Хонингование цилиндров: как это делается

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.

Хонинговальные станки

В производстве хонингование выполняют на специальных станках, которые бывают двух видов: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные хонинговальные станки выполняют с горизонтальным расположением шпинделя. Вертикальные, соответственно, имеют вертикальное расположение шпинделя. Первые используются для длинных деталей, а также для наружных операций. Вертикальные станки – для коротких деталей и преимущественно для внутренней обработки, т. е. отверстий.

Известные модели станков: 3Г833, 3К833, 3Н-86, М4215-1. А также новые модели: Sunnen HTS-124-020, LEV125 СОМЕС, LEV250 СОМЕС, ТН170 и ТМ806 (807).

Зачастую новые модели хонинговальных станков делают специализированными, а не универсальными, в отличие от станков советского производства. То есть они пригодны лишь для какой-то одной операции, к примеру, для хонингования цилиндров. Также есть и новые модели станков небольшого размера. Как правило, такие станки разрабатываются для проведения хонингования в домашних условиях.

Хонингование цилиндров, что дает хонингование двигателю

Многие профессиональные мастерские занимаются хонингованием цилиндров мотора. Основной задачей хонингования является снижение шероховатости стенок цилиндров, что дает возможность повысить качество приработки поршневых колец и поршней. В процессе работы силовой агрегат теряет свои первоначальные характеристики, в результате чего возникают проблемы в его работе. Элементы и детали мотора способны менять свою форму. Если посмотреть на цилиндры в разрезе, они имеют форму овала. В процессе эксплуатации и/или ремонта на их поверхности остаются царапины и следы. Это влечет за собой такие проблемы, как:

1. Потерю компрессионных способностей.
2. Уменьшение мощности двигателя.
3. Повышение расхода топлива и смазочного материала двигателя.

Как правильно наносить хон на стенки цилиндров

Сейчас читают
Схема системы охлаждения УАЗ Буханка

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Начнем с того, что процесс правильного хонингования в заводских условиях является достаточно сложным. Об этом мы поговорим немного позже. Что касается ремонта ДВС в автосервисах или специализированных мастерских, хонинговка цилиндров происходит в два основных этапа:

• начальная обработка при помощи закрепленных на хонголовке брусков с крупным абразивом;
• финальное хонингование, которое предполагает финишную обработку цилиндра мелкозернистым абразивом. Такой абразив позволяет добиться высокоточной обработки поверхностей;

Завершением процесса хонинговки цилиндров можно считать финишную чистку поверхностей при помощи специальной абразивной пасты. Данная процедура позволяет удалить острые углы, переходы, впадины и другие микродефекты. Результатом становится ровная и равномерно нанесенная хонинговальная сетка на стенках цилиндров двигателя. Отметим, что в ряде случаев применение абразивных паст для тонкой обработки опускают, выполняя только два основных этапа по нанесению хона.

Полным окончанием процесса хонингования цилиндров является мойка блока цилиндров (БЦ) для удаления металлической стружки, а также остатков полировочных паст. Далее в процессе сборки двигателя можно рассчитывать на правильную посадку поршневых колец, быструю притирку и качественную герметизацию камеры сгорания. Добавим, что абразив для хонингования цилиндров представляет собой как керамические, так и алмазные бруски. Керамический брусок имеет определенные преимущества перед алмазными абразивами, так как так4ой хонбрусок более долговечен, что в итоге определяет меньшую стоимость керамического хонингования по сравнению с алмазными решениями.

Теперь поговорим о профессиональном хонинговании, которое предполагает наличие дорогостоящего сложного оборудования. Такое хонингование применяется во время изготовления новых ДВС, а также для восстановления двигателей в условиях, максимально приближенных к заводским. Хонингование следует понимать как создание на стенке цилиндра не просто хаотичной сетки, а определенного микропрофиля на поверхности. Другими словами, хон в цилиндре является совокупностью рисок, которые пересекаются между собой. Также большую роль играет глубина указанных рисок, их расположение по отношению друг к другу. От данных факторов напрямую зависит компрессия в цилиндрах, мощность двигателя, расход топлива и моторного масла на угар, а также ресурс всей ЦПГ и самого двигателя.

Специнструмент для хонинговки обеспечивает точное, а не хаотичное нанесение указанных рисок при помощи хонинговальной головки, на которую монтируются хонбруски. Как уже было сказано, инструмент совершает не только вращение, но и возвратно-поступательные движения. Благодаря этому в процессе нанесения хона удается выдержать заданный угол, под которым происходит пересечение рисок на поверхности стенок цилиндра.

Такой угол называется углом хонингования. Также имеется зависимость от типа абразива и его зернистости, что влияет на финальное качество и структуру хона. От вида хонбруска зависит степень шероховатости поверхности, глубина и сами размеры наносимых рисок. Весь процесс нанесения хонинговки разделяется на начальный и финишный. На каждом этапе используются разные бруски. Точный контроль шероховатости поверхности становится возможным благодаря последующей визуализации диаграмм микропрофиля хона. Угол хонингования задается посредством использования специальных шаблонов-пленок.

1. Для формирования поверхности на начальном этапе хонингования, которая достаточно грубая, имеет глубокие риски и повышенную шероховатость, потребуется использование абразива с крупным зерном. Для этого применяются алмазные хонбруски, которые выполнены на медной основе. Весь процесс чернового хонингования сопровождается обильной подачей смазочно-охлаждающей жидкости. Это необходимо для эффективного удаления из области нанесения хона механических частиц, остатков абразива и т.д.
2. После алмазного хонингования грубая поверхность не позволяет сразу начать монтаж остальных элементов ДВС, так как кольца и поршень в таком цилиндре работать не смогут. Иногда алмазное хонингование является альтернативным силовым способом расточки цилиндров двигателя. Затем грубая поверхность снова проходит обработку абразивом с меньшим зерном. Такая обработка позволяет добиться формирования нового микропрофиля на стенках цилиндров. Завершающим этапом процесса хонингования является повторная обработка мелкозернистым абразивом, что позволяет добиться планового ремонтного размера цилиндра.
3. По окончании завершения формирования «чистовой» поверхности дополнительно проводится так называемое дополнительное хонинговое крацевание. Данная процедура не направлена на дальнейшую расточку цилиндра, главной задачей является очистка полученного ранее микропрофиля от остатков хонинговальных абразивов. Также крацевание чугунного цилиндра позволяет открыть графитовые зерна. Применительно к чугуну это позволяет дополнительно снизить трение и уменьшить механические потери, а также замедлить износ. Для крацевания применяются щётки, в основе которых лежат нейлоновые нити, а также присутствуют кремниевые кристаллы.

Добавим, что хонингование также допускает нанесение дополнительного слоя специальных антифрикционных покрытий. Хонинговать можно как чугунные блоки цилиндров, так и некоторые БЦ, выполненные из сплавов алюминия. Большой популярностью сегодня пользуется плосковершинное хонингование, которое фактически аналогично классическому методу. Отличия плосковершинной хонинговки от обычного метода нанесения хона состоят в материалах и брусках, которые используются при обработке плосковершинным способом.

Этапы расточки и хонингования

Вышеописанные проблемы влекут за собой ремонт силового агрегата. Если не сделать это вовремя, состояние цилиндров может отрицательно сказаться на работоспособности других механизмов, что приведет к более серьезным поломкам. Бывают случаи, когда в результате откладывания ремонта приходилось делать замену всего кривошипно-шатунного механизма.

Происходит ремонт в несколько этапов:

1. Рабочий растачивает все гильзы в соответствии с определенным ремонтным размером. Если ранее ремонт не выполнялся ни разу, расточка делается до первого размера. В обязательном порядке сделайте несколько миллиметров припуска.
2. Выполняется хонингование для придания гильзам корректной формы и для снижения шероховатости.

Расточка и хонингование производится по этапам:

1. Сначала происходит черновая обработка. Ее делают при помощи грубых абразивных материалов. Выполняется возвращение первоначальной формы.
2. Растачивается цилиндр с помощью специального абразива. Хонингование происходит при помощи бруса с алмазным либо керамическим напылением. Брус расположен на хонинговальной головке, что вращается и выполняет движения вниз и вверх. Такое приспособление дает возможность иметь высокую точность в процессе выполнения хонингования. С поверхности цилиндров при помощи абразивных материалов удаляются царапины, поэтому возникает допустимая степень шероховатости.
3. По окончании хонингования поверхность обработанного цилиндра очищается от мусора.
4. Некоторые специалисты очищают поверхность при помощи специальной пасты.

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.

Применяемый хонинговальный станок бывает 2 типов:

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

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.

Читать далее: Что такое лонжерон в автомобиле

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.

Инструмент и приспособления для хонингования

Обычный станок не подойдет для выполнения хонингования, так как здесь требуется работа специального оборудования. Как уже было сказано выше, расточку делают с помощью брусков с абразивными материалами. Количество этих брусков должно быть 5-8 штук. Для равномерной обработки необходимо, чтобы бруски располагались по всей поверхности цилиндра, который обрабатывается в данный момент. Чтобы установить инструмент, понадобится помощь гидравлического привода.

Зерна абразивного материала прикреплены на бруске с помощью связки из пластмассы. Данные бруски выполнены так, что алмазное напыление способно самозатачиваться.

Главные плюсы

Хонинговка деталей имеет ряд положительных сторон. К преимуществам относятся:

1. После проведения хонингования поверхностный слой деталей приобретает повышенную прочность, что сказывается на длительности их эксплуатации.
2. Значительно меньший процент получения бракованных деталей. Связано это с тем, что хонинговальный инструмент не создает большого давления на поверхность изделия.
3. Широкий выбор зернистости хонинговального инструмента. Это позволяет легче выходить на нужный уровень требований к обрабатываемой детали.
4. С помощью хона есть возможность устранения брака при сверлении отверстий на станке.
5. Одновременно на оборудовании совершается хонингование нескольких отверстий, что повышает скорость выполнения работы.

Читать далее: Рассмотрим как подключить сабвуфер supra

Виды отделочной обработки полирование

Существует несколько типов отделочной обработки:

1. Шлифование — метод обработки материала с помощью режущего абразивного инструмента. Обрабатываемая поверхность бывает фасонной, цилиндрической, конической и так далее.
2. Притирка (доводка).
3. Хонингование.
4. Суперфиниширование.
5. Полирование — отделочная операция, применяемая для придания поверхности металлического блеска, повышения внешней красоты и долговечности, либо как подготовительное мероприятие перед никелированием, хромированием и другими покрытиями.

Ультразвуковая обработка.

Электроискровая обработка.

Светолучевая обработка металлов.

Хонингование цилиндров своими руками, технология хонингования

Самостоятельно произвести расточку без спецоборудования невозможно. Плосковершинное хонингование можно осуществить самостоятельно. Такое мероприятие состоит из нескольких шагов:

Сначала используется специальный инструмент с абразивными материалами. Черновая обработка осуществляется за счет устранения поврежденного слоя цилиндра, а также выравнивания шероховатостей.

Затем выполняются действия мелким абразивом, при помощи которого получается довольно высокая точность. Чтобы обеспечить гладкость, воспользуйтесь абразивными пастами.

Инструмент для обработки

Для обработки применяется специальный инструмент для хонингования — хон. Хонинговальные головки классифицируются по следующим признакам:

по способу крепления абразивного инструмента: жесткие;

плавающие;

по способу обеспечения размера:

регулируемые;

саморазжимающиеся.

Хонинговальная головка состоит из:

1. корпуса;
2. абразивных брусков;
3. штока;
4. регулирующей муфты.

В корпусе профрезерованы пазы, в которые устанавливаются абразивные бруски. Внутри корпуса предусмотрен цанговый механизм, обеспечивающий одновременный и плавный вылет брусков.

Абразивные бруски изготавливаются из спеченных композитов или матричных алмазосодержащих элементов. Размер зерен не превышает нескольких десятков микрон.

Соосность гильзы двигателя и инструмента обеспечивает шток. Регулирование получаемого диаметра отверстия производится муфтой.

Саморазжимающиеся хоны выполнены в виде ершика, которым раньше мыли молочные бутылки. На концах пружинных ножек закреплены мелкие абразивные камни. Такое приспособление предназначено для использования в комплекте с ручной электродрелью или шуруповертом.

Обработка такой головкой близка к тонкому шлифованию или полировке. Отсутствие жесткого крепления не позволяет исправить дефекты поверхности после растачивания, но уменьшает шероховатость до значения Ra 0,25.