Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 12 июля, печатный экземпляр отправим 16 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Достоинства хонингования при капитальном ремонте двигателя внутреннего сгорания

Технические науки
20.06.2017
877
Поделиться
Библиографическое описание
Семенченко, И. Ю. Достоинства хонингования при капитальном ремонте двигателя внутреннего сгорания / И. Ю. Семенченко, М. С. Медведева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 24 (158). — С. 197-199. — URL: https://moluch.ru/archive/158/44653/.


Сущность процесса хонингования

В настоящее время в серийном и массовом производстве при изготовлении ответственных деталей предъявляются высокие требования к точности и шероховатости поверхности: некруглость менее 1 мкм, волнистость менее 0,2 мкм, нецилиндричность и непрямолинейность образующей менее 2–5 мкм, параметр шероховатости Ra = 0,02- 0,8 мкм, отсутствие дефектного слоя металла (структурно-фазовых изменений, напряжений растяжения, микротрещин), определенные значения параметров формы микронеровностей и опорной поверхности. [1]

Обеспечение этих требований достигается с помощью таких процессов абразивной обработки, как хонингование брусками из традиционных и сверхтвердых абразивных материалов. Этот процесс относят к процессу доводки; хонингование производится при одновременно выполняемых вращательном и возвратно-поступательном движениях инструмента (головки с брусками). В отличие от шлифования, при котором контактная поверхность составляет незначительную часть рабочей поверхности круга, при хонинговании брусок постоянно соприкасается с деталью по всей рабочей поверхности, причем в начальный момент времени брусок прирабатывается к обрабатываемой поверхности. Такой контакт пары брусок — заготовка способствует повышению производительности обработки и точности формы деталей. Давление при хонинговании на поверхности контакта бруска с деталью составляет 0,1–1 МПа, что в 10–100 раз меньше, чем давление при шлифовании. Скорость резания при обработке брусками 10–100 м/мин, т. е. в 15–100 раз ниже, чем при шлифовании. В результате при хонинговании тепловыделение в зоне обработки значительно ниже, чем при шлифовании, а контактная темпера­тура не превышает 150–200 ° С. [2] Таким образом, отсутствуют физические причины образования в поверхностном слое микротрещин и прижогов, а также остаточных напряжений растяжения. На рисунке 1 приведена схема рабочего движения. Подача (разжим) брусков в радиальном направлении при хонинговании производится либо непрерывно, под воздействием постоянного усилия, либо периодически, на каждый двойной ход хонинговальной головки.

Рис. 1. Схема движений бруска и детали при хонинговании: 1 — деталь; 2 — брусок; 3 — перебег; 4 — перекрытие (Vок — окружная скорость, Vвп — скорость возвратно-поступательного движения, αс — угол сетки)

При контакте рабочей поверхности бруска с обрабатываемой поверхностью заготовки происходит царапанье металла одновременно большим числом абразивных частиц. Размер таких частиц при хонинговании составляет 20–100 мкм, среднее число частиц на поверхности бруска 20–400 зерен на 1 мм2. Основными видами взаимодействия абразивных зерен с металлом являются микрорезание со снятием тончайших стружек и трение с пластическим оттеснением металла. Для интенсивного резания необходимо, чтобы абразивный брусок самозатачивался путем скалывания и вырывания затупившихся зерен из связки. При использовании брусков из сверхтвердых абразивных материалов (алмаза, эльбора) зерна длительное время сохраняют свою остроту, преобладает микроскалывание зерен, а не вырывание их, что значительно повышает стойкость брусков.

Путем выбора оптимальных характеристик брусков и регулирования параметров обработки (скорости, давления) можно управлять процессом обработки, осуществляя на первой стадии непрекращающееся резание металла в течение достаточно длительного времени, необходимого для исправления погрешностей формы заготовки, удаления исходной шероховатости и дефектного слоя. Скорость съема металла при этом составляет 2–4 мкм/с. Для получения поверхности с малой шероховатостью (Ra= 0,1–0,3 мкм при хонинговании), а также для создания благоприятного микрорельефа поверхности деталей и упрочненного поверхностного слоя металла процесс обработки на заключительной стадии может быть переведен в режим преобладающего граничного трения, при котором съем металла резко сокращается, а брусок выглаживает обрабатываемую поверхность. Такой переход можно осуществить, изменяя параметры обработки: повышая окружную скорость заготовки или инструмента, снижая давление бруска и частоту колебаний бруска. [3]

Процесс хонингования двигателя внутреннего сгорания

Обычно процесс хонингования двигателя происходит в два этапа. Первый этап — это черновая обработка цилиндров, для которой применяют крупный абразив. Второй этап — это окончательная или финишная обработка. Тут уже в дело вступает мелкозернистый абразив, который дает большую точность обработки. В качестве абразивов для хонингования цилиндров используют алмазные и керамические бруски. Последние уступили место алмазным абразивам по ряду причин: это долговечность и меньшая итоговая цена алмазного хонингования. На рисунке 2 показаны цилиндры двигателя внутреннего сгорания после операции хонингования:

Рис. 2. Цилиндры двигателя внутреннего сгорания после операции хонингования

Достоинства хонингования

При капитальном ремонте происходит расточка цилиндров до ремонтного размера. Но чтобы сохранить правильную форму цилиндров двигателя и достичь оптимальной шероховатости применяют хонингование. Хонингование цилиндров двигателя — это финишный этап в обработке и капитальном ремонте мотора. По сравнению с традиционными доводочными операциями, такими как полирование или притирка требуемой поверхности, хонингование обладает большей точностью и большей эффективностью. Плосковершинное хонингование имеет ряд преимуществ. Его основная задача — эта тщательная обработка цилиндров двигателя для последующей работы. В результате хонингования цилиндры и поршневые кольца быстрее прирабатываются, а значит будет меньший износ деталей и повысится эффективность работы. За счет быстрой приработки деталей повышается компрессия в цилиндрах и увеличивается срок службы двигателя до следующего капитального ремонта. Также, значительно уменьшается расход моторного масла и сокращается прорыв газов в картер. Еще одна особенность хонингования двигателя — это образование на цилиндрах некой сетки, которую можно заметить лишь при тщательном осмотре. Она нужна для того, чтобы удерживать масло на стенках цилиндров мотора, в результате чего повышается обильная смазка трущихся деталей двигателя внутреннего сгорания.

Литература:

  1. З. И. Кремень, И. Х. Страшевский '' Хонингование и суперфиниширование деталей'' Ленинград, ''Машиностроение'' 1988г.
  2. Бабичев А. П. '' Хонингование'' М. ''Машиностроение'' 1965г.
  3. Прогрессивные методы хонингования М. ''Машиностроение'' 1981г.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №24 (158) июнь 2017 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 197-199):
Часть 2 (cтр. 113-231)
Расположение в файле:
стр. 113стр. 197-199стр. 231

Молодой учёный