Хонингование

Вертикально-хонинговальный станок ЗГ833

Станок состоит из основания 1 (рис. 6), на котором крепится колона 7, электронасос охлаждения 18 и приспособления для установки деталей. На ко- лоне расположены: привод 10 редуктора вращения шпинделя, привод 8 коробки передач, пульт управления 16 и электрошкаф (на рисунке не показан). На ци- линдрических направляющих 11, закрепленных вверху в корпусе редуктора 15, совершает поступательно-возвратное движение ползун 13, который соединен поводком 14 с хонинговальной головкой 2.
Возвратно-поступательное движение ползуна осуществляется с помощью рейки 5, закрепленной в нем от коробки передач 6. Вращательное движение сообщается хонинговальной головке редуктора 15 на приемную шестерню ползуна через шлицевой вал 3.
Ход ползуна регулируется рукояткой 12 механизма регулирования. Разжим брусков хонинговальной головки производится вручную маховиком 4 механизма, а ручной ввод ее в обрабатываемое отверстие маховиком 9 механизма ввода.

Рис. 6. Вертикально-хонинговальный станок 3Г 833:
1 – основание; 2 – хонинговальная головка; 3 – шлицевой вал; 4 – маховик; 5 – рейка; 6 – коробка передач; 9 – маховик ручного ввода; 10 – привод редуктора; 11 – цилиндрические направляющие; 12 – рукоятка механизма реверсирования; 13 – ползун; 14 – поводок; 15 – редуктор; 16 – пульт управления; 17 – приспособление для охлажде- ния хона; 18 – электронасос охлаждения; 19 – приспособление для крепления деталей.

Др.р. = dmax + 2(а + в), мм

где dmax – диаметр гильзы в месте наибольшего износа (наивысшая точка верх- него поршневого кольца), мм;
а – припуск на растачивание (по условиям заглубления резца, 0,05 ... 1 , 0 мм на сторону);
в – припуск на двухстадийное хонингование (0,02 ... 0,05 мм на сторону), причем припуск на окончательное хонингование в зависимости от требований на шероховатость может колебаться в пределах 0,005 ... 0,015 мм).
Измеряют длину цилиндра и устанавливают ограничительные кулачки, закрепленные в Т-образном пазу на правой стороне колоны станка.
Кулачок, ограничивающий перемещение бабки вниз, устанавливают та- ким образом, чтобы он нажимал рычаг конечного момент выхода резца из рас- тачиваемого отверстия на 3 ... 5 мм.

6.3. Установить блок цилиндров или гильзу в приспособлении и центрировать их со шпинделем шариковой оправкой 4.
В резцовую головку 3 шпинделя вставляют центрирующую головку 4 (рис. 7) и устанавливают ее на необходимый размер (вращением установочного винта 2), который определяется по следующей формуле:

I = (Д + d0)/2,

где Д – диаметр гильзы цилиндра в верхней части, мм;
d0 – диаметр шпинделя (оправки), d0 = 100 мм.

После установки центрирующей оправки вращением маховика 6 (рис. 2) шпиндель станка опускают настолько, чтобы шаровой конец оправки вошел в цилиндр на 3 … 5 мм от поверхности блока. Затем медленно поворачивая шпиндель и перемещая по столу блок цилиндров, устанавливают его в положе- ние, при котором конец оправки касается поверхности цилиндра по всей ок- ружности.
После этого осторожно закрепляют блок цилиндров к столу четырьмя планками и болтами, проверяют центровку и поднимают шпиндель. Убирают

центрирующую оправку, ввертывают в шпиндель колодку специального инди- каторного приспособления (рис. 5).
Рычаг приспособления вводят в цилиндр на 3 ... 5 мм от поверхности кромки, подводя его к поверхности цилиндра, совмещают шкалу индикатора 4 со стрелкой и медленным вращением шпинделя проверяют точность совмеще- ния осей цилиндра и шпинделя. Если отклонение по индикатору не более 0,02
... 0,03 мм, то установка считается нормальной, при больших показаниях установку и центровку блока (гильзы) цилиндров повторяют.

а) б)

Рис. 7. Схема центрирования цилиндров (а) и установки резца (б):
1 – цилиндр. 2 – установочный винт, 3 – резцовая головка, 4 – центри- рующая оправка, 5 – установочный винт резца, 6 – шкала, 7 – резец.

6.4. Установить резец в размер, на который будет производиться расточка.

В отверстие шпинделя вставляют резец и вращением винта (рис. 7, б) ус- танавливают его на размер, рассчитанный по формуле:

Н р 

Д р. р.  d0  2b .
2

При этом надо учитывать, что поворачивая установочный винт 5 резца против часовой стрелки на одно деление шкалы, резец выдвигается на 0,02 мм.
После установочный резца на требуемый размер следует прочно завер- нуть стопор и снова замерить размер Нр микрометром.
Для установки резца на заданный размер расточки может применятся на- ездник. Он состоит из призматического корпуса, в отверстие которого вставляет- ся оправка с внутренним стержнем, передающим усилие стержня на штырь эта- лона. Эталон представляет собой барабан, по размерам соответствующий голов- ке шпинделя (диаметром 78 и 120 мм). В него запрессованы штыри, прошлифо- ванные на 12 размеров расточки цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

6.5. Определить режимы растачивания и выбрать по паспорту ближайшие к расчетным частоту вращения и подачу шпинделя.

Режим резания определяется по заданным условиям обработки, сочетая наи- выгоднейшие глубину резания, подачу и скорость резания в следующем порядке:
– определяют глубину резания и число заходов и выбирают подачу;
– определяют скорость резания, частоту вращения, корректируют вы- бранный режим в зависимости от измененных условий обработки и паспортных данных станка.
Следует иметь в виду, что глубина резания при расточке изношенного цилиндра двигателя непостоянна по длине цилиндра.
Максимальная глубина, резания определяется выражением:

t  Д р. р.  Д 0 ,
2

где До– наименьший размер цилиндра до расточки, мм.
Глубина резания в пределах 0,05 ... 0,35 мм существенно не влияет на ка- чество поверхности. Это позволяет производить расточку за один проход, так как в соответствии с величиной ремонтного интервала глубина резания обычно не превышает 0,25 мм.
Оптимальные подачи для металлов приводятся в таблице 5.
Низшие значения выбирают в случаях, если тонкая расточка является за- ключительной операцией.

Таблица 5

Предпочтительная подача и скорость резания

Обрабатываемый материал Подача, мм/об Скорость резания
Чугун серый и аустенитный 0,05 … 0,12 250 ... 300
Алюминиевые сплавы 0,03 … 0,10 366 ... 600
Сталь (НВ 170 … 210) 0,05 ... 0,10 120 ... 300
Тракторные и автомобильные цилиндры 0,01 ... 0,12 150 … 200

Так как в нашем случае после расточки цилиндров будет проводится до- водка, то рационально выбрать большие значения подач.
Число проходов, необходимые для припуска определяют по формуле:

где h – припуск на обработку мм.

Подачу выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к чистоте обрабатываемой поверхности, принятой глубины резания, твердости обрабаты- ваемого материала.
Скорость резания выбирают в зависимости от качества обрабатываемого материала, материала резца, глубины резания и подачи.
Выбранную по таблице скорость резания корректируют, если условия об- работки отличаются от табличных.
Определив скорости резания, подсчитывают частоту вращения шпинделя станка n, об/мин по формуле:

где V – скорость резания, м/мин.
Рассчитанную частоту вращения проверяют, соответствует ли она дан- ным станка, на котором предусматривается обработка детали. Скорректировать,

если необходимо, режим резания.

6.6. Настроить станок на заданный режим и произвести растачивание гильзы или блока цилиндров блока.

6.7 Измерить диаметр расточенной гильзы, цилиндра и определить шеро- ховатость поверхности (по эталонам шероховатости).

6.8 Основное время при растачивании цилиндров Т0 мин. определяется из соотношения:

где l4 – длина цилиндра, мм;

Т  l4  l1  l2 ,
0 n  S

l1 и l2 – врезание и перебег резца, мм; S– подача резца, мм/об (м/мин).

6.9. Заполнить операционную карту на механическую обработку.

Включение и выключение станка в присутствии учебного мастера произ- водится следующим образом. Рукояткой 4(рис. 2) переключения скорости и ру- кояткой 6 подачи шпинделя установить частоту вращения и подачу, маховиком 7 ручной подачи подвести шпиндель 23 к гильзе так, чтобы резец касался верх- него ее торца. Включением кнопки пуска (так чтобы резец касался) 10 пустить станок в работу. Произвести растачивание гильзы на всю длину. По окончании растачивания остановить станок.
Маховиком 18 ручного перемещения стола сместить гильзу в сторону так, чтобы при выходе шпинделя не испортить ее резцом. Затем рукоятку 15 само- хода поставить в положение «Ускоренная подача», нажать кнопку «Подача вверх», вывести шпиндель из гильзы или блока.
Овальность и конусообразность гильзы или блока цилиндров после рас- тачивания не должна превышать 0,03 мм (проверяется индикаторным нитро- метром).

6.10. Определить режим хонингования и выбрать по паспорту бл и- жайшее к расчетным частоты вращения и двойных ходов хонинговальной головки.

Режим доводки абразивными брусками определяется следующими эле- ментами: скоростью вращательного движения головки, скоростью возвратно- поступательного движения хонинговальной головки, удельным давлением аб- разивных брусков на зеркало цилиндра.
На качество поверхности и на производительность процесса оказывают влияние материал, твердость и зернистость абразивных брусков, подача охлаж- дающей жидкости.
Перед наладкой станка 3Г833 определяют необходимую частоту враще- ния шпинделя по формуле:

nок = 1000Vок / πДр.р., об/мин

где Vок– окружная скорость вращения хонинговальной головки, (таблица 7).

Затем частоту двойных ходов:

nд.х. = 1000Vвп / 2L, дв.х./мин

где Vвп – скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки, мм
L–длина рабочего хода хонинговальной головки, м/мин. (рис. 7).

L = I + 2k–m,

где I – длина хонингуемой гильзы или цилиндра блока, мм;
k –пробег бруска за пределы гильзы, k = 13 ... 15 мм;
т – длина хонинговального бруска, т = 100 мм.

nд.х. = а/в,

где а – величина припуска, мм;
в – часть припуска, снимаемого за один проход, мм. Основное время хонингования цилиндровТо, по формуле:

То = h / 60 Sоnд.х/,

где Sо – величина радиальной подачи на двойной ход хона;
h – припуск на обработку, мм.

Рекомендуемые припуски приведены в таблице 6.
Режим резания при хонинговании выбирается из условий, чтобы угол подъема спирали, оставляемый абразивными зернами на зеркале цилиндра, был в пределах 5° ... 30°.
Рекомендуемые режимы хонингования приведены в таблицах 7, 8 и 9.

6.11. Установить гильзу или блок на столе станка, сцентрировать визу- ально под хонинговальную головку и закрепить зажимами на столе станка.

Расточенный блок цилиндров или гильзу со специальным прис- пособлением устанавливают на стол станка. Передвигая блок цилиндров или приспособления с гильзой, добиваются, чтобы ось шпинделя станка или сама головка приблизительно совпадала с осью цилиндра, после чего блок цилинд- ров или приспособления закрепляют.
Знакомятся с устройством головки или хонингования цилиндров. Осматри- вают поверхность абразивных брусков и проверяют, нет ли на них трещин, вы- крашенных краев и т.д. Испорченные бруски обычно закрепляют комплектно.
При установленных брусках проверяют камнедержатели на заедание в па- зах, для чего их поочередно слегка стягивают рукой, преодолевая упругость, а затем отпускают. При этом камнедержатель, должен быстро возвращаться в ис- ходное положение.

Таблица 6
Припуск на хонингование отверстий

Диаметр отверстия, мм Материал (цилиндра)
Чугун Сталь
припуск на диаметр, мм
до 80 0,05 0,02
80 ... 180 0,06 0,02

Таблица 7

Режим хонингования

Обрабаты- ваемы и ма- териал Окружная ско- рость хонинго- вальной голов- ки, м/мин Скорость возвр.-поступ. движения хонинговальной головки, ход/об. Удельное давление на обрабатываемой по- верхности, мПа
предвар. окончат. предвар. окончат.
Чугун 60 ... 70

0,3 … 0,5

0,5 … 1,0

0,3 … 0,4

0,06 … 0,2
Сталь 45 … 60
Алюминий 79 ... 90

Таблица 8

Режим алмазного хонингования чугуна (НВ 280)

Зернистость, концентрация алмаза, %, связка Режим работы

Класс шеро- ховато- сти

Удель- ное дав- ление брусков, мПа
Окружная скорость хо- нинговаль- ной головки, м/мин Скорость воз- вратно- поступатель- ного движе- ния хонинго- вальной го- ловки, м/мин

Припуск на метр, мм

А 25,5 ОМ
0,8 … 1,0
60 … 70
15 … 18 0,07 … 1,0
0,07
0,04 … 0,05
0,03 … 0,04
0,02 … 0,03
0,005 …
0,01
0,005
5
АС16,5-10 ОМ 60 … 70 15 … 18 6
АС 10,5 ОМ 60 … 70 15 … 18 6 … 7
АС 8,5 ОМ 1,0 … 1,3 60 16 7
АС 6,5-10 ОМ 60 14 … 16 7 … 8
АС 40,5-10 ОМ 45 … 60 14 … 16 8 … 9
АС 20,5-100ОМ 1,0 … 1,3 40 … 50 10 … 12 9

Таблица 9

Режимы алмазного хонингования гильз цилиндров двигателей из незакаленного чугуна (40 ... 47 НRС)

Вид хонингования

Зернистость , концентрация алмаза, % Режим обработки
Класс шеро- хова- тости
Сред- няя ра- диал. подача, мкм/ дв. х. Ок- ружная ско- рость хон.гол
. м/мин Скорость возвр. - поступ. движения хон. гол. м/мин
Припуск на диа- метр, мм

Черновое
А 25,50 М/Си
1,8
70
12-15
0,07 … 1,0
5 … 6
Чистовое АСВ 10,50 М/Си 0,72 80 12 0,03 … 0,04 7 … 8
Окончат. АСМ 28,10М/Си 0,36 80 12 0,05 … 0,01 9 … 10

Рис.8. Пульт управления хонинговального станка

Хонинговальную головку соединяют со шпинделем станка, переключа- тель (рис. 8) режимов управления на пульте устанавливают в положение "Руч- ной" (при этом сигнальная лампа горит) и маховиком ручного ввода плавно

вводят хонинговальную головку в цилиндр. Проверяют правильность настрой- ки хода ползуна, который осуществляется регулировкой ползуна кулачками.
Для обеспечения правильной формы цилиндров (отсутствие "бочки" и "корсета") соотношение между длиной брусков, величиной хода головки и вы- сотой цилиндра должно соответствовать показанным на рисунке 7 а. Это обес- печивается правильной установкой ограничительных кулачков, ограничиваю- щих движение ползуна вверх и вниз.
Следует иметь в виду, что при длинных брусках и коротком ходе из-за перекрытия брусков неизбежно образование "бочки" (рис. 8).
Рекомендуемый зазор гарантирующий отсутствие перекрытия и, следова- тельно, образование «бочки» 3 ... 5 мм.
Во избежание образования "корсета" (рис. 8) необходимо обеспечить вы- ход брусков при их возвратно-поступательном движении в пределах 13 ... 15 мм в каждую сторону.

6.12. Настроить станок на заданный режим и провести хонингование гильзы или цилиндра блока.

Вращением маховика 4 (рис. 6), расположенного в верхней части ползуна, производят подвод брусков хонинговальной головки до легкого касания цилин- дра. Переключатель режимов управления устанавливают в положение "Ввод хона", нажимают кнопку «Шпиндель пуск» и открывают кран охлаждения, при этом одновременно включаются приводы возвратно-поступательного движения шпинделя. Далее производят окончательный режим брусков. Удельное давле- ние абразивных брусков на абразивную поверхность цилиндра может быть ре- комендовано в пределах 80 ... 120 КПа, для чернового хонингования и 30 ... 50 кПа для чистового, оно фиксируется указателем нагрузки 6.
В качестве охлаждающей жидкости используют керосин или смесь керо- сина с 15 ... 20% машинного масла. Охлаждающая жидкость подводится силь- ной струей и помимо охлаждения, смывает мельчайшие частицы абразивного вещества с брусков и зеркала цилиндров.
После того, как усилие подачи значительно уменьшится, следует враще- нием маховика произвести разжим брусков хонинговальной головки до нужных пределов. Хонингование цилиндра считается оконченным тогда, когда припуск будет снят полностью, поэтому в процессе работы время от времени следует замерять диаметр цилиндра. Далее необходимо нажать кнопку "Шпиндель стоп" и вслед за этим кнопку "Конец цикла".

При этом вращение шпинделя прекращается, а ползун с хонинговальной головкой займет крайнее верхнее положение. Операция по хонингованию ци- линдра на этом заканчивается.
Качество обработки цилиндра проверяют наружным осмотром и замера- ми диаметров цилиндров индикаторным нутромером в двух