호닝

thumb|호닝 처리된 공작물의 표면

호닝(honing)은 연마 숫돌이나 연삭 휠을 제어된 경로를 따라 문질러 금속 공작물에 정밀한 표면을 생성하는 연마 가공 공정이다. 호닝은 주로 표면의 기하학적 형태를 개선하는 데 사용되지만, 표면 조도도 향상시킬 수 있다.

일반적인 적용 분야는 내연 기관의 실린더, 에어 베어링 스핀들 및 톱니바퀴의 마감이다. 호닝에는 여러 유형이 있지만, 모두 하나 이상의 연마 숫돌로 구성되어 있으며, 이 숫돌은 작업 중인 표면에 압력을 가한 상태로 유지된다.

다른 유사한 공정으로는 래핑과 슈퍼피니싱이 있다.

 호닝 머신 
thumb|alt=정확한 호닝을 위한 자동 계측 단일 패스 호닝 머신.|정밀 마감을 위한 자동 계측 단일 패스 호닝 머신.

호닝 머신은 부품의 표면 마감과 치수 정확도를 향상시키는 데 사용되는 정밀 가공 도구이다. 이 기계는 연마 호닝 도구를 사용하여 구성 요소, 일반적으로 실린더 또는 보어 내부를 회전하고 왕복 운동하면서 작동한다. 이 공정은 내부 표면 품질을 향상시켜 정밀한 치수와 매끄러운 마감을 구현한다.

호닝 머신은 원통형, 수직형, 수평형 등 다양한 유형으로 제공된다. 원통형 호닝 머신은 원통형 부품의 내부 표면용으로 설계되었으며, 수직형 및 수평형 모델은 다양한 방향과 크기의 공작물에 적합하다.

이러한 기계는 엔진 실린더 및 유압 부품과 같은 부품에서 높은 정밀도와 일관성을 달성하는 데 필수적이다. 자동 계측 및 확장 단일 패스 호닝 머신과 같은 고급 모델은 자동화 및 실시간 측정 시스템을 갖추고 있어 효율성과 정확도를 더욱 향상시킨다.

 호닝 지그 
thumb|alt=가공 시 정확한 정렬을 보장하는 축 방향 부동 지그.|호닝 중 정밀한 정렬을 위한 축 방향 부동 지그.

호닝 지그는 가공의 호닝 공정에서 사용되는 특수 도구로, 호닝 작업 중 구성 요소의 정밀한 정렬과 안정성을 보장하도록 설계되었다. 이러한 지그는 원통형 및 기타 복잡한 구성 요소에서 높은 정확도와 표면 마감을 달성하는 데 필수적이다. 일반적으로 제조 및 유지보수 응용 분야에서 사용되는 호닝 지그는 원하는 공차와 표면 품질을 달성하기 위해 효과적인 재료 제거를 용이하게 한다.

 호닝 숫돌 
thumb|실린더용 초연마재 및 호닝 헤드
thumb|호닝 도구

호닝은 호닝 숫돌 또는 호닝기라고 불리는 특수 도구를 사용하여 정밀한 표면을 얻는다. 호닝 숫돌은 접착제로 결합된 연마재 입자로 구성된다. 일반적으로 호닝 입자는 불규칙한 모양이며 직경이 약 10~50마이크로미터(300~1500 메시 입자 크기)이다. 입자 크기가 작을수록 공작물 표면이 더 매끄러워진다.

호닝 숫돌은 여러 면에서 연삭 휠과 유사하지만, 호닝 숫돌은 일반적으로 더 잘 부서지기 쉬우므로 마모될 때 공작물의 모양에 맞게 변형된다. 부서지기 쉬운 특성을 상쇄하기 위해 호닝 숫돌은 수명을 개선하기 위해 왁스 또는 황으로 처리될 수 있으며, 환경적인 이유로 왁스가 일반적으로 선호된다.

모든 연마재를 사용하여 호닝 숫돌을 만들 수 있지만, 가장 일반적으로 사용되는 것은 강옥, 탄화 규소, 입방정 질화 붕소 및 다이아몬드이다. 연마재 선택은 주로 공작물 재료의 특성에 따라 결정된다. 대부분의 경우 강옥 또는 탄화 규소가 허용되지만, 극도로 단단한 공작물 재료는 초연마재를 사용하여 호닝해야 한다.

호닝 숫돌은 일반적으로 보어 내부에서 회전하면서 안팎으로 이동한다. 매끄러운 절삭 작용을 제공하고 마모된 재료를 제거하기 위해 특수 절삭유가 사용된다. 기계는 적용 분야에 따라 휴대용, 간단한 수동 기계 또는 측정 기능을 갖춘 완전 자동 기계일 수 있다.

연마재의 현대적 발전으로 이전보다 훨씬 더 많은 양의 재료를 제거할 수 있게 되었다. 이로 인해 "관통 가공"이 가능한 많은 응용 분야에서 연삭을 대체하게 되었다. 외부 호닝은 샤프트에서 동일한 기능을 수행한다.

 공정 역학 
호닝 숫돌은 연삭 휠과 비슷하게 생겼기 때문에 호닝을 저재료 제거 연삭의 한 형태로 생각하기 쉽다. 대신, 자체 수정 연삭 공정으로 생각하는 것이 더 좋다.

연삭에서 휠은 간단한 경로를 따른다. 예를 들어, 샤프트를 플런지 연삭할 때 휠은 부품의 축을 향해 안쪽으로 이동하고, 연삭한 다음 다시 바깥쪽으로 이동한다. 휠의 각 조각이 공작물의 동일한 조각과 반복적으로 접촉하므로 연삭 휠의 기하학적 형태의 모든 부정확성은 부품으로 전달된다. 따라서 완성된 공작물 형상의 정확도는 드레서의 정확도로 제한된다. 연삭 휠이 마모됨에 따라 정확도는 더욱 나빠지므로 모양을 재구성하기 위해 드레싱이 주기적으로 발생해야 한다.

기하학적 정확도의 제한은 호닝 숫돌이 복잡한 경로를 따르기 때문에 호닝에서 극복된다. 예를 들어 보어 호닝에서 숫돌은 동시에 두 경로를 따라 움직인다. 숫돌은 구멍을 확장하기 위해 반경 방향으로 바깥쪽으로 눌러지는 동시에 축 방향으로 진동한다. 진동으로 인해 호닝 숫돌의 각 조각은 공작물의 넓은 영역에 닿는다. 따라서 호닝 숫돌 프로파일의 불완전성은 보어로 전달될 수 없다. 대신, 보어와 호닝 숫돌은 호닝 숫돌 운동의 평균 모양(보어 호닝의 경우 실린더)에 맞춰진다. 이러한 평균화 효과는 모든 호닝 공정에서 발생한다. 공작물과 숫돌은 호닝 숫돌 절삭면의 평균 모양에 맞춰질 때까지 침식된다. 호닝 숫돌은 원하는 기하학적 모양으로 침식되는 경향이 있으므로 드레싱할 필요가 없다. 평균화 효과의 결과로 호닝된 구성 요소의 정확도는 종종 이를 만든 공작 기계의 정확도를 능가한다.

숫돌의 경로는 연삭기와 호닝기의 유일한 차이점은 아니며, 구조의 강성에서도 차이가 있다. 호닝기는 연삭기보다 훨씬 더 유연하다. 연삭의 목적은 엄격한 크기 공차를 달성하는 것이다. 이를 위해 연삭 휠은 공작물에 대해 정확한 위치로 이동해야 한다. 따라서 연삭기는 매우 단단해야 하며 축은 매우 높은 정밀도로 움직여야 한다.

호닝기는 비교적 부정확하고 불완전하다. 공작 기계의 정확성에 의존하는 대신 숫돌과 공작물 사이의 평균화 효과에 의존한다. 유연성은 평균화 효과가 발생하기 위해 필요한 호닝기의 요구 사항이다. 이는 두 기계의 명백한 차이점으로 이어진다. 연삭기에서는 숫돌이 슬라이드에 단단히 부착되어 있지만, 호닝에서는 숫돌이 공압 또는 유압 압력으로 작동된다.

고정밀 공작물은 일반적으로 연삭한 다음 호닝된다. 연삭은 크기를 결정하고 호닝은 모양을 개선한다.

호닝과 연삭의 차이가 항상 같은 것은 아니다. 일부 연삭기는 복잡한 움직임을 가지고 있으며 자체 수정이 가능하며, 일부 호닝기는 크기 제어를 위한 공정 중 측정 기능을 갖추고 있다. 많은 관통 연삭 작업은 호닝과 동일한 평균화 효과에 의존한다.

 호닝 구성 
thumb|평면 호닝 머신
 보어 호닝
 평면 호닝
 외경 호닝 / 슈퍼 피니시 / 미세 피니시 (테이퍼 및 직선)
 구형 호닝
 트랙/레이스웨이 호닝

 경제성 

thumb|alt=가공 및 호닝에서 일반적인 보어 형상 오차 다이어그램.|가공에서 일반적인 보어 형상 오차.
호닝은 고정밀 공정이므로 비교적 고가이다. 따라서 최고 수준의 정밀도를 요구하는 부품에만 사용된다. 일반적으로 부품이 고객에게 배송되기 전 마지막 제조 공정이다. 물체의 치수는 이전 공정, 그중 마지막은 보통 연삭이다. 그런 다음 부품은 표면 마감, 진원도, 평탄도, 원통도 또는 구형도와 같은 형태 특성을 개선하기 위해 호닝된다.

 호닝된 표면의 성능 이점 
호닝은 비교적 고가의 제조 공정이므로, 매우 우수한 형상 정확도가 필요한 응용 분야에만 경제적으로 정당화될 수 있다. 호닝 후 개선된 형상은 더 조용하게 작동하거나 더 높은 정밀도를 가진 부품을 만들 수 있다.

 크로스 해치 마감 
"크로스 해치" 패턴은 실린더 내 피스톤의 적절한 윤활 및 링 실링을 보장하기 위해 오일 또는 그리스를 유지하는 데 사용된다. 매끄럽고 윤이 나는 실린더 벽은 피스톤 링과 실린더 스커핑을 유발할 수 있다. "크로스 해치" 패턴은 브레이크 로터 및 플라이휠에 사용된다.

 플래토 마감 
플래토 마감은 오일 유지를 위해 크로스 해치를 손상시키지 않고 금속의 "피크"를 제거하는 것이 특징이다. 플래토 마감은 마감의 베어링 면적을 증가시키고 피스톤 또는 링이 실린더 벽을 "길들이는" 것을 요구하지 않는다.

플래토 호닝 사양:
 Rz (10점 거칠기 높이)... 3~6 마이크로미터,
 Rpk (감소된 피크 높이).... ≤0.3 마이크로미터,
 Rk (코어 거칠기 깊이).... 0.3~1.5 마이크로미터,
 Rvk (감소된 밸리 깊이)... 0.8~2.0 마이크로미터.

측정기는 "RPK"(감소된 피크 높이), "RVK"(감소된 밸리 깊이) 및 "RK"(코어 거칠기 깊이)를 포함하여 실린더 보어 마감에 대한 현대적이고 정의된 설명을 제공하며, 이는 "RPK" 및 "RVK" 측정 모두를 기반으로 한다.

 같이 보기 
 싱글 패스 보어 마감

 내용주 

분류:분쇄·연마
분류:공작기계