金属加工で重要な「バリ」とは? 概要やバリ取りの方法などを解説

金属加工で重要な「バリ」とは? 概要やバリ取りの方法などを解説

素材加工において、「バリ」の発生にどう対処するかは重要です。中でも、金属加工におけるバリの対応や処理は大きな課題となります。
しかし、バリとは具体的にどのようなもので、バリによってどのような影響があるのでしょうか。この記事ではバリのメカニズムとその除去方法、抑制方法などを解説します。

金属加工における「バリ」とは?

バリとは、金属や樹脂、木材などの素材を加工した際に発生する出っ張りやトゲのことです。「かえり」または「かえし」と呼ばれることもあります。

JISでは、バリのことを「かどのエッジにおける、幾何学的な形状の外側の残留物で、機械加工又は成形工程における部品上の残留物」と定義しています。加工の残留物と表現されている通り、部品には必要ない余計な部分です。
このバリを除去するための工程が「バリ取り」です。バリ取りが必要な箇所には、設計図や作業指示書において「バリなきこと」といった指示がされます。

また、バリは被削材を加工する際で発生しますが、どのような加工法で発生したかによって、呼び方が異なります。バリの呼び方の一例としては、「切削バリ」「研削バリ」「せん断バリ」「鋳造バリ」「成形バリ」「塑性変形バリ」などが挙げられます。

バリによって考えられるトラブル

バリ取りを行わずにバリを残したままだと、さまざまなトラブルを引き起こす恐れがあります。バリによって引き起こされるトラブルの一例としては、以下の3つが考えられます。

・精度の低下

正しく加工を行ったとしても、バリがあると寸法が正確になりません。加工精度が低下し、組立時の嵌合(かんごう)が悪くなったり、外形寸法が基準値に収まらなかったりする原因になります。

・製品の摩耗や故障を早める

摺動部や回転部にバリがあると、その部分の動きが悪くなります。電気製品の場合は、バリが原因となってショートなどの電気的トラブルが発生しかねません。
また、バリが別の部品に当たったり、オイルに流されたバリが外れて流路を塞いだりすることで、製品の早期の摩耗・劣化につながる可能性もあります。

・作業者や使用者の怪我

バリは鋭利で尖った形をしていることも多いです。そのまま放置すると、作業者や使用者がバリで怪我をする恐れがあります。

バリ取りの方法

バリはさまざまなトラブルの原因となるため、バリ取りの作業はほぼ例外なく行う必要があります。
バリ取りの方法は、大きく3種類に分けられますが、いずれの方法も特徴が異なります。被削材やバリの種類、発生箇所などに応じて使い分けることが重要です。ここでは、バリ取りの方法の種類と特徴をご紹介します。

・手工具を使ったバリ取り

バリ取りは、手工具を使って行うことができます。やすりやスクレーパー、ロータリーバー、研磨シート、研磨ディスク、研磨ベルトなど、バリ取り用の専用刃物などが使われます。
バリに直接作用するため、確実に除去できるのがメリットです。ただし、手作業で正確な分、工数がかかります。

・専門機によるバリ取り

バレル研磨やショットブラストなど、砥粒をぶつけてバリを除去する方法です。バレル研磨は研磨工程も兼ねるため工数削減につながり、ショットブラストは加工範囲を調整しやすいといったメリットがあります。
また、専門機を使った手法には、バリだけを燃焼させる熱的加工法や、薬品によって溶融する化学加工法などもあります。

・機械加工によるバリ取り

バリ部分を除去するようプログラムしたマシニングセンタや複合旋盤を使い、切削加工によってバリ取りを行う方法もあります。
バリ取りのために新たな設備投資を行う必要がない点がメリットです。

バリを抑制する方法

加工の段階でバリの発生を防いだり除去しやすくしたりして、バリの発生を抑えることも可能です。バリの発生そのものを抑えれば、バリ取りにかかるコストや時間、手間を減らせます。
加工時にバリの発生を抑える方法としては、以下のような工夫が挙げられます。

・適切な素材を選定する

加工時に塑性変形を伴うプレス加工や切削加工、研磨加工は、バリが発生しやすい傾向にあります。これらの加工の際は塑性変形しづらい素材を選定すれば、バリの発生を抑制できます。
ただし、塑性変形しづらい素材は加工が難しくなりがちです。バリの抑制を優先して素材が決定されるケースは少なく、解決策としては限定的といえます。

・加工面の形状を変える

バリは鋭角のエッジで大きくなりやすいという特徴があるため、加工面を鈍角化することで発生が抑えられます。
Rをつける、面取りをする、加工部を平面にするなどの加工が、バリ発生の抑制に有効です。

・加工の条件を変える

切削加工では、切削条件を変えてバリを小さくすることも可能です。回転工具の送り方や向きによっても、バリの大きさは変わります。
また、切り込み量や送り速度を下げるのも有効です。塑性変形が小さくなるため、バリの発生を抑えられます。

バリ取りは製品の品質を左右する重要な工程

バリは製品の品質に大きく影響します。バリを除去するバリ取りの工程は、加工品質の向上や、作業者・使用者の怪我を防ぐ意味でも重要な仕上げ加工です。
また、バリそのものの発生を極力減らす工夫を取り入れるのも有効です。適切な方法でバリを除去して、加工物にバリを残さない工夫を行いましょう。