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ホーニングとスカイビングローラーバニシング: シリンダーチューブではどちらのプロセスが有利ですか?

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油圧シリンダ チューブの 2 つの仕上げラインの間に生産プランナーが立っているところを想像してください。 1 つのラインはホーニングを使用します。もう一方はボアを削り、ローラーで磨きます。どちらも正確で滑らかな直径を提供できますが、サイクル タイム、表面テクスチャ、およびボア直下の金属の物理的状態が異なります。ほとんどの延性鋼管の場合、スカイビングとローラーバニシングを併用すると、より高いスループットと圧縮加工硬化された表面が得られますが、硬化したワークピースやより重い素材の除去にはホーニングがより柔軟な選択肢となります。この記事では、実際の加工と調達の観点から 2 つのプロセスを比較します。

ホーニングがシリンダーボアに与える影響

ホーニングとは研磨仕上げの方法です。回転するマンドレルに取り付けられた結合石のセットが、外側に押し付けながらボア内を往復運動します。回転運動と直線運動の組み合わせにより、制御された薄い層が削り取られ、エンジンのシリンダーや油圧チューブのボアに見られる特徴的なクロスハッチ パターンが生成されます。

ホーニングの主な利点は、形状修正と材料の多用途性です。前回のボーリングや絞り加工で残ったテーパー、楕円度、うねりを軽減できます。硬化鋼にも作用するため、すでに熱処理された部品にも役立ちます。

欠点は、速度と摩耗に関連した変動性です。ボアを H8 または H9 にホーニングするには複数回のパスが必要で、砥石は徐々に磨耗するため、オペレータはサイズを維持するために送りやドレッシングを調整する必要があります。また、冷却剤とパラメータが制御されていない場合、このプロセスでは表面層を変化させるほどの熱が発生する可能性があります。

スカイビングとローラーバニシングの違い

スカイビングは一点切削加工です。 1 つまたは複数の切削インサートを搭載したカッター ヘッドがチューブ内で回転し、ボアから薄い螺旋層を除去します。冷間引き抜きや溶接によって生じた溶接の継ぎ目、スケール、寸法の不一致を取り除きます。直後、または同じ機械パスで、ローラーバニシングが続きます。硬化したローラーのセットを制御された力で機械加工面に押し付け、マイクロピークを谷に塑性変形させます。

ローラーは材料を切断するのではなく冷間加工するため、完成したボアにはいくつかの珍しい特性が生じます。鏡面状になり、多くの場合 Ra 0.4 以上に達します。表層に圧縮残留応力が発生し、疲労強度が向上します。また、塑性変形により金属が加工硬化され、別の熱処理を行わなくても耐摩耗性が向上します。

このプロセスはホーニングよりも大幅に高速です。業界関係者は通常、生産性が 60 ~ 80% 向上すると述べています。これが、油圧シリンダーの大量生産においてスカイビングとローラー バニシングが好まれる理由です。ただし、適度に良好な事前穴が必要であり、チューブの材料は転がり圧力下で流れるのに十分な延性を備えていなければなりません。およそ HRC 40 ~ 45 を超える硬化材料はバニシング工程には適していません。

ホーニングとスカイビングローラーバニシング: 主な違い

以下の表は、シリンダーチューブの仕上げにおいて最も重要な技術的な違いをまとめたものです。

表 1: 油圧シリンダーチューブ仕上げのホーニングとスカイビングローラーバニシングの比較。
パラメータ ホーニング スカイビングローラーバニシング
材料除去方法 結合石による研磨切断 一点切削後の塑性変形
サイクルタイム ベースライン、複数の往復パス 最大 70% 高速になり、多くの場合 1 パスで済みます
表面粗さ Ra 0.2 ~ 0.8 µm の典型的なクロスハッチ パターン Ra 0.1 ~ 0.4 μm、鏡面、無指向性
幾何学補正 テーパー、楕円度、真直度に優れています 中程度、一貫したプレボアストックが必要
表面の完全性 圧縮される可能性がありますが、熱のリスクが存在します 強い圧縮残留応力、加工硬化層
硬質材料の能力 硬化鋼に使用できます 約 HRC 40 ~ 45 未満が最適
工具費 砥石、連続ドレッシング インサートとローラーにより、より長い工具寿命を実現
一般的な使用方法 少量のバッチ、大量の在庫、硬化された穴 量産用鏡面シリンダーチューブ

実際の終了目標は開始チューブの品質にも依存することに注意してください。きつい冷間引抜ボアを備えたチューブにより、両方のプロセスで最終サイズまでの距離が短縮されます。

ホーニングとスカイビングローラーバニシングの選択方法

まずは生産量と材料の状態から始めます。 SAE 1026、ST52、E355、または類似の中炭素鋼でシリンダー チューブを長時間生産する場合、スカイビングとローラー バニシングによりサイクル タイムが短縮され、シール性の高い光沢のある緻密な表面が得られます。加工が短い場合、直径が頻繁に変更される場合、または合金チューブが硬化している場合、ホーニングを使用すると、より柔軟に形状を修正し、より硬い表面に耐えることができます。

ジオメトリは 2 番目のフィルターです。ホーニング加工により、より多くの材料を除去し、波状のボアプロファイルを修正できます。スカイビングでも均一な層を除去できますが、修正能力には限界があります。プレボアは合理的に真実である必要があります。そのため、多くのメーカーは、すでに一貫した壁と内径を備えた冷間引き抜き油圧シリンダ チューブから開始し、次にスカイビングとローラー バニシングで仕上げます。

この時点で、チューブサプライヤーが決定にどのように適合するかを確認できます。未加工のチューブを調達して別の仕上げ業者に送る代わりに、希望の仕上げですでに処理されたチューブを注文できます。私たちの 鏡内径ホーニングSRBチューブ これは、H8 公差および Ra0.4 仕上げのスカイブおよびローラー研磨仕上げの製品の一例であり、多くの油圧用途でのバレル加工または最終組み立てにすぐに使用できます。

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半完成チューブではなくコンポーネントが必要な場合、同じプロセスロジックが適用されます。 完成した油圧シリンダーバレル 。これらはカスタム加工され、ホーニングまたはスカイビング/研磨が施され、すぐに組み立てられる状態で供給されるため、自社の工場で仕上げ加工能力を維持する必要はありません。

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完成品シリンダーチューブの購入に関する実際的な考慮事項

完成したシリンダーチューブを購入する場合、2 つのプロセスの違いは表面粗さ以上の影響を及ぼします。ボアの仕上げはシールの寿命と耐摩耗性に直接影響します。あまりにも攻撃的なクロスハッチを備えた研がれたボアはシールの摩擦を増加させる可能性がありますが、光沢のある表面は一部のシール設計では滑らかすぎてオイルを保持できない可能性があります。シールの供給業者に推奨される表面テクスチャを確認してください。

仕上がりを達成するために使用されるプロセスについてサプライヤーに尋ねる価値もあります。ローラーバニシングを使用する場合は、利点を確認するために硬度の増加と圧縮応力のデータを求めてください。ホーニングを使用する場合は、砥粒の種類と、砥石が加工中にドレスされているかどうかを尋ねてください。そうすれば、砥粒が埋め込まれた穴やサイズが一貫していない穴が提供されることはありません。に関する記事 内径仕上げが原因で油圧シリンダのシールが故障し続ける理由 サービスにおいてこれらの詳細が重要である理由を説明します。

出発原料にも注目に値します。あ ASTM A519 または EN 10305 の冷間引抜き油圧シリンダ チューブ ホーニング、スカイビング、ローラーバニシングのどちらを選択しても、一貫したボア表面が得られ、加工時間を最小限に抑えます。

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結論

ホーニングとスカイビングローラーバニシングはどちらもシリンダーチューブ製造に重要な役割を果たします。大きな形状誤差を修正する必要がある場合や、硬化した材料を加工する必要がある場合は、ホーニングが最適です。スカイビングとローラーバニシングは、油圧シリンダーで一般的に使用される中炭素鋼およびマイクロ合金鋼の速度、表面仕上げ、および表面の完全性において優れています。プロセスをバッチサイズ、材料の硬度、公差要件に合わせて、生のチューブと完成状態のオプションの両方を提供できるサプライヤーと協力してください。