Что такое хонингование

Хонингование – это финишная обработка внутренних цилиндрических поверхностей абразивными брусками, которые расширяются под давлением. Точность достигает 0,001–0,005 мм, а шероховатость – Ra 0,1–0,4 мкм. Используйте хонингование для доводки отверстий в двигателях, гидравлических цилиндрах и пневматических системах, где важна герметичность и износостойкость.

Процесс проходит в три этапа: черновой, получистовой и чистовой. Скорость вращения инструмента – 30–60 м/мин, а возвратно-поступательное движение – 10–20 м/мин. Для охлаждения применяйте минеральные масла или водно-эмульсионные составы. Это снижает температуру и удаляет стружку, предотвращая задиры.

Хонинговальные станки бывают вертикальными и горизонтальными. Вертикальные подходят для крупных деталей, например, блоков цилиндров, а горизонтальные – для длинных валов. Выбирайте алмазные или керамические бруски для твердых сплавов, а карборундовые – для чугуна и мягких сталей.

Регулярно проверяйте износ брусков и равномерность подачи СОЖ. Неправильная настройка приводит к конусности отверстия или «бочке». Для контроля используйте нутромеры и профилометры. Хонингование увеличивает срок службы деталей на 20–30% за счет оптимальной микрорельефности поверхности.

Хонингование: процесс и применение в металлообработке

Для обработки используют абразивные бруски на основе карбида кремния, алмаза или оксида алюминия. Зернистость подбирают в зависимости от требуемой чистоты поверхности: от 80–120 мкм для черновой обработки до 3–10 мкм для финишной. Скорость вращения шпинделя обычно составляет 50–200 об/мин, а давление брусков – 0,1–0,5 МПа.

Хонингование применяют в двигателестроении для обработки цилиндров, в гидравлике – для точной доводки гильз насосов, а также в авиационной и медицинской промышленности. Например, при изготовлении цилиндров ДВС хонингование снижает шероховатость до Ra 0,1–0,4 мкм, что уменьшает трение и увеличивает ресурс двигателя.

Для достижения лучших результатов контролируйте подачу СОЖ – она удаляет стружку и охлаждает зону обработки. Оптимальный расход составляет 10–30 л/мин. Используйте хонинговальные головки с плавающими брусками, чтобы компенсировать погрешности формы отверстия.

Автоматизированные хонинговальные станки сокращают время обработки на 20–30% по сравнению с ручными методами. Например, обработка цилиндра диаметром 100 мм занимает 3–5 минут при автоматической подаче инструмента.

Принцип работы хонинговального станка

Хонинговальный станок обрабатывает внутренние поверхности цилиндров, улучшая их геометрию и шероховатость. Основной инструмент – хонинговальная головка с абразивными брусками, которые расширяются под давлением.

Станок выполняет два движения:

• Вращательное – головка вращается вокруг своей оси.
• Возвратно-поступательное – инструмент движется вдоль обрабатываемой поверхности.

Абразивные бруски снимают микроскопический слой металла, создавая сетчатую структуру. Это улучшает смазку и износостойкость детали. Давление брусков регулируется автоматически для равномерной обработки.

Современные станки используют ЧПУ, что позволяет точно контролировать скорость вращения, подачу и давление. Для разных материалов выбирают бруски с оптимальным зерном: алмазные – для твердых сплавов, керамические – для чугуна.

После обработки поверхность проверяют на соответствие допускам. Допустимая шероховатость – Ra 0,1–0,8 мкм, отклонение от цилиндричности – не более 0,005 мм.

Выбор абразивных брусков для разных материалов

Металлы: сталь, чугун, алюминий

• Сталь: алмазные или керамические бруски с зернистостью 120–400 для черновой обработки, 600–1200 для финишной доводки.
• Чугун: карборундовые бруски (зелёные) с зерном 80–220 – быстро удаляют неровности без забивания пор.
• Алюминий: бруски на основе оксида алюминия (белые) с зернистостью 180–400. Избегайте алмазных – они засаливаются.

Твёрдые сплавы и керамика

• Твёрдосплавные пластины: алмазные бруски с металлической связкой (зерно 200–600). Для чистовой обработки – полимерная связка с зерном 800+.
• Керамика: алмазные или бор-азотные (CBN) бруски с охлаждением. Зернистость – от 400 для формообразования, до 2000 для полировки.

Для дерева и композитов:

• Мягкие породы (сосна, липа): бруски из карбида кремния (180–320).
• Твёрдые породы (дуб, бук): оксид алюминия (240–500).
• ДСП, МДФ: керамические бруски с зерном 150–320 – минимизируют сколы.

Проверяйте маркировку брусков:

1. Буква «F» перед цифрой (F220) – стандарт FEPA для зернистости.
2. Цветовая маркировка: синий – для твёрдых металлов, красный – для мягких.

Настройка параметров хонингования: скорость и давление

Оптимальная скорость хонингования зависит от типа обрабатываемого материала и требуемой шероховатости поверхности. Для чугуна рекомендуемая скорость составляет 15–25 м/мин, для стали – 20–30 м/мин. Слишком высокая скорость приводит к перегреву, а низкая – к увеличению времени обработки.

Давление брусков на заготовку влияет на точность и износ инструмента. На стартовом этапе используйте давление 0,5–1,5 МПа для черновой обработки, затем снижайте до 0,2–0,5 МПа для финишной доводки. Контролируйте равномерность прижима, чтобы избежать деформации поверхности.

Материал	Скорость (м/мин)	Давление (МПа)
Чугун	15–25	0,5–1,5
Сталь	20–30	0,3–1,2
Алюминий	10–20	0,2–0,8

Для регулировки скорости вращения шпинделя используйте частотные преобразователи. Давление корректируйте через пневматическую или гидравлическую систему подачи. Проверяйте настройки каждые 30–40 минут работы, особенно при обработке партий деталей.

Сочетайте продольную и вращательную подачу для равномерного износа абразивных брусков. При обработке глубоких отверстий уменьшайте давление на 15–20% в средней зоне, чтобы компенсировать прогиб инструмента.

Контроль качества поверхности после обработки

Проверяйте шероховатость поверхности сразу после хонингования с помощью профилометра или микроскопа. Оптимальные параметры Ra (средняя шероховатость) для большинства деталей составляют 0,1–0,8 мкм, но точные значения зависят от технических требований.

Методы измерения

Используйте контактные профилометры для точных замеров микронеровностей. Бесконтактные методы (оптические, лазерные) подходят для мягких или хрупких материалов. Для контроля цилиндрических поверхностей применяйте кругломеры с датчиками шероховатости.

Фиксируйте не только Ra, но и Rz (высота неровностей), Rmax (максимальный перепад) и Sm (средний шаг неровностей). Эти параметры влияют на износостойкость и герметичность сопрягаемых деталей.

Дефекты и способы их устранения

Типичные проблемы после хонингования:

• Задиры – возникают при затуплении абразивных брусков. Замените бруски и уменьшите подачу.
• Риски – следы неправильной очистки стружки. Проверьте систему подачи СОЖ.
• Волнистость – результат вибраций станка. Отбалансируйте инструмент и снизьте скорость вращения.

Для критичных деталей (гильзы цилиндров, штоки) проводите 100% контроль. В серийном производстве достаточно выборочной проверки каждой 5–10 детали с фиксацией результатов в журнале.

Типичные дефекты при хонинговании и их устранение

1. Задиры и царапины

Задиры возникают из-за неправильного выбора абразива или чрезмерного давления. Используйте бруски с оптимальной зернистостью и контролируйте подачу охлаждающей жидкости. При появлении дефектов уменьшите скорость вращения и проверьте заточку брусков.

2. Волнистость поверхности

Неравномерный износ брусков или вибрации станка приводят к волнам. Регулярно проверяйте соосность шпинделя и равномерность прижима брусков. Для устранения дефекта проведите черновое хонингование с последующей чистовой обработкой.

При обработке длинных отверстий используйте промежуточные оправки для снижения биения. Убедитесь, что подача СОЖ достаточна для отвода стружки.

3. Конусность отверстия

Дефект появляется при неравномерном износе брусков или неправильной настройке станка. Проверьте параллельность оси шпинделя и обрабатываемого отверстия. Разделите процесс на два этапа: предварительное хонингование с контролем геометрии и финишную доводку.

Для точных работ применяйте бруски с разной жесткостью по длине – это компенсирует неравномерный съем металла.

Применение хонингования в производстве цилиндров

Технология обработки

Хонингование цилиндров выполняется абразивными брусками, которые движутся возвратно-поступательно с одновременным вращением. Это создает перекрестную сетку микрорисок на поверхности, улучшая смазку и износостойкость.

• Шероховатость: Оптимальный параметр Ra – 0,1–0,4 мкм для бензиновых двигателей, 0,4–0,8 мкм – для дизельных.
• Угол наклона рисок: 45–60° для равномерного распределения масляной пленки.
• Оборудование: Вертикальные или горизонтальные хонинговальные станки с ЧПУ.

Контроль качества

После обработки проверяют:

1. Геометрию цилиндра (овальность, конусность) – допуск до 5 мкм.
2. Шероховатость профилометром.
3. Отсутствие задиров при помощи эндоскопа.

Для финишной очистки применяют ультразвуковую мойку с последующей продувкой сжатым воздухом.