Из класса в класс

Всякому известно значение слова «финиш»: окончание, завершение, конец спортивного состязания. Менее известно слово «суперфиниш». Приставка «супер» означает «сверх». Стало быть, «сверхокончание»?

Совершенно верно! В металлообработке суперфиниш — завершающая технологическая операция, цель которой довести, всходить изделие до самой высшей степени точности и чистоты.

Теперь понятно, почему рядом с этим словом надо поставить обязательно и другое слово — алмаз: ведь только с его помощью и удается наилучшим образом довести изделие. Эта операция носит специальное название: хонингование, а доводочный инструмент зовется хон (от английского слова «точить», «точильный камень»).

Применение алмазных хонов в корне преобразовало обработку отверстий в машиностроительных деталях и изделиях. Конусность, овальность, недостаточно высокий класс чистоты — вот извечные беды старых способов обработки отверстий *. Все это мешало повышению точности, а, стало быть, и надежности деталей и машин в целом.

В наше время алмазное хонингование — основная и наиболее эффективная операция окончательной, суперфинишной обработки отверстий в высокоточных деталях двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, компрессоров, насосов, топливной аппаратуры, шарико- и роликоподшипников. «Тираж» этих деталей — многие и многие миллионы!

Еще сравнительно недавно хоны изготавливались из карбида кремния зеленого и других традиционных абразивных материалов. Однако нужной точности и чистоты обработки эти абразивы обеспечить не могли, особенно в тех случаях, когда приходилось иметь дело с закаленными стальными изделиями. Потом для хонов стали употреблять порошки из природных алмазов. С 1963 года хонингованием всецело завладели синтетические алмазы.

Хонингование осуществляется с помощью специальных абразивных брусков гладкой или профильной формы размерами от 3X2X11 до 16X7X150 миллиметров (первая цифра — ширина, вторая — высота, третья — длина брусков). Бруски изготавливают методом спекания из порошка синтетических алмазов и металлосиликатов. Полученные брикеты приклеивают или припаивают к стальным колодкам. Колодки с хонами собирают по 3—10 штук в специальный инструмент — хонинговальную головку. Головка вращается, совершая 120—200 оборотов в минуту и одновременно делая возвратно-поступательные движения со скоростью 10—12 метров в минуту. Устройство головки позволяет с помощью конуса осуществлять подачу хонов при обработке.

Для изготовления одного хона в зависимости от его назначения, размера и условий работы расходуется от 0,07 до 52,0 каратов синтетических алмазов зернистостью от 250 до 14 микрон. Концентрация алмазов в рабочем слое хона обычно составляет 50—100%, но иногда она достигает 200%. Хоны, собранные в головку, сперва прирабатывают на бракованных изделиях, а потом используют по прямому назначению.

Каким же образом работает хон?

На первом этапе бруски срезают наиболее крупные выступы и участки неровностей, и работа хона происходит не по всей поверхности, а «пятнами», которые постепенно увеличиваются, сливаясь в более обширные участки. Затем резание происходит по всей поверхности хона. На заключительной стадии хонингование осуществляется без подачи брусков — резание идет за счет пружинящих свойств (упругой деформации) хонинговальной головки; снимается все более и более утончающийся слой, пока, наконец, процесс резания не прекращается вовсе. При хонинговании важное значение имеет подача в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости (обычно, керосин в смеси с веретенным маслом), особенно на заключительной стадии, когда доступ этой жидкости к обрабатываемой поверхности затруднен.

* Изобретатель паровой машины Джемс Уатт с гордостью писал, что ему удалось с такой точностью обработать цилиндр, что в промежуток между ним и поршнем «едва входила пятипенсовая монета»…