Хонинговальная головка своими руками

Ремонт блока цилиндров хонингованием и оборудование для него

Хонингование — одна из операций технологического процесса, производящая отделочную обработку внутренних цилиндрических отверстий при помощи абразивных инструментов. Машиностроение широко использует данный вид обработки для получения качественных поверхностей в блоке цилиндров двигателя внутреннего сгорания при его изготовлении или при проведении капитального ремонта.

Суть процесса

Процесс обработки напоминает абразивное шлифование, но хонингование происходит при небольших скоростях. Головка совершает два основных движения: круговое вращение и возвратно-поступательное перемещение по вертикальной оси. Скорость вращения варьируется в пределах 40−80 м/мин, что составляет менее 100 об/мин. Подача для таких оборотов не превышает 16−20 м/мин.

После нескольких двойных ходов производится разведение брусков. Для снятия равномерного припуска хонинговальная головка имеет плавающее крепление. Хонинговкой можно добиться 5−6 класса точности и 10−12 квалитета шероховатости.

Во время движения абразивных брусков происходит снятие металла в микроскопических объемах. На поверхности отверстия получается рисунок из рисок, угол пересечения которых равен 120°. Это позволяет задерживаться смазочным материалам на поверхности, снижая износ трущихся деталей.

Цель хонингования

Среди причин использования хонов выделяются следующие:

• форма обработанных внутренних отверстий соответствует геометрическим параметрам;
• высокая точность размеров;
• низкая шероховатость;
• нанесение микроскопических рисок, образующих правильный рисунок.

Если отверстие гильзы двигателя не будет иметь правильную форму, то это повлечет за собой снижение компрессии и снижение рабочего ресурса поршневой группы. Растачивание не обеспечивает получение идеальной формы из-за изнашивания и отгибания резцового инструмента. Форма может иметь дефекты в виде конусности и бочкообразности.

Обработка лезвийным инструментом не позволяет добиться требуемой чистоты. Из-за чего в процессе эксплуатации идет повышенный износ компрессионных колец и, как следствие, повышенный расход топлива и масла. Канавки с остатками смазывающего материала исключают сухое трение деталей.

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.

Проведение работ

Для получения качественного результата необходим хонинговальный станок. Такое оборудование используют в больших специализированных автомастерских, занимающихся ремонтом дизельных и бензиновых двигателей.

Блок цилиндров выставляется и закрепляется на столе станка так, чтобы отверстия или гильзы располагались строго вертикально. Это главное условие. Хонинговальную головку помещают вовнутрь. Муфтой регулируется нужный размер отверстий.

Рабочая поверхность брусков снимет вершины микронеровностей, оставшихся после растачивания. Такой метод называется плосковершинный или платохонингованием.

Процесс обработки проводится с применением рабочих жидкостей. Для обработки чугунов используют керосин, а для обработки сталей — смесь керосина с маслом. Все чаще стали применяться эмульсии СОЖ. Например, 7% водный раствор НСК-5.

Интересно, что во время хонингования происходит упрочнение поверхности на глубину до 0,06 мм. При давлении абразивных брусков равном 5 кгс/см2 твердость повышается на 10−15%. При обработке легированных сталей и давлении, равном 70 кгс/см2, значение твердости увеличивается до 70%.

Хонингование цилиндров своими руками

Многие домашние мастера самостоятельно производят ремонт двигателя своего автомобиля. Блок на расточку отдают в мастерскую, а остальные работы пытаются сделать своими руками. Перед началом работ необходимо приобрести навыки работы.

Для обработки потребуется набор наждачной бумаги, имеющей различную зернистость. Для предварительной обработки используют крупную шкурку. А по мере сглаживания микронеровностей зернистость бумаги уменьшается.

Хонинговальная головка своими руками делается из приспособления для ручной обработки. Конструкция состоит из трех лап. Вокруг них обматывается наждачная бумага по ходу вращения.

Хонингование происходит при обильном смачивании маслом. Процесс напоминает притирание деталей абразивным порошком. Контроль размеров при отсутствии нутромера производится поршнем ремонтного размера.

Доработка (расточка и хонингование) блока цилиндров своими руками

Доработка блока цилиндров вам, как правило, может понадобиться лишь в двух случаях. Это если вы решили провести форсирование двигателя или пришло время ремонтировать блок цилиндров.

Как расточить цилиндр правильно

Хотя, нужно быть честными, доработка головки блока цилиндров своими руками – это лишь частично. Своими руками вы сможете провести разборку ГБЦ и демонтаж блока цилиндров. Сами вы сможете произвести замер зазора между поршнем и цилиндром и даже гильзование.

А вот дальнейшая процедура – расточка головки блока цилиндров может быть проведена только на специализированном оборудовании.

Если хонингование цилиндров в некоторых случаях можно провести своими руками при помощи ручной хонинговальной головки и электродрели, то проточка цилиндров – это долгий и специальный технологический процесс.

Своими же руками вы можете в дальнейшем, после расточки и хонингования блока цилиндров, произвести сборку агрегата.

Скорее всего, вы сами не будете стоять у станка, но знать технологию расточки головки блока цилиндров вам не помешает.

Чаще всего расточка цилиндров необходима для увеличения объёма гнезда для ремонтного комплекта. В этом случае вы уже должны знать для какого размера гильз будет производиться расточка.

Для расточки применяются специальные расточные станки. Из-за их немаленькой стоимости не каждая СТО может позволить себе иметь такой станок. Поэтому, как правило, в городах существует всего несколько технических центров, где производят доработку головки блока цилиндров.

Проточка цилиндров процедура не быстрая и требует высокой точности. Растачивание происходит на малой скорости. Это обеспечивает высокое качество поверхности, и точность до 0,01 мм.

При обработке на станке поверхности цилиндра добиваются параллельности всех цилиндров по длине с одновременной перпендикулярностью их базе – плоскости. С учетом некоторой «кривизны» блоков, идеальным является параллельность постелям коленчатого вала.

В процессе расточки цилиндров обязательно оставляют припуск на хонингование цилиндров. Это примерно 0,1 – 0,15 мм.

Почему столько? Этот слой металла является дефектным, после расточки, и убирается (полируется) именно хонингованием. И такой небольшой припуск не даёт возможности перекоса оси цилиндров во время хонингования.

Хонинговка цилиндров после расточки

Хонингование – это абразивная обработка материалов с применением хонов (хонинговальные головки). Хонинговка цилиндров производится на специализированных станках, обработка сопровождается обильным орошением поверхности.

Жидкости для хонингования применяются традиционные: керосин или смесь масла с керосином. Существует и технология хонингования цилиндров с водой, в которую добавляются. Как правило, синтетические вещества для предотвращения коррозийных процессов.

Всё. Вам позвонил ваш мастер и вы можете ехать забирать головку блока цилиндров. Доработка головки блока, в виде расточки и хонингования прошла успешно. Теперь вы вновь, своими руками можете продолжать процесс тюнинга двигателя или ремонта ГБЦ.

И не забывайте, что сборка головки блока цилиндров, процесс не менее ответственный и сложный, чем расточка и хонингование цилиндров.

Удачи вам при проведении расточки и хонингования цилиндров.

Правильные способы хонингования цилиндров двигателя

Под этим процессом первоочередно подразумевается абразивная обработка хонами (хонингованными головками) поверхностей. Абразивные тросики прикрепляются к головке специального инструмента. Эта процедура является одним из этапов капитального ремонта моторов, она проходит для того, чтобы уменьшить шероховатость гильз и цилиндров, увеличить продолжительность работы двигателя. Как же протекает данная операция мы раскроем далее в статье.

Что такое хонингование

Что же именно представляет из себя хонингование или расточка цилиндров? Как мы уже упоминали, это очень важный этап в починке движка, так как он выступает финалом в капитальных работах над силовой установкой автомобиля. Расточка применяется к обработке не только уже нами перечисленных деталей, но и втулок, шатунов, постелей коленчатого вала и, более того, наносится на плоскости. Теперь разберёмся в самом важном вопросе: для чего же проводить данную процедуру, и какую пользу получит от этого ваш железный конь?

Для чего нужно хонингование двигателя

Любая деталь не служит долго. Каждой, в своё время, требуется ремонт, но находчивый водитель знает, что существуют методы и подходы, которые и жизнь детали продлят, и сэкономят сбережения. Хонингование блока цилиндров и есть один из таких выходов из положения. Что касаемо деталей двигателя непосредственно, то за свою службу они изменяются в параметрах. Что ещё менее приятно, так это появление царапин повсеместно.

Как вам прекрасно понятно, всё это очень пагубно влияет на работу мотора в целом, и вот к ухудшению чего это приводит:

Поэтому стоит незамедлительно заняться ремонтными работами блока, чтобы в последующем не пришлось заменять кривошипно-шатунный механизм, а здесь речь идёт уже о совсем другой сумме. Также можно отметить, что при обработке можно поставить старые поршни на обновлённые гильзы, если они ещё в солидном состоянии.

Теперь поговорим о технологии обработки. Сама работа проделывается инструментом, от которого и пошло название операции, а именно – хоном. Он вращательными движениями проходиться по поверхностям, срезая слои металла совсем незначительных размеров. Для скольжения рабочие используют смазочно-охлаждающую жидкость. Зачастую это всем нам известный керосин, но допускаются и другие варианты на основе водно-масляных эмульсий. Главное – правильно рассчитать давление, чтобы добиться равномерной и правильной поверхности цилиндра.

Инструмент для хонингования

Основным профессиональным инструментом является конструкция, состоящая из брусков (абразивных материалов), которые отличны параметрами и уровнем абразивности. За счёт металлической оправы, в который закрепляются сами бруски, можно выставлять желаемые параметры. Головка, вокруг которой находятся бруски, муфтой присоединяется к штоку, который, в свою очередь, крепится в патрон станка.

К хонингованию вручную можно отнести два вида инструмента:

1. Насадка для дрели или вообще шуруповёрта. Она напоминает по виду ёршик, ну а абразивным материалом выступает камни, закреплённые на кончиках пружинок.
2. Устройство, складывающееся из трёх лап. Материал тот же, что и в предыдущем варианте, как и способ использования (т.е. при помощи дрели или шуруповёрта).

Целесообразность ремонта своими руками

Стоит ли проводить хонингование цилиндров своими руками? Лучше не рисковать и, если у вас есть возможность, прибегнуть к помощи специалистов, которые знают своё дело. Вам будет сложно создать нужное давление для получения нужной шероховатости поверхностей двигателей внутреннего сгорания. У человека, проводящего работу, не выйдут идеальные по форме детали.

Но, если вариантов не остаётся, то выбирайте устройства с тремя лапами.

Что лучше: хонингование или шлифовка цилиндров мотора

Разницей между двумя методами выступает то, что после шлифовки поверхность будет исключительно гладкой, а для того, чтобы задерживался смазочный раствор, должна присутствовать незначительная шероховатость. Поэтому, чтобы обеспечить качественное и обильное смазывание колец поршня, мы вам советуем прибегнуть именно к хонингованию деталей.

Конечно, некоторые мастера предпочитают не использовать хон, так как утверждают, что в любом случае в дальнейшей эксплуатации мотора образуется зеркало (так называется гладкая поверхность). Мы это не будем отрицать, но подумайте, как вы отсрочите следующий ремонт, если воспользуетесь щадящим хоном. Вы выиграете время и сэкономите.

Подведём итог нашей сегодняшней статьи. Не забывайте своевременно уделять внимание деталям вашего двигателя, как никак от него многое зависит. Надеемся, вам стали понятны плюсы, которые приносит с собой рассматриваемый способ обработки. Удачи вам и не забывайте оставлять комментарии ниже.

На плоских вершинах

На плоских вершинах

Не сильно на это потратившись, владелец поначалу только радовался: улучшился разгон машины, снизился расход масла и топлива, но уже через 20 тысяч километров праздник закончился. И вот герой у нас. Сняли головку блока цилиндров, показали хозяину их рабочие поверхности — ну как, мол? А человек, увидев гладкое зеркало и пощупав пальцами, недоуменно воскликнул: «Тут же все отлично!»

Как бы не так… В том-то и штука, что от былой «сеточки» плосковершинного хонингования мало что осталось, а на зеркальной поверхности масло не удерживается и кольца трутся без смазки. Ускоренный износ неизбежен.

Ну а как сегодня ремонтируют двигатели? Подобно героям, с которых мы начали беседу, многие «мастера» не морочат себе голову тонкостями технологии. Более серьезные опираются на заводские рекомендации по ремонту. Пример: на восстановление «жигулевского» блока цилиндров по вазовской технологии положено тратить 4,5 нормочаса (расточка, хонингование, промывка и т.д.), что обойдется клиенту в 2–2,5 тыс. руб. Но уже есть фирмы, где подготовят блок под установку ремонтных поршней в несколько раз быстрее, причем с плосковершинным профилем шероховатостей. И цена работы раза в два-три меньше. Как этого достигают?

Быстро отремонтировать блок цилиндров позволяют современные высокопроизводительные станки. Например, фирмы «Саннен» (фото 2) с двухшарнирным приводом хонинговальной головки. Его важное преимущество в том, что головка центрируется по неизношенным поверхностям старого цилиндра (в верхней и нижней зонах) — рабочая поверхность увеличенного диаметра получается строго соосной старой. Это упрощает базирование блока на станке. А конструкция головки такова, что абразивные бруски по мере обработки подаются «на разжим» жестко, благодаря чему (в отличие от обычной «пружинной» головки) получаемая поверхность не зависит от погрешностей формы прежнего, изношенного цилиндра. Новая поверхность практически идеальна по овальности и конусности.

Увеличение диаметра цилиндра до следующего ремонтного размера, например на 0,4 мм, на таком оборудовании вообще не требует традиционной расточки. Все делает хонинговальная головка. Сначала увеличивает диаметр на 0,3 мм крупнозернистыми абразивными брусками. Затем еще на 0,1 мм — брусками с зерном помельче. Наконец, формирует плоские вершины мелкозернистыми брусками или специальными щетками с алмазным напылением.

Увеличение диаметра цилиндра при последней операции не превышает микрона и практического значения не имеет. Зато с верхушек шероховатостей удаляется часть поврежденного, разрыхленного при предыдущей обработке, металла и на их поверхности появляются зерна содержащегося в чугуне графита. Они снижают трение колец до минимума. Заметьте: обработка на таком станке обычного четырехцилиндрового блока занимает около 30 минут.

Блок цилиндров после плосковершинного хонингования менее требователен к обкатке и гораздо дольше служит до следующего серьезного ремонта. В значительной степени этим объясняется повышенная «ходимость» моторов иномарок, а также вазовских «восьмого-десятого» семейств по сравнению с «классическими» «Жигулями».

Понятие «ремонтный размер» сегодня почти неприменимо к наиболее прогрессивным двигателям иномарок. В большинстве случаев ремонт с увеличением диаметра цилиндра не предусмотрен: блок, поршни, кольца — только номинальные, а разброс диаметров (фото 1) не превышает 0,01 мм. Для российских двигателей по-прежнему существуют ремонтные размеры, причем каждый более тонко разбит на классы. Например, для двигателей ВАЗ — А, В, С, D, Е, где каждый последующий размер на 0,01 мм больше предыдущего. После окончательной обработки цилиндра поршень должен быть к нему подобран с учетом требуемых тепловых зазоров. Например, для двигателей переднеприводных машин ВАЗа монтажный зазор (разница диаметров цилиндра и поршня) — 0,025–0,045 мм.

Плосковершинное хонингование известно давно, еще с поршневых авиамоторов. Идея нашла куда большее развитие в автомобильной промышленности. Суть дела проста. У мотора, собранного после традиционного хонингования, микропрофиль рабочей поверхности цилиндра напоминает горную цепь с острыми вершинами (рис. 1, а). В начальный период эксплуатации (при обкатке) эти выступы быстро сглаживаются, разрушаются, пока не появятся достаточно большие «опорные плоскости» — вот теперь темп износа мотора уменьшится. Разумнее, однако, заранее создать нужную шероховатость рабочей поверхности с плоскими вершинами (рис. 1, б) и учесть ее в монтажных зазорах при сборке.

Износостойкость мотора определяется множеством нюансов. Например, тем, как распределены риски на получившемся «плоскогорье», какова их глубина, выглядят ли они подобно узким каньонам или широким ущельям. Ведь все это сказывается на смазке тех площадок, по которым скользят кольца и поршень. Поверхностное натяжение пленки масла заставляет его втягиваться в слишком широкие углубления, и тогда кольца трутся о вершины почти без смазки. Если же углубления узки, масло легко выдавливается из них, и возникает другая проблема — чрезмерные его потери на угар. Немалое значение имеют глубина «ущелий» (обычно около 5 мкм), а также угол, под которым они пересекаются в результате вращательного и поступательного движения хонов. Слишком острый (относительно горизонтали) означает, что у пересечений рисок появятся чрезмерно широкие углубления — и качество смазки рядом с ними ухудшается. Оптимальный угол — градусов 30–35 (рис. 2). Если же он слишком велик, опять-таки возрастают потери на угар (представим себе предельный случай — продольные риски в цилиндре!).

В России плосковершинное хонингование было впервые внедрено на двигателях автомобилей VAZ 2108, 2109 по настоятельной рекомендации немецкой фирмы «Порше», разработавшей для этого технические требования.

Хонингование блока цилиндров

Самым завершающим этапом при капитальном ремонте любого двигателя является хонингование. В этой статье вы подробно узнаете о том, что такое хонингование блока цилиндров, зачем оно производится и как осуществить его своими руками.

Что такое хонингование?

Хонингование выполняется для уменьшения шероховатости поверхности цилиндров, чтобы обеспечить минимальное трение между поршнем и рабочей частью цилиндра. Данная процедура выполняется при помощи режущей обработки. Хонинговальные бруски устанавливаются в специальные хонинговальные головки, которые устанавливаются как радиально, так и плоскопараллельно через конусные механизмы или зубчатые рейки. Таким образом, достигается крестовая шлифовка поверхности и соответствующая сетка штрихов. В связи с этим, хонингование получило второе название – перекрестная шлифовка. Смазка и охлаждение обрабатываемого материала обеспечивается с помощью специального хонинговального масла, которое подается на всем протяжении обработки.

Для чего необходимо хонингование блока цилиндров?

В процессе эксплуатации, двигатель поддается как термическим, так и механическим воздействиям, которые непременно меняют форму цилиндров. Цилиндр должен иметь строго определенную высоту и диаметр, который не должен меняться на всем протяжении стенок. Тем не менее, длительная эксплуатация и износ делают свое дело – цилиндры меняют свою форму на бочкообразную, конусообразную или седлообразную. Данные изменения невидимы не вооруженным глазом, тем не менее, довести форму цилиндра до ума просто необходимо. Именно для этого и применяется хонингование, которое может расточить цилиндр до самых номинальных размеров с точностью до миллиметра.

Если цилиндры не обрабатывают и оставляют все, как есть, то можно получить, примерно, следующую картину:

• Снижение давления в цилиндрах (компрессии), потеря мощности. Данный параметр напрямую зависит от формы цилиндра.
• Повышения расхода смазывающего материала и топлива. Сквозь промежутки, которые могут возникнуть между поршнем и стенками цилиндра, масло будет подниматься в камеру сгорания, прогорать и уходить в выхлопную систему.

Хорошо, если дело обойдется только расточкой цилиндров. Однако, бывают случаи, когда капитальный ремонт становился слишком затратным. Многие водители умудрились довести мотор до такого состояния, что потребовалась замена всего кривошипно-шатунного механизма.

Требования к инструменту хонингования

Как вы уже догадались, применение обычного расточного станка при хонинговании блока цилиндров недопустимо. Для этого используется только специальное оборудование, которое позволяет добиться самых точных результатов. Ведь такой параметр, как размер, в блоке цилиндров играет очень важную роль.

Обработка блока цилиндра, изготовленного из алюминия должна выполняться с помощью специальных брусков. Для достижения более точной геометрии элемента их количество должно составлять от 5 до 8. Расположение брусков выполняется по всему периметру обрабатываемой поверхности. Монтаж инструмента осуществляется с помощью гидравлического или электромеханического привода, который позволяет изменить их положение в соответствии с требуемым размером. Такой подход, в отличии от ручной настройки, позволяет обеспечить точное регулирование брусков, в соответствии с требуемыми нормами. Именно поэтому, применение обычного станка, с малым количеством брусков и регулировкой механическими рейками недопустимо.

Какими должны быть хонинговальные бруски?

При расточке блока цилиндров применяются специальные бруски с алмазными зернами. Крепление зерен обеспечивается с помощью пластмассовой связки. Данный материал применим для обработки блока цилиндров, изготовленного из алюминия. Конструкция брусков позволяет добиться самозатачивания алмазов. Это означает, что связывающая пластмасса очень прочна, что немало важно при удержании алмазов в процессе обработки, и достаточно мягкая, чтобы удержать алмазы, концы которых уже затупились.

Как хонинговать блок цилиндров самостоятельно?

Капитальный ремонт блока делится на несколько этапов. Вначале происходит расточка цилиндра до ремонтного размера. Обязательным условием является оставление припуска в 0,1-0,15 миллиметров. Данный размер позволяет вначале придать форму будущему цилиндру, а затем провести обработку шероховатой поверхности, чтобы сделать ее максимально гладкой.

После того, как второй этап будет завершен, необходимо выполнить промывку двигателя. Дело в том, что при обработке появляется большое количество металлической стружки, которая сразу может быть и незаметна. Однако, ее присутствие на стенках гильз совсем не желательно и может привести к повторному износу блока, поэтому ее необходимо удалить.

Внимание! Чтобы бруски не замазались и не переломились, необходимо через определенные промежутки времени прерывать хонингование, примерно, на 30 секунд. При этом, касание инструмента стенкам цилиндра должен быть прекращен. За это время обрабатываемую поверхность и бруски нужно промыть и обработать новой порцией хонинговального масла. После этого, можно снова продолжать обработку.

Чтобы бруски изнашивались равномерно, рекомендуется постоянно менять направление вращения головки. Данное требование позволяет не только ровно обработать деталь, но и добиться повышенной экономии материала, что не маловажно при проведении работ любого вида.

На этом хонингование блока цилиндров завершено. Как видно, на теории в этом нет ничего сложного. Однако на практике многие водители могут столкнуться с различными трудностями, например, отсутствие необходимого оборудования или специальных навыков, нужных при обработке блока цилиндров. Именно поэтому, такую работу лучше доверить профессионалу, который за относительно небольшие деньги выполнит точную и качественную шлифовку цилиндров.