В эпоху развития современного машиностроения важность производительного повышения и улучшения качества обработанных поверхностей приходится усовершенствованию механизмов обработки машинных деталей, особенно в контексте чистового процесса. Формирование верхнего слоя детали в результате чистовой обработки жизненно необходимо, поскольку от него зависят эксплуатационные характеристики.
На сегодняшний день современные машины, которые сталкиваются с интенсивными нагрузками и напряжениями, должны отвечать возрастающим требованиям: они обязаны быть компактнее, легче и обладать увеличенным временем эксплуатации. Такие значительные требования неизбежно ведут к улучшению качества в процессе изготовления машинных деталей.
Хонингование классифицируется как передовой метод поверхностной обработки, пригодный для цилиндрических заготовок. В процессе хонингования налаживается достижение квалификации, относящейся к 5 классу качества, с прецизией форм до отклонений на уровне 0,005 мм и показателя шероховатости Ra, которая достигает лишь 0,16 мкм.
Тем не менее компании включая «ВЗБТ», «Нефтемаш» и «Каустик» из Волгограда, испытывают трудности в достижении высококачественной обработки поверхности при завершающем этапе дробеструйной обработке на гидропневматических и компрессорных цилиндрах, сделанных из мягкой низкоуглеродистой стали. Пластичность материала приводит к формированию грубой шероховатости, заусенцев и металлических комков, что вынуждает многие предприятия добавлять несколько операций ручной доводки и полировки. Эти дополнительные операции забирают много времени и приводят к нестабильному качеству обработанных поверхностей.
Таким образом, актуальная научно-техническая задача заключается в процессе исследования и усовершенствования методик хонингования, ориентирована на достижение повышенной точности геометрических форм, а также на обеспечение необходимого микрорельефа обработанных поверхностей.
Сталь, содержащая менее 0,25% углерода, классифицируется как низкоуглеродистая и соответствует стандартам ГОСТ 380-71. Поставка такой стали осуществляется в форме нормализованного проката высшего качества, который активно применяется в производстве разнообразной металлопродукции общего предназначения, демонстрирующей предел прочности на растяжение до 600 МПа, согласно требованиям ГОСТ 380-71.
Стали с низким содержанием углерода отмечаются как обладающие превосходной обрабатываемостью, благодаря которой реализуется широкий диапазон сочетаний прочностных характеристик. При их относительной мягкости и недостатке твердости, такие материалы преподносят высокую степень пластичности и прочности. Они легко обрабатываются механизированно, не составляет труда их сварка, при этом себестоимость производства материалов сохраняется на относительно доступном уровне.
Несмотря на целый ряд преимуществ, в ходе процесса производства всегда существует вероятность возникновения изнашивания, в связи с чем стоит наработать стратегии, направленные на улучшение качества поверхности соответствующих сталей.
В настоящее время, ключевой задачей индустрии машиностроения остается улучшение качества выпускаемой продукции. Широко используются разнообразные способы отделки и полировки, направленные на улучшение характеристик поверхности обработанных деталей. В число таких методов входит хонингование, представляющее собой один из популярных видов абразивной обработки.
После проведения операций, таких как сверление, точение, шлифование, развертывание, зенкерование и протягивание, применяется хонингование. Этот процесс целевой, направлен на улучшение параметров точности формы, размерных показателей и шероховатости поверхностей деталей, что находит своё применение в массовом и серийном производстве.
В процессе хонингования при работе с отверстиями, будь то цилиндрические, ступенчатые или глухие, применение найдено там, где требуется создание прецизионных гладких поверхностей, а также включение шпоночных пазов или канавок, окон разнообразных форм. Недавно появились передовые техники и оборудование для внешнего хонингования диаметра с резьбой.
Хонингование, успешно реализуемое в таких областях, как производство автомобилей, аэрокосмическая сфера, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, а также нефтяная отрасль, оказывает значимое влияние на развитие данных направлений.
Возьмем к сведению современные методы, способствующие улучшению качества обработки поверхности методом хонингования.
Элементы абразивные, связанные с разнообразными конфигурациями, используются с дополнительными движениями в процессе работы.
В роли абразивных брусков используют хонинговальные кольца, на которых нанесен абразивный слой, ось данных колец ориентирована под строгим углом α к хонинговальной головке и предусмотрена возможность контролируемого поворота ρ, что допускает настройку угла α в сторону уменьшения при резании и удалении излишков материала, а также при самозатачивании. Абразивные колеса расположены в плоскости вращения по смежным равным углам относительно друг друга.
Инновационный подход, предложенный в виде использования хонинговальной головки с наклоном по отношению к продольной оси работающей поверхности абразивных колец, обусловливает повышение качества и производительности при обработке отверстий. Заметное снижение затрат энергии на единицу съема металла достигается благодаря данной технологии. Кроме того, оптимизация устройства способствует эффективному отводу стружки и более качественной подаче смазывающе-охлаждающей технологической среды.
Основной недостаток метода хонингования заключается в сложности и высокой стоимости самого хонинговального инструмента, что, в свою очередь, провоцирует увеличение стоимости обработки. Помимо этого, в данном методе обеспечивается лишь скромная площадь контакта между инструментом и целевой поверхностью, что, следовательно, способствует повышению быстроты его износа. Также не исключена опасность разрушения инструмента, которая может произойти вследствие его застревания в отверстии под неудачным углом в отношении оси.
В методе, описанном в данном контексте, используется хонинговальный инструмент в виде цилиндрического элемента, который обязан осуществлять движения вперед-назад вокруг своей оси. Составляющими хонинговальной головки, применяемой в процессе, являются корпус, элемент для расширения, стержень расширяющий и элемент режущий. При этом режущий элемент, представленный коротким цилиндром с рабочей поверхностью сферической формы, подвергается не только обычным для хонингования вращательным и возвратно-поступательным движениям, но и дополнительному вращению вокруг собственной оси, что перпендикулярно оси отверстия, подвергаемого хонингованию. Это способствует повышению качества обработанной поверхности благодаря уникальным траекториям перемещения каждой абразивной частицы режущего элемента, которые не повторяются с движением инструмента.
Оснащение режущей головки большим количеством элементов и запчастей для обеспечения вращательного движения этих элементов заметно усложняет конструкцию головки, приводит к увеличению стоимости, а также к снижению ее надежности. Следует заметить, что повышение качества обрабатываемой поверхности, хоть и незначительное, сопряжено с явным падением производительности. Это происходит вследствие резкого уменьшения количества режущих зерен, участвующих в резании, по причине малой площади контакта абразивного инструмента с поверхностью. Износ инструмента при этом также повышается.
.png&w=640&q=75)
