книги из ГПНТБ / Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник

§ 38. ХОНИНГОВАНИЕ

Хонингование — процесс отделочной обработки пред­ варительно обработанной поверхности при помощи го­ ловки, несущей абразивные бруски.

Хонингование осуществляется путем совмещения вращательного и возвратно-поступательного движении головки, в результате чего на обработанной поверхно­ сти получаются пересекающиеся штрихи — следы обра­ ботки. Головка устроена таким образом, что абразив­ ные бруски в процессе обработки раздвигаются, обеспе­ чивая компенсацию увеличения диаметра обрабатывае­

предшествующей обработки (некруглость, иепрямолинейность, конусность и др.);

получение окончательного размера в узких допусках, при этом точность размера мало зависит от точности станка;

150

объединение быстрого и экономичного съема при­ пуска, получение высокой точности — (1—2 кл.) и ше­ роховатости (V 9—V 12);

уменьшение вспомогательного времени, так как при­ менение «плавающего» .инструмента или детали устра­ няет незначительное несовпадение осей инструмента и обрабатываемого отверстия.

Основные отличия хоиингования от шлифования: одновременное участие в работе значительно боль­

шего количества абразивных зерен (в 100—1000 раз); значительно меньшее давление, прижимающее абра­ зивный инструмент к обрабатываемой поверхности (при

отделочном хонинговании в 6—10 раз);

С увеличением рабочей поверхности бруска обычно воз­ растает интенсивность съема металла. Особенно съем металла возрастает С увеличением ширины абразивного бруска, при этом лучше исправляются погрешности фор­ мы, но на улучшении шероховатости это отражается слабо. Оптимальное соотношение между суммарной ши­

чения длины брусков применяют при повышенных тре­ бованиях к точности формы. Закрепление -брусков в ко­ лодках производится специальными мастиками, либо целлулоидом, растворенным в ацетоне. Перед закреп­ лением в головке бруска устанавливают в специальной оправе н заправляют по радиусу отверстия с помощью шлифовального круга или алмаза.

В качестве абразива для изготовления хонинговальных брусков применяют электрокорунд, карбид кремния и алмазный порошок. При обработке чугуна и цветных металлов обычно применяют карбид кремния и алма­ зы. При обработке стали используется электрокорунд белый и в отдельных случаях — кубический нитрид бора, алмаз и карбид кремния. Выбор характеристики абразивных брусков зависит от требований к чистоте поверхности и производительности по съему металла. Хонинговальные бруски изготовляют из абразивных зе-

151

рен и порошков зернистостью от 40 до Ml4 . При обра­ ботке со снятием металла применяют абразив зерни­ стостью до 3, микропорошки обычно используют для улучшения чистоты поверхности.

При чистовом хонинговании с исходной чистотой об­ рабатываемой поверхности не ниже V б класса для чугуна и V 7 класса для стали применяют бруски зер­ нистостью 3 — М28 для достижения чистоты V 8—V 9 класса и зернистостью М28—М14 для достижения чи­ стоты V 10—V 12 класса. Бруски для доводки изго­ товляются на керамической или бакелитовой связках.

Бруски на бакелитовой связке имеют более равно­ мерный износ, высокую стойкость и обеспечивают более высокую, чем бруски на керамической связке, чистоту

применяются при обработке чугуна и закаленных леги­ рованных сталей, они обладают высокой стойкостью, превосходящей стойкость абразивных брусков при об­ работке 'чугунных деталей в 100—250 раз, а стальных деталей в 30—50 раз. Средняя стоимость алмазных брусков в 50—80 раз выше, чем из обычных абразивных материалов.

При хонинговании деталей из чугуна и незакалеиной стали применяются бруски на металлических связ­

резания и металлической связки брусков, которая об­ ладает повышенной теплопроводностью;

снижается загрязненность рабочей жидкости.

В е л и ч и н а п р и п у с к а й а х о н и н г о в а н и е зависит от назначения оиТерации и качества предшест­ вующей обработки. При чистовом хонинговании мини­ мальный припуск назначается с учетом снятия шерохо­ ватости предшествующей обработки и для устранения волнистости. При размерном хонинговании необходим припуск не только для снятия шероховатости предше-

152

етвующей обработки, «о и для устранения искажения геометрической формы обрабатываемой поверхности (нецилиндричности и некруглости). Среднее значение слоя

погрешностей геометрической формы (некруглости, нецнлиндричности), может колебаться в пределах 10— 30 мкм на сторону. В общем случае припуск на хонингование по величине должен примерно в 1,5—2 раза превышать величину погрешности формы предшествую­ щей обработки. При тонком хонинговании оставляют припуск 0,02—0,05 мм на диаметр. При малых припу­ сках (<0,02 мм) шероховатость предшествующей обра­ ботки удаляется не полностью, бруски не успевают при­ тупиться, происходит только режущее действие, не со­ провождающееся заглаживанием. При больших припу­ сках 'бруски притупляются, но в конце цикла хорошо выглаживают поверхность, обеспечивая лучшую чисто­

батываемых деталей на хонинговальном станке произ­ водится с помощью приспособлений, конструкция кото­ рых зависит от особенности детали, способа ее базиро­ вания, инструмента. При хонинговании в качестве базы используется сама обрабатываемая поверхность, отно­ сительно которой самоустанавливается доводочная го­ ловка.

В зависимости от требований, предъявляемых к точ­ ности обработки, конструктивных форм и размеров об­

чивается в любом направлении на 5—15°. Этот способ закрепления применяется для жестких деталей, у ко­

153

способ закрепления применяется при хонпнговании срав­ нительно небольших деталей с короткими отверстиями. При этом торцы детали должны быть строго параллель­

3 — доводочная головка и деталь «плавающие». При этом методе приспособление закрепляется на универ­ сальном шарнире и деталь .имеет возможность самоустанавлнваться относительно головки в вертикальном на­ правлении. Доводочная головка крепится к шпинделю станка на одном шарнире и может устанавливаться та,к, чтобы ее ось и ось обрабатываемого отверстия совпа­ дали.

Доводочная головка имеет два движения.— враща­ тельное относительно оси шпинделя и возвратно-посту­ пательное вдоль осп отверстия. Кроме того, в процессе хоиингования осуществляется раздвижение брусков, что обеспечивает радиальную подачу. Заготовка обычно не­ подвижна. При обработке деталей небольших размеров и высоких требованиях к шероховатости поверхности при­

Доводочная головка для обработки отверстий состоит из трех основных частей: патрона, служащего для за­ крепления головки в шпинделе станка; рабочей части, несущей абразивные бруски; механизма для раздвпження брусков.

Конструктивные отличия различных доводочных го­ ловок заключаются главным образом в механизме раз-

на определенный диаметр это раздвижение осуществ­ ляется специальной втулкой, после того как головка прошла до середины отверстия. У головок с ручным раздвижением брусков эта операция производится после ввода головки со сжатыми брусками в обрабатываемое отверстие.

По принципу раздвижения брусков доводочные го­ ловки можно разбить на три группы:

154

С одним конусом, упирающимся в середину колодки. Головки этой группы применяются в основном при сня­

С двумя конусами, направленными в противополож­ ные стороны. Эти головки применяются- в основном в небольших мастерских и на ремонтных работах. Конст­

шиваются обычно параллельно оси головок. Эти голов­ ки применяются преимущественно при обработке длин­ ных отверстий.

Особое внимание следует уделить наличию требуе­ мых зазоров между торцами головок и "упорами, огра­ ничивающими перемещение их в осевом направлении.

Разжим 'брусков осуществляется механически и ги­ дравлически. Механический разжим производится двумя способами: вращением штока, по резьбе которого пере­ мещаются конусы, или вращением гайки, сжимающей пружину, которая продвигает шток с конусами. При гидравлическом разжиме шток головки получает пере­ мещение от штока гидроцилиндра, расположенного в бабке станка.

На рис. 68 представлена конструкция абразивной доводочной головки с механическим разжимом брусков.

Для автоматического раздвигания абразивных 'бру­ сков над обрабатываемой деталью устанавливается стальная направляющая гильза 17, закаленная и при­ тертая. Разжимные кулачки 2 .поворачиваются вокруг осей 3 с помощью гильзы 17. Второе плечо кулачка 2 толкает вниз втулку 4, которая перемещает упорный шарикоподшипник 5, втулку 6, амортизатор 8, поводок Я втулку 10, которая через штифт 11 подает валик 14 с двумя 'Конусами, осуществляющий радиальное пере­ мещение колодок 13 с абразивными брусками 15. До­ полнительное осевое перемещение валика 14 относитель­ но корпуса головки для радиального перемещения абра­ зивных брусков (с целью компенсации износа послед­ них) осуществляется периодически путем поворота втул­ ки 6 вручную. При этом движение валика 14 передает­ ся с помощью втулки 6, шпоночного штифта 7, аморти­ затора 8, поводка 9 и штифта 11. Пружина 12 служит

155

для 'возвращения валика 14 и абразивных брусков в ис­ ходное положение.

Для предохранения абразивных брусков от повреж­ дения при вводе .и выводе головки из отверстия и пред­ отвращения опасности непосредственного соприкосно­ вения металлических деталей головки с обрабатываемой поверхностью предусмотрены текстолитовые планки 16. Для предохранения от износа стенки направляющей гильзы необходимо предотвратить поворот кулачков 2 во время вращения хонииговальной головки. Это дости­

. Рис. 68. Устройство хонииговальной головки с механическим разжи- "~ мом брусков:

1.5— шарикоподшипники: 2 — разжимные кулачки; 3 — ось; 4, б, 10 — втул­

разжимом брусков показано на рис. 69. Перемещение стержня 9, осуществляемое поршнем гидравлического цилиндра через головку, передается штырю и валику с конусами 3, в результате чего происходит подъем или опускание пластин и колодок с обоймами и абразивны­ ми брусками 2. Сборка шарнирного соединения 7 осу­ ществляется следующим образом. Сферический конец трубы 8 вставляют в корпус /, •предназначенный для

156

втулки состоят из двух .половинок, скрепленных гай­ кой 6 и контргайкой 5. Направляющие вкладыши пре­ дохраняют обрабатываемое отверстие от ударов, а абра­ зивные бруски от повреждений. Доводочную головку закрепляют в шпинделе станка при помощи втулки 10.

Рис. 69. Конструкция хонинговальной головки с гидравли­ ческим разжимом брусков:

/ — корпус, 2 — бруски, 3 — конус разжимной, 4 — сферическая втулка, Я — контргайка, 6 — гайка, 7 — шарнирное соединение, 8 — труба, 9 — стержень, 10 — втулка

Головка, применяемая для хоиингования наружных цилиндрических поверхностей диаметром от 13 до 63 мм, показана на рис. 70. Подача абразивных брусков 1 ре­ гулируется винтом 2 по шкале. Благодаря тому что го-

Рис. 70. Головка для хоиингования наружных поверхно­ стей:

/ — абразивные бруски, 2 — винт

ловка охватывает обрабатываемую поверхность с про­ тивоположных сторон, инструмент самоцентрируется по шейке. Уравновешивание давления абразивных брусков

157

•на обрабатываемую поверхность обеспечивается отсут­ ствием сил, изгибающих обрабатываемую заготовку и центры станка.

При обработке наружных поверхностей вращается заготовка, а головке сообщается возвратно-поступатель­ ное перемещение и радиальная подача брусков. В от­ дельных случаях заготовка, кроме вращения, получает также возвратно-поступательное движение.

Работа хонинговального станка. Цикл работы стан­ ка состоит из ввода хонпнговальной головки без вра­ щения, разжима брусков, включения вращения и воз­ вратно-поступательного перемещения головки, хонингования с выдержкой по замеру или времени, сжатия брусков и вывода головки. На некоторых станках при­ меняется дополнительное осциллирующее движение. Кроме быстрого разжима брусков, в некоторых станках предусмотрен периодический разжим на каждый двой­ ной ход шпиндельной головки.

На рис. 71 приведена гидравлическая схема хонин­ говального станка мод. ОФ-38. Схема состоит из двух самостоятельных гидросистем, из которых основная осу­ ществляет возвратно-поступательное перемещение шпин­ дельной головки, а вспомогательная -служит для разжи­ ма брусков.

Р а б о т а о с н о в н о й г и д р о с и с т е м ы осу­ ществляется следующим образом. Масло из лопастного насоса 22 через дроссель 20 и реверсивный золотник 19 поступает в дифференциальный цилиндр 13 с односто­ ронним штоком, перемещающим шпиндельную головку. От того же насоса 22 через фильтр 21 масло подается в золотник управления 17, а оттуда, в зависимости от направления движения шпиндельной головки, в левую или правую сторону реверсивного золотника 19 и золот­ ника /.

Одинаковая скорость движения шпиндельной голов­

второй полости того же цилиндра (со штоком). Кулач­ ки 14 и 15 воздействуют на толкатели 16, связанные через зубчатое колесо с золотником 17, управляющим вспомогательным потоком масла и предназначенным для переброса реверсивного золотника 19.

На схеме показано направление потока масла при движении шпиндельной головки вниз, которая уравно-

158