Sprawdzanie wyników honowania

Możliwości sprawdzania i prezentacja optymalnych parametrów honowania

Informacje dotyczące diagnostyki

Honowanie jest precyzyjnym procesem obróbki i produkcji prawie wszystkich materiałów i może być stosowane na przykład do powierzchni bieżnych tłoków do cylindrów silników spalinowych. Używane narzędzie nazywane jest głowicą honującą i obraca się oraz porusza wzdłuż osi podłużnej, dzięki czemu powierzchnię można zazwyczaj rozpoznać po szlifie krzyżowym. Ale jak zmierzyć wyniki honowania na obrabianym przedmiocie i jak ocenić powierzchnię lub kształt? Czy istnieją optymalne parametry honowania? W tym artykule przedstawiono różne opcje badania i oceny, pozwalające sprawdzić jakość powierzchni (chropowatość powierzchni) i odchylenia okrągłości w cylindrze.

Możliwości sprawdzania

Przyrząd do pomiaru chropowatości

Niezawodny pomiar chropowatości powierzchni, zapewniający wysokiej jakości wyniki, jest możliwy przy użyciu przyrządu do pomiaru chropowatości. Koncentracje rowków i szczytów (topografia) na wykresie pomiaru chropowatości pozwalają na ocenę zmian powierzchni w trakcie procesu docierania, jej pojemności olejowej oraz wysokości udziału nośnego. Ponadto wykres pomiaru chropowatości jest cenną dokumentacją jakości honowania.

Mikroskop

Struktury powierzchni można również ocenić wizualnie pod mikroskopem. Przy powiększeniu powyżej 200× można łatwiej ocenić kąt skrzyżowania śladów ziaren ściernych, głębokość rowków oraz odsłonięcie kryształów krzemu. Uwidoczniane są niepożądane osady brudu lub płaszcze stalowe.

Oprócz wykresu pomiaru chropowatości i protokołu pomiarowego zdjęcia mikroskopowe stanowią doskonały środek do wizualizacji i dokumentacji jakości honowania.

Średnicówka

Do szybkiej oceny walcowatości wystarczy oznaczenie średnicy w kilku miejscach, aby w ten sposób uzyskać przegląd wynikowego kształtu cylindra. Przez punktowe pomiary średnicówką (Subito) można w ten sposób określić poważne odchylenia okrągłości cylindra. Dokładność oznaczania tą metodą zależy od liczby punktów pomiarowych.

Przy użyciu średnicówki można oznaczyć większość z pokazanych poniżej kształtów cylindrów.

Ocena powierzchni

Wielkość pomiarowa		Opis
Średnie wartości chropowatości	R_a	Średnia arytmetyczna wszystkich wartości profilu chropowatości
Indywidualna chropowatość	R_z1	Suma wysokości największego szczytu i głębokości największego zagłębienia profilu chropowatości pojedynczego odcinka pomiaru (l_r)
Chropowatość	R_z	Średnia arytmetyczna indywidualnych chropowatości Rz1 z kolejnych pojedynczych odcinków pomiaru
	R_max	Największa indywidualna chropowatość na całym odcinku pomiaru

Chropowatość na poziomie ziaren	R_k	Głębokość profilu chropowatości na poziomie ziaren
Zredukowana wysokość szczytów	R_pk	Uśredniona głębokość szczytów wystających z obszaru ziaren
Zredukowana głębokość rowków	R_vk	Uśredniona głębokość rowków wystających z obszaru ziaren
Udział materiału	M_r1	Najmniejszy udział materiału profilu chropowatości na poziomie ziaren
	M_r2	Największy udział materiału profilu chropowatości na poziomie ziaren

Legenda
01 Obszar szczytów profilu
02 Obszar ziaren
03 Obszar rowków profilu
04 „Powierzchnia szczytów”
05 Krzywa materiałowa (wykres Abbotta)
06 „Powierzchnia rowków”
07 Udział materiału

Na podstawie parametrów opracowywane są najlepsze parametry honowania do produkcji seryjnej każdego z typów silników, aby zapewnić optymalizację powierzchni w zakresie tarcia, zużycia oraz wynikowego zużycia oleju. Prostsze i bardziej uniwersalne maszyny stosowane podczas remontów mają jednak często swoje granice. Mimo to możliwe jest wykonywanie wysokiej jakości powierzchni cylindrów pod warunkiem przestrzegania podstawowych parametrów. Poniższa tabela zawiera odnośne wskazówki.

Wielkość pomiarowa		Jednostka	Zalecane wartości Odcinek pomiarowy: 4,8 mm, końcówka pomiarowa: 2 μm / 90°
			Samochody osobowe z silnikami benzynowymi lub wysokoprężnymi	Pojazdy użytkowe z silnikami wysokoprężnymi
Średnia arytmetyczna chropowatości	R_a	μm	0.15 ... 0.40	0.30 ... 0.50
Zredukowana wysokość szczytów	R_pk	μm	0.10 ... 0.40	0.20 ... 0.60
Chropowatość na poziomie ziaren	R_k	μm	0.20 ... 0.60	0.50 ... 1.50
Zredukowana głębokość rowków	R_vk	μm	0.50 ... 1.00	0.50 ... 1.50
Najmniejszy udział materiału	M_r1	%	4 ... 12	4 ... 10
Największy udział materiału	M_r2	%	75 ... 90	80 ... 90
Kąt skrzyżowania śladów ziaren ściernych	α	∠°	25 ... 45	40 ... 60

Ocena kształtów i geometrii

Rodzaj błędu		Powód wystąpienia błędu	Środki zaradcze
Owalności	Rząd 0: doskonały cylinder	Prawidłowa geometria
	Rząd 1: mimośrodowość	Wskutek nieruchomej głowicy honującej	Sprawdzić swobodę ruchów głowicy honującej
	Rząd 2: owalny cylinder	Wskutek odkształceń i przegrzania	Redukcja nacisku skrawania, ewentualnie wymiana osełek ściernych
	Rząd 3: zanieczyszczone owalności	Wynikają z odkształceń 2. i 4. rzędu	Środki zaradcze patrz 2. i 4. rząd
	Rząd 4: kwadratowe błędy kształtu	Powstają najczęściej wskutek odkształceń spowodowanych dokręcaniem śrub głowicy cylindrów	Redukcja odkształceń przez zastosowanie płytki dociskowej
Kształty trąbkowate, stożkowate i lejkowate		Powstają wskutek nieprawidłowego ustawienia suwu. Wysuw osełki po stronie większej średnicy jest za duży	Skorygować ustawienie suwu – zmniejszyć wysuw osełki lub użyć krótszych osełek ściernych
Kształty beczkowate		Powstają podczas honowania ze zbyt małym wysuwem osełek lub przy użyciu za krótkich osełek ściernych	Zwiększyć wysuw osełki lub użyć dłuższych pilników do honowania
Falistość		Powstaje przy honowaniu bardzo krótkimi osełkami ściernymi lub w razie usiłowania usunięcia ciasnych miejsc przez pozostawianie głowicy honującej w jednym miejscu przez dłuższy czas	Dłuższe osełki ścierne, krótki skok przy obróbce ciasnych miejsc