求められます。このため、2つの機械には明らかな違いがあります。グラインダーでは砥石がスライドに固定されているのに対し、ホーニング盤では砥石は空気圧または油圧によって駆動されます。
高精度加工部品は通常、研削加工の後にホーニング加工が施されます。研削加工で寸法が決まり、ホーニング加工で形状が改善されます。
ホーニングと研削の違いは必ずしも同じではありません。研削盤の中には複雑な動作を持ち、自動で真円度を調整するものもあれば、ホーニング盤の中には寸法制御のために加工中にゲージングを行うものもあります。多くの送り込み式研削加工は、ホーニングと同様の平均化効果を利用しています。
ホーニングは高精度な加工であるため、比較的高価です。そのため、最高レベルの精度が要求される部品にのみ使用されます。通常、部品が顧客に出荷される前の最後の製造工程です。対象物の寸法は、先行する工程（通常は研削）によって決定されます。その後、表面仕上げ、真円度、平面度、円筒度、球形度などの形状特性を改善するために部品がホーニングされます。[ 3 ]
ホーニングは比較的高価な製造プロセスであるため、非常に高い形状精度が求められる用途でのみ経済的に正当化されます。ホーニング後の形状改善により、より静かな動作やより高精度の部品が実現する可能性があります。[ 3 ]
エンジンシリンダーは、潤滑油を保持し、ピストンリングの適切な着座とシールを促進するクロスハッチパターンを生成するようにホーニングされます。シリンダー壁が滑らかになると、オイル保持力が低下し、リングの着座が妨げられ、ブローバイと摩耗の増加につながります。[ 4 ]ブレーキローターとフライホイールも制御された表面仕上げが施されます が、これらの仕上げは潤滑油を保持するためではなく、摩擦とコンポーネントのベッドディングを最適化することを目的としています。[ 5 ]
シリンダーライナーの仕上げ加工で、荷重を支える平坦面とクロスハッチングされたオイル保持溝を組み合わせたものです。この加工は、潤滑剤の保持、摩擦の低減、耐摩耗性のバランスを取ることを目的としています。ホーニング溝が深すぎると摩耗が増加しますが、浅い平坦ホーニング加工では最も良好なトライボロジー性能が得られます。[ 6 ]