Хонинговальные головки и зажимные приспособления

Хонинговальные головки применяют для окончательной обработки отверстий диаметром 1...1500 мм и глубиной до 25 000 мм. При этом точность обработанных отверстий достигает JT5...6, а шероховатость Ra 0,32...0,08. Такие высокие результаты объясняются тем, что в отличие от шлифования процесс хонингования характеризуется: большой площадью контакта брусков с обрабатываемой поверхностью; малой величиной давления брусков и низкой скоростью резания; значительным количеством одновременно работающих зерен; низкой температурой в зоне резания.

В зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия хонинговальные головки применяют: малых диаметров (1...10 мм), средних диаметров (10...250 мм), больших диаметров (250... 1500 мм).

Хонинговальные головки должны обеспечивать: высокую точность размеров и формы обрабатываемого отверстия; возможность самоустанавливания головки и абразивных брусков соответственно в случае несовпадения осей обрабатываемого отверстия и шпинделя станка, а также для исправления формы обрабатываемого отверстия и компенсации неравномерного изнашивания брусков; возможность сжатия абразивных брусков после остановки хонинговальной головки.

Критерием правильного выбора характеристики хонинговальных брусков является получение устойчивых результатов по точности обработки и шероховатости поверхности в сочетании с высокой производительностью и экономичностью процесса. Для абразивных брусков определяют материал режущих зерен, тип связки, зернистость, твердость и структуру, а для алмазных — марку алмазных зерен, зернистость, концентрацию алмазов в алмазоносном слое и тип связки. Тип и размеры хонинговальных брусков принимают по соответствующим ГОСТам. Бруски из эльбора подбирают аналогично алмазным брускам.

В хонинговальных головках должен быть предусмотрен специальный механизм, позволяющий осуществлять радиальную подачу (разжим) брусков. Привод такого механизма может быть: ручной, механический или гидравлический. Гидравлический привод является наиболее эффективным, так как обеспечивает постоянное давление на бруски и большую производительность.

Разжим брусков хонинговальных головок осуществляют с помощью конусов, которые упираются в колодки с закрепленными на них абразивными брусками. В практике чаще всего встречаются головки с двумя конусами. Головки с тремя и более конусами применяются для обработки глубоких отверстий.

Конструкция хонинговальной головки с шарнирами Гука 1 и 5 показана на рис.96. У этой головки привод механизма разжима встроен в шпиндельную бабку станка и соединен со стержнем 2. Поступательное движение от привода передается толкателю 3 и через шарнирный поводок 4 на корпус хонинговальной головки 6, внутри которого перемещается разжимной конус 7. Последний передает давление на конусные планки 8 и разжимает колодки 9 с брусками. При снятии рабочего давления пружина приподнимает толкатель 3, и колодки с брусками сжимаются под действием кольцевых пружин 10.

Крепление абразивных брусков к колодкам осуществляют механическим способом, приклеиванием или припаиванием. В последнее время абразивные бруски применяются сравнительно редко ввиду их относительно низкой стойкости. Чаще всего применяют алмазные и эльборовые бруски. Так, например, при обработке заготовок из серого чугуна и термообработанной стали рекомендуются бруски из синтетических алмазов АС4, АС6 и из эльбора ЛО, ЛП.

Станки для хонингования отверстий оснащают головкой, патроном, зажимным приспособлением и в ряде случаев устройством активного контроля. В крупносерийном и массовом производстве применяют также перекатные и автоматические поворотные столы, автоматические загрузочные устройства, которые дают возможность встраивать хонинговальные станки в автоматические линии.

Комплект хонинговальных брусков крепят на колодках, имеющих возможность радиального перемещения в пазах корпуса головки. Это перемещение осуществляется с помощью механизма разжима и используется для подвода брусков к обрабатываемой поверхности, рабочей подачи врезания и отвода брусков по окончании обработки.

Хонинговальная головка для обработки отверстий диаметром 7…10 мм (рис.97) является двубрусковой: брусок 7 закреплен постоянно в корпусе 1, а второй 4 сточен на клин. Гайками 6 через втулку 5 брусок устанавливают на диаметр. Поджим бруска к обрабатываемой поверхности при хонинговании осуществляется толкателем 3 под воздействием пружины 2.

Хонинговальная головка для обработки отверстий диаметром 10…30 мм (рис.98) алмазными брусками является трехбрусковой. Два бруска 7 и 8 неподвижно вклеены в пазы корпуса 2, а третий бруском 6 закреплен на колодке 5. Настройка головки на размер и поджим брусков выполняется винтом 1 через плунжер 3.

Двухъярусные головки, используют для совмещенного в одной позиции предварительного и окончательного хонингования отверстия, обработки двух соосных или с параллельными осями отверстий разного диаметра с одной установки. С применением таких головок экономится время, которое потребовалось бы на переустановку обрабатываемой детали и хонинговальной головки, и, следовательно, повышается производительность обработки. На рис.99 показана жесткая двухъярусная головка для предварительного и окончательного хонингования отверстий.

Особый случай представляет обработка малых точных отверстий в деталях типа втулок плунжерных пар, гидропневмосистем и др. На многих заводах для достижения заданной точности размеров, формы и шероховатости поверхности вводят операции ручной притирки с применением комплекта чугунных притиров. Поэтому замена ручной притирки хонингованием при обработке таких отверстий экономически выгодна. Проектирование головок для хонингования малых отверстий связано с рядом трудностей. Одна из них обусловлена тем, что система гидравлического разжима брусков большинства отечественных хонинговальных станков не позволяет получать малые величины осевых усилий на конусе разжима.

В Уфимском авиационном институте разработана оригинальная конструкция жесткой хонинговальной головки для обработки отверстий диаметром 10— 20 мм, предназначенная для использования в условиях мелкосерийного производства (рис. 100) и обеспечивающая преобразование усилия на штоке гидроцилиндра разжима в малое усилие на конусе разжима. Последний для повышения жесткости в радиальном направлении и получения малых радиальных перемещений брусков, необходимых для размерной настройки головки, имеет конусность 1: 20.

Осевая сила на конусе разжима брусков создается пружиной 4, расположенной в гильзе 3. Перемещение гильзы в осевом направлении осуществляется гидроцилиндром системы разжима станка через винт 1. При этом перемещается и конус разжима 9 до момента касания брусков с поверхностью обработки. Рабочее радиальное давление брусков создается за счет сжатия пружины 4. Предварительное сжатие пружины осуществляется винтом 2, а дополнительное регулируется резьбовой втулкой 6, которая в конце хода упирается в торец втулки 7. Хонингование практически идет при постоянном давлении на брусках, так как величина снимаемого припуска, а значит, и расслабление пружины 4 незначительны. По мере износа брусков для сохранения давления их на обрабатываемую поверхность втулку 7 передвигают с помощью гайки 8. При этом переставляются в новое положение относительно корпуса 5 все элементы патрона. Съем припуска продолжается до момента упора конуса разжима в торец винта 11, после чего давление на брусках снижается и начинается выхаживание. С помощью упорного винта 11 предварительно настраивают головку на размер с точностью 0,002 мм и периодически поднастраивают для компенсации износа брусков.

Рассмотренные выше хонинговальные головки предназначены для обработки сквозных гладких отверстий. При обработке глухих и прерывистых отверстий требуются специальные конструкции хонинговальных головок.

Конструкцию хонинговальной головки разрабатывают с учетом принятой схемы обработки, размеров и формы обрабатываемого отверстия (рис.101) (сквозное, глухое, шлицевое, с пазами и окнами и др.) и заданной точности обработки. В процессе проектирования выбирают тип головки, число и размеры хонинговальных брусков, тип и конструкцию шарниров (для шарнирных головок), длину стержня, конструкцию механизма разжима, форму и размеры колодок брусков и конусных планок.

При хонинговании многоярусных отверстий в деталях типа блоков цилиндров, корпусов золотников целесообразно применять шарнирные головки (рис.101, б).