Honování: jak a proč se to dělá

Co je to? Honování je druh dokončovacího obrábění válcových dílů zevnitř. Používá se ke zvýšení odolnosti třecích ploch proti opotřebení. Proces zahrnuje aplikaci jemného síťového vzoru na kov.

Jak se provádí? Existuje několik nejběžnějších metod honování: vibrace, vortex, rastr. Způsob zpracování se volí v závislosti na účelu dílů a dostupnosti vhodného vybavení.

Problémy diskutované v materiálu:

• Jaký je proces honování?
• Druhy honování a výhody
• Honovací metody
• Honovací etapy
• Výhody honování bloku válců
• Honovací stroje

Jaký je proces honování?

Při honování je kovový povrch vystaven diamantovým třískám. Nejčastěji se metoda používá pro broušení dílů s kuželovým a válcovým tvarem a vytváření otvorů. Výsledkem je drsnost povrchu podobná jako při jemném soustružení nebo broušení hrubozrnným brusným kotoučem. V případě zpracování bloku válců je honování jedinou metodou, která umožňuje dosáhnout požadovaného efektu.

Proč je nutné honování? Díky síťovině nanesené na kov touto metodou se mazivo zadržuje v místech, kde se díly setkávají. K honování se používá nástroj, mezi odborníky známý jako honovací nástroj. Skládá se z tyčí nebo kamenů umístěných po obvodu základny. Vzhledem k tomu, že se tyto prvky postupně vymazávají, konstrukce klipu umožňuje jejich nahrazení novými.

Honování se provádí na speciálních strojích s vřetenem v horizontální nebo vertikální poloze. Každé takové zařízení má svůj úzký profil – v této oblasti již dávno opustili univerzální zařízení.

Druhy honování a výhody

Je obvyklé rozlišovat následující typy honování:

• suché – nezahrnuje použití mazací kapaliny;
• vibrující – zvýšení efektivity práce v důsledku vibrací;
• elektrochemický – mechanické síly se používají v kombinaci s elektrochemickým faktorem;
• vytlačování;
• flat top/plato honování – používá se v případě bloku válců.

Mezi válci a kroužky je mezera, kde je umístěno mazivo. Aby se tato mezera automaticky vytvořila během chodu motoru, je horní vrstva sousedních prvků mechanismu uvolněna honováním desky. Tato vrstva se postupně opotřebovává, díly k sobě přilnou a do zbylé minimální mezery se dostane potřebný olej.

Honovací zpracování má několik výhod:

1. Poskytuje povrchové vrstvě prvků zvýšenou pevnost, což umožňuje zvýšenou životnost.
2. Snižuje podíl částí s vadami, protože pod vlivem honovacího nástroje není povrch výrobku vystaven významnému tlaku.
3. Umožňuje splnit všechny požadavky na obrobek, protože master má široký výběr zrnitosti nástroje.
4. Umožňuje zbavit se vad, které se objevily během procesu vrtání otvorů na stroji.
5. Má vysokou produktivitu, protože zařízení může provádět honování několika otvorů najednou.

Honovací metody

V naší zemi se používá především tradiční metoda honování, protože většina domácích i zahraničních strojů nemá mechanismy kmitání nástroje. Technologie předpokládá, že se nástroj otáčí a provádí vratné pohyby podél osy prvku. V důsledku toho se vytvoří typická síť stop, sestávající ze vzájemně se protínajících šroubovic.

Kvantitativní a kvalitativní ukazatele procesu je možné měnit pouze úpravou úhlu křížení stop zpracování 2α. Tento úhel je určen poměrem rychlostí otáčení VKR a vratného pohybu VOC. Opakované pohyby mohou vést ke shodě nebo fázovému posunu v pozicích tyčí v závislosti na velikosti a počtu tyčí. Je také důležité zvážit poměr rychlostí rotačních a vratných pohybů.

Proces honování lze zlepšit výběrem složitějšího nástroje a dráhy obrobku. Je to známá věc: komplexní pracovní pohyb zvyšuje intenzitu řezání, produktivitu a přesnost zpracování. Navíc taková úprava poskytuje podmínky, které umožňují řídit tvorbu mikroreliéfu na kovovém povrchu.

Vibrační honování umožňuje zkomplikovat trajektorii superponováním dalších oscilačních pohybů na hlavní podle různých vzorů. Je obvyklé mluvit o schématech vibračního honování s axiálním, kruhovým, radiálním a kombinovaným kmitáním nástroje. Vibrační honování s axiální oscilací zvyšuje produktivitu procesu 1,5–2krát ve srovnání s tradiční metodou, protože je dosaženo zvýšení frekvence a amplitudy vibrací nástroje.

Takové změny v procesu práce vedou k tomu, že se tyče rychleji opotřebovávají. Při použití vibrační metody je úběr kovu netlumený a jeho změna v čase je nevýznamná, zvláště pokud jde o ultrazvukové vibrace. Vibrační honování s kruhovými a axiálními vibracemi zahrnuje použití trajektorií:

• jednosměrný – maximální rychlost kmitání je nižší než rychlost hlavního pohybu;
• vícesměrný – rychlost kmitání převyšuje rychlost hlavního pohybu.

Na Technické univerzitě v Rize byla vytvořena metoda vortexového honování založená na vibracích. Jeho klíčovou vlastností je přenos axiálních a kruhových vibrací o stejných frekvencích do nástroje najednou.

Vírové a vibrační honování umožňuje nastavit nástroji mnohem složitější trajektorii. Tato vlastnost je nezbytná pro efektivnější využití řezné schopnosti nástroje, snížení délky řezaných třísek a zajištění zvýšené produktivity a stability zpracování.

Trajektorie může být korigována ovlivněním poměru rychlosti, amplitudy a frekvence kmitů. Je však třeba vzít v úvahu, že při omezených kinematických možnostech nemají tyto metody celou sadu řídicích akcí tak, aby s jejich pomocí bylo možné dosáhnout požadované tvarové přesnosti a drsnosti povrchu.

Za pokročilejší technologii honování je považována tzv. rastrová metoda, která vznikla v PNIPU. Odborníci vyvinuli prototyp stroje pro práci s otvory o průměru do 70 mm v rámci tradičního a rastrového přístupu.

Rastrová metoda se od ostatních liší tím, že k hlavnímu řeznému pohybu dochází jako výsledek kombinace dvou sinusových kmitů s různými frekvencemi ω1, ω2 (ω1>ω2) a amplitudami A a B ve vzájemně kolmých směrech. Hovoříme o kruhovém a osovém směru. Aby byla síť/rastr rovnoměrně rozmístěna po válcové ploše součásti, provádí nástroj také vratný pohyb VOC a rotační VKR pohyb při nízkých rychlostech. Jsou to axiální (SOC) a kruhové (SKP) posuvy nástroje.

Ukazuje se, že při rastrovém honování ploch trajektorie pracovního pohybu řezných zrn zahrnuje kombinaci čtyř pohybů a je trajektorií rastru, která je natažena ve směru šroubovice. Odborníci běžně označují takovou výslednou křivku jako rastrová cykloida.

Honovací etapy

Při honování dílů se provádějí dvě fáze:

Fáze 1. Návrh

Tato fáze honování zahrnuje abrazivní účinek – používá se hrubozrnné brusivo, které dává dílu požadovaný tvar. V tomto případě se na přesnost rozměrů nebere zřetel.

Fáze 2. Dokončení

Pro dodatečné zpracování kovů se používají diamantové nebo keramické tyče, které umožňují získat hladký výrobek s určitou třídou drsnosti. Rozměry se drží v toleranci.

Po diamantovém nebo jiném honování se výrobky čistí. Kovové hobliny se odstraní abrazivním kartáčem, poté se části ponoří do mýdlového roztoku. Požadované úrovně hladkosti lze dosáhnout nanesením brusné pasty, která vyplní nejmenší póry a odstraní nejmenší částice nečistot.

Výhody honování bloku válců

U spalovacích motorů automobilů jsou válce a odpovídající vložky broušeny. Dále jsou takto ošetřena lůžka klikových hřídelů, otvory ve spodní hlavě ojnice, pouzdra horní hlavy a vahadla ventilového mechanismu.

V důsledku tohoto vlivu na pracovní plochu válců spalovacích motorů je dosaženo vyšší přesnosti než v případě použití vyvrtávacích a brusných nástrojů. Tato výhoda vám umožňuje:

1. Výrazně zkrátit dobu záběhu spalovacího motoru. Rozdíl je patrný zejména tehdy, jsou-li instalovány speciální kompresní kroužky, které jsou připevněny ke stěnám válce v co nejkratším čase a s vysokou přesností. To vše má pozitivní vliv na životnost motoru.
2. Zajistěte optimální úroveň komprese ve válcích, což umožňuje provoz motoru s maximální účinností. Zvyšuje se také účinnost a snižuje se spotřeba oleje v důsledku plýtvání.
3. Snižte průnik plynů do klikové skříně motoru – díky tomu zůstává charakteristika motorového oleje delší dobu nezměněna.
4. Téměř úplně se zbavte efektu zúžení a elipsy na válcích, které vyžadují velké opravy. To zvyšuje životnost motoru a zajišťuje další specifikované výhody.

Díky honování vzniká v blízkosti pracovní plochy válců mikroprofil a v jeho prohlubních se hromadí motorový olej, což je u rychloběžných spalovacích motorů nejdůležitější. U posledně jmenovaného není v důsledku aktivního pohybu pístů olejová mlha stoupající z klikové skříně schopna zajistit potřebné mazání stěn válců. Výsledný „akumulátor oleje“ jako výsledek honování chrání části skupiny válec-píst před suchým třením, což znamená příliš rychlé opotřebení.

V moderních autech se většina spalovacích motorů vypiluje ve výrobě – tak se ve válcích dosahuje výše popsaného efektu. Postup se pak opakuje ve fázi generální opravy. Poté se provádí honování po klasickém vyvrtávání bloku. Stojí za to objasnit, že nuda vyžaduje jiné vybavení.

Četnost honování závisí na podmínkách používání vozidla, stylu jízdy majitele, kvalitě paliva a maziv. Obvykle po překonání mety 150 000 km jsou již patrné značky naznačující nutnost aktualizace mikroprofilu stěn válců. Měli byste tedy přemýšlet o provedení tohoto postupu, pokud:

• výkon motoru se snížil;
• při volnoběhu jsou plovoucí otáčky;
• spotřeba paliva a oleje se zvýšila;
• výfuk má namodralou barvu, to znamená, že olej hoří spolu s benzínem.

Honovací stroje

Horizontální honování

Toto honovací zařízení umožňuje pracovat s dlouhými obrobky, které svým typem připomínají trubku. Výrobek může mít délku až 10 000 mm a vnější průměr až 1 000 mm. Obvykle mluvíme o rotačních tělesech s vysokým poměrem délky k průměru, což narušuje přesné obrábění na soustruzích. To je přesně technika, která se používá při výrobě honovaných trubek pro hydraulické válce a pneumatické válce.

Vertikální honování

Stroje tohoto typu jsou žádané při zpracování dílů se svislými otvory, prvků s malou hloubkou otvoru nebo malým průměrem. V tomto případě je nejvhodnější umístit výrobek svisle. Takové zařízení lze snadno vyrobit jako součást automatizované linky, takže se aktivně používá při výrobě dílů ve velkých sériích nebo pro hromadnou výrobu.

Jednoprůchodové honování je vhodné pro hromadnou výrobu. Při této metodě je stroj vybaven 4–6 vřeteny. Součástí vybavení je sestava vřetena s několika nástroji a otočný stůl s upínacími přípravky. Během provozu zařízení se aktivují všechna vřetena najednou. Po dokončení honovacího průchodu se stůl otočí, pozice se změní a zpracování pokračuje. Při použití stroje se šesti pracovními stanicemi tak každý obrobek prochází třemi polohami.

doporučené články

• Proč potřebujete hydraulický lis: typy, aplikace
• Jak leštit ocel: průmyslové a domácí metody zpracování
• Sendzemirova metoda: vlastnosti a výhody

Jednoprůchodové honovací schéma se liší od standardní technologie v tom, že zahrnuje použití nástroje, který není nastavitelný během zpracování.

Rozsah použití takového zařízení je omezen na sérii a seznam konkrétních obrobků. To znamená, že zvýšení rozsahu a snížení sériové výroby vede k tomu, že se tyto stroje ukáží jako nerentabilní. Zatímco v případě hromadné výroby dílů je takové zařízení považováno za velmi efektivní. Pomocí honování a zařízení k tomu se vyrábějí ložiskové prvky, skříně čerpadel posilovače řízení, ozubená kola, hydraulické ventily, ojnice automobilů atd.

Po seznámení se s metodou honování a jejími teoretickými vlastnostmi se můžete rozhodnout, že mluvíme o poměrně jednoduchém postupu, který lze zcela opustit. Výsledky jeho implementace jsou však patrné téměř okamžitě. Takové zpracování umožňuje zvýšit životnost dílu a zajistit možnost opravy bez pomoci profesionálů.

Vedoucí obchodního oddělení