Honen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 22. April 2009, 17:27 Uhr

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1.Verfahren

Was ist Honen?

Honen ist ein Feinbearbeitungsverfahren und gehört zur Gruppe „Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden“ nach DIN 8589 .Das Honverfahren dient der Verbesserung der Maß- und Formgenauigkeit bei metallischen Oberflächen. Es werden vor allem Bohrungen, unrunde Bohrungen, Wellen und in geringem Umfang auch Planflächen bearbeitet. Beim Honen können fast alle in der Metallverarbeitenden Industrie genutzten Materialien schnell und einfach bearbeitet werden. Außerdem kann jede gewünschte Oberflächengüte (<0,02µm Ra) und jede gewünschte Bohrungsgeometrie mit höchster Genauigkeit(<0,5µm Ra), bei großem Materialabtrag und geringen Werkzeugkosten erzielt werden. Die geometrischen Abmessungen der zu bearbeitenden Bohrungen können hierbei zwischen 2 und 2000mm betragen. [1],[6],[7]

Verfahrensvarianten

Das Honen läßt sich unterteilen in Langhubhonen und Kurzhubhonen, je nach Umkehrweglänge von Werkzeug bzw. Werkstück. Man unterscheidet des weiteren je nach Werkzeugart in Stein- und Bandhonen. Die einzelnen Honarten unterscheiden sich in Form und Lage der Bearbeitungsstelle am Werkstück und den Möglichkeiten der Maschine.

Honarten: Rundhonen, Honen zur erzeugung Kreiszylindrischer Oberflächen. Profilhonen,Honen bei dem das Werkzeugprofil auf dem werkstück abgebildet wird. Planhonen, Honen zur erzeugung ebener Flächen. Schraubhonen, Wälzhonen, Formhonen, beispielweise bei Verzahnungsbearbeitung. Außenhonen, Honen von außenflächen. Innenhonen, honen von innenflächen. [4]

Funktionsweise

Das Honwerkzeug bewegt sich beim Langhubhonen sowohl in der Längsachse als auch drehend, durch diese Bewegung entsteht der für das Honen charakteristische Kreuzschliff (Kreuzstrich). Der Kreuzschliff verbessert die Gleiteigenschaften, da sich in den kleinen Furchen Öl sammeln kann. Außerdem wird die Rundheit des bearbeiteten Werkstücks deutlich verbessert. Damit sich die Honleisten nicht mit dem Schleifschlamm zusetzen, wird beim Arbeitsvorgang reichlich mit Honöl gespült.

Beim Kurzhubhonen hingegen entsteht ein Sinusschliff, da sich der Umkehrpunkt des Werkzeuges innerhalb des Werkstücks befindet. Dieses Verfahren wird auch als Superfinish bezeichnet. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass bei diesem Verfahren das Werkstück die Rotations- und das Werkzeug die Oszillationsbewegung ausführen kann. Beim Langhubhonen werden immer beide Bewegungen über das Werkzeug realisiert.

Das Abtragen des Werkstoffs erfolgt mit so genannten geometrisch unbestimmten Schneiden, welche Honleisten genannt werden und unter dem Begriff Schleifmittel zusammengefasst sind. Diese Schleifmittel sind auf das nachstellbare und federnde Honwerkzeug, das auch als Honahle bezeichnet werden kann aufgesetzt. Hydraulische oder mechanische Stellmechanismen bewirken hierbei die Zustellung. Ein steigender Anpressdruck bewirkt ein tieferes Eindringen der Schneiden, bzw. der Schneidkristalle in die Werkstückstoffoberfläche, was einen dementsprechenden Materialabtrag zur folge hat. Der Honvorgang wird so lange fortgeführt bis das gewünschte Endmaß ereicht ist. [4]

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  Hubbewegungen

Kenngrößen

http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Schnittwerte.doc

Anwendungsbereiche

Die Honbearbeitung hat vielfältige Anwendungmöglichkeiten in der Industrie. Beispielsweise werden in der Automobilindustrie für Kraftfahrzeugskomponenten wie ABS- und Einspritzpumpenbauteile, Bremszylinder und Lenkgehäuse eine hohe Maß-, Form- und Oberflächenqualität gefordert. Die Honbearbeitung bietet die Möglichkeit, diese Qualitätsanforderungen einzuhalten.

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  Anwendungsbeispiel

Kühlschmierstoffe

Die einzusetzenden Kühlschmierstoffe sollen beim Honen drei Aufgaben erfüllen: die Spülung, die Schmierung und die Kühlung. Die Spülwirkung ist wichtig, damit die Honsteine griffig und sauber bleiben. Es werden Späne und Abriebteile der Honleisten, das heißt Bindungsbestandteile und Schneidkristalle, von der Bearbeitungsstelle entfernt. Die Schmierung erzeugt einen guten Spanablauf aus dem Zerspanungsbereich. Die Kühlwirkung dient der Vermeidung von Maßabweichungen infolge der Erwärmung der Werkstücke. Aufgrund der verhältnismäßig großen Berührungsfläche zwischen Honstein und Werkstück kommt es jedoch lediglich zur Ausbildung geringer Drücke und damit zu einer niedrigen örtlichen Erwärmung[3].

2.Werkzeuge

Honleisten

Honleisten, aufgeführt in DIN 69186, bestehen im wesentlichen aus einem Verbundsystem von Korn- und Bindungswerkstoffen. Die zur Spanabnahme gebrauchten Honleisten können unterschieden werden in Honleisten mit Korund oder Siliziumkarbid und in Honleisten mit Bornitrid- und Diamantbelag. Honleisten mit Korund oder Siliziumkarbid, also mit herkömmlichen Hartstoffkörnern, erhalten ihre gewünschte Form durch einen mechanischen Abtrag ihres Volumens. Ein Profiliervorgang ist in der Regel nicht erforderlich, da sich schmale Honleisten während ihres ersten Einsatzes sehr rasch der Krümmung des zu bearbeitenden Werkstückes anpassen. Eine Nachschärfung kann erfolgen, indem man den Anpressdruck bzw. die Oszillationsgeschwindigkeit der Honleiste erhöht, wodurch die Körner splittern oder ausbrechen. Einsatz finden diese konventionellen Schneidstoffe insbesondere bei der Honbearbeitung von Kolbenlaufbahnen und Verbrennungsmotoren in Kurbelgehäusen und Zylinderbuchsen sowie von Kompressorgehäusen aufgrund der geringen Blechmantelbildung. Ursache sind hierfür die geringen Honleistenanpreßdrücke, mit denen sich die Schneidstoffe wirkungsvoll einsetzen lassen. Honleisten mit Bornitrid- und Diamantbelag sind vor ihrem Einsatz der Form des Werkstückes anzupassen. Ihre Vorteile liegen u.a. in der hohen Standmenge, der guten Formhaltigkeit, dem wirtschaftlichen Einsatz bei kleinen Bohrungen, der hohen Maß-, Form- und Oberflächengenauigkeit. Aufgrund dieser Voraussetzungen werden superharte Schneidstoffe zum Honen von z.B. Einspritzpumpen oder ABS-Bauteilen eingesetzt. [2].

• Schneidmittel.jpg

  Verschiedene Schleifmittel (Honleisten)

Honwerkzeuge

Innenhonwerkzeuge sind bohrungsfüllend und stützen sich über die Honleisten gleichmäßig am Umfang der Bohrung ab. Die Zustellung der Honleisten erfolgt über einen Doppelkonus, welcher die axiale Zustellbewegung der Druckstange in eine radiale Bewegung der Honleistenhalter umwandelt. In den radialen Führungsschlitzen des Werkzeuggrundkörpers befinden sich die Honleistenhalter, auf denen die Honleisten aufgelötet, aufgeklebt oder geklemmt sind. Der mögliche Arbeitsdurchmesser eines Honwerkzeuges wird durch den Konuswinkel sowie die Höhe von Honleistenhalter und Honleiste bestimmt, er beträgt wenige Millimeter. Ein konditioniertes Honwerkzeug besitzt einen sehr engen Arbeitsbereich, da der Außenradius der Honleisten auf den Radius der zu honenden Bohrung abgestimmt ist. Bei Bohrungsdurchmessern im Bereich dw = 2,5 mm ist der Einsatz von expandierbaren Einleistenhonwerkzeugen möglich, bei Durchmessern bis zu dw = 1 mm können Kleinhonwerkzeuge in Festdornausführung verwendet werden.[5]

• Hohnahle.jpg

  Honahle 1500mm

• Leistenwerkzeuge.jpg

  Leistenwerkzeug

• Kleineshonwerkzeugjpg.jpg

  Honwerkzeug

Werkzeugmaschinen

Werkzeugmaschinen werden in diversen Bauformen angeboten, je nach Forderung hinsichtlich Qualität und Wirtschaftlichkeit an die Bearbeitung eines Werkstückes. Die Maschinenbauform ist neben diversen Verfahrenskomponenten wie Vorrichtung, Zustellung, Werkzeug usw. von entscheidender Bedeutung.

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  Senkrecht-Honmaschine,_1966

• Horizontalhonmaschine1.jpg

  Horizontalhonmaschine

Weblinks

Quellenverzeichniss

[1] Norm Din 8589: Honen, Einordnung, Unterteilung, Begriffe, 1985 [2] Flores,G.: Grundlagen und Anwendungen des Honens. Essen: Vulkan Verlag, 1992 [3] König, W.,Klocke, F.: Fertigungsverfahren Band 2: Schleifen, Honen,Läppen. 3. Auflage, Düsseldorf: VDI- Verlag, 1996 [4] Alfred Böge: Handbuch Maschinenbau, 18. Auflage,Vieweg Verlag, 2007 [5] Nagel Werkzeugmaschinen: www.nagel.com [6] Gehring Werkzeugmaschinen: www.gehring.de [7] www.elsass-nsidemaas.com