Файл: Сагарда А.А. Алмазно-абразивная обработка деталей машин.pdf

микротвердости до 672—709 кГІмм3, на глубине 20—25 мкм она достигает значения микротвердости основного металла (1000-1100 кГ/мм2).

Образцы подвергались рентгеноструктурному анализу. После обработки абразивными брусками полуширина ли­ нии (ПО) a -фазы меньше, чем у образцов, обработанных ал­

Таким образом, после алмазного хонингования в поверх­ ностных слоях деталей из закаленной сталиУ8 изменений не обнаружено.

Исследование поверхностных слоев закаленных чугунных деталей. В качестве образцов применяли гильзы Д-50 из чугуна СЧ 21-40, закаленных т. в. ч. на глубину 1,5 мм до HRC 40—45. Диаметр гильз 110 лш, длина 245 мм. Хонин­ гование производилось в три перехода алмазными и абра­ зивными брусками при режиме цБр = 80 м!мин\ пв.п = = 15 м/мин; Р = 5 -ь 10 кГІсм2. В качестве СОЖ применя­ ли керосин (при окончательном хонинговании применяли СОЖ следующего состава: 70% керосина и 30% машинного масла).

При этом обеспечивался съем 0,05—0,20 мм на диаметр, а шероховатость поверхности соответствовала 9-му классу чистоты при исходной шероховатости поверхности после рас­ тачивания Ѵ5 — Ѵ6.

Методика исследования поверхностных слоев стальных деталей оказалась непригодной для гильз из закаленного чугуна. Несмотря на то, что исследовали большое количе­ ство образцов, определенных результатов получить не уда­ лось. Ввиду неоднородности структуры и сложности соста­ ва серого чугуна невозможно уловить изменение микрост­ руктуры и микротвердости в тонком поверхностном слое. Поэтому в процессе исследования был использован метод по­ слойного рентгеноструктурного анализа. Сущность метода заключается в последовательном удалении электрополиров­ кой слоев металла и последующем рентгеноструктурном исследовании.

Электрополировку производили в сернофосфорно-хро- мовом электролите при плотности тока 50 аідм2 и темпера­ туре 70 —80° С. Для рентгенографического исследования применяли установку УРС-50И (излучение FeKo)- Регистри­ ровали линии (ПО) и (111) a -фазы. Оценка структурного со­

110

Точность геометрической формы при алмазном и абразив­ ном хонинговании. Исследование точности геометрической формы отверстий гильз, обработанных алмазными и абра­ зивными брусками, было выполнено в условиях массового производства на Киевском заводе им. Лепсе. Замеры гильз до и после обработки производили в трех сечениях и двух

Рис. 46. График нормального распределения овальности гильз:

/ — расточка; 2 — хонингование.

взаимно перпендикулярных направлениях с помощью индикаторного нутромера с ценой деления 0,01 мм, что давало возможность установить конусность и овальность отверстий.

Результаты замеров двух партий гильз (по 2000 шт. в каждой) приведены на графиках (рис. 46). После расточки величина рассеивания овальности гильз (разность между наибольшей и наименьшей овальностью) составила 0,08 мм-, а количество годных гильз с овальностью до 0,02 мм — 39%. После абразивного хонингования величина рассеи­ вания овальности не уменьшилась, а количество годных гильз составило 60%, т. е. увеличилось на 21%. После ал­ мазного хонингования величина рассеивания овальности со­ кратилась до 0,03 мм, количество годных гильз при этом достигло 94%. Кроме того, значительно возросло количест­ во гильз с повышенной точностью геометрической формы: число гильз с овальностью 0,01 мм увеличилось в 2 раза, с овальностью 0,02 мм — в 1,5 раза.

М2

Износостойкость деталей после алмазного и абразивного хонингования. Для определения износостойкости исполь­ зовали гильзы тракторного двигателя Д-50, которые испы­ тывали на специально сконструированной установке. Упро­ щенная схема установки показана на рис. 47. Вырезанный из гильзы образец 1, закрепленный на державке, устанав­

ред каждым опытом поворачивали для сохранения постоян­ ных начальных условий истирания. Трение производилось при обильном охлаждении веретенным маслом в течение 1 и.

Износ оценивали по ширине дорожки, вытертой на гиль­ зе. Ширина дорожки после алмазного хонингования в сред­ нем на 18% меньше, чем после абразивного. Интенсивность увеличения ширины дорожки во времени постепенно умень­ шается. Для получения дорожки шириной 1 мм у образцов, обработанных алмазными брусками, необходимо произво­ дить истирание в течение 2 ч, т. е. в 2 раза дольше, чем у об­ разцов, обработанных абразивными брусками.

При таком определении износостойкости гильз, обрабо­ танных абразивными и алмазными брусками, не учитывает­ ся влияние макрогеометрических погрешностей, которые также в значительной мере влияют на срок службы деталей трущихся пар.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы: в процессе алмазного хонингования зна­ чительные изменения в структуре поверхностного слоя

не происходят; поверхностный слой после алмазного хонин­ гования имеет повышенную износостойкость; повышение точности деталей и улучшение качества поверхностных сло­ ев при алмазном хонинговании является резервом увеличе­ ния долговечности деталей двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, амортизаторов и т. п.

По данным Минского моторного завода и ГСКБ по дви­ гателям (г. Харьков) после алмазного хонингования зака­ ленных чугунных гильз тракторных двигателей их долго­ вечность повышается на 15—20%.

Украинским республиканским объединением «Укрсельхозтехника» проведена работа по определению долговечнос­ ти автомобильных двигателей ГАЗ-51 и ЗИЛ-130 после алмазного хонингования отверстий блоков цилиндров. По данным шести авторемонтных заводов и одиннадцати авто­ хозяйств средний межремонтный пробег автомобилей повы­ сился с 53,1 тыс. км до 62,4 тыс. км, т. е. на 17,5% [22].

ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛМ АЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ

Алмазное хонингование используют при обработке серых и легированных чугунов, нетермообработанной и закален­ ной стали, закаленных чугунов, алюминия, его сплавов и других материалов. Наиболее часто алмазное хонингование применяют при обработке деталей из серых и легирован­ ных чугунов: блоков цилиндров грузовых и легковых авто­ мобилей; гильз автомобильных и тракторных двигателей; цилиндров мотоциклетных двигателей; втулок судовых ди­ зелей; деталей гидро- и пневмосистем; деталей станков, хо­ лодильников и др. Хонингуют также шатуны автомобиль­ ных и тракторных двигателей и дизелей, шестерни и дру­ гие детали, изготовленные из сырой (нетермообработанной) стали. Алмазными брусками хонингуют закаленные чугун­ ные гильзы и шестерни из закаленной стали, а также ци­ линдры из алюминиевых сплавов.

Хонингование деталей из серых и легированных чугунов.

Хонингование блоков цилиндров и других деталей автомоби­ льных и мотоциклетных двигателей. На Горьковском ав­ томобильном заводе производится обработка блоков ци­ линдров на шестиили четырехшпиндельных вертикально­ хонинговальных станках «Барнес — Дрилл».

114

Материал блоков цилиндров — чугун СЧ 22-44 (НВ 170 — 241), материал гильзы цилиндра — чугун легированный (НВ 146— 197). Диаметр отверстия 82 мм. Требуемый класс чис­ тоты не ниже 9-го, овальность и конусность не более 0,02 мм, бочкообразность и корсетность не более 0,01 мм.

Для проведения испытаний были изготовлены бруски из синтетических алмазов с размерами 100 X 8 X 3,5 мм, тол­ щиной алмазного слоя 1,5 лш, 100%-ной концентрации, на металлической связке Ml. На операции предварительного хонингования применяли бруски с алмазами обычной проч­ ности зернистостью АСО 50/40 и алмазами повышенной проч­ ности зернистостью АСР 80/63 и АСР 100/80, а на операцию окончательного хонингования — зернистостью ACM 20/14 и ACM 28/20.

До внедрения брусков из синтетических алмазов на опе­ рации предварительного хонингования применяли бруски 9 X 11 X 100 — К36СТ2К, на операции окончательного хонингования — бруски 9 X 11 X 100 — КЗМ28С1К.

Испытания проводили при следующих режимах: ско­ рость вращательного движения пВр = 42 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения ѵв.„ = 15 м/мин, дав­ ление разжима брусков Р при черновом хонинговании 15— 25 кГІсм2, при чистовом — 5—ЮкГІсм2, смазочно-охлаждаю­ щая жидкость —98% керосина и 2% оле’иновой кислотыИспытания проводили непосредственно в моторном цехе.. За период испытаний брусками из синтетических алмазов бы­ ло обработано около 50 тыс. блоков.

Для определения точности геометрической формы отвер­ стий и величины снятого припуска производились измере­ ния цилиндров в трех сечениях и двух взаимно-перпенди­ кулярных плоскостях индикаторным нутромером с ценой деления 0,002 мм. Результаты сравнительных испытаний брусков из синтетических алмазов и обычных абразивных приведены в табл. 16. На операции предварительного хо­ нингования лучшие результаты показали бруски зерни­ стостью АСР 80/63 — АСР 100/80. Стойкость комплекта алмазных брусков составила 20,7—22,5 тыс. отверстий, а стойкость комплекта брусков КЗ — 200 отверстий, т. е. в 103—113 раз выше. Расход алмазов составил 0,026— 0,030 мг на 1 г снятого металла или 1,40—1,56 карат на 1000 отверстий.

Несмотря на сравнительно высокую стойкость: бруски зернистостью АСО 50/40 применять не рекомендуется из-за

•116