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テクノロジーニュース

最高のホーニング加工結果を得るには?

2020.10.26  クーラント基礎応用

FILTRATION NEWS 5 -ホーニング工程でのクーラント液の濾過-

ホーニング工程

ホーニング加工の目的は「表面品質の改善である」という事実にもかかわらず、ここ数年で部品の寸法を公差内に仕上げるために本格的な材料の取り代除去工程へと変わっていきました。 生産量を増やすために、これまで得られていた0.02〜0.03 mmと比較して、0.1〜0.5 mm、またはそれ以上の取り代の除去が現在行われています。

取り代の増加により、この工程が出来る最適な利点が得られ、部品の幾何学的品質(真円度と円筒度)が改善されます。

ホーニング工程の品質に影響を与える要因

最新のホーニング工程は2つのフェーズに分かれています。

1つ目は、材料の大幅な除去を伴う粗研削または事前ホーニング作業。2つ目は、実際の品質のホーニングまたは研磨作業そのもの。

これらの2つの操作が正確な幾何学的形状を実現し、機械加工部品の最適な表面品質を実現するためには、ホーニングマシン、ホーニングツール、従来の砥石、CBN砥石、ダイヤモンド砥石、ホーニングオイル、濾過プラントを「ありとあらゆる」方法で組み合わせる必要があります。

材料の最適研磨作用はどのように達成されますか?

  1. ホーニング砥石とホーニングされる表面との間にはある程度の摩擦が必要であり、これにより材料の研磨作用の有効性が向上します。
  2. ホーニング砥石の表面全体が、作業中の部品と接触している必要があります。
  3. ホーニング砥石の切削形状は、操作中に変化せず、一貫性のない結果が得られるように明確に定義する必要があります。
  4. 切削油中の懸濁液中の粒子が、ホーニング砥石と機械加工されている表面の間に入り、研磨剤の研磨能力を大幅に低下させる減摩添加剤として作用するため、切削油の濾過品質を制御する必要があります。
  5. ホーニングの削りくずは、非常に細かく、砥石がホーニングされている表面を滑る原因になります(鋳鉄部品のホーニング)。
  6. 硫黄ホーニング砥石を使用すると、ホーニング油の硫黄含有量が増加し、材料の研磨作用が低下します。

最高のホーニング結果を得るには?

a)高品質のホーニング油を使用し、添加剤を適切な割合で添加して、ホーニング研磨剤の切削能力を向上させ、高い材料研磨能力を実現します。

b)グラファイトなどの非晶質摩耗粒子と、溶液に部分的に吸収された硫黄の両方を除去できる優れた濾過装置を採用することにより、効率的なオイル品質が維持されます。

c)砥石と機械加工された材料から研磨粒子を完全に除去することにより、砥石の目詰まりを防ぎ、切削能力を保ち、同時に、懸濁液中の粒子が表面品質に影響するのを防ぎます。

ホーニング油の濾過

必須の設置条件があります。

設置条件:全てのホーニング工程において、常に最高の濾過品質を維持できるように、プレコートフィルターを使用した濾過装置が必須となります。

下記フィルターは、ホーニング工程において十分な濾過品質(ISO 4406、コード18/15レベル)永続的に得られない為、使用はお控えください。

  • ハイドロサイクロンセパレーター
  • 磁気セパレーター
  • 遠心分離機
  • ペーパーバンドフィルター
  • エンドレススクリューバンドフィルター
  • 二次フィルターを使用しない加圧フィルター
  • 加圧フィルター
  • フィルター媒体を使用しないペーパーウォッシャーキャンドル

上記のフィルターはすべてKENFILT-NOVOTECNICによって製造されていますが、他の用途向けに設計されているため、ホーニング作業には絶対に使用されないようにお気を付けください。


a)きれいな油によるホーニング作業

最初のホーニング荒工程では、深い規則的な溝が生成されます。 2番目の仕上げ工程で、これらの溝の上面が除去され、深さ(キャビティ)が維持されます。これらはシリンダーボアのホーニングにとって非常に重要であり、オイルを保持する油路としてピストンリングの動きを滑らかにします。

b)汚れた油によるホーニング作業

最初のホーニング荒工程の時点で、使用したオイルが汚れていることがわかります。スラッジはダイヤモンド砥石に蓄積するため、研削能力が失われます(同じ研削代に対して必要な機械加工時間が長くなり、さらに、ごく少数ですが本来よりも深い溝が不規則に生成されます)。 2番目の仕上げ工程を行い、一見問題無いように見える場合でも、本来のシリンダー動作に必要な同じ特性が得られません。キャビティが潤滑油を保持して本来のシリンダー動作を得られるかどうかがエンジン寿命に大きな影響を及ぼすため、ホーニング工程に用いる油の濾過精度は非常に重要です。

(上のエアシリンダーのホーニング加工を参照)

最大許容ホーニング油汚染

ホーニング油が少しでも黒い場合、それは実際の抽出プロセス自体からの固体粒子によって汚染されているか、研磨剤が砥石から解けていることを意味します。この多かれ少なかれ暗い色合いは、ホーニング油中の浮遊粒子の量であり、製品品質の不十分な結果に繋がります。これが、オイル精度が少なくともISO 4406コード18/15である必要がある理由です。

現在では、コモンレールディーゼルポンプの特定のホーニング作業について、ISO 4406コード17/14およびISO 4406コード15/13の濾過品質要件レベルをすでに確立している多くの企業があります。

プレコートフィルター(KENFILT-NOVOTECNICのフィルターなど)を使用した場合にのみ、ホーニング工程での品質維持や油の長寿命化など、高レベルの濾過品質保つことができると証明されています。これが、世界中の最も権威のあるエンジン製造業者が、最も厳密な仕上げ品質で大規模なエンジン生産を保証するために、ホーニング作業用に常にプレコートフィルターを設置する理由です。

鋳鉄シリンダーホーニング操作の冷却油流量

最適な表面品質を得るには、次の値を考慮する必要があります。

  • ホーニング作業の潤滑に十分な流量。
  • ホーニング砥石が生成するすべての熱を吸収できる十分な流量。オイルの温度は、マシンの出入口間で1ºCを超えて上昇しない設定値。 この流量は、スピンドルのパワーに応じて決定されます。
  • 機械加工プロセス全体で、ホーニング切り屑がホーニング砥石に引っかかりホーニング面の品質に影響を与えるのを防ぐために、ホーニング面とホーニング砥石を洗浄する吐出圧に対して十分な流量。

この流量は、研磨する部品の種類と使用する研磨砥石の種類に応じて決定されます。

KENFILT-NOVOTECNICプレコートフィルターを使用することにより、ホーニングプロセスで得られる改善

30年以上にわたりお客様と協力してきた結果、ホーニング工程にKENFILT-NOVOTECNICプレコートフィルターを設置することにより、清潔で透明なオイルでの操作が可能になり、以下の改善につながることを確認しています。

  • ホーニング盤の生産性の向上。これにより、単位時間あたりの砥石で研がれたシリンダーの生産性を最大15%向上させることができます。
  • ホーニングツールの「機械的寿命」の無制限の延長。これは、砥石が内部で常にきれいであるため、拡張コーンの早期摩耗がすべて排除されるためです。
  • オイルがきれいであり、拡張コーンとホーニング砥石の摩耗が生じないため、拡張コーンとホーニング砥石間の接触領域の早期摩耗の減少。
  • ホーニング砥石は「詰まらず」、ホーニングツールスロットで自由に動くため、ホーニングされた表面の傷を防ぎます。
  • 砥石の切削面は常に清潔に保たれ、切削能力が失われないため、CBNまたはダイヤモンド砥石の消費量を最大20〜30%削減します。そのため研磨能力とその結果として生産は一定に保たれます。

液体冷媒の温度調節システム

エマルジョン、合成溶液、切削油など、金属切削プロセスで使用される液体の温度を維持することは、最終製造品の最適な結果を得るための重要な要素です(前回の記事、FILTRATION NEWS4を参照)。

中規模および大規模の冷却能力の場合、水冷却は、プロセス液体冷媒の温度を制御するために最も広く使用されているシステムの1つです。

ウォータークーラーを使用して、最終的に実際に必要な液体冷媒の温度を制御するためには、2つの方法があります。この違いは、冷却装置の温度調節センサーが配置されている場所に基づいています。

スキーム1の3方向バルブ付き熱交換器システム(50.000 Kcal / h)。

A.冷水の温度規制

これが最も一般的なソリューションです(図1を参照)。水冷装置の目的は、液体冷却剤に必要な温度とは関係なく、冷水回路を固定設定温度に維持することです。熱は、熱交換器によって液体冷却剤から除去されます。回路入力に取り付けられた三方弁により、液体冷却剤の温度を制御できます。

図1 冷水温度調節

B.直接液体冷媒温度調整

図に示すように(図2を参照)、冷却装置の温度調節センサーは液体冷媒タンクに直接取り付けられています。このようにして、冷水温度は一定に維持されます。これは液体冷媒に必要な温度と熱交換器の伝達能力に依存します。ある調整タイプから別の調整タイプに変更するために、水冷装置で必要な変更を実行することは非常に簡単であることを強調する必要があります。

図2 直接液体冷媒の温度調節

KENFILT-NOVOTECNICは、お客様のニーズに応じて、両タイプの温度調節を採用したウォータークーラーを設計しています。

水冷チラーKENFILT-NOVOTECNICタイプFW-215-A。
(77.000 Kcal / h。)

KENFILT-NOVOTECNIC濾過プラント  GKN社

GKN Automotive Groupは、1959年に前輪駆動を備えた最初の英国車とドイツ車のドライブシャフトスイベルジョイントの製造と供給を開始し、それ以来、フロントの設計、エンジニアリング、製造、組み立ての世界的リーディングカンパニーの1つになりました。これらのタイプのスイベルジョイントを使用するすべてのタイプの車両のホイールドライブ。

過去数年間、彼らはビーゴのGKN Indugasa工場とズマヤのGKN Ayra Durexにかなりの投資を行っており、新しい生産機械、制御および組立装置を購入し、さらに様々なコンポーネントの研削油の濾過プラントにも投資しています。製造プロセスを改善し、生産性を高め、「欠陥ゼロ」のポリシーの下で最終製品の品質保証インシデントを減らすためのスイベルジョイントを作り上げています。

研削油の濾過品質は、スイベルジョイントコンポーネントの表面、寸法、および幾何学的品質に直接影響することを指摘することが重要です。最終製品の品質に影響するだけでなく、

品質管理とスイベルジョイントの組立ラインの両方で異常を引き起こします。

2番目のプレコート濾過設備の様子。 タイプFTD75 DA45。分配流量2.500l / min。
KENFILT-NOVOTECNICろ過設備のユニットの概観

これが、ズマヤのGKN Ayra Durex工場に設置された、流量300リットル/分の最初の小型FTD 8 AD TAタイプセルロースプレコート濾過プラントである1995年のNOVOTECNIC EUROPA S.A.からのGKNカーグループの購入の理由です。

数年間の運用でこの最初のユニットで得られた利点を確認できた後、1999年に「濾過」に投資し、以下の研究、設計、プロジェクト、建設をKENFILT-NOVOTECNICに委託することが決定されました。

  • 流量1,000リットル/分のFTD 30 DA 20プラント1つ。 GKN Ayra Durex工場用
  • 流量3,000リットル/分の2つのFTD 50 DA 30プラント。 GKNインドゥガサ工場用
  • 5,000リットル/分の流量の2つのFTD 75 DA 45プラント。 GKNインドゥガサ工場用

GKN Car Groupには現在、6つのKENFILT-NOVOTECNICプレコート濾過プラントがあり、すべてがフル稼働しており、エンジニアリングの担当者が必要とするすべての濾過ニーズを満たしています。

私たちは新しい目標に到達しました。それは、設備の拡張です。

  • 1.350 m2のオフィス
  • 工場の4.200 m2
  • 880 m2の倉庫Aほぼ6.500 m2の総面積

このようにして、市場での存在感を高め、世界中のお客様に最高のサービスを提供し続けるという確固たる提案を目指して、戦略的成長計画の別のポイントを統合しています。