Хонингование (стр. 2 из 4)

В используемых на практике способах хонингования осциллирующее движение дополняет возвратно поступательное движение. Однако введение колебательного движения в осевом направлении ограничено массой подвижных частей, а также снижением точности обработки ввиду переменности направления осевой силы и отклонений в величине перебега брусков По этим причинам механизмами осевой осцилляции оснащаются хонинговальные станки, предназначенные для обработки лишь коротких отверстий диаметром до 50 мм.

Для преодоления указанных недостатков и ограничений в Уфимском авиационном институте был разработан новый способ осуществления осциллирующего движения в хонинговальном станке, сущность которого состоит в наложении колебательного движения на вращение шпинделя станка При такой схеме осциллирующего движения все подвижные звенья имеют вращательное (или вращательно-качательное) движение, что позволяет применять опоры качения, обеспечить возможность плавного регулирования частоты и амплитуды колебаний, по мере необходимости производить включение или выключение осциллирующего движения, применять механизм осцилляции независимо от размеров хонинговального станка.

Лучшие результаты обработки получаются при однонаправленных траекториях движения режущих зерен, что при наличии осевой осцилляции невыполнимо Условием получения такой траектории при круговой осцилляции по синусоидальному закону является следующее неравенство

где λ—частота осцилляции, β—удвоенная амплитуда круговой осцилляции (в оборотах), n—частота вращения шпинделя, об/с

Дальнейшим развитием рассмотренных схем является хонингование с одновременно вводимыми осевой и круговой осцилляцией. Подобная схема обработки впервые была предложена в Пермском политехническом институте на основе использования кинематики плоскодоводочного станка с растровой траекторией. Траектории движения режущих зерен при различной кинематике хонингования показаны на рис 2. Обычная схема хонингования (рис 2, а) характеризуется типичной сеткой следов обработки в виде пересекающихся винтовых линий Траектории движения режущих зерен при наличии осевого или кругового осциллирования по синусоидальному закону представлены на рис. 2, б, в Они образу-

Рис 2 Траектории движения режущих зерен при различной кинематике процесса хонингования

ются в результате сложения основного и колебательного движений и имеют идентичный характер

В схеме, предложенной Пермским политехническим институтом в качестве основных рабочих движений резания, приняты синусоидальные осевые и круговые колебания, а вращательное и возвратно-поступательное движения соответственно являются круговой и осевой подачами инструмента. При такой кинематике хонингования образуется растровая траектория движения зерен в виде фигур Лиссажу (рис. 2, г), образующих при правильном подборе параметров составляющих движений равномерную густую сетку следов обработки Сетка распределяется по площади криволинейного четырехугольника со сторонами, равными удвоенной амплитуде каждого колебательного движения Равномерное распределение сеток по всей обрабатываемой поверхности обеспечивается за счет круговой и осевой подач При таких сетках ни одно из зерен не перемещается по траектории другого зерна, что обеспечивает интенсивное использование режущей способности хонинговальных брусков, дает образование мелкой легко удаляемой из зоны резания стружки. В результате существенно возрастает производительность металлосъема и точность геометрической формы обрабатываемых отверстий.

4. Инструмент для хонингования

При хонинговании используют бруски изготовленный методом прессования на керамической и бакелитовой основе. Абразивным материалом являются белый электрокорунд марок 23А, 24А, 25А и зеленый карбид кремния марок 63С, 64С, а также в качестве абразива используется алмаз и эльбор. Для хонингования используют бруски 2-х типов: БКв – квадратные, БП – плоские. Размеры: длина от 15 до 200 мм ширина и высота от 2 до 80 мм.

1 2 3 1

а) в)

3 1

б) г)

Рис.3 Типы брусков из сверхтвердых материалов

а) – алмазный брусок, б) – эльборный брусок типа ЛБС, в) - эльборный брусок типа ЛБП, г)- эльборный брусок типа Л1БП

1- корпус,2- алмазоносный слой, 3- эльбороносный слой

Широкое распространение на операциях хонингования получили алмазные бруски, что обусловлено значительным повышением их стойкости и режущей способности по сравнению с брусками из электрокорунда и карбида кремния. При выборе размеров алмазных брусков руководствуются следующими соотношениями: суммарная ширина комплекта брусков составляет 0,15—0,35 длины окружности обрабатываемого отверстия. Длина бруска составляет:(0,7—1)l (l—длина обрабатываемого отверстия) при D<1 (D-диаметр); (0,5—0,8)l при D=1—3. При использовании широких брусков в них прорезают продольные пазы для улучшения подвода смазочно-охлаждающей жидкости и вымывания отходов.

Рекомендации по выбору марки алмазного порошка в зависимости от обрабатываемого материала приведены в табл.1.

Таблица1

Выбор марки алмазного порошка в брусках при хонинговании

Материал обрабатываемой детали	Вид операции	Марка алмаза
Серый и хромофосфористый чугун	Черновая Получистовая Чистовая	АС20,АС32,АРК4 АС15, АС20 АС6, АРВ1
Закаленный серый и легированный чугун, 40 HRC	Черновая Получистовая Чистовая	АС32,АРК4 АС15, АС20 АС6, АРВ1
Улучшенная и нетермообработанная сталь	Черновая Чистовая	АС20,АС15 АС6, АРВ1
Закаленная сталь, 46- 52 HRC	Черновая Чистовая	АС15, АС20 АС6, АРВ1
Закаленная и азотированная сталь 58 – 65 HRC	Черновая Чистовая	АС20,АС32 АС6, АРВ1
Анодированные алюминиевые сплавы	Черновая Чистовая	АС6, АРВ1 АРВ1,АСМ
Хромовые покрытия	Черновая Чистовая	АС15, АРВ1 АС4, АСМ

Концентрация алмаза в бруске во многом определяет экономичность операций хонингования. Так, при обработке чугуна следует использовать 50 %-ную и 75 %-ную концентрацию, при обработке стали — 100 %-ную концентрацию. При обработке отверстий с большим отношением L/D в стальных закаленных деталях топливной аппаратуры целесообразно применять 150 %-ную концентрацию. Данные по выбору зернистости алмазных брусков в зависимости от обрабатываемого материала, снимаемого припуска и требуемой шероховатости приведены в табл. 2.

Кроме металлических и металлокерамических связок используются также алмазные бруски на эластичных органических связках; их применяют на окончательных операциях, когда необходимо получить параметр шероховатости Ra= 0,16 мкм. Вследствие высокой упругости этих связок глубина внедрения алмазных зерен в металл уменьшается, хонингование осуществляется в режиме трения — выглаживания.

Эластичными брусками зернистостью 40/28 получают параметр шероховатости Ra =0,08—0,1 мкм; брусками зернистостью 20/14—Ra == 0,05 — 0,06 мкм; брусками зернистостью 10/7—Ra == 0,03 — 0,04 мкм. Эластичные бруски используют для нового технологического процесса — плосковершинного хонингования. Этот вид хонингования применяют для обработки гильз двигателей, и заключается он в последовательном осуществлении двух операций: предварительного хонингования алмазными брусками на металлической связке АС32 125/100 Ml 100% и окончательного хонингования эластичными брусками АСМ 80/63 Р11 100%. В результате такой обработки значительно повышается износостойкость гильз, уменьшается расход масла.