ПРИМЕНЕНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА. ХОНИНГОВАНИЯ

Г"| рименение процесса хонингования. Процесс хонингования ^ * как доводочная операция обычно замыкает технологи­ческий маршрут. В ряде случаев в зависимости от состояния исходной поверхности заготовки и требований к готовой детали хонингование может выполняться как промежуточная операция и значительно реже как черновая. При этом различный характер производства, конструктивные особенности (конфигурация и

размеры), различная характеристика материала обрабатывае­мых деталей накладывают определенные требования на выпол­нение процесса хонингования.

Из всего многообразия хонингуемые детали могут быть раз­делены на несколько групп, для каждой из которых выполнение процесса хонингования характеризуется своими особенностями.

Наиболее часто хонингование применяется для обработки цилиндрических отверстий в различных деталях. Одним из при­меров деталей рассматриваемой группы может служить цилиндр гидросистемы зерноуборочного комбайна СК-4, выпускаемого Таганрогским и Ростовским заводами сельскохозяйственного ма­шиностроения (фиг. 51).

Заготовкой служит толстостенная труба из стали 45. Раз­резка труб производится в заготовительном цехе, после чего за-

готовки поступают в механический цех для последующей обра­ботки. Технологический маршрут выглядит следующим образом: черновое и получистовое зенкерование; растачивание под хонин­гование; сверление двух отверстий d = 4 мм и удаление заусен­цев на выходе; растачивание отверстия под резьбу и нарезка резьбы ЗМ45Х1.5; обработка (зенковка) конуса в отверстии d = 40 мм; растачивание фаски 1,5 X 45° с противоположного торца; фрезерование двух лысок по наружной поверхности для приварки штуцеров; сварка штуцеров с цилиндром; хонингова­ние отверстия до d = 40 Л з с обеспечением чистоты обрабатывае­мой поверхности 8-го класса. Хонингование выполняется на вертикально-хонинговальном станке хонинговальной головкой с четырьмя брусками ЭБ10-8СТ2К или ЭБ10-8СТ2Б при v0 = = 25 м/мин; ven = 9 м/мин; sp = 0,4 мк/об; смазочно-охлаждаю­щая жидкость — керосин; снимаемый припуск 0,1—0,15 мм на диаметр. После хонингования проводится раскатывание зеркала цилиндра роликовой раскаткой с целью получения поверхности 10-го класса чистоты, калибрование резьбы и правка конуса.

В качестве другого примера можно привести хонингование чугунного картера амортизатора автомобиля ГАЗ-51. Хонинго­вание осуществляется в один переход на станках мод. 383, уста­новленных в поточной линии. Обрабатываемое отверстие сквоз­ное и имеет размеры: d = 38 мм; I = 150 мм.

Хонингованию предшествует тонкое растачивание. Хонинго­вальная головка имеет четыре бруска К310-8С2 и совершает в процессе работы 250 об/мин и 60 дв. ход/мин; в качестве сма­зочно-охлаждающей жидкости используется керосин с добавкой 3—5% олеиновой кислоты. Снимаемый припуск составляет 0,05—0,1 мм на диаметр.

После обработки детали подвергаются 100%-ному контролю оператором, обслуживающим станок. Для этой цели на рабочем месте установлен пневматический прибор типа «Солекс» с эта­лонным кольцом. Оператор осуществляет контроль во время обработки другой детали. При получении заниженного размера деталь подвергается доработке на том же станке. После хонин­гования деталь проходит последовательно промывку в керосине, а затем в горячем водном растворе кальцинированной соды об­дувается подогретым сжатым воздухом и протирается.

Хонингование цилиндра колесного переднего тормоза осу­ществляется в два перехода. Материал детали — серый. чугун — Обрабатываемое отверстие сквозное и имеет размеры: d = = 35 мм; I = 86 мм.

Обработка выполняется на вертикальном хонинговальном станке мод. 383. Деталь устанавливается и закрепляется жестко в приспособлении простейшего типа. Хонинговальная головка имеет четыре бруска.

Предварительное хонингование выполняется после алмаз­ного растачивания брусками КЗЗКСТ1; размер брусков 78

8X9X50 мм. Режимы хонингования: v0 = 46,5 м/мин; ven =

= 8,1 м! мин, sp = 0,5 мк/об или 220 мк/мин. В качестве смазоч­но-охлаждающей жидкости применяется керосин’ с добавлением 8—10% веретенного масла. Снимаемый припуск составляет 0,04 мм на диаметр. Предварительное хонингование обеспечивает чистоту обработанной поверхности, соответствующую 8-му клас­су. Время обработки 0,45 мин. Стойкость комплекта брусков составляет 80 деталей.

Окончательное хонингование выполняется головкой с че­тырьмя брусками КЗМ14СТЗ размером 5 X 5 X 50 мм. Снимае­мый припуск составляет 0,027 мм на диаметр; режимы хонинго^ вания: v0 = 48 м/мин-, ven = 9,6 м/мин-, в качестве смазочно­охлаждающей жидкости применяется керосин с добавлением 16—20% турбинного масла. .Машинное время составляет 0,6 мин.

Хонингование цилиндра гидродомкрата, изготовленного из стали 35 (НВ 186), с размерами d = 38 мм, I = 195 мм осуществ­ляется в два перехода на вертикальном хонинговальном станке после получистого растачивания резцом. Предварительное хо­нингование выполняется трехбрусковой головкой с брусками зернистости 10—8 и размером 6 X 13 X 100. Режимы работы: va = 20 м/мин; ven = 12 м/мин-, q = 686 кн/м2 (7 кГ/см2); смазоч­но-охлаждающая жидкость — керосин с добавлением 15% вере­тенного масла. Снимаемый припуск составляет 0,05—0,09 мм на диаметр. Получаемая при этом чистота обработанной поверх­ности соответствует 8-му классу; машинное время хонингования 40 сек. При окончательном хонинговании снимается припуск 0,008—0,015 мм брусками зернистостью М28; режимы хонинго­вания: v0 = 25 м/мин; ven = 12 м/мин-, q = 295—392 khJm2 (3— 4 кГ/см2); смазочно-охлаждающая жидкость та же, что и при предварительном хонинговании. Окончательная обработка обес­печивает чистоту поверхности 10-го класса.

Гильза цилиндра дизельного двигателя диаметром 116 мм и длиной 250 мм обрабатывается на двухшпиндельном хонинго­вальном полуавтомате, оснащенном четырехпозиционным индек­сирующимся зажимным приспособлением с гидравлическим при­водом и электрической аппаратурой управления. Станок имеет два (по одному для каждого шпинделя) пневматических конт­рольно-измерительных устройства. Хонингование осуществляется в два перехода (предварительное и окончательное), на двух последовательно расположенных позициях приспособления. Две другие позиции — разгрузочная и загрузочная. Цикл работы станка составляет 70 сек.

Обработка цилиндра из алюминиевого сплава Д16Т с доста­точно толстыми стенками позволяет применять более высокие режимы микрорезания и снизить за счет этого машинное время. Обработка производилась на станке мод. 384. Размеры от­верстия: d = 75 мм, I = 210 мм. Перед хонингованием цилиндр растачивается на токарном станке, где обеспечивается точ­ность 4, а чистота 5—6-го классов. Хонингование производится брусками К34СМ2Б, головка имеет шесть брусков. размером 13 X 13 X 100 мм. Режимы хонингования: v0 = 70 м/мин; vgn = = 11 м/мин-, sp = 2,4 мк/об или 480 мк/мин; смазочно-охлаж­дающая жидкость — керосин; снимаемый припуск 0,35 мм на диаметр; время хонингования 4 мин. В результате обработки в один проход достигается точность в пределах 0,02 мм и чисто­та поверхности 8-го класса.

Хонингование цилиндра тех же размеров из силумина АЛ9Т4 осуществляется на хонинговальном станке мод. 384 головкой с шестью брусками К34СМ1Б при следующих. режимах: vQ = = 90,5 м/мин; ven = 12 м/мин; sp = 1,6 мк/об или 640 мк/мин; смазочно-охлаждающей жидкостью является керосин с добавле­нием 10% машинного масла; перед хонингованием детали рас­тачиваются на токарном станке. Припуск на операцию хонинго­вания составляет 0,55 мм на диаметр, машинное время — 1,5 мин. В результате обработки достигается точность в преде­лах 0,02—0,03 мм и чистота 8-го класса.

Рассматриваемая группа деталей имеет ряд разновидностей конструктивного характера, вносящих соответствующие измене­ния в технологию их изготовления, в том числе и выполнение операции хонингования. К ним может быть отнесен блок ци­линдров автомобильного или тракторного двигателя, рассматри­ваемый как корпусная деталь с несколькими цилиндрическими отверстиями, оси которых параллельны и расположены в одной плоскости.

Хонингование блока цилиндров автомобильного двигателя производится в два прохода (предварительное и окончательное хонингование) на специализированных многошпиндельных стан­ках. Эти станки обычно имеют шесть шпинделей, а также допол­нительное устройство для очистки смазочно-охлаждающей жидкости. Во время обработки детали устанавливаются в спе­циальном приспособлении тоннельного типа и закрепляются жестко. Хонинговальные головки обычной конструкции с шестью брусками крепятся к шпинделям станка шарнирно. Предвари­тельное хонингование осуществляется после алмазного растачи­вания брусками К312-ШСТ1-СТ2Б (.при использовании брусков на керамической связке их зернистость соответствовала 8), раз­мер брусков 8 X 9 X 100 мм. Скорость вращения и возвратно­поступательного движения составляет соответственно 36 и 15 м/мин, радиальная подача брусков sp = 0,36 мк/об или 50 мк/мин на диаметр, смазочно-охлаждающая жидкость — ке­росин.

• Снимаемый припуск составляет 0,03 мм на диаметр, полу­чаемая после обработки чистота поверхности соответствует 8-му классу. Время обработки составляет 0,65—0,8 мин. Окончатель­ное хонингование выполняется с применением тех же станков, 80

приспособлений и инструментов. Зернистость брусков 4, твер­дость С2, связка бакелитовая (при использовании брусков на керамической связке их зернистость соответствовала М40).

Режимы хонингования: v0 = 37 м/мин; ven = 14 м/мин сни­маемый припуск h = 0,005 мм на диаметр, достигаемая чистота соответствует 9—10-му классу.

Хонингование V-образных цилиндровых блоков двигателей осуществляется также на многошпиндельных станках, оснащен­ных приспособлениями для поворота блока в положение, при котором оси обрабатываемых отверстий располагаются верти­кально. Некоторые особенности имеет хонингование глухих от-

верстий. При хонинговании встречаются трудности в получении правильной цилиндрической формы отверстия у дна. Здесь, при малой выточке и, следовательно, недостаточной величине пере­бега хонинговальных брусков может образоваться конусность, вызванная неравномерным износом брусков и уменьшением диа­метра на этом участке. Во избежание этого дефекта рекомен­дуется назначать там, где это возможно, размеры выточки тре­буемой величины. При недостаточной длине выточки устранение конусности у дна достигается местным хонингованием и приме­нением брусков меньшей длины. Часто цилиндры с глухими от­верстиями являются в то же время тонкостенными. При хонин­говании тонкостенных деталей во избежание их деформации следует особое внимание обращать на их закрепление, а также снижать режимы обработки (особенно величину радиальной подачи или удельное давление брусков). Примером обработки таких деталей может служить цилиндр шасси, представленный на фиг. 52. В качестве заготовки используют толстостенную трубу из стали ЗОХГСА.

Технологический маршрут изготовления цилиндра следую­щий: черновая и получистовая обработка всех элементов детали за исключением зеркала цилиндра; нарезание резьбы; сварка донышка, термическая обработка (закалка и отпуск до НВ 350);

пескоструйная очистка; покрытие цинком; шлифование отвер­стий d =- 64,95 мм и d = 70А3; хонингование отверстий d = = 65/1 з и I = 210 мм производится на хонинговальном станке мод. 384 до требуемой чистоты поверхности 9-го класса. Хонин­говальная головка имеет шесть брусков зернистостью 4 на баке­литовой связке; режимы хонингования: v0 = 20 м/мин; ven = = 6 м/мин; q = 195—295 кн/м2 (2—3 кГ/см2). В процессе хонин­гования снимается припуск 0,05 мм на диаметр и достигается точность 3-го и чистота поверхности 9-го класса. Фактическое время выполнения операции хонингования составляет 25— 35 мин. Такая завышенная норма времени на выполнение опера­ции хонингования объясняется тем, что цилиндр тонкостенный и имеет глухое отверстие. С целью предотвращения образования конусности у дна и искажения геометрической формы окруж­ности режимы обработки выбраны заниженными. После хонин­гования осуществляется калибрование резьбы и последующий контроль готовой детали.

Другой пример относится к обработке корпуса гидроаккуму­лятора, изготовленного из закаленной стали ЗОХГСА. Размеры отверстия d = 120Л3, I = 225 мм.

Перед хонингованием отверстие растачивается. Хонингование осуществляется в два перехода. Предварительное хонингование производится брусками К312СТ1К (12 шт. размером 15 X 15 X X 150 мм). Режимы хонингования: v0 = 25 м/мин; ven =

= 10 мімин; q = 686—784 кнім2 (7—8 кГ/см2). Снимаемый при­пуск составляет 0,3 мм на диаметр; время хонингования 45 мин. Окончательное хонингование производится брусками К34СТ1Б (количество и размеры те же, что и в первом случае). Режимы хонингования: и0 = 20 м/мин-, ~овп = 8 м/мин; q = 295 кн/м2 (3 кГ/см2), снимаемый припуск 0,05 мм на диаметр; время обра­ботки 25 мин.

В результате обработки достигается точность 3-го и чистота обрабатываемой поверхности 10-го класса. При более тщатель­ной отработке процесса окончательного хонингования машинное время было снижено до 6 мин.

Машинное время хонингования цилиндра с глухим отвер­стием из закаленной стали ЗОХГСА [ов = 1670 Мн/м2 (170 кГ/мм2)] после чистового растачивания резцом составило 25 мин. Размеры обрабатываемого отверстия: d = 230 мм, I = = 800 мм. Хонингование производилось брусками зернисто­стью 6—5 и твердостью С2; снимаемый припуск 0,2 мм на диа­метр; режимы хонингования: v0 = 20 м/мин; ven = 9 м/мин q = = 392—490 кн/м2 (4—5 кГ/см2). В результате обработки дости­гается-3-й класс точности и чистота обработанной поверхности 9-го класса.

Хонингование глухого отверстия тонкостенного цилиндра из алюминиевого сплава Д16Т с размерами: d = 70 мм и I = 350 мм 82

осуществляется на вертикальном хонинговальном станке мод. 383 в два перехода после растачивания на токарном станке. Чистота поверхности после растачивания соответствует 5-му классу.

Предварительное хонингование производится брусками из электрокорунда нормального, зернистостью 1Q на вулканитовой связке «СК». Режимы хонингования: о0 = 23 м/мин ven = = 6 м/мин; q = 147 кн/м2 (1,5 кГ/см2). Низкое удельное давление принято вследствие малой толщины (3 мм) стенок детали. В ка­честве смазочно-охлаждающей жидкости используется чистый

керосин; снимаемый припуск составляет 0,18—0,20 мм на диа­метр; машинное время предварительного хонингования 25 мин; окончательное хонингование производится брусками на игелито — вой связке «ИГ» зернистостью 20. Режимы хонингования: v0 = = 25 м/мин-, ивп = Ю м/мин; q = 49 кн/м2 (0,5 кГ/см2); смазочно­охлаждающая жидкость — смесь 80% керосина и 20% машинно­го масла; снимаемый припуск 0,03—0,04 мм на диаметр; время конингования 7—10 мин. В результате обработки достигается точность в пределах 0,02—0,03 мм и чистота 9—10-го класса.

При обработке отверстий малого диаметра встречаются за­труднения в создании хонинговальных головок. Небольшие раз­меры головки не позволяют размещать достаточное количество брусков и обеспечить требуемую жесткость головки. Вследствие этого производительность процесса существенно снижается. Большой объем работ по хонингованию отверстий малого диа­метра встречается при изготовлении деталей топливной аппара­туры. Указанные детали имеют отверстия высокой точности и хо­нингование здесь является промежуточной операцией. Финиш­ной, в данном случае, является операция притирки (двух-, трехкратная). В качестве примера может быть рассмотрена схе­ма обработки гильзы плунжера, представленная на фиг. 53.

Деталь изготовляется из прутка. Материал — сталь ШХ15. Опе­рация хонингования выполняется на автомате в следующей последовательности: обработка торца и наружной поверхности d = 20 С5; обработка фаски 0,5 X 45°, хонингование отверстия до’ размера d = 9,85+0’03 мм осуществляется на специальном хонин­говальном станке хонинговальной головкой с двумя брусками зернистости 4 на керамической или бакелитовой связках твер­достью СТ1 и СТ2 (в настоящее время некоторые заводы приме­няют алмазные бруски). Режимы хонингования: v0 = 15 м/мин;. ven = 10 м/мин-, q = 490 кн/м2 (5 кГ/см2); смазочно-охлаждаю — шая жидкость — керосин. В процессе обработки достигается точность 3-го и чистота поверхности 9-го класса. Хонингование является промежуточной операцией. После хонингования про­водится доводка отверстия d = 9,92+0-03 мм, шлифование фаски в отверстии d = 9,92 мм, доводка отверстия до d = = 10-0,25 мм и 10-го класса чистоты. Окончательная доводка отверстия до d = 10+°-°^ мм и чистоты 12-го класса, а также доводка торца до чистоты 12-го класса и размера 16+0’1 мм вы­полняются как заключительные операции.

В условиях мелкосерийного производства для хонингования отверстий небольших диаметров находят применение одношпин­дельные горизонтальные станки. Шпинделю сообщается только вращательное движение. Разжим брусков осуществляется вруч­ную. Обрабатываемая деталь вручную надевается на вращаю­щуюся головку и также вручную ей сообщается возвратно-посту­пательное движение. Оператор ощущает действующий на деталь крутящий момент, создаваемый силами микрорезания, и по ко­лебаниям его величины выбирает длину хода и скорость осевого перемещения детали.

Указанный метод находит применение при обработке мелких деталей, полученных спеканием из порошка. В некоторых слу­чаях настольный горизонтально-хонинговальный станок уста­навливается рядом с токарным автоматом или револьверным станком и токарь выполняет на нем окончательную обработку отверстий. Такие станки используются для доводки отверстий за­каленных матриц холодно-высадочных автоматов. При этом достигается увеличение стойкости матриц. Обработка произво­дится непосредственно после закалки.

Хонингование отверстий больших диаметров отличается от обработки отверстий обычных размеров прежде всего конструк­тивными исполнениями хонинговальной головки и мощностью привода вращательного и возвратно-поступательного движений. Однако обработка отверстий больших диаметров встречает меньше затруднений, чем обработка малых отверстий.

Особую группу деталей составляют детали с короткими от­верстиями. К ним относятся: зубчатые колеса с гладкими и шлицевыми отверстиями, кольца подшипников качения, шатуны автомобильных и тракторных двигателей, втулки и т. п.

В качестве примера можно рассмотреть процесс изготовлении зубчатого колеса с гладким отверстием, представленного на фиг. 54. Заготовкой служит поковка из стали 45Х.

Технологический маршрут включает следующие операции: обработка отверстия (сверление, зенкерование, протягивание); токарная обработка наружных и торцовых поверхностей; чисто­вое протягивание отверстия до d = 36,91+0’026 мм; сверление смазочных отверстий; зубонарезание; термическая обработка. (HRC 48—56); хонингование отверстия до d = 37 мм на

станке мод. ОФ-20 хонинговальной головкой с четырьмя бруска­ми ЭБ10СТЗБ размером 11 X 9 X 30 мм. Режимы хонингования: v0 = 30 м/мин; ven = 6,8 м/мин; <7 = 1470—1570 кн/м2 (15— 16 кГ/см2); величина перебега брусков вверх 13 мм, вниз 8 мм; смазочно-охлаждающая жидкость — керосин; припуск 0,09 мм на диаметр; машинное время 12—15 сек. В результате обра­ботки достигается точность в пределах 0,025—0,03 мм и чистота поверхности 8-го класса. Производительность станка 120 дета­лей в час; стойкость комплекта брусков составляет в среднем’ 180 деталей. Ранее обработка отверстия производилась на вну — тржплифовальном станке. С применением хонингования, вместо шлифования, повысилась производительность и качество обра­ботанной поверхности. Себестоимость обработки при этом сни­зилась на 10 коп. При хонинговании с поверхности отверстия удаляется цианированный слой, меньший, чем при шлифовании, что повышает износостойкость поверхности. Кроме того, автома­тизация операции хонингования про­ще, чем внутреннего шлифования.

В настоящее время освоено и успешно применяется хонингование шлицевых отверстий. Отличитель — — г ной особенностью этого процесса 1 является применение хонияговаль — I ■ных брусков увеличенной ширины L при соответствующем изменении конструкции головки. фиг — г>4′ Зубчатое колесо.

Хонингование шлицевого отвер­стия зубчатого колеса с модулем 4,5, представленного на фиг. 55,. выполняют на хонинговальных станках мод. 3A83 в один или два перехода. Зубчатые колеса часто изготовляются из легиро­ванной стали или малоуглеродистой легированной стали с по­следующей цементацией и закалкой до HRC 56—62.

Предварительное хонингование выполняется после протяги­вания или растачивания и сопровождается обычно съемом срав­нительно большого припуска — 0,12—0,18 мм на диаметр. Для обеспечения съема таких припусков рекомендуется применение жесткой радиальной подачи (подача с регулируемой скоростью) или увеличение удельного давления брусков до 1180—1570 кн/м2 (12—16 кГ/см2) и крупнозернистых брусков зернистостью 20—10

85-
при твердости от СТ и выше. Режимы хонингования: v® = = 35 м/мин-, ven = 6 м/мин — в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяется керосин.

Хонинговальная головка имеет четыре бруска с шириной 33 мм, длиной 25 мм, высотой 9 мм. В результате предваритель­ного хонингования достигается точность размера в пределах 0,01—0,05 мм и чистота поверхности 8-го класса. Время обра­ботки 20—40 сек. Стойкость брусков 200 деталей, алмазных 1800 деталей.

В массовом производстве для обеспечения высокой точности и требуемой шероховатости обработанной поверхности приме-

Фиг. 55. Зубчатое колесо с шлицевым отверстием.

няют окончательное хонингование мелкозернистыми брусками зернистостью 8—4. Припуск на окончательное хонингование со­ставляет 0,02—0,03 мм на диаметр. Обработка выполняется на тех же скоростях движения хонинговальной головки, а величи­на радиальной подачи или удельное давление снижаются. После окончательного хонингования точность отверстия находится в пределах 0,005—0,01 мм, а чистота обрабатываемой поверхности в зависимости от принятой зернистости брусков соответствует ■8—10-м классам.

Время окончательного хонингования составляет в среднем

12— 15 сек на одну деталь. Высокая производительность, точ­ность и качество обработанной поверхности позволяют успешно осуществлять процесс хонингования вместо внутреннего шлифо­вания.

S6

Точность положения оси отверстия относительно зубчатого венца и боковых поверхностей шлицев, полученная механической обработкой, сохраняется значительно лучше при применении после термической обработки хонингования взамен шлифования.. Хонингование шлицевых отверстий целесообразно и в автомати­ческих линиях по изготовлению зубчатых колес.

Хонингование отверстий головок шатунов автомобильных двигателей выполняется на горизонтальных и вертикальных станках. Зачастую указанные детали обрабатываются в пакете по несколько штук. В частности, фирмой’ Микроматик освоен процесс хонингования отверстий го­ловок одновременно семи шатунов.

Детали устанавливаются в плаваю­щем между двумя направляющими приспособлении и обрабатываются как одна длинная деталь. Для. на­правления хонинговальной головки применяется пластмассовая направ­ляющая, которая входит в обраба­тываемые отверстия до хонинго­вальных брусков. Достигаемая средняя точность размера обраба­тываемого отверстия составляет 0,038 мм, при этом овальность и прямолинейность оси отверстия вы­держиваются в пределах 0,006 мм.

Время обработки пакета деталей со­ставляет 15 сек, а одной детали —

2 сек. Стойкость брусков — более 1000 деталей.

В последние годы хонингование получило применение и в подшип­никовой промышленности для обра­ботки колец подшипников качения.

В практике встречается хонингова-

ка, деталь 2 закрепляется в плавающем приспособлении и само — устанавливается относительно головки 1. Внедрение хонингова­ния вместо внутреннего шлифования помимо повышения качества обработанной поверхности и сокращения времени и се­бестоимости обработки значительно упрощает автоматизацию обработки деталей указанного типа. На фиг. 56 показана рабо­чая позиция станка, настроенного на обработку кольца ролико­вого подшипника.

Хонингование трех точных отверстий штампованного рычага дизельного двигателя осуществляется после растачивания на

Фиг. 57. Детали с прерывистыми отверстиями.

автоматизированном хонинговальном станке алмазными брус­ками на бронзовой связке. Размеры отверстий: d = 65 и 38 мм, I = 70 и 45 мм. Снимаемый припуск составляет 0,08—0,12 мм на диаметр; режимы работы те же, что и при работе хонинговаль­ными брусками. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяется смесь 60% жидкотекучего масла, активированного хлором, с 40% керосина. Время хонингования большого от­верстия 1,45 мин, а малого— 1,2 мин.

Применение алмазных брусков вместо хонинговальных обес­печивает значительное повышение их стойкости, а также облег­чает получение высокой точности размеров. В частности, при обработке отверстий большого диаметра стойкость алмазных брусков составляет в среднем 9000 деталей, тогда как обычно применяемые хонинговальные бруски из карбида кремния имеют •стойкость 100 деталей.

Среди деталей с короткими отверстиями встречаются дета­ли с прерывистыми отверстиями. Примеры таких деталей пока­заны на фиг. 57. Для хонингования отверстий в крышках высо­той h гидронасосов их собирают в пакет, как показано на фиг. 57, а. Поверхность цилиндра будет прерывистой. В собран­ные таким образом детали вставляют оправку соответствующего диаметра, после чего пакет закрепляется, а оправка перед за­креплением вынимается.

Аналогично предыдущему примеру обрабатываются кольца, показанные на фиг. 57, б. Они собираются в пакет так, чтобы «8

внутренняя цилиндрическая поверхность одного кольца распо­лагалась над канавкой другого.

Детали с отверстиями большой длины (отношение длины отверстия к диаметру более 10) представляют особую группу. К ним относятся детали типа цилиндра пиропатрона катапуль­тирующих устройств, орудийные стволы, некоторые детали из толстостенных труб длиной до 4 м, направляющие гидропрессов и др. Детали длиной до 1500—2000 мм обрабатывают на верти­кальных хонинговальных станках. Детали длиной свыше 2000 мм обрабатывают на горизонтальных станках. При этом для дета­лей больших диаметров вращение сообщается детали и инстру­менту. Для повышения эффективности обработки хонинговаль­ные головки изготавливают многорядными по 4—12 и более хонинговальных брусков в каждом ряду.

Хонингование находит применение для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Процесс хонингования, наружной цилиндрической. поверхности — происходит также, — как и внут­ренней. Различие состоит в конструкции хонинговальных го­ловок.

Существует несколько сх-ем выполнения процесса наружного хонингования:

головка закреплена неподвижно; вращательное и возвратно­поступательное движение совершает обрабатываемая деталь; этим способом обычно обрабатывают детали больших диамет­ров на станках горизонтального типа;

обрабатываемая деталь закреплена неподвижно; головка со­вершает необходимые движения; этот способ применяют для обработки деталей небольшой длины на станках вертикального типа;

обрабатываемая деталь совершает только вращательное, а головка возвратно-поступательное движение; хонингование обычно выполняется на станках горизонтального типа.

К числу примеров деталей, у которых хонингуется наружная цилиндрическая поверхность, можно отнести также валы, штоки, плунжеры, золотники и т. п. Так, например, фирма Нагель осу­ществляет хонингование штоков на двухшпиндельном хонинго­вальном станке вертикального типа. Детали закрепляются на шпинделях и совершают вращательное и возвратно-поступатель­ное движение. Хонинговальные головки установлены на столе станка неподвижно.

В практике встречаются примеры хонингования конусных и эллипсных отверстий. Однако в этом случае процесс хонинго­вания обеспечивает лишь получение высокого класса чистоты обработанной поверхности и не улучшает точности размеров и формы отверстия, так как в головках, предназначенных для указанных целей, прижим брусков к обрабатываемой поверх­ности осуществляется эластичным элементом в виде резиновой пневмокамеры и т. п.

Конусность в отверстии можно создавать путем регулирова­ния величины перебега хонинговальных брусков или изменением давления разжима брусков (или радиальной подачи) при пере­мещении головки вдоль отверстия за каждый ход.

В промышленности находит применение электрохимическое хонингование в том случае, когда обычное хонингование данного материала затруднено или не обеспечивает необходимой произ­водительности. Этот процесс нашел применение, в частности, при обработке отверстий в деталях из твердых сплавов, при доводке канала ствола охотничьих ружей и в некоторых других случаях при обработке отверстий небольшого диаметра.

Электрохимическое хонингование основано на использовании для съема металла с обрабатываемой поверхности одновременно электрохимического и механического воздействий. В качестве

Фиг. 58. Схема процесса электрохонинговавия: 1 — обрабатываемая деталь; 2 — головка; 3 — хонинговаль­ные бруски; 4 — насадка.

рабочей жидкости при электрохимическом хонинговании могут применяться водные или неводные растворы различных солей, кислот и оснований. Выбор рабочей жидкости обусловлен элек­трохимическими свойствами обрабатываемых материалов. Инст­рументом являются хонинговальные бруски или другие притиры, способные в процессе обработки шаржироваться абразивом. В зависимости от свойств обрабатываемого материала и элек­тролита процесс анодного растворения может происходить как непрерывно, так и с образованием на аноде пассивной пленки, которая замедляет или приостанавливает дальнейшее растворе­ние анода. В тех случаях, когда требуется высокая производи­тельность, рекомендуется применять электролиты, обеспечиваю­щие непрерывное растворение анода с высоким выходом по току. При этом в качестве инструментов целесообразно при­менять бруски такой же Характеристики, как и при обычном хонинговании.

В зависимости от зернистости хонинговальных брусков мо­жет быть достигнута чистота поверхности 8—10-го классов. Для получения более высоких классов чистоты поверхности приме­няются электролиты, при которых на обрабатываемой поверх­ности анода образуются пассивные пленки. В этом случае для чистовой обработки используют специальные притиры (из твер­дых пород дерева и т. п.). Порошкообразный абразив вводится в электролит и находится в нем во взвешенном состоянии. Такой вид обработки позволяет достигать чистоты поверхности 14-го класса.

Электрохимическое хонингование может осуществляться как на постоянном, так и на переменном токе, но в последнем случае производительность процесса ниже. На фиг. 58 показана схема процесса злектрохонингования. Обрабатываемая деталь 1 является анодом. Хонинговальная головка 2, несущая на себе бруски 3, является катодом. Подача ^ электролита осуществ­ляется через насадку 4, надеваемую на один из концов обраба­тываемой детали.

Автоматизация и перспективы применения процесса хонинго-, вания. Комплексная автоматизация производственных процес­сов, широко охватившая все отрасли машиностроения, потребо­вала. решения вопросов автоматизации и хонингования как одной из доводочных операций, обеспечивающих улучшение ка­чества поверхности, погрешностей формы и повышение точности обработки. Требования к автоматизации этого процесса были выдвинуты прежде всего условиями массового производства. Прежде чем прийти к полной автоматизации, процесс хонингова­ния прошел длительный путь совершенствования его основных элементов: станков, инструментов, приспособлений и режимов.

Работа в этом направлении началась с оснащения обычных хонинговальных станков дополнительными гидравлическими устройствами, осуществляющими радиальную подачу хонинго­вальных брусков головки. Эти устройства позволили и в серий­ном производстве снимать большие припуски. Кроме того, по­стоянство рабочего давления на бруски позволило осуществить управление станком при помощи реле времени, автоматически выключающим последний.

Дальнейшим развитием явилось создание хонинговальных станков с магазинным устройством и поворотным столом, имею­щим загрузочную, рабочую и разгрузочную позиции. Затем было установлено автоматическое переключение, позволившее выпол­нять ряд приемов по управлению станком при помощи простого нажатия контактной кнопки.

Важной ступенью развития явилась разработка конструкции хонинговального станка для поточного производства, у которого детали доставляются в рабочую зону транспортирующим уст­ройством, перемещающим их после обработки на последующие рабочие позиции поточной линии. При этом была впервые до­стигнута полная автоматизация процесса обработки на хонин­говальном станке. Однако при отсутствии надежных измери­тельных устройств и управлении станком при помощи реле времени автоматизация процесса могла осуществляться лишь в условиях съема небольших припусков и строгого постоянства таких параметров процесса, как величина припуска и характе­ристика брусков (главным образом их твердости).

Автоматизация процесса хонингования деталей, имеющих неодинаковый припуск, стала возможной лишь после того, как было создано надежно работающее и непосредственно измеряю­щее размеры отверстия измерительное устройство, вводимое в систему управления станком. Это явилось также одной из основных предпосылок, обеспечивающих встраивание хонинго­вальных станков в автоматические линии.

При рассмотрении хонингования в числе других операций, выполняемых на металлорежущих станках, с точки зрения их •автоматизации, можно отметить положительные и отрицатель­ные стороны. К числу положительных сторон, отличающих хо­нинговальные станки от многих других, относится простота установки, ориентации и закрепления детали, подвод и отвод инструмента. Хорошая чистота обрабатываемой поверхности обеспечивает надежность измерения размеров в процессе обра­ботки с помощью контактных и бесконтактных измерительных устройств.

При автоматизации процесса хонингования возникают и из­вестные трудности, вызванные тем, что хонинговальные бруски в процессе работы подвержены постепенному износу. В то же .время при выполнении операции к точности размеров и правиль­ности геометрической формы обрабатываемого отверстия предъ­являются самые высокие требования.

Автоматизация процесса хонингования, как и многих других технологических операций, неизбежно требует наличия опреде­ленных предпосылок, при отсутствии которых она может ока­заться неэкономичной или даже неосуществимой. В числе этих предпосылок необходимо отметить следующие.

Внедрение автоматических хонинговальных станков или хо­нинговальных станков, предназначенных для встраивания в автоматические линии, может быть экономичным при обработке крупных партий деталей. Важную роль играет форма и вес обра­батываемой детали, определяющие способ фиксирования и ориентации ее на рабочей позиции, а также транспортировку между последними. На это следует обратить особое внимание. При хонинговании в автоматических линиях в настоящее время предпочитают «плавающее» закрепление детали. В этом случае значительно упрощается ее транспортировка и базирование. На рабочей позиции лишь устраняют при помощи фиксирующих штифтов возможность ее проворачивания. Хонинговальная го­ловка крепится жестко к шпинделю станка и по ней ориенти­руется обрабатываемая деталь. Жесткое закрепление хонинго­вальной головки обеспечивает не только удобство ввода ее в об­рабатываемое отверстие, но и заметно повышает точность последнего.

К хонинговальным брускам в условиях автоматизированного производства предъявляются повышенные требования. Для экономичности обработки бруски должны обладать прежде все — 92

го стойкостью, примерно равной стойкости инструментов, рабо­тающих на других рабочих позициях автоматической линии. Обычно бруски на керамической или бакелитовой связках в за­висимости от величины снимаемого припуска обладают стой­костью в 150—400 деталей. Требованиям, предъявляемым к инструментам, работающим в автоматических линиях, в боль­шей мере удовлетворяют алмазные бруски. Такие бруски в зави­симости от толщины алмазного слоя обладают стойкостью в 10 000—30 000 деталей и более. Особым преимуществом при этом является постоянство формы как "брусков, так и обрабо­танных отверстий. Применением алмазных брусков достигается снижение времени хонингования на 20—30%.

Независимо от того, что хонинговальные станки, применяе­мые в автоматических линиях, предназначаются для обработки конкретных деталей, рекомендуется все же сохранять широкий диапазон чисел оборотов шпинделей. Это необходимо для вы­бора экономичных режимов хонингования при изменении харак­теристики брусков и обрабатываемого материала. Хонингование отверстий большой длины на автоматизированных хонинговаль­ных станках, а тем более в автоматических линиях, встречает •серьезные трудности вследствие возможности колебаний разме­ров отверстия по длине; поэтому в автоматических линиях наи­более целесообразно хонингование отверстий небольшой длины.

Глухие отверстия также могут обрабатываться на автомати­зированных станках и автоматических линиях при том, однако, условии, что выточка у дна будет иметь длину, достаточную для выхода (перебега) хонинговальных брусков. Весьма важное значение имеют точность размеров и формы предварительно об­работанного отверстия и величина снимаемого припуска при хонинговании. Для экономичного осуществления процесса в. автоматических линиях необходимо тщательное выполнение опе­раций, предшествующих хонингованию.

Хонинговальные станки, встраиваемые в автоматические ли­нии, обычно снабжаются отдельными транспортирующими уст­ройствами в виде круглого поворотного индексирующегося сто­ла, бесконечной цепи или штапгп е фиксирующими штифтами, совершающей возвратно-поступательное движение. Деталь, об­работанная на предыдущей операции, должна быть доставлена в зону действия транспортирующего устройства, после чего она вводится в рабочую зону хонинговального станка, устанавли­вается в требуемое положение центрирующими упорами, за­крепляется, обрабатывается, освобождается и передается на по­следующую операцию. Затем происходит повторение всего цикла.

В Советском Союзе и за рубежом изготавливаются хонинго­вальные станки, цикл работы которых полностью автоматизиро­ван, пригодные для встраивания в автоматические линии. К ним относятся станки мод. ОФ-52, ОФ-38А, ОФ-42 отечественного

производства, а также станки некоторых зарубежных фирм: Микроматик, Барнес-Дрилл, Нагель и др.

В качестве примеров деталей, хонингуемых на автоматизиро­ванных станках и в автоматических линиях, можно назвать зубчатые колеса, кольца подшипников, тормозные барабаны, блок цилиндров автомобильных двигателей, шатуны и др. На­пример, хонинговальный автомат, встроенный в поточную линию с непрерывно движущимся межоперационным транспортером,, осуществляет хонингование цилиндровых гильз двигателей авто­мобилей. Станок снабжен четырехпозиционным делительно­поворотным столом и четырехсторонней загрузочной головкой револьверного типа. Одновременно хонингуются по две гильзы. Продолжительность цикла 30 сек. Детали, поступающие с не­прерывно движущегося цепного транспортера линии на грави­тационный склиз, скатываются в конце его в квадратную загрузочную головку станка. Каждая первая и третья детали попадают со склиза на рамку, из-под которой двумя пневмо­цилиндрами выдвигаются наклонные подъемники. Они ставят лежащие гильзы вертикально под загрузочные руки, которые захватывают детали пневматически действующими пальцами. Загрузочная головка поворачивается на 90° против часовой стрелки, подъемники опускаются, чтобы принять очередную пару деталей. На следующей позиции головки производится контроль гильзы пневмопробками. При попадании гильзы с заниженным размером внутреннего диаметра, станок автоматически выклю­чается и на его панели загорается сигнальная лампа. Этим предупреждается возможность поломки головки.

Годные гильзы перемещаются затем к вертикально опускаю­щимся штокам, несущим пневматически разжимные оправки, которые входят в отверстия гильз и захватывают их изнутри. Пальцы, державшие гильзы снаружи, расходятся, и гильзы опускаются вертикальными штоками в свободные гнезда приспо­соблений поворотного стола станка.

При повороте стола на 90° гильзы переносятся на промежу­точную позицию станка в то время, как обработанные детали с одной позиции переходят на другую. Готовые детали снима­ются с приспособлений на разгрузочной позиции вертикальными штоками, захватываются снаружи пальцами и после вывода штоков с оправками переносятся при следующем повороте ре­вольверной головки на разгрузочную позицию.

Детали, поступающие на рабочую позицию и свободно стоя­щие в гнездах приспособлений, закрепляются пневматически управляемыми вильчатыми прихватами, которые поджимают гильзу кверху, до упора торцов их фланцев в опорные кольца приспособлений рабочей позиции.

Хонингование отверстий осуществляется до получения тре­буемых размеров, после чего измерительно-управляющее уст­ройство подает команду на вывод головки из обрабатываемого 94 отверстия. После вывода головки и открепления гильз, послед­ние передаются на контрольную позицию, где пневматические измерительные приспособления производят замер действитель­ных размеров гильз. Результаты измерений автоматически запи­сываются перфорационным методом, что дает возможность непрерывно следить за протеканием процесса. Обработанные и измеренные гильзы автоматически укладываются в. горизон­тальное положение и передаются на общий транспортер линии.

Автоматическая линия для хонингования V-образных 6- и 12-цилиндровых блоков двигателей состоит из двух специали­зированных вертикально-хонинговальных станков фирмы Бар — нес-Дрилл. Оба станка оснащены приспособлениями для поворота блока в положение, при котором обрабатываемые от­верстия располагаются вертикально. Линия может быстро пере­налаживаться с обработки одного типа блока на другой. Шести­шпиндельный станок одновременно обрабатывает по три от­верстия в двух шестицилиндровых блоках и после поворота при­способления— остальные шесть отверстий этих же блоков. Второй станок, трехшпиндельный, обрабатывает сначала три отверстия 12-цилиндрового блока, после индексации еще три отверстия, а затем поворачивается и в две операции обрабаты­вает остальные шесть отверстий. Станки оснащены специальным опрокидывающим устройством для удаления смазочно-охлаж­дающей жидкости. Размеры обрабатываемых отверстий стабиль­но выдерживаются в пределах 0,0075 мм. Высота микронеров­ностей поверхности находится в пределах 0,375—0,625 мк. Фир­мой Нагель создан хонинговальный станок, предназначенный для встраивания в автоматические липни п обработки деталей типа шатунов, зубчатых колес, колец подшипников и т. п.

В практике встречаются прпмепы включения хонингования в виде отдельной позиции в агрегатные станки. Дальнейшее раз­витие процесса хонингования идет но пути расширения его при­менения, повышения величины снимаемого припуска, точности, чистоты и производительности. Весьма перспективным является освоение в промышленности алмазных брусков. Их применение в десятки раз. повышает стойкость но сравнению с хонинговаль­ными брусками. При этом достигается более высокая точность и производительность.