Формирование геометрических характеристик коротких отверстий в продольном сечении при хонинговании
Автор: Денисенко А.Ф., Гришин Р.Г., Антипова Е.Д.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 4-2 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
Использование хонингования при финишной обработке отверстий для цилиндропоршневых систем позволяет обеспечить высокую геометрическую точность обрабатываемых поверхностей и сформировать микрорельеф в виде поперечных царапин, обеспечивающих удержание и циркуляцию масла при эксплуатации. Основные выходные параметры процесса хонингования, характеризующиеся точностью геометрической формы и шероховатостью обработанной поверхности, а также производительностью обработки и стойкостью брусков, зависят от сочетания технологических, кинематических, силовых и масштабно-геометрических факторов. Как показал анализ опубликованных результатов исследований выбор параметров процесса хонингования для обеспечения точности геометрической формы отверстия в продольном сечении базируется на эмпирических методах, полученных для конкретных условий хонингования и не может быть использован в других условиях без проведения необходимых теоретических обоснований. В связи с этим была разработана модель образования погрешностей геометрической формы коротких отверстия в продольном сечении при хонинговании по схеме обработки с перекрытием зон обработки по длине отверстия, построенная на учете масштабно-геометрических факторов, включающих соотношение размеров хонинговального бруска, длины отверстия, хода хонинговальной головки, а также соотношения скоростей поступательного и вращательного движений и силового воздействия в зоне обработки. Для получения аналитических зависимостей, оценивающих отклонения геометрической формы, были рассмотрены условия съема металла, величина которого принималась пропорциональной перемещению отдельных точек бруска относительно выбранной точки обрабатываемой поверхности и величине давления. С этой целью были построены графики функций распределения перемещений и изменения давлений в зависимости от координаты расположения точки на образующей обрабатываемого отверстия. Полученные аналитические зависимости подтвердили потенциальное появления погрешности формы в виде бочкообразности, и позволили оценить влияние длины хонинговальных брусков, величины перебега и соотношения поступательной и вращательной скоростей на их величину.
Хонингование коротких отверстий, масштабно-геометрические факторы, геометрическая точность, величина перебега, функция распределения перемещений
Короткий адрес: https://sciup.org/148330116
IDR: 148330116 | УДК: 62.923.5 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-4(2)-222-228
Formation of geometrical characteristics of short holes in the longitudinal section during honing
The use of honing when finishing holes for cylinder-piston systems makes it possible to ensure high geometric accuracy of the treated surfaces and to form a microrelief in the form of transverse scratches, ensuring retention and circulation of oil during operation. The main output parameters of the honing process, characterized by the accuracy of the geometric shape and the roughness of the machined surface, as well as the processing productivity and durability of the bars, depend on a combination of technological, kinematic, power and scale-geometric factors. As an analysis of published research results has shown, the choice of honing process parameters to ensure the accuracy of the geometric shape of the hole in the longitudinal section is based on empirical methods obtained for specific honing conditions and cannot be used in other conditions without the necessary theoretical justification. In this regard, a model was developed for the formation of errors in the geometric shape of short holes in the longitudinal section during honing according to a processing scheme with overlapping processing zones along the length of the hole, built on the basis of scale-geometric factors, including the ratio of the dimensions of the honing stone, the length of the hole, the stroke of the honing head, as well as the ratio of the speeds of translational and rotational movements and force influence in the processing zone. To obtain analytical dependencies that evaluate deviations of the geometric shape, the conditions for metal removal were considered, the value of which was taken to be proportional to the movement of individual points of the bar relative to the selected point of the treated surface and the pressure value. For this purpose, graphs of the distribution functions of displacements and pressure changes were constructed depending on the coordinate of the location of the point on the generatrix of the hole being machined. The obtained analytical dependencies confirmed the potential appearance of a shape error in the form of barrel-shape, and made it possible to evaluate the influence of the length of the honing stones, the amount of overtravel and the ratio of translational and rotational speeds on their value.
Список литературы Формирование геометрических характеристик коротких отверстий в продольном сечении при хонинговании
- Стратиевский, И.Х. Абразивная обработка / И.Х. Стратиевский, В.Г. Юрьев, Ю.М. Зубарев. – М.: Машиностроение, 2010. – 352 с.
- Ящерицын, П.И. Чистовая обработка деталей в машиностроении / Ящерицын П.И., Мартынов А.Н. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 191 с.
- Grzesik W. Basics of Machining of Constructional Materials. – Warsaw: WNT Publishing House, 2010.
- Pawlus P., Cieslak T., Mathia T. The study of cylinder liner plateau honing process // J. Mater. Process. Technol. 2009. Vol. 209. – P. 6078-6086. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.04.025.
- Akkurt A. Comparison of Roller Burnishing Method with Other Hole Surface Finishing Processes Applied on AISI 304 Austenitic Stainless Steel // J. Mater. Eng. Perform. 2010. Vol. 20. P.960-968. DOI:10.1007/s11665-010-9718-x.
- Kapoor J. Parametric Investigations into Bore Honing through Response Surface Methodology // Mater. Sci. Forum. 2014. Vol. 808. P.11-18. https://doi.org/10.4028/www.scientifi c.net/MSF.808.11.
- El Mansori M., Goeldel В., Sabri L. Performance impact of honing dynamics on surface fi nish of precoated cylinder bores // Surf. Coatings Technol. 2013. Vol. 215. P. 334-339. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.09.062.
- Sender P., Buj-Corral I. Infl uence of Honing Parameters on the Quality of the Machined Parts and Innovations in Honing Processes // Metals. 2023. Vol. 13. P. 140. https://doi.org/ 10.3390/met13010140.
- Buj-Corral I., Vivancos-Calvet J., Coba-Salcedo M. Modelling of surface fi nish and material removal rate in rough honing // Precis. Eng. 2014. Vol. 38. P. 100-108. DOI:10.1016/j.precisioneng.2013.07.009.
- Бобровский, И.Н. Параметры характеризации текстуры после хонингования / И.Н. Бобровский // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2017. – Т. 17. – № 3. – С. 26-35.
- Hoffmeister H.-W., Grosse Т., Gerdes A. Investigation of the Infl uence of Different Process Setting Parameters on the Surface Formation at Honing of Thermally Sprayed Layers // Procedia CIRP. 2012. Vol. 1. P. 371-376. https://doi.org/10.1016/j.procir.2012.04.066.
- Nguyen, TT., Vu, TC., Duong, QD. Multi-responses optimization of fi nishing honing process for surface quality and production rate // J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 2020. Vol. 42. P. 604. https://doi.org/10.1007/s40430-020-02690-y.
- Schmitt C., Bahre D. Analysis of the Process Dynamics for the Precision Honing of Bores // Procedia CIRP. 2014. Vol. 17. P. 692-697. https://doi.org/10.1016/j.procir.2014.01.055.
- Pawlus P., Reizer R., Wieczorowski M. Analysis of surface texture of plateau-honed cylinder liner-A review // Precis. Eng. 2021. Vol. 72. P. 807–822. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2021.08.001.
- Zhang X., Zhu X., Cheng L., Gong H., Yan В., Lee J.H. The Infl uence Study of Ultrasonic honing parameters to workpiece surface temperature // MATEC Web Conf. 2016. Vol. 45. P. 04008. https://doi.org/10.1051/matecconf/20164504008.
- Sabri L., El Mansori M. Process variability in honing of cylinder liner with vitrifi ed bonded diamond tools // Surf. Coatings Technol. 2009. Vol. 204. P.1046-1050. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2009.05.013.
- Бабичев, А.П. Хонингование / А.П. Бабичев, Ю.Н. Полянчиков, А.В. Славин [и др.]. – Волгоград: ВолгГАСУ, 2013. – 245 c.
- Кремень, З.И. Хонингование и суперфиниширование деталей / З.И. Кремень, И.Х. Стратиевский. – Л.: Машиностроение, 1988. – 137 с.
- Буюкли, И.М. Повышение точности хонингования отверстий / И.М. Буюкли, В.М. Колесник // Труды Одесского политехнического университета. – 2015. – № 1(45). – С. 34-43.
- Муратов, К.Р. Технологические методы повышения точности геометрической формы обрабатываемых отверстий при хонинговании / К.Р. Муратов, Е.А. Гашев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2012. – Т. 14. – № 1-2. – С. 402-404.
- Наерман М.С. Прецизионная обработка деталей алмазными и абразивными брусками / М.С. Наерман, С.А. Попов. – М.: Машиностроение, 1971. – 224 с.
- Сагарда, А.А. Алмазно-абразивная обработка деталей машин / А.А. Сагарда, И.Х. Чеповецкий, Л.Л. Мишнаевский. – Киев: Технiка, 1974. – 180 с.
- Билик, Ш.М. Макрогеометрия деталей машин / Ш.М. Билик. – М.: Машгиз, 1962, – 275 с.
- Бахвалов, В.А. Процессы обработки заготовок: учеб. пособие: в 4 ч. Часть 4. Хонингование / В.А. Бахвалов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – 151 с.
