ДИСКУССИИ ВОКРУГ АЛМАЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ ЧУГУННЫХ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ Часть 1.

ДИСКУССИИ ВОКРУГ АЛМАЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ ЧУГУННЫХ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Часть 1.

 

Можно ли хонинговать цилиндры алмазными брусками? Насколько качественными окажутся выполненные работы? Будет ли шероховатость поверхности соответствовать заданным параметрам? Эти и некоторые другие похожие вопросы можно увидеть сегодня на профильных форумах, ответы на них интересуют специалистов. На протяжении длительного времени многие считали, что у абразивных брусков нет конкурентов: доступность, невысокая стоимость расходных материалов, возможность пополнения складских запасов и сформировавшиеся технологические привычки не ставили задачу по поиску альтернатив. Но времена изменились и центры механообработки стали задумываться об использовании альтернативных расходных материалов, которые могут обладать более высокой износостойкостью, будут доступны на рынке и при этом обеспечат высокое качество выполняемых работ. Нам необходимо учитывать изменение внешней среды с одной стороны и постоянно повышающиеся требования к качеству обработки с другой.  Полноценной заменой абразиву могут быть алмазные бруски, при этом не только сохраниться качество обработки, но и улучшаться некоторые другие параметры. Какие? Попробуем разобраться.

Хонингование — это неотъемлемый технологический процесс финишной высокоточной обработки гильз цилиндра, в ходе которого достигаются необходимая геометрия отверстия, заданные параметры шероховатости и наносится сетка хона.

Ведущиеся некогда споры, провоцируемые неквалифицированными мастерами о замене сетки хона зеркальной поверхностью под давлением здравого смысла, опыта последующей эксплуатации ремонтируемых двигателей и научного обоснования ушли в прошлое. Сегодня каждый технический специалист, имеющий отношение к ремонту двигателей и компрессоров знает то, что хонингование является обязательной технологическая операцией и от ее качества прямо зависит ресурс силового агрегата после капитального ремонта. Рассматриваемая операция, безусловно выполняется не только в ходе ремонта двигателей, хонингованию подвергаются новые гильзы цилиндров при серийном изготовлении, втулки верхней и нижней головок шатунов, отверстия шестерен и прочих высокоточных механизмов, но в ходе настоящей дискуссии мы будем рассматривать вопрос, остро интересующий нас и наших коллег – специалистов по промышленному восстановлению двигателей, то есть хонингование как заключительную процедуру ремонта цилиндров. 

Для того, чтобы разобраться в вопросе о возможности хонингования чугуна алмазными брусками необходимо определить, какие параметры достигаются рассматриваемой операцией, к ним относятся:

-  достижение заданных размеров;

- формирование правильной геометрии формы цилиндра (отсутствие бочкообразности, конусности и эллипсности);

- нанесение сетки хона;

- обеспечение надлежащей шероховатости поверхности цилиндра.

Результат хонингования может быть оценен только как совокупность безупречного достижения всех без исключения параметров, при отклонении хотя бы в одном из них вся операция считается выполненной неудовлетворительно, и впоследствии может оказать влияние на работоспособность ремонтного силового агрегата.  В наших публикациях, основываясь на богатом опыте мы неоднократно рассматривали технологии позволяющие оказывать услуги по хонингованию высокого качества, ознакомиться с ними можно на сайте компании «Механика».

Инженеры-механики знают: в ремонте двигателя нет первостепенных и второстепенных работ, вне зависимости от трудоемкости, сложности, стоимости каждая операция вносит равнозначный вклад в дальнейший жизненный цикл поэтому все этапы работ при промышленном восстановлении деталей двигателя в «Механике» подвергаются неоднократному техническому контролю. Рабочий выполняет измерения высокоточным мерительным инструментом, контролер ОТК проверяет достижение всех заданных параметров в том числе шероховатость поверхности специальным прибором – профилометром, технолог и начальник цеха следят за соблюдением технологических процессов. Для производства работ применяются хонинговальные станки, станочный парк компании «Механика» по большей части состоит из машин собственного производства – отлично зарекомендовавших себя СК-12. Обработку деталей на данном станке можно осуществлять применяя как абразивные бруски, так и алмазные.

Помимо вышеперечисленных качественных параметров, в целях недопущения увеличения сроков выполнения работ критически важным для технического центра становиться параметр скорости обработки без потери качества. На общее время обработки оказывает влияние толщина срезаемого слоя с каждого участка, которая в свою очередь прямо зависит от усилия контактного взаимодействия между этим участком и соответствующим зерном и косвенно от применяемой СОЖ.   

Для того чтобы понять и в дальнейшем обосновать целесообразность применения алмазных хонинговальных брусков рассмотрим каждый из заданных технологическим процессом параметров хонингования.

Окончательный размер и геометрия цилиндра.

Достижение заданного размера, отсутствии эллипса, конусности, седлообразности и бочкообразности  в обрабатываемом цилиндре является заданным параметром рабочего цикла, контролируется путем измерения цилиндра в 6-ти точках(A I, II, III; Б I, II, III), Рис. 1. На этот параметр оказывают влияние:

-  установка брусков и направляющих в размер, при помощи регулировочных пластин, допустимый зазор между поверхностью цилиндра и рабочей поверхностью бруска - 6-8 мм.;

- длина абразивного бруска, которая должна составлять 50-60% длины сверления цилиндра, оптимальный выход брусков за верхнюю грань 25-30%, возможный выход бруска за нижнюю грань может находиться в пределах 15-30% в зависимости от конструкции подшипниковой стойки;

- постоянный контроль операции, в случае обнаружения конусности в хонингуемой гильзе цилиндра обработка с удержанием хонинговальной головки в крайнем нижнем положении (кнопкой временной задержки).

- строгое соблюдение технологического процесса и положений руководства по эксплуатации оборудования, достижение размеров и припусков под дальнейшую (чистовую) обработку при цикле чернового хонингования.

 1_11

Рис. 1. Контрольные измерения диаметра хонингуемого цилиндра.

 Таким образом, материал используемого бруска не может оказывать влияния на достижение указанных параметров, алмазные бруски могут быть применены наравне с абразивными.

Нанесение сетки хона (угол хонингования). Угол хонингования (Рис.2) должен находиться в пределах от 40⁰ до 80⁰ (Kolbenschmidt Pierburg Group), что достигается одновременным возвратно-поступательным и вращательным движением хонинговальной головки при условии установки правильных настроек станка в зависимости от диаметра обрабатываемого цилиндра. Следовательно материал, из которого изготовлены хонинговальные бруски и в этом случае не имеет определяющего значения.

2_7

Рис. 2. Угол хонингования (Kolbenschmidt Pierburg Group)

 Шероховатость поверхности. «Зеркальная» поверхность не сможет удерживать пленку масла на поверхности цилиндра, поверхность с превышенной шероховатостью справиться с этой задачей, но отрицательно скажется на сроке службы двигателя после капитального ремонта. Заданными параметрами «правильной» шероховатости при методе измерения Ra являются значения 0,4-0,8 мкм.  Влияют на шероховатость несколько факторов: зернистость бруска, соблюдение технологии, настройка подачи брусков, при этом критически важной является настройка подачи при чистовом хонинговании, и, наконец марка и качество используемой СОЖ. В компании «Механика» разработана и строго соблюдается технологическая инструкция «Порядок работы на хонинговальном станке для достижения заданных параметров шероховатости поверхности цилиндра», что так же позволяет выполнять работы высокого качества.

ГОСТ 25594-83 Бруски алмазные хонинговальные. Технические условия устанавливает требования к режущей способности брусков и параметрам шероховатости обрабатываемой поверхности (Табл.1). Основываясь на приведенных данных, мы можем предварительно подобрать зернистость алмазного порошка и спроектировать технологическую операцию. Мы настоятельно рекомендуем измерять параметры шероховатости каждой от хонингованной гильзы цилиндра, все территории «Механики» для этих целей оснащены высокоточными измерительными приборами – профилометрами (Рис 3).   Опытом, полученным при подборе алмазных брусков для различных операций, мы поделимся во второй части настоящей статьи.

 

Таблица 1. Режущая способность брусков, параметры шероховатости

обрабатываемой поверхности ГОСТ 25594-83

Зернистость алмазного порошка

Режущая способность мм,

не менее, при обработке чугуна 01.01.91

Параметр шероховатости Ra, мкм. обрабатываемой поверхности из чугуна

До обработки

После обработки

800/630

0.275

 

 

630/500

0.250

500/400

0.240

400/315

0,230

315/250

0.220

250/200

0,180

6,3-10

5,00

200/160

0,170

160/125

0,160

5,8-8

4,00

125/100

0.150

100/80

0.120

3,2-6,3

2,50

80/63

0.100

63/50
50 /4 0

0,060

1,6-2,5

1,25

60 /4 0

 

1,2 5-2,5

1,00

40/28
28/20

0,8-1,2 5

0,63

20/14
14/10

0,4-0,63

0.32

 3.1_3_4

3.2_

Рис. 3. Измерение шероховатости цилиндра высокоточным профилометром Mitutoyo в компании «Механика»

Изучив имеющуюся информацию, мы делаем вывод о том, что хонингование алмазными брусками может обеспечить достижение надлежащей шероховатости поверхности при условии соблюдения технологических процессов.

Помимо вышеперечисленного в цилиндре нужна высокая квота обнажения графита (50-20%), анализ научной технической литературы и данные лабораторных исследований показывают, что алмазы справляются и с этой задачей.

Получается, что алмазные бруски соответствуют всем предъявляемым требованиям к инструменту, применяемому при хонинговании чугунных блоков цилиндров, и могут успешно применяться для выполнения данной технологической операции.

В следующих частях статьи мы продолжим изучение актуальной темы – хонингования алмазными брусками. Поговорим о классификации брусков и рекомендациях по их подбору, смазочно-охлаждающих жидкостях, а также о некоторых преимуществах для технических центров.

 

Александр Агафонов, технолог компании «Механика»

 

 

Комментарии
Здесь еще никто не оставлял комментариев. Вы можете быть первым