0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Хонинговальная головка своими руками

Хонингование – легкий способ довести поверхность до идеала

Многие слышали об абразивной обработке металлов, но далеко не каждый знает про ее отдельные виды, так что ниже рассмотрим один из них. Речь пойдет про возможность осуществить хонингование отверстий своими руками, также узнаем, в каких случаях данный процесс целесообразно применять, обсудим его особенности и, конечно же, необходимые для работы инструменты и материалы.

1 Что это такое хонингование и каким оно бывает?

Итак, начнем с того, что же представляет собой сама абразивная обработка. Это вид механического воздействия на металл, которое осуществляется посредством специального инструмента. Причем делается это как вручную, так и на оборудовании. Главная цель — достижение более точных размеров, формирование заданного микрорельефа, а также улучшение качества поверхности детали — она становится более гладкой.

Если же говорить конкретно о хонинговании, то тут используют специальные инструменты – хоны, от которых, собственно говоря, и пошло название данного процесса. Чаще всего этим способом обрабатывают цилиндрические поверхности. При этом хон, на котором размещены специальные абразивные бруски, движется в двух направлениях: вращательном и возвратно-поступательном. Также очень важно, чтобы на поверхность достаточно обильно наносилась смазочно-охлаждающая жидкость.

В зависимости от особенностей процесс хонингования делится на следующие виды:

  • сухое, когда не используется смазочная жидкость;
  • вибрационное, в этом случае головка инструмента подвергается дополнительной вибрации;
  • электрохимическое, при котором заготовка подвергается воздействию и механических сил, и электрохимическому влиянию одновременно;
  • еще существует плосковершинное хонингование, применяемое для устранения впадин и бугров на поверхности изделия.

2 Оборудование и материалы для хонингования

Как уже было указано в самом начале, для этого вида абразивной обработки металлов используется специальное оборудование, рассмотрим же его особенности. Существуют так называемые многобрусковые инструменты, в основном содержащие от 5 до 8 брусков. С их помощью можно достичь максимальной точности геометрии той или иной детали. Что же насчет режущих элементов, так их установка осуществляется посредством центральной раздвижки, имеющей электромеханический либо гидравлический привод. Последний имеет некоторое преимущество, так как в этом случае можно более точно отрегулировать давление. Так что такой привод целесообразно использовать, например, при работе с изделиями из алюминия.

Станки, имеющие механический привод и меньшее количество хонинговальных брусков, непригодны для работ с таким «мягким» материалом, так как в этом случае ни требуемого качества, ни заданных размеров достичь не удастся.

Особые требования предъявляются к качеству брусков и смазочно-охлаждающей жидкости. Для того чтобы резание осуществлялось достаточно интенсивно и дало желаемый результат, необходимо обеспечить самозатачиваемость бруска. А значит, все затупившиеся зерна должны ликвидироваться с поверхности путем вырывания или же скалывания. Данным параметрам идеально подходят сверхтвердые материалы, такие как эльбор или алмаз, зерна которых остаются острыми на протяжении длительного периода. При этом в процессе износа преобладает их микроскалывание, а не полное вырывание, что продлевает жизнь такому инструменту.

3 Особенности процесса и сфера применения хонингования

Итак, рассмотрим технологию хонингования и ее особенности. Как при любом виде абразивной обработки в этом случае происходит контакт между заготовкой и инструментом. При этом последний наносит на поверхность детали микрорезы, то есть, осуществляется царапание абразивными частицами, размеры которых обычно колеблются в пределах от 20 до 100 мкм — необходимо просто подобрать подходящее полотно. А вот разбег с количеством зерен еще более значительный, их может быть как 20, так и целых 400 на один квадратный миллиметр.

В общем, в процессе такого микрорезания происходит и снятие тончайшей стружки с поверхности металла, а также трение и его пластическое оттеснение. Огромную роль играет то, насколько правильно будут подобраны все параметры — начиная от размеров абразивных частиц и заканчивая скоростью вращения, а также прилагаемым давлением. В основном первая стадия процесса заключается в исправлении грубых погрешностей формы изделия. Осуществляется это посредством длительной обработки хонинговальными брусками. В этом случае скорость, с которой снимается слой металла, достигает 4 мкм/с.

Для того чтобы получить более гладкую поверхность либо же заданный микрорельеф, а также с целью упрочнения поверхностного слоя, применяют режим граничного трения, при котором снятие металла сводится к минимуму. Достигается данный режим путем повышения окружной скорости заготовки либо инструмента, а также снижения частоты колебания рабочих брусков и производимого давления.

Этот вид абразивной обработки используется во многих отраслях промышленности, особенно автомобильной. Так, например, подобным способом обрабатываются многие детали, в том числе и двигатели, а точнее, гильзы цилиндров, отверстия шестерней, поршневой и кривошипной головок шатунов, блоков цилиндров и т. д. Благодаря чему получаются максимально точные размеры этих самых отверстий, а поверхность становится идеально гладкой. Устраняются все погрешности в геометрии обрабатываемых деталей, которые могли возникнуть ранее.

Кроме того, способ хонингования применим и для обработки различных деталей топливной аппаратуры вроде труб. Им осуществляют обработку как глухих, так и сквозных цилиндрических отверстий, диаметром и 5 мм, и 800 мм, а длина иногда достигает двадцати метров. Также обрабатываются и иные типы просветов – конические, шлицевые, некруглые. Можно осуществлять одновременную обработку и нескольких соосных отверстий.

4 Технология хонингования в домашних условиях

Как видно, данный процесс имеет огромное значение и нашел себя во многих сферах, однако стоит выяснить, можно ли осуществить его своими силами или все-таки придется обращаться в специализированные мастерские. В принципе, если вполне уверены в своих силах и имеете в распоряжении приспособление для хонингования цилиндров, то можно немного сэкономить и выполнить эту операцию дома.

Читать еще:  Как понять показания электросчетчика

Понадобится хон, лучше гибкий, который внешне напоминает ершик для мытья бутылок, но если есть традиционный, то и он вполне подойдет. Кроме того, необходимо подготовить дрель, защитные очки, хонинговочное масло, которое можно заменить керосином, и ветошь. Собрав все необходимое, зажимаем хон в патроне электродрели и обрабатываем им отверстие, предварительно обильно смочив поверхность жидкостью. Чтобы ввести инструмент внутрь обрабатываемой детали, необходимо сжать камни.

Движения должны производиться вверх-вниз, определить правильно ли вы их выполняете можно по появившейся на поверхности металла сетке. Узор должен получаться равномерным, а линии располагаться под углом в 60° друг к другу. Нельзя извлекать хон до тех пор, пока дрель полностью не остановится. В конце удаляется надфилем фаска, чтобы не возникало зацепов колец, при этом действуем крайне аккуратно, дабы не повредить поверхность обработанного отверстия. И тщательно вымываем деталь мыльной водой, дабы устранить следы абразива. После всех этих операций нужно просушить изделие и смазать специальным маслом, имеющим антикоррозионное действие.

Хонингование блока цилиндров

Самым завершающим этапом при капитальном ремонте любого двигателя является хонингование. В этой статье вы подробно узнаете о том, что такое хонингование блока цилиндров, зачем оно производится и как осуществить его своими руками.

Что такое хонингование?

Хонингование выполняется для уменьшения шероховатости поверхности цилиндров, чтобы обеспечить минимальное трение между поршнем и рабочей частью цилиндра. Данная процедура выполняется при помощи режущей обработки. Хонинговальные бруски устанавливаются в специальные хонинговальные головки, которые устанавливаются как радиально, так и плоскопараллельно через конусные механизмы или зубчатые рейки. Таким образом, достигается крестовая шлифовка поверхности и соответствующая сетка штрихов. В связи с этим, хонингование получило второе название – перекрестная шлифовка. Смазка и охлаждение обрабатываемого материала обеспечивается с помощью специального хонинговального масла, которое подается на всем протяжении обработки.

Для чего необходимо хонингование блока цилиндров?

В процессе эксплуатации, двигатель поддается как термическим, так и механическим воздействиям, которые непременно меняют форму цилиндров. Цилиндр должен иметь строго определенную высоту и диаметр, который не должен меняться на всем протяжении стенок. Тем не менее, длительная эксплуатация и износ делают свое дело – цилиндры меняют свою форму на бочкообразную, конусообразную или седлообразную. Данные изменения невидимы не вооруженным глазом, тем не менее, довести форму цилиндра до ума просто необходимо. Именно для этого и применяется хонингование, которое может расточить цилиндр до самых номинальных размеров с точностью до миллиметра.

Если цилиндры не обрабатывают и оставляют все, как есть, то можно получить, примерно, следующую картину:

  • Снижение давления в цилиндрах (компрессии), потеря мощности. Данный параметр напрямую зависит от формы цилиндра.
  • Повышения расхода смазывающего материала и топлива. Сквозь промежутки, которые могут возникнуть между поршнем и стенками цилиндра, масло будет подниматься в камеру сгорания, прогорать и уходить в выхлопную систему.

Хорошо, если дело обойдется только расточкой цилиндров. Однако, бывают случаи, когда капитальный ремонт становился слишком затратным. Многие водители умудрились довести мотор до такого состояния, что потребовалась замена всего кривошипно-шатунного механизма.

Требования к инструменту хонингования

Как вы уже догадались, применение обычного расточного станка при хонинговании блока цилиндров недопустимо. Для этого используется только специальное оборудование, которое позволяет добиться самых точных результатов. Ведь такой параметр, как размер, в блоке цилиндров играет очень важную роль.

Обработка блока цилиндра, изготовленного из алюминия должна выполняться с помощью специальных брусков. Для достижения более точной геометрии элемента их количество должно составлять от 5 до 8. Расположение брусков выполняется по всему периметру обрабатываемой поверхности. Монтаж инструмента осуществляется с помощью гидравлического или электромеханического привода, который позволяет изменить их положение в соответствии с требуемым размером. Такой подход, в отличии от ручной настройки, позволяет обеспечить точное регулирование брусков, в соответствии с требуемыми нормами. Именно поэтому, применение обычного станка, с малым количеством брусков и регулировкой механическими рейками недопустимо.

Какими должны быть хонинговальные бруски?

При расточке блока цилиндров применяются специальные бруски с алмазными зернами. Крепление зерен обеспечивается с помощью пластмассовой связки. Данный материал применим для обработки блока цилиндров, изготовленного из алюминия. Конструкция брусков позволяет добиться самозатачивания алмазов. Это означает, что связывающая пластмасса очень прочна, что немало важно при удержании алмазов в процессе обработки, и достаточно мягкая, чтобы удержать алмазы, концы которых уже затупились.

Как хонинговать блок цилиндров самостоятельно?

Капитальный ремонт блока делится на несколько этапов. Вначале происходит расточка цилиндра до ремонтного размера. Обязательным условием является оставление припуска в 0,1-0,15 миллиметров. Данный размер позволяет вначале придать форму будущему цилиндру, а затем провести обработку шероховатой поверхности, чтобы сделать ее максимально гладкой.

После того, как второй этап будет завершен, необходимо выполнить промывку двигателя. Дело в том, что при обработке появляется большое количество металлической стружки, которая сразу может быть и незаметна. Однако, ее присутствие на стенках гильз совсем не желательно и может привести к повторному износу блока, поэтому ее необходимо удалить.

Внимание! Чтобы бруски не замазались и не переломились, необходимо через определенные промежутки времени прерывать хонингование, примерно, на 30 секунд. При этом, касание инструмента стенкам цилиндра должен быть прекращен. За это время обрабатываемую поверхность и бруски нужно промыть и обработать новой порцией хонинговального масла. После этого, можно снова продолжать обработку.

Чтобы бруски изнашивались равномерно, рекомендуется постоянно менять направление вращения головки. Данное требование позволяет не только ровно обработать деталь, но и добиться повышенной экономии материала, что не маловажно при проведении работ любого вида.

Читать еще:  Алюминиевый профиль для станков чпу

На этом хонингование блока цилиндров завершено. Как видно, на теории в этом нет ничего сложного. Однако на практике многие водители могут столкнуться с различными трудностями, например, отсутствие необходимого оборудования или специальных навыков, нужных при обработке блока цилиндров. Именно поэтому, такую работу лучше доверить профессионалу, который за относительно небольшие деньги выполнит точную и качественную шлифовку цилиндров.

Блог про Уаз

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.

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.

Читать еще:  Химические свойства алюминия таблица

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.

Доработка (расточка и хонингование) блока цилиндров своими руками

Доработка блока цилиндров вам, как правило, может понадобиться лишь в двух случаях. Это если вы решили провести форсирование двигателя или пришло время ремонтировать блок цилиндров.

Как расточить цилиндр правильно

Хотя, нужно быть честными, доработка головки блока цилиндров своими руками – это лишь частично. Своими руками вы сможете провести разборку ГБЦ и демонтаж блока цилиндров. Сами вы сможете произвести замер зазора между поршнем и цилиндром и даже гильзование.

А вот дальнейшая процедура – расточка головки блока цилиндров может быть проведена только на специализированном оборудовании.

Если хонингование цилиндров в некоторых случаях можно провести своими руками при помощи ручной хонинговальной головки и электродрели, то проточка цилиндров – это долгий и специальный технологический процесс.

Своими же руками вы можете в дальнейшем, после расточки и хонингования блока цилиндров, произвести сборку агрегата.

Скорее всего, вы сами не будете стоять у станка, но знать технологию расточки головки блока цилиндров вам не помешает.

Чаще всего расточка цилиндров необходима для увеличения объёма гнезда для ремонтного комплекта. В этом случае вы уже должны знать для какого размера гильз будет производиться расточка.

Для расточки применяются специальные расточные станки. Из-за их немаленькой стоимости не каждая СТО может позволить себе иметь такой станок. Поэтому, как правило, в городах существует всего несколько технических центров, где производят доработку головки блока цилиндров.

Проточка цилиндров процедура не быстрая и требует высокой точности. Растачивание происходит на малой скорости. Это обеспечивает высокое качество поверхности, и точность до 0,01 мм.

При обработке на станке поверхности цилиндра добиваются параллельности всех цилиндров по длине с одновременной перпендикулярностью их базе – плоскости. С учетом некоторой «кривизны» блоков, идеальным является параллельность постелям коленчатого вала.

В процессе расточки цилиндров обязательно оставляют припуск на хонингование цилиндров. Это примерно 0,1 – 0,15 мм.

Почему столько? Этот слой металла является дефектным, после расточки, и убирается (полируется) именно хонингованием. И такой небольшой припуск не даёт возможности перекоса оси цилиндров во время хонингования.

Хонинговка цилиндров после расточки

Хонингование – это абразивная обработка материалов с применением хонов (хонинговальные головки). Хонинговка цилиндров производится на специализированных станках, обработка сопровождается обильным орошением поверхности.

Жидкости для хонингования применяются традиционные: керосин или смесь масла с керосином. Существует и технология хонингования цилиндров с водой, в которую добавляются. Как правило, синтетические вещества для предотвращения коррозийных процессов.

Всё. Вам позвонил ваш мастер и вы можете ехать забирать головку блока цилиндров. Доработка головки блока, в виде расточки и хонингования прошла успешно. Теперь вы вновь, своими руками можете продолжать процесс тюнинга двигателя или ремонта ГБЦ.

И не забывайте, что сборка головки блока цилиндров, процесс не менее ответственный и сложный, чем расточка и хонингование цилиндров.

Удачи вам при проведении расточки и хонингования цилиндров.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector