Алмазное хонингование глубоких отверстий
Хонингование с промежуточным изменением исходной шероховатости обрабатываемой поверхности.
Для
обеспечения возможности снятия больших припусков при хонинговании цилиндрических поверхностей особую роль приобретает величина исходной шероховатости и припуска.
Для интенсификации процесса алмазного хонингования глубоких отверстий необходимо выбрать оптималь ную величину исходной шероховатости, что обеспечивает определенный эффект при снятии припуска порядка 0,1—0,2 мм на диаметр.
При исправлении больших исходных погрешностей геометрической формы отверстия возникает необходимость снимать при минимальных затратах значительно большие припуски (до 0,3—0,6 мм на диаметр). Стабильная интенсивность съема металла достигается новым способом обработки, при котором на хонингуемой поверхности создается промежуточная шероховатость, которая выбирается больше окончательной шероховатости поверхности.
Конструкция хонинговальной головки [23] для создания на обрабатываемой поверхности промежуточной шероховатости представлена на рис. 33. Она состоит из корпуса U внутри которого расположен разжимной конический шток 2, служащий для разжима колодок 3 с алмазными брусками 4, и колодок 5 с установленными на них свободно вращающимися накатными роликами 6, и имеющими цилиндрическую, бочкообразную или другую форму рабочей поверхности. Накатные ролики установлены на колодке при помощи осей 7 Для удержания колодок от выпадения служат плоские пружины 8.
После ввода головки в обрабатываемое отверстие разжимной шток под действием внешней силы раздвигает колодки 3 и 5 с соответственно расположенными на них брусками и накатными роликами до соприкосновения их с обрабатываемой поверхностью. Вращение и возвратно-поступательное перемещение головки относительно обрабатываемой детали приводят к обкатыванию всей обрабатываемой поверхности накатными роликами, вследствие чего на ней искусственно создается шероховатость, способствующая последующему интенсивному съему металла хонинговальными брусками. После завершения обработки разжимной шток возвращается в исходное положение и колодки под действием плоских пружин утапливаются.
В зависимости от обрабатываемого материала накатные ролики могут быть изготовлены из закаленной
Рис. 34. Хонинговальная головка с принудительно вращающимися режущими элементами
стали или твердого сплава.
Рабочая поверхность накатных роликов имеет рифление.
Данный способ предназначен в основном для предварительного хонингования, он обеспечивает стабильный интенсивный съем припуска.
Хонингование с дополнительным возвратно-вращательным движением режущих элементов. Сущность этого метода заключается в том, что абразивно-алмазным режущим элементам, выполненным в виде короткого цилиндра со сферической рабочей поверхностью, наряду с вращательным и возвратно-поступательным движениями, присущими обычному процессу хонингования, сообщают принудительное возвратно-вращательное движение вокруг своей оси, перпендикулярной оси обрабатываемого отверстия.
Характерной особенностью данного метода хонингования является то, что каждое алмазное зерно режущего элемента наряду с постоянным изменением расположения в направлении движения инструмента имеет свою, неповторяемую другими, траекторию движения.
Разработана новая конструкция хонинговальной головки с принудительно вращающимися цилиндрическими режущими элементами (рис. 34) [4]. Головка состоит из корпуса 4 с втулкой 7, внутри которого расположен конус 3 для разжима колодок 2У удерживаемых в пазах с помощью пружины 1. В центральные отверстия коло
док с возможностью свободного вращения вставлены державки 5, имеющие зубчатые венцы и несущие цилиндрические абразивно-алмазные режущие элементы 5. Рабочая поверхность режущих элементов имеет сферическую форму с радиусом, равным радиусу обрабатываемого отверстия. Зубчатые венцы державок находятся в зацеплении с зубчатой рейкой, нарезанной на одной из сторон продольных пазов, охватывающей корпус втулки 8. Головка (за исключением втулки б, которая неподвижно крепится на шпиндельной бабке станка) непосредственно соединяется со шпинделем станка, от которого она получает вращательное и возвратнопоступательное движение относительно обрабатываемой детали. Втулка 8 за счет винтовых канавок на втулке б при вращении получает возвратно-поступательное движение, которое преобразуется реечной передачей в возвратно-вращательное движение абразивно-алмазных режущих элементов 5 относительно своей оси. Радиальная подача осуществляется от штока и разжимных конусов.
Головкой новой конструкции была обработана большая партия втулок глубинного нефтяного насоса диаметром 43 мм, длиной 300 мм, изготовленных из стали 38ХМЮА и азотированных до твердости HRA^80. Обработка производилась двумя хонинговальными головками разной конструкции, отличающимися исполнением режущего элемента и кинематикой движения. Новая головка оснащена изготовленными из обычных хонинговальных брусков режущими элементами общей площадью 72 см2. Для сравнения использовалась также головка обычной конструкции, оснащенная алмазными хонинговальными брусками АСВ 200/160 — МС15 — 100% общей площадью 180 см2.
Окружная скорость хонинговальной головки v0K = = 22,3 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки уВп = П А м/мин, скорость возвратно-вращательного движения режущих элементов ивр = 0-г-26,4 м/мин (при наружном диаметре режущих элементов 12 мм и частоте вращения 696 об/мин), давление руд = 3 кгс/см2, смазочно-охлаждающая жидкость — керосин. Режущие элементы использовались до полного износа их алмазоносного слоя.
Результаты сравнительных испытаний показали высокую эффективность головки с принудительно вращаю-
щимися режущими элементами. При прочих равных условиях она обеспечивает повышение производительности в 6—8 раз и уменьшение сил резания в 2 3 раза.
Рис. 35. Изменение интенсивности съема обрабаты- мм /мин
ваемого материала по времени при алмазном хонинго- д^ вании головками разных конструкций:
- — хонинговальная головка с 018 цилиндрическими режущими элементами с вращательным и возвратно-поступательным движением относительно оси обрабатываемой детали и возвратновращательным движением относительно своей центральной оси; ООЬ
- — хонинговальная головка обычной конструкции, совершающая относительно оси обрабатываемой детали вращатель- О ное и возвратно-поступательное
движение
Зависимость съема металла от времени обработки хонинговальными головками различных конструкций приведена на рис. 35. При обработке головкой обычной конструкции интенсивность съема металла падает пропорционально времени обработки, в то время, как при работе новым хоном, интенсивность съема металла стабильно высокая и почти не зависит от времени обработки и исходной шероховатости поверхности.
