Хонингование — технология обработки¶

Хонингование — это финишный (предварительный перед суперфиниш) вид механической обработки, заключающийся в снятии тонкого слоя металла с поверхности отверстия цилиндрической формы с помощью абразивного инструмента — хонинговальной головки. Цель процесса — получить отверстие высокой точности по диаметру, цилиндричности и характеру микрорельефа поверхности. Хонингование относится к классу абразивной обработки и применяется преимущественно для внутренних поверхностей.

¶Принцип процесса

При хонинговании абразивный инструмент (хонинговальные головки с установленными брусками) одновременно совершает два вида движения: вращательное (вокруг оси отверстия) и возвратно-поступательное (вдоль оси). В результате на обрабатываемой поверхности образуется характерная сетчатая (перекрёстная) структура микрорельефа, которая обеспечивает хорошие условия для удержания смазочных материалов и повышает износостойкость детали.

Скорость вращения головки и скорость её возвратно-поступательного перемещения подбираются таким образом, чтобы получить требуемый угол пересечения следов резания (обычно 20–45°). От соотношения этих скоростей зависит глубина и форма сетки на поверхности.

¶Виды хонингования

По типу абразивного инструмента различают:

• Корундовое — применяется для обработки чугуна и мягкой стали.
• Карбидное (эльборовое) — используется для закалённых сталей и чугунов высокой твёрдости.
• Алмазное — применяется для обработки особенно твёрдых материалов, сплавов на основе цветных металлов, а также для чугуна.

По способу подачи абразивных брусков на обработку различают механическое (расширение брусков с помощью клина или шарика) и пневматическое (расширение с помощью пневматического мешка) раскрытие головки.

По назначению выделяют:

• Предварительное хонингование — для быстрого снятия припуска и коррекции геометрических дефектов отверстия.
• Чистовое хонингование — для получения заданной точности и микрорельефа.
• Суперфиниш — сверхточная финишная доводка, близкая по принципу к хонингованию, но с малыми давлениями и скоростями.

¶Оборудование и инструмент

Основной инструмент процесса — хонинговальная головка, состоящая из корпуса, в котором установлены абразивные бруски (обычно от 3 до 12 штук), и механизма раскрытия. Бруски изготавливаются на различных связках: керамической, бакелитовой, металлической. Зернистость брусков подбирается в зависимости от требуемой шероховатости: от крупной (для предварительного) до мелкой (для чистового хонингования).

Хонингование выполняется на специальных станках — хонинговальных, либо на универсальных металлорежущих станках с применением приспособлений. Станки оснащены системами управления, обеспечивающими автоматическое раскрытие брусков, контроль диаметра отверстия и остановку обработки при достижении заданного размера.

В качестве СОЖ при хонинговании применяются минеральные масла, эмульсии или специальные хонинговальные жидкости, которые отводят тепло и смывают абразивную пыль.

¶Точность и качество поверхности

Хонингование позволяет получить:

• точность по диаметру отверстия в пределах 1–2 классов точности (IT6–IT7);
• отклонение формы (овальность, конусность) в пределах 5–10 мкм;
• шероховатость Ra 0,32–0,63 мкм (при чистовом) и Ra 0,08–0,16 мкм (при суперфинише).

Процесс позволяет исправлять дефекты предыдущих операций: конусность, овальность, биение оси отверстия, а также корректировать положение оси отверстия относительно базовых поверхностей.

¶Применение

Наиболее широкое распространение хонингование получило в двигателестроении — для обработки гильз и блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Характерный сетчатый микрельеф, образуемый хонингованием, обеспечивает надёжную работу поршневых колец и снижение расхода масла.

Также процесс применяется в:

• гидравлике — для обработки отверстий гидроцилиндров, золотников, прецизионных втулок;
• авиационной промышленности — для обработки отверстий в деталях шасси, гидросистем;
• приборостроении — для прецизионных втулок и направляющих;
• общем машиностроении — для отверстий в корпусных деталях, втулках, подшипниках скольжения.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам хонингования относятся: высокая точность обработки, возможность исправления геометрических дефектов, создание оптимального микрорельефа, высокая производительность при больших припусках, относительная простота настройки.

Ограничения процесса: хонингование применимо преимущественно к цилиндрическим отверстиям (обработка наружных поверхностей возможна, но требует специального оборудования), необходимость точной настройки инструмента под конкретный диаметр, износ брусков при обработке твёрдых материалов.

¶История

Метод хонингования был разработан в начале XX века и получил промышленное распространение в 1920-х годах в США, первоначально для обработки гильз автомобильных двигателей. В СССР хонингование внедрялось с 1930-х годов, активное развитие получило в 1950–1960-е годы в связи с массовым производством автомобильных и тракторных двигателей. Ведущими разработчиками хонинговального оборудования в России являются предприятия, выпускающие станки серии 2А и 3К, а также компании, специализирующиеся на прецизионной обработке.