Хонингование

Хонингование обычно выполняется для доведения отверстий до точного размера или достижения определенного качества поверхности. В этот статье рассмотрим несколько часто задаваемых вопросов об этом процессе.

Обработка отверстий, являющаяся одной из наиболее распространенных операций механической обработки, предоставляет производителям множество возможностей. В зависимости от диаметра отверстия и допуска на качество поверхности цех может выбрать сверление, фрезерование, электроэрозионную обработку (EDM) или комбинацию этих процессов обработки с ЧПУ, чтобы добиться качественных результатов. Например, отверстие, созданное сверлом диаметром 10 мм, часто имеет допуск от ±0,05 мм, и последующая операция развертывания может обеспечить более гладкую поверхность отверстия в пределах ±0,005 мм. При развертывании или растачивании фрезерованных отверстий аналогичные результаты вполне достижимы.

Однако есть веские причины использовать хонингование в тех случаях, когда предъявляются самые строгие требования к чистоте поверхности и точности. Отверстия, обработанные электроэрозионной обработкой, обычно требуют дальнейшей обработки для обеспечения необходимой шероховатости. Это относительно медленный процесс. Фрезерование с последующим растачиванием или развертыванием могут обеспечить требуемые допуски, но результаты развертывания не всегда стабильны. При хонинговании, напротив, процесс стабилен и надежно обеспечивает допуски на диаметр отверстия ±0,005 мм или меньше вместе с необходимой шероховатостью поверхности.

Поверхность после хонингования

Хонингование — это калибровочная и чистовая операция, при которой вращающийся инструмент (оправка), оснащенная абразивами, перемещается внутрь и наружу отверстия. В ходе процесса абразивы расширяются, удаляя незначительное количество материала, чтобы довести отверстие до нужного размера и чистоты. Полученная отделка состоит из микроскопических выступов и впадин, расположенных в виде насечек крест-накрест или «штриховки». Впадины позволяют удерживать масло между сопрягаемыми компонентами во время работы, например, между поршнями внутри цилиндра двигателя.

Хонингование цилиндра двигателя

Области применения

Цилиндры двигателя и их гильзы требуют хонингования для надлежащего уплотнения поршневых колец. Компоненты топливной системы дизельного двигателя часто хонингуют, поскольку хонингование позволяет точнее контролировать зазор между отверстием и сопрягаемой частью. В результате более высокое давление в топливной системе означает, что больше топлива распыляется и его расход снижается, что приводит к повышению топливной эффективности и производительности двигателя, а также к снижению выбросов углекислого газа.

Гидроцилиндры, используемые для тяжелого оборудования, сельскохозяйственной техники, в системах управления самолетом и его шасси, в аэрокосмической отрасли, обычно подвергаются хонингованию. Это обеспечивает плотные зазоры между элементами, что позволяет уменьшить площадь уплотнения. Хонингование также обеспечивает надлежащую чистоту поверхности сальников, что в сочетании с уменьшенными зазорами предотвращает утечку масла.

Хонингование также улучшает размер диаметра канала ствола ружья и качество поверхности стволов перед нарезкой. Это обеспечивает равномерную нарезку и более точный выстрел. Этот процесс также полезен для зубчатых передач, небольших двигателей, тормозных барабанов, компрессоров, трубок расходомеров нефти и газа и многих других механизмов.

Инструмент для хонингования

Хонингование позволяет устранить различные дефекты, например, получить необходимый итоговый диаметр отверстия, устранить раструб, волнистость, конусность, плохую поверхность после развертки, следы растачивания и искажения формы отверстия. Улучшенная форма отверстия после хонингования почти всегда приводит к более тихой и эффективной работе сопрягаемых компонентов. Хонингование может исправить ошибки, вызванные предыдущими процессами обработки, поскольку оно не требует зажима или центровки и не зависит от длины отверстия.

Качество поверхности, текстуру и внешний вид можно тщательно контролировать. Угол штриховки регулируется изменением скорости шпинделя и скорости хода хонинговального инструмента. Некоторые применения требуют крутого угла штриховки в отверстии, тогда как другим нужен пологий угол. Глубина или шероховатость штриховки зависит от относительного размера абразивного зерна в хонинговальном бруске. Чем крупнее зерно, тем грубее поверхность. Зеркальная поверхность с почти незаметной текстурой достигается с помощью абразивов очень мелкой зернистости.

Как упоминалось ранее, штриховка, создаваемая во время хонингования, полезна для создания нужной поверхности отверстия цилиндров двигателя, поскольку гарантирует удержание некоторого количества масла на поверхности отверстия для правильной смазки поршневых колец и их уплотнения. Масло плохо прилипает к гладкой или глянцевой поверхности цилиндра, что приводит к преждевременному износу и возможному выходу из строя двигателя.

Процесс хонингования

Как и при обработке на станках с ЧПУ, при оптимизированном процессе хонингования необходимо ответить на ряд вопросов. Каковы материал, размер и форма детали? Каков объем производства? Сколько материала необходимо удалить? Каковы допуски на отверстия готовой детали и требования к качеству поверхности? Ответы на эти и другие вопросы определяют подходящий станок, приспособления, инструменты, абразивы и хонинговальные масла или охлаждающие жидкости, а также параметры процесса хонингования, такие как скорость шпинделя и хода, а также скорость подачи. Хонинговальный камень выбирается в зависимости от типа хонингуемого материала, требуемых допусков и количества удаляемого материала. Существует множество типов абразивных хонинговальных брусков, различающихся по материалу и размеру зерна, а также по связующему веществу.

Хонингование с маслом

Следует также правильно выбирать масла для хонингования. Хонинговальные масла и охлаждающие жидкости на водной основе обеспечивают необходимую смазку, смывают срезанный материал и доставляют новую абразивную крошку на поверхность камней, поддерживая оптимальную режущую способность. Качественные масла, насыщенные поверхностно-активными веществами, обеспечивают необходимую смазывающую способность для увеличения давления хонингования и использования более твердых абразивов при более высоких скоростях резания. Аналогично, смазывающие вещества в сочетании с противозадирными присадками серы предотвращают сваривание и разрыв заготовки, сохраняя при этом камни чистыми, что приводит к однородной поверхности. Специально разработанные жидкости для хонингования также используются в тяжелых условиях, когда могут возникнуть такие проблемы, как истирание. Хонинговальные масла доступны в различных составах с различными уровнями вязкости.