DE102007063567A1

DE102007063567A1 - Verfahren zur Erzeugung einer nichtzylindrischen Bohrungsfläche in einem Werkstück durch Formhonen

Info

Publication number: DE102007063567A1
Application number: DE102007063567A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dolla; Gerhard Flores; Ulrich Klink; Michael Dr. Ing. Lahres; Michael GRÜNER; Andreas Wiens
Original assignee: Daimler AG; Gehring GmbH and Co KG
Current assignee: Gehring Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2009-07-09

Abstract

Verfahren zur Erzeugung einer nichtzylindrischen Bohrungsfläche (NZF) einer Bohrung (1) durch Formhonen mit Formhonwerkzeugen (100), die radial an die Bohrungsfläche andrückbare Honleisten (108) aufweisen, die in Abhängigkeit von ihrer momentanen Winkel- und Höhenposition eine nichtzylindrische Bohrungsfläche (NZF') erzeugen. Die Formhonwerkzeuge (100) weisen zumindest zwei voneinander unabhängig zustellbare und ansteuerbare Honleisten (108) auf und umfassen: (a) einen Vorbearbeitungsschritt, der ein zylindrisches Feinbohren oder Positionshonen oder bereits teilweise oder zur Gänze die Erzeugung der angestrebten nichtzylindrischen Bohrungsfläche (NZF') durch Formhonen oder Formbohren mit mindestens zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren und zustellbaren Honleisten (11) sowie (b) eine Glättung derjenigen Abschnitte (a) der bis dahin erzeugten Bohrungsfläche (NZF'), die in Folge des verstärkten Materialabtrags bei der vorhergegangenen Bearbeitung eine vergleichsweise höhere Rauigkeit als die verbleibenden Abschnitte aufweisen, und dass diese Glättung mit weitgehend äquidistantem Materialabtrag bei weitgehend konstantem Anpressdruck der Honleisten erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer nichtzylindrischen Bohrungsfläche in der Bohrung eines Werkstücks durch Formhonen mit in die Bohrung einführbaren Formhonwerkzeugen, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist, sowie ein Formhonwerkzeug.
Derartige Verfahren sind bekannt; vgl. DE 40 07 121 A1 , EP 1 321 229 A1 , EP 1 790 435 A1 , EP 1 815 943 A1 , EP 185 944 A1 , JP 2000-291487 A , Aufsatz U.-P. Weigmann, Formhonen von Kolbenlaufbahnen, in: Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren, Vulkan Verlag (2007), S. 298 bis 318, sowie die ältere Anmeldung der Anmelder der vorliegenden Anmeldung DE 10 2007 038 123.0-14 v. 04.08.2007.
Das Problem der Erzeugung derartiger Bohrungsflächen stellt sich u. a. bei der Bearbeitung der zylindrischen Kolbenbohrungen in den Zylinderblöcken von Verbrennungsmotoren. In Folge der Verschraubung des Zylinderblocks mit dem Zylinderkopf und dem Kurbelgehäuse, sowie in Folge unterschiedliche Wandstärken, ergeben sich unter Betriebsbedingungen, die durch erhöhte Temperaturen (ca. 200°) und dynamischen Lasten gekennzeichnet sind, entlang des Umfanges Verformungen. Es handelt sich dabei um Abweichungen von der idealzylindrischen Form in der Größenordnung von ca. 30 μm.
Um zwischen Verbrennungsraum und Kurbelgehäuse eine höhere Gasdichtheit zu erreichen, die zu einer verbesserten Verbrennung und damit einer Verringerung schädlicher Abgase und einer Erhöhung der Effektivität führt, und um durch reduzierte Kolbenringspannungen die Reibung zu verringern, ist man bestrebt, die genannten Verformungen zu kompensieren. Um dies zu erreichen, errechnet man aus der experimentell gemessenen oder durch Simulation errechneten Verformung der Bohrungsfläche unter Betriebsbedingungen eine nichtzylindrische "Sollform", die sich unter Betriebsbedingungen zu einer möglichst exakt zylindrischen Form verformt (vgl. die Patentanmeldung DE 10 2007 024 569.8-14 vom 23.05.07). Diese Sollform weist entlang des Umfangs von der zylindrischen Idealform abweichende Formelemente, d. h. Ausbuchtungen oder Einengungen, auf. Eine derartige Sollform ist die nicht zylindrische Bohrungsfläche, die nach dem eingangs genannten Verfahren hergestellt werden soll.
Ein Nachteil der bekannten Verfahren besteht u. a. darin, dass infolge des Formverlaufs und der Kinematik lokal unterschiedliche Rauhigkeiten auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass die o. g. Nachteile beseitigt werden und das Verfahren für eine Serienfertigung geeignet ist, d. h. mit ausreichender Zuverlässigkeit, kürzeren Taktzeiten und mit einer für die Serie erforderlichen Reproduzierbarkeit präzise Ergebnisse, insbesondere hinsichtlich der zu erreichenden Durchmesser, Rauheits-, Form- und Lagetoleranzen liefert. Dies soll bei einem Honvorgang erfolgen, der in herkömmlicher Weise mit einer kontinuierlichen Drehbewegung mit überlagerter Hubbewegung erfolgt.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung kann an beliebiger Stelle entlang des Umfangs und der Höhe einer Bohrung gleichzeitig die Einformung von zwei oder mehr Formelementen erfolgen. Dies ist möglich, weil entlang der Umfangsfläche sich mehr als nur eine Honleiste gleichzeitig im Eingriff mit der Bohrungsfläche befinden können, ohne dass die dabei eingearbeiteten Formelemente die gleiche Form haben müssen.
Falls in nur einem Vorbearbeitungsschritt die Formelemente noch nicht vollständig eingearbeitet sind, kann dieser Schritt wiederholt werden. Man kann auch zweimal ein zylindrisches Honen vorsehen, nämlich ein Vorhonen und ein Zwischenhonen. Wichtig ist für die Effektivität, dass jeweils das Formhonen mit mindestens zwei gleichzeitig sich im Eingriff befindlichen unabhängig voneinander ansteuerbaren und zustellbaren Honleisten erfolgt. Das Verfahren ist in jedem Fall weniger zeitaufwendig als das Schwenkhonen (Weigmann, aaO), bei dem die Formelemente durch eine Schwingungsbewegung des Honwerkzeugs erzeugt werden.
Die Glättung ist ein äquidistantes Finishen mit über den Umfang im Wesentlichen gleichem Materialabtrag. Dies wird durch ein Formhonwerkzeug erreicht, bei dem die Anordnung so getroffen ist, dass zusätzlich zu der von von den Zustelleinrichtungen auf die Honleisten ausgeübten Kraft eine weitere konstante Kraft mittels Federn auf die Honleisten ausgeübt wird. Der allein auf die Glättung abgestimmte konstante Federdruck bewirkt keine weitere Erzeugung oder Änderung der Form, sondern es erfolgt – praktisch umgekehrt – bei nur geringem Materialabtrag eine Führung der Honleisten durch die bis dahin bereits erzeugte Bohrungsfläche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
1 eine nichtzylindrische Sollform;
2 den Querschnitt dieser Sollform in der obersten horizontalen Ebene der 1;
3 ein zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Formhonwerkzeug;
4 eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus des Teils des Werkzeugs nach 3, der durch vier voneinander unabhängig ansteuerbare linear wirkende Zustellelemente für vier Honleisten gebildet wird;
5 eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus des Teils des Werkzeugs nach 3, die sich an den in
4 gezeigten Teil anschließt und bei der der äußere Werkzeugkörper weggelassen ist;
6 eine Darstellung des Teils des Werkzeugs nach 5, ohne Weglassung des äußeren Werkzeugkörpers;
7 einen Schnitt in Richtung der Pfeile VII-VII in 6;
8 eine schematische Darstellung der Anordnung von Federn, die bei der Glättung (Bearbeitungsschritt (b)) der Bohrungsflächen einen äquidistanten Materialabtrag ergeben.
1 zeigt als Gitterstruktur eine nichtzylindrische Bohrungsfläche NZF. Das ist die Sollform, die z. B. in dem Motorblock einer Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden soll. Diese nichtzylindrische Form NZF wird, wie oben bereits erwähnt, durch Berechnung und/oder Experimente derart bestimmt, dass sie sich unter Betriebsbedingungen zu einer zylindrischen Form ZF (2) verformt, die für die Verbrennung im Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine die optimale Funktionsform ist.
Die nichtzylindrische Bohrungsfläche NZF weist Formelemente auf, die Ausbuchtungen 2 und/oder Einengungen 3 sein können. Diese sind an verschiedenen Stellen entlang des Umfangs herzustellen. Sie sind weder symmetrisch zueinander noch müssen sie, wie bei einigen Anordnungen nach dem Stande der Technik, gleiche Abstande R von Mittelpunkt M haben. Der Abstand R kann sich in Abhängigkeit von dem Winkel φ entlang des Umfangs der Bohrungsfläche oder von der Höhe der Stelle der Bearbeitung (senkrecht zur Ebene von 2) beliebig ändern.
Will man eine solche Bohrungsfläche NZF erzeugen, so geht man von einer zylindrischen Ausgangsform AF aus. Man arbeitet dann die Formelemente bis zur Bohrungsfläche NZF' durch in Abhängigkeit von der momentanen Position der Honleisten verschieden starke Anpressdrücke der Honleisten 110 eines Honwerkzeugs 100 ein. Die Bohrungsfläche NFZ' hat von der ebenfalls nicht zylindrischen Bohrungsfläche NZF überall denselben Abstand ΔR. Sie entsteht im letzten Bearbeitungsschritt aus der Bohrungsfläche NZF' durch die genannte Glättung bei äquidistantem Materialabtrag im Verfahrensschritt (b).
Beim Einarbeiten der Bohrungsfläche NZF' treten jedoch infolge des Formverlaufs und der Kinematik unterschiedliche Rauhigkeiten auf. Dies ist eine Folge der lokal unterschiedlichen Anpressdrücke und deren Veränderung. Dies wurde insbesondere im Abschnitt a gemaß 2 (bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn festgestellt.
Es kann auch sein, dass der bis zur Bohrungsfläche NZF' vorgegebene Materialabtrag so stark ist, dass dazu mit der für eine Serienfertigung erforderlichen Standzeit und Zuverlässigkeit und, um das Material nicht zu stark zu beanspruchen, mehrere Bearbeitungsvorgänge erforderlich sind.
Die zur Herstellung einer derartigen nichtzylindrischen Form NZF' geeignetes Formhonwerkzeug ist in den 3–7 dargestellt.
Das Honwerkzeug 100 ist zur Aufnahme durch eine Spindel 6 einer Honmaschine vorgesehen. Diese Honmaschine führt ohne Unterbrechung die für das Honen typische kontinuierliche Bewegung aus, bei der einer Drehbewegung eine Auf- und Abwärtsbewegung überlagert ist, so dass sich auf der Bohrungsfläche das für das Honen typische Kreuzschliffmuster mit konstantem Honwinkel ergibt.
Das Honwerkzeug nach den 3–7 sieht für die Honleisten 110 ein zweistufiges Zustellsystem vor, bei dem erste Zustellmittel eine Voreinstellung der Honleisten derart bewirken, dass diese an der Bohrungsfläche anliegen. Ferner sind für die Honleisten 110 zweite Zustellmittel vorgesehen, die individuell, d. h. unabhängig voneinander, die die mit einem Schneidmittelbelag 112 versehenen Honleisten 110 mit verschiedenen Anpressdrücken zustellen können.
Für die Führungsleisten 150 ist ein gemeinsames Zustellsystem vorgesehen. Die Honleisten 110 und die Führungsleisten 150 tauchen beide in die Bohrung 1 eines Werkstücks 10, das zum Beispiel der Zylinderblock eines Verbrennungsmotors ist, ein.
In 3 ist nur eine Honleiste 110 gezeigt. Es sind jedoch entlang des Umfangs gleichmäßig verteilt mehrere Honleisten 110 vorgesehen, wie sich aus den 4 bis 7 ergibt.
Das Zustellsystem für die Honleiste 110 weist ein Zustellrohr 101 auf, dessen als Flansch 102 ausgebildetes Ende auf den Flansch 104 eines Trägers 103 einwirkt. Der Träger 103 ist in einem Gehäuse 115 angeordnet. Das Zustellrohr 101 wird vom Zustellsystem der Honmaschine betätigt (siehe Pfeil). Der Flansch 104 des Trägers 103 wirkt über ein als Kugel dargestelltes Übertragungsmittel 105, das eine lineare Kraftübertragung ohne Übertragung von Querkräften bewirkt, auf in Richtung der Achse des Honwerkzeugs 100 linear wirkende weitere Zustellelemente 106 ein. Jeder Honleiste 110 ist ein solches weiteres Zustellelement 106 zugeordnet, obwohl in 3 nur ein solches dargestellt ist. Dieses Zustellelemente 106 können als Piezoelemente ausgebildet sein, so dass ihre Länge durch Anlegen entsprechend unterschiedlicher elektrischer Signale, die über die Schleifringe 107 zugeführt werden, individuell verändert werden kann. Die Zustellelemente 106 wirken über Stößel 116 auf die Zustellstangen 108 ein, die mit den an ihren Enden angebrachten schrägen Zustellflächen 109 auf die ebenfalls schrägen Zustellflächen 111 der Honleisten 110 einwirken und diese dabei radial nach außen auf die zu bearbeitende Bohrungsfläche zustellen bzw. an diese andrücken.
Die Verschiebung des Zustellrohres 101 dient, wie bereits erwähnt, zu einer Voreinstellung der Honleisten 110 in radialer Richtung, während die elektrisch ansteuerbaren linear wirkenden Zustellelemente 106 eine hochdynamische formschlüssige Feinzustellung erlauben. Diese hochdynamische Zustellung leistet beispielsweise bei einem Werkzeugdurchmesser von 80 mm und einer Drehzahl von 400 1/min (Umfangsgeschwindigkeit V_u = 100 m/min) eine radiale Zustellung von 20 μm innerhalb eines Winkels von Δφ = 25° bzw. innerhalb eines Zeitraum von 10 ms. Dies ist – auch in Anspruch 14 – nicht als Einschränkung zu verstehen, sondern vielmehr als ein möglicher Arbeitspunkt, der die Leistungsfähigkeit dieses Systems als ein hochdynamisches charakterisiert.
Entlang des Umfangs des Innenraums des Gehäuses 115 sind, wie bereits erwähnt und wie aus 4 ersichtlich, vier linear wirkende Zustellelemente 106 angeordnet, von denen allerdings nur drei zu sehen sind. Sie wirken über die vier Stößel 116 auf vier Zustellstangen 108 und dem gemäß auf vier Honleisten 110 ein. Auf diese Weise ist gewährleistet, das zur Erzeugung der Formelemente, d. h. zum Formhonen, die Honleisten 110 unabhängig voneinander gleichzeitig ansteuerbar und zustellbar sind. Der Einsatz derartiger Führungsleisten ist optional und somit nicht zwingend.
Das – nur eine – gemeinsame Zustellsystem für die – mehreren – Führungsleisten 150 weist eine erste, von der Honmaschine her betätigbare Zustellstange 121 auf, die durch das Zustellrohr 101 hindurch geführt ist, und deren Ende auf eine zweite Zustellstange 128 einwirkt. Letztere hat zwei konische Zustellflächen 129, 131, die auf schräge Zustellflächen 130, 132 von Zustellkörpern 140 einwirken, auf denen die Führungsleisten 150 angeordnet sind. Diese Führungsleisten 150 stützen das Formhonwerkzeug 100 währen des Materialabtrags durch die Honleisten 110 in der Bohrung 1 ab, tragen aber selbst kein Material ab.
Sowohl die Honleisten 110 als auch die Führungsleisten 150 sind im Werkzeugkörper 135 in axial verlaufenden Schlitzen radial geführt. Diese Schlitze sind durch Führungsflächen 118, 119 für die Honleisten 110 bzw. 138, 139 für die Führungsleisten 150 begrenzt.
Auf diese Weise erfolgt das Arbeiten mit einem Formhonwerkzeug, das zumindest zwei voneinander unabhängig ansteuerbare und zustellbare Honleisten 110 aufweist, die jederzeit unabhängig voneinander in radialer Richtung mit verschiedenen Anpressdrücken und verschiedenen Abständen R vom Mittelpunkt M auf die Bohrungsfläche NZF' zugestellt werden können.
Die Bearbeitung kann in mehreren Schritten erfolgen.
Die in einer vorgelagerten Bearbeitung bereits erzeugte Bohrung 1 wird zunächst durch zylindrisches Feinbohren (siehe dazu die DE 10 2007 038 123.0-14 ) oder Positionshonen (siehe DE 103 48 419 A1 ) bearbeitet. So wird zunächst noch eine zylindrische Form erzeugt, von der ausgehend die nichtzylindrische Bohrungsfläche NZF' eingearbeitet wird.
Je nachdem, wie stark der Materialabtrag insgesamt sein muss, kann aber auch in diesem Vorbearbeitungsschritt bereits die nicht zylindrische Form NZF' ganz oder teilweise erzeugt werden, und zwar mit einem Formhonwerkeug nach 3–7, d. h. mit zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren und zustellbaren Honleisten oder mit einem Feinbohrwerkzeug mit zwei unterschiedlich ansteuerbaren und zustellbaren Feinbohrschneiden.
Sofern die nicht zylindrische Form noch nicht erzeugt worden ist, kann diese in einem weiteren Schritt oder in mehreren weiteren Schritten erfolgen (zur iterativen Bearbeitung in mehreren Schritten siehe die ältere Patentanmeldung DE 10 2006 062 665 ). Falls erforderlich, kann das Formhonen oder Formfeinbohren auch wiederholt werden.
Daran schließt sich als weiterer Bearbeitungsschritt eine Glättung an. Die Glättung erfolgt mit einem gleichmäßigen relativ geringen äquidistanten Materialabtrag (vgl. die Erwähnung des ΔR von NZF' zu NZF oben). Dies wird durch ein Andrücken mit im Wesentlichen gleicher Zustellkraft bewirkt. Dieser Schritt ist ein Fertighonen mit kraftschlüssig zugestelltem Werkzeug, während das Formhonen in den vorangegangenenn Bearbeitungsschritten mit einem formschlüssig zugestellten Honwerkzeug erfolgt.
Für die werkzeugmäßige Ausgestaltung dieses letzten Bearbeitungsschrittes (Glättung) gibt es verschiedene Möglichkeiten, die in 8 dargestellt sind. Die Varianten nach den 8(a) bzw. 8(d) zeigen jeweils die Anordnung von Federn, die zusätzlich zu der über die Zustellstange auf die Honleisten ausgeübten Kraft auf diese mit weitgehend konstanter Kraft einwirken.
In 8(a) ist eine Feder 160a zwischen dem Werkzeugkörper 135 und einem weiteren Zustellelement 161 angeordnet, auf das eine Zustellstange einwirkt, die zwar nicht dargestellt ist, aber der Zustellstange 108 nach 3 entspricht. Das Zustellelement 161 weist schräge Zustellflächen 109 auf, die auf schräge Zustellflächen 111 einwirken, auf denen die Honleisten 110 angeordnet sind, die den Schneidmittelbelag 112 tragen. Die Feder 160a sorgt für eine weitgehend gleiche Kraft, da der Federweg, der nur um wenige μm schwankt, bei entsprechender Dimensionierung der Federkennlinie nur zu einer vernachlässigbaren Veränderung der Kraft führt. Damit erfolgt bei weitgehend konstanter, d. h. kraftschlüssiger Zustellung, ein weitgehend konstanter Materialabtrag.
In 8(b) sind Federn 160b zwischen der Honleiste 110 und einem verschiebbaren weiteren Zustellelement 162 angeordnet. Das Zustellelement 162 weist schräge Zustellflächen 111 auf, die mit schrägen Zustellflächen 109 zusammenwirken, die am Ende der Zustellstange 108 angeordnet sind.
In 8(c) ist keine Zustellung über schräge Zustellflächen vorgesehen. Die Federn 160c wirken direkt zwischen dem Werkzeugkörper 135' und den Honleisten 110.
In 8(d) ist eine Feder 160d in einer Ausnehmung des Werkzeugkörpers 135'' angeordnet und wirkt zusätzlich zur (nicht gezeigten) Zustellstange auf das Zustellelement 163 ein, das die Zustellflächen 109 aufeist.
In 8(e) ist die Feder 160e zwischen einem Anschlag 165 an der Zustellstange 108 und einem Zustellelement 163 angeordnet.
Die gezeigte Anordnung zur Erzeugung der nicht zylindrischen Bohrungsflächen NZF' bzw. NZF ist jeweils post process durch Messeinrichtungen zu kontrollieren, die nach einem Bearbeitungsschritt die Bohrungsfläche vermessen, d. h. in Abhängigkeit von der Winkelstellung und der Höhenlage eines Messpunktes den aktuellen Radius R von der Achse des Werkzeuges zur Bohrungsfläche feststellen. Die Messergebnisse der Merkmale Durchmesser, Rauheit und Form- und Lagegenauigkeit werden zur Steuerung und/oder Regelung der Zustellung während des nachfolgenden Bearbeitungsschrittes und/oder des nachfolgend bearbeiteten Werkstückes eingesetzt.

NZF: nicht zylindrische Bohrungsfläche (Sollform)
NZF': nicht zylindrische Bohrungsfläche vor der Glättung
ZF: zylindrische Form (Funktionsform)
AF: zylindrische Ausgangsform
A, B: Punkte auf NZF'
a: Abschnitt
1: Bohrung
2: Ausbuchtungen
3: Einengungen
10: Werkstück
100: Honwerkzeug
101: Zustellrohr
102: Flansch
103: Träger
104: Flansch
105: Kugel
106: linear wirkendes Zustellelement (Piezoelement)
107: Schleifringe
108: Zustellstange
109: Zustellflächen
110: Honleiste
111: Zustellflächen
112: Schneidmittelbelag
115: Gehäuse
116: Stößel
118, 119: Führungsflächen der radialen Schlitze im Werkzeugkörper 135
121, 128: Zustellstangen
129, 130, 131, 132: Zustellflächen
135, 135', 135'': Werkzeugkörper
138, 139: Führungsfläche der radialen Schlitze im Werkzeugkörper 135
140: Zustellkörper
150: Führungsleiste
160a–e: Federn
161, 162, 163: Zustellelemente
165: Anschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4007121 A1 [0002]
- EP 1321229 A1 [0002]
- EP 1790435 A1 [0002]
- EP 1815943 A1 [0002]
- EP 185944 A1 [0002]
- JP 2000-291487 A [0002]
- DE 102007038123 [0002, 0038]
- DE 102007024569 [0004]
- DE 10348419 A1 [0038]
- DE 102006062665 [0040]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Aufsatz U.-P. Weigmann, Formhonen von Kolbenlaufbahnen, in: Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren, Vulkan Verlag (2007), S. 298 bis 318 [0002]

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer nichtzylindrischen Bohrungsfläche (NZF) einer Bohrung (1) in einem Werkstück (100) durch Formhonen mit in die Bohrung (1) einführbaren Formhonwerkzeugen (100), die von der Spindel (6) einer Honmaschine aufgenommen werden und kontinuierlich eine Drehbewegung und eine dieser überlagerte Auf- und Abwärtsbewegung ausführen, und die Formhonwerkzeuge (100) radial an die Bohrungsfläche andrückbare Honleisten (108) aufweisen, die in Abhängigkeit von ihrer momentanen Winkel- und Höhenposition eine nichtzylindrische Bohrungsfläche (NZF') erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Formhonen mit Formhonwerkzeugen (100) erfolgt, die zumindest zwei voneinander unabhängig zustellbare und ansteuerbare Honleisten (110) aufweisen, und in einer Prozesskette erfolgt, die folgende Schritte umfasst: (a) einen Vorbearbeitungsschritt, der ein zylindrisches Feinbohren oder Positionshonen oder bereits teilweise oder zur Gänze die Erzeugung der angestrebten nichtzylindrischen Bohrungsfläche (NZF') durch Formhonen oder Formbohren mit mindestens zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren und zustellbaren Honleisten (110) umfasst, sowie (b) eine gleichmäßige Glättung mit weitgehend äquidistantem Materialabtrag bei weitgehend konstantem Anpressdruck der Honleisten (110).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor er Glättung das zylindrische Honen oder Feinbohren oder das Formhonen oder Formfeinbohren in einem oder in mehreren Schritten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Bearbeitungsschritt (b) zusätzlich auf die Honleisten (110) durch Federn (106a–e) eine weitgehend konstante Zustellkraft ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (160a, 160d, 160e) zwischen dem Werkzeugkörper (135, 135', 135''), in dem die Honleisten geführt sind, und den Honleisten (110) wirksam sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Voreinstellung der Honleisten (110) durch erste von der Honmaschine her betätigbare Zustellmittel (101) erfolgt, die einen Träger (103, 104) parallel zur Achse des Formhonwerkzeugs (100) verschieben, und das auf dem Träger (103, 104), jeweils individuell einer Honleiste (110) zugeordnet, zweite voneinander unabhängig betätigbare linear in Richtung der Achse des Honwerkzeugs (100) wirkende Zustellmittel (106) angeordnet sind, die jeweils auf eine einer Honleiste (110) zugeordnete Zustellstange (108) einwirken und während des Formhonens eine hochdynamische Feineinstellung der Honleiste (110) bewirken.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die linear wirkenden Zustellelemente (106) elektrisch ansteuerbar und vorzugsweise Piezoelemente sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfanges des Honwerkzeugs mindestens zwei der Feineinstellung dienende Zustellmittel (106) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs des Honwerkzeugs abwechselnd Honleisten (110) und Führungsleisten (150) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdynamische Steuerung so ausgelegt ist, dass sie bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 400 1/min und einem Durchmesser des Formhonwerkzeugs von 80 mm innerhalb von 10 ms oder einer Änderung (Δφ) des Drehwinkels von 25° eine radiale Zustellung von 20 μm zu bewirken geeignet ist.
Formhonwerkzeug mit Honleisten, deren Zustellung durch von der Honmaschine aus betätigbare Zustellmittel erfolgt, die auf eine Zustellstange einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass durch die von der Honmaschine aus betätigbaren Zustellmittel (101) eine Voreinstellung der Honleisten (110) erfolgt, die einen Träger (103) parallell zur Achse des Formhonwerkzeugs verschieben, und ferner eine hochdynamische Feineinstellung der Honleisten (110) durch auf dem Träger (103) angeordnete jeweils individuell einer Honleiste zugeordnete mindestens zwei zweite voneinander unabhängig betätigbare linear in Richtung der der Achse des Honwerkzeugs wirkende Zustellmittel (106) erfolgt.
Formhonwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die linear wirkenden Zustellelemente elektrisch ansteuerbar und vorzugsweise Piezoelemente sind.
Formhonwerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfanges des Honwerkzeugs mindestens zwei der Feineinstellung dienende Zustellmittel (106) angeordnet sind.
Formhonwerkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs abwechselnd Honleisten (110) und Führungsleisten (150) angeordnet sind.
Formhonwerkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdynamische Steuerung der Zustellelemente so ausgelegt ist, dass sie bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 400 1/min und einem Durchmesser von 80 mm innerhalb einer Zeitspanne von 10 ms oder eines Drehwinkels von 25° eine radial Zustellung von 20 μm zu bewirken geeignet ist, wobei diese Angaben als ein möglicher Arbeitspunkt der Steuerung anzusehen ist.