Хонинговальный станок что это

Содержание

Хонингование цилиндров, наряду с расточкой, являются неотъемлемыми атрибутами капитального ремонта двигателя. Рассмотрим, что такое хонингование, как осуществляется финальная обработка гильз, цилиндров, втулок и какой нужен инструмент, приспособление для ремонта своими руками. Ответим на вопрос, что лучше: зеркало или хон?

ЧТО ТАКОЕ ХОНИНГОВАНИЕ

Хонингование – абразивная обработка поверхности с целью нанесения упорядоченной шероховатости. Нанесение хона является финальной стадией обработки металлических деталей. При этом хонингованию поддаются не только стенки цилиндров или гильз, которые в процессе капитального ремонта двигателя могут быть расточены в нужный ремонтный размер, но и втулки шатунов, постель коленчатого вала. Применяется хонингование и при финишной обработке плоскостей.

Причины хонингования цилиндров:
— приближение к идеальной геометрической форме гильз, цилиндров, втулок. Ввиду погрешности даже самого качественно расточного инструмента, после расточки цилиндр может иметь слегка бочкообразную, конусоподобную форму. Всяческое изменение формы цилиндра от идеальной геометрии круга и смещение оси отверстия в блоке цилиндров двигателя ведет к снижению компрессии и уменьшению ресурса цилиндропоршневой группы;
— точность обработки поверхности хоном значительно выше, чем в случае обработки расточным и шлифовальным инструментом. Такая особенность позволяет получить необходимый класс чистоты поверхности и добиться лучшего прилегания поршневых колец к стенкам цилиндра;
— получение необходимой структуры шероховатости. Правильная насечка позволяется удерживать на стенках цилиндров моторное масло, предотвращающее сухое трение трущихся пар и, как следствие, ускоренный износ деталей ЦПГ. Также упорядоченная шероховатость предотвращает сильный износ деталей, когда по определенным причинам возникает непродолжительное сухое соприкосновение трущихся пар.

Суть процесса хонингования заключается в равномерном снятии микронных слоев металла. Для этого используется специальный инструмент – хон. Рабочая поверхность хонинговальной головки касается внутренней части обрабатываемой поверхности по траектории, совмещающей вращательные и возвратно-поступательные движения.

Обработка производится с применением специальной смазочно-охлаждающей жидкости, в качестве которой может быть использован керосин либо рабочая жидкость на основе водно-масляных эмульсий (применяется при обработке изделий с высокими требованиями к качеству покрытия).

В процессе хонингования крайне важно обеспечить равномерное давление шлифующей кромки, так как только в таком случае удастся получить равномерную глубину риски и около идеальную геометрическую форму внутренней поверхности цилиндра. Для исключений возможной неравномерной обработки, шток задает хону небольшие круговые колебания вокруг своей оси.

Для долгого срока службы двигателя хон на стенках цилиндров должен быть правильной формы. График износа трущихся деталей двигателя показывает, что наиболее интенсивное уменьшение срока службы происходит на стадии притирки деталей и на последних километрах, когда появляются значительные зазоры между трущимися парами. Для уменьшения износа двигателя и уменьшения срока обкатки завод-изготовитель применяет плосковершинное хонингование. Правильная обработка помогает обеспечить поршневым кольцам хорошее прилегание уже спустя несколько сотен километров после начала эксплуатации двигателя. Плосковершинная обработка производится в 2 этапа: грубым и мелким абразивом.

Необходимый угол развала штриховки должен быть около 60º с отклонением не больше чем на 20º. Характеристики впадин после снятия с поверхности цилиндров крошечной доли металла:

— не должны иметь рваных, острых кромок;
— отсутствуют деформированные участки;
— глубина, ширина должны быть однородными.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ХОНИНГОВАНИЯ

В качестве абразивных материалов используются специальные бруски. Сами бруски отличаются не только геометрическими параметрами, но и степенью абразивности материала, износостойкостью. Для профессиональной обработки используется хон, в котором набор абразивных брусков закреплен в металлической оправке, а сами бруски расположены равномерно по периметру хонинговальной головки. Конструкция оправки позволяет выставить желаемый наружный диаметр. Хонинговальная головка крепится муфтой к стальному штоку. Сам шток закреплен в патроне станка, которые и задает алгоритм движения хона.

Для хонингования цилиндров своими руками используется 2 вида любительского инструмента:

— гибкие хонинговальные щетки (бутылочный ершик). Приспособление представляет собой насадку для ручной дрели или шуруповерта, на конце которой находится хонинговальный «ершик». В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни, закрепленные на пружинящих ножках;

— 3-лапые приспособления для ручной хонинговки. В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни. Шток инструмента можно зафиксировать в патроне шуруповерта либо дрели.

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РЕМОНТА СВОИМИ РУКАМИ

К самостоятельному хонингованию цилиндров стоит прибегать только в том случае, если нет возможности воспользоваться станочной обработкой. При хонинговке своими руками невозможно создать упорядоченную шероховатость. Не только амплитуда и характер движений будут зависеть от положения дрели, но и усилие нажима камней на стенки цилиндра, гильзы. Разумеется, что ни о каком доведении формы до геометрических идеалов и речи идти не может.

Если вы все-таки решили произвести хонингование цилиндров своими руками, использовать лучше 3-лапые приспособления.

Читайте также:  Аренда токарно фрезерный цех

ХОН ИЛИ ЗЕРКАЛО?

Зеркальную поверхность цилиндра от хона отличает лишь класс чистоты обработки поверхности. Поверья о том, что хон разрушает поршневые кольца, а поэтому для долгой работы двигателя стенки нужно шлифовать в «зеркало», возникли лишь от несоблюдения технологии правильного хонингования.

Чтобы раз и навсегда положить конец спорам о хоне и зеркале, узнать, что такое хонингования и как оно правильно осуществляется, рекомендуем ознакомиться с видео.

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.

Читайте также:  Устройство для заточки дисковых пил
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.

При производстве и ремонте двигателей внутреннего сгорания используются самые различные технологические и конструктивные решения. От правильности их выбора зависит совершенство силового агрегата, его безупречная работа и эксплуатационный ресурс. В данной статье мы поговорим об одной из классических, обязательных при изготовлении или восстановлении ДВС технологий – хонинговании – рассмотрев этот процесс во всех его аспектах.

В чём суть хонингования цилиндров

Выполняют его для того, чтобы снизить шероховатости на стенках цилиндров, при этом улучшается приработка колец и самих поршней. Это заметно продлевает срок эксплуатации отремонтированного мотора.

Во время работы силовой агрегат подвержен достаточно сильному износу и потере своей изначальной формы. Особенно это влияет на цилиндры. Их первоначальная круглая форма становится овальной, на стенках появляются задиры и царапины. В результате капитального ремонта не избежать.

Во время ремонта цилиндры подвергаются растачиванию, а хонингование позволяет сохранить их форму правильной и получить наиболее низкую шероховатость стенок. Само хонингование — это заключительная фаза при обработке цилиндров. Если сравнивать все обычные заключительные действия, например, полировку или притирку какой-либо поверхности, то у процесса хонингования повышенная точность и эффективность проведенных работ.


Для нормальной работы бензиновых и дизельных моторов необходимо обеспечить высокую точность размеров их компонентов. Одним из важнейших факторов является соблюдение допусков на размеры и показателей шероховатости поверхности зеркала цилиндров. Необходимость в этом возникает по следующим причинам:

  • Точное соблюдение размеров это ключ к увеличению компрессии и уменьшению количества прорывающихся в картер газов, содержащих продукты сгорания.
  • Правильная обработка поверхности снижает износ поршневых колец, гарантируя длительный срок их работы.

Важные требования

При контроле размеров цилиндров, следят за соблюдением следующих параметров:

  • Бочкообразности, корсетности и конусности. Под этими терминами подразумевается разница диаметров в разных частях цилиндра или гильзы.
  • Элипсности, под которой подразумевают разницу в диаметрах окружности в разных её точках.
Читайте также:  Клещи для обжимки наконечников проводов

Подобные дефекты появляются в результате небрежного выполнения работ на расточном станке или в процессе эксплуатации силового агрегата.

Отдельную проблему представляет достижение необходимых параметров шероховатости. Поверхность не должна быть зеркальной. На ней должны остаться небольшие насечки, получающиеся при прохождении хоном. Эти насечки необходимы для того, чтобы на них задерживалось моторное масло. Это способствует улучшению смазывания деталей поршневой группы. В дальнейшем, при обкатке, содержащаяся в лубриканте сера создаст на поверхности цилиндра сульфидную плёнку, уменьшающую износ деталей, поскольку по своим параметрам она значительно твёрже металла.

Используемое оборудование

С учётом перечисленных требований промышленность выпускает специальные хоны, применяемые для обработки деталей двигателей внутреннего сгорания. Подобные инструменты имеют изменяемый диаметр, используются в хонинговальных станках и обладают ограниченным ресурсом. Соответствие техническим требованиям должно подтверждаться сертификатом, который получен в органах стандартизации. Недопустимо производить хонинговку с помощью оборудования, не соответствующего утверждённым стандартам. Это может привести к нежелательным последствиям.


При выборе хона следует обращать внимание на следующие параметры:

  • Диапазон (по диаметру).
  • Количество и длину камней.
  • Твёрдость и зернистость материала.

Различают инструменты и по способам обработки, которая может быть сухой или с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). При хонинговке деталей, изготовленных из чугуна или стали, в качестве СОЖ применяют керосин или смесь керосина с льняным маслом. Если хон имеет камни с алмазным напылением, используют воду с синтетическими добавками.

Для соблюдения технологического процесса обязательно требуется исправный хонинговальный станок, обеспечивающий точное перемещение обрабатывающего инструмента. Именно на его рабочий стол попадает уже побывавший на расточном станке новый или ремонтируемый блок. А ещё вам потребуется достоверная информация о размерах, которые должны быть обеспечены в итоге. Дальнейшая последовательность операций, в зависимости от конструкции ДВС, может быть различна.

Отличия выполнения хонингования на разных двигателях

Двигатели внутреннего сгорания имеют разное устройство. Используемые конструктивные схемы влияют на технологический процесс.

Негильзованные двигатели

Выполненный в виде единой детали негильзованный блок подвергают обработке сразу после расточки, закрепив на рабочем столе и убедившись, что ось обрабатываемого цилиндра расположена вертикально и совпадает с осью шпинделя хонинговального станка. Это позволит исключить её неперпендикулярность к коленчатому валу. Шпиндель включённого станка вращается, одновременно выполняя возвратно-поступательные движения. Для получения нужного результата может потребоваться выполнить от одного до нескольких проходов. Контроль размеров осуществляют с помощью нутромера. Одновременно следует производить замеры шероховатости поверхности. Для этого существуют различные способы:

  1. Контактный (щуповой), для которого разработаны специальные приборы – профилометры и профилографы. Последние не только замеряют, но и регистрируют параметры.
  2. Бесконтактные (оптические), среди которых различают теневой, светового свечения, растровый и микроинтерференционный.

Гильзованные двигатели

Отдельную проблему представляет хонингование двигателей с сухими или мокрыми гильзами. Производители запасных частей поставляют, как принято считать, уже готовые к работе комплекты гильз, уже прошедшие все этапы обработки. Однако, под воздействием различных факторов, устанавливаемые на рабочие места детали деформируются и перестают соответствовать заданным размерам. Вследствие этого:

  • Ухудшается компрессия. Мотор не развивает необходимую мощность и расходует много топлива.
  • Снижается ресурс силового агрегата.

Существует способ избежать этих неприятностей. Для этого изготавливают специальную толстую пластину, имитирующую ГБЦ. Она должна прижимать гильзы, одновременно имея сквозные отверстия, обеспечивающие беспрепятственный доступ инструмента внутрь цилиндров. Пластину закрепляют на блоке после установки гильз, заворачивая резьбовые соединения в последовательности и с моментом затяжки, рекомендованном для установки ГБЦ. Только после этого выполняют хонингование в той же последовательности, что и для негильзованных моторов. Это позволяет свести к минимуму искажение размеров, возникающее в процессе установки гильз.

При полном соблюдении технологического цикла процедура выполняется в четыре этапа:

  1. Грубая обработка, в процессе которой снимается значительный слой материала. Ею можно заменить расточку. Она ведётся при избытке СОЖ. Лучше всего для этой цели подходят хоны с алмазными брусками на медной основе.
  2. Хонингование инструментом с размером зерна абразивного материала 1/150 мм. При этом происходит формирование микропрофиля поверхности.
  3. Окончательная обработка материалом с зерном 1/300 – 1/500 мм.
  4. Крацевание. Это заключительная операция, в ходе которой размер цилиндра не изменяется, а происходит очищение поверхности от остатков абразива. Для крацевания используют нейлоновые щётки, в состав волокна которых добавлены кристаллы кремния.

Соблюдение перечисленных правил позволяет достичь оптимального результата.

Опасные заблуждения

Интернет пестрит статьями, рассказывающими о том, как сделать хонингование цилиндров самостоятельно с помощью дрели и иного подобного оборудования. Это вызывает удивление. Говоря по совести, реальной пользы от такого рода информации нет. Используемые на производстве хонинговальные станки относятся к разряду наиболее точных обрабатывающих станков. Только с их помощью удаётся обеспечить требуемые допуски в десятые доли микрон. По этой причине справится с задачей дома или в условиях мастерской, не имеющей специального оснащения, не получится. Мотор, отхонингованный «на коленке», не проработает долго.

Чтобы потраченные на ремонт силы и средства не пропали напрасно, обращайтесь к специалистам, имеющим в своём распоряжении необходимое оборудование. Существуют фирмы, предлагающие такого рода услуги. Если их расценки покажутся чрезмерно высокими, задумайтесь о том, во что обойдётся покупка хотя бы контрактного двигателя. Возможно, вы перемените своё мнение.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector