DD288786A5 - Honahle, insbesondere fuer sacklochbohrungen, sowie verfahren zum honen mit dieser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar, um durch gezielte Abtragungen in Bohrungen definiert vorgesehene Mantellinienformen zu erreichen, und zwar insbesondere bei Bohrungen mit Sacklochenden. Hierfuer werden Honsteine mit Honflaechen eingesetzt, die sich jeweils von einem breiteren Ende ausgehend zu einem schmaleren Ende hin verjuengen. Die Verjuengung kann konkav, konvex oder gerade verlaufen. Beim Honen mit diesen wird die Axialgeschwindigkeit zumindest ueber den Betrag der Honsteinlaenge am jeweiligen Sacklochende der Bohrung dem Verlauf der Verjuengung entsprechend variiert. Die sich verjuengenden Honsteine sind als Kranz angeordnet mit einander zugewandten schmaleren Enden, die sich gegenueber oder auf Luecke liegen. Es kann aber auch jeweils zwischen zwei sich verjuengenden Honsteinen ein Honstein mit z. B. rechteckiger Honflaeche vorgesehen sein. Fig. 2{Bohrungshonen, zylindrisch; Sacklochbohrungen; Honahle; Honsteinkranz, einfach oder doppelt; Honflaeche, sich verjuengend; Verjuengung, sich gegenueberliegend; Honsteinkombination, verjuengt und rechteckig; Axialgeschwindigkeit, variabel}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendunflsgeblet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar, um durch gezielte Abtragungen in Bohrungen definiert vorgegebene Mantellinienformen zu erreichen, und zwar insbesondere bei Bohrungen mit Sacklochenden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Beim Honen schließt _a!ch zwangläufig an jede axiale Bewegung der Honahle in der Bohrung eine Bewegungsumkehr an. Mit einem solchen Arbeitsprinzip sind unterschiedliche Längsgeschwindigkeiten und somit auch ungleichmäßige Berührungsverhältnisse verbunden, die mit den konventionellen Honflächen eine exakte Zylindrizitätserzeugung am Werkstück erschweren odar gar verhindern. Letzteres ist insbesondere bei Sacklochbohrungen der Fall, wo die kritische Umkehrphase der Honahle nicht als Überlauf außerhalb der Bohrung vollzogen werden kann. Die bislang verwendeten rechteckigen Honflächen bedingen bei sich ändernden Bewegungsverhältnissen der Umkehrphase am Ende einer Sacklochbohrung reduzierte Abtragungsergebnisse, wodurch ein Sacklochendo stets enger bleibt als der Durchmesser der Restbohrung, sofern nicht durch gezielte Maßnahmen darauf Einfluß genommen wird. Die bekannten Maßnahmen lassen jedoch eine optimale Lösung für das Honen von Sacklochbohrungen vermissen. Die Lösungen nach DE-OS 2413000 und DE-OS 3007314 befassen sich insbesondere mit der Bewältigung vorhandener Materialanhäufungen und hierfür wird der Honahle während ihres Langhubes eine stete Kurzhubbewegung überlagert. Über die Länge des Kurzhubes jedoch kommen hierbei trotzdem die Nachteile der Umkehrphase in der Sacklochbohrung zur Wirkung, die somit auch mit diesen Lösungen nicht einwandfrei zylindrisch wird. Das Werkzeug nach EP 0219825 hat schwenkbar angeordnete Honleisten, die im eingezogenen Zustand in Sacklöcher und abgesetzte Bohrungen eingefahren werden, um im ausgeschwenkten Zustand während der Rückhubbewegung nur den Materialabtrag zu vollziehen. Dies aber setzt Diamantleisten sowie geringes Aufmaß voraus. Zylinderfehler der Vorbearbeitung werden auf Grund des elastischen Systemverhaltens der Anstellelemente nur unvollkommen beseitigt. Die Lösung nach DE-OS 3039467 zeigt ein Spezialwerkzeug mit zwei Sätzen unabhängig voneinander zustellbaren Leisten und einer der Sätze wird über eine den Hondruck steuernde Meß- und Regeleinrichtung zugestellt, dio wiederum mit einer Meßeinrichtung zum Erfassen von Maß- und

Geometriofehlem in Verbindung steht. Nun kann mltschwonkbaron Honloisten durch don nußormittigon Steinanpreßdruckzwar vermehrt Material abgetragen worden, aber dieser Matorialabtrag über die Stolnlängo Ist unkontrolliert, verursacht einseitigen Stelnverschleiß und bedarf der Anpassung von Werkzeuglänge, Drehpunktlage und Anpreßdruck. Diese Lösung ist somit aufwendig und wegen der vielen Abhängigkeiten lassen sich letztlich Zyllndrlzltätsfohlor doch nicht vormolden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, die Mantellinie insbesondere von Sacklochbohrungen und wenig Aufwand und optimolor Wirkung zylindrisch zu honen.

Darlegung des Wesons der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, Änderungen in den Abtragungsbedingungen durch Änderungen der Breite dor einzelnen Honfläche und deren Axialgeschwindigkeit als Einflußgrößen für die Berührungszeit auszugleichen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Honahle mit mindestens einem Kranz von Honstoinen versehen ist, doron Honfläche jeweils ein breites Ende aufweist, das sich zu einem schmaleren anderen Ende hin verjüngt, wobei die breiten wie auch die schmaleren Enden der Honflächen dieses Honsteinkranzes auf jeweils einem gemeinsamen Kreisumfang angeordnet sind. Es kann die Honahle auch zwei Kränze von Honsteinen mit sich verjüngenden Honflächen aufweisen, wobei die schmaleren Enden des einen Honsteinkranzes den schmaleren Enden des anderen Honsteinkranzes zugewandt sind. In diesem Fall können die Honsteine des einen Honsteinkranzes zu denen des anderen Kranzes auf Lücke versetzt oder gegenüberliegend angeordnet sein. In allen Fällen kann die Verjüngung der Honflächen ein- oder beidseitig konkav, konvex oder gerade verlaufen. Es ist auch möglich, zwischen zwei sich verjüngenden Honsteinen dieser Honsteinkränze jeweils einen Honstein mit rechteckiger oder anders gearteter Honfläche anzuordnen. Beim Honen mit einer derartigen Honahle entspricht die Axialgeschwindigkeit wenigstens über die Länge der Honfläche am Sacklochende einer Bohrung der Funktion des Verjüngungsverlaufes zwischon den breiten und den schmaleren Enden jeder Honfläche. Dieser theoretische Funktionsvorlauf der Axialgeschwindigkeit wird verfahrensgemäß nach Ermittlung der Istmaße der Bohrung durch diese korrigiert und es wird der korrigierte Geschwindigkeitsverlauf in die Axialsteuerung eingegeben, welche darüber hinaus m!. den ermittelten Zeitpunkten für das Abheben und Anstellen der jeweiligen Honsteine beauflagt werden kann.

Diese Honahle wird durch dir isondere Gestaltung der einzelnen Honfläche den spezifischen Bewogungsverhältnlsson gerecht, welche insbesondere am Ende einer Sacklochbohrung zu verzeichnen sind. Sie bietet im Zusammenhang mit der Anpassung ihres axialen Geschwindigkeitsverlaufes die Möglichkeit einer optimalen Gestaltung der Abtragungsbedingungon zur Erzielung einer hohen Zylindrizität

Ihr Fertigungsaufwand ist demgegenüber gering.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll der Erfindungsgegonstand an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen

Fig. 1: eine erfindungsgemäß gestaltete Honfläche in einer gedachten Sacklochbohrung, Fig. 2: eine erfindungsgemäße Honahle in einer einseitigen Sacklochbohrung, Fig. 3: eine solche Honahle für eine beidseitige Sacklochbohrung, Fig.4: eine Honahle mit erfindungsgemäßen und üblichen Honsteinen.

Fig. 2 zeigt eine Honahle 1 in einer einseitigen Sacklochbohrung 2. Die Honahlo 1 ist mit einem Kranz erfindungsgemäßer Honsteine 3 ausgerüstet, deren Honfläche 3.1 ausgehend von einem breiteren Ende sich nach einem schmaleren Ende hin verjüngt. Diese Ausbildungsform läßt den Materialabtrag zum breiteren Ende hin anwachsen, weshalb diese Enden dem Sacklochende der Bohrung 2 zugekehrt sind. Zur optimalen Nutzun g der sich daraus ergebenden Abtrag jngsbedingungen liegen alle breiteren wie auch alle schmaleren Enden auf je einem Kreisumfang der Honahle 1.Grundsätzlich bestimmt sich der Materialbetrag an einer Berührungsstelle i bei anliegendem Schleifdruck aus der Beziehung Qi = b; - tj · k, wobei b, der Honflächenbreite und ti der Berührungszeit entspricht und k einen zusätzlichen Proportionalitätsfaktor darstellt. Die erfindungsgemäßo Verjüngung der Honfläche 3.1 trägt der Tatsache Rechnung, daß am Ende einer Sacklochbohrung 2, welches der Länge L der Honfläche 3.1 entspricht (s. Fig. 1), der Honstein 3 anlangt und umkehrt. Dor Punkt i z. B. wird also nur über die Länge Li von der Honfläche 3.1 erfaßt, da mangels Überlauf der Rest der Fläche diesen Punkt i nicht überstreichen kann, was andererseits für jeden Punkt der Bohrung 2 außornalb der Länge der Fall ist. Was dem Punkt i auf Grund dieses Tatbestandes an Längsberührung durch die Honfiäche 3.1 fehlt, wurde in die Breite b| gelegt. Diese wird über die Rotationsbewegung wirksam, welche der Axialbewegung beim Honen üblicher Weise überlagert wird. Die größere Breite zum Ende de' Honfläche 3.1 hin, die auch dem Sacklochende zugekehrt liegt, dient dazu, den durch die reduzierte Axialbewegung verminderten Materialabtrag zu kompensieren. Dieser Materialabtrag ist um so geringer, je kleiner die wirksame Honflächenlänge Li wird, weswegen die Breite bj erfindungsgemäß zum Ende der Sacklochbohrung 2 hin größer wird, wobei ein Berührungszeitverhältnis von ti > 1 gewahrt soin muß. Als Folge des funktionalen Zusammenhanges von Steinbreite und Werkzeugabtrag entsteht zum Zeitpunkt dor Werkzeugumkehr, da die Axialgeschwindigkeit zu Null wird, eine Aufweitung der Bohrung zum Sacklochende hin.

Neben der Totsache, daß innerhalb der Länge L für jeden Punkt i ein Abtregungsdefizit aus dem mangolndon Überlauf durch dlo Restlänge L- Li zu verzeichnen ist, ist zu berücksichtigen, daß leder Punkt I um so mehr abgetragen wird, jo größer dlo zugehörige Länge Li ist. Insofern istz.B. für den Punkt i| die Barührungszeltti, durch alle auf der Länge Lu liegenden Punkte größer als für don Punkt I. Dieser sich summierenden Abtragung über die Länge L am Ende clnr Sacklochbohrung 2 Ist verfahrensgomäß über die Axialgeschwlndigkoit Rechnung zu tragen, die nicht generell festzulegen, sondern eine Funktion des gewählton Formverlaufes der Honflrcho 3.1 ist. Wird also die erfindungsgomäße Honahle 1 nunmohr vom Sacklochende wegbowegt, so erfolgt ein Egalisieren der Aufweitung, indem der Jeweils breitere Teil der Honfläche 3.1 entsprechend der wirksamen Axialgoschwindigkoit mit geringerer BorUhrungszeit t, über die Bearbeitungszone LA des jeweils vorausollenden Teiles bA bewegt wird. Durch eine gezielte Ausbildung der Honfläche 3.1 bezüglich der Breite b zur Länge L sowie durch die Zuordnung einer variierbaren Axialgeschwindigkeit der Honahle 1 kann ein exakt definierter und variabler Maturialabtrag über die gosamte Bohrungslängo verwirklicht werden. Dieser der Verjüngung der Honfläche 3.1 angepaßte Verlauf der Axialgeschwindigkeit ist ein theoretischer. Er sollte praktisch durch die gemessenen Istmaße der Bohrung 2 korrigiert werden. Diese Korrokturwerte sind der Axialsteuorung einzugeben, die darüber hinaus mit den ormlttelten Zeitpunkten für das Abheben und Anstellen der jeweiligen Honsteine 3; 4, wie sie in kombinierter Weise aus den Figuren 3 und 4 hervorgehen, zu beauflagen ist.

In Fig.3 ist eine Honahle 1.1 dargestellt, die einer Bohrung 2.1 Rechnung trägt, welcho zwei Sacklochenden aufweist. Insofern ist sio mit zwei Kränzen von Honsteinon 3 versehen, die beide sich verjüngende Honflächen 3.1 aufweisen. Die schmaleren Enden beider Honsteinkränze sind einander zugekehrt, wobei die Honsteine 3 des einen Kranzes zu den Honsteinen 3 des anderen Kranzes auf Lücke versetzt sind. Indem die breiteren Enden der Honflächen 3.1 jowoils eines Kranzes einem der Sacklochendon zugekehrt sind, und an diesem Ende der jeweils andere Kranz eingezogen ist, kann bei Anwendung eines geeigneten Verlaufes der Axialgoschwindigkoit am jeweiligen Sacklochende dasselbe zylindrisch gehont werden.

Fig. 4 zeigt eine Honahle 1.2 mit drei Honsteinkränzen, die eine Kombination zweier Honsteinkränze mit sich verjüngenden Honsteinen 3 und eines Honsteinkranzes, dessen Honsteine 4 In herkömmlicher Weise rechteckige Honflächon 4.1 aufweisen. Hiermit werden die Sacklochenden einer Bohrung durch die Honsteine 3 bearbeitet, während die Honstelno 4 radial zurückgezogen sind. Über die Länge der Bohrung zwischen den Sacklochenden sind die Honsteine 4 zur Erhöhung der Materialabtragleistung mit den Honsteinen 3 radial angestellt.

Claims (8)

1. Patentanspruch:

   1. Honahle, insbesondere für Sacklochbohrungen, mit übor den Umfang kranzförmig und entweder fest oder radial verstellbar angeordneten Honsteinen, die über den Umfang gekrümmte Honflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Honahle (1; 1.1,1.2) mit mindestens einem Kranz von Honsteinen (3) versehen ist, deren Honfläche (3.1) jeweils ein breiteres Ende aufweist, das sich zu einem schmpleren anderen Ende hin verjüngt, wobei die breiteren wie auch die schmaleren Enden allor Honflächen (3.1) dieses Honsteinkranzes auf jeweils einem Kreisumfang angeordnet sind.
2. 2. Honahle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Honahle (1.1) zwei Kränze von Honsteinen (3) mit sich verjüngenden Honflächen (3.1) aufweist, wobei die schmaleren Endes des einen Kranzes den schmaleren Enden des anderen Kranzes zugewandt sind.
3. 3. Honahle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine (3) eines von zwei Kränzen zu denen des anderen Kranzes entweder auf Lücke versetzt oder gegenüberliegend angeordnet sind.
4. 4. Honahle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Honfläche (3.1) eines jeder, .onsteines (3) ein- oder beidseitig konkav, konvex oder gerade verläuft.
5. 5. Honahle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei sich verjüngenden Honsteinen (3) der Honsteinkränze ein Honstein (4) mit rechteckiger oder anders gearteter Honfläche (4.1) angeordnet ist.
6. 6. Verfahren zum Honen, insbesondere von Sacklochbohrungen, mit einer Honahle, deren Honsteine Honflächen aufweisen, die sich ausgehend jeweils von einem breiteren Ende zu einem schmaleren Ende hin verjüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialgeschwindigkeit zumindest über die Länge (L) der Honfläche (3.1) am Sacklochende einer Bohrung (2; 2.1) der Funktion des Verjüngungsverlaufes zwischen den breiteren und den schmaleren Enden jeder Honfläche (3.1) entspricht.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Istmaße der Bohrung (2; 2.1) gemessen, der Funktionsverlauf der Axialgeschwindigkeit durch die Istmaße korrigiert und der korrigierte Geschwindigkeitsverlauf eingestellt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte zum Abheben und Anstellen der jeweiligen Honsteine (3; 4) ermittelt und der Axialsteuerung angegeben werden.