Хонингование, конструкции хонов с разными способами крепления


Книги по ремонту автомобилей в электронном виде

Хонингование применяется после растачивания, развертывания и шлифования. Преимущественно для отделки отверстий с целью повышения точности его формы и размера. Для уменьшения шероховатости, а также для создания специфического микропрофиля обработанной поверхности. Обработка производится с помощью абразивных или алмазных брусков, закрепленных в хонинговальной головке (хоне).

Хонингование, конструкции хонов с разными способами крепления в шпинделе станка, хонингование при отделке наружных поверхностей шеек коленчатых валов.

Хонингование с жестким креплением хона в шпиндель станка при двух степенях свободы детали применяется для обработки деталей с параллельными верхней и нижней плоскостями и перпендикулярной к ним осью отверстия. В случае обработки мелких и среднегабаритных деталей применяется схема с жесткой связью хона и шпинделя станка при четырех степенях свободы детали.

Если несоосность шпинделя и обрабатываемого отверстия менее 0,05 мм, то применяют одношарнирное крепление хона. Если несоосность более 0,05 мм — то двухшарнирное, а детали придают четыре степени свободы.

Хон, как правило, совершает три движения:

— Вращательное (главное) движение D1.


— Возвратно-поступательное движение D2.


— Радиальное движение подачи брусков.

Способы крепления хона при разном числе степеней свободы детали.

Совокупность этих трех движений создает условия срезания микростружки и самозатачивания инструмента. На обработанной поверхности остаются характерные следы траектории движения зерна в виде сетки. Характер траектории зависит от сочетания величины скоростей поступательного и вращательного перемещения и угла а наклона вектора скорости резания. Конкретные значения скоростей резания определяются размерами детали и условиями обработки.

Диапазон размеров хонингуемых отверстий:

— По диаметру 2,5-1 000 мм.


— По длине 5-25 000 мм.

Разновидностью обычного хонингования является вибрационное хонингование. При нем хону или детали придается дополнительное круговое или возвратно-поступательное движение с малой амплитудой (1-4 мкм) и частотой до 20 дв. х./мин.

Скорость главного движения D1:

— Для обработки стали составляет 45-60 м/мин.


— Чугуна — 60-75 м/мин.

Соотношение скоростей движений D1 и D2 равно 1,5-10,0. Производительность вибрационного хонингования значительно выше обычного хонингования. А в ряде случаев приближается к производительности шлифования.

На рисунке ниже показаны траектории движения абразивного бруска при обычном и вибрационном хонинговании. Крайнее верхнее 1 и нижнее 3 положения абразивных брусков устанавливают с перебегом Д2, необходимым для точной обработки отверстия. Минимальные отклонения формы получаются при перебеге, равном 0,33 длины бруска, и при длине бруска, равной 0,50-0,75 длины обрабатываемого отверстия. При каждом двойном ходе бруски оказываются в положении 2, т. е. смещаются на величину перекрытия А.

Вибрационное хонингование изменяет вид сетки, что обусловлено размахом колебаний бруска 2А, продольной подачей S бруска на один оборот и углом сетки а. Как показывает схема движения абразивных зерен, при вибрационном хонинговании резко уменьшается длина стружки, снимаемой зерном. А короткая стружка сравнительно легко удаляется из зоны резания. Это позволяет применять более твердые бруски, которые выдерживают большие давления без затупления или налипания металла.

Скорость резания при обычном хонинговании является геометрической суммой скорости вращения и скорости поступательного перемещения хона. С изменением угла а изменяется сетка рисок и царапин, образуемых абразивными зернами при относительном движении хона.

Траектория движения абразивного бруска при обычном и вибрационном хонинговании.

При малых углах а абразивное зерно может снимать более длинную стружку. Это затрудняет ее удаление из зоны резания. Минимальная длина стружки получается при угле 45 градусов. То есть при равенстве скоростей вращения и продольного перемещения хона. Поэтому для обеспечения оптимальных условий стружкообразования необходимо использовать достаточно высокие скорости поступательного движения хона.

Однако реверсивный характер этого движения в период изменения направления перемещения хона вызывает большие инерционные нагрузки в системах станка. Результаты хонингования и протекание самого процесса обработки зависят от его цикличности. Существенным фактором, влияющим на цикличность, является исходная шероховатость поверхности детали.

В начале обработки осуществляется интенсивный съем металла, что ведет и к интенсивному износу брусков. С уменьшением шероховатости обрабатываемой поверхности поверхность брусков сглаживается и интенсивность съема металла снижается.

Первоначальная режущая способность брусков и высокая интенсивность резания восстанавливаются в начале обработки следующей детали с исходной шероховатостью поверхности. Поэтому целесообразно выбирать наименьшее время хонингования.

Хонингование с нормированной радиальной подачей брусков.

В последнее время широкое распространение получает хонингование с нормированной радиальной подачей брусков. Величина подачи составляет 2-5 мкм/дв. х. хона. Для такой обработки целесообразно использовать алмазные и эльборовые бруски. Их износ за время обработки одной детали очень мал. Применение обычных абразивных брусков, кроме съема припуска требует компенсации износа брусков, который на протяжении цикла обработки меняется.

Поэтому подача должна быть переменной, что значительно усложняет конструкцию станка. В отличие от других способов отделочной обработки при хонинговании определяющее влияние на точность и шероховатость поверхности оказывает хон, который проектируется для конкретного случая обработки определенной детали.

Конструкции хонов с разными способами крепления в шпинделе станка.

Корпус 5 типового хона с двухшарнирным креплением имеет равномерно расположенные по окружности пазы, в которых размещаются державки 4 с напаянными на них алмазными брусками. В центральном отверстии корпуса перемещаются конусы 3, на которых лежат опорные поверхности державок 4. Радиальная подача державкам с брусками сообщается продольным перемещением конусов 3.

При входе в отверстие детали хон направляется планками с радиусной поверхностью. Хон шарнирно соединен с полой штангой 8, имеющей в нижней части шаровой наконечник 6. Внутри штанги движется шток 7, сообщающий осевое перемещение конусам 3 головки от гидромеханизма подачи станка. Шток 7 связан с конусами головки с помощью сферического шарнира через шток 13, промежуточный стержень 9, детали 12 компенсации износа брусков и штифт 10.

Подача станка действует лишь в одну сторону (вниз). Отвод конусов 3 и всех передаточных звеньев в верхнее положение происходит под действием пружины 11. При подъеме конусов алмазные бруски убираются внутрь корпуса хона с помощью кольцевых пружин 2. Обычно станок настраивают на определенную длину хода штока. Для быстрого снятия и установки хона предусмотрен байонетный замок.

Штанга со штифтом 14 входит в патрон, который запирается поворотом кольца. Хон подвешен на двух шарнирах, с помощью которых он самоустанавливается по обрабатываемому отверстию. Более упрощенную конструкцию имеют хоны с одношарнирным креплением и с жестким креплением.

По характеру крепления брусков в хоне различают:

— Хоны с подпружиненными брусками. При обработке отверстий не исправляются такие погрешности формы, как непрямолинейность оси отверстия.


— Хоны с жестким креплением брусков. При обработке происходит исправление всех погрешностей формы с потерей точности обработки.

Для обеспечения базирования хона по обрабатываемой поверхности число брусков в нем должно быть кратным трем. Процесс хонингования обычно осуществляется при обильном охлаждении, необходимом для удаления микрочастиц срезаемого металла и отходов абразивных брусков, снижения трения и предотвращения адгезионного схватывания абразивных частиц с обрабатываемым металлом.

Так как процесс проходит при невысоких температурах (50-100 градусов), то охлаждающие свойства жидкости (СОЖ) здесь не так важны, как при шлифовании. Состав СОЖ выбирают с учетом характеристик обрабатываемого материала и абразивных брусков, требований к качеству поверхности и производительности труда. Чаще всего используется СОЖ на основе керосина с добавлением минерального масла, олеиновой кислоты или скипидара.

При обработке чугуна в качестве СОЖ обычно используют чистый керосин или керосин с добавкой 10-20 % масла индустриального И-20А. Подробно выбор СОЖ при хонинговании описан в технической литературе.

Хонингование при отделке наружных поверхностей шеек коленчатых валов.

В практике хонингование применяется и при отделке наружных поверхностей тел вращения, в частности шеек коленчатых валов. Хонинговальное устройство в этом случае состоит из разжимных скоб 4 и 5 и инструмента — абразивной головки (разрезанного полого цилиндра), колодок 3 и 6, вдоль образующих которых укреплены абразивные бруски 1, 2, 7 и 8.

Хонинговальное устройство для отделки шеек коленчатых валов.

При вращении коленчатого вала обрабатываемая поверхность охватывается разжимными скобами, которые прижимают колодки с брусками к шейкам вала, осуществляя тем самым их обработку. При хонинговании применяются бруски из электрокорунда, карбида кремния или синтетических алмазов. Зернистость абразива от 8 до М20. Для алмазных брусков зернистость от 400 до 14.

По материалам книги «Технологические процессы ремонта автомобилей».


В. М. Виноградов.


Книги по ремонту автомобилей в электронном виде