EP1673200A1 - Method for rough-honing the peripheral surface of a bore - Google Patents

Method for rough-honing the peripheral surface of a bore

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EP1673200A1
EP1673200A1 EP04763846A EP04763846A EP1673200A1 EP 1673200 A1 EP1673200 A1 EP 1673200A1 EP 04763846 A EP04763846 A EP 04763846A EP 04763846 A EP04763846 A EP 04763846A EP 1673200 A1 EP1673200 A1 EP 1673200A1
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EP
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honing
bore
longitudinal axis
rough
during
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Arnold Blaut
Gerhard Flores
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Gehring GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

Definitions

  • the invention relates to a method for rough honing the lateral surface of a bore. Due to the possible machining performance and tool life, it has already been proposed to replace the fine spindles with rough honing. The benefits of the honing process can thus be used to a greater extent. However, in order to achieve comparable quality corrections in terms of angularity and positioning accuracy with the fine spindles, the usual degrees of freedom of the honing tool and workpiece cannot be transferred to rough honing.
  • the concept of using rough honing instead of fine boring therefore provides for a fixed arrangement of the tool axis and also a fixed clamping of the workpiece.
  • the index position enables the workpiece to be picked up with sufficient accuracy to the tool axis.
  • An upper and lower tool guide ensures a rigid arrangement of the tool in the desired position of the bore, so that the angular axis position of the tool is stable.
  • the difference in position and angular position from the tool axis to the pre-machined bore axis represents the necessary correction potential.
  • the honing stones only partially process the surface of the bore. As the removal progresses, the cutting process extends across the entire hole. Since different amounts of material are removed locally on the circumference, a new drilling center is created, which is identical to the tool center. When cutting, only a few honing stones transfer the contact pressure to the bore wall. Therefore, this requires a form-fitting delivery device, i.e. step delivery.
  • the delivery functions consist of the intermittent delivery movement, consisting of the delivery step of a defined size and the delivery pause in which the delivery pressure built up previously is reduced.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for rough honing the lateral surface of a bore which is more universally applicable.
  • the present invention makes it possible to machine bores on workpieces by means of rough honing, which are only accessible from one side. Both the position of the hole relative to the index hole and the angular position of the hole axis can be corrected. The latter is of particular importance in the case of engine blocks, since the angular accuracy in relation to the crankshaft axis is important. Honing in rough honing is initially carried out in a partial cut, in which the tool is not yet fully in contact. The full cut is only achieved when the hole is machined everywhere and the honing stones lie on both sides.
  • the lifting movement of the honing tool is carried out by a carriage unit, at least during the machining of the section of the bore facing away from a carriage unit, so that the work spindle is moved alternately with respect to its longitudinal axis by the carriage unit.
  • the slide unit offers constant guidance stability of the spindle regardless of its current position.
  • the honing spindle is in its upper end position.
  • the combination of slide unit with built-up honing spindle enables a high stability of the carriage unit in partial section and high lifting speeds in full section, as is possible with an honing spindle. Due to this configuration, a working spindle with a floating bearing can be minimized in terms of its overall length.
  • the minimum overall length is to be understood to mean that when the lower stroke reversal point of the tool is reached and the maximum usual overflow length, the tool bearing is located just before the upper edge of the bore. This corresponds to the minimum overall length, which cannot be reduced further and is determined by the length of the bore to be honed.
  • the honing stones can be delivered with defined pause times during an initial partial cut. Switching from partial cut to full cut parameters can be triggered by monitoring the power consumption, since the torque increases with the cutting bars being applied over the entire surface. This can also be the signal for retarding the carriage movement, so that the stroke movement through the honing spindle begins and the alternating longitudinal movement is carried out in full section by the honing spindle. The stability of the spindle can be significantly increased by using the slide unit as a lifting drive. During full-cut honing, an electromechanical step adjustment takes place, with the feed force acting on the honing stones being monitored. This results in a combination of path and force controlled infeed. According to a further embodiment of the method, a first set of honing stones is applied during the partial cut and the full cut is carried out with a second set of honing stones.
  • FIG. 1 shows a section through an engine block and a honing tool located above it in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a section through the engine block according to FIG. 1 with the honing tool near the end of the processing
  • FIG. 4 is a perspective view of a section of a bore wall with the transition from the rotary profile to the honing profile
  • FIG. 5 shows a development of a section of the bore wall according to FIG. 4.
  • FIG. 1 shows a workpiece 1, which in the exemplary embodiment is an engine block.
  • This workpiece 1 comprises a plurality of bores 2, which are provided as cylinder bores and have a lateral surface 3 which is to be machined.
  • Each bore 2 has a longitudinal axis M B.
  • On the engine block 1, several crankshaft bearings 4 are provided in the lower area, which have a common Have axis ⁇ , namely the longitudinal axis of the crankshaft M ⁇ .
  • the motor block 1 is accommodated on a workpiece carrier 8 by means of indexing pins 9 so that the relative position of the workpiece 1 is exactly positioned.
  • the correction of the angular position of the bore axis means that the workpiece is held at the correct angle. It is therefore necessary that the axes M A and M ⁇ can be aligned at right angles to each other.
  • a honing tool 5 which is arranged on a cantilevered work spindle 6 and comprises a plurality of honing stones 7, which are provided for machining the lateral surface 3 of the bores 2.
  • the work spindle 6 and thus also the honing tool 5 itself have a longitudinal axis M A , it being apparent from FIG. 1 that an offset S occurs between the longitudinal axis of the work spindle M A and the longitudinal axis of the bore M B before machining by means of the honing tool 5 , With a few exceptions, there is such an offset of the axes that is up to 0.3 mm.
  • the longitudinal axis of the work spindle M A is deflected at a corresponding angle to get into the bore 2 in this way and the outer surface 3 thereof to edit.
  • an angle of the longitudinal axis M A which may have been occupied, which may also be caused by the manufacturing tolerances of the engine block 1.
  • FIG. 2 shows a section through the engine block 1 according to FIG. 1, but the honing tool 5 is located in the bore 2 and the state is shown near the end of the machining.
  • the reference numerals correspond to those in FIG. 1. It can be seen from FIG. 2 that the work spindle 6 is guided in a slide unit 10, the slide unit 10 with the work spindle 6 in the longitudinal direction of the work spindle 6 or the longitudinal axis M for a specific section of the method (eg work in partial section) A can be locked.
  • a specific section of the method eg work in partial section
  • the machining of the rough honing has already progressed to such an extent that the longitudinal axis of the work spindle M A is coaxial with the longitudinal axis of the bore M B , so that a uniformly honed lateral surface is finally produced.
  • this first working section it is advantageous to lock the work spindle 6 in the longitudinal direction in the slide unit 10 and to carry out the lifting movement by the slide unit 10, since in this way the free end of the work spindle 6 protruding from the slide unit 10 is kept as short as possible and so that a high bending stiffness of the work spindle 6 is achieved. Accordingly, the work spindle 6 remains in its upper end position in the slide unit 10 in the first section of the method, so that there is stabilization against lateral cutting forces. This also results in greater guidance accuracy and higher normal force stability.
  • FIG 3 shows a radial section through a bore 2 and the honing tool 5 at the beginning of the machining. It can be seen from this that the longitudinal axis M B of the bore 2 ′ is at a distance or an offset S from the longitudinal axis M A of the work spindle or the honing tool 5.
  • the honing tool 5 there is a feed rod 11 which acts on the honing stones 7 via feed wedges 12.
  • the feed wedges 12 can be pressed radially outward by the feed rod 11, as a result of which the honing stones 7 also perform a radially outward movement.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a section of the bore wall or the outer surface 3 of the cylinder bore 2.
  • a section 13 with a rotating profile in the left-hand region of the bore 2 can be seen while a Section 14 with honing profile is present in the right part of hole 2. It is clear from this illustration that in the initially following partial section only a certain section of the lateral surface 3 is machined by rough honing and there is a transition from the rotary profile to the honing profile.

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Abstract

The invention relates to a method for rough-honing the peripheral surface (3) of a bore (2). According to said method, a honing tool (5) is introduced into the bore (2), the longitudinal axis (MB) of the bore (2) before rough-honing comprising an off-set (s) relative to the finished bore (2). Said off-set (s) is evened out during rough-honing.

Description

Verfahren zum Schrupphonen der Mantelfläche einer BohrungMethod for rough honing the surface of a hole
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schrupphonen der Mantelfläche einer Bohrung. Aufgrund der möglichen Zerspanleistungen und Standmengeh wurde bereits vorgeschlagen, das Feinspindeln durch Schrupphonen zu ersetzen. So können die Vorteile des Honverfahrens in größerem Umfang genutzt werden. Um jedoch hinsichtlich Winkeligkeit und Positioniergenauigkeit mit dem Feinspindeln vergleichbare Qualitätskorrekturen zu erreichen, können die üblichen Freiheitsgrade von Honwerkzeug und Werkstück nicht auf das Schrupphonen übertragen werden.The invention relates to a method for rough honing the lateral surface of a bore. Due to the possible machining performance and tool life, it has already been proposed to replace the fine spindles with rough honing. The benefits of the honing process can thus be used to a greater extent. However, in order to achieve comparable quality corrections in terms of angularity and positioning accuracy with the fine spindles, the usual degrees of freedom of the honing tool and workpiece cannot be transferred to rough honing.
Das Konzept, anstelle des Feinbohrens das Schrupphonen einzusetzen, sieht daher eine feste Anordnung der Werkzeugachse und ebenso eine feste Aufspannung des Werkstückes vor. Durch die Indexposition kann das Werkstück mit ausreichender Genauigkeit zur Werkzeugachse aufgenommen werden. Durch eine obere und untere Werkzeugführung erzielt man eine starre Anordnung des Werkzeugs auf Sollposition der Bohrung, so dass die angulare Achslage des Werkzeugs stabil ist. Der Lageunterschied in Position und Winkellage von Werkzeugachse zu vorbearbeiteter Bohrungsachse stellt das notwendige Korrekturpotential dar.The concept of using rough honing instead of fine boring therefore provides for a fixed arrangement of the tool axis and also a fixed clamping of the workpiece. The index position enables the workpiece to be picked up with sufficient accuracy to the tool axis. An upper and lower tool guide ensures a rigid arrangement of the tool in the desired position of the bore, so that the angular axis position of the tool is stable. The difference in position and angular position from the tool axis to the pre-machined bore axis represents the necessary correction potential.
Zu Beginn der Schrupphonbearbeitung bearbeiten die Honleisten die Bohrungsmantelfläche nur partiell. Mit fortschreitendem Abtrag weitet sich die Zerspannung vollflächig auf die gesamte Bohrung aus. Da am Umfang örtlich unterschiedlich viel Material abgetragen wird, entsteht ein neues Bohrungszentrum, welches mit dem Werkzeugzentrum identisch ist. Beim Anschnitt übertragen nur wenige Honleisten den Anpressdruck auf die Bohrungswandung. Dies erfordert daher eine formschlüssige ZuStelleinrichtung, das heißt eine Schrittzustellung. Die Zustellfunktionen bestehen in der intermittierenden Zustellbewegung, bestehend aus dem Zustellschritt definierter Größe und der Zustellpause, in der sich der zuvor aufgebaute Zustelldruck abbaut.At the start of rough honing, the honing stones only partially process the surface of the bore. As the removal progresses, the cutting process extends across the entire hole. Since different amounts of material are removed locally on the circumference, a new drilling center is created, which is identical to the tool center. When cutting, only a few honing stones transfer the contact pressure to the bore wall. Therefore, this requires a form-fitting delivery device, i.e. step delivery. The delivery functions consist of the intermittent delivery movement, consisting of the delivery step of a defined size and the delivery pause in which the delivery pressure built up previously is reduced.
Dieses aus dem Artikel von U. Klink/G. Flores "Honen von Zylinderbohrungen aus GGV" in der Zeitschrift "WB. Werkstatt und Betrieb" 133. Jahrgang '2000, Heft 4, Carl Hanser Verlag München bekannte Verfahren zum Schrupphonen ist jedoch nur bei Werkstücken durchführbar, bei denen ganz bestimmte Voraussetzungen an die Zugänglichkeit der Bohrungen gegeben sind, so dass damit dem Anwendungsbereich erhebliche Grenzen gesetzt sind. Es ist für Durchgangsbohrungen einsetzbar, jedoch nicht für Sacklochbohrungen, die überwiegend bei z.B. Kolbenlaufbahnen anzutreffen sind.This from the article by U. Klink / G. Flores "Honing cylinder bores from GGV" in the magazine "WB. Werkstatt und Betrieb" 133rd year ' 2000, issue 4, Carl Hanser Verlag Munich, however, known methods for rough honing can only be carried out on workpieces that have very specific accessibility requirements of the holes are given, so that there are considerable limits to the area of application. It can be used for through holes, but not for blind holes, which are mainly found in piston races, for example.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schrupphonen der Mantelfläche einer Bohrung zu schaffen, das universeller anwendbar ist.The present invention is therefore based on the object of providing a method for rough honing the lateral surface of a bore which is more universally applicable.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, auch Bohrungen an Werkstücken mittels Schrupphonen zu bearbeiten, die lediglich von einer Seite zugänglich sind. Dabei ist sowohl eine Korrektur der Bohrungsposition relativ zur Indexbohrung als auch eine Korrektur der Winkellage der Bohrungsachse möglich. Letzteres ist insbesondere bei Motorblöcken von erheblicher Bedeutung, da es auf die Winkelgenauigkeit, bezogen auf die Kurbelwellenachse, ankommt. Die Honbearbeitung in der Schrupphonoperation erfolgt zunächst im Partialschnitt, bei dem das Werkzeug noch nicht vollständig anliegt. Erst wenn die Bohrung überall flächendeckend bearbeitet wird und die Honleisten an beiden Seiten anliegen, ist der Vollschnitt erreicht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest während der Bearbeitung des einer Schlitteneinheit abgewandt liegenden Abschnitts der Bohrung die Hubbewegung des Honwerkzeugs von einer Schlitteneinheit ausgeführt wird, so dass die Arbeitsspindel von der Schlitteneinheit alternierend bezüglich ihrer Längsachse bewegt wird. Die Schlitteneinheit bietet unabhängig von ihrer momentanen Position eine gleichbleibende Führungsstabilität der Spindel. Dabei befindet sich die Honspindel in ihrer oberen Endlage. Die verwendete Kombination von Schlitteneinheit mit aufgebauter Honspindel ermöglicht im Partialschnitt eine hohe Stabilität der Schlitteneinheit und im Vollschnitt hohe Hubgeschwindigkeiten, wie sie eine Honspindel ermöglicht. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann eine fliegend gelagerte Arbeitsspindel bezüglich ihrer Baulänge minimiert werden. Dabei ist als minimale Baulänge zu verstehen, dass bei Erreichen des unteren Hubumkehrpunktes des Werkzeugs bei maximal üblicher Überlauflänge die Werkzeuglagerung sich kurz vor der oberen Bohrungskante befindet. Dies entspricht der minimalen Baulänge, die nicht weiter unterschritten werden kann und durch die zu honende Bohrungslänge vorgegeben ist.The present invention makes it possible to machine bores on workpieces by means of rough honing, which are only accessible from one side. Both the position of the hole relative to the index hole and the angular position of the hole axis can be corrected. The latter is of particular importance in the case of engine blocks, since the angular accuracy in relation to the crankshaft axis is important. Honing in rough honing is initially carried out in a partial cut, in which the tool is not yet fully in contact. The full cut is only achieved when the hole is machined everywhere and the honing stones lie on both sides. According to a preferred development of the method, it is provided that the lifting movement of the honing tool is carried out by a carriage unit, at least during the machining of the section of the bore facing away from a carriage unit, so that the work spindle is moved alternately with respect to its longitudinal axis by the carriage unit. The slide unit offers constant guidance stability of the spindle regardless of its current position. The honing spindle is in its upper end position. The combination of slide unit with built-up honing spindle enables a high stability of the carriage unit in partial section and high lifting speeds in full section, as is possible with an honing spindle. Due to this configuration, a working spindle with a floating bearing can be minimized in terms of its overall length. The minimum overall length is to be understood to mean that when the lower stroke reversal point of the tool is reached and the maximum usual overflow length, the tool bearing is located just before the upper edge of the bore. This corresponds to the minimum overall length, which cannot be reduced further and is determined by the length of the bore to be honed.
Es wird als zweckmäßig angesehen, dass während eines zunächst erfolgenden Partialschnitts eine elektromechanische Zustellung der Honleisten mit definierten Pausenzeiten erfolgt. Das Umschalten von Partialschnitt auf Vollschnittparameter kann durch eine Überwachung der Leistungsaufnahme ausgelöst werden, da das Drehmoment mit vollflächigem Anlegen der Schneidleisten zunimmt. Dies kann auch das Signal zum Retirieren der Schlittenbewegung sein, so dass damit die Hubbewegung durch die Honspindel einsetzt und die alternierende Längsbewegung durch die Honspindel im Vollschnitt ausgeführt wird. Durch die Verwendung der Schlitteneinheit als Hubtrieb kann die Stabilität der Spindel wesentlich erhöht werden. Während des Vollschnitthonens erfolgt eine elektromechanische Schrittzustellung, wobei die Zustellkraft, die auf die Honleisten wirkt, überwacht wird. Es ergibt sich daraus eine Kombination von weg- und kraftgesteuerter Zustellung. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird während des Partialschnitts ein erster Honleistensatz beaufschlagt und der Vollschnitt wird mit einem zweiten Honleistensatz durchgeführt .It is considered expedient for the honing stones to be delivered with defined pause times during an initial partial cut. Switching from partial cut to full cut parameters can be triggered by monitoring the power consumption, since the torque increases with the cutting bars being applied over the entire surface. This can also be the signal for retarding the carriage movement, so that the stroke movement through the honing spindle begins and the alternating longitudinal movement is carried out in full section by the honing spindle. The stability of the spindle can be significantly increased by using the slide unit as a lifting drive. During full-cut honing, an electromechanical step adjustment takes place, with the feed force acting on the honing stones being monitored. This results in a combination of path and force controlled infeed. According to a further embodiment of the method, a first set of honing stones is applied during the partial cut and the full cut is carried out with a second set of honing stones.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 Einen Schnitt durch einen Motorblock und ein darüber befindliches Honwerkzeug in schematischer Darstellung,1 shows a section through an engine block and a honing tool located above it in a schematic representation,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Motorblock gemäß Fig. 1 mit dem Honwerkzeug nahe dem Ende der Bearbeitung,2 shows a section through the engine block according to FIG. 1 with the honing tool near the end of the processing,
Fig. 3 einen radialen Schnitt durch eine Bohrung und das Honwerkzeug zu Beginn der Bearbeitung,3 shows a radial section through a bore and the honing tool at the start of machining,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Bohrungswandung mit dem Übergang vom Drehprofil zum Honprofil,4 is a perspective view of a section of a bore wall with the transition from the rotary profile to the honing profile,
Fig. 5 eine Abwicklung eines Ausschnitts der Bohrungswandung gemäß Fig. 4.5 shows a development of a section of the bore wall according to FIG. 4.
Die Fig. 1 zeigt ein Werkstück 1, bei dem es sich in dem Ausführungsbeispiel um einen Motorblock handelt. Dieses Werkstück 1 umfasst mehrere Bohrungen 2, die als Zylinderbohrungen vorgesehen sind und eine Mantelfläche 3 aufweisen, die zu bearbeiten ist. Jede Bohrung 2 besitzt eine Längsachse MB. An dem Motorblock 1 sind im unteren Bereich mehrere Kurbelwellenlager 4 vorgesehen, die eine gemeinsame Achse κ besitzen, nämlich die Längsachse der Kurbelwelle Mκ. Der Motorblock 1 ist auf einem Werkstückträger 8 mittels Indexierstiften 9 positionsgenau aufgenommen, so dass die relative Lage des Werkstücks 1 exakt positioniert ist.1 shows a workpiece 1, which in the exemplary embodiment is an engine block. This workpiece 1 comprises a plurality of bores 2, which are provided as cylinder bores and have a lateral surface 3 which is to be machined. Each bore 2 has a longitudinal axis M B. On the engine block 1, several crankshaft bearings 4 are provided in the lower area, which have a common Have axis κ , namely the longitudinal axis of the crankshaft M κ . The motor block 1 is accommodated on a workpiece carrier 8 by means of indexing pins 9 so that the relative position of the workpiece 1 is exactly positioned.
Ebenso bedeutet die Korrektur der Winkellage der Bohrungsachse eine winkelgerechte Aufnahme des Werkstücks. Es ist daher erforderlich, dass die Achsen MA und Mκ rechtwinklig zueinander ausrichtbar sind.Likewise, the correction of the angular position of the bore axis means that the workpiece is held at the correct angle. It is therefore necessary that the axes M A and M κ can be aligned at right angles to each other.
Über dem Werkstück 1 ist ein Honwerkzeug 5 dargestellt, das an einer fliegend gelagerten Arbeitsspindel 6 angeordnet ist und mehrere Honleisten 7 umfasst, die zur Bearbeitung der Mantelfläche 3 der Bohrungen 2 vorgesehen sind. Die Arbeitsspindel 6 und somit auch das Honwerkzeug 5 selbst besitzen eine Längsachse MA, wobei aus Fig. 1 ersichtlich ist, dass vor der Bearbeitung mittels des Honwerkzeugs 5 ein Versatz S zwischen der Längsachse der Arbeitsspindel MA und der Längsachse der Bohrung MB auftritt. Von wenigen Ausnahmen abgesehen ist ein derartiger Versatz der Achsen vorhanden, der bis zu 0,3 mm beträgt.Above the workpiece 1, a honing tool 5 is shown, which is arranged on a cantilevered work spindle 6 and comprises a plurality of honing stones 7, which are provided for machining the lateral surface 3 of the bores 2. The work spindle 6 and thus also the honing tool 5 itself have a longitudinal axis M A , it being apparent from FIG. 1 that an offset S occurs between the longitudinal axis of the work spindle M A and the longitudinal axis of the bore M B before machining by means of the honing tool 5 , With a few exceptions, there is such an offset of the axes that is up to 0.3 mm.
Durch den Arbeitsschritt des Schrupphonens kann ein entsprechender Materialabtrag bei gleichzeitiger Eliminierung des Versatzes S erfolgen und somit die Längsachse der Bohrung MB dahingehend verlagert werden, dass diese Achse der tatsächlich im Motorblock 1 benötigten Lage exakt entspricht und somit sich der Längsachse MA annähert. Damit wird gleichzeitig die hohe Winkelgenauigkeit der Längsachse MB der Bohrung 2 der Längsachse der Kurbelwelle Mκ erreicht.Through the step of rough honing, a corresponding material removal can take place with simultaneous elimination of the offset S and thus the longitudinal axis of the bore M B can be shifted such that this axis corresponds exactly to the position actually required in the engine block 1 and thus approximates the longitudinal axis M A. At the same time, the high angular accuracy of the longitudinal axis M B of the bore 2 of the longitudinal axis of the crankshaft M κ is achieved.
Sofern der Versatz S der Längsachse der Arbeitsspindel MA zur Längsachse der Bohrung MB in einer Größe liegt, durch die das freie Einführen des Honwerkzeugs 5 in die Bohrung 2 nicht möglich ist, so wird die Längsachse der Arbeitsspindel MA in einem entsprechenden Winkel ausgelenkt, um auf diese Weise in die Bohrung 2 zu gelangen und deren Mantelfläche 3 zu bearbeiten. Während der Bearbeitung wird nicht nur der Versatz S der Längsachsen MA und MB zueinander eliminiert, sondern auch ein evtl. eingenommener Winkel der Längsachse MA der gegebenenfalls auch durch die Fertigungstoleranzen des Motorblocks 1 bedingt sein kann.If the offset S of the longitudinal axis of the work spindle M A to the longitudinal axis of the bore M B is such that the free insertion of the honing tool 5 into the bore 2 is not possible, the longitudinal axis of the work spindle M A is deflected at a corresponding angle to get into the bore 2 in this way and the outer surface 3 thereof to edit. During machining, not only the offset S of the longitudinal axes M A and M B to one another is eliminated, but also an angle of the longitudinal axis M A, which may have been occupied, which may also be caused by the manufacturing tolerances of the engine block 1.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Motorblock 1 gemäß Fig. 1, wobei jedoch das Honwerkzeug 5 in der Bohrung 2 befindlich ist und der Zustand nahe dem Ende der Bearbeitung dargestellt ist. Für gleiche Teile stimmen die Bezugszeichen mit demjenigen der Fig. 1 überein. Es ist aus Fig. 2 ersichtlich-, dass die Arbeitsspindel 6 in einer Schlitteneinheit 10 geführt ist, wobei die Schlitteneinheit 10 für einen bestimmten Abschnitt des Verfahrens (z.B. Arbeiten im Partialschnitt) mit der Arbeitsspindel 6 in Längsrichtung der Arbeitsspindel 6 bzw. der Längsachse MA arretierbar ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist die Bearbeitung des Schrupphonens bereits soweit fortgeschritten, dass die Längsachse der Arbeitsspindel MA mit der Längsachse der Bohrung MB koaxial liegt, so dass abschließend eine gleichmäßig gehonte Mantelfläche erzeugt wird. In diesem ersten Arbeitsabschnitt ist es von Vorteil, die Arbeitsspindel 6 in Längsrichtung in der Schlitteneinheit 10 zu arretieren und die Hubbewegung durch die Schlitteneinheit 10 auszuführen, da auf diese Weise das freie, aus der Schlitteneinheit 10 herausragende Ende der Arbeitsspindel 6 möglichst kurz gehalten wird und damit eine hohe Biegesteifigkeit der Arbeitsspindel 6 erreicht wird. Dementsprechend verbleibt die Arbeitsspindel 6 im ersten Abschnitt des Verfahrens in ihrer oberen Endlage in der Schlitteneinheit 10, so dass eine Stabilisierung gegen seitige Zerspankräfte gegeben ist. Dadurch wird auch eine größere Führungsgenauigkeit und eine höhere Normalkraftstabilität erreicht.FIG. 2 shows a section through the engine block 1 according to FIG. 1, but the honing tool 5 is located in the bore 2 and the state is shown near the end of the machining. For the same parts, the reference numerals correspond to those in FIG. 1. It can be seen from FIG. 2 that the work spindle 6 is guided in a slide unit 10, the slide unit 10 with the work spindle 6 in the longitudinal direction of the work spindle 6 or the longitudinal axis M for a specific section of the method (eg work in partial section) A can be locked. According to the representation in FIG. 2, the machining of the rough honing has already progressed to such an extent that the longitudinal axis of the work spindle M A is coaxial with the longitudinal axis of the bore M B , so that a uniformly honed lateral surface is finally produced. In this first working section, it is advantageous to lock the work spindle 6 in the longitudinal direction in the slide unit 10 and to carry out the lifting movement by the slide unit 10, since in this way the free end of the work spindle 6 protruding from the slide unit 10 is kept as short as possible and so that a high bending stiffness of the work spindle 6 is achieved. Accordingly, the work spindle 6 remains in its upper end position in the slide unit 10 in the first section of the method, so that there is stabilization against lateral cutting forces. This also results in greater guidance accuracy and higher normal force stability.
Erst im Vollschnitt verbleibt die Schlitteneinheit 10 in einer festen Position und die Arbeitsspindel 6 führt relativ zur in Ruhe befindlichen Schlitteneinheit 10 eine Hubbewegung aus. Hierbei können höhere Hubgeschwindigkeiten gefahren werden und das Schrupphonen im Vollschnitt in kurzen Bearbeitungszeiten ist somit möglich.Only in the full cut does the carriage unit 10 remain in a fixed position and the work spindle 6 guides relatively a lifting movement to the rest of the carriage unit 10. Here, higher lifting speeds can be achieved and rough honing in the full cut in short machining times is possible.
Die Fig. 3 zeigt einen radialen Schnitt durch eine Bohrung 2 und das Honwerkzeug 5 zu Beginn der Bearbeitung. Es ist daraus ersichtlich, dass die Längsachse MB der Bohrung 2 'einen Abstand bzw. einen Versatz S zu der Längsachse MA der Arbeitsspindel bzw. des Honwerkzeugs 5 aufweist. In dem Honwerkzeug 5 befindet sich zentrisch eine Zustellstange 11, die über Zustellkeile 12 auf die Honleisten 7 wirkt. Durch die Zustellstange 11 können die Zustellkeile 12 radial nach außen gedrückt werden, wodurch auch die Honleisten 7 eine radial nach außen gerichtete Bewegung ausführen.3 shows a radial section through a bore 2 and the honing tool 5 at the beginning of the machining. It can be seen from this that the longitudinal axis M B of the bore 2 ′ is at a distance or an offset S from the longitudinal axis M A of the work spindle or the honing tool 5. In the honing tool 5 there is a feed rod 11 which acts on the honing stones 7 via feed wedges 12. The feed wedges 12 can be pressed radially outward by the feed rod 11, as a result of which the honing stones 7 also perform a radially outward movement.
Wie die Fig. 3 zeigt, liegt zu Beginn der Bearbeitung lediglich ein Teil ein Teil des Honwerkzeugs 5 an der Mantelfläche 3 der Bohrung 2 an, so dass bezüglich der Schrupphonoperation zunächst ein Partialschnitt erfolgt, bei dem das Honwerkzeug 5 unvollständig anliegt. Der Abtrag des Materials lediglich einem Teil der Mantelfläche 3 führt dazu, dass sich das Bohrungszentrum und somit die Längsachse der Bohrung MB verlagert, so dass sich die Längsachse der Arbeitsspindel MA und die Längsachse der Bohrung MB gegenseitig annähern. Erst wenn die Bohrung 2 überall flächendeckend bearbeitet wird und damit der Versatz S zwischen den Achsen eliminiert ist, wird die Bohrung 2 überall flächendeckend bearbeitet, so dass die Honleisten 7 über den gesamten Umfang der Bohrung 2 anliegen. Damit ist der Vollschnitt erreicht, mit dem dann die gleichmäßig gehonte Mantelfläche 3 erzeugt wird.As shown in FIG. 3, at the start of machining, only a part of the honing tool 5 lies against the lateral surface 3 of the bore 2, so that a partial cut is initially made with respect to the rough honing operation, in which the honing tool 5 is incomplete. The removal of the material only in part of the lateral surface 3 causes the bore center and thus the longitudinal axis of the bore M B to shift, so that the longitudinal axis of the work spindle M A and the longitudinal axis of the bore M B approach each other. Only when the hole 2 is machined everywhere and thus the offset S between the axes is eliminated, the hole 2 is machined everywhere, so that the honing stones 7 lie over the entire circumference of the hole 2. The full cut is thus achieved, with which the uniformly honed lateral surface 3 is then produced.
Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Bohrungswandung bzw. der Mantelfläche 3 der Zylinderbohrung 2. Dabei ist ein Abschnitt 13 mit Drehprofil im linken Bereich der Bohrung 2 zu sehen, während ein Abschnitt 14 mit Honprofil im rechten Teil der Bohrung 2 vorhanden ist. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass im zunächst folgenden Partialschnitt nur ein bestimmter Abschnitt der Mantelfläche 3 durch Schrupphonen bearbeitet wird und ein Übergang vom Drehprofil zum Honprofil besteht. FIG. 4 shows a perspective view of a section of the bore wall or the outer surface 3 of the cylinder bore 2. A section 13 with a rotating profile in the left-hand region of the bore 2 can be seen while a Section 14 with honing profile is present in the right part of hole 2. It is clear from this illustration that in the initially following partial section only a certain section of the lateral surface 3 is machined by rough honing and there is a transition from the rotary profile to the honing profile.

Claims

Patentansprücheclaims
Verfahren zum Schrupphonen der Mantelfläche (3) einer Bohrung (2) im Partialschnitt durch ein Honwerkzeug (5) mit Honleisten (7) an einer fliegend angelagerten Arbeitsspindel (6), deren Längsachse (MA) bei Versatz (5) zur Längsachse (MB) der Bohrung (2) vor dem Honen exzentrisch in die Bohrung (2) eingeführt wird und während der Honoperation der Materialabtrag in der Bohrung (2) derart ausgeführt wird, dass eine Verschiebung der Längsachse (MB) der Bohrung (2) erfolgt, bis die gegebenenfalls aufgetretene Auslenkung eliminiert ist und die Längsachse (MB) der fertigen Bohrung (2) mit der Längsachse (MA) der Arbeitsspindel (6) koaxial ist, wobei nachfolgend in der koaxialen Lage der Längsachsen (MA, MB) die Mantelfläche durch Schrupphonen im Vollschnitt gleichmäßig gehont wird.Method for rough honing the lateral surface (3) of a bore (2) in partial section through a honing tool (5) with honing stones (7) on a flying spindle (6), the longitudinal axis (M A ) of which is offset (5) from the longitudinal axis (MB ) the bore (2) is eccentrically inserted into the bore (2) before honing and during the honing operation the material removal in the bore (2) is carried out in such a way that the longitudinal axis (MB) of the bore (2) is shifted until any deflection that may have occurred is eliminated and the longitudinal axis (MB) of the finished bore (2) is coaxial with the longitudinal axis (M A ) of the work spindle (6), with the lateral surface subsequently in the coaxial position of the longitudinal axes (M A , M B ) is honed evenly in full cut by rough honing.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Bearbeitung des einer Schlitteneinheit (10) abgewandt liegenden Abschnitts der Bohrung (2) die Hubbewegung des Honwerkzeugs (5) von der Schlitteneinheit (10) ausgeführt wird, so dass die Arbeitsspindel (6) von der Schlitteneinheit (10) ausgeführt wird, so dass die Arbeitsspindel (6) von der Schlitteneinheit (10) alternierend bezüglich ihrer Längsachse (MA) bewegt wird.Method according to claim 1, characterized in that the lifting movement of the honing tool (5) is carried out by the carriage unit (10) at least during the machining of the section of the bore (2) facing away from a carriage unit (10), so that the work spindle (6) is carried out by the slide unit (10) so that the work spindle (6) is moved by the slide unit (10) alternately with respect to its longitudinal axis (M A ).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrupphonens im Partialschnitt eine formschlüssige Schrittzustellung der Honleisten (7) mit definierten Pausenzeiten erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a positive step infeed of the honing stones (7) with defined pause times takes place during the rough honing in partial section.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrupphonens im Vollschnitt eine kraftschlüssige Schrittzustellung erfolgt, wobei die Zustellkraft, die auf die Honleisten (7) wirkt, überwacht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a force-fitting step infeed during the rough honing in full cut takes place, the feed force acting on the honing stones (7) is monitored.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrupphonens im Partialschnitt ein erster Honleistensatz beaufschlagt wird und das Schrupphonen im Vollschnitt mit einem zweiten Honleistensatz durchgeführt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a first honing stone set is acted on during partial honing during rough honing and the full honing is carried out with a second honing stone set in full cut.
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