DE1963233A1 - Verfahren zum Honen von Bohrungen mit einer inneren Begrenzung - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ionen von Bohrungen mit einer inneren Begrenzung.
• e Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ionen von Bchrungen mit einer inneren Begranzung $(Sacklochbohrungen, abgesetzte Bohrungen o.dgl.).
• Beim Honen von Sacklochbohrungen o. dgl. war man bisher derauf angewiesen, einen relativ großen Freistich am Bchrungsgrung vorzusehen, um einen überlauf der Arbeitsfläche des Bonwerkzeuges, also des Honsteines, über die eigentlich zu bearbeitende @läche zu bekommen. Dieser Überlauf, der etwa 1,Z3 der Honsteinlänge beträgt, mußte elegellalten werden, da sonst am Bohrungsgrund andere Verhältni@se vorlagen als an den übrigen Stellen der zu bearbeitenden Bobruug und ein gutes Honergebnis nicht zu erzielen war. Der große Freistich war in den meisten Fällen zumindest unerwünscht, da die Bohrung unnötig tief wurde oder die Baulllnge bestimmter Teile allein durch die Notwendigkeit des Freistiches wuchs. In einigen Fällen ließen sich konstruktiv erwünschte oder erforderlicdhe Maßnehmen überhaupt nicht durchführen, da es nicht möglich war, bis dicht aX den Bohrungsgrung oder einen Absatz beran zu honen. Um den Freistich so klein wie möglich zu halten, wurde teilweise die Lange der Tonsteine gering gehalten. Das brachte Jedoch den Nachteil mit sich, daß der Honstein eich schnell abnutzte und vor allem die Gew radheit der Bohrungen nicht gowährleistet war, da "kurzwellige" Unebenheiten durch die Honbearbeitung nicht wegzubekomnen waren oder sogar neu entstanden.
• lBs ist ferner bereits versucht worden, mit zwei verschiedenen Honwerkzeugen in zwei zufeinander folgenden Ronoperationen zu arbeiten. Durch eine Vorhonoperation mit einem Stein geringster Länge wurde ein freirain geschaffen, der in der Vorhonoperation bis fast zur Bcrtlgtolerans gehont wurde. Danach wurde in einer zweiten Operation mit unverkürzten Honsteinen die Bohrung vollends fertig gehont.
• Auch bei diesem Verfahren war ein gewisser freistich erforderlich, der einem Drittel der allerdinge aehr geringen Länge des Vorbonwerkzeuges entsprach. Dieses Verfehren hat jedoch erhebliche wirtschaftliche dachteile, da nicht nur zwei verachiedene Werkzouge benötigt werden, @ondern auch zwei aufeinanderfolgende Arbeitegänge auszuführen sind, bei denen jeder einen Werkzoug- oder Werkstückwechaal und getrennte MBßopertionen erfordert.
• rufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sua Honen von Bohrungen mit einer inneren Hegrenzung zu schaffen, das mit üblichen Werkzeugen in einem Arbeitsgang ein Honen von Bohrungen bis dicht an die inne Begrenzung heran erlaubt.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gel8st, daß die Hublänge des Honverkzeuges pericdisch zwischen einen langen Rub, der von eine unteren @@ Uakehrpunkt nahe der inneren Begrensung der Bohrung bis in einen oberen Umkehrpunkt reicht, bei den das Honwerkseug den Bohrungseingang überläuft, und einem Kurzhub automatisch umgeachaltet wird, bei den das Honwerkzeng ii Bereich der j,nneren Begranzung der Bohrung arbeitet. Nach der Erfindung wird also nach einer einstellbaren Zahl von Lenghüben eine beliebige Anzahl von Kurzhüben dazwischengeschaltet. Die Hublänge der Kurzhübe beträgt vorzugsweise 1/3 bis 1/2 der Länge der Arbeitsfläche des knwerkzeuges, d.h. tLes Konsteines, der Honleiste oder des Honbelages auf einem Werkzeug, Die periodische Umachaitung zwischen den Kurs- und Lant-@üben kann nach voreingestellten Zeitwerten erfolgen.
• Noch vorteilhafter jedoch kann die Usechaltung nach voreingestellten Hubzehlen erfolgen.
• Es kann also nach der Erfindung mit norm@len Honwerkzeugen in einem Arbeitagang gesrbeitet werden. @@ wird zwar ftir Operationen, bei denen ohne freistich bis dicht an den Bohrungsgrund heran gearbeitet werden xuB, vorzugsweise ein relativ kurzer Stein verwendet, der jedcoh im Vergleich zu den bisher verwendeten Steinen sehr lang ist und noch kurzwellige Unebanheiten erfaßt. Eretaunich ist, daß nach den Verfahren nach der Erfindung Bit einen langen Stein bis unmittelbar (bis 1/10 M) an den Bohrungagrund heran gearbeitet werden kann, ohne daß die Genauigkeit leidet. Es hat sich auch berauagestellt, daß erstaunlicherweise die Maßbaltigkeit des Teiles der bearbeiteten Fläche, die sowohl von den Kurshüben als auch Ton den Lengbüben berstrichen wird, nicht leidet. In ergibt sich zwar auch nach den Verfahren nach der .
• findung eine gwisse geringe Konlsität ii Bereich der inneren Begrensung, die Jedoch erheblich geringer ist als nach den bisherigen Verfahren. Diese Konizität hängt von der Prt dor Nonoteine tund des Werkstoffabtrag ab. Der Abstand der erston auf ein genaues Endmaß(wenige µ m Toleranz) zu bringenden Meßstelle von der inneren Begrenzung der Bohrung kann beim Arbeiten ohne Jeden Freistich nach der Erfinung auf 1/5 bis 1/10 der Steinlänge gesenkt werden, wobei besonders niedrige Werte mit Diemanthonleisten erzielt werden könnan.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und. der Beschreibung im Zusanenhang mit den Zeichnungen berver. Anhand der folgenden Zeichnungen wird die Lrfiridung im folgenden näher erläutert. ER zeigen Fig. 1 eins schexatische Darstellung einer Honmaschine verbunden Bit einem Blockschaltbild ihrer Steuerung zur Durch fiihrung des Verfahrens, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Sacklochbohrung und der darin arbeitenden Tonsteine in zwei Stellungen und Fig. 3 ein Weg-Zeit-Diagramm für ein Bonwerkzeug während eines Abschnittes der Bearbeitung einer Bohrung.
• In Fig. 1 ist schematisch die Steuerung einer Houmaschine dargestellt, auf der nach den Verfahren gemäß der Erfindung gearbeitet werden kann, Die Honmaschine 11 besitzt eine hydraulische Betätigung für den Werkseuglängehub.
• Das Werkzeug 12 mit seinen Arbeitsflächen 13, beispielsweise den Honsteinen, arbeitet mit einem Werkstück 14 susammen, das eine Bohrung 15 besitzt. Die Bohrung 15 ist durch eine untere Begrenzung 16 abgeschlossen, die beispielsweise das Ende einer Sacklochbohrung oder ein innerer satz einer Bohrung sein kann. Daß Werkzeug 12 ist so ausgebildet, daß die Tonsteine bis an das in Fig. 1 untere Ende des Werkzeugen heranreichen.
• Die hydraulische Botätignng für den Arialhub des Werkzeuges bestoht aus einem hydranlischen Zylinder 21, in dem ein Kolben 22 läuft. Der @ydraulische Zylinder wird über eine Leitung 23 von einer hydraulischen Steuereinheit 24 gespeist, die an eine Druchmittelquelle 25 angeschlo@@en ist und beispielsweise ein Magnetvantil 26 besitzt, das den Hyéraulikatrom und damit die Hubrichtung umkehren kann.
• Die Umschaltsignale fUr das Magnetventil 26 werden ton einem Verstärker 27 geliefert, der die Signale aus einen Steuergerät 28 auf die ur Betätigung des Magnetventils nötige Stärke verstärkt.
• Bei üblichen Zonmaschinen wird dieses Steuergerät 28 mit Signalen von zwei Endschaltern 29, 30 beaufschlagt, die an einen beliebigen Teil der axial bewegten Honspindel 31 angreifen und ein Signal geben, wenn die Honspindel einen oberen biw. unteren Punkt erreicht hat. Es können kontaktlose Endschalter Verwendung Sinken, die in den dargestellten Beispiel schematisch auf die annäherung des Kolbens 22 ansprechen. Üblicherweise geben diese Endschalter ein Umschaltsignal an das Steuergerät, das über den Verstärker 27 an die Steuereinheit 24 weitergegeban wird und somit eine Richtungzumkehr der Eonspindel 31 bewirkt.
• In Fig. 1 ist ein Bekundärsteuergerät 32 angeordnet, das zwei Zähler 33, 34 und ein einstellbares Zeitversögerungsglied 35 enthält. Die Zähler sind an den Endsohalter 30 angeschlossen und zählen die Impulse, die bei der Annäherung des Kolbens 22 an den Endschalter 50 w diesem abgegeben werden. Die Zähler 33, 34 und das Zeitverzögerungeglied 35 sind über eine Programmeingabe 36 mit Einstellaöglichkeiten 37, 38, 39 einstellbar.
• Die in Fig. 1 beschriebene Honmaschine arbeitet wie folgt: Der Endschalter 30 ist so eingestellt, daß er einen Impuls abgibt, wenn die Honspindel ihre tiefste Lage, bei der das Honwerkzeug nahe der unteren Begrenzung 16 ist, erreicht hat. Der Endsohalter 29 gibt einen aus ab, wenn daß Hone werkzeug 12 .sich etwa in der in pis. 1 dargestellten Lage befindet, in der etwa er der Länge der Arbeitefläche 13 des Honwerkzeuges über den Bohrungseingang 17 hinausragt.
• Es sei angenomsen, daß zuerst Longkübe gefahren werden sollen. Am Ende des Abwärtabubes gibt der Endschalter 30 ein Signal an die Zähler. Da Langhübe gefahren werden sollen, ist er Zähler 33 f(1r die I@nghübe wirksam, während der Zähler 34 fUr die Kurshübe @uegeschaltet ist.
• Diese Usechaltung, die während des Betriebes automatisch erfolgt, kann über die Programmeingabe mit einen nicht dargestellten Schaltglied BUr den Anfang des Betriebas gesteuert werden. Der Zähler 33 a@hlt die Ansahl der lhm zufliessenden Siguele aus dem Endschelter 30 und gibt sie @n das Steuergerät 28 weiter, das einen üasch@itimpuls über den Verstärker 27 der hydr@ulischen Btouereinheit 24 zuführt. Diese steuert den Hydrzulikfluß über die Leitung 23 um und bewirkt eine Richtungsumkehr der @onspindel 31.
• Beim Erreichen des Endschalters 29 @@ oberen Umkehrpunkt gibt dieser ein Signal an das Stouergerät 2ß, das deranfhin einen Umsohaltizpuls über den Verstärker 27 an die Steuereinheit 24 gibt. wodurch Wieder ein Abwärtahub bewirkt wird.
• Der Zähler 33 ist über die Einstellmglichkeit 37 in der Programmeingabe 36 einstellbar. Nach einer an der iinstellmöglichkeit 37 vorgewählten Zahl von Impulsen aus dem Endschelter 30 schaltet der Zahler 33 den Eingang von dem Endechalter 30 auf den Zähler 34 um. Der Z@hler 34 für die Kurshübe ist über die Einstellmöglichkeit 38 der Programmeingabe auf eine bestimmte Ansahl von @urshüben einstellbar. Die Impulse, die bei Ansprechen des Zndschalters 3O an den Zähler 34 gegeben werden, werden von dieses gesählt. Der Zähler 34 gibt einen Impuls an das Zeitverzögerungeglied 35, das über eine Einstellmöglichkeit 39 für die Deuer des Kur@hubes in der Progr@@@-eingabe einstellbar ist. Gleichzeitig wird ein Signal an das Steuergerät 28 gegeben, das,wie bereits beschrieben, eine Umstenerung das Honspindelhubes zum Aufwärtshub bewirkt.
• Each der am Zeitverzögerungeglied 35 eingestellten Zeit gibt dieses einen @mpuls an das Steuergerät 28, da. einen Umsteuerimpuls an die hydraulische Steuereinheit gibt.
• Nach der eingestellten zeit wird also die Ionqindel 31 in ihrer Axialbewegung wieder auf Abwärtahub umgeschaltet, ohne daß sie die zelle Hublänge bis nun Endschalter 29 durchlaufen hat. Dieser Zyklus metst sich es lenge fort, bis die über die Einstallmöglichkeit 38 @@ Zähler 34 eingestellte Ansahl von Kurzbüben be@ndet ist, wonach @utomatisch wieder auf den Zähler 33 für die Langhübe ungeschaltet wird.
• Es ist zu erkennen, daß mit der beschricbanen Honm@achine belisbige Ko@hinationen von Kurz- und Langhüben einfach einstellbar @ind und daß die Douer und die d@von abhängande Länge des Kurshubes stufenle@ einstellbar ist. Es ist dabei kein dritter End@chmlter notwendig, so daß ohne Inderungen mit einer üblichen Ho@@aschine gearbeitet werden kann, wenn ein Bekundäretergerät mit einer Programmeingabe zugeschaltet wird.
• Bei der beschriebenen Ausführungeform sind zwei Zähler 33, 34 erwähnt worden. Es ist auch möglich, nur einen Zähler zu. verwenden, dessen Ausgang und Einatellung entsprechend umgeschaltet wird. Die Progrnmmeingabe kann beispielsweise Wählscheiben für die Einstellmöglichkeiten 37, 38 und ein Potentiometer für die Einstellmöglichkeit 39 besitzen. Insbesondere für automatische Fertigungsabläufe oder in Betrieben, in denen bestimmte Werkstückerten häufig zu bearbeiten sind, kann es vorteilhaft sein, die Programmeingabe als ein Les@gerät für einen Datenträger auszubilden. Auf des Datenträger, beupielsweise einer Loch- oder Magnetkarte, k8nnen die für ein bestimmtes Werkstück ermittelten Daten fiir die Anzahl von turs- und Langhilben und die Dauer bzw. Lunge des Kurzhubes gespeichert sein. Der Bedienende hat dann für ein bestimmtes Werkstück nur noch die Karte in das Lesegerät einsuführan, woraufhin der gewünschte Irbeitsablauf automatisch gesteuert wird.
• In Fig. 2 ist schematisch eine Sacklochbohrung mit zwei Stellungen eines Ronsteines dargestellt. Der auf der linken Seite gezeigte Honstein 13' befindet sich an seinem unteren Umkehrpunkt und der auf der rechten Seite dargestellte Honstein 13'' befindet sich am oberen Umkehrpunkt. Dabei hat er den Bohrungseingang 17 um ca. 1/3 seiner Länge überlaufen. Während des Langhubes bestreicht er die gesamte Bohrungsinnenfläche bis nahe an die innere Begrenzung 16 heran, also über die Hublänge b des Langhubes, also die Bohrungslänge abzüglich 2/3 der Länge der libeitafläche des Honsteineß. Die Hublänge a des Kurzhubes ist maximal gleich der Hälfte der Lunge der lrbeitsfläche 13 des Honwerkzeuges.
• Vorzugsweise liegt sie sogar unter 1/3 dieser Länge.
• @@ Fig. @ ist in einem Weg@Zeit-Disgramm die Arbeit eines @@@@@@@s@uges in einem ersten Abschnitb eines Bearbei-@@@@@@@@@@ue dergestellt. Aus der Ruhestellung 40, dis das @@@@@@@@zeug während eines Werketückwech@els einuimmt, p@@d es in die @ohrung eingefahren und beginnt zuerst mit @@@@ Borie von Kurzbüben. Die Länge a des Kurzhubes ongibl. sich aus der an der Einstellmöglichkeit 39 eingest@ll@@@ Zeitdemer in Abhängigkeit von der Beschwlndig-@@@@@@@@@ @nspindel 31, Vom unteren Umkehrpunkt 19 reicht R @@@@@@@ um den Betrag aufwärts, so daß die Länge i8 @@@g. 2) überstrichen wird.
• N@ch der @n der Einstelmöglichkeit 38 am Zähler 34 eing@@tellten Wohzahl wird auf den Zähler 33 umgeschaltet, und es worden @enghübe ausgeführt. Dieser Zyklus kann sich mehrinch wü@rend der @oarbeitung einer Bchrung wiederholen.
• Es Lat sich als vforteilhaft herausgestellt, wenn zuerst Ku@zhübe gofahren werdon, so daß sin Freir@um in dem Befsich 18 ntsteht. Die Maßhaltigkeit der Bohrung läßt eich dadurch verbessern. Wie bereits erwähnt, kann die Angshl der Kurs- und Langhübe unabhängig voneinander auf beliebige Zahlen eingestellt werden. Das Verhältnis der Anzahl von Kurs- zu Langhüben hängt von den Abmessungen der Bohrung und der Ronsteine,von der Art des Honwerkzeuges uad selbstverständlich von den geforderten Toleranzen ab. Es wird für derartige Gegebenheiten einmal des günetigste Verhältnis und die günstigste Länge den Kurzhubes ermittelt. Danach arbeitet aufgrund der Einstellung an der Programmeingabe die Maschine automatisch nach diesen einmal festgestellten Werten. Auch die günstig@te Länge der vermondeten Bonsteine ändert sich nach den genannten Gegebenheiten. So wurde beispielsweise bei einer Bohrung von 5 mm Durchmesser eine Länge der Arbeitsfläche des Honwerkzeuges von 20 mm gewählt,und bei einer Bohrung von 80 mm Durchmesser betrug die Läng@ der Arbeitefläche bei einem anwendungsbeispiel 100 mm.

Claims (13)

t 11 E p 1 ii c h e

1. Verfohron zum Eonen von Bohrungen mit einer inneren Begrenzung (Socklochoohrungen, abgesetzte Bohrungen o.dgl.), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hublänge des Horwerksouges 12) periodisch zwischen einem langen Hub fb), der von einem unteren Umkehrpunkt (19) nahe der inneren Begrenzung (16) der Bohrung (15) bis zu einem oberen Umkehrpunkt (20) reicht, an dem das Honwerkzoug (12) den Bohrungesingang (17) @berlaufen hat, und einem Kurzhub <a) autowatisch umgeschaltet wird, bei dem das Honwerkzeug (12) im Bereich der inneren Begrenzung (16) der Bohrung (15) arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem langen Hub (b) die Arbeitsfläche (13) des Honwerkzeuges (12) den Bohrungseingang (17) um etwa 1/3 ihrer Länge überläuft.

3n Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge-Kennzeiohnet, daß die Hublänge des Kurihubes maximal 1/2 der Länge der Arbeitsfläche (13) des Honwerkzeuges (12) beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hublänge des Kurzhubes (a) weniger als 1/3 der Länge der Arbeitsfläche (13) des Honwerkzuges (12) beträgt.

5. Verfahren nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das die periodische schaltung zwischen dem surs- iand Langhub (a, b) nach voreingestellten Zeitwerten erfolgt.

6. Venfahren nach einem der ansprüche 'E bis 4, dadurch gekennzeich@et, daß die paricdische Umschaltung z@@-schen Kurz- und Laughüben (1, b) nach ver@ingestellten Hubsehlen erfolgt.

7. Verfahren @ach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Umecbaltung von Längshüben m@@ K@rzhübe wähnend der Besrbeitung ainer Boh@@ng (15) mehrzals erfolgt,

8. Verfahren nach einem der Ansprüche @ bis, 7, d a d r u c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zeiten bzw. Hubzahlen für @urz@ und Laughübe (1, b) unterschiedlich eingestellt werden.

9. Verfs@ran nach eine@t der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Bearbeitung einer @@hrung (15) mit einer Serie von Kurzhüben begonnen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Umsteuerung des @onwerk@eages (12) zur @vafübr@@g der Kurzhübe Beitebhängig enfolgt.

11. Honmaschi@e zur Durehführung des Verfahrens nach e@@@@ der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Steuergerät zur Umsteuerong der hyd@auli@ch betätigten Axialbewegung des Honwerkzeuges, das auf Signale von Signalgebern an den Hubenden anspricht und die Umstenerung der Andelbewegung über einen Verstärker und eine hydraulisehe Steuereinheit bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Sekundärsteuergerdt 632) mit wenigstens einem Zähler (33, 34) f(ir die Anzahl von Lango und Kurzhüben und einen Zeitgeber (35) für die Dauer Jedes Kurzhubes beistst und daß an des Sekundärsteuergerät (32) eine Programmeingabe (36) mit Je einer Einstellmöglichkeit (37,38) für die Zahl der Lsnghübe und der Kurzhübe und einer Einstellmöglichkeit (39) für den Zeitgeber (35) angenchlossen ist

12. Honmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Programmeingabe (56) als Lesegerät für einen Datentrüger ensgobildet ist, auf dem die Anzahl von Kurz- und Langhüben bzw. die Dauer des Kurzhubes geepeichert ist.

13. Honmsschine nach anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstollmöglichkeit (39) fiir den Zeitgeber (35) aus sinen Potentioneter besteht.