РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Достигаемые скорости hv съема припуска при хонинговании1

Материал детали и механические свойства

Зернистость брусков по ГОСТ 3647-59

hv

в мм/мин X X диам.

Размер отверстий d х 1 в мм

Чугун:

ЯД 210 . . .

40

0,320

72×200

НВ 160

3

0,02

38×150

Стиль:

ЗОХГСА, ИВ 340 ………………………

8

0,031

62×210

45, НВ 240 ………………………….

8

0,025

65 x 200

20, ИВ 163

8

0,032

65×200

Ст. 3, ИВ 138

8

0,027

70×200

Э0ХГСНА, ЯД 170 . . .

5

0,008

230×800

ЗОХГСА, НВ 330 ………………………

4

0,016

125 X 600

35, ИВ 186 Бронза:

Бр. АЖН 10-4-4, ИВ 170

10

0,14

38 х 195

25

0,160

65×200

Бр. АЖМц 10-3-1,5, И В 120

g

0,145

68×200

Дуралюминий:

Д1Т, ЯД 100………………………………..

4

0,133

70×200

Д16Т, ЯД 105………………………………

4

0,097

64×200

АК6, ЯД 105 ……………………………….

4

0,094

71×200

Силумин АЛ9, ЯД 76

4

0,380

72×200

Магниевый сплав Мл5, НВ 55 …

8

0,570

65×200

1 Данные по скорости съема получены при v* = 30-=-95 м/мин v « 10-е 15 м/мин’, Гр — рабочая площадь брускоо 50—75 см*.

При первом способе хонингование осуществляется с постоян­ным удельным давлением q брусков на обрабатываемую поверх­ность (наиболее распространенный способ). В этом случае съем припуска происходит неравномерно. В начальный период, когда обрабатываемая поверхность имеет сравнительно высокие гребешки микронеровностей, съем припуска (а также износ и, следовательно, самозатачивание брусков) происходит наиболее интенсивно. В дальнейшем, по мере сглаживания микронеров­ностей, площадь контакта брусков с обрабатываемой поверх­ностью возрастает, удельное давление брусков соответственно падает, при этом интенсивность микрорезания каждого абразив­ного зерна и самозатачиваемость брусков снижаются, а удале­ние припуска резко замедляется и при определенных условиях может прекратиться.

Для продолжения съема припуска необходимо увеличить силу прижима брусков к обрабатываемой поверхности. При ра­боте с принудительной радиальной подачей sp брусков съем припуска при обработке большинства материалов происходит равномерно с постоянной скоростью :И лишь. при обработке твер­дых и вязких материалов — сталей различных марок — отме-

Величина снимаемых припусков при хонинговании цилиндров

Размеры в мм

Класс чистоты по ГОСТ 2789-59

Припуск на диа­метр h в мм

<3

а

Цилиндр

Материал

D

1

до обра­ботки

после

обра­

ботки

Ї

*

*

СО

Сквозной

Чугун СЧ 15-32

75

200

4

7

0,28

0,84

0,33

Глухой

Сталь ЗОХГСНА закаленная

65

230

4

8—9

0,32

11

0,03

Сквозной

Бронза Бр. АЖН 10-4-4

72

195

4

6

1,34

12

0,11

»

Силумин АЛ9Т4

70

250

3

8

0,53

1,4

0,38

Дуралюминий Д16Т

72

210

4

8

0,4

4

0,1

Сквозной

тонкостенный

Дюралюминий Д16Т

100

350

5

9

0,25

5

0.05

Глухой

Стальное литье

370

1250

Грубее

1-го

класса

6

0,85

50

0,017

Компрессора

» »

686

840

3

5

0,35

10

0,035

Дизельного

двигателя

» »

740

1900

Грубее

1-го

класса

5

0,9

80

0,011

(фиг. 31), прочность, зернистость, количество и размеры хонин­говальных брусков, режимы хонингования •— скорости возврат­но-поступательного движения и вращения (ивп и Оо), радиаль­ная подача брусков sp (или удельное давление q) и др.

й. СП */ч

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Фиг. 31 Зависимость съема металла Q в см3/ч от твердости НВ при обработке брусками твердостью СМ2-С1 площадью 75 см2 при v0 = 22 — ь 24 м/мин; ven = 9+11 м/мин.

Прежде чем перейти к подробному рассмотрению влияния режимов процесса хонингования на производительность (ско­рость съема припуска), следует отметить два принципиально различных способа ведения этого процесса.

Достигаемые скорости hv съема припуска при хонинговании1

Материал детали и механические свойства

Зернистость орусков по ГОСТ 3647-59

hv

в мм/мин х X диам.

Размер отверстий d х 1 в мм

Чугун:

НВ 210 ………………………………………

40

0,320

72×200

НВ 160 . . .

3

0,02

38×150

< ‘.таль:

ЗОХГСА, НВ 340 ……………………….

8

0,031

62×210

45, НВ 240 ………………………. .

8

0,025

65×200

20, НВ 163

8

0,032

65 X 200

Ст. 3, НВ 138…………………………..

8

0,027

70×200

ЗОХГСНА, НВ 170……………………..

5

0,008

230×800

ЗОХГСА, НВ 330 ……………………….

4

0,016

125 x 600

35, НВ 186

10

0,14

38×195

Бронза:

Бр. АЖН 10-4-4, НВ 170 . .

25

0,160

65 x 200

Бр. АЖМц 10-3-1,5, НВ 120 . .

8

0,145

68×200

Дуралюминий:

Д1Т, НВ 100……………………………….

4

0,133

70×200

Д16Т, НВ 105……………………………..

4

0,097

64×200

АК6, НВ 105 …………………………..

4

0,094

71 Х200

Силумин АЛ9, НВ 76…………………………

4

0,380

72×200

Магниевый сплав Мл5, НВ 55 …

8

0,570

65×200

1 Данные по скорости съема получены при е„ = 3 0-т-95 м/мин; vQtn = 10-т-15 м]мин —рабочая площадь брусков 50—75 см2.

При первом способе хонингование осуществляется с постоян­ным удельным давлением q брусков на обрабатываемую поверх­ность (наиболее распространенный способ). В этом случае съем припуска происходит неравномерно. В начальный период, когда обрабатываемая поверхность имеет сравнительно высокие гребешки микронеровностей, съем припуска (а также износ и, следовательно, самозатачивание брусков) происходит наиболее интенсивно. В дальнейшем, по мере сглаживания микронеров­ностей, площадь контакта брусков с обрабатываемой поверх­ностью возрастает, удельное давление брусков соответственно падает, при этом интенсивность микрорезания каждого абразив­ного зерна и самозатачиваемость брусков снижаются, а удале­ние припуска резко замедляется и при определенных условиях может прекратиться.

Для продолжения съема припуска необходимо увеличить силу прижима брусков к обрабатываемой поверхности. При ра­боте с принудительной радиальной подачей sp брусков съем припуска при обработке большинства материалов происходит равномерно с постоянной скоростью я лишь. при обработке твер^ дых и вязких материалов — сталей различных марок — отме-

Подпись: Фиг. 32 Зависимость съема металла Q от зернистости хонинговальных брусков при обработке деталей из материалов: 1 — бронзы Бр АЖН 10-4-4; vQ = 25 мімин; = 12,2 мімин; sn = 0,6 -г 0,8 мкіоб; 2 — спла- = 10,2 мімин РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИПодпись: чается уменьшение скорости съема припуска после удаления гребешков микронеровностей. В дальнейшем процесс микрорезания происходит с постоянной скоростью. Опыт показывает, что применение принудительной подачи брусков является одним из основных мероприятий, способст-
Подпись:

івующих снятию -повы­шенных іприпуіоков при хонинговании.

Применение — прину­дительной подачи пре­пятствует быстрому затуплению хонинго­вальных брусков, поз­воляет применять бо­лее твердые бруски и снимать большие при­пуски.

Другими важными параметрами процесса, хонинговании, опреде­ляющими скорость съема припуска, явля­ются зернистость, ха­рактеристика, размеры и количество хонинго­вальных брусков. Наи-: большее влияние на скорость — съема при­пуска оказывает зер­нистость брусков. С увеличением размеров зерен съем металла и, следовательно, ско­рость удаления при­пуска при обработке большинства материа­лов увеличивается. На фиг. 32 представлена диаграмма, отражаю — зернистости брусков при с жесткой радиальной

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

имеет более сложное объяснение. Исследования процесса мик­рорезания при хонинговании показывают, что съем металла зависит от количества и глубины врезания контактных режущих зерен. Контактными режущими зернами являются те, которые, наиболее выступают из ‘Связки и лежат своими вершинами в плоскости резания.

Установлено, что при прочих равных условиях число контакт­ных режущих зерен и глубина их врезания в обрабатываемый металл зависят от зернистости брусков. Из приведенных ниже данных, а также данных табл. 7 и графика на фиг. 33 видно, что

Таблица 7

Количество и глубина следов контактных режущих зерен в зависимости от зернистости брусков и удельного давления

Зерни­

стость

Удельное давление в кн/м2 (кГ/см.2)

Количест­во следов

Глубина следов в мк

Зерни­

стость

Удельное давление в кн/м2 (кГ/см2)

Количест­во следов

Глубина следов в мк

40

195 (2)

35

20

295 (3)

72

6,0

25

195 (2)

40

6,0

10

295 (3)

92

20

195 (2)

60

4,0

40

590 (6)

68

10

195 (2)

75

25

590 (6)

80

9,0

40

295(3)

40

20

590 16)

120

7,0

25

295 (3)

48

7,5

10

590 (6)

160

Примечание. Хонинговальные бруски на керамической связке; твердость CTI, размеры: длина 15 мм, ширина 10 мм.

с ростом размеров абразивных зерен число контактных режущих зерен и следов на обрабатываемой поверхности уменьшается, а глубина врезания растет.

Зернистость………………………………………………………. 50 40 25 20 12

Количество контактных зерен на 1 см3 . . . . 150 220 398 660 1070

Это объясняется тем, что с уменьшением числа контактных зерен, при неизменной силе прижима бруска к обрабатываемой поверхности, удельное давление, создаваемое каждым зерном, увеличивается и соответственно растет глубина врезания его в металл. При работе мелкозернистыми брусками число контакт­ных режущих зерен больше, а глубина врезания их соответст­венно меньше. Меньшая глубина врезания объясняется не толь­ко уменьшением в данном случае нагрузки, приходящейся на каждое зерно. Выступание зерен из связки, а следовательно, и возможность внедрения их в обрабатываемый металл у круп­нозернистых брусков больше, чем у мелкозернистых. Указанная разность глубины микрорезания мелко — и крупнозернистыми брусками и определяет различие скоростей съема припуска.

При хонинговании деталей из стали имеют место несколько иные зависимости, чем при обработке деталей из чугуна, медных и алюминиевых сплавов. При обработке деталей из стали также отмечается некоторый рост съема металла с увеличением разме­ров абразивных зерен, однако характер этой зависимости значи­тельно отличается от имеющей место зависимости при обра­ботке деталей из чугуна, медных и алюминиевых ‘сплавов. При обработке деталей из сталей различных марок существует опти­мальная зернистость брусков, обеспечивающая наилучшие ре­зультаты хонингования. Оптимальной при съеме повышенных припусков является зернистость 12—8 по ГОСТ 3647-59. Значи­тельное отличие в съеме металла при обработке деталей из ста’- ли от других материалов объясняется сравнительно большей пластичностью и способностью ее упрочняться в процессе пла­стической деформации, имеющей место при микрорезании, а также возможность выдавливания и «перетекания» металла в стороны при неблагоприятных условиях микрорезания. Зерна больших размеров, имея тупые вершины, зачастую не срезают металл, а выдавливают его в стороны.

Уменьшение размеров абразивных зерен (у мелкозернистых брусков) значительно облегчает условия микрорезания и за­частую обеспечивает больший съем металла, меньшую шерохо­ватость обрабатываемой поверхности и меньший износ брусков. Это объясняется тем, что зерна меньших размеров имеют более острые вершины, легче врезаются в обрабатываемый металл, снимают стружку меньших размеров, вызывая при этом мень­шую пластическую деформацию, чем это имеет место при работе крупнозернистыми брусками. Например, стружка, снимаемая брусками зернистостью 8, значительно мельче снимаемой брус­ками зернистостью 40 и 25, и представляет собой удлиненные или округленные частицы с характерными признаками стружки скалывания. Средний размер стружки (размер в плане), снимае­мой брусками зернистостью 8, составляет 0,126—0,04 мм, а брусками зернистостью 40 и 25 — 0,330—0,175 мм. С примене­нием брусков оптимальной зернистости при обработке деталей 44

из стали достигается большая стойкость их и надежность против выкрашивания при работе на сравнительно грубых режимах и обработке грубой поверхности. Таким образом, с целью дости­жения наибольшего съема металла (и, следовательно, наиболь­шего припуска) рекомендуется при обработке большинства материалов (кроме сталей) применение крупнозернистых хонин­говальных брусков. При обработке деталей из стали, как это отмечалось ранее, существует опти­мальная зернистость брусков, нахо- ■ связка дящаяся в пределах 12—8. й, г/пия__

Подпись: Керапическая бакелитовая связкаПодпись:РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИВажным параметром, влияю — ШО щим на процесс хонингования, явля­ется твердость брусков. С повыше­нием твердости до определенного значения интенсивность съема ме­талла возрастает, а затем, при даль­нейшем увеличении ее, съем метал­ла замедляется. На фиг. 34 графи­чески представлена зависимость ■съема металла при обработке дета­лей из закаленного чугуна от твер­дости ‘брусков зернистостью 20 на керамической и бакелитовой связке.

Подпись:Из приведенных данных видно, что с повышением твердости ОТ ‘С1 до СТ2 интенсивность съема металла возрастает. При дальнейшем повы­шении твердости интенсивность съема резко снижается. Это явле­ние объясняется главным образом различными условиями самозатачи­вания хонинговальных брусков в процессе работы. Самозатачи­вание абразивного инструмента в простейшем представлении состоит в непрерывном разрушении и обновлении абразивных зерен.

Обработку деталей из сталей (сырых и закаленных) при низ­ких окружных скоростях хонинговальной головки (ио= 20— 25 м/мин) целесообразно вести брусками твердостью от С2 до СТ2 с зернистостью не менее 5. Применение более мягких брусков и повышение окружной скорости хонинговальной голов­ки в данном случае резко ухудшает результаты работы, вызы­вает повышенный износ, выкрашивание брусков и задиры обра­батываемой поверхности выкрошившимися зернами или облом­ками брусков.

При обработке деталей из незакаленного чугуна, алюминие­вых, медных и магниевых сплавов наблюдается несколько иная зависимость. Выбор твердости брусков в этом случае требуется производить несколько иначе, чем при обработке деталей из ста­

ли. В процессе обработки не наблюдается быстрого затупления абразивных зерен, как это имеет место при обработке стальных деталей, несмотря на значительно меньший износ брусков, и сле­довательно, меньшую обновляемость их режущей поверхности. Основной причиной этого является разное значение твердости и пластичности у стали, незакаленного чугуна, алюминиевых, медных и магниевых сплавов (материалы с низкими значениями твердости и пластичности обрабатывают при высокой окружной скорости головки). Выбор твердости брусков в этом случае несколько отличен; например, при обработке деталей из хрупких материалов, таких, как чугун, некоторые бронзы, вполне удовле­творительные результаты показали бруски твердостью от С2 до СТ2. Увеличение окружной скорости хонинговальной головки повышает стойкость хонинговальных брусков.

При обработке деталей из более пластичных материалов, например алюминиевых сплавов, увеличение окружной скорости головки повышает стойкость брусков; однако в этом случае сле­дует снижать их твердость; например, при обработке деталей из алюминиевого сплава Д1Т при va, = 20-=-25 м/мин брусками твер­достью СІ (К34С1Б) результаты были удовлетворительные. Уве­личение скорости до 40—60 м/мин вызвало выкрашивание брус­ков. Снижение в этом случае твердости брусков до СМ1 (К34СМ1Б) вновь обеспечило получение удовлетворительных результатов. Влияние изменения твердости обрабатываемого ма­териала на выбор твердости брусков следует учитывать также в случае обработки деталей из медных и некоторых дру­гих сплавов. С увеличением твердости обрабатываемого мате­риала твердость хонинговальных брусков следует снижать. На­пример, при обработке деталей из алюминиевого сплава с твер­достью НВ 4,5 удовлетворительные результаты показывают бруски с твердостью С1. При обработке этими брусками деталей из алюминиевого сплава с твердостью НВ 100 наблюдалось их выкрашивание (по задней кромке), и удовлетворительные ре­зультаты были достигнуты при снижении твердости брусков до СМ1.

Таким образом, твердость хонинговальных брусков зависит от окружной скорости головки и твердости обрабатываемого материала. С увеличением скорости и твердости обрабатывае­мого материала твердость хонинговальных брусков следует сни­жать.

Твердость брусков в значительной степени определяет и та­кой важный показатель процесса хонингования, как удельная производительность, характеризующая отношение объема снято­го металла к объему изношенного абразива за одинаковый пе­риод времени. Удельная производительность, помимо твердости брусков, зависит от механических характеристик обрабатывае­мого материала (твердости и пластичности), режимов хонинго­вания (по, Ven, sp или q) и исходной шероховатости поверхности. 46 /1

С увеличением твердости и пластичности обрабатываемого ма­териала снижается удельная производительность.

Увеличение w0, ven и sp (до определенной величины) при обработке большинства материалов, за исключением сталей, по­вышает удельную производительность. При обработке деталей из сталей лучшие результаты по удельной производительности достигаются при vQ = 20-е35 м/мин.

Величина удельной производительности показывает правиль­ность выбора характеристики хонинговальных брусков и режи­мов хонингования.

При правильном ведении процесса удельная производитель­ность достигает: 5—20 для деталей из стали; 40—90 и более для деталей из чугуна; 120—200 для деталей из медных сплавов; 25—75 и более для деталей из алюминиевых и магниевых спла­вов. С применением алмазных брусков вместо обычных хонинго­вальных удельная производительность может быть значительно увеличена.

Большое влияние на скорость съема припуска оказывают раз­меры и количество брусков. Выше указывалось, что процесс резания при хонинговании осуществляется контактными режу­щими зернами брусков. Интенсивность съема припуска воз­растает с увеличением числа контактных режущих зерен.

Количество контактных режущих зерен на 1 см2 площади хонинговальных брусков зависит от их зернистости.

Производительность обработки будет зависеть от общего ко­личества зерен, контактирующих с обрабатываемой поверхно­стью, и наряду с зернистостью брусков зависит от их количества в головке и размеров. Количество и ширина брусков зависят от диаметра обрабатываемого отверстия и конструктивных особен­ностей хонинговальной головки, тогда как длина бруска всецело зависит от длины отверстия, т. е. размеры брусков при правиль­ном выборе определяются размерами обрабатываемого от­верстия.

Изменение длины 1б брусков оказывает влияние на съем ме­талла Q при хонинговании гильз из закаленного чугуна шестью брусками КЧ25СТ1К шириной 12,5 мм:

lg в мм……………………. 150 100 75 50

Q в г/мин………………… 99 69 48 35

Режим обработки: w0 = 80 м/мин; ивп = 12 м/мин; а = = 588 кн/м2 (6 кГ/см2).

Из приведенных данных видно, что количество снятого ме­талла прямо пропорционально длине хонинговальных брусков. Указанная зависимость, по данным исследований Ф. А. Рязано­ва, может быть представлена уравнением

Q = К1б,

где К — коэффициент, равный 0,7.

Данные о съеме металла в зависимости от изменения ширины брусков при тех же условиях обработки и длине брусков 150 мм представлены ниже:

bg в мм………………….. 12,5 10,0 7,0

Q в г/мин……………… 99,0 78,0 60,7

Ф. А. Рязанов рекомендует производительность (съем метал­ла) в зависимости от ширины брусков определять по формуле

Q = Kbg

где К — коэффициент, равный 8.

Из приведенных данных видно, что’ с изменением размеров брусков (длины и ширины) величина снимаемого металла (и, следовательно, припуска) также изменяется. Это объясняется тем, что с изменением размеров брусков изменяется пропорцио­нально размерам и их рабочая площадь, а вместе с этим изме­няется количество контактных режущих зерен и интенсивность съема металла.

Режимы хонингования выбираются в зависимости от харак­теристики обрабатываемого материала, размеров и формы об­рабатываемых деталей и исходной шероховатости обрабатывае­мой поверхности, припуска на обработку, точности до и после хонингования, характеристики, количества и размеров брусков, требуемой шероховатости после хонингования, жесткости обра­батываемой детали, инструмента и др. Рекомендации по выбору какого-либо из элементов режима действительны только при постоянстве остальных элементов режима и факторов, указан­ных выше. При изменении этих условий рекомендации могут оказаться неверными.

Оптимальный режим хонингования для данных условий мож­но установить лишь в процессе наладки операции, зная особен­ности процесса и влияние на него различных технологических факторов. С этой целью целесообразно рассмотреть влияние на процесс хонингования основных элементов режимов обработки: окружной скорости о о, скорости возвратно-поступательного дви­жения ven хонинговальной головки и радиальной подачи sp брусков (или удельного давления q).

Следует отметить, что хонингование материалов с различны­ми механическими характеристиками имеет свои особенности.

При обработке деталей из стали наиболее затруднительным является съем повышенных припусков и сравнительно легче до­стигается высокий класс чистоты обрабатываемой поверхности. Это особенно заметно проявляется у закаленных до высокой твердости сталей. При хонинговании стальных деталей наиболее производительно происходит съем припуска в пределах высоты микронеровностей и отмечается значительное замедление при съеме основного металла. При этом наиболее удачным является поперечное расположение обработочных рисок, полученных пос — 48

ле растачивания резцом. Исходя из этого, при хонинговании деталей из стали необходимо стремиться назначать небольшие припуски. При необходимости съема повышенных припусков рекомендуется подбирать бруски оптимальной зернистости, зна­чительно увеличивать удельное давление [до 1180—1470 кн/м2 (12—15 кГ/см2)] и перед хонингованием детали растачивать или зенкеровать. В частности, удовлетворительные результаты по съему больших припусков достигаются при использовании брус­ков зернистостью 12—8 на бакелитовой и бакелито-идитоловой связках, твердостью от С-СТ и выше. Скорость вращения долж­на быть небольшой, не более 25—30 м/мин, скорость возвратно­поступательного движения рекомендуется применять наиболь­шую, допустимую конструкцией станка.

При хонинговании деталей из алюминиевых и магниевых сплавов наибольшие трудности представляет получение поверх­ности высоких классов чистоты при сравнительно легком дости­жении съема больших припусков порядка 0,5—1 мм на диаметр и более. Съем больших припусков обеспечивается применением крупнозернистых брусков и повышенных скоростей’ движения хонинговальной головки. Для повышения чистоты обработанной поверхности помимо уменьшения зернистости хонинговальных брусков применяют специальные связки. В частности, разрабо­таны бруски на связках «СК», бакелито-идитоловой и игелито — вой, обеспечивающие получение чистоты хонингованной поверх­ности 9—11-го классов. Для предварительного хонингования деталей из алюминиевых сплавов и съема больших припусков могут быть применены бруски зернистостью 6—4 на связке «СК» (вулканитовой) и бакелитовой. При этом достигается чистота обработанной поверхности 7—8-го классов. Окончательное хо­нингование выполняется брусками на игелитовой связке (ИГ) зернистостью 6—4 при пониженных режимах. Окончательная обработка обеспечивает получение чистоты поверхности 9—11-го классов.

Для съема больших припусков рекомендуется также значи­тельно увеличивать окружную скорость хонинговальной головки (до 70—80 м/мин и более) и радиальную подачу брусков (или удельное давление). Наилучшие результаты по съему металла и шероховатости обрабатываемой. поверхности достигаются при хонинговании деталей из чугуна. При съеме больших припусков на деталях из чугуна порядка 0,5—1 мм на диаметр и более реко­мендуется применять крупнозернистые бруски (зернистостью 25—40 и более) на керамической или бакелитовой связке, повы­шать окружную скорость головки до 80—90 м/мин и более, а скорость возвратно-поступательного движения — до макси­мально допустимых значений, увеличивать радиальную подачу (или удельное давление) брусков.

Для окончательного хонингования с обеспечением чистоты поверхности 9—11-го классов могут быть применены бруски зер-
нистостыо 4—3 на бакелитовой связке. Режимы хонингования следует снижать. Последнее особенно важно для получения вы­сокой точности размеров обрабатываемого отверстия.

Медные сплавы (бронзы и латуни различных марок) зани­мают как бы промежуточное положение по обрабатываемости хонингованием между чугуном и алюминиевыми сплавами.

Окружная скорость хонинговальной головки. Окружная ско­рость хонинговальной головки в наибольшей степени влияет на

Подпись: Фиг. 35. Влияние скорости вращения хонинговальной головки на съем металла при обработке деталей из материалов: / — силумина АЛ9Т4; 2 — чугуна СЧ 15-32; 3 — дуралюминия Д1; 4 — бронзы Бр. АЖН 10-4-4. съем металла и в меньшей — на шероховатость обрабаты­ваемой поверхности. Величина окружной скорости характери­зует скорость деформации и перемещения срезаемого ме­талла по периферии обраба­тываемой поверхности. Изме­нение окружной скорости хо­нинговальной головки оказы­вает различное влияние на съем металла при обработке материалов с различными ме­ханическими свойствами. На фиг. 35 графически представ­лена зависимость съема ме-

талла у от v0 при оораоотке деталей из разных материа­лов. Почти для всех материа­лов (кроме сталей) увеличе­ние окружной скорости вызы­вает значительное повышение съема металла.

При обработке деталей из сталей отмечается лишь неболь­шое увеличение съема металла при повышении Оо от 15 до 25— 35 м/мин. При дальнейшем повышении до 40—60 м/мин на­блюдается уменьшение съема металла, увеличение износа хонин­говальных брусков, возникновение вибраций.

С целью повышения съема металла при обработке деталей из чугуна, алюминиевых и медных сплавов окружная скорость мо­жет быть повышена до 80—100 м/мин и более. Ориентировочно величина съема металла Q в зависимости от окружной скорости и0 (при изменении v0 в пределах 10—100 м/мин) может быть определена (для материалов, указанных в табл. 8 или близких к ним по механическим свойствам) из уравнения

Q = KMK.,v0 — Ь смэ/ч,

где Км — поправочный коэффициент, учитывающий обрабаты­ваемый материал; выбирается из табл. 8;

Подпись: Таблица 8 Зависимость съема металла от скорости хонинговальной головки Материал Твердость Значение ко-эффициентов Характеристика брусков размером Количество брусков в шт. НВ ь 12,5X12.5Х X 1 00 мм Чугун СЧ 15-32 ... 170 5,2 73 Э40СТ1К 4 Бронза Бр. АЖН 10-4-4 .... 170 5,3 60,6 Э25СМ2М 6 Дуралюминий: Д1Т 100 3,93 0 К34СМ1Б 6 Д1 45 6,25 58 К34С1Б 6 Силумин АЛ9Т4 . . 50 5,95 0 К34СМ1Б 6

v0 — окружная скорость — хонинговальной головки в м/мин-, b — коэффициент, выбираемый по табл. 8;

К3 — поправочный коэффициент, учитывающий зернистость брусков (выбирается по табл. 9).

Меньшие значения коэффициента К3 следует выбирать для более мягких брусков и при обработке более твердых и пласти­ческих материалов.

Подпись: Таблица 9 Значения поправочного коэффициента, учитывающего различную зернистость хонинговальных брусков Зерни стость Кз Зерни стость Кз 80 1,16 20 0,6—0,35 50 1,10 12 0,4—0,° 40 1,1—0,9 8 0,35—0,15 25 0,8—0,6 4 0,25—0,07 3 0,07—0,05 Рост съема металла при увеличении окружной скорости об — ясняется тем, что при увеличении скорости и неизменном диа­метре обрабатываемого от­верстия брусок проходит в процессе работы большее число раз по одному и то­му же участку, снимая при этом металл в виде струж­ки. При работе с жесткой радиальной подачей пос­ледняя устанавливается в микронах на один оборот хонинговальной головки и, следовательно, с увеличени­ем числа оборотов соответ­ственно будет расти и ми­нутная радиальная подача брусков, оказывающая непосредст­венное влияние на съем металла.

Увеличение окружной скорости снижает нагрузку на абразив­ное зерно, что подтверждается снижением износа брусков и уменьшением размеров снимаемой стружки. Например, с уве­личением v0 от 20 до 95 м/мин при обработке деталей из серого чугуна брусками зернистостью 40 средний размер стружки уменьшается от 345 X 275 мк до 127 X 84 мк, а средний съем металла при этом возрос от 46 до 415 сж3/ч.

Окружная скорость хонинговальной головки оказывает влия­ние на чистоту обрабатываемой поверхности. Так, по данным,

полученным Ф. А. Рязановым, увеличение v0 от 30 до 60 м/мин при работе брусками зернистостью 40 снизило высоту микроне­ровностей Ra с 1,8—2,2 до 1,4—1,6 мк.

На фиг. 36 представлено графическое изображение получен­ной им зависимости.

V

Следует отметить, что отношение — влияет на шерохова-

ven

тость поверхности только при малых окружных скоростях, т. е. когда v0 и von близки по величине. При работе на окружных

скоростях свыше 60—70 м/мин изменение соотношения—- не

ven

оказывает заметного влияния на шероховатость обрабатываемой поверхности.

Рекомендуемые значения отношения — колеблются в ши-

Увп

роких пределах. В частности, в работе Н. И. Гораецкого реко­мендуется для чернового хонингования деталей из чугуна при­менять это соотношение равным 3—6, для деталей из незака­ленной стали 1,5—3, для деталей из закаленной стали 2—4.

Подпись: п/пин Ф.ИГ. 36. Влияние скорости вращения хонинговальной головки на ше-роховатость обрабатываемой поверхности; бруски зернистостью: 40 (/); 20 (2); 8 (3). При увеличении исходной шерохова­тости обрабатываемой. поверхности и уменьшении припуска рекомендуется при­менять большие значения соотношения

—. В ряде случаев эту величину целе-

V вп

сообразно увеличить в 2—3 раза и более приведенных значений.

Съем металла при прочих равных условиях. возрастает с увеличением vgn. Это объясняется. прежде всего большим числом проходов хонинговальных брус­ков по обрабатываемой поверхности, а также более частой сменой направления движения брусков, что обеспечивает луч­шую их самозатачиваемость и режущую способность. Однако возможности повы­шения съема металла за счет увеличения ven ограничиваются условиями спокой­ной работы хонинговальных станков, на­рушаемой вследствие ударов при пере­мене направления движения хонинго­вальной головки. Величина ven обычно не превышает 15—20 м/мин. В этом отношении возможности регу­лирования процесса хонингования за счет изменения v0 значи­тельно шире. .Последняя может быть увеличена до 80^ 100 м/мин. С точки зрения конструктивного исполнения хонинго­вальных станков число оборотов хонинговальной головки (а сле­довательно, И Vo) может быть увеличено без особых затруднений, 52

в то время как увеличение числа двойных ходов и ven. потребуют серьезных конструктивных изменений.

На фиг. 37 представлены результаты исследования влияния скорости возвратно-поступательного движения на съем металла, полученные Ф. А. Рязановым при хонинговании гильз из зака­ленного чугуна брусками зернистостью 80 и 10 соответственно на бакелитовой и керамической связках, твердостью СТ2 и СТ1 и размерами 150 X 12, 5Х 12,5 мм при V® = 80 м/мин и удельном давлении q = 588 кн/м2 (6 кГ/см2).

Подпись: Фиг. 37. Влияние скорости ven возвратно-поступатель-ного движения и зернистости брусков на съем металла; бруски зернистостью. 80 (/); 10 (2). Подпись: На нк Фиг. 38. Влияние скорости воз-вратно-поступательного движения на шероховатость обрабатывае-мой поверхности.

Полученные результаты показывают, что при работе бруска­ми зернистостью 12 с увеличением v вп от 10 до 20 м/мин съем металла возрос от 46 до 74,5 г/мин.

На фиг. 38 показано влияние van при хонинговании деталей из закаленного чугуна брусками КЧ25СТ1 при v0 = 60 м/мин и удельном давлении q = 588 кя/м2 (6 кГ/см2) на шероховатость обрабатываемой поверхности.

Из сравнения фигур 36 и 38 видно, что при увеличении окружной скорости шероховатость уменьшается, а при увеличе­нии скорости возвратно-поступательного движения шерохова­тость увеличивается.

С целью интенсификации процесса хонингования в ряде слу­чаев помимо возвратно-поступательного движения хонинговаль­ной головке сообщают еще и осциллирующее (колебательное) движение с частотой от 300—400 до 1500—2000 колебаний в ми­нуту и амплитудой от 1 до 12 мм. Колебания в зависимости от конструктивного исполнения могут быть сообщены обрабаты­ваемой детали или хонинговальной головке. Наличие осцилли­рующего движения способствует улучшению самозатачивания и сохранению режущей способности абразивных зерен, в связи с чем съем металла возрастает. Одновременно увеличивается износ брусков, вследствие чего удельная производительность остается прежней или снижается.

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Однако вследствие сложности осуществления, а также срав­нительно небольшого увеличения производительности процесса по сравнению с обычным его выполнением осциллирующее хо­нингование не нашло широкого применения в промышленности.

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Удельное давление и радиальная подача. Наибольшее рас­пространение получило хонингование с постоянным прижимом брусков, с постоянным или регулируемым давлением (и, соот­ветственно, удельным давлением). Удельное давление характери­зуется силой, приходящейся на единицу рабочей поверхности бруска, и определяется путем деления силы разжима на рабо­чую площадь брусков хонинговальной головки:

Подпись: ■Фиг. 39. Влияние удельного давления хонинговальных брусков на съем металла; бруски зернистостью: /) 80; 2) 10. Увеличение q повышает съем металла. На фиг. 39 представле­но влияние удельного давления при обработке гильз цилиндров из закаленного чугуна брусками зернистостью 80 и 10 на съем металла. Из графика видно, что при одинаковом удельном дав­лении q съем металла при работе брусками различной зер­нистости различен. Съем ме­талла при работе крупнозерни­стыми брусками больше по срав­нению с мелкозернистыми. Это объясняется тем, что на единице площади бруска количество кон­тактных режущих зерен у круп­нозернистых брусков меньше, чем у мелкозернистых, .поэтому при одном и том же удельном давлении усилия, действующие на абразивное зерно, будут раз­личны. Например, у бруска зер­нистостью 50 количество кон­тактных режущих зерен состав­ляет 150, а для зернистости 12 это количество будет 1070.

Сила вдавливания, действу­ющая «а каждое абразивное зерно при q ~ const = 735 кн/м2 (7,5 кГ/см2), составит: 0,49 н

или 490 мн (50 г) для брусков с зернистостью 50, 0,069 н или 69 мн (7 г) для брусков зернистостью 12.

С увеличением размеров абразивных зерен при неизменном удельном давлении нагрузка на одно режущее зерно увеличи­вается, возрастает глубина вдавливания его в обрабатываемый материал, а вместе с этим увеличивается сечение стружки, сре­заемой каждым зерном, и, как следствие, достигается повышение съема металла.

При постоянной зернистости с увеличением q помимо глуби­ны врезания увеличивается и число контактных режущих зерен, что, как известно, также способствует повышению съема метал­ла с обрабатываемой поверхности. В табл. 10 приведены некото­рые результаты, полученные при исследовании влияния удель­ного давления на глубину и количество контактных режущих

Подпись: Таблица 10 Влияние удельного давления на количество контактных режущих зерен и глубину их вдавливания в металл q кн/м2 (кГ/см2) Количество контактных зерен Глубина вдавливания в мк 195 (2) 40 6 295 (3) 48 7,5 590 (6) 80 9 зерен для хонинговальных брусков зернистостью 25.

Применяемые обычно величины удельных давлений находятся в пределах 294—784 кн/м2 (3— 8 кГ/см2). Однако с целью повыше­ния съема металла значения q в ря­де случаев рекомендуется повы­шать до 1370—1470 кн/м2 (14— 15 кГ/см2).

Изменение величины удельного давления оказывает влияние на шероховатость обрабатываемой по­верхности. С увеличением q растет глубина врезания абразивных зе­рен в обрабатываемый материал, при этом увеличиваются раз­меры микронеровностей обрабатываемой поверхности и шеро­ховатость последней соответственно повышается.

На фиг. 40 представлена зависимость шероховатости обраба­тываемой поверхности Ra от удельного давления.

Подпись: яа мк Фиг. 40. Влияние удельного давления хонинговальных брусков на шерохо-ватость поверхности. Хонингование с. принуди­тельной радиальной подачей sp и регулируемой ско­ростью начали осуществ­лять сравнительно недавно.

Рассматриваемый метод по­дачи имеет ряд преиму­ществ по сравнению с пода­чей брусков под действием постоянной силы. В этом случае фактическая ско­рость перемещения держа­вок с брусками в радиаль­ном направлении будет соответствовать номинальной, разви­ваемой механизмом подачи скорости. Следовательно, при по­стоянной номинальной скорости подачи интенсивность процес­са, равная сумме интенсивностей резания и износа, будет на протяжении периода работы брусков постоянной. При этом со снижением интенсивности резания вследствие уменьшения ре­жущей способности (затупления) брусков будет увеличиваться интенсивность их износа и восстанавливаться режущая способ­ность.

Благодаря этому, при хонинговании с принудительной ради­альной подачей брусков не наблюдается такого резкого умень­шения интенсивности резания и износа, крутящего момента и по­вышения шероховатости, какое имеет место при тех же усло­виях хонингования с подачей под действием постоянной силы, и съем металла для большинства обрабатываемых материалов происходит с постоянной (для данной sP) скоростью в течение всего периода обработки.

Фактическая сила радиальной подачи при таком способе хо­нингования на протяжении всего периода обработки повышается

Подпись: настолько, насколько это необходимо для осуществления процесса миікірорезания при данной скорости подачи. При подаче брусков с определенной скоростью, в отличие ої подачи с постоянной силой, затрачивается определенный промежуток времени на перемещение брусков с рабочей скоростью до встречи с обраба-тываемой поверхностью. Кроме того, требуется осуществлять компенсацию

Подпись: е cn‘/i Фиг. 41. Влияние радиальной подачи sp
брусков на съем металла при обработке
деталей:

/ — из чугуна СЧ 15-32, брусками Э25СМ2К; 2 — из дуралюминия Д1, брусками КЗСМ1Б; 3 — из стали ст. 3, брусками ЭБ10С1К; 4 — из силу­мина АЛ9, брусками К34СМ1Б; 5 — из силуми­на АЛ9Т4, брусками К34СМ1Б; 6 — из магние­вого сплава Мл5Т, брусками ЭБ10С2К.

размерного износа брусков в процессе хонингования. Износ брусков за иремя обработки одной детали колеблется в широких пределах, что затрудняет автоматизацию компенсации износа брусков. Для осуществления быстрого подвода брусков к обра­батываемой поверхности и последующей подачи их с требуемой рабочей скоростью существует метод комбинированной автома­тической подачи, при котором бруски раздвигаются до встречи с обрабатываемой поверхностью под действием постояной силы и только после этого, по истечении небольшого промежутка вре­мени, осуществляется принудительная подача с определенной скоростью.

В ряде конструкций хонинговальных станков (например, мод. 384, 386 и др.) имеются механизмы подач, обеспечивающие автоматическую радиальную подачу брусков с регулируемой скоростью.

На фиг. 41 представлена зависимость съема металла от ра« диальной подачи хонинговальных брусков для группы материа­лов, широко применяемых в машиностроении. Увеличение Sp целесообразно до определенного предела, превышение которого

перегружает бруски и может вызвать выкрашивание или по­ломку их.

Для большинства материалов зависимость съема металла Q от радиальной подачи sp хонинговальных брусков может быть выражена уравнением

Q = Ksp±b.

Рекомендуемые значения sp приведены в табл. 11, а коэффи­циентов К и b — в табл. 12.

Таблица 11

Рекомендуемые значения sp в мк/об

Обрабатываемый материал

Обработка

предварительная

окончательная

Сталь:

20, 45, Ст. 3, ЗОХГСА (сырая и закален-

ная) . …………………………………………………

0,35—1,25

0,1—0,3

Бронза Бр. АЖН 10-4-4………………………………..

0,9—1,6

0,4—0,8

Чугун СЧ 15-32……………………………………………

1,4—2,7

0,5-1,0

Дуралюминий:

Д1 ………………………………………………………..

1,8—3,2

0,8-1,5

Д16Т……………………………………………………..

0,8-1,5

0,6—0,8

Силумин АЛ9 ………………………………………………

1,4—2,5

1,0—1,2

Магниевый сплав Мл5Т4………………………………

1,5—3,0

0,8—1,0

Значения коэффициентов К и Ь

Таблица 12

Обрабатываемый материал

Твердость

НВ

Значения коэффи­циентов

Характеристи­ка брусков

к

Ь

Сталь Ст. 3…………………………………..

138

18,3

-13

ЭБ8С2К

Чугун СЧ 15-32…………………………….

170

42,5

-|-25,7

Э40СТ1К

Дуралюминий…………………………..

45

45

0

К34СМ1Б

Силумин:

АЛ9……………………………………….

50

71,5

—81

К34СМ1Б

АЛ9Т4……………………………………

76

26

— 14,5

К34СМ1Б

Магниевый сплав Мл5Т4………………

50

83

— 149

ЭБ8С1К

Приведенные в табл. 11 рекомендуемые значения sp преду­сматривают работу шестью брусками с размерами 12,5 X 12,5 X X 100 мм.

Большие значения sp следует брать при работе менее тверды­ми и крупнозернистыми брусками. На практике величина рабо­чей площади брусков может изменяться в широких пределах и, следовательно, табличные значения sp потребуют соответствую­

щей корректировки. Для этой дели установлен поправочный коэффициент

Ks — tnf6p,

где /бр — рабочая площадь брусков в см2;
т — коэффициент, равный 0,0133.

Зная действительную рабочую площадь брусков и взятое из табл. 11 значение sp, можно определить действительное значение радиальной подачи

Sp(deucme) = Sp{tna6n)’ ^s мК/об.

Усилия микрорезания при хонинговании. Сечение стружки, срезаемой одним абразивным зерном, зависит от глубины вдав-

Подпись: I Ррад. Фиг. 42. Схема конструкции хонинговальной головки.

ливания его в обрабатываемый металл и, соответственно, от радиальной силы, действующей в процессе работы на брусок. В существующих конструкциях хонинговальных головок (фиг. 42) осевая сила штока передается на разжимной конус, который осуществляет прижим к обрабатываемой поверхности и перемещение в радиальном направлении башмаков, несущих бруски. Радиальная сила, действующая на брусок во всех слу* чаях независимо от источника создания осевой силы, равна:

Рр =—— ———- , (1)

2 tg О + 2ш) пбр

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

а удельное давление q бруска на обрабатываемую поверхность определится путем деления радиальной силы Рр, действующей на один брусок, на площадь /бД

В формулах (1) и (2), кроме указанных, приняты следующие обозначения: пдр — количество брусков в головке; р — угол ко — 58

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

нуса (обычно принимаемый 12,5—15°); (о — угол трения; для закаленной стали по закаленной стали он принимается око­ло 6,5°.

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ Подпись: (3)

Определив величину удельного давления, можно ориентиро­вочно установить среднее значение силы, действующей на одно контактное режущее зерно:

где Ккрз — количество контактных режущих зерен в штуках на квадратный метр площади бруска.

В табл. 13 приведены данные, полученные Ф. А. Рязановым при определении силы, действующей на одно контактное режу­щее зерно в различных условиях.

Таблица 13

Величина силы, действующей на одно зерно

Зерни­

стость

Ккрэ в шт/м2

в н (г) при различных значениях q кн/м

{г/см2)

100

(1000)

200

(2000)

300

(3000)

400

(4000)

500

(5000)

600

(6000)

700

(7000)

800

(8000)

50

143-10*

0,07

0,14

0,21

0,28

0,35

0,42

0,49

0,56

(7)

(14)

(21)

(28)

(35)

(42)

(49)

(56)

40

211-10*

0,047

0,094

0,141

0,188

0,235

0,282

0,329

0,376

(4,9)

(9,8)

(14,7)

(19,6)

(24,5)

(29,4)

(34,3)

(39,3)

25

284-10*

0,035

0,070

0,105

0,140

0,115

0,210

0,245

0,280

(3,5)

(7,0)

(10,5)

(14,0)

(17,5)

(21,0)

(24,5)

(28,0)

20

647-10*

0,015

0,030

0,045

0,060

0,015

0,090

0,105

0,120

(1,54)

(3,08)

(4,6)

(6,16)

(7,7)

(9,2)

(10,3)

(12,3)

В настоящее время практикой и теоретическими исследова­ниями еще не установлены зависимости, позволяющие опреде­лить осевые и окружные силы и крутящий момент при различ­ных условиях хонингования. Имеющиеся сведения в этой области получены экспериментальным путем для конкретных условий хонингования и при изменении последних требуется до­полнительная экспериментальная проверка.

В работе [21] показано влияние удельного давления на осе­вую и окружную силы, а также крутящий момент при хонингова­нии деталей из закаленного чугуна шестью брусками зер­нистостью 25 размером 12 X 75 мм.

Анализ их показывает, что с увеличением удельного давле­ния осевая и окружная силы и крутящий момент увеличиваются.

Смазочно-охлаждающая жидкость. Применение смазочно­охлаждающих жидкостей обеспечивает непрерывное и интенсив­ное удаление продуктов износа брусков и обрабатываемого ме­талла; способствует быстрому удалению неровностей; обеспечи­
вает интенсивный отвод тепла, образующегося в процессе обработки.

В большинстве случаев в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют чистый керосин, а также керосин с добав­ками масел (веретенного, машинного), олеиновой кислоты, пара­фина, скипидара и др. Имеют место случаи применения водных эмульсий. В частности, на Горьковском автозаводе применяются смазочно-охлаждающие жидкости на основе водных раство-

Подпись: Таблица 14Подпись:ров П’ОЛЯ’Р’Ноактіивньїх ве — ществ. Состав этих жид­костей приведен в табл. 14.

Смазочно — охлажда­ющая жидкость должна додаваться в зону обра­ботки в больших количе­ствах (50—100 л/мин) под давлением 295— 490 кн/м2 (3—б кГ/см2), для чего хониниговаль — ные станки оборудуются отдельными насосами мощностью 1,5—3,5 кет. Большое значение имеет хорошая фильтрация жидкости и уда­ление из нее абразивных зерен и частиц металла.

Современные хонинговальные станки дополняются устройст­вами для очистки жидкости от продуктов износа. Для очистки, в частности, применяются простейшие устройства в виде баков- отстойников, где очистка осуществляется путем естественного остаивания смазочно-охлаждающей жидкости; баков-отстойни­ков в сочетании с фильтрами; магнитные сепараторы; ценгри — фуговальные очистители; установки, в которых для очистки ис­пользуется фильтрованная бумага.

Применение в качестве смазочно-охлаждающей жидкости чистого керосина позволяет получить наибольшую производи­тельность при минимальном износе брусков. Однако шерохова­тость обрабатываемой поверхности несколько повышается (в пределах одного класса). При съеме повышенных припусков рекомендуется применять чистый керосин. Для улучшения ми­крогеометрии поверхности в керосин вводят различного рода добавки в виде масел и кислот. На фиг. 43 графически представ­лены некоторые данные о влиянии этих добавок на. производи­тельность, шероховатость. поверхности и съем металла при хо — нингов ании.

При хонинговании деталей из различных материалов реко­мендуются следующие составы смазочно-охлаждающих жид­костей:

при обработке стальных деталей (фиг. 43, а):

1) керосин; 2) керосин + 10—20% веретенного масла 2 (или машинного масла); 3) 55% керосина+ 40% олеиновой кисло­ты + 5% скипидара;

при обработке чугунных деталей:

1) керосин; 2) керосин + 10—20% веретенного масла 2 (или ма­шинного масла);

-при обработке бронзовых деталей применяют керосин; при обработке деталей из алюминиевых сплавов:

1) керосин; 2) керосин + 10—15% веретенного масла (или ма­шинного масла).

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

а

с"і

600

500

т

300

20В

100

h »к

Фиг. 43. Влияние состава смазочно-охлаж­дающей жидкости па:

a — производительность; б — величину снимае­мого припуска; в — шероховатость поверхности.

Определение машинного времени при хонинговании. Расчет машинного времени при хонинговании затруднителен вследст­вие недостаточной определенности таких факторов, как режущая способность брусков и режимы хонингования. ‘По этой причине норму времени на выполнение операции хонингования часто определяют опытным путем для конкретных условий. Однако с достаточной точностью машинное время при хонинговании мо­жет быть определено по формуле

Тмаш = — ■ —К MUH,

Пг$г sp

где Lx = to + 2Іпер — 1б мм — длина хода головки;

1д—длина обрабатываемой поверхности в мм;

1пер— перебег брусков в мм;

1б—длина брусков в мм; s2— осевая подача головки в мм/об; п2—число оборотов головки в минуту; h — припуск на обработку в мм/диаметр; sp— радиальная подача брусков в мм/об головки;

К—коэффициент, учитывающий «выхаживание» и износ брусков, равный 1,1—1,3; меньшие значения К соот­ветствуют более твердым и крупнозернистым брускам.

Учитывая, что произведение sznz = ven,

Подпись: Т = ■* «лШ h „

— К шин,

где ven— скорость возвратно-поступательного движения в мм/мин.

Определение Тмаш производится следующим образом. Из чертежа детали и технологии на ее изготовление устанавливают­ся сведения о .механических свойствах обрабатываемого матери­ала, размерах хонингуемого отверстия, шероховатости его по­верхности и припуске на обработку.

В зависимости от требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности Ra устанавливается зернистость брусков.

Зная характеристику, размеры и количество брусков (послед­ние два параметра определяются конструкцией хонинговальной головки), по табл. 11 определяется радиальная подача брусков sp (с последующим уточнением этой величины в случае различия площадей брусков по табличным данным и для конкретных условий).

Приведенные выше формулы и графики зависимостей Q — о о и Q — vgn позволяют ориентировочно устанавливать оптималь­ные значения v0 и ven. Имея эти данные, можно опреде­лить Тмаш-

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Для примера разберем случай определения Тмаш при хонин­говании цилиндра из серого чугуна с диаметром и длиной от­верстия 70 и 200 мм; требуемая чистота поверхности 8-й класс,, снимаемый припуск 0,2 мм на диаметр, хонинговальная головка располагает шестью брусками размером 12,5 X 100 мм. Ориен­тировочно из графика Ra — зернистость можно установить, что 8-й класс чистоты может быть обеспечен при работе брусками зернистости 10—12. Из табл. 11 выбираем sp = 1,8 мк/об. В со­ответствии с. приведенными выше рекомендациями устанавли­ваем v0 = 70 м/мин, vgn = 12 м/мин. Значение коэффициента К принимаем равным 1,15, тогда

Точность обработки. Экономическая точность обработки при хонинговании, как и для большинства других методов обработ­ки металлов резанием, является одним из основных показателей процесса. Погрешности обработки можно разделить на погреш­ности, создаваемые предшествующей обработкой (исходные по­грешности), и погрешности, возникающие в процессе хонингова­ния.

К основным причинам образования погрешностей в процессе — хонингования следует отнести деформацию обрабатываемой за­готовки в процессе ее закрепления; смещение оси обрабатывае — 62

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

мого отверстия относительно оси вращения шпинделя станка; плохую самоустанавливаемость хонинговальной головки по об­рабатываемому отверстию; большие радиальные силы при не­равномерной жесткости детали; неравномерную твердость детали; несоответствие режимов и конструкции хонинговальной головки. Деформация обрабатываемой детали в процессе ее за­крепления особенно заметно проявляется при хонинговании тон­костенных деталей. Поэтому при обработке таких деталей серьезное внимание следует уделять конструкции зажимных элементов приспособлений, воспринимающих осевые силы и крутящий момент. Удовлетворительный результат дает зажим по торцам буртиков, если они имеются на детали. Для устранения деформации целесообразно также применять отдельно зажим для восприятия осевых сил, возникающих при хонинговании, и отдельно для восприятия крутящего момента, используя в по­следнем случае эластичные вкладыши, хомутики, тормозные ленты и т. п. устройства.

Смещение оси обрабатываемого отверстия относительно оси вращения шпинделя станка приводит к образованию овальности отверстия, которая возникает прежде всего у его краев. Эта по­грешность может быть в значительной степени или полностью исключена путем более точной ориентации приспособления для крепления детали относительно шпинделя станка. Точность установки приспособления считается удовлетворительной в том случае, когда несоосность отверстия эталонной детали с осью шпинделя станка не превышает 0,06 мм на длине 200 мм, а хоро­шей — 0,02 мм.

Для предупреждения плохой самоустанавливаемости хонин­говальной головки по обрабатываемому отверстию вследствие недостатков конструкции головки и ее крепления в шпинделе станка необходимо, чтобы корпус головки крепился на оправке, — имеющей два шарнира. Расстояние между последними жела­тельно устанавливать наибольшим (порядка 250 мм). Для полу­чения наибольшей точности главным образом при обработке отверстий малого диаметра хонингование производят при жест­ко закрепленной на шпинделе хонинговальной головке и «пла­вающем» закреплении обрабатываемой детали. В этом случае при хонинговании инструмент и деталь автоматически устанав­ливаются соосно, что увеличивает стремление инструмента к улучшению формы детали. Точность при хонинговании тонко­стенных деталей также увеличивается вследствие отсутствия бо­ковой зажимной силы, деформирующей и искажающей форму детали. Положение детали определяется самим инструментом, и элементы приспособления должны лишь удерживать деталь от вращения и вертикального перемещения.

Большие радиальные силы при неравномерной жесткости де­тали, а также неравномерная твердость материала могут вы­звать местное увеличение или уменьшение размера отверстия.

При низкой и неравномерной твердости брусков исправления погрешностей предшествующей обработки почти не происходит, а неравномерный износ брусков может привести к нарушению точности формы отверстия. Погрешность обработки зависит от отношения длины брусков к длине обрабатываемого отверстия

~ Для правильного ведения процесса это отношение должно

h

находиться в пределах 7з—3/4. С уменьшением отношения —

h

повышается равномерность износа брусков по длине и съем ме­талла. Рассматриваемая причина не оказывает такого сущест* венного влияния на точность при хонинговании по сравнению с перечисленными выше. Неправильный выбор величины перебе­га брусков (1пер) также влияет на точность обработки. Величина перебега (величина выхода брусков из отверстия), при которой не возникает погрешностей в продольном направлении, пример­но равна (0,3-ь0,5) /g; окончательно она уточняется при наладке операции. При недостаточной величине 1пер образуется бочко — образность (уменьшение диаметра отверстий у краев); превы­шение 1пер вызывает корсетность (увеличение диаметра от­верстия у его краев). Неодинаковое значение величины 1Пер отно­сительно краев отверстия может привести к образованию конус­ности.

Устранение погрешностей предшествующей обработки зави­сит от ряда факторов, главными из которых являются величина припуска и /конструктивные особенности инструмента и меха­низма подачи.

Величина припуска не должна быть меньше величины наи­большей погрешности предшествующей обработки. Определение величины h может быть произведено расчетным путем. Однако на практике особенно в условиях массового производства при­пуск на доводку устанавливается в процессе наладки операции, исходя из технологии предшествующей обработки и технологии доводки. С этой целью в первую очередь определяется на осно­вании большого количества замеров отверстий в различных партиях, какое искажение геометрической формы имеют от­верстия после предшествующей обработки, и затем устанавли­вается, какой припуск необходимо снимать в данных конкретных условиях, чтобы обеспечить геометрическую форму отверстий в соответствии с заданным допуском на хонингование.

Устранение погрешностей в процессе хонингования происхо­дит путем удаления металла на участках, где обрабатываемое отверстие имеет меньший диаметр. В этих местах происходит увеличение удельного давления и радиальной силы подачи. Для обеспечения исправления погрешностей бруски должны раздви» гаться в радиальном направлении жесткими элементами (кону­сами), а не эластичными. Кроме того, для исправления погреш­ностей формы обрабатываемого отверстия в продольном направ­лении имеет значение длина брусков /б, а для исправления по­грешностей в поперечном направлении—количество брусков,

расположенных по окружности. Чем меньше отношение

тем лучше происходит исправление исходных погрешностей формы. Хонинговальные головки с тремя брусками хуже исправ­ляют окружность, чем головки с двумя, четырьмя и шестью брусками.

Затупившиеся бруски неудовлетворительно исправляют ис­ходные погрешности. Опыт. показывает, что с применением радиальной подачи. брусков с постоянной скоростью дости­гается хорошее поправление погрешностей предшествующей об­работки.

Точность размера при хонинговании не обеспечивается авто­матически, поэтому контроль размеров представляет определен­ные трудности и требует серьезного внимания со стороны опера­тора. Основными контролируемыми параметрами являются диа­метр обрабатываемого отверстия и его отклонения от правилш ной цилиндрической формы: овальность, конусность, бочкообраз — ность, корсетность, изогнутость оси; менее существенное значе­ние имеет длина отверстия.

В зависимости от характера производства контроль размеров может осуществляться с помощью универсальных и специальных измерительных инструментов и приборов, а также устройств и приборов активного контроля.

Для измерения диаметра отверстия наиболее широкое приме­нение получили двухконтактные индикаторные нутромеры заво­да «Калибр» с центрирующим мостиком. Приборы этой конст­рукции изготовляются для измерения отверстий диаметром от 18 до 1000 мм. Для отверстий диаметром 6—18 мм завод «Калибр» изготовляет приборы с клиповой передачей. Погрешности пока­заний без учета погрешностей индикатора не должны превы­шать ±5 мк при измерении отверстий диаметром до 50 мм и ±10 мк свыше 50 мм. Выпускаются индикаторные нутро­меры повышенной точности (±1 мк).

Для измерения отверстий диаметром от 3 мм и выше при­меняется нутромер, основанный на сочетании шарика, кони­ческой поверхности и отсчетного прибора.

В условиях массового и реже серийного производства на­ходят применение пневматические приборы, построенные на принципе измерения давления или расхода воздуха. В зависи­мости от отсчетного устройства различаются пневматические приборы с водяным манометром, с пружинным манометром и по­плавковые. На фиг. 44 представлена принципиальная схема пневматического поплавкового прибора, выпускаемого заводом «Калибр». Указанный прибор работает на принципе измерения расхода воздуха, вытекающего под постоянным давлением (пос­ле прохождения системы фильтрующих и стабилизирующих

устройств) через зазор между торцовой частью измерительного сопла и поверхностью контролируемого изделия. Основным эле­ментом поплавкового прибора является коническая стеклянная трубка, укрепленная вертикально широким концом кверху. По

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИтрубке проходит воздух, идущий снизу вверх и под­держивающий металличе­ский поплавок. Этот попла­вок останавливается в со­стоянии динамического рав­новесия в тот момент, когда между поплавком и стенка­ми конической трубки обра­зуется кольцевой зазор, че­рез который проходит поток воздуха, компенсирующий вес поплавка и работу тре­ния воздуха о поплавок. Верхняя плоскость поплав­ка является указателем для отсчета по шкале, помещен­ной рядом с трубкой. Высо­кая точность и простота конструкции поплавковых приборов создали возмож­ность их широкого и пре­имущественного примене­ния.

Для контроля отверстий применяются измерительные устройства, принцип дейст­вия которых аналогичен ра­боте пневматических прибо­ров, а в качестве рабочей среды используется жид­кость.

Контроль овальности за­ключается в измерении диа­метров в сечении, перпендикулярном оси проверяемого отвер­стия. Величина овальности определяется как разность наиболь­шего и наименьшего показаний прибора, полученных при вра­щении детали относительно неподвижного инструмента (напри­мер, индикаторного нутрометра). На практике при контроле овальности часто ограничиваются измерением диаметров в се­чениях, перпендикулярных оси детали по двум взаимно перпен­дикулярным направлениям.

Аналогичным образом может быть осуществлен контроль огранки, однако число замеров по окружности должно быть 66
большим. Контроль конусности сводится к измерению двух диаметров индикаторным нутромером на определенном расстоя­нии в сечении, проходящем через ось цилиндра. Контроль бочко­образное™ и корсетности производится измерением диаметров отверстия вдоль оси. Величина бочкообразности и корсетности определяется наибольшей разностью размеров среднего и одного из крайних сечений.

Контроль отклонения оси отверстия представляет более серьезные затруднения, чем контроль перечисленных выше эле­ментов детали. Величина отклонения оси отверстия измеряется между плоскостью и измерительным наконечником. Для от­верстий не существует универсальных измерительных приборов указанного типа и на практике измерение отклонения оси от­верстия производят с помощью различного рода приспособлений и приборов, устанавливаемых на плоской поверхности. Высокая точность размеров хонингуемых отверстий требует особо тща­тельных и многократных промеров в течение выполнения опера­ции. При измерении вручную универсальным инструментом время, затрачиваемое на измерение, иногда превышает машин­ное. Поэтому непрерывное и автоматическое измерение разме­ров отверстий во время его обработки является одной из основ­ных задач в совершенствовании процесса хонингования. Воз­можность надежного замера отверстия в процессе хонингования является основой автоматизации этого процесса.

Элементы измерительного устройства должны быть связаны с рабочими органами станка и иметь возможность управлять ими путем подачи соответствующих сигналов на органы управ­ления станком. По принципу действия они могут выполнять контроль прямым (измерение обрабатываемого отверстия) или косвенным методом (контроль времени обработки) числа двой­ных ходов и величины разжима брусков. В соответствии с этим и в зависимости от конструктивного исполнения измерительные устройства могут быть разделены на следующие группы:

устройства, автоматически прекращающие обработку по

достижении заданного размера отверстия, у которых контроли­рующим элементом является специальный калибр, входящий в обрабатываемое отверстие после достижения заданного размера (или с отверстием калибра контактируют бруски);

устройства, автоматически прекращающие обработку по

достижении заданного размера отверстия, у которых контроли­рующим элементом является специальное приспособление, осу­ществляющее замеры периодически, например, за каждый двой­ной ход хонинговальной головки;

устройства, автоматически прекращающие обработку по до­стижении заданного размера отверстия, у которых контроли­рующий элемент. встроен в хонинговальную головку;

устройства, автоматически прекращающие обработку по

истечении определенного времени;

67

устройства, автоматически прекращающие обработку после разжима брусков на определенную, наперед заданную величину.

Последние две группы устройств лишь облегчают оператору получение заданного размера, но обычно не могут обеспечить автоматически получение заданного размера с требуемой для автоматизированного производства точностью в связи с тем, что при этом не учитываются все факторы, от которых зависит раз — мер диаметра отверстия при хонинговании.

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Фиг. 45. Схема устройства активного контроля.

Поэтому наибольшим преимуществом пользуются контроли­рующие устройства, у которых непосредственно контролируется размер обрабатываемого отверстия. На фиг. 45 и 46 представле­ны схемы таких устройств для активного контроля. На хонинго­вальной головке 1 (фиг. 45, а) расположен измерительный калибр-пробка 2, который при каждом ходе головки вниз про­веряет диаметр отверстия и после достижения заданного раз­мера входит в него. При этом верхний буртик калибра касается контакта К, расположенного на корпусе зажимного приспособ­ления, и работа станка прекращается. Наиболее целесообразным применением рассматриваемого отверстия является контроль при хонинговании коротких отверстий. В этом случае зона обра­ботки и контроля близки, длина контролиоуемого участка незна­чительно отличается от длины обрабатываемого отверстия и, следовательно, контролирующее устройство будет достаточно объективно отражать размер отверстия по всей его длине. С уве­личением длины обрабатываемого отверстия возможности при­менения данного устройства значительно ограничиваются, т. е. 68

оно не позволяет выявлять такие отклонения, как конусность, бочкообразность и корсетность. Рассматриваемое устройство {как и другие контролирующие устройства этой группы) не вы­являет такого отклонения, как эллипсность.

Подпись: // 12 Фиг. 46 Схема устройства активного контроля.

■ Другая схема контролирующего устройства представлена на фиг. 45, б. Над хонингуемым отверстием располагается калибр — кольцо 1, в которое входят пластмассовые вставки 2 хонинго­вальной головки при выходе из обрабатываемого отверстия вверх на величину перебега. В процессе хонингования пласт­массовые вставки, каждая из которых располагается на одном башмаке с бруском, раздвигаются по мере снятия припуска. По

достижении заданного размера они касаются кольца и силой трения проворачивают его (увлекают за собой), что приводит к замыканию контакта 3 и, следовательно, к остановке станка.

На фиг. 46 схематически представлен один из вариантов устройств активного контроля. В данном случае измеряется не­посредственно диаметр обрабатываемого отверстия. Измерение производится один раз за каждый двойной ход инструмента в одном месте двумя наконечниками, расположенными на двух качающихся рычагах. Последние противоположными от нако­нечников концами воздействуют на электроконтактный датчик, сравнительно далеко вынесенный из зоны обработки и изме­рения.

Кронштейн 1 устройства совершает возвратно-поступательное движение вместе с головкой 2. При движении в одном направле­нии кронштейн перемещает с помощью пальца 5 корпус 3, несу­щий измерительные рычаги 4. При вводе измерительных рыча­гов 4 в обрабатываемое отверстие 6 на заданную величину палец 5 убирается копиром 7, и одновременно корпус 3 тормо­зится клином 8. Вследствие этого после остановки корпуса 3
клин 9, прикрепленный к кронштейну 1, перемещается относи­тельно выступов 10 на измерительных рычагах, и последние под действием пружин 11 раздвигаются до встречи с поверхностью обрабатываемого отверстия 6. При обратном движении головки клин 9 отводит измерительные рычаги от обрабатываемой по­верхности, и только после этого кронштейн 1 через амортиза­тор 12 захватывает корпус и выводит его из обрабатываемого отверстия. Для быстрого перемещения измерительных рычагов вначале и более медленного при подходе к обрабатываемой (из­меряемой) поверхности клин 9 может быть выполнен двухсту­пенчатым.

Настройка измерительного устройства на требуемый размер может осуществляться и периодически контролироваться с по­мощью мерных колец, устанавливаемых вместо обрабатываемой детали.

Распространены контролирующие устройства, встроенные в конструкцию хонинговальной ^головки и позволяющие осу­ществлять замер обрабатываемого отверстия на всей его длине в процессе обработки. Эти устройства работают с применением сжатого воздуха или жидкости под давлением. Преимущества­ми устройств этого типа является отсутствие износа, зазоров, деформаций, а также возможность реализации больших переда­точных отношений; недостатком — невозможность измерения несплошных отверстий (с выточками, пазами, сверлениями и т. п.), а также некоторая инерционность вследствие сжимае­мости воздуха. Кроме того, при этом способе сопла легко за­соряются абразивом и металлической пылью, которые оседают у входа в сопло, изменяя его проходное сечение. Поток охлаж­дающей жидкости искажает картину показаний, сбивая воздуш­ные струи, идущие из сопел, и изменяя, таким образом, расход воздуха.

Указанные недостатки в значительной степени устранены в пневмоконтактных устройствах для контроля размера в про­цессе хонингования. Здесь измерение происходит также с по­мощью сжатого воздуха, но размер отверстия контролируется не воздушной струей, а щупами, встроенными в хонинговальную головку таким образом, что они могут перемещаться вдоль своей оси. Пневмоконтактная система имеет ряд важных преимуществ перед пневматической системой: сопло находится внутри голов­ки и защищено от попадания керосина, абразивных зерен, мел­кой стружки и т. п.

Среди пневмоконтактных измерительных устройств разли­чают устройства, у которых пневматический калибр связан с корпусом хонинговальной головки, и устройства с независимым калибром.

На фиг. 47 представлено пневмоконтактное измерительное устройство с калибром, связанным с головкой. Два щупа 1, об­разующие пневматический калибр, встроенный в головку, по — ■стоянно поджимаются пружинами к стенкам обрабатываемого отверстия. По мере съема припуска и увеличения размера от­верстия щупы раздвигаются, вызывая увеличение расхода воз­духа. Соответственно растет уровень жидкости в левом колене 2 водяного манометра, снабженного шкалой. По достижении жидкостью нужной отметки на шкале (определяемой предвари­тельной настройкой) станок отключается или переходит на ре­жим выхаживания.

Устройства, у которых пневматический калибр связан с кор­пусом хонинговальной головки, могут давать значительные по­грешности измерения при неравномерном износе брусков.

При неравномерном износе брусков происходит смещение оси корпуса головки относительно оси обрабатываемого от­верстия. При этом щупы, связанные с корпусом головки, также смещаются с диаметра отверстия на хорду, соответственно из­меняя показания результатов замера. Для получения устойчи­вых показаний калибр должен быть независим от положения корпуса головки и самоустанавливаться по оси отверстия в лю­бых случаях.

На фиг. 48 представлены схемы и конструкция измеритель­ного пневмоконтактного устройства с независимым расположе­нием калибра относительно корпуса головки. Устройство состоит из пневматического калибра 1 с тремя щупами, встроенного в го­ловку, водяного манометра 2 типа «Солекс» и электрической схемы, получающей команду от фотоэлемента 3, укрепленного на корпусе водяного манометра. Сжатый воздух поступает в водяной манометр, снабженный стабилизатором давления. Пройдя через последний, поток воздуха разветвляется: одна часть его через фильтр 5 попадает в левое колено 4 водяного манометра, представляющее собой тонкую стеклянную трубку; вторая часть через сальник 8 подводится к вращающейся хонин­говальной головке. Затем воздух поступает к измерительному щупу 6 и через отверстия в нем — в камеру 7, откуда через коль­цевую щель между датчиком и его седлом 9 — в атмосферу. Плунжер датчика притерт к корпусу по цилиндрической и ко­нусной поверхностям. Площадь кольцевой щели зависит от размера обрабатываемого отверстия в данный момент и опре­деляет расход воздуха поступающего в головку, а следователь­но, и уровень воды в левом колене 4 водяного манометра.

В процессе хонингования площадь кольцевой щели умень­шается по мере съема припуска, что влечет за собой уменьшение расхода воздуха, поступающего в головку, и понижение уровня воды в левом колене 4. В трубке находится пробковый поплавок. Когда последний пересекает световой луч фотоэлемента 3, сра­батывает реле, башмаки 15, несущие хонинговальные бруски, сжимаются и головка уходит в крайнее верхнее положение. Шкала на стеклянной трубке позволяет оператору следить за интенсивностью съема припуска и формой отверстий.

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Фиг. 47. Пневмоконтактное измери­тельное устройство с калибром, свя­занным с головкой,

 

J

 

12

ЛГ

17

 

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИРЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Ф. иг. 48. Схема и конструкция измерительного пненмокон — тактного устройства с неза­висимым расположением ка­либра.

Подпись: Воздух от доданого і манометраПодпись: Узел бРЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИПодпись: Воздух из сети Подпись: П Смещение
5

Пневматический калибр состоит из грех щупов 6, 10 и И, соединенных кольцом 12. Под действием пружины 13 все щупы калибра постоянно прижаты к стенкам обрабатываемого от­верстия 14. Щупы 10 и 11 жесткие и образуют базу для третьего щупа, являющегося датчиком. Как бы ни смещался корпус хо­нинговальной головки в процессе хонингования, положение пневматического калибра остается неизменным. Калибр свобод^ но плавает в пазах 16, выфрезерованных в корпусе головки, но не может перемещаться вдоль его оси. Все щупы калибра рас­положены в одной плоскости, что позволяет видеть и оценить конусность отверстия в процессе хонингования по амплитуде колебаний поплавка. Конусность и корсетность отверстия могут быть исправлены путем местного хонингования короткими хода­ми. При этом поплавок позволяет определить место, подлежащее обработке. Вследствие сжимаемости воздуха импульс датчика передается на поплавок с некоторым запозданием. Поэтому дли­на и диаметр воздухопровода от водяного манометра к головке подбирается так, чтобы импульс датчика поступал на поплавок с минимальным запозданием.

Настройка калибра на нужный размер. производится без эталона по первой детали. При обработке первой детали, по достижении заданного размера, замечается деление шкалы, на которой в этот момент находится поплавок. Фотоэлемент 3 уста­навливается так, чтобы световой луч падал на отмеченное деле­ние, после чего начинается обработка всей партии деталей. Грубая настройка на размер производится регулируемым щу­пом 11. При вводе головки в обрабатываемое отверстие во избе­жание удара щупов калибр центрируется относительно корпуса головки с помощью специальной конусной выточки в сердеч­нике 17, в которую входит кольцо 12 своей конусной частью. В начале обработки, когда сердечник подается вниз, калибр освобождается и самоустанавливается по оси отверстия.

Среди устройств активного контроля процесса хонингования следует также отметить контролирующие устройства, в которых вместо сжатого воздуха используется смазочно-охлаждающая жидкость. Такого типа устройства используются в ряде конст­рукций хонинговальных станков отечественного производства, а также в станках некоторых зарубежных фирм. Принцип дейст­вия их аналогичен работе устройств с пневматическим калиб­ром.

В конструкциях некоторых станков встречаются контрольные устройства в виде коробки радиальной подачи брусков с реле времени, настраиваемом с помощью упора на определенную величину разжима брусков. После этого происходит автомати­ческое переключение с рабочего цикла на «выхаживание» с по­следующим отключением станка и выводом хонинговальной головки из обрабатываемого отверстия в верхнее конечное поло­жение (например, станок мод. 384). Встречаются и другие

конструкции устройств, контролирующие размер по времени или величине радиальной подачи.

Практическое использование устройств такого типа весьма ограничено вследствие колебаний в больших пределах таких параметров процесса хонингования, как износ брусков и величи­на снимаемого припуска.

Качество поверхности. В процессе хонингования, как и при выполнении других методов обработки металлов резанием, на обрабатываемой поверхности остаются следы движения инстру-

мента в виде гребешков микронеровностей, величина которых зависит от большого числа факторов.

При хонинговании микронеровности образуются в результа­те микрорезания обрабатываемой поверхности большим коли­чеством абразивных зерен, выступающих своими вершинами из — связки бруска и образующих его режущую поверхность.

При обработке данного материала с увеличением размеров зерен брусков увеличивается глубина врезания их в обрабаты­ваемую поверхность и соответственно растет высота микронеров- ностей и ухудшается шероховатость поверхности. На фиг. 49 по­казано влияние зернистости брусков на шероховатость обраба­тываемой поверхности. Из графика видно, что при обработке — каждого из указанных материалов с увеличением размеров аб­разивных зерен растет высота микронеровноогей.

При постоянной зернистости на величину гребешков микро­неровностей обрабатываемой поверхности существенное влияние оказывают механические свойства обрабатываемого материала. На фиг. 50 приведены графики, отражающие влияние твер­дости НВ и предела прочности при разрыве сгв обрабатываемого 74

материала на шероховатость поверхности при хонинговании брусками различной зернистости. Из графиков видно, что для каждой зернистости брусков между высотой микронеровностей поверхности и величинами НВ и а„ обрабатываемого материала существует вполне определенная зависимость. Согласно этой за­висимости высота микронеровностей уменьшается с увеличением твердости и временного сопротивления разрыву обрабатываемо­го материала. Наиболее резкое уменьшение Ra наблюдается при

РЕЖИМЫ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

Фиг. 50. Влияние механических свойств обрабатывае­мого материала на шероховатость: о — твердости; б — предела прочности при разрыве; брус­ки зернистостью: 40(/); 25(2); 8(5); 4(4).

повышении НВ до 250—300, ав до 735—882 Мн)м2 (75— 90 кГ/мм2). Дальнейшее увеличение НВ и сгв в меньшей степени влияет на уменьшение Ra, что особенно заметно при работе брус­ками с более мелким зерном (8 и 4). Резкий и продолжительный спад кривых Ra — НВ и Ra — од отмечается для крупнозернистых брусков.

Однако значения НВ и <?в не определяют полностью зависи­мость высоты микронеровностей от механических свойств. На величину Ra оказывает влияние пластичность обрабатываемого материала. При одинаковой твердости на поверхности более пластичного материала в процессе обработки образуются микронеровности большей величины. Например, при обработке деталей из серого чугуна и бронзы, имеющих одинаковую твер­дость НВ 170, но разную пластичность, различие высоты микро­неровностей Ra при обработке хонинговальными брусками зер­нистостью 40 составило более 1 мк. С повышением твердости об­рабатываемого материала свыше НВ 250—300, а <?„ свыше 1180—■ 1470 Мнім2 (120—150 кГ/мм2) различие значений Ra для мелко — и крупнозернистых брусков уменьшается. Это объясняется раз­

ными размерами радиусов вершин мелких и крупных зерен. Крупные зерна, имея сравнительно большие радиусы вершин, при обработке более твердых материалов встречают большее со­противление при внедрении в обрабатываемый металл, что, в свою очередь, уменьшает глубину их врезания и образующиеся микронеровности.

При работе мелкозернистыми брусками, зерна которых имеют меньшие радиусы округления вершин (являются более острыми), увеличение UB И СТв в меньшей степени влияет на уменьшение высоты микронеровностей.

На шероховатость обрабатываемой поверхности некоторое влияние оказывает вид связки брусков. Применение более эластичных связок таких как бакелитовая, вулканитовая, баке — лито-идитоловая, игелитовая, обеспечивает меньшую шерохо­ватость по сравнению с брусками на керамической связке. На­личие эластичной связки уменьшает опасность выкрашивания брусков или целых зерен, улучшает полирующую способность их, не снижая интенсивности съема металла. Применение эластич­ных связок позволяет работать более крупнозернистыми хонин­говальными брусками, не снижая при этом класса чистоты обрабатываемой поверхности.

Кроме микрогеометрии, качество обработанной поверхности характеризуется физико-механическими свойствами поверхност­ного слоя, которые зависят от характера и режима ее обработки. В процессе резания лезвийным или микрорезания абразивным инструментом разрушается основная начальная структура на определенную глубину, тем большую, чем грубее режим обра­ботки. Изменение структуры является результатом пластических деформаций металла в процессе резания. Физическое состояние поверхностного слоя металла характеризуется поверхностной твердостью, толщиной деформированного слоя, величиной, зна­ком и характером распределения остаточных напряжений, а так­же микроструктурой поверхностного слоя.

Updated: 24.03.2016 — 11:55