Хонингование блока цилиндров
Что понимают под хонингованием?
Хонингование — это одна из форм тонкой обработки резанием для достижения точно круглых отверстий при выдерживании определённого качества поверхности. Речь идёт о разнообразно применяемом в промышленности методе окончательной обработки отверстий и цилиндров. В зависимости от случая обработки, хонингование служит для достижения точно определённых шероховатостей, структур поверхности, а также для достижения супергладких поверхностей (последнее — не для рабочих поверхностей цилиндров двигателей внутреннего сгорания).
Процесс хонингования происходит при постоянном соприкосновении поверхностей инструмента и заготовки. Снятие материала происходит при геометрически неопределённом резании благодаря собранным в хонинговальных брусках шлифовальным средствам (связанное зерно). Хонинговальные бруски помещены в хонинговальных головках, которые можно через зубчатые рейки или конусные механизмы устанавливать радиально и плоскопараллельно; тем самым достигается давление прижима.
Изображение 2 |
Цель хонингования
При окончательной обработке хонингованием возможно не только получение отверстий или цилиндров с желаемыми диаметрами и качеством внутренней поверхности. Также погрешности в геометрии отверстий, возникшие при предыдущей обработке, которые, соотв., не смогли быть устранены, могут быть исправлены.
Ниже представлены наиболее частые погрешности формы и поверхности.
Сопоставление хонингования серого чугуна с хонингованием алюминия
В отличие от хонингования серого чугуна, шероховатость внутренней поверхности цилиндра у алюминиево-кремниевых рабочих поверхностей не зависит от величины зерна применяемых абразивных брусков и достижимой тем самым глубины обработки структуры хонингования (перекрёстная сетка шлифовочных штрихов). Профиль шероховатости определяется намного более размером зерна имеющихся при ALUSIL® первичных кристаллов кремния и глубины их раскрытия
Различия между хонингованной поверхностью цилиндра из серого чугуна и поверхностью ALUSIL® представлены ниже. На изображении 1 показана рельефная хонингованная поверхность из серого чугуна и соответствующий рисунок шероховатости, в то время как на изображении 2 показана поверхность ALUSIL®c рисунком шероховатости.
Характерная для рабочих поверхностей цилиндра структура поверхности (перекрёстная сетка шлифовочных штрихов) — это углубления (долины) для задержания масла, и возвышенности (плато), образованные при хонинговании на различных рабочих операциях.
Плато, представляющие собой рабочие поверхности для поршневых колец, образуются при последней рабочей операции, хонинговании возвышенностей, обрезкой вершин профиля. Поэтому давление прижима брусков, угол хонингования, величина зерна и скорость хонингования являются при хонинговании серого чугуна важными параметрами для достижения правильной топографии поверхностей.
Важно!
Для получения безукоризненных результатов при хонинговании ALUSIL® следует тщательно следить за тем, чтобы кристаллы кремния резались чисто и не вырывались из внутренней поверхности. Это достигается только применением подходящих хонинговальных брусков и правильных параметров обработки.
При последующем раскрытии кристаллов кремния важным является, главным образом, глубина раскрытия. При механическом раскрытии зёрна кремния несколько округляются, что положительно влияет на скольжение поршневых колец. При раскрытии травлением возникающие при резании острые края кристаллов кремния не округляются, что при приработке ведёт к несколько большему износу поршневых колец.
Указание
Из-за сложности темы хонингование отверстий цилиндров из серого чугуна не рассматривается в рамках данной брошюры. Поэтому мы рекомендуем изучение нашей брошюры «Хонингование блоков цилиндров из серого чугуна».
У ALUSIL®-рабочих поверхностей цилиндров форма и величина интегрированных в алюминии кристаллов кремния образуют возвышения, по которым скользят поршни и поршневые кольца. Расстояние кристаллов кремния друг от друга определяет ширину и форму углублений профиля, в то время как глубина раскрытия соответствует глубине углублений профиля.
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.
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.
Смазочно-охлаждающие средства при хонинговании и механическом раскрытии
В качестве смазочно-охлаждающего средства при KS-хонинговании, а также механическом раскрытии алюминия может применяться обычное, имеющееся в продаже хонинговальное масло.
Его вязкость должна быть в пределах от низкой до средней. Высоковязкие (вязкотекучие) хонинговальные масла, а также водо-масляные эмульсии, не должны применяться в сочетании с предлагаемыми здесь обрабатывающими брусками.
Важно!
Качество и состояние смазочно-охлаждающего средства существенно влияет на качество хонингования. Поэтому следует постоянно следить за тем, чтобы масло и масляные фильтры сменялись через регулярные промежутки времени.
Параметры обработки при хонинговании
В противоположность хонингованию серого чугуна, хонингование алюминия производится при более высоких оборотах и более медленной подаче. Тем самым получаются более пологие углы. Они оказались выгодными, по возможности, маленькими для поддержания размеров разрушения кремния. Также и прилегающее к хонинговальным брускам давление резания намного ниже, чем при хонинговании серого чугуна. Снимаемый алюминий очень мягок, его можно хорошо резать алмазными хонинговальными брусками.
Изображение 2 |
Операция хонингования KS-алмазными хонинговальными брусками должна длиться, как минимум, по 90 секунд на каждое отверстие цилиндра.
Меньшее время обработки указывает на слишком высокое давление нажатия брусков вкупе с более высоким их износом.
Указание!
Отверстия цилиндров от хонингования нагреваются. Из-за связанного с этим теплового расширения блока цилиндров проверка (замер) диаметров цилиндров должен быть произведён только после их охлаждения до температуры помещения.
Важно!
Для предотвращения замазывания брусков и улучшения смазки следует процесс хонингования прерывать на короткое время каждые 30 секунд обработки. Контакт бруска со стенкой цилиндра должен быть прерван. Обработка должна быть продолжена только тогда, если режущие поверхности вновь хорошо снабжены хонинговальным маслом и промыты. Для равномерного износа брусков в серийном производстве при обработке каждого нового отверстия цилиндра направление вращения хонинговального инструмента меняется на противоположное.
Параметры обработки при хонинговании Значение |
||
Рекомендуемое число оборотов при хонинговании |
250-350 1 /мин |
|
Минимальное число оборотов при хонинговании |
200 1 /мин |
|
Максимальное число оборотов при хонинговании |
400 1 /мин |
|
Скорость подачи хонинговальной головки относительно числа оборотов |
1/мин |
т/мин |
400 |
16 |
|
350 |
14 |
|
300 |
12 |
|
200 8 |
||
Угол хонингования (произведение числа оборотов и скорости подачи) |
15-20° |
|
Потребная величина снятия материала, относительно диаметра цилиндра |
от 0,06 до 0,1 мм |
|
Рекомендуемое давление нажатия брусков |
30 Н/см2 |
|
Максимальное давление нажатия брусков |
40 Н/см |
|
Общее время обработки отверстия цилиндра (приблизительное значение) |
> = 90 s |
|
Желаемая шероховатость поверхности (R2) |
от 0,06 до 0,10 мм |
|
Перебег хонинговальным бруском верхней и нижней мёртвых точек, относительно длины бруска |
= 30% |
|
Желаемая степень разрушения кристаллов кремния |
5-10% |
|
Максимально допустимая степень разрушения кристаллов кремния |
макс. |
|
Допускаемая некруглость отверстия цилиндра (технологический допуск) |
+/-6 um |
|
30%Хонингование цилиндров: что нужно знать?
Автор afmedia На чтение 3 мин Просмотров 51 Опубликовано
Двигатель внутреннего сгорания – это сердце автомобиля. Для его беспроблемной работы нужна умеренная эксплуатация и своевременное обслуживание. Сегодня мы расскажем вам о том, что такое хонингование цилиндров двигателя.
Поможет нам в этом рассказе компания «РемЦех№3», которая занимается комплексным ремонтом двигателей в Казани. Специалисты компании в заводских условиях восстанавливают коленчатые валы, блоки цилиндров, головки блоков, воздушные компрессоры и карданные передачи.
Хонингование цилиндров в Казани делают опытные и добросовестные мастера на профессиональном оборудовании.
Стоит отметить, что компания предоставляет услуги сервисам, а не частным лицам.
Содержание
- Что нужно знать про хонингование цилиндров?
- Почему хонингование важно?
- Когда необходимо хонингование цилиндров?
- Другое использование хонингования
- Распространенные заблуждения относительно хонингования цилиндров
- Что нужно знать про хонингование цилиндров?
- Сколько хонингование снимает с цилиндра?
- Когда требуется ли хонингование цилиндров?
- Нужны ли мне новые кольца после хонингования?
Смазка цилиндров имеет решающее значение для правильной работы двигателя, обеспечивая хорошую производительность и длительный срок службы основных компонентов двигателя, таких как поршни и гильзы.
Почему хонингование важно?
Хонингование — это чистка абразивом (в отличие от операции, при которой образуется стружка), общие цели которой включают получение определенной поверхности или геометрии с очень точным допуском.
При плановом техническом обслуживании, помимо калибровки диаметра гильзы цилиндра и визуального осмотра поверхности гильзы, следует тщательно проверять и при необходимости восстанавливать рисунок хонингования, качество поверхности гильзы, ее шероховатость. Качество поверхности гильзы очень важно для равномерного распределения смазочного масла и правильной работы поршневых колец.
Когда необходимо хонингование цилиндров?
Для получения ультрасовременной обработки поверхности без ущерба для производительности используется многоэтапный процесс хонингования, сочетающий грубое хонингование с пиковым хонингованием или хонингованием плато. Результат процесса хонингования зависит от многих параметров, включая тип станка, условия работы, инструменты, технологическую жидкость и, самое главное, опыт оператора.
Другое использование хонингования
Помимо восстановления качества поверхности, хонингование гильз можно также использовать для ремонта гильз, загрязненных каталитической пылью, которые имеют задиры, коррозионные повреждения, царапины и следы ударов.
В таких случаях хонингование с использованием специальных режущих алмазных камней может удалить поврежденный материал и уберечь вкладыш от брака.
Владельцы автомобилей должны знать о некоторых распространенных заблуждениях относительно хонингования гильз цилиндров:
1. Метод хонингования не одинаков для всех вкладышей всех производителей. Разные футеровки требуют разной шероховатости и схем хонингования, которые, в свою очередь, требуют разных хонинговальных брусков и рычагов.
2. Хонинговальные бруски и инструменты должны содержаться в хорошем состоянии, так как они напрямую влияют на качество процедуры хонингования. Поврежденные шлифовальные камни или неправильная эксплуатация инструмента приведут к некачественным результатам.
3. Хонингование не является механической обработкой! Хотя хонингование может удалить материальные и поверхностные повреждения (особенно при использовании алмазных камней) и может незначительно улучшить общую геометрию линий.
Что нужно знать про хонингование цилиндров?
Сколько хонингование снимает с цилиндра?
При хонинговании (обработка абразивным потоком) количество удаления материала можно контролировать, чтобы удалить как можно меньше 002 дюйма. Это будет зависеть от каждого конкретного случая. Чем грубее исходная отделка поверхности, тем больше материала потребуется удалить для достижения наилучшей отделки.
Когда требуется ли хонингование цилиндров?
При замене поршневых колец на новые всегда предпочтительнее восстановить поверхность гильзы хонингованием! Хонингование создает небольшие карманы на поверхности гильзы, удерживая масло и обеспечивая надлежащую смазку цилиндра.
Нужны ли мне новые кольца после хонингования?
Да, новым кольцам нужна свежая отшлифованная поверхность для притирки, даже если исходный рисунок хонингования виден. Рисунок хонингования содержит жизненно важное масло для колец: он смазывает, охлаждает и удаляет частицы износа.
- Читайте на Автофокусе — 7 признаков, что автомобилю требуется покраска кузова (Ml)
Новая «финишная обработка» в хонинговании | Goodson Tools & Supplies
Главная → Газета Гудсона → Новая «финишная обработка» в хонинговании
от Goodson Tools & Supplies
Плато-хонинговальный, мягкий точильный станок, нитевидный точильный станок и ультрафинишный точильный станок.
Смущенный? Не расстраивайтесь… есть много машинистов, которые не уверены в этом новом методе хонингования. На самом деле, это один из наиболее часто задаваемых вопросов на горячей линии технической службы Goodson.
В течение многих лет мы затачивали цилиндры грубым бруском, а затем финишным бруском. Затем материалы кольца изменились, что потребовало дополнительного очень тонкого отделочного камня. Современные технологии требуют дополнительного шага для создания еще более чистой поверхности без заусенцев.
Тем не менее, даже при использовании этих традиционных методов хонингования в отверстиях все еще остаются пики складчатого и разорванного металла. Никакое мытье обычной щеткой не могло удалить этот материал. Слишком грубое отверстие приводит к задирам и быстрому износу компонентов, плохому уплотнению колец, сокращению срока службы компонентов и расходу масла. Это особенно проблема с сегодняшними более тонкими поршневыми кольцами с низким натяжением. Производители поршневых колец теперь притирают кольца, чтобы воспроизвести посадку.
Благодаря использованию ультрафинишных хонингов технология обработки стенок цилиндров также была повышена до качества предварительной посадки.
Путаница в отношении этого инструмента для заточки возникает из-за того, что одному и тому же инструменту и процессу присвоено множество разных названий; Платохонинговальные, мягкие хонинговальные, нитевидные хонинговальные и ультрафинишные хонинговальные машины делают одно и то же. Не расширяя отверстие, они проходят по поверхности, удаляя зубчатые пики, складчатый и рваный материал.
Ультрафинишный хонинговальный станок состоит из мононити, формованной методом экструзии с мелким абразивным материалом. Эта абразивная нить может быть закреплена на разных типах держателей, но использование и производительность идентичны. Goodson предлагает этот продукт в держателях и инструментах щеточного типа для использования со многими современными хонинговальными инструментами — портативными или автоматическими. Мы также предлагаем набор ультрафинишных хонингов малого диаметра, которые можно использовать с простой дрелью с пистолетной рукояткой.
Во время использования ультрафинишный хонинговальный инструмент перемещается с небольшим давлением нагрузки, точно имитируя число оборотов в минуту, при которых цилиндр был изначально заточен. Его цель состоит в том, чтобы слегка снять заусенцы с краев и удалить сложенный и частично разорванный материал с поверхности цилиндра, области, на которой фактически перемещаются поршневые кольца. Ультрафинишный хонинг не предназначен для очистки канавок, образовавшихся при грубом хонинговании, или для удаления глазури с цилиндров.
По своей конструкции ультрафинишный хонинговальный станок используется для подготовки отверстия цилиндра к немедленному кольцевому уплотнению с незначительной потерей материала со стенки цилиндра при первом запуске двигателя. Это сводит к минимуму истирание колец и попадание материала сломанной стенки цилиндра в нашу систему смазки. Теперь у нас почти идеальная ситуация, притертое кольцо проходит по полностью подготовленному цилиндру.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Не переусердствуйте с цилиндром с ультрафинишным хонингованием.
Максимум от шестнадцати до восемнадцати ударов. Ходы, превышающие это значение, могут привести к слишком гладкой поверхности, чтобы сохранить достаточную смазку для обеспечения износостойкости и бесконечного уплотнения давления в цилиндре.
Всегда используйте эту щетку с вращением по часовой стрелке. Вращение против часовой стрелки приведет к отказу .
Для тех из нас, у кого еще нет профилометра, вот небольшой тест, который иллюстрирует эффект сверхфинишного хонингования. После обработки цилиндра обычными методами отделки высушите поверхность цилиндра. Возьмите ватный тампон и слегка коснитесь цилиндра, вращающегося вокруг 2 или 3 дюймов поверхности. Можно увидеть висящие хлопковые нити, зацепившиеся за стену. Теперь обработайте цилиндр ультрафинишным хонингованием с большим количеством масла для хонингования. Повторите тест с ватным тампоном после использования ультрафинишного шлифовального круга и увидите разницу. Очень заметная разница должна быть с количеством хлопковых нитей, удерживания почти нет! Не очень научный тест, но хороший показатель того, какой тип отделки был установлен в этом цилиндре.
Такая же отделка может быть достигнута во многих других областях, таких как направляющие клапанов, отверстия толкателей и втулки поршневых пальцев.
Добавление этого шага в процедуру хонингования завершит обработку плато. Кольца будут уплотняться без истирания, компрессия будет максимальной, а лучший контроль масла снизит выбросы. Прекращает задиры и царапины, предотвращает преждевременный износ направляющих клапанов, штоков, толкателей и т. д. Теперь у вас есть инструменты и знания, добавьте ультрафинишные хонинговальные станки в процесс хонингования, чтобы полностью завершить работу. Если у вас есть дополнительные вопросы по этой теме, звоните (1-800-533-8010) или пишите мне по электронной почте.
Поделиться этим постом…
Предыдущий пост Следующий пост
Четыре вещи, которые должны знать пользователи Flex-Hone®
Платохонингование улучшает чистоту поверхности стенок цилиндров за счет уменьшения выпуклостей или пиков до одинаковой высоты и удаления разрезанного, порванного и складчатого металла.
Этот метод отделки поверхности также создает серию канавок или впадин в виде единообразной штриховки, как показано на изображении справа.
Наряду с улучшенным контролем и удержанием смазки плоскохонингование стенок цилиндров способствует посадке и уплотнению поршневых колец. Платохонингование имеет много преимуществ, но вот четыре вещи, которые должны знать пользователи Flex-Hone®.
BRM Новаторское хонингование плато
Компания Brush Research Manufacturing (BRM) первой разработала концепцию плоского хонингования. Сегодня пользователи Flex-Hone® устанавливают шариковые хонинговальные машины BRM в ручные электроинструменты или производственное оборудование, чтобы получить однородный рисунок с поперечной штриховкой по всей длине цилиндра. Напротив, хонинговальные бруски могут придавать неравномерную или однонаправленную штриховку.
Правая схема поперечной штриховки имеет значение
Поршни в цилиндре двигателя совершают возвратно-поступательное или возвратно-поступательное движение.
Если стенки цилиндра имеют равномерную поперечную штриховку, движение поршня вверх будет распространять моторное масло в стороны и в обоих направлениях для полной смазки. Однако, если канавки расположены неравномерно, поршневые кольца будут иметь тенденцию вращаться или двигаться в направлении канавок.
Частота хода Приводы Угол поперечной штриховки
Инструменты BRM Flex-Hone® не требуют специального обучения или инструктажа, но пользователи должны понимать, что угол, под которым пересекаются линии штриховки, может варьироваться. Как правило, размер угла (больше или меньше) зависит от частоты хода Flex-Hone®. Другими словами, частота хода определяет угол поперечной штриховки. Эта таблица поясняет.
|
Для получения такого угла поперечной штриховки |
Использовать этот тип частоты хода |
|
Меньший |
Нижний |
|
Высшее |
Больше |
Диаметр инструмента влияет на штриховку, слишком
BRM поставляет стандартные инструменты Flex-Hone® для цилиндров с диаметром отверстия от 4 мм до 36 дюймов.