金属の加工工程ではバリが随所に発生します。どんなに高度な精密機器を使っても、それは製品とともに生まれます。主に被加工材の塑性変形により加工端部に発生する余剰鉄粉の一種です。特に延性や靭性に優れた材料はバリが発生しやすいです。
バリの主な種類には、フラッシュバリ、鋭いコーナーバリ、スパッタ、および製品設計要件を満たさないその他の突出した余分な金属残留物が含まれます。この問題については、これを生産工程上で解消する有効な方法は今のところありません。したがって、製品の設計要件を確保するには、エンジニアはバックエンドプロセスの削除に懸命に取り組むしかありません。これまでのところ、製品ごとに要件も異なります。バリを除去するための方法や装置は数多くあります。
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一般に、バリ除去方法は次の 4 つのカテゴリに分類できます。
1. 粗いレベル（ハードコンタクト）
このカテゴリには、切断、研削、ヤスリ、スクレーパー加工が含まれます。
2. 普通レベル（ソフトタッチ）
このカテゴリに属するのは、ベルト研削、研削、弾性ホイール研削および研磨です。
3. 精度レベル（フレキシブルコンタクト）
フラッシング加工、電解加工、電解研削加工、転造加工などがこれに属します。
4. 超精密水準器（精密接触）
このカテゴリーには、アブレイシブフローバリ取り、磁気研削バリ取り、電解バリ取り、熱バリ取り、高濃度ラジウム強力超音波バリ取りなどがあり、十分な部品加工精度が得られるバリ取り方法です。
バリ取り方法を選択するときは、部品の材料特性、構造形状、サイズ、精度などの多くの要素を考慮する必要があります。特に表面粗さ、寸法公差、変形、残留応力の変化には注意が必要です。
いわゆる電解バリ取りは化学的なバリ取り方法です。機械加工、研削、プレス後のバリを除去したり、金属部品の鋭利なエッジを丸めたり面取りしたりできます。
電気分解を利用して金属部品のバリを除去する電解加工法で、英語ではECDと呼ばれます。ツール陰極（通常真鍮製）をワークのバリ部付近に一定の隙間（通常0.3～1mm）をあけて固定します。ツール陰極の導電部分はバリのエッジに合わせて配置されており、その他の表面は絶縁層で覆われており、電解がバリの部分に集中します。
加工中、工具のカソードは直流電源のマイナス極に接続され、ワークピースは直流電源のプラス極に接続されます。圧力が 0.1 ～ 0.3 MPa の低圧電解液 (通常は硝酸ナトリウムまたは塩素酸ナトリウム水溶液) がワークピースと陰極の間に流れます。直流電源を投入すると、バリは陽極に溶解して除去され、電解液によって除去されます。
電解液はある程度腐食性があるため、バリ取り後のワークの洗浄と防錆処理が必要です。電解バリ取りは、隠れた部分や複雑な形状の部品の十字穴のバリ取りに適しています。生産効率が高く、バリ取り時間は通常数秒から数十秒で済みます。
この方法はギヤ、スプライン、コネクティングロッド、バルブボディ、クランクシャフトのオイル通路開口部のバリ取りや、鋭利な角の丸み取りなどによく使われます。欠点は、バリ付近の部品も電解の影響を受け、表面が傷つくことです。本来の光沢が失われ、寸法精度にも影響します。
もちろん電解バリ取り以外にも以下のような特殊なバリ取り方法もあります。
1. 砥粒流バリ取り
アブレイシブ フロー マシニング テクノロジー (AFM) は、1970 年代後半に海外で開発された新しい仕上げおよびバリ取りプロセスです。特に仕上げ段階に入ったばかりのバリには適していますが、小さくて長い穴や底が詰まった金型には不向きです。等の加工には適しておりません。
2. 磁気研磨とバリ取り
この方法は、1960 年代に旧ソ連、ブルガリア、その他の東ヨーロッパ諸国で始まりました。 1980年代半ば、日本のメーカーはその仕組みと応用について徹底的な研究を行った。
磁気研削中、ワークピースは 2 つの磁極によって形成される磁場の中に配置され、磁気研磨材はワークピースと磁極の間のギャップに配置されます。砥粒は磁場の力の作用により磁力線の方向に沿って整然と配置され、柔らかくて硬い磁性研削盤を形成します。ブラシ、ワークピースが磁界中で軸方向に回転および振動すると、ワークピースと研磨材が相対的に移動し、研磨ブラシがワークピースの表面を研磨します。磁気研削法は、部品の研削とバリ取りを効率的かつ迅速に行うことができ、さまざまな材料、サイズ、構造の部品に対して、低投資、高効率、幅広い用途、高品質の仕上げ方法です。
現在、海外では回転体の内外面、平坦部、歯車の歯、複雑な面などの研削・バリ取り、ワイヤーの酸化スケール除去、プリント基板の洗浄などが可能です。
3. 熱バリ取り
熱バリ取り (TED) は、水素と酸素ガス、または酸素と天然ガスの混合物の爆燃によって生成される高温を使用して、バリを焼き取ります。密閉容器内に酸素と酸素、または天然ガスと酸素を通し、点火プラグで点火すると、混合物が瞬時に爆発し、多量の熱エネルギーを放出してバリを除去します。ただし、ワークピースが爆発燃焼した後は、酸化した粉末がワークピースの表面に付着するため、洗浄または酸洗する必要があります。
4.MiLaの強力超音波バリ取り
MiLaの強力超音波バリ取り技術は、近年普及しているバリ取り方法です。洗浄効率だけでも通常の超音波洗浄機の10～20倍です。穴は水タンク内に均等に配置されているため、超音波洗浄の必要がありません。投与は5〜15分以内に同時に完了できます。
誰でも使える最も一般的な 10 のバリ取り方法をまとめました。
1) 手動バリ取り
これも一般企業でよく使われる方法で、ヤスリやサンドペーパー、研磨ヘッドなどを補助工具として使用します。ファイルには手動ファイリングと空気圧シフト機能があります。
一言コメント: 人件費が高く、効率があまり高くなく、複雑な十字穴の除去が困難です。作業者の技術要求はそれほど高くなく、バリが小さく製品構造がシンプルな製品に適しています。
2) 金型のバリ取り
ダイスとポンチを使用してバリを取り除きます。
一言コメント： 一定のパンチング金型（荒型＋ファインパンチング型）の製作費が必要となり、場合によっては成形型も必要となります。比較的単純なパーティング面を持つ製品に適しており、手作業に比べて作業効率やバリ取り効果が優れています。
3) 研削・バリ取り
このタイプのバリ取りには、振動、サンドブラスト、ローラーなどの方法があり、現在多くの企業で使用されています。
一言コメント: 除去があまりきれいではないという問題があり、残ったバリを手作業で処理するか、他の方法を使用してバリを除去する必要がある場合があります。大量ロットの少量製品に適しています。
4) 凍結バリ取り
冷却を使用してバリを急速に脆化させてから、発射体をスプレーしてバリを除去します。
簡単なコメント: 設備価格は約 20,000 ～ 300,000 元です。バリ肉厚の小さい製品や小型製品に適しています。
5) 熱風バリ取り
熱バリ取り、爆発バリ取りとも呼ばれます。可燃性ガスを装置の炉に流し、媒体や条件の作用によりガスが瞬時に爆発し、その爆発で発生したエネルギーを利用してバリを溶解・除去します。
簡単なコメント: この装置は高価で (価格は数百万ドル)、高度な操作スキルが必要で、効率が低く、副作用 (錆び、変形) があります。主に自動車や航空宇宙用の精密部品などの一部の高精度部品分野で使用されています。
6) 彫刻機のバリ取り
簡単なコメント: この装置はそれほど高価ではなく (数万ドル)、空間構造が単純で、必要なバリ取り位置が単純かつ規則的である用途に適しています。
7) 化学バリ取り
電気化学反応の原理を利用して、金属材料で作られた部品のバリを自動的かつ選択的に除去できます。
一言コメント：除去が困難な内部バリに適しており、ポンプボディやバルブボディなどの小さなバリ（ワイヤー太さ7本以下）に適しています。
8) 電解バリ取り
電解を利用して金属部品のバリを除去する電解加工法。
一言コメント：電解液はある程度腐食性があり、バリ付近も電解の影響を受けます。表面は本来の光沢を失い、寸法精度にも影響します。バリ取り後はワークの洗浄と防錆処理を行ってください。電解バリ取りは、隠れた部分や複雑な形状の部品の十字穴のバリ取りに適しています。生産効率が高く、バリ取り時間は通常数秒から数十秒で済みます。ギヤ、コネクティングロッド、バルブボディ、クランクシャフトオイル通路開口部のバリ取りや鋭利な角の丸み取りなどに適しています。
9) 高圧ウォータージェットバリ取り
水を媒体とし、その瞬間的な衝撃力を利用して加工後に発生するバリやバリを除去し、同時に洗浄の目的を達成します。
一言コメント：この装置は高価であり、主に自動車の心臓部や建設機械の油圧制御システムに使用されています。
10) 超音波バリ取り
超音波により瞬間的に高い圧力を発生させバリを除去します。
簡単なコメント: 主に一部の微細なバリに使用されます。一般に、バリを顕微鏡で観察する必要がある場合は、超音波法を使用してバリを除去することができます。
投稿日時: 2023 年 11 月 16 日
