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バリ取りとは?実施の目的や方法、工具などを解説

バリ取りとは、製品や部品に発生したバリを除去し、品質を向上させたり、使用中に問題が発生したりしないようにするために行われる追加工です。ここではバリの発生要因やバリ取りの方法、バリを発生しにくくする加工などについて解説します。

バリ取りとは?実施の目的や方法、工具などを解説

バリとは?

バリとは、加工の過程で発生する、意図しない突起や残留物を意味します。金属加工樹脂加工を行う際に発生し、不確定なとがった形状をしているのが特徴です。
例えば金属加工で切削やプレスによる切断を行った際には、加工物が変形しながら引きちぎられていく過程でバリになります。粘土のようなやわらかいものをちぎったときに、伸びた形状の先がギザギザの不確定な形になるのをイメージするといいでしょう。切削やプレスでのバリは、加工の進んだ方向に向かって発生します。

また、バリは金属の鋳造や樹脂の射出成形といった型を使った加工でも発生します。型を使った加工におけるバリ発生の仕組みは、切削やプレスのバリの仕組みとは全く異なります。鋳造や射出成形では、型の合わせ目(PL)のほか、入れ子やEピンのような部品と型の境目などから金属や樹脂などの材料が染み出し、そのまま固まります。型や入れ子の境目に沿って薄く立ち上がった形状になります。

バリは他にも溶接やメッキ、塗装など、さまざまなシーンで発生しますが、どのような理由であっても、基本的には除去すべきものとして扱われます。図面の中にも「バリ、カエリなきこと」や「バリ不可」などの注釈が書かれているケースも非常に多いです。そのため加工した部品や製品にバリがあれば除去するのが一般的です。
発生してしまったバリを除去する工程をバリ取りといいます。

バリ取りを行う目的

バリが発生してしまった場合、バリ取りを行わなければいけません。以下のように、バリ取りには複数の目的と理由があります。

組付け精度の低下を防ぐため

バリは本来の形状から、意図しない形に飛び出した形状です。そのため、部品同士の接触面にバリがあると、部品と部品の間にバリが異物として挟まり、正しい組付けができなくなってしまいます。それにより組み立ての精度が悪くなったり、本来あるべき機能が発揮できなくなったりなど、トラブルを引き起こします。例えば金属板に丸棒を通す穴を、プレスなどのせん断加工で開け、そこにバリが生じていた場合、丸棒がバリと干渉して穴に組付けられなかったり、狙いのはめあいにならなかったりするなどのケースもあるでしょう。
また基準面のエッジ部にバリがあると、部品が正しい姿勢にならず、計測誤差の原因にもなります。
このようにバリは組付けの精度を低下させるため、除去しなければいけません。

故障や製品の摩耗を予防するため

部品に発生したバリは組付け後にもさまざまな不具合の原因になります。例えば油や空気など流体の流路に発生しているバリは、流れを妨げるばかりでなく、製品の使用中に脱落し、異物(コンタミ)となって、製品の機能を損なったケースもあります。また、電気製品の例では、意図しない突き出た形状であるため、本来ならば十分なクリアランスが確保できていた設計であっても、バリが回路に接触してショートする恐れもあります。
さらにバリの硬さや大きさによっては、他の部品に接触し、傷を付けてしまう可能性もあります。摺動面に接する部位にバリがあれば、当然摺動抵抗が増しますし、摺動面を摩耗させ、摺動性を損ないます。

製造作業従事者やエンドユーザーの怪我防止のため

特に金属のバリは、カミソリのように鋭いのが特徴です。そのため、バリのある部品は製造作業に従事する人の手などを傷つけてしまう恐れがあります。作業の安全性を損ない、労災の発生など、予期せぬ事態を招く場合もあるでしょう。
さらに、製品に残ったバリによってエンドユーザーが怪我をする可能性もあります。過去には露出した溶接部位のバリでエンドユーザーが怪我をし、損害賠償責任が発生したケースが存在しています。人を傷つけるだけでなく、製造者としての信用を大きく損ねる可能性もあるため、エンドユーザーが触れる部位のバリには特に注意深く除去しなければいけません。

バリ取りの主な方法

では、実際にバリを除去するにはどのような方法があるのでしょうか。ここでは代表的なバリ取りの方法を機械的方法と砥粒加工の2点から解説します。

機械的方法

バリ取りの方法にはさまざまなものがありますが、中でも代表的なのは、加工機や工具などを用いて機械的な接触によりバリを除去する方法です。
バリ取り機では、専用のブラシを回転させ、ベルトなどを用いて自動で部品を送り込んだり、作業者が手作業でブラシに部品を押し当てたりします。またNC加工機などでは、切削の後に、刃物やブラシなどのバリ取り専用ツールに工具を持ち替え、加工と同時にバリ取りを行うケースもあります。これらは比較的大きな設備を用いて行われる方法ですが、このようなケースはそれほど多くはありません。
バリ取りの現場で最も多く用いられているのは、刃物やハンドツール、ブラシなどを用いた手作業での除去です。バリは必ずしも同じ場所に同じように発生するわけではありません。そのためすべての加工品に絶対にバリ取りを行う必要がないことや、段取りなどの手間が少ない点などがメリットになります。しかし安定的にバリが発生する状況では、作業工数がかかるのがデメリットになります。また手作業でのバリ取りは作業中に加工品を傷つけてしまう可能性もあります。
機械的方法は除去率が高く、確実にバリを取り除けるのがメリットです。しかし、工程ごとにワークの姿勢を変えたり、ツールを変えたりするなどの手間が発生します。

砥粒加工

砥粒加工もバリ取りの代表的な方法です。バレル研磨やショットブラストは、一般的には磨き加工(研磨)という位置づけですが、砥粒を吹き付けたりぶつけたりする際にバリを除去する効果があるため、バリ取りの目的で行われるケースもあります。
バレル研磨は洗濯槽をイメージするといいでしょう。加工物と液体、砥粒を入れた容器を回転させ、加工物同士や加工物と砥粒がぶつかる力を利用してバリを除去します。
ショットブラストは、加工物の表面に砥粒を吹き付ける加工です。砥粒が加工物に生じたバリにぶつかり、バリを除去します。磨き加工と兼ねることができ、工程集約できるのがメリットですが、加工物表面に傷や打痕が発生したり、加工物の角がダレたりするなどのデメリットがあります。
また流体研磨(砥石流動加工)という方法もあります。モンブランのペーストを絞り出す様子をイメージしてみてください。砥石を含んだ粘弾性のあるポリマーを、圧力をかけながら部品の内部に通過させます。主に筒の内部や穴のふちのバリを除去する方法で、複雑な形状の加工や硬い素材のバリも除去できるのが特徴です。一方で加工に時間がかかるなどのデメリットもあります。

バリ取りには他にも、プラズマや炎でバリを焼き取る熱的加工法、薬品でバリを溶解す化学加工法、電解研磨などの電気化学的方法などがあります。

バリ取りでよく使う工具

機械的方法では、さまざまな工具が使われます。ここではバリ取りによく使われる工具を紹介します。

ハンディーツール(バリ取りバー)

ハンディーツール(バリ取りバー)

https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110600395560/?list=PageCategory

電動で動く刃物をバリに当て、バリを切り取るツールです。

スティック砥石

スティック砥石 

https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/223000311990/?list=PageCategory

手で持って使う棒状の砥石で、角や溝のバリ取りに使用されます。

バリカッター

バリカッター

https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/223303196717/?list=PageCategory

NC加工機など、加工機でバリを除去する際に使われる工具です。

バリ取り作業時の注意点

バリの除去にはさまざまな方法がありますが、どの作業においても共通する注意事項があります。

製品自体に傷をつけないように注意する

バリ取りでは刃物やブラシなど、さまざまな工具が使用されます。そのため除去する部位以外に傷をつけないよう注意しなければいけません。材質の強度などから、最適なバリ取り方法を選択し、作業手順を正しく作る必要があります。

作業中の怪我に十分注意する

前述のようにバリは作業者の身体を傷つける可能性があるものです。そのため作業の際には保護具の着用や安全に作業できる設備、環境を整える必要があります。防護メガネや防塵マスク、手袋などを使用し、作業標準を遵守できるように準備しましょう。

バリを発生させないための工夫

発生してしまったバリを除去するのは重要ですが、設計や加工の段階からバリの発生を防ぐ工夫をすることも大切です。バリの発生理由により、対策はそれぞれですが、代表的な対策として以下のような方法が有効です。

設計の時点でバリ対策を入れる

設計の段階からバリを意識するのはとても大切です。例えば「指示なき角部は糸面取り」や「指示なき角部はC0.2程度の面取りの事」といった指示を行えば、面取りの工程がバリ取りにもなるため、バリ取り工程を必要としなくなるケースもあります。

切削加工の加工方向を工夫する

切削加工の場合、刃が加工物の内から外に向かう方向に回転したり移動したりする際にバリが大きくなる傾向があります。そのため刃の送り方向や加工順序を工夫することで、バリの発生を抑えられます。

バリが発生しにくい速度で加工する

バリの大きさは刃の食い込み量や刃の移動速度によって変化します。そのためバリが発生しにくい加工条件を見つけ、発生する場所の付近では条件を調整するのも、防止対策になります。

加工の順を工夫し、二次加工でバリの部分をさらうような工程にする

例えば円筒の側面に穴を開け、円筒の内部を磨くような製品の場合、内部を磨いてから側面に穴を開けたのでは、円筒の内部にバリが残ります。しかし先に側面に穴を開け、そのあとに円筒の内部を磨けば、磨きの作業によってバリを除去することができます。このように二次加工でバリをさらうことも可能です。
また、板金製品などにおいては、バリが出る側を製品の内側になるように設計し、バリがエンドユーザーに影響を及ぼさないようにする方法もあります。

鋳造や射出成形の金型の精度を高める

鋳造や射出成形においては、PLでバリが発生します。これは金型の合わせ目にわずかな隙間があるために発生するので、金型の精度を高めて隙間をなくしたり、温度を下げて流し込む材料の粘度を上げたりするなどの対策が必要です。

まとめ

バリとは金属の切削やプレス加工、金属や樹脂の成型加工時に発生する、意図しない突出した形状です。図面にはない形状であるため、組付け精度の低下や部品や製品の不具合、製品を傷つけるなどの問題を起こします。またバリは鋭利な形状のため、作業者やエンドユーザーを傷つけ、労災や賠償責任を発生させる可能性もあります。そのためバリは除去しなければいけません。バリの除去には、機械的接触を用い、ブラシや刃物などによってバリを除去する方法や、バレル研磨やショットブラストなど砥粒を用いる方法があります。また加工によってバリの発生を抑える方法もあるため、設計や加工によってバリの対策を行うことも可能です。