Хонингование отверстий

Шлифование плоских поверхностей

Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоскошлифовальных стан­ках с крестовым или круглым столом, как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей ма­шин (особенно закаленных) для достижения требуемого качества. В ряде случаев плос­кое шлифование может с успехом заменить фрезерование. Шлифование плоских повер­хностей может быть осуществлено двумя способами: периферией круга и торцом круга (рис. 20.3).

V_k

S_пр

V_г

V_k

V_г

б

а

Рис. 20.3. Схемы плоского шлифования периферией (а) и торцом(б) круга

Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами:

многократными рабочими ходами, установленным на размер кругом, сту­пенчатым кругом.

При первом способе поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное - после рабочего хода по всей поверхности дли­ны деталей.

При втором способе шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припус­ку, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направ­лении от 0,7...0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01...0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках.

При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск (Z_i), распределенный между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход.

Широко применяется схема шлифования с установленным на размер кругом на станке с вращающимся столом.

Плоским шлифованием обеспечиваются следующие точность размеров и шерохова­тость поверхности: 8...9 квалитет, Ra = 1,6 мкм - черновое (предварительное) шлифование; 7.. 8 квалитет, Ra = 0,4...1,6 мкм - чистовое шлифование; 6... 7 квалитет, Ra = 0,4... 1,6 мкм - тонкое шлифование.

Хонингование — процесс тонкой и точной обработки поверхностей с помощью абразивных или алмазных брусков, закрепленных на внешней или внутренней поверхности хонинговальной головки (хона). В результате совмещения вращательного и возвратно-поступательного движении головки и разжатия ее брусков (при обработке внутренних поверхностей) или сжатия (при обработке наружных поверхностей) происходит обжатие металла, и на обработанной поверхности остаются следы обработки (штрихи, царапины).

Хонингование осуществляется мелкозернистыми брусками, закрепляе- мыми в головке (хоне), которая одновременно с вращением осуществляет возвратно-поступательное перемещение вдоль обрабатываемого отверстия (рис. 20.4). Хонингованием можно исправить отклонение формы, оваль- ность, конусность и другие погрешности предыдущей обработки, если об щий припуск не превышает 0,2 мм. Отклоне­ние расположения оси отверстия обычно не исправляется.

Рис. 20.4.Схема хонингования отверстия

Хонингование повышает точность обраба­тываемого отверстия и качество поверхност­ного слоя заготовок из стали, чугуна и цвет­ных металлов. Его обычно используют для обработки отверстий (диаметром 6... 1500 мм). При хонинговании необ­ходимо сохранять положение оси обрабаты­ваемого отверстия, полученного на предшест­вующей операции.

Чтобы устранить движение режущих зе­рен хонинговальных брусков по пройденной ранее траектории (попадания абразивных зе­рен в прежние риски), брускам задается «пере­крытие» (сдвиг в окружном направлении бру­ска в конце Двойного хода относительно его положения в начале хода).

В процессе хонингования бруски могут снимать припуск до 1,0 мм и более на диаметр. При этом удаляются гребешки микронеровностей и основной металл. Обычно припуск колеблется в пределах 0,15 мм.

Процесс хонингования сопровождается обильной подачей СОЖ в зону резания, обеспечивает удаление продуктов износа из-под брусков и с обра­батываемой поверхности, улучшает условия микрорезания металла абразив­ными зернами.

Площадь контакта хонинговальных брусков с обрабатываемой поверх­ностью и количество одновременно работающих зерен зависят от количест­ва, размеров и зернистости брусков и, в определенной степени, от удельного давления (или радиальной подачи). При хонинговании в резании участвуют в 100-2000 раз больше контактных зерен, но скорость резания в 50-120 раз и давление инструмента на обрабатываемую поверхность в 6-10 раз меньше, чем при шлифовании. Окружная скорость резания при хонинговании со­ставляет обычно 20...80 м/мин, возвратно-поступательная – 2,0...30 м/мин, давление брусков 0,2... 1,4 МПа.

При хонинговании режущий инструмент работает в режиме полного самозатачивания. Характер затупления и самозатачивания протекает иначе, чем при шлифовании, где по мере затупления круга увеличивается удельное давление резания, вызывающее выкрашивание затупившихся абра­зивных зерен. По мере затупления брусков удельные давления уменьшаются, и для восстановления режущих свойств необходимо, чтобы бруски возобно­вили работу по шероховатой поверхности, которая выполняет роль правящего инструмента. Рабочий цикл протекает автоматически (самонастраиванием). В начале, работая по шероховатой поверх­ности, инструмент самозатачивается, под влиянием больших удельных давлений резания съем быстро нарастает до мак­симума, затем, по мере срезания гребеш­ков, шероховатостей и увеличения опор­ной поверхности, уменьшается удельное давление и бруски затупляются, что со­ответствует затуханию съема металла. На этом этапе выхаживания заканчивается процесс хонингования.

При хонинговании и притирке (доводке) радиальная сила резания из­меняется в зависимости от формы микро- и макронеровностей обрабаты­ваемой поверхности. В связи с тем, что радиальная подача абразивного бру­ска осуществляется с относительно жестким поджимом, то на выступах об­рабатываемой поверхности сила резания возрастает и соответственно увеличивается съем металла.

Хонинговальную головку рекомендуется применять с четным числом диа­метрально расположенных брусков: 2, 4, 6, 8 и т. д. Нечетное число брусков целесообразно лишь при обработке прерывистых поверхностей, например, от­верстий со шпоночной канавкой. Число брусков в головке выбирают макси­мально возможное, что повышает эффективность рабочего процесса.

Процесс хонингования характеризуется:

высокой производительностью обработки (в некоторых случаях пре­восходит производительность шлифования или тонкого растачивания);

точностью обработки, мало зависящей от точности станка, так как ра­диальные составляющие силы резания взаимно уравновешиваются;

низкой температурой в зоне резания (благодаря чему на деталях с пе­ременными сечениями стенок отсутствует их деформация от нагрева);

относительной простотой регулирования работы хонинговальной го­ловки;

возможностью достигнуть 4-5 квалитетов точности и значения пара­метра шероховатости R_a = 0,8...0,1 мкм.

Выбор характеристики брусков зависит от механических свойств обра­батываемого материала, величины снимаемого припуска и требуемого каче­ства обрабатываемой поверхности. В качестве абразивного материала для изготовления брусков часто используют электрокорунд белый или карбид кремния зеленого. В отдельных случаях абразивные бруски изготавливают из электрокорунда нормального или карбида кремния черного. Обычно применяют хонинговальные бруски зернистостью от 12 и менее. Однако для съема больших припусков используют бруски зернистостью 20-25 и более.

Применение алмазных брусков значительно повышает производитель­ность процесса и точность, а также стойкость брусков.

Алмазные бруски характеризуются зернистостью, концентрацией алма­зов и видом связки (100 %-ной концентрацией принимается содержание в 1 мм³ алмазного слоя 0,878 мг алмаза.)

Процесс хонингования осуществляется на специальном оборудовании. Хонинговальные станки предназначены для обработки цилиндрических и конических поверхностей отверстий. Они различаются по расположению и числу шпинделей на вертикальные и горизонтальные, одно- и многошпин­дельные.

В большинстве случаев используют хонинговальные станки для обра­ботки внутренних поверхностей (отверстий). Хонингование наружных по­верхностей (валов) встречается значительно реже, что объясняется конст­руктивными трудностями в исполнении инструмента и механизма радиаль­ной подачи брусков.

При хонинговании в качестве базы используется сама обрабатываемая поверхность, относительно которой инструмент самоустанавливается. В за­висимости от требований к точности обработки конструктивных форм и размеров обрабатываемой детали различают три разновидности установки и закрепления детали и инструмента на станке: деталь закрепляется жестко, головка крепится к шпинделю станка шарнирно (через два шарнира), хонин- говальная головка закрепляется жестко, деталь самоустанавливается относи­тельно головки. Хонинговальная головка и деталь — плавающие.

Дата добавления: 2014-01-07