Шлифование или хонингование?

14 Августа 2012

Область применения хонингования в последние годы существенно расширилась. Некоторые специалисты высказывают мнение, что если технологическая задача не связана с коррекцией направления оси отверстия, то хонингование всегда предпочтительнее шлифования. С какими особенностями и преимуществами хонингования связано такое мнение?

Преимущества хонингования
В отличие от шлифования, при котором контактная поверхность составляет незначительную часть рабочей поверхности круга, при хонинговании брусок постоянно соприкасается с деталью по всей рабочей поверхности. Контакт пары брусок — заготовка способствует повышению производительности обработки и точности формы деталей. Давление при хонинговании на поверхности контакта бруска с деталью—0,1—1 МПа. Это в 10—100 раз меньше, чем давление при шлифовании. Скорость резания при обработке брусками — 10—100 м/мин, т. е. в 15—100 раз ниже, чем при шлифовании. В результате при хонинговании тепловыделение в зоне обработки значительно ниже, чем при шлифовании, а контактная температура не превышает 150—200°С. Таким образом, отсутствуют физические причины образования в поверхностном слое микротрещин и прижогов, а также остаточных напряжений растяжения.

Область применения
Традиционная сфера применения хонингования — финишная обработка высокоточных отверстий. Сама постановка вопроса — «хонинговать или шлифовать?» — относится к деталям, которые в принципе можно и хонинговать, и шлифовать. Но у хонингования есть и область безальтернативного применения: цилиндры штанговых насосов, у которых соотношение длины и диаметра отверстий 100 и более, а также цилиндры в блоках Д ВС — здесь требуется создание определенного микрорельефа маслоудерживающей поверхности и вскрытие графитовых зерен.
Хонингование широко применяется в машиностроении при обработке гильз и блоков цилиндров двигателей, шатунов, зубчатых колес, цилиндров гидросистем и амортизаторов, деталей топливной аппаратуры (трубы больших длин и диаметров и др.).
Разновидности хонингования: сухое (без применения СОЖ), хонингование статоров электродвигателей; электрохимическое хонингование отверстий большой длины; вибрационное хонингование, при котором хонинговальной головке или обрабатываемой детали сообщают дополнительно колебания частотой 10—15 Гц и амплитудой 5—10 мм; плосковершинное (достигается определенное соотношение опорных поверхностей и впадин).
Хонингование применяют и для обработки наружных поверхностей, например, алмазное хонингование пакетов поршневых колец.

Оптимальный выбор бруска
Горизонтальное хонингование малогабаритных деталей — одна из альтернатив внутреннему шлифованию. Преимущества: хонингование более экономично, не требует большого времени на наладку и больших затрат в условиях опытного и серийного производства, а также при восстановлении деталей.
Для достижения максимального эффекта производительности и экономичности необходимо правильно подобрать брусок. Рекомендации:
- длинное отверстие требует более мягкого бруска, чем короткое отверстие из того же материала;
- отверстие, содержащее канавки или пересекающиеся отверстия, требует более твердого бруска, чем простое отверстие из того же материала;
- для снятия заусенцев необходим самый твердый из доступных брусков. Операция снятия заусенцев предотвращает повреждение поверхности или финишного бруска, снижая издержки производства;
- скорость вращения может компенсировать твердость любого бруска. При чрезмерном изнашивании бруска, увеличивая скорость вращения, можно замедлить износ и снятие припуска. Если оно происходит очень медленно, то, уменьшая скорость вращения, можно сделать работу брусков более жесткой, увеличивая изнашивание брусков и скорость удаления припуска.

Правка бруска
Для геометрии отверстия существенно, чтобы поверхность хонинговального бруска была параллельна относительно рабочей части оправки, когда брусок расширен в отверстии. Накопление производственных допусков на бруске, клине и оправке не дает точной параллельности, и, таким образом, каждый новый используемый брусок должен быть проверен с помощью втулки для правки и поправлен, если это требуется, следующим образом:
- операция правки должна выполняться только всухую при низкой скорости и легком давлении;
- втулка помещается на оправку, а брусок расширяется до соприкосновения с отверстием. После начала вращения делается несколько ходов втулки назад и вперед. При снятии втулки с оправки области бруска, контактировавшие с втулкой, будут насыщены чугуном и приобретут черный цвет;
- эти выступающие места должны быть обработаны вручную с помощью абразивного стикера для правки, а процесс повторен, пока черная область контакта не распространится по всей длине бруска. В этом случае своевременная замена втулки гарантирует, что любой конус во втулке не будет воспроизведен на бруске. В идеальном случае втулка должна иметь тот же самый диаметр, что и отверстие, которое будет хонинговано.

Подготовил Константин Литвиненко
Журнал «ТехСовет», №4, 2008 г.