Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Что такое хонингование и как произвести его своими руками

Хонинговальные станки

В производстве хонингование выполняют на специальных станках, которые бывают двух видов: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные хонинговальные станки выполняют с горизонтальным расположением шпинделя. Вертикальные, соответственно, имеют вертикальное расположение шпинделя. Первые используются для длинных деталей, а также для наружных операций. Вертикальные станки – для коротких деталей и преимущественно для внутренней обработки, т. е. отверстий.

Известные модели станков: 3Г833, 3К833, 3Н-86, М4215-1. А также новые модели: Sunnen HTS-124-020, LEV125 СОМЕС, LEV250 СОМЕС, ТН170 и ТМ806 (807).

Зачастую новые модели хонинговальных станков делают специализированными, а не универсальными, в отличие от станков советского производства. То есть они пригодны лишь для какой-то одной операции, к примеру, для хонингования цилиндров. Также есть и новые модели станков небольшого размера. Как правило, такие станки разрабатываются для проведения хонингования в домашних условиях.

Главные плюсы

Хонинговка деталей имеет ряд положительных сторон. К преимуществам относятся:

  1. После проведения хонингования поверхностный слой деталей приобретает повышенную прочность, что сказывается на длительности их эксплуатации.
  2. Значительно меньший процент получения бракованных деталей. Связано это с тем, что хонинговальный инструмент не создает большого давления на поверхность изделия.
  3. Широкий выбор зернистости хонинговального инструмента. Это позволяет легче выходить на нужный уровень требований к обрабатываемой детали.
  4. С помощью хона есть возможность устранения брака при сверлении отверстий на станке.
  5. Одновременно на оборудовании совершается хонингование нескольких отверстий, что повышает скорость выполнения работы.

Читать далее: Рассмотрим как подключить сабвуфер supra

Этапы хонингования

Чтобы избавить блок цилиндров от последствий деформации, необходимо выполнить соответствующую обработку, которая предусматривает проведение двух этапов.

  • Начинается все с выполнения черновой обработки, для которой применяют крупнозернистый абразив. Подобная процедура обеспечивает механизму его первоначальную, округлую форму.
  • Суть второго этапа сводится к обтачиванию узла мелкозернистым абразивом. В качестве основного рабочего инструмента, который применяется при хонинговании, выступает керамический или алмазный брус, находящийся на хонинговальной головке.

Работа по хонингованию головки заключается в совершении вращательных и возвратно-поступательных движений. При помощи этого инструмента можно гарантировать максимально точное выполнение этой процедуры. Использование мелкозернистых абразивов позволяет очистить поверхность от царапин и зазубрин, а, помимо того, обеспечить оптимальную степень шероховатости.


недолговечность применяемых абразивов

Закончив финишную обработку цилиндров, занимаются подготовкой их поверхности, с которой следует удалить остатки металла и абразивов. Опыт показывает, что использование алмазного хонингования приводит к образованию большого количества металлических частиц, нежели при применении керамических абразивов. Эффективным средством, позволяющим удалить из пор и впадин ненужные отходы, является теплая мыльная вода. Чтобы убрать стружки металла, используют мягкую абразивную щетку, с помощью которой выполняется полировка цилиндра.

По завершении процедуры хонингования рекомендуется дополнительно обработать поверхность цилиндра абразивной пастой. Положительный эффект от проведения подобной операции заключается в более эффективном удалении остатков металла из самых мелких впадин на поверхности, которые сложно различить невооруженным глазом. Используя подобный подход, можно без особых усилий и финансовых затрат создать идеально гладкую поверхность и обеспечить цилиндрам необходимую форму.

Требования к хонинговальному инструменту и обрабатывающим брускам

Хонинговальные инструменты

При обработке алюминия хонингование, а также процесс раскрытия должны производиться с помощью так называемых многобрусковых хонинговальных инструментов. Для достижения точной геометрии отверстий требуется от 5 до 8 расположенных по периметру обрабатывающих брусков (изобр. 1). Установка режущих брусков достигается у многобрусковых хонинговальных головок посредством центральной конической раздвижки с гидравлическим или электромеханическим приводом (изобр.3). Наиболее подходящими являются станки, у которых установка хонинговальных брусков происходит гидравлически, и таким образом возможно очень точное регулирование давления и установки.

Механические устройства установки брусков от руки как у вышеназванной головки с зубчатой рейкой (изобр. 2) не позволяют установку с требуемой точностью. Особенно выдерживаемые при обработке алюминия низкие давления резания едва ли возможно при ручной установке правильно дозировать и устанавливать.

Поэтому стандартные хонинговальные инструменты с двумя или 4-мя хонинговальными брусками, раздвигаемые механически при помощи зубчатой рейки, непригодны для обработки алюминия. Требуемые качества поверхности и геометрии отверстия этим достичь невозможно. Кроме того, при хонинговании алюминия нельзя работать с направляющими планками.

Изображение 1

Изображение 2

Изображение 3

1. Карданный шарнир

2. Хонинговальный инструмент

3. Кольцевая пружина

4. Хонинговальный брусок

5. Хонинговальная головка

6. Установочный конус

Хонинговальные бруски

По причине особых требований при хонинговании алюминиевых рабочих поверхностей цилиндров применимы только абразивные бруски с алмазами на пластмассовой связке. Твёрдость алмазов обеспечивает точное резание интегрированных в алюминий кремниевых твёрдых фаз. Пластмассовая связка алмазных режущих брусков препятствует возникновению знакомых проблем, возникающих при хонинговании алюминия керамическими режущими брусками

Бруски являются и при мягком материале, как алюминий, самозатачивающимися, т. е., связка алмазов достаточно прочна для удержания алмазов в процессе хонингования, в то же время достаточно мягка, чтобы затупившиеся алмазные зёрна смогли бы вывалиться. Выдерживание параметров обработки препятствует разрушению, а также выламыванию интегрированных кристаллов кремния, и поверхность оптимально подготавливается к последующей операции раскрытия. KS-алмазные абразивные бруски (см. главу «3.8 KS — инструменты для обработки алюминия») разрабатывались и согласовывались специально для обработки ALUSIL, LOKASIL и сравнимых алюминиево-кремниевых материалов.

Изображение 4

Указание

Керамические хонинговальные бруски, в том виде как они многие годы при ремонте двигателей применяются и рекомендуются, не располагают требуемыми сегодня свойствами по обработке, а также требуемой технологической надёжностью. Абразивные средства на керамической связке из карбида кремния или корунда малопригодны для точного и чистого резания кристаллов кремния. Из-за твёрдости кристаллов кремния износостойкости керамических абразивных средств недостаточно для обеспечения достаточной стойкости при чистых результатах обработки.

Связка абразивных зёрен керамических хонинговальных брусков слишком тверда для обработки алюминиевых рабочих поверхностей цилиндров. Эффект самозатачивания у керамических хонинговальных брусков, как он проявляется при хонинговании серого чугуна вырыванием или откалыванием затупившихся режущих зёрен, при хонинговании алюминия не наступает. Тупые режущие зёрна остаются в бруске, что ведёт к возрастанию давления резания. Интегрированные в стенке цилиндра кристаллы кремния, составляющие необходимую пару скольжения для поршневых колец, не могут выдержать такого слишком высокого давления резания, вырываются и разрушаются. Далее, из-за избыточной смазки хонинговальных брусков алюминием, дело часто доходит до разрушения почти полностью обработанной поверхности цилиндра. Натёртый на хонинговальные бруски алюминий приводит при этом за несколько оборотов к спиральным царапинам на рабочей поверхности, которые делают всё хонингование непригодным.

Хонингование цилиндров: что это такое

Перед тем как рассматривать процесс выполнения хонингования цилиндров, необходимо разобраться с тем, что подразумевается под данным понятием. Многим автолюбителям знаком термин «расточка двигателя», которая может выполняться для повышения мощности мотора или при капитальном ремонте для устранения «эффекта конусности». После завершения растачивания цилиндров двигателя, необходимо провести их хонингование.

Хонингование цилиндров – это завершающая стадия обработки цилиндров. Она выполняется с использованием специальных инструментов, и провести хонингование двигателя самостоятельно не получится без сервисного оборудования. Результатом хонингования является уменьшение шероховатости стенок цилиндров, что позволяет повысить качество приработки поршней и поршневых колец. Главная задача подобной процедуры – увеличить срок службы двигателя, благодаря уменьшению износа деталей в период их приработки.

Также хонингование цилиндров позволяет:

  • Сократить прорыв газов в картер;
  • Оптимизировать потребление моторного масла двигателем, благодаря образованию на стенках цилиндров микроскопической сетки. Ее сложно обнаружить «на глаз», но если провести пальцем, то можно ощутить наличие рисунка. Данная сетка необходима, чтобы на ней оседало масло, что позволяет повысить качество смазки трущихся деталей в процессе работы двигателя.

Процесс хонингования цилиндров выполняется не всегда, иногда мастера ограничиваются  полировкой, а после притирка деталей происходит при работе двигателя. Подобный подход значительно снижает ресурс мотора до следующего капитального ремонта. В отполированном блоке цилиндров гораздо быстрее, чем в двигателе с проведенной  процедурой хонингования, образуются царапины, сколы и шершавость на стенках, а цилиндр теряет свою первозданную форму, становясь конусообразным.

1 Хонингование цилиндров – повышение ресурсов двигателя

Блок цилиндров на двигателе внутреннего сгорания представляет собой основной связующий элемент между коробкой передач, поршневой группой и ГБЦ. В процессе эксплуатации цилиндры испытывают огромную нагрузку, что со временем приводит к деформации их внутренней поверхности, на которой могут образовываться различные повреждения и царапины. От этого страдают такие эксплуатационные характеристики, как расход масла, расход топлива, компрессия, мощность, ресурс двигателя.

Хонингование – это восстановление внутренней поверхности цилиндра

Чтобы восстановить микропрофиль внутренней поверхности цилиндра, выполняют хонингование этой детали и других цилиндрических отверстий в двигателе (отверстия нижней и верхней головки шатуна, втулки клапанного механизма, гильз). С его помощью устраняются царапины и другие виды деформации, и придается необходимая шероховатость поверхности. Шероховатость и количество рисок на стенках цилиндра зависят от типа применяемого абразивного материала (брусков). Хонингование обязательно проводится как при сборке двигателя, так и при капитальном ремонте.

Преимущества хонингования

Хоть шлифование, полирование и притирка считаются наиболее популярными и распространенными методами обработки цилиндров, в большинстве случаев предпочтение отдают хонингованию, так как оно является более эффективным и точным. Помимо этого, при хонинговании можно столкнуться и с другими преимуществами, среди которых:

Повышение устойчивости к износу. Это, в свою очередь, позитивно влияет на дальнейшую работу двигателя и позволяет максимально повысить его срок эксплуатации.
Отсутствие брачных деталей. Дело в том, что при обрабатывании цилиндров хоном поверхность подвергается меньшему давлению, чем, например, при шлифовании. То есть шансы на получение брачного цилиндра значительно уменьшаются.
Достижение технических требований. За счет того, что хонинговальные бруски имеют более широкую номенклатуру в сравнении с теми же абразивными кругами, достичь технических требований, предъявляемых к детали, в несколько раз проще.
Изготовление точного отверстия. За счет своей конструкции хон во время обработки может автоматически исправить отклонения отверстия от допустимых значений, которые остались от предыдущих операций, например, после сверления.
Уменьшение времени, отведенного на обработку. Как известно, существует не одно приспособление для хонингования цилиндров. Есть и такие приспособления, которые позволяют выполнять хонингование блока деталей. За счет обработки нескольких отверстий одновременно и уменьшается время, отведенное на операцию

Это особенно важно в массовом производстве, когда в день необходимо изготавливать тысячи цилиндров.

Что автовладельцы говорят о хонинговании цилиндров

  1. Хонингование на старых двигателях

    Хонингование блока цилиндров на советских предприятиях в 60–80 гг. отсутствовало в принципе. Автомобильные, лодочные мотоциклетные моторы были, как правило, результатом побочной деятельности оборонной промышленности. Поэтому не было никакого стимула внедрять новые технологии и совершенствовать уже имеющиеся товары. Люди покупали то что есть и не жаловались на качество, потому что всегда был дефицит и большие очереди практически на любые товары, в том числе и на автомобили.

    Усложнение технологических операций не приветствовалось в массовом производстве, а при отсутствии конкуренции заводу было все равно, сколько проходит его мотор до капитального ремонта.

  2. Незаводское хонингование

    Самодельный хон может быть и не хуже заводского, но сложность в том, что информации о глубине канавок, угле хонингования, допустимой шероховатости поверхности нигде нет. Эти параметры очень сильно влияют на качество смазки и расход масла. Масляное голодание, так же как и большой расход, не сделают мотор долгожителем.

    Увеличение шага хонингования может привести к сокращению толщины масляной пленки и быстрому износу двигателя. Поэтому автосервисы при хонинговании блока цилиндров делают некие усредненные показатели, которые подойдут для данного типа моторов (3л v6, например). Очень многое зависит от используемого станочного оборудования. В оппозитных моторах ось цилиндра расположена горизонтально, и, следовательно, есть логика в изменении шага сетки и угла хона вверху и внизу цилиндра.

  3. Преимущество заводского хонингования

    Ремонтное хонингование цилиндров существенно хуже заводского. Добиться плосковершинного хонингования можно только в условиях автопроизводства. Автосервисы не потянут такое оборудование, а у производителя нет интереса качественно делать капитальный ремонт. Токарно-расточной станок при нарезании борозды хоном выдавливает с каждой стороны слой металла, который во время обкатки мотора гораздо быстрее изнашивает кольца.

  4. Равномерность износа хонингования

    Хон изнашивается неравномерно. Максимальный износ приходится на положение верхнего компрессионного кольца в ВМТ поршня. Выше него износ существенно меньше.

  5. Одинаковый хон или разный

    Угол хонингования свой для каждого мотора и у каждого производителя. Точные цифры найти сложно, часто приходится смотреть, как сделано на аналогичных моторах. Однажды перебирал мотор на РАВ4 с использованием ручного хона. По внешнему виду значительно хуже заводского, но эффект все равно дает. После ручного хонингования блока цилиндров и замены колец расход масла практически исчез.

3 Особенности процесса и сфера применения хонингования

Итак, рассмотрим технологию хонингования и ее особенности. Как при любом виде абразивной обработки в этом случае происходит контакт между заготовкой и инструментом. При этом последний наносит на поверхность детали микрорезы, то есть, осуществляется царапание абразивными частицами, размеры которых обычно колеблются в пределах от 20 до 100 мкм — необходимо просто подобрать подходящее полотно. А вот разбег с количеством зерен еще более значительный, их может быть как 20, так и целых 400 на один квадратный миллиметр.

В общем, в процессе такого микрорезания происходит и снятие тончайшей стружки с поверхности металла, а также трение и его пластическое оттеснение. Огромную роль играет то, насколько правильно будут подобраны все параметры — начиная от размеров абразивных частиц и заканчивая скоростью вращения, а также прилагаемым давлением. В основном первая стадия процесса заключается в исправлении грубых погрешностей формы изделия. Осуществляется это посредством длительной обработки хонинговальными брусками. В этом случае скорость, с которой снимается слой металла, достигает 4 мкм/с.

Для того чтобы получить более гладкую поверхность либо же заданный микрорельеф, а также с целью упрочнения поверхностного слоя, применяют режим граничного трения, при котором снятие металла сводится к минимуму. Достигается данный режим путем повышения окружной скорости заготовки либо инструмента, а также снижения частоты колебания рабочих брусков и производимого давления.

Этот вид абразивной обработки используется во многих отраслях промышленности, особенно автомобильной. Так, например, подобным способом обрабатываются многие детали, в том числе и двигатели, а точнее, гильзы цилиндров, отверстия шестерней, поршневой и кривошипной головок шатунов, блоков цилиндров и т. д. Благодаря чему получаются максимально точные размеры этих самых отверстий, а поверхность становится идеально гладкой. Устраняются все погрешности в геометрии обрабатываемых деталей, которые могли возникнуть ранее.

Вывод

Сам по себе процесс хонинговки несложен. Он технически и технологически свободно выполняется в гараже, не требуя от хозяина авто специальных знаний и умений. Единственное, что может вызвать хоть какую-то сложность, это выбор хонингующей головки. Однако, учитывая то, что их размеры унифицированы, это также можно назвать сложностью лишь с большой натяжкой.

Тем не менее нельзя относиться к хонинговке цилиндров пренебрежительно. Несмотря на кажущуюся простоту, процесс требователен к точности выполнения

Как мы и написали выше, важно выдержать правильный угол и сохранить ось хода поршня в цилиндре

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации