Технологические параметры и схемы операций хонингования

Хонингование получило широкое распространение в машиностроение при обработке гильз и блоков цилиндров двигателей, шатунов, отверстий в ступицах зубчатых колес, цилиндров гидросистем и амортизаторов, деталей топливной аппаратуры, труб больших длин и диаметров.

Недостатками процесса хонингования, ограничивающими его применение, являются невозможность воздействовать на положение оси отверстия и необходимость тщательной предшествующей обработки (обычно развертывания, тонкого растачивания или внутреннего шлифования).

Для хонингования применяют одношпиндельные и многошпиндельные станки горизонтального или вертикального исполнения.

При разработке операций хонингования следует учитывать требования к конечной точности размеров, геометрической форме и шероховатости поверхности и их исходные значения, полученные на предшествующих операциях; конструктивные особенности; "жесткость и материал детали; форму и соотношение размеров подлежащих обработке отверстий; серийность производства и выполнение требований экономичности. На основе анализа перечисленных факторов определяют технологическое назначение и число операций хонингования, общий и операционные припуски под хонингование, схему процесса, характеристику брусков, режим обработки и необходимую оснастку станка. При откладке процесса отдельные параметры корректируются. Требования к точности и качеству обработки, а также соотношение между исходными и конечными их значениями обусловливают технологическое назначение операций хонингования: предварительное (черновое), получистовое, окончательное (чистовое) и отделочное.

В зависимости от заданных точности обработки и шероховатости поверхности хонингование проводят за одну (однократное), две (предварительное и окончательное) или три (предварительное, получистовое и окончательное) операции. Отделочное хонингование применяют с целью получения поверхности, шероховатость которой не должна превышать 0,16— 0,04 мкм. Необходимая точность размера и форма обрабатываемого отверстия должны быть получены на предшествующих операциях (внутреннем шлифовании, чистовом хонинговании), поэтому отделочное хонингование проводят за одну операцию. Величину припуска на отделочное хонингование принимают с таким расчетом, чтобы съем металла происходил лишь в пределах микронеровностей предшествующей обработки.

Большое значение для правильного технологического построения операций хонингования имеет определение общего и операционных припусков. Для выбора значений общего припуска рекомендуются следующие зависимости:

при хонинговании жестких деталей Δ t = (1,25 - 1,5) Δ_исх;

при хонинговании нежестких деталей Δ t = (1,5 - 2) Δ_исх,

гдеΔ t — величина общего припуска под хонингование, мм; Δ_исх — величина исходной погрешности формы отверстия, мм.

Приведенные зависимости учитывают, что при хонинговании жестких деталей (зубчатые колеса, шатуны и др.) величина устраняемой на данной операции погрешности формы составляет 60— 80% от удаляемого припуска, а при хонинговании нежестких деталей (тонкостенные гильзы двигателей, кольца и др.) – 25- 30%. В условиях крупносерийного и массового производства следует более тщательно учитывать все факторы, определяющие величину общего припуска под хонингование. Для этого необходим точностной анализ операций, предшествующих хонингованию, по данным замеров партии в количестве 100—200 обработанных деталей.

Результаты обработки отверстий на хонинговальном станке в значительной степени зависят от принятой схемы хонингования. Она определяется особенностями конструкции хонинговальной головки, зажимного приспособления, способом установки и закрепления обрабатываемой детали. При хонинговании, в отличие от других видов абразивной обработки, форма режущего инструмента совпадает с формой получаемой поверхности. Благодаря этому резание ведется большим числом микрокромок режущих зерен хонинговальных брусков и радиальные составляющих сил резания в силу равномерного расположения брусков по окружности головки в значительной степени уравновешиваются и не пере­даются несущей системе станка. Следовательно, при хонинговании возможна самоустанавливаемость режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Чтобы ее обеспечить, связь хонинговальная головка - обрабатываемая деталь должна иметь четыре степени свободы, осуществляемые путем поворота и поступательного движения относительно осей х и у (рис.94). Возможен ряд способов получения указанных степеней свободы: определенное расположение шарниров, сочетание шарнира и механизма плоскопараллельного движения, распределение вращательного и возвратно-поступательного движения между хонинговальной головкой и обрабатываемой деталью.

На практике наиболее широко применяют хонингование «плавающей» головкой при жестком закреплении обрабатываемой детали в приспособлении (рис.95, а), хонингование жестко закрепленной головкой при «плавающей» обрабатываемой детали (рис.95, б). По первой схеме обрабатывают отверстия с отношением длины к диаметру в пределах 1,5—2 (средней длины) и 5—10 и более (большой длины) в деталях типа гильз двигателей, цилиндров гидро- и пневмоприводов и других. По второй схеме обрабатывают короткие отверстия в деталях типа зубчатых колес, колец, шатунов, втулок и др. деталей с отношением длины к диаметру отверстия меньшим или равным единице. Схемы рекомендуется применять и в тех случаях, когда на операциях алмазного хонингования требуется исправить неперпендикулярность отверстия к базовой поверхности детали.

На вертикально-хонинговальных станках чаще используют схемы обработки при вращающейся головке, а на горизонтально-хонинговальных — при одновременном вращении головки и обрабатываемой детали. Более универсальными являются схемы, когда возвратно-поступательное движение осуществляется хонинговальной головкой. Однако при хонинговании коротких деталей находят применение схемы, когда возвратно-поступательное движение имеет обрабатываемая деталь.