Хонингование цилиндров: обзор технологии и критерии качества

Используемое оборудование и материалы

Для проведения процесса необходимо наличие оборудования, в которое вставляются бруски для обработки деталей. Это и есть инструмент для хонингования. В процессе работы используется смазывающая жидкость, которая значительно ускоряет операцию. Количество вставляемых брусков колеблется в пределах 5–8 штук. Чем их больше, тем выше получается класс шероховатости обрабатываемой поверхности.

Хонинговальные станки

Применяемый хонинговальный станок бывает 2 типов:

1. Хонинговальный горизонтального типа. На нем выполняются наружные операции с длинными деталями.
2. Хонинговальный вертикального типа.

На вертикальных хонинговальных станках работы ведутся только с внутренними поверхностями, а обрабатываемые изделия имеют небольшую длину.

В классическом исполнении существуют следующие узлы станка:

1. Корпус. Представляет собой сварную конструкцию из труб. Сверху расположен защитный кожух.
2. Линейные направляющие с установленными концевыми выключателями. Они необходимы для контроля передвижения каретки в заданных пределах.
3. Передвигающаяся каретка.
4. Хонинговальный инструмент.
5. Насос для охлаждения жидкости.
6. Зажимное устройство.
7. Электрическая часть.
8. Панель управления.

Хонинговальные бруски

Хонинговальные бруски выпускаются на керамической и бакелитовой основе. В качестве абразивного материала используются:

• ­ белый электрокорунд;
• ­ зеленый карбид кремния;
• ­ эльбор;
• ­ алмаз.

Хонинговальные алмазные бруски получили наибольшее распространение. Если в качестве связки используется керамика, то материал инструмента получается пористым и хрупким. В процессе работы из-за его мягкости происходит самозатачивание бруска и отколы от него мелких частиц. Эти микроэлементы попадают на поверхность обрабатываемой детали и наносят царапины.

Алмазный хонинговальный брусок

Хонинговальные бруски на бакелитовой связке таких недостатков не имеют. Они более прочные и эластичные. В процессе хонингования сколы у инструмента отсутствуют, а объем снимаемого металла выше на 20–60%.

Во время выбора твердости хонинговального бруска руководствуются следующими правилами:

1. Твердый хонинговальный инструмент ставится для обработки грубой поверхности.
2. На обработку короткой заготовки следует ставить более твердый брусок.
3. Уменьшение ширины бруска должно сопровождаться увеличением его твердости.
4. При увеличении твердости материала обрабатываемой детали должна возрастать мягкость бруска.

О практическом влиянии параметров хонингования или разрушение мифа, о «зеркальной», абсолютно гладкой поверхности цилиндра

Для надёжного удержания масла на поверхности цилиндра (чего ради собственно и затеяна вся эта вращательно-поступательная «возня»), стенка последнего должна иметь определённую шероховатость абсолютно гладкая стенка не способна удержать на себе масло, в количестве необходимом для нормальной смазки колец. С абсолютно гладкой, зеркальной, поверхности масло будет сниматься почти полностью, оставшееся масло будет сгорать, а нового масла, необходимого для нормальной смазки поступать не будет. Таким образом будут формироваться условия для сухого трения, которое вызывает повышенный износ. Поверхность, обладающая высокой шероховатостью, способна значительно лучше задерживать на себе масло и соответственно воспринимать более высокие механические нагрузки. Низкая шероховатость удерживает масло несколько хуже. Больший угол хонингования влияет на расход масла (угар), но в этом случае меньше проявляется волнистость поверхности цилиндра. Маленький угол влияет на снижение расхода масла. Вот такие закономерности. Поэтому требуется подбор режимов хонингования и применяемых материалов, которые и обеспечивают необходимый результат.

Грубая поверхность (глубокие риски – высокая шероховатость) получаются после применения крупно зернистого абразива, на первой стадии чернового хонингования. Здесь применяют алмазные бруски на медной основе. Хонингование ведётся с избытком СОЖ. Для выноса из зоны резания продуктов износа, как материала цилиндра, так и материала бруска. Получаемая после чернового алмазного хонингования поверхность непригодна для работы по ней колец, поршня да и работы вообще. В некоторых случаях алмазное (силовое) хонингование служит заменой расточки цилиндра, с той лишь разницей, что процесс хонингования более производительный и легче поддаётся автоматизации.

На второй стадии полученная поверхность обрабатывается более мелкозернистым абразивом, но не чистовым. При этом формируется новый микропрофиль поверхности. На данном этапе применяют абразивные материалы с размером зерна 1/150 мм.

Окончательное хонингование ведется материалами с зерном от 1/300 – 1/500 мм, до достижения окончательного размера цилиндра.

Финишная операция при хонинговании – хонинговое крацевание. При этой операции не происходит изменение размера цилиндра (отверстия) полученного при чистовом хонинговании. При этой операции полученный микропрофиль полностью очищается от остатков хонинговального абразива, обнажаются графитовые зёрна (для чугунных цилиндров), что влияет на снижение трения, а следовательно на механические потери и износ. При крацевании используют специальные щётки, из нейлоновых нитей с добавлением кристаллов кремния.

Щётки для крацевания

Используя оборудование для хонингования можно проводить также нанесение анифрикционных покрытий на стенки цилиндров, обрабатывать цилиндры алюминиевых блоков (правда не всех) и выполнять плосковершинное хонингование. Данные операции принципиально не отличаются от обычного хонингования. Для их проведения необходимы специальные материалы и хонинговальные бруски.

Специальные хонинговальные бруски

Применяется хонингование закалённых зубчатых колёс хонинговальной головкой в форме косозубого долбяка находящейся в зацеплении с обрабатываемым колесом и совершающей одновременно вращательное и колебательное движения. Н это уже экзотика:

При производстве и ремонте двигателей внутреннего сгорания используются самые различные технологические и конструктивные решения. От правильности их выбора зависит совершенство силового агрегата, его безупречная работа и эксплуатационный ресурс. В данной статье мы поговорим об одной из классических, обязательных при изготовлении или восстановлении ДВС технологий – хонинговании – рассмотрев этот процесс во всех его аспектах.

Как выполнить хонингование в домашних условиях

Хонингование цилиндров деталей можно выполнять не только в промышленных условиях на специализированных станках, но и дома. Обычно такая операция требуется в тех случаях, когда старый цилиндровый блок детали утратил свое свойство устойчивости к износу и больше не отвечает техническим требованиям или его просто необходимо очистить от накопившейся накипи.

Хонингование в домашних условиях представляет собой все ту же тонкую обработку металла, но уже не с использованием заводского инструмента хона, а с помощью хонинговального масла или керосина и специальной хонинговальной головки. Последняя для работы с легкостью закрепляется на обыкновенную электродрель.

Подобные головки для процедуры можно купить в любом строительном или автомобильном магазине, внешне они похожи на ершики для мытья посуды. Как и в варианте со специальными хонами для станков, хонинговальные головки-насадки для дрели бывают также двух видов: для черновой и чистовой обработки. Отличаются между собой головки еще и допустимыми диаметрами и материалом.

Для более комфортного хонингования цилиндровый блок в домашних условия закрепляется в любом зажимном устройстве или на такой поверхности, которую можно крепко удерживать ногами. После надежного закрепления детали можно выполнять само хонингование. Для этого следует два раза пройти отверстие черновой обработкой и один раз чистовой.

Что автовладельцы говорят о хонинговании цилиндров

1. Хонингование на старых двигателях Хонингование блока цилиндров на советских предприятиях в 60–80 гг. отсутствовало в принципе. Автомобильные, лодочные мотоциклетные моторы были, как правило, результатом побочной деятельности оборонной промышленности. Поэтому не было никакого стимула внедрять новые технологии и совершенствовать уже имеющиеся товары. Люди покупали то что есть и не жаловались на качество, потому что всегда был дефицит и большие очереди практически на любые товары, в том числе и на автомобили. Усложнение технологических операций не приветствовалось в массовом производстве, а при отсутствии конкуренции заводу было все равно, сколько проходит его мотор до капитального ремонта.
2. Незаводское хонингование Самодельный хон может быть и не хуже заводского, но сложность в том, что информации о глубине канавок, угле хонингования, допустимой шероховатости поверхности нигде нет. Эти параметры очень сильно влияют на качество смазки и расход масла. Масляное голодание, так же как и большой расход, не сделают мотор долгожителем.
   Mitsubishi lancer 9: бюджетный автомобиль высокого качества

   Увеличение шага хонингования может привести к сокращению толщины масляной пленки и быстрому износу двигателя. Поэтому автосервисы при хонинговании блока цилиндров делают некие усредненные показатели, которые подойдут для данного типа моторов (3л v6, например). Очень многое зависит от используемого станочного оборудования. В оппозитных моторах ось цилиндра расположена горизонтально, и, следовательно, есть логика в изменении шага сетки и угла хона вверху и внизу цилиндра.

3. Преимущество заводского хонингования Ремонтное хонингование цилиндров существенно хуже заводского. Добиться плосковершинного хонингования можно только в условиях автопроизводства. Автосервисы не потянут такое оборудование, а у производителя нет интереса качественно делать капитальный ремонт. Токарно-расточной станок при нарезании борозды хоном выдавливает с каждой стороны слой металла, который во время обкатки мотора гораздо быстрее изнашивает кольца.

4. Равномерность износа хонингования Хон изнашивается неравномерно. Максимальный износ приходится на положение верхнего компрессионного кольца в ВМТ поршня. Выше него износ существенно меньше.
5. Одинаковый хон или разный Угол хонингования свой для каждого мотора и у каждого производителя. Точные цифры найти сложно, часто приходится смотреть, как сделано на аналогичных моторах. Однажды перебирал мотор на РАВ4 с использованием ручного хона. По внешнему виду значительно хуже заводского, но эффект все равно дает. После ручного хонингования блока цилиндров и замены колец расход масла практически исчез.

Зачем хонинговать двигатель

По мере естественного износа детали силового агрегата утрачивают свою первоначальную форму. Это, в первую очередь, касается гильз: их стенки искривляются и они принимают конусообразную или бочкообразную форму, а в поперечном сечении цилиндры становятся овальными. Помимо этого, на их стенках возможно образование царапин и задиров.

Все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии блока цилиндров:

• ухудшается компрессия;
• растет расход горючего и масла;
• двигатель перестает развивать полную мощность.

Чтобы вернуть его к жизни, требуется капитальный ремонт. Если своевременно не выполнить его, такое состояние гильз отрицательно отразится на состоянии других узлов двигателя, и потребуется не только ремонт блока, но и куда более затратные мероприятия, вплоть до замены всего кривошипно-шатунного механизма.

Комплекс ремонтных мероприятий состоит из нескольких этапов: вначале производится расточка гильз до следующего ремонтного размера (если капремонт ранее не производился, то расточка осуществляется до первого ремонтного размера). При этом обязательно оставляют небольшой припуск (0,1 – 0,15 мм) для финишной обработки цилиндров. Для того чтобы придать расточенным гильзам правильную форму и максимально уменьшить шероховатость стенок, проводят хонингование.

Плосковершинное хонингование предпочтительнее других операций по доводке, таких как притирка и шлифование, поскольку дает лучшие результаты, как по точности, так и по эффективности.

Хонингование позволяет в несколько раз сократить процесс обкатки блока цилиндров, ведь расточка – это серьезное вмешательство, после которого требуется довольно длительная обкатка. Как результат – уменьшается износ других деталей блока. Помимо этого, повышается компрессия, снижается расход масла, а в картер прорывается меньше отработавших газов. Наконец, после хонингования на стенках гильз образуется малозаметная сетка, удерживающая некоторое количество моторного масла, а обильная смазка трущихся деталей – это залог исправной работы всего двигателя. На видео хорошо видны результаты проделанной работы.

Трубы для гидроцилиндров (Россия) в Москве

Трубы раскатанные изготовлены из бесшовных горячедеформированных труб, в соответствии со стандартом ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, (495) 660-0423, Звоните!

Раскатываем трубы длиной до 3,5м, следующих внутренних диаметров:

40; 45; 50; 63; 63,5; 65; 70; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 115; 120; 125; 130; 135; 140; 150; 160;

170; 180; 190; 200; 203; 210; 215; 220; 235; 250; 260; 270; 280; 300; 320; 350; 356; 360; 380 мм.

• поле допуска на внутренний диаметр: H8, H9;
• шероховатость поверхности: Ramax <0,63.

видео

Трубы хонингованные изготовлены из бесшовных горячедеформированных труб, в соответствии со стандартом ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78.

видеоХонингуем трубы на двух хонинговальных станках:

• Внутренний диаметр до 200мм, длина до 6 000мм;
• Внутренний диаметр до 500мм, длина до 3 500мм;
• Пример производства хонингованной трубы 485х25мм. Подробнее.

Возможны следующие дополнительные операции:

• объемное улучшение;
• внутреннее хромирование (покрытие хромом, от 20 до 60мкм).

Внутренняя поверхность раскатанных труб получается нагартованной, вследствие чего гильзы имеют дополнительную твердость и более высокий эксплуатационный ресурс, а также снижается риск возникновения поводок при сварке.

При использовании лучших материалов — 30ХГСА, 40Х, с объемным улучшением, раскатанные трубы для гидроцилиндров ничуть не уступают зарубежным аналогам и имеют отличны эксплуатационные характеристики.

Раскатка труб из нержавеющей стали (12Х18Н10Т)

Также на нашем предприятии производят раскатку российских труб из нержавеющей стали для гидроцилиндров.

Химический состав стали (Производство — Россия)

Механические свойства сталей в соответствии с ГОСТ 8731-74

Поврежденные изделия

В случае сильного повреждения зеркала гильзы, предлагаем расточку внутренней поверхности гильзы(трубы) до устранения царапин, с последующим хонингованием или раскаткой в ремонтный размер.

Импортные трубы

Трубы для гидроцилиндров импортного производства (St 52), также можно приобрести в нашей компании.

На складе всегда в наличие широкий сортамент труб (гильз) и штоков для гидроцилиндров, как импортного так и российского производства, обращайтесь: (495) 660-0423

Комплектующие к гидроцилиндрам ГИЛЬЗЫ, ШТОКИ, УПЛОТНЕНИЯ

www.hydrott.ru

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. Благодаря меньшей твёрдости алюминиево-кремниевого сплава давление на стенку цилиндра не должно быть слишком высоким. Стенка цилиндра поддалась бы под высоким давлением, и геометрия отверстия бы ухудшилась (см. по данному вопросу «3.7.2. Геометрические погрешности из-за неправильной обработки цилиндра»). По этой причине ширина хонинговальных брусков, предлагаемых KS, составляет примерно только половину от, напр стандартных хонинговальных брусков на керамической основе. При одинаковом удельном давлении нажатия брусков при вдвое меньшей ширине хонинговальных брусков усилие нажатия, которым бруски прижимаются к рабочей поверхности цилиндра, может быть уменьшено вдвое (изобр. 2). Деформаций стенки цилиндра от слишком высоких усилий нажатия брусков можно при этом эффективно избегать и их уменьшать.

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.

Хонингование цилиндров: что это такое, для чего нужна хонинговка и расточка (видео). хон или зеркало? как сделать хонинговку своими руками? инструмент и приспособление

Хонингование цилиндров, наряду с расточкой, являются неотъемлемыми атрибутами капитального ремонта двигателя. Рассмотрим, что такое хонингование, как осуществляется финальная обработка гильз, цилиндров, втулок и какой нужен инструмент, приспособление для ремонта своими руками. Ответим на вопрос, что лучше: зеркало или хон?

Цель нанесения

Причины хонингования цилиндров:

• приближение к идеальной геометрической форме гильз, цилиндров, втулок. Ввиду погрешности даже самого качественно расточного инструмента, после расточки цилиндр может иметь слегка бочкообразную, конусоподобную форму. Всяческое изменение формы цилиндра от идеальной геометрии круга и смещение оси отверстия в блоке цилиндров двигателя ведет к снижению компрессии и уменьшению ресурса цилиндропоршневой группы;
• точность обработки поверхности хоном значительно выше, чем в случае обработки расточным и шлифовальным инструментом. Такая особенность позволяет получить необходимый класс чистоты поверхности и добиться лучшего прилегания поршневых колец к стенкам цилиндра;
• получение необходимой структуры шероховатости. Правильная насечка позволяется удерживать на стенках цилиндров моторное масло, предотвращающее сухое трение трущихся пар и, как следствие, ускоренный износ деталей ЦПГ. Также упорядоченная шероховатость предотвращает сильный износ деталей, когда по определенным причинам возникает непродолжительное сухое соприкосновение трущихся пар.

Технология обработки

Суть процесса хонингования заключается в равномерном снятии микронных слоев металла. Для этого используется специальный инструмент – хон. Рабочая поверхность хонинговальной головки касается внутренней части обрабатываемой поверхности по траектории, совмещающей вращательные и возвратно-поступательные движения.

Обработка производится с применением специальной смазочно-охлаждающей жидкости, в качестве которой может быть использован керосин либо рабочая жидкость на основе водно-масляных эмульсий (применяется при обработке изделий с высокими требованиями к качеству покрытия).

В процессе хонингования крайне важно обеспечить равномерное давление шлифующей кромки, так как только в таком случае удастся получить равномерную глубину риски и около идеальную геометрическую форму внутренней поверхности цилиндра. Для исключений возможной неравномерной обработки, шток задает хону небольшие круговые колебания вокруг своей оси

Тонкости процесса

• не должны иметь рваных, острых кромок;
• отсутствуют деформированные участки;
• глубина, ширина должны быть однородными.

Инструмент для хонингования

Для хонингования цилиндров своими руками используется 2 вида любительского инструмента:

• гибкие хонинговальные щетки (бутылочный ершик). Приспособление представляет собой насадку для ручной дрели или шуруповерта, на конце которой находится хонинговальный «ершик». В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни, закрепленные на пружинящих ножках;
• 3-лапые приспособления для ручной хонинговки. В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни. Шток инструмента можно зафиксировать в патроне шуруповерта либо дрели.

Целесообразность ремонта своими руками

К самостоятельному хонингованию цилиндров стоит прибегать только в том случае, если нет возможности воспользоваться станочной обработкой. При хонинговке своими руками невозможно создать упорядоченную шероховатость.

Не только амплитуда и характер движений будут зависеть от положения дрели, но и усилие нажима камней на стенки цилиндра, гильзы. Разумеется, что ни о каком доведении формы до геометрических идеалов и речи идти не может.

Если вы все-таки решили произвести хонингование цилиндров своими руками, использовать лучше 3-лапые приспособления.

Хон или зеркало?

Зеркальную поверхность цилиндра от хона отличает лишь класс чистоты обработки поверхности. Поверья о том, что хон разрушает поршневые кольца, а поэтому для долгой работы двигателя стенки нужно шлифовать в «зеркало», возникли лишь от несоблюдения технологии правильного хонингования.

Чтобы раз и навсегда положить конец спорам о хоне и зеркале, узнать, что такое хонингования и как оно правильно осуществляется, рекомендуем ознакомиться с видео.

Технология хонингования в домашних условиях

Подобный метод обработки поверхностей получил распространение во многих отраслях. Осознав всю значимость этой процедуры, автовладельцу не помешает вначале выяснить, можно ли выполнить эту операция своими руками или же к такой работе следует привлечь квалифицированных работников специализированных мастерских. Следует заметить, что, если вам уже приходилось выполнять какие-либо сложные работы и вы располагаете приспособлением для хонингования цилиндров, то лучше провести хонингование цилиндров в домашних условиях, что позволит вам сэкономить.

Материалы

Чтобы выполнить подобную обработку, у вас должен быть хон. Желательно, чтобы он был гибкий, похожий на ершик для мытья бутылок. В случае его отсутствия можно обойтись и обычным. Однако хон — не единственное, что может вам потребуется для этой работы. Также у вас должны быть в наличии следующие элементы:

• дрель;
• защитные очки;
• хонинговочное масло, вместо которого можно использовать керосин,
• ветошь.

После того, как как вы все подготовите, хон нужно зафиксировать в патроне электродрели и обработать им отверстие, которое прежде необходимо хорошенько увлажнить. Имейте в виду, что инструмент сможет войти внутрь обрабатываемой детали лишь в том случае, если вы сожмете камни.

Технология работы

на образующуюся на поверхности металла сетку

Имейте в виду, что хон должен находиться внутри до полной остановки дрели. После окончания работы потребуется убрать фаску при помощи надфиля. Это поможет вам избежать зацепов колец. Делать это нужно очень аккуратно, поскольку есть риск повредить поверхность обработанного отверстия.

Далее деталь нужно очистить от загрязнений при помощи мыльной воды, которая поможет убрать следы абразива.

В завершение необходимо дать изделию высохнуть, после чего его обрабатывают специальным маслом, обладающим антикоррозионной защитой.

Хонингование, что это

Многим автовладельцам знаком термин «расточка мотора», которая может выполняться либо для повышения мощности двигателя, либо для устранения так называемого «эффекта конусности» при капитальном ремонте. Когда растачивание цилиндров силового агрегата завершено, нужно провести их хонингование.

Хонингование цилиндров является завершающей стадией их обработки. Оно осуществляется с применением специального инструментария, поэтому самостоятельно провести хонингование мотора без сервисного оборудования не получится. Главная задача данного мероприятия — увеличение срока службы мотора, благодаря уменьшению износа элементов во время их приработки.

Что в итоге: зеркало или хон

С учетом вышесказанного справедливо утверждение о том, что лучшее удержание моторного масла способна обеспечить только стенка с шероховатой поверхностью. Что касается идеально гладкой стенки (зеркала) цилиндра, такая поверхность не может обеспечить должное удержание смазки в количестве, которого будет достаточно для эффективного смазывания поршневых колец.

На зеркальной отшлифованной поверхности цилиндра моторное масло снимается практически полностью, остатки будут расходоваться на угар, а забора нового масла происходить не будет.  В подобном случае можно говорить о частичном или полностью сухом трении, в результате чего возникает ускоренный износ колец и стенок цилиндра.

На хонингованной поверхности, которая отличается шероховатостью, масло задерживается намного лучше, что позволяет выдерживать повышенные механические нагрузки. Добавим, что недостаточная шероховатость хона автоматически означает худшее удержание смазки на стенках

Также обратим внимание на угол хонингования. Такой угол оказывает влияние на показатели расхода масла на угар

Чем больше угол, тем шероховатее поверхность, но поверхность цилиндра становится более волнистой и двигатель интенсивнее расходует масло на угар. Уменьшение угла хона снижает расход масла, при этом параллельно ухудшается шероховатость стенок. С учетом данных закономерностей при хонинговании цилиндров необходимо тщательно подбирать определенные режимы нанесения хона и абразивы применительно к материалам изготовления того или иного БЦ. Такой подход позволяет достичь наилучших результатов.