Что такое хонингование? - Определение, процесс и инструменты

Что такое хонингование?

Хонингование — это процесс абразивной обработки, при котором получается точная поверхность металлической заготовки путем трения абразивного шлифовального камня или шлифовального круга по ней по контролируемой траектории. Хонингование в основном используется для улучшения геометрической формы поверхности, но также может улучшить качество поверхности.

Типичными областями применения являются отделка цилиндров двигателей внутреннего сгорания, шпинделей с воздушными подшипниками и зубчатых колес. Существует много типов хонов, но все они состоят из одного или нескольких абразивных камней, которые прижимаются к обрабатываемой поверхности под давлением.

Другими подобными процессами являются притирка и суперфинишная обработка.

Определение хонингования

Хонингование определяется как акт или процесс заточки чего-либо на точилке или бруске. На точность выравнивания ножа режущего станка не влияет хонингование острой кромки.

Процесс хонингования обеспечивает окончательный размер и создает желаемый рисунок на внутренней поверхности труб или отверстий цилиндров. Финишная обработка достигается путем расширения абразивных камней подходящей зернистости и сорта по рабочей поверхности.

Камни вращаются и совершают возвратно-поступательные движения в детали с шлифовальным абразивом под контролируемым давлением. Комбинация вращения и возвратно-поступательного движения создает на поверхности хонингуемой детали штриховку.

Зачем нужен процесс заточки?

Хонинговальные станки – это инструменты для шлифовки металла, а в процессе хонингования используются твердые инструменты или шлифовальные камни, а также скоропортящиеся абразивные камни для исправления дефектов

.

• Диаметр
• Форма
• Отделка поверхности
• Позиционные допуски отверстий

Процесс хонингования был разработан, чтобы обеспечить совершенство геометрии отверстия, контроль размера, окончательную отделку поверхности и структурирование поверхности. Процесс хонингования, который может обеспечить окончательный размер и создать желаемый рисунок на внутренней поверхности труб или отверстий цилиндров.

Финишная обработка выполняется путем расширения абразивных камней подходящей зернистости и сорта по рабочей поверхности. Камни вращаются и совершают возвратно-поступательные движения в детали с шлифовальным абразивом под контролируемым давлением. Комбинация вращения и возвратно-поступательного движения создает на поверхности хонингуемой детали штриховку.

Механика процесса

Поскольку хонинговальные бруски внешне похожи на шлифовальные круги, возникает соблазн думать о хонинговании как о форме шлифования с малым съемом припуска. Вместо этого лучше думать об этом как о процессе самовыравнивания.

При шлифовании круг движется по простому пути. Например, при врезном шлифовании вала круг приближается к оси детали, шлифует ее, а затем выдвигается обратно. Поскольку каждый срез круга неоднократно соприкасается с одним и тем же срезом заготовки, любые неточности геометрической формы шлифовального круга будут перенесены на деталь.

Поэтому точность геометрии готовой заготовки ограничивается точностью правящего станка. Точность становится еще хуже по мере износа шлифовального круга, поэтому необходимо периодически проводить правку, чтобы изменить его форму.

Ограничение геометрической точности преодолевается при хонинговании, поскольку точильный брусок движется по сложной траектории. Например, при внутрискважинном хонинговании камень движется по двум траекториям одновременно. Камни выдавливаются радиально наружу, чтобы увеличить отверстие, и одновременно колеблются в осевом направлении.

Из-за колебаний каждый срез хонинговальных брусков касается большой площади заготовки. Следовательно, дефекты профиля хонинговального бруска не могут переноситься на отверстие. Вместо этого и отверстие, и хонинговальные бруски соответствуют средней форме движения точильных брусков, которая в случае хонингования ствола представляет собой цилиндр.

Этот усредняющий эффект имеет место во всех процессах хонингования; и заготовка, и камни подвергаются эрозии до тех пор, пока не примут среднюю форму режущей поверхности камней. Поскольку хонинговальные бруски имеют тенденцию изнашиваться до желаемой геометрической формы, нет необходимости их выравнивать.

В результате эффекта усреднения точность отточенной детали часто превышает точность станка, изготовившего ее.

Путь камня — это не единственное различие между шлифовальными и хонинговальными станками, они также отличаются жесткостью своей конструкции. Хонинговальные станки гораздо более послушны, чем шлифовальные станки. Целью шлифовки является достижение точных допусков по размеру.

Для этого шлифовальный круг необходимо установить в точное положение относительно заготовки. Поэтому шлифовальный станок должен быть очень жестким, а его оси должны двигаться с очень высокой точностью.

Хонинговальный станок относительно неточен и несовершенен. Вместо того, чтобы полагаться на точность станка, он полагается на эффект усреднения между камнем и заготовкой. Соблюдение требований к хонинговальному станку необходимо для достижения эффекта усреднения.

Это приводит к очевидной разнице между двумя машинами:в шлифовальном станке камень жестко крепится к салазкам, а при хонинговании камень приводится в действие пневматическим или гидравлическим давлением.

Высокоточные заготовки обычно шлифуют, а затем хонингуют. Шлифовка определяет размер, а хонингование улучшает форму.

Разница между хонингованием и шлифованием всегда одинакова. Некоторые шлифовальные станки имеют сложные движения и саморегулируются, а некоторые хонинговальные станки оснащены измерительными приборами в процессе работы для контроля размера. Многие операции сквозного шлифования основаны на том же эффекте усреднения, что и хонингование.

Инструменты для заточки

При хонинговании используется специальный инструмент, называемый хонинговальным бруском или точилом, для достижения точной поверхности. Хон состоит из абразивных зерен, скрепленных клеем. Как правило, хонинговальные зерна имеют неправильную форму и диаметр от 10 до 50 микрометров (зернистость от 300 до 1500 меш). Зернистость меньшего размера обеспечивает более гладкую поверхность заготовки.

Целью хонинговального инструмента является передача мощности, вырабатываемой станком, на заготовку. Хонингование исправит отверстие на конусность, размер, отделку и прямолинейность, но обычно не может исправить осевое выравнивание или положение.

Инструмент состоит из адаптера шпинделя, приводного вала и хонингованного корпуса. Корпус хона содержит конус, прикрепленный к толкателю. См. рисунок типичного хонинговального инструмента на следующей странице

Толкатель внутри приводного вала перемещается вверх или вниз в хонингованном корпусе с помощью двигателя или гидравлического цилиндра. Привод находится в головке. Когда конус движется вниз, он выталкивает расширительные пластины наружу, расширяя камни.

Абразивные камни используются для удаления материала заготовки с заготовки. Связочные пружины используются для удерживания камней в инструменте и для сжатия камней при извлечении инструмента из отверстия.

В хонинговальных инструментах могут использоваться суперабразивные или стекловидные камни для грубого, получистового и окончательного хонингования. Пиковое хонингование обычно требует только черновой операции. Платохонингование (нанесение «плато» сверху) требует мелких камней для удаления пиков. В некоторых хонинговальных инструментах есть и черновые, и чистовые инструменты в одном инструменте.

Отточить направляющие

Хонинговальные направляющие являются частью хонинговального инструмента. Они используются для защиты хонинговальных брусков при входе или выходе из канала ствола и предотвращения контакта металла хонинговального инструмента с поверхностью канала ствола.

Направляющие необходимо часто проверять на предмет износа или загрязнения посторонними предметами. Хонинговальные бруски обычно складываются ниже размера направляющих при извлечении, чтобы защитить бруски и направляющую втулку хона.

Отточить направляющую втулку

Направляющая втулка хона крепится к фиксированному кронштейну на передней части стойки. Функция направляющей втулки хона. заключается в том, чтобы направить хонинговальный инструмент в центр отверстия. Втулка обычно изготавливается из закаленной стали или карбида.

Твердосплавный материал используется, когда направляющая втулка хона также является «складной втулкой». Они используются для того, чтобы вернуть камни обратно вровень с корпусом инструмента, когда инструмент слишком мал, чтобы иметь стягивающие пружины.

Регулируемый конус

При хонинговании глухих отверстий можно использовать регулируемый конус для расширения основания камней с учетом износа и сохранения размера основания. Глухое отверстие с ходом, показанным выше. Обратите внимание, что камни не могут проходить мимо дна, как в сквозных отверстиях.

Это вызовет неравномерный износ камня и конусность в нижней части детали. Проблему можно решить, используя регулируемый конус и задержку на дне.

Инструменты для однопроходного хонингования

Хонинговальный инструмент может состоять из алмазно-абразивной расточной оправки, изготовленной из расширяемой втулки из мягкого чугуна, постоянно покрытой натуральным алмазным абразивом зернистостью 100/120, или может представлять собой спеченную втулку с внедренным в нее абразивом.

Инструмент расширяемый, чтобы компенсировать износ алмазной втулки. В оправке имеются каналы для подачи охлаждающей жидкости к канавкам во втулке. Хонинговальный инструмент проходит через отверстие один раз и извлекается.

В этом станке используется хонинговальный инструмент плавающего типа, который автоматически выравнивается с существующим отверстием. Инструмент предназначен для хонингования открытых отверстий, образовавшихся в результате предыдущей механической обработки. операция. Инструмент может исправить отверстие с биением, конусностью и некруглостью. Инструмент производит прямые, круглые, неконические отверстия одним движением вниз.

Кронштейн направляющей хона и втулки крепятся к фиксированному кронштейну, установленному на передней части стойки. Функция кронштейна направляющей хона состоит в том, чтобы направлять хонинговальный инструмент в отверстие. Втулка обработана таким образом, чтобы охлаждающая жидкость могла поступать к однозаходному хонинговальному инструменту.

Преимущества процесса хонингования

• Менее сложные или недорогие приспособления.
• Это очень точно.
• Его можно использовать как для длинных, так и для коротких стволов.
• Сохраняется исходная осевая линия отверстия.
• Любой материал можно обработать независимо от его твердости.
• Заготовку не нужно вращать силой, нет необходимости в патронах, планшайбах или поворотных столах, поэтому нет ошибок зажима или позиционирования.
• Хон приводится в движение центральным валом, поэтому изгиб вала не может привести к образованию конических отверстий, как при растачивании.
• В результате получается действительно круглое отверстие без конусности, выступов и впадин, при условии, что предыдущие операции оставили достаточно припуска, чтобы хонинговальный станок мог убрать все неровности.
• При хонинговании используется большая площадь контакта при низкой скорости по сравнению с шлифованием или чистовым растачиванием, при которых используется небольшая площадь контакта при высокой скорости. Из-за комбинированного вращательного и возвратно-поступательного движения создается заштрихованный рисунок, который отлично удерживает смазку. Диаметры с точностью от 0,001 до 0,0001 дюйма и меньше можно оттачивать с помощью алмазных камней, аналогичных алмазным кругам.

Ограничения процесса заточки

• Хонингование считается медленным процессом. Однако новые станки и камни значительно сократили время заточки.
• Горизонтальное хонингование может привести к образованию овальных отверстий, если заготовка не вращается или не поддерживается. Если заготовка тонкая, даже ручное нажатие может привести к образованию слегка овальной формы отверстия.

Применение процесса заточки

• Обработка шеек коленчатых валов автомобилей
• Обработка круглых отверстий
• Доработка полых цилиндрических деталей
• Чистка Цилиндр двигателя, подшипники, стволы пушек, калибровочные кольца, валы и поверхности фланцев, поршневой палец, автомобильные шейки коленчатого вала и т. д.
• Прихрамывание передач