Звоните, мы сейчас работаем:
Бесплатный номер 8 (800) 301-99-67
Офис в Москве +7 (499) 403-38-65
Скопировать sale10@vt-metall.ru
sale10@vt-metall.ru
Заказать звонок
Металлообрабатывающая компания VT-METALL
Звоните, мы сейчас работаем
8 (800) 301-99-67 sale10@vt-metall.ru
МЕНЮ
20.02.2023
315
Время чтения: 8 минут

Хонингование: как и для чего выполняется

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Что это такое? Хонингование – вид финишной металлообработки цилиндрических деталей изнутри. Применяется для повышения износостойкости трущихся поверхностей. Процесс представляет собой нанесение на металл мелкого сеточного рисунка.

Как выполняется? Существует несколько наиболее распространенных методов хонингования: вибрационный, вихревой, растровый. Способ обработки выбирается в зависимости от назначения деталей, наличия подходящего оборудования.

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Что собой представляет процесс хонингования
  • Виды хонингования и преимущества
  • Методы хонингования
  • Этапы хонингования
  • Преимущества хонингования блока цилиндров
  • Станки для хонингования

Что собой представляет процесс хонингования

При хонинговании на металлическую поверхность воздействуют алмазной крошкой. Чаще всего метод используют для шлифовки деталей, обладающих конусной и цилиндрической формой, и создания отверстий. В результате обеспечивается шероховатость поверхности как при чистовой токарной зачистке, шлифовке крупнозернистым абразивным кругом. В случае с обработкой блока цилиндров хонингование является единственным способом, который позволяет добиться требуемого эффекта.

Что собой представляет процесс хонингования

Для чего нужно хонингование? Благодаря сетке, нанесенной на металл этим методом, смазка сохраняется в местах сопряжения деталей. Для хонингования применяют инструмент, известный среди специалистов как хон. Он представляет собой бруски или камни, располагаемые по периметру основания. Поскольку эти элементы постепенно стираются, конструкция обоймы позволяет заменять их новыми.

Хонингование выполняется на специальных станках со шпинделем, находящимся в горизонтальном либо вертикальном положении. У любого такого оборудования свой узкий профиль – в данной сфере давно отказались от универсальной техники.

Виды хонингования и преимущества

Принято выделять следующие виды хонингования:

  • сухой – не предполагает применения смазочной жидкости;
  • вибрационный – эффективность проведения работы повышается благодаря вибрации;
  • электрохимический – задействуются механические силы в сочетании с электрохимическим фактором;
  • экструзионный;
  • плосковершинный/платохонингование – используется в случае с блоком цилиндров.

Между цилиндрами и кольцами есть зазор, в котором находится смазка. Чтобы этот зазор автоматически сформировался при работе двигателя, верхний слой соседних элементов механизма делается рыхлым посредством платохонингования. Данная наслойка постепенно стирается, детали прилегают друг к другу, а в оставшийся минимальный просвет попадает необходимое масло.

У обработки хонингованием выделяют несколько достоинств:

  1. Обеспечивает поверхностному слою элементов повышенную прочность, позволяя увеличить срок использования.
  2. Снижает долю деталей с браком, так как под действием хонинговального инструмента поверхность изделия не испытывает на себе значительное давление.
  3. Позволяет соблюдать все требования к обрабатываемой детали, поскольку у мастера есть широкий выбор зернистости инструмента.
  4. Дает возможность избавиться от брака, появившегося в процессе сверления отверстий на станке.
  5. Имеет высокую продуктивность, ведь на оборудовании может выполняться хонингование сразу нескольких отверстий.

Методы хонингования

В нашей стране используется преимущественно традиционный метод хонингования, поскольку большинство отечественных и зарубежных станков лишены механизмов осцилляции инструмента. Технология предполагает, что инструмент вращается и совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси элемента. В результате формируется типичная сетка следов, состоящая из пересекающих друг друга винтовых линий.

Методы хонингования

Изменять количественные и качественные показатели процесса удается только благодаря корректировке угла скрещивания следов обработки 2α. Данный угол определяется соотношением скоростей вращения VKR и возвратно-поступательного движения VOC. Повторные ходы могут приводить к совпадению либо смещению фаз положений брусков в зависимости от размера, количества брусков. Также важно учитывать соотношение скоростей вращательного и возвратно-поступательного движений.

Процесс хонингования может быть усовершенствован при помощи выбора более сложной траектории движения инструмента и детали. Известный факт: сложное рабочее движение повышает интенсивность резания, производительность, точности обработки. Кроме того, подобная корректировка обеспечивает условия, позволяющие управлять формированием микрорельефа на металлической поверхности.

Вибрационное хонингование дает возможность усложнять траекторию, используя наложение дополнительных колебательных движений на основные по разным схемам. Принято говорить о схемах вибрационного хонингования с осевой, круговой, радиальной, комбинированной осцилляцией инструмента. Виброхонингование с осевой осцилляцией в 1,5–2 раза повышает производительность процесса по сравнению с традиционным методом, так как достигается увеличение частоты и амплитуды колебаний инструмента.

Подобные перемены в процессе работы приводят к тому, что бруски изнашиваются быстрее. При использовании вибрационного метода съем металла имеет незатухающий характер, а его изменение с течением времени является незначительным, особенно когда речь идет об ультразвуковых колебаниях. Вибрационное хонингование с круговыми и осевыми колебаниями предполагает использование траекторий:

  • однонаправленной – максимальная скорость колебания ниже скорости основного движения;
  • разнонаправленной – скорость колебаний превышает скорость основного движения.

В Рижском техническом университете на основе вибрационного был создан метод вихревого хонингования. Его ключевой особенностью является сообщение инструменту сразу осевых и круговых колебаний с одинаковыми частотами.

Вихревое и вибрационное хонингование позволяет задавать инструменту значительно более сложную траекторию движения. Данная особенность необходима, чтобы эффективнее использовать режущую способность инструмента, сократить длину срезаемой стружки, обеспечить повышенную производительность и стабильность обработки.

Корректировать траекторию можно при помощи воздействия на соотношение скоростей, амплитуду, частоту колебаний. Правда, нужно учитывать, что при ограниченных возможностях кинематики данные методы не имеют всего набора управляющих воздействий, чтобы с их помощью можно было достигнуть необходимой точности формы и шероховатости поверхностей.

Более совершенной технологией хонингования считается так называемый растровый метод, который был создан в ПНИПУ. Специалисты разработали опытный образец станка для работы с отверстиями диаметром в пределах 70 мм в рамках традиционного и растрового подхода.

Растровый метод отличается от остальных тем, что основное режущее движение возникает в результате комбинации двух синусоидальных колебаний с различными частотами ω1, ω2 (ω1>ω2) и амплитудами А и В во взаимно перпендикулярных направлениях. Речь идет о круговых и осевых направлениях. Чтобы сетка/растр была равномерно распределена по цилиндрической поверхности детали, инструмент совершает также возвратно-поступательное VОС и вращательное VКР движение с малыми скоростями. Они представляют собой осевую (SOC) и круговую (SKP) подачу инструмента.

Получается, что при растровом хонинговании поверхностей траектория рабочего движения режущих зерен включает в себя сочетание четырех движений и является растровой траекторией, которая растянута в направлении винтовой линии. Специалисты условно обозначают подобную результирующую кривую растровой циклоидой.

Этапы хонингования

При хонинговании деталей выполняют два этапа:

Этап 1. Черновой

Данная стадия хонингования предполагает абразивное воздействие – используют абразив с крупным зерном для придания детали необходимой формы. При этом точность габаритов не учитывается.

Этап 2. Чистовой

Для дополнительной обработки металла задействуют алмазные либо керамические бруски, которые позволяют получить гладкое изделие с определенным классом шероховатости. Размеры при этом соблюдаются в пределах допуска.

Этапы хонингования

После алмазного или иного хонингования выполняют очистку изделий. Абразивной щеткой убирают металлическую стружку, далее детали погружают в мыльный раствор. Получить необходимый уровень гладкости позволяет нанесение абразивной пасты, которая заполняет самые мелкие поры, удаляя мельчайшие частицы загрязнений.

Преимущества хонингования блока цилиндров

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания хонингованию подвергают цилиндры и соответствующие гильзы. Кроме того, так обрабатывают постели коленчатого вала, отверстия в нижней головке шатуна, втулки верхней головки, коромысла привода клапанного механизма.

В результате данного воздействия на рабочую поверхность цилиндров ДВС достигается более высокая точность, чем в случае применения расточного и шлифовального инструментов. Это достоинство позволяет:

  1. Существенно уменьшить срок обкатки ДВС. Особенно заметна разница, если устанавливаются специальные компрессионные кольца, которые прирабатываются к стенкам цилиндров за кратчайшее время и с высокой точностью. Все это положительно сказывается на ресурсе двигателя.
  2. Обеспечить оптимальный уровень компрессии в цилиндрах, благодаря чему становится возможна работа двигателя с максимальной отдачей. Также возрастает экономичность, снижается расход масла на угар.
  3. Сократить прорыв газов в картер двигателя – благодаря этому характеристики моторного масла остаются неизменными в течение большего отрезка времени.
  4. Практически полностью избавиться от эффекта конусности, эллипсности на цилиндрах, которым необходим капитальный ремонт. Таким образом увеличивается ресурс двигателя, обеспечиваются остальные указанные преимущества.

Благодаря хонингованию у рабочей поверхности цилиндров формируется микропрофиль, а в его углублениях скапливается моторное масло, что наиболее важно для высокооборотных ДВС. У последних из-за активного движения поршней масляный туман, поднимающийся из картера, не способен обеспечить необходимую смазку стенок цилиндров. Получившийся в результате хонингования «аккумулятор масла» защищает детали цилиндропоршневой группы от трения на сухую, а значит, слишком быстрого износа.

В современных авто большинство ДВС подвергаются хонингованию на производстве – так в цилиндрах достигается описанный выше эффект. Далее процедура повторяется на этапе капремонта. Тогда хонингование выполняют после классической расточки блока. Стоит пояснить, что для расточки требуются другое оборудование.

Преимущества хонингования блока цилиндров

Периодичность хонингования зависит от условий использования транспортного средства, манеры вождения владельца, качества ГСМ. Обычно после преодоления рубежа пробега в 150 000 км уже заметны признаки, свидетельствующие о необходимости обновления микропрофиля стенок цилиндров. Так, стоит задуматься о проведении данной процедуры, если:

  • снизилась мощность двигателя;
  • наблюдаются плавающие обороты на холостом ходу;
  • возрос расход топлива и масла;
  • выхлоп имеет сизый цвет, то есть масло сгорает вместе с бензином.

Станки для хонингования

Горизонтально-хонинговальные

Данное оборудование для хонингования позволяет работать с длинными заготовками, напоминающими по своему типу трубу. Изделие может иметь длину до 10 000 мм и наружный диаметр в пределах 1 000 мм. Обычно речь идет о телах вращения с высоким соотношением длины и диаметра, мешающим точной обработке на токарных станках. Именно такую технику задействуют при изготовлении хонингованных труб для гидроцилиндров и пневмоцилиндров.

Вертикально-хонинговальные

Станки этого типа востребованы при обработке деталей, отличающихся вертикальным расположением отверстий, элементов с небольшой глубиной отверстия или небольшим диаметром. При этом изделие удобнее всего разместить вертикально. Подобное оборудование легко сделать частью автоматизированной линии, поэтому оно активно применяется при изготовлении деталей крупными сериями либо при массовом выпуске.

Станки для хонингования

Для массового производства подходит однопроходное хонингование. При данном методе станок оснащается 4–6 шпинделями. Оборудование включает в себя шпиндельный узел с несколькими инструментами и поворотный стол с зажимными приспособлениями. В процессе работы устройства задействуются сразу все шпиндели. Когда хонинговальный проход выполнен, стол поворачивается, позиции меняются, обработка идет дальше. Так, при применении станка с шестью рабочими станциями каждая заготовка проходит через три позиции.

Однопроходная схема хонингования отличается от стандартной технологии тем, что предполагает применение инструмента, не регулируемого во время обработки.

Сфера использования подобного оборудования ограничивается серией и перечнем определенных заготовок. То есть увеличение номенклатуры и снижение серийности приводит к тому, что данные станки оказываются нерентабельными. Тогда как в случае массового производства деталей подобное оборудование считается очень эффективным. Именно при помощи хонингования и приспособлений для него изготавливают элементы подшипников, корпуса насосов гидроусилителя, шестерни, гидравлические клапаны, автомобильные шатуны, пр.

Ознакомившись в теории с методом хонингования и его особенностями, можно решить, что речь идет о достаточно простой процедуре, от которой вполне можно отказаться. Однако результаты ее проведения становятся заметны практически сразу. Подобная обработка позволяет увеличить срок службы детали, обеспечить возможность ее ремонта без помощи профессионалов.

Читайте также
Максим Игоревич Макаров
Максим Игоревич печатает ...

Узнайте цены на изделия со скидками
до 30%

Скачать прайс
Написать на почту

Напишите
письмо на почту

Позвонить бесплатно

Позвонить
бесплатно

Написать на почту

Написать
письмо на почту

Яндекс.Метрика