Особенности процесса хонингования

Процесс резания при хонинговании, обеспечивающий съем металла с обрабатываемой поверхности, осуществляется комплектом абразивных или алмазных брусков, закрепленных на колодках хонинговальной головки.

При хонинговании совмещается вращательное и поступательно-возвратные движения хонинговальной головки (рис.92), в пазах корпуса 1 которой установлены колодки 3. В колодках закреплены абразивные бруски 4, а сами колодки опираются на скосы клина 2. В процессе работы усилием Р клин смещается и раздвигает колодки с брусками с помощью механических, пневматических или гидравлических устройств.

При работе хонинговальной головки в зависимости от величины Р (рис.92) бруски поджимаются к обрабатываемой поверхности с определенным усилием и происходит срезание металла поверхности отверстия в виде микростружек. В зону обработки обильно подается СОЖ. Хонингование обеспечивает цилиндричность отверстия, устраняет его конусообразность, волнистость поверхности и овальность без изменения положения оси.

На рис.93 показана схема хонингования отверстия на вертикально-хонинговальном станке. Кинематика процесса обработки включает три рабочих движения: вращение хонинговальной головки, ее возвратно-поступательное движение и радиальное раздвижение брусков, являющееся радиальной подачей- врезанием. Под действием радиального усилия, создаваемого механизмом разжима брусков, режущие зерна вдавливаются в обрабатываемую поверхность на глубину, равную доли микрона. При одновременном вращении и возвратно-поступательном движении хонинговальной головки единичные зерна осуществляют процесс микрорезания, в результате которого в единицу времени происходит срезание большого числа тончайших стружек. В зону резания подается значительное количество смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), которая вымывает стружку и продукты износа с рабочей поверхности брусков и с обрабатываемой поверхности, отводит из зоны резания тепло. СОЖ образует прочную пленку на поверхности контакта брусков с деталью, что снижает трение и уменьшает вероятность схватывания связки брусков с материалом детали. При правильно подобранном составе СОЖ и ее подаче в зону резания в необходимом количестве повышается стойкость брусков, устраняется возможность образования надиров на обрабатываемой поверхности, возрастает производительность процесса хонингования.

Процесс хонингования характеризуется относительно низкими значениями скоростей и весьма малыми глубинами резания, а также небольшими величинами давлений брусков на единицу площади обрабатываемой поверхности. Благодаря этим особенностям при обработке методом хонингования достигается точность размеров обработанных отверстий в пределах 1—2-го классов, их нецилиндричность не более 3—5 мкм, шероховатость поверхности в пределах 0,63—0,04 мкм. В то же время сохраняются физико-механические свойства поверхностного слоя детали (кристаллическая структура, твердость, напряжения), отсутствует или составляет весьма незначительную величину поверхности дефектный слой (0,3—0,5 мкм). Процесс дает возможность получать желаемую геометрию и характеристики рельефа обработанной поверхности, оптимальные с точки зрения эксплуатационных требований к детали. Хонингованием можно обрабатывать детали из обычного, легированного и закаленного чугуна, углеродистых, легированных и специальных незакаленных и закаленных сталей и сплавов, бронзы и латуни, литых и деформируемых алюминиевых сплавов без покрытий и со специальными покрытиями (анодированными, хромированными), пластмасс, керамики и других металлов, сплавов и материалов. Производительность и технологические показатели при хонинговании в большой степени зависят от материала режущих зерен брусков. По этому признаку различают два основных вида хонингования: абразивное и алмазное. Хонингование абразивными брусками с зернами электрокорунда или карбида кремния применяют при обработке чугуна, сырой и закаленной стали с HRC 30—45. При более высокой твердости обрабатываемого материала эффективность абразивного хонингования существенно снижается. Отечественная абразивная промышленность создает материалы с повышенными режущими свойствами, в частности новые разновидности электрокорунда и корунда, легированные хромом, титаном, цирконием и другими присадками. Хонингование брусками из синтетических алмазов широко применяют для обработки большой номенклатуры материалов. Благодаря высокой микротвердости, хорошим режущим свойствам и высокой износостойкости алмазных зерен достигаются хорошие технологические показатели, значительная производительность и экономическая эффективность обработки. Наряду с синтетическими алмазами выпускается синтетический сверхтвердый материал — кубический нитрид бора (КНБ). Они обеспечивают высокую производительность и точность при хонинговании деталей из легированных закаленных сталей ХВГ, ШХ15 и др.

Методом хонингования обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, боковые поверхности зубьев зубчатых колес (зубохонингование). Наиболее широко хонингование используют для окончательной обработки отверстий, к точности размеров и формы, а также шероховатости поверхности, которых предъявляются высокие требования. По форме они могут быть различными: цилиндрические сквозные, ступенчатые и глухие, шлицевые, со шпоночными пазами и окнами, конусные и овальные.

На вертикально-хонинговальных станках кроме обычной схемы хонингования возможны и некоторые другие разновидности процесса: с наложением дополнительного осциллирующего движения (вибрационное хонингование), сухое, электрохимическое и хонингование наружных поверхностей охватывающими головками. Хонингование с осциллированием используют с целью повышения интенсивности процесса резания. Производительность металлосъема возрастает при этом на 20—40%, в процессе резания образуется более мелкая стружка, что облегчает ее удаление из зоны резания и снижает вероятность засаливания хонинговальных брусков.

Сухое абразивное хонингование (без подачи СОЖ) применяют в качестве операции окончательной обработки отверстий статоров электродвигателей после их сборки, укладки обмотки и заливки. В последнее время при чистовой обработке отверстий деталей из закаленной на высокую твердость легированной стали, других труднообрабатываемых сталей и твердых сплавов применяют электрохимическое хонингование. При этом съем металла происходит как за счет механического, так и электрохимического воздействия. К особым случаям относится также чистовая обработка на вертикально-хонинговальных станках наружных поверхностей деталей охватывающими головками. Она осуществляется при такой же кинематике процесса, как и хонингование отверстий, и может обеспечить получение тех же технологических показателей.