книги / Процессы обработки заготовок. Хонингование

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

В.А. Бахвалов

ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

Часть 4

ХОНИНГОВАНИЕ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2019

1

УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5

Б30

Рецензенты:

д-р техн. наук, зам. генерального директора по научной работе И.Б. Шендеров (Пермский научно-исследовательский технологический институт);

д-р техн. наук, профессор В.И. Свирщева (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Бахвалов, В.А.

Б30 Процессы обработки заготовок : учеб. пособие : в 4 ч. / В.А. Бахвалов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2019.

ISBN 978-5-398-01922-3

Ч. 4: Хонингование. – 151 с. ISBN 978-5-398-02172-1 (ч. 4)

Изложены основные методы хонингования на машиностроительных предприятиях, сущность этих методов, технологические возможности, область применения, описан инструмент для их реализации, даны рекомендации по приемам и условиям обработки.

Предназначено для подготовки бакалавров по направлениям «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», а также для студентов других машиностроительных направлений и специальностей высших учебных заведений.

2

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сведения о методах обработки поверхностей деталей машин, оборудовании, инструментах и режимах обработки изложены

вбольшом количестве учебной и научно-технической литературы,

втом числе в книгах выдающихся отечественных ученых-технологов Балакшина Б.Б., Дальского А.М., Данилевского В.В., Егорова М.Е., Зуева А.А., Колесова И.М., Корсакова В.С., Куликова С.И., Мурашкина С.Л., Розванова Ф.Ф., Романчука В.А., Сагарды А.А., Сусло-

ва А.Г., Ханукаева И.Н., Худобина Л.В., Якимова А.А., Ящерицына П.И.

Однако в опубликованных литературных источниках недостаточно полно рассмотрены различные процессы хонингования. Именно этим вызвана необходимость создания настоящего пособия,

вкотором обобщены и систематизированы сведения из литературных источников и результаты деятельности передовых отечественных предприятий, а также разработки отечественных научноисследовательских организаций в области хонингования.

Впособии достаточно подробно изложены методы и приемы процесса абразивного, алмазного и эльборового хонингования, применяемые в отечественной промышленности, включая хонингование наружных поверхностей вращения, цилиндрических, конических и ступенчатых отверстий, хонингование плоских поверхностей деталей машин и зубохонингование, раскрыты их сущность, технологические возможности, область применения, инструмент и оснастка при их реализации.

К сожалению, из-за недостаточности опубликованных сведений

внастоящем пособии не удалось подробно изложить особенности новых технологий финишной обработки, в том числе основанных не на микрорезании с использованием природных и синтетических абразивных материалов, и на других физических процессах, например, при использовании тепловой абляции материала процесса «лазерного хонингования», разработанной фирмой Gehring GmbH (Германия) и реализованной при изготовлении цилиндров автомобильных двига-

телей фирм Daimber-Chrysler, Ford, GM и Volkswagen.

4

С отдельными несистематизированными сведениями по современным зарубежным разработкам читатель может ознакомиться в сети Интернет.

Существенную помощь автору при подготовке пособия оказали преподаватели кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета и рецензенты, доктора технических наук Валентина Ивановича Свирщева и Илья Борисович Шендеров, высказав свои замечания, советы и рекомендации.

Автор надеется, что написанное им учебное пособие окажется полезным для подготовки бакалавров по направлениям «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», а также для студентов других направлений машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

Все замечания и пожелания читателей, направленные на улучшение учебного пособия, автором будут восприняты с пониманием и благодарностью.

5

ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Процессы обработки заготовок» является составной и неотъемлемой частью учебной дисциплины «Технология машиностроения». Она представляет собой совокупность знаний и практических навыков по обработке исходных заготовок с использованием различных методов и приемов на операциях обработки различных элементарных поверхностей. В этой дисциплине рассматриваются вопросы изменения формы и размеров при обработке заготовок, разработки рациональных маршрутов изготовления деталей машин с последующей разработкой и оформлением технологических документов в виде маршрутных, операционных или маршрутно-операционных описаний технологических процессов изготовления деталей машин, включая операции хонингования.

Учебная дисциплина «Процессы обработки заготовок» – это открытая система знаний о процессах обработки, обеспечиваемых ими точности и качестве поверхностей деталей и о составлении рациональных технологических маршрутов обработки деталей машин, в состав которых входят операции, реализуемые на высокопроизводительном станочном оборудовании.

Предметом изучения этой учебной дисциплины являются процессы, операции, методы и приемы обработки поверхностей деталей машин в соответствии с требованиями технических условий чертежа, в том числе и процессы хонингования, операции, методы

иприемы хонингования.

Врезультате изучения настоящего учебного пособия студенты должны:

– иметь представление о процессах, операциях, методах и приемах хонингования поверхностей деталей машин, знать их сущность, используемое оборудование, инструменты и оснастку, технологические возможности и области применения;

– уметь анализировать целесообразность применения того или иного метода и приема хонингования.

6

На основе знаний, полученных при изучении дисциплины «Процессы обработки заготовок», построено изучение учебной дисциплины «Технология машиностроения».

Знания, навыки и компетенции, полученные студентами при изучении операций, методов и приемов обработки поверхностей деталей машин хонингованием, в дальнейшем реализуются ими при выполнении курсовых проектов и выпускных квалификационных работ.

7

прижогов и микротрещин, при этом на обработанной поверхности образуется характерная сетка рисок.

Хонингование (англ. honing, от hone – точить) – отделочная обработка поверхностей (в основном цилиндрических и конических поверхностей глубоких сквозных и глухих отверстий) мелкозернистыми абразивными, алмазными или эльборовыми брусками, смонтированными на хонинговальной головке (хоне) хонинговального станка. В сущности, хонингование – это низкоскоростное шлифование, используемое в основном для того, чтобы произвести однородную высокоточную обработку с низкой шероховатостью обработанной поверхности, поэтому процесс хонингования иногда называют перекрестным шлифованием абразивными, алмазными или эльборовыми брусками.

Хонинговальным брускам в процессе хонингования сообщают подачу на врезание.

Подачу на врезание хонинговальных брусков осуществляют механическим, гидравлическим или пневматическим устройствами при этом процесс хонингования происходит при постоянном давлении хонинговальных брусков на поверхность детали.

Процесс хонингования можно осуществлять с нормированной (дозированной) подачей хонинговальных брусков на врезание при помощи специального механизма, встроенного в шпиндельную бабку станка или в хонинговальную головку. Разработано большое количество конструкций хонинговальных головок с механическим дозированным перемещением брусков (нормированной подачей брусков на врезание).

Процесс хонингования с нормированной подачей хонинговальных брусков наиболее целесообразно осуществлять при использовании алмазных или эльборовых брусков, износ которых за время обработки одной заготовки очень мал.

Особенностями любой из схем процесса хонингования (с постоянным давлением хонинговальных брусков на обрабатываемую поверхность или с дозированной подачей хонинговальных брусков на врезание) являются:

9

–большая площадь поверхности контакта режущего инструмента с обрабатываемой поверхностью;

–относительно малая величина давления хонинговальных брусков на обрабатываемую поверхность, относительно низкие скорости резания;

–значительное количество одновременно работающих зерен;

–низкая температура в зоне обработки (порядка 50 °С). Хонингование устраняет овальность, конусность, седлообраз-

ность, бочкообразность заготовки и обеспечивает точность 6–7-го квалитета и шероховатость поверхности по параметру Ra от 0,16 до 0,63 мкм. Тонкое хонингование (двойное хонингование) обеспечивает точность 4–5-го квалитета и шероховатость поверхности по параметру Ra от 0,04 до 0,16 мкм.

Хонингование нашло широкое применение в массовом и серийном производствах различных отраслей отечественной промышленности (автомобилестроение, тракторостроение, авиастроение, оборонная промышленность).

1.2. Технологическое оборудование для хонингования

Большинство известных процессов хонингования в настоящее время реализуются на специальных хонинговальных станках.

Однако существует один из процессов хонингования, а именно хонингование наружных поверхностей вращения, для которого в настоящее время не создано и, вероятно, не будет создаваться специальных хонинговальных станков.

Хонингование наружных поверхностей вращения чаще всего выполняют на токарных или токарно-винторезных станках требуемых габаритов. Заготовку после чистовой токарной обработки устанавливают в центрах (переднем и заднем) станка, а хонинговальный инструмент (хонинговальную головку с хонинговальными абразивными, эльборовыми или алмазными брусками) закрепляют в резцедержателе. Заготовке сообщают вращение, а хонинговальной головке возвратно-поступательное перемещение вдоль оси заготовки, при этом хонинговальные бруски, установленные в головке, прижимают

10