Хонингование

Хонингование применяют для получения отверстий высокой точности и малой шероховатости, а также для создания специфи­ческого микропрофиля обработанной поверхности в виде сетки. Такой профиль необходим для удержания на стенках отверстия смазки при работе машины (например, двигателя внутреннего сгорания). Чаще обрабатывают сквозные и реже ступенчатые от­верстия, как правило, неподвижно закрепленных заготовок.

Рис. 90 Схемы хонингования отверстий

Поверхность заготовки обрабатывают мелкозерпистыми абра­зивными брусками, которые закрепляют в хонинговальной головке (хоне), являющейся режущим инструментом. Инструмент вращается и одновременно движется возвратно-поступательно вдоль оси обрабатываемого отверстия цилиндра высотой h (рис. 90, а). Соотношение скоростей v₁ и v₂ указанных движе­ний составляет 1,5—10,0 и определяет условия резания. Скорость v₁ для стали составляет 45—60, а для чугуна и бронзы — 60—75 м/мин.

Описываемая схема обработки по сравнению с внутренним шлифованием имеет преимущества: отсутствует упругий отжим инструмента, реже наблюдаются вибрации, более плавная работа.

Сочетание движений v₁ и v₂ приводит к тому, что на обрабаты­ваемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых царапин — следов перемещения абразивных зерен. Угол 0 пере­сечения этих следов зависит от соотношения скоростей. Поэтому необходимый вид сетки на поверхности отверстия можно полу­чать в ходе хонингования. На рис. 90, б дана развертка внутренней цилиндрической поверхности заготовки и схема обра­зования сетки.

Крайние нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков устанавливают так, чтобы у инструмента создавался перебег п. Он необходим для того, чтобы образующие отверстия получались прямолинейными и оно имело бы правильную геометрическую форму. Совершая вращательное движение, абразивные бруски при каждом двойном ходе начинают резание с новых положений 3 хода с учетом смещения t по углу. Поэтому исключается наложе­ние траекторий абразивных зерен.

Вид сетки на обрабатываемой поверхности можно изменить дополнительными колебательными движениями, сообщаемыми ин­струменту механическим вибратором (вибрационное хонингование). Траектория абразивных зерен представляет собой сложную гипоциклическую кривую. Поэтому на обработанной поверхности воз­никают как бы две сетки, соответствующие черновому и чистовому хонингованию.

Абразивные бруски всегда контактируют с обрабатываемой поверхностью, так как могут раздвигаться в радиальных направ­лениях механическими, гидравлическими или пневматическими устройствами. Давление брусков должно контролироваться. Мини­мальное давление возникает при ультразвуковом хонинговании. В этом случае уменьшается засаливание брусков, так как частицы снятого металла легче отделяются от абразивов.

Хонингованием исправляются такие погрешности предыдущей обработки, как овальность, конусообразность, нецилиндричность и др., если общая величина снимаемого слоя не превышает 0,01—0,2 мм. Погрешности же расположения оси отверстия (на­пример, увод ее или криволинейность) этим методом не исправ­ляются, так как режущий инструмент самоустанавливается по отверстию. Это достигается шарнирным закреплением инструмента в шпинделе, которое может передать только вращательное движе­ние.

Наиболее распространены две схемы процесса хонингования, отличающиеся друг от друга методом осуществления разжима (радиальной подачи) абразивных брусков: 1) с постоянным номи­нальным давлением брусков на заготовку; 2) с дозированной ра­диальной подачей брусков на каждый двойной ход головки. Пер­вую схему применяют чаще.

Различают предварительное и чистовое хонингование. Предва­рительное хонингование используют для исправления погрешно­стей предыдущей обработки, а чистовое — для получения малой шероховатости поверхности.

Хонинговальные бруски изготовляют из электрокорунда или карбида кремния, как правило, на керамической связке. Для чи­стового хонингования хорошие результаты дают бруски на баке­литовой связке. Используют бруски зернистостью 3—8, а также М20 и М28. Все шире применяют алмазное хонингование, главное преимущество которого состоит в эффективном исправлении по­грешностей геометрической формы обрабатываемого отверстия.

Бруски закрепляют в державках хона приклеиванием ацетоно-целлулоидным клеем или жидким стеклом. Державки распола­гают равномерно по цилиндрической поверхности хонинговальной головки. Конструкции головок предусматривают расположение в них механизма радиального перемещения державок с брусками. Кроме того, головки имеют устройства для регулирования поло­жения брусков.

Число брусков в хонинговальной головке должно быть кратно трем. Поэтому в головке всегда найдутся три бруска, которые будут обрабатывать реальную поверхность отверстия, имеющего погрешности формы от предыдущей обработки, и превращать ее в поверхность, близкую к круговому цилиндру.

Хонингование производят при обильном охлаждении зоны ре­зания. Смазочно-охлаждающими жидкостями являются керосин, смесь керосина (80—90%) и веретенного масла (20—10%), а также водно-мыльные эмульсии. Жидкости способствуют удалению абра­зивных зерен, оставшихся в порах обрабатываемых поверхно­стей.

Для хонингования используют одно- и многошпиндельные станки. Некоторые станки оснащают устройствами, позволяющими измерять на ходу обрабатываемое отверстие и выключать станки по достижении необходимого размера отверстия.