WO2014146919A1 - Honing method and honing tool - Google Patents

Honing method and honing tool Download PDF

Info

Publication number
WO2014146919A1
WO2014146919A1 PCT/EP2014/054542 EP2014054542W WO2014146919A1 WO 2014146919 A1 WO2014146919 A1 WO 2014146919A1 EP 2014054542 W EP2014054542 W EP 2014054542W WO 2014146919 A1 WO2014146919 A1 WO 2014146919A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
honing
tool
bore
cutting
diameter
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/054542
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fabio Antonio XAVIER
Oliver Bachmann
Florian KRANICHSFELD
Herbert Rauscher
Original Assignee
Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=50238395&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2014146919(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg filed Critical Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg
Priority to EP14708570.8A priority Critical patent/EP2976184B2/en
Priority to US14/777,996 priority patent/US20160303702A1/en
Priority to SI201430539T priority patent/SI2976184T2/en
Priority to BR112015023549-2A priority patent/BR112015023549B1/en
Priority to JP2016503599A priority patent/JP6092461B2/en
Priority to KR1020157030004A priority patent/KR101844124B1/en
Priority to PL14708570T priority patent/PL2976184T5/en
Priority to ES14708570T priority patent/ES2652645T5/en
Priority to CN201480016875.9A priority patent/CN105246649B/en
Publication of WO2014146919A1 publication Critical patent/WO2014146919A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B24B33/08—Honing tools
    • B24B33/088—Honing tools for holes having a shape other than cylindrical

Abstract

In a honing method for machining the internal surface of a bore in a workpiece with the aid of at least one honing operation, during a honing operation an expandable honing tool is moved up and down within the bore in order to produce a reciprocating movement in the axial direction of the bore and at the same time is rotated in order to produce a rotary movement superimposed on the reciprocating movement. In the process, a bottle-shaped bore is produced, said bore having a first bore section with a first diameter after a bore inlet, a second bore section with a second diameter greater than the first diameter away from the bore inlet, and a transition section having a continuous transition from the first diameter to the second between the first and the second bore section. In this case, during at least one honing operation use is made of an annular tool (200) which has at least one annular cutting unit (220) with a plurality of radially adjustable cutting-material bodies that are distributed around the circumference of a tool body and are formed as honing segments that are wide in the circumferential direction and narrow in the axial direction, wherein an axial length, measured in the axial direction, of the honing segments is less than the width measured in the circumferential direction and the axial length of the cutting region equipped with cutting-material bodies is less than the effective outside diameter of the honing tool. The method is particularly suitable for honing cylinder running surfaces in the production of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating piston machines.

Description

Honverfahren und Honwerkzeug H I NTERGRUN D  Honing process and honing tool H I NTERGRUN D
Die Erfindung betrifft ein Honverfahren zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , sowie ein bei der Durchführung des Honverfahrens verwendbares Honwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Honen von Zyl inderlaufflächen bei der Herstellung von Zyl inderblöcken oder Zyl inderlaufbuchsen für Hubkolbenmaschinen . The invention relates to a honing process for machining the inner surface of a bore in a workpiece by means of at least one honing operation according to the preamble of claim 1 and a honing tool usable in carrying out the honing process according to the preamble of claim 6. A preferred field of application is the honing of cylindrical surfaces in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating engines.
Die Zylinderlaufflächen in Zylinderblöcken (Zyl inderkurbelgehäusen) oder Zylinderlaufbuchsen von Brennkraftmaschinen oder anderen Hubkolbenmaschinen sind im Betrieb einer starken tribologischen Beanspruchung ausgesetzt. Daher kommt es bei der Herstellung von Zyl inderblöcken oder Zyl inderlaufbuchsen darauf an , diese Zyl inderlaufftä- chen so zu bearbeiten , dass später bei allen Betriebsbedingungen eine ausreichende Schmierung durch einen Schmiermittelfil m gewährleistet ist und der Reibwiderstand zwischen sich relativ zueinander bewegenden Teilen mögl ichst gering gehalten wird . The cylinder surfaces in cylinder blocks (cylinder crankcase) or cylinder liners of internal combustion engines or other reciprocating engines are exposed in operation a strong tribological stress. Therefore, it is important in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners to machine these cylinder liners so that adequate lubrication is ensured by a lubricant film later under all operating conditions and the frictional resistance between relatively moving parts is minimized is held.
Die qualitätsbestimmende Endbearbeitu ng solcher tribologisch beanspruchbaren In- nenflächen erfolgt in der Regel mit geeig neten Honverfahren , die typischer Weise mehrere aufeinanderfolgende Honoperationen umfassen . Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden . Bei einer Honoperation wird ein aufweitbares Honwerkzeug innerhalb der zu bearbeitenden Bohrung zur Erzeugung einer Hubbewegu ng in Axialrichtung der Bohru ng mit einer Hubfrequenz auf und ab bzw. hin- und her bewegt und gleichzeitig zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung mit einer Umdrehungsfrequenz gedreht. Die am Honwerkzeug angebrachten Schneidstoff körper werden über ein Zustellsystem mit einer radial zur Werkzeugachse wirkenden Zustell kraft an die zu bearbeitende Innenfläche angedrückt. Beim Honen entsteht an der Innenfläche ein für die Honbearbeitung typi- sches Kreuzschliffmuster mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren , die auch als „Honriefen" bezeichnet werden . The quality-determining finishing of such tribologically stressable inner surfaces is generally carried out with suitable honing methods, which typically comprise several successive honing operations. Honing is a machining process with geometrically indeterminate cutting edges. In a honing operation, an expandable honing tool is moved within the bore to be machined to generate a stroke amount in the axial direction of the bore at a stroke frequency up and down, and at the same time rotated at a revolution frequency to generate a rotational motion superimposed on the stroke motion. The mounted on the honing tool cutting material are pressed by a delivery system with a force acting radially to the tool axis feed force to the inner surface to be machined. During honing, a cross-cut pattern typical for honing is produced on the inner surface with intersecting machining marks, which are also referred to as "honing marks".
Mit steigenden Anforderu ngen an die Sparsamkeit und Umweltfreundlich keit von Mobren ist die Optimierung des tribologischen Systems Kol- ben/Kolbenringe/Zylinderlauffläche von besonderer Bedeutung , um geringe Reibung , geringen Verschleiß und geringen Ölverbrauch zu erreichen . Der Reibungsanteil der Kolbengru ppe kan n bis zu 35% betragen , so dass der Reibu ngsreduzierung in diesem Bereich wünschenswert ist. Es werden unterschiedliche Ansätze verfolgt, um die mechanischen Verluste eines Motors zu reduzieren . H ierzu gehören u .a . d ie Nutzung thermisch gespritzter Zyl inderlauf- flächen , die Verwendung beschichteter Kolbenringe, die Entwicklung besonders optimierter Honoberflächen etc.. Eine Technologie, die für die Reduzierung der Reibung und des Verschleißes immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die Vermeidung bzw. Reduzierung von Zylinderverzügen bzw. Deformationen des Motorblocks (Zylinderkurbelgehäuses) bei der Montage und/oder im Betrieb. Nach einer konventionellen Honbearbeitung soll eine Zyl inderbohrung typischerweise eine Bohrungsform haben , die möglichst wenig , z. B. maximal wenige Mikrometer, von einer idealen Kreiszylinderform abweicht. Während der Montage oder des Betriebs des Motors kann es jedoch zu deutlichen Formfehlern kommen , d ie bis zu mehreren Hundertsteln Millimeter betragen und die Performance des Motors verringern kön nen . Die Ursachen von Verzügen bzw. Deformationen sind unterschiedl ich . Es kan n sich um statische oder quasi statische thermische und/oder mechanische Belastungen handel n oder um dynamische Belastungen . Auch die Konstruktion u nd das Design von Zyl inderblöcken haben Einfluss auf die Neigung zu Deformationen . Die Dichtfunktion des Kolbenringpakets wird durch solche schwer kontrollierbaren Deformationen typischerweise verschlechtert, wodurch sich der Blow-by, der Ölverbrauch und auch die Reibung erhöhen können . With increasing demands on the economy and environmental friendliness of vehicles, the optimization of the tribological system piston / piston rings / cylinder surface is of particular importance in order to avoid low friction, to achieve low wear and low oil consumption. The friction component of the piston group can be up to 35%, so that the reduction in friction in this area is desirable. Different approaches are used to reduce the mechanical losses of a motor. To belong here u. A. The use of thermally sprayed cylinder surfaces, the use of coated piston rings, the development of particularly optimized honing surfaces, etc. A technology that is becoming more and more important for reducing friction and wear is the avoidance or reduction of cylinder distortions Deformations of the engine block (cylinder crankcase) during assembly and / or operation. After a conventional Honbearbeitung a Zyl inderbohrung typically have a bore shape, the least possible, z. B. a maximum of a few microns, deviates from an ideal circular cylinder shape. However, during assembly or operation of the engine, significant shape errors can occur, which can be up to several hundredths of a millimeter and reduce the performance of the engine. The causes of distortions or deformations are different. They may be static or quasi-static thermal and / or mechanical loads or dynamic loads. The construction and design of cylinder blocks also influence the tendency to deform. The sealing function of the piston ring package is typically degraded by such hard-to-control deformations, which can increase blow-by, oil consumption, and also friction.
U m Probleme aufgrund von Verzügen bei der Montage oder in bestimmten Betriebszu- ständen zu verringern , wurde beispielsweise in der DE 28 1 0 322 C2 vorgeschlagen , den Motorblock für die Honbearbeitung mit Hilfe einer Spanneinrichtung derart zu deformieren , dass die spätere Deformation durch den Zylinderkopf simul iert wird . In dem verspannten Zustand , der dem später nach der Montage vorl iegenden Zustand entspricht, findet die Honbearbeitung zur Erzeugung einer kreiszylindrischen Bohrungsform statt, d ie sich dan n auch nach der Montage wieder einstellen sollte. In order to reduce problems due to distortion during assembly or in certain operating states, it has been proposed, for example in DE 28 1 0 322 C2, to deform the engine block for honing machining with the aid of a tensioning device such that the subsequent deformation by the cylinder head is simulated. In the clamped state, which corresponds to the later after mounting vorl consequent state, the honing takes place to produce a circular cylindrical bore shape, the dan n should set again after assembly.
Eine andere Technologie, welche durch eine Invertierung der Zylinderverzüge (Erzeu- gung einer Negativform des Fehlers) bei der Bearbeitung die Entstehung einer Idealform nach der Montage oder im Betriebszustand des Motors gewährleisten oder annähern soll , ist das sogenannte Formhonen . Dabei wird am unverspannten Werkstück mittels Honen eine von der Kreiszylinderform definiert abweichende Bohrungsform erzeugt, z.B. eine Kleeblattform . Solche Bohrungsformen sind in der Regel unsymmetrisch , weil auch die Deformationen der Zylinderblocks in der Regel nicht symmetrisch sind . Im Betriebszustand soll sich dabei eine möglichst ideale Kreiszylinderform erge- ben , so dass das Kolbenringpaket über den gesamten Bohrungsu mfang gut abd ichten kann . Verschiedene Varianten des Formhonens werden beispielsweise in der EP 1 790 435 B1 und in dem darin genan nten Stand der Techn k beschrieben . Another technology which is intended to ensure or approximate the formation of an ideal shape after assembly or in the operating state of the engine by an inversion of the cylinder distortions (generation of a negative shape of the defect) is the so-called shaping honing. This is the unstrained workpiece By means of honing, a bore shape deviating from the circular cylindrical shape is produced, for example a cloverleaf shape. Such bore shapes are usually asymmetrical, because the deformations of the cylinder block are usually not symmetrical. In the operating state, an ideal circular cylinder shape should be provided so that the piston ring package can cover well over the entire bore. Various variants of the mold honing are described, for example, in EP 1 790 435 B1 and in the state of the art mentioned therein.
AUFGABE U ND LÖSU NG TASK U ND LÖSU NG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung , ein gattungsgemäßes Honverfahren und ein bei seiner Durchführung verwendbares Honwerkzeug bereitzustellen , die es erlauben , Hubkolbenmaschinen herzustellen , die verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Reibungsverlusten , Ölverbrauch und Blow-by haben . It is an object of the present invention to provide a generic honing method and honing tool which can be used to make reciprocating engines having improved friction loss, oil consumption and blow-by characteristics.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Honverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird ein Honwerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 6 bereitgestellt, welches im Rahmen des Honverfahrens verwendet werden kann . To solve this problem, the invention provides a honing method having the features of claim 1. Furthermore, a honing tool with the features of claim 6 is provided, which can be used in the context of the honing process.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Der Wortlaut sämtl icher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Bei dem Honverfahren wird eine flaschenförm ige Bohrung , d . h . eine Bohrung m it einer Flaschenform , erzeugt. Eine„flaschenförmige Bohrung" hat direkt anschließend an einen Bohrungseintritt einen ersten Bohrungsabschnitt mit einem ersten Durchmesser, entfernt von dem Bohrungseintritt einen zweiten Bohrungsabschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Bohrungsabschnitt einen Übergangsabsch nitt mit einem kontinuierlichen Übergang vom ersten Durchmesser zum zweiten Durchmesser. Der erste Bohrungsabschnitt und der zweite Bohrungsabschnitt haben in der Regel kreiszyl indrische Gru ndform und liegen koaxial zueinander. Der Übergangsabschnitt kann teilweise konisch ausgebildet sein u nd an seinen den äußeren Bohru ngsabschnitten zugewandten Enden jeweils m it geeig neten Radien in die benachbarten Bohru ngsabschnitte übergärten . Bei geeig neter Auslegung der flaschenförmigen Makroform kön nen wesentl iche Vorteile bezüglich Reibungsreduzierung , reduziertem Blow-by sowie reduziertem Ölverbrauch erzielt werden . Weiterh in können sich Verbesserungen bei der Verschleißbeständigkeit des Kolbenringpakets und positive Einflüsse auf die Geräuschentwicklung während des Betriebs ergeben . Im relativ engeren ersten Bohrungsabschn it nahe dem Bohrungseintritt, also im „Flaschenhals", findet in einer Brennkraftmaschine ein wesentlicher Teil der Verbrennung statt. Ein eventuelles hohes Ölangebot in diesem Abschnitt könnte zu Emissions- und Ölverbrauchproblemen führen . In diesem engeren ersten Bohrungsabschn itt kann das Ringpaket der Kolbenringe seine konventionellen Funktionen (insbesondere die Abdichtung gegen Verbrennungsgase sowie das Abstreifen des Ölfil ms in der Rückwärtsbewegung) aufgrund relativ hoher Ringspannung gut erfüllen . Durch die Druckwellen der Verbrennung beschleunigt sich der Kolben im ersten Bohru ngsabschn itt u nd erreicht den Übergangsabsch nitt m it sich allmählich vergrößerndem Durchmesser. Im Übergangsabschnitt wird die Kolbenringspan nung durch die Vergrößeru ng des Durch messers reduziert. Da hier jedoch bereits eine erhebliche Kolbengeschwindigkeit vorliegt und der I nnendruck im Zyl inderraum nachlässt, werden Blow-by, Ölverbrauchswert und Motorgeräuschemission nicht nachteilig beeinflusst. Durch geeignete Radien zwischen dem Übergangsabsch nitt und den daran angrenzenden ersten und zweiten Bohrungsabschnitten kann ein sanfter Einlauf und Auslauf der Kolbenringe am Übergangsabschn itt erreicht werden , so dass Ringverschleiß oder Motorfresser vermieden werden kön nen . In der Abwärtsbewegung erreicht das Ringpaket nach Durchlaufen des Übergangsabschn itts beim Eintritt in den zweiten Bohrungsabschn itt seine niedrigste Spannung , so dass dort, wo der Kolben seine maximale Geschwindigkeit erreicht, der Reibungsverlust automatisch reduziert wird . Advantageous developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated herein by reference. In the honing process, a bottle-shaped bore, i. H . a hole m with a bottle shape generated. A "bottle-shaped bore" immediately following a bore entry has a first bore portion of a first diameter remote from the bore entry, a second bore portion of a second diameter greater than the first diameter, and a transitional clearance between the first and second bore portions The first bore portion and the second bore portion are generally circular cylindrical in shape and coaxial with one another The transition portion may be partially tapered and m each at its ends facing the outer bore portions It should be used to overgrow the radii in the adjacent drill holes. Appropriate design of the bottle-shaped macroform Kings Kings nen advantages in terms of friction reduction, reduced blow-by and reduced oil consumption can be achieved. Furthermore, improvements in the wear resistance of the piston ring package and positive influences on the noise during operation may result. In the relatively narrower first bore section near the bore entry, ie in the "bottleneck", an essential part of the combustion takes place in an internal combustion engine Ring package of the piston rings well fulfill its conventional functions (in particular the sealing against combustion gases and the stripping of the Ölfil ms in the backward movement) due to relatively high hoop stress.With the pressure waves of combustion, the piston accelerates in the first Bohru ngsabschnitt and reaches the Übergangsabsch nitt m In the transition section, the piston ring clamping is reduced by the enlargement of the diameter, but since there is already a considerable piston speed and the internal pressure in the cylinder space decreases, the blow-by, the oilv consumptive and engine noise emissions are not adversely affected. By suitable radii between the Übergangsabsch nitt and the adjoining first and second bore sections, a smooth inlet and outlet of the piston rings can be achieved at the Übergangsabschn ity, so that ring wear or engine eaters can be avoided Kings NEN. In the downward movement, the ring packet reaches its lowest voltage after passing through the transition section as it enters the second bore section, so that where the piston reaches its maximum speed, the friction loss is automatically reduced.
Im Rahmen des Honverfahrens, welches zu einer flaschenförmigen Bohru ng mit einsatzoptimaler Oberflächenstruktur führt, wird bei mindestens einer Honoperation ein für diesen Zweck besonders taugliches Honwerkzeug verwendet, welches hier aufgrund seiner Konstruktion auch als „Ringwerkzeug" bezeichnet wird . Ein „Ringwerkzeug" im Sinne dieser Anmeldu ng hat mindestens eine ringförmige Schneidgru ppe m it drei oder mehr um den Umfang des Werkzeug körpers des Honwerkzeugs verteilten , radial zustellbaren Schneidstoffkörpern , die als in Umfangsrichtung des Honwerkzeugs relativ breite u nd in Axialrichtung des Honwerkzeuges relativ schmale Honsegmente gestaltet sind . Die in Axialrichtung des Honwerkzeugs gemessene axiale Länge der Honseg- mente ist dabei kleiner als die in Umfangsrichtung gemessene Breite und die axiale Länge des mit Schneidstoff körpern ausgestatteten Schneidbereichs ist kleiner als der wirksame Außendurchmesser des Honwerkzeugs. Wenn mindestens drei Honsegmente vorgesehen sind , so können die Bearbeitungskräfte über den gesamten durch radiale Zustellung verfügbaren wirksamen Außen- durch messerbereich des Honwerkzeugs gut und relativ gleichmäßig über den U mfang verteilt werden . Es kön nen z. B. in einer Schneidgruppe genau drei, genau vier, genau fünf oder genau sechs Honsegmente gleicher oder unterschiedlicher U mfangsbreite vorgesehen sein . Mehr als sechs Honsegmente innerhalb einer Schneidgruppe sind zwar möglich , machen die Konstruktion aber kompl izierter und sind in der Regel nicht erforderlich . In manchen Fällen kann es ggf. ausreichen , wen n das Honwerkzeug nur zwei Honsegmente hat. As part of the honing process, which leads to a bottle-shaped Bohru ng with optimal surface texture used in at least one honing a particularly suitable for this purpose honing tool, which is referred to here as "ring tool" due to its construction Anmdu ng has at least one annular Schneidgru ppe m it with three or more distributed around the circumference of the tool body of the honing tool, radially deliverable cutting bodies, which are designed as in the circumferential direction of the honing tool relatively wide and in the axial direction of the honing tool relatively narrow Honsegmente. The measured in the axial direction of the honing tool axial length of Honseg- elements is smaller than the measured width in the circumferential direction and the axial length of the body with cutting material equipped cutting area is smaller than the effective outer diameter of the honing tool. If at least three honing segments are provided, the machining forces can be distributed well and relatively evenly over the circumference over the entire effective outer diameter range of the honing tool available through radial infeed. It can Kings z. B. in a cutting group exactly three, exactly four, exactly five or exactly six Honsegmente same or different U mfangsbreite be provided. More than six honing segments within a cutting group are possible, but make the construction more complicated and are usually not required. In some cases it may be sufficient if the honing tool has only two honing segments.
Durch die radiale Zustellbarkeit (Verschiebung der Honsegmente in Radialrichtu ng bei der Zustellung) kann erreicht werden , dass die Eingriffsbedingungen zwischen Schneidstoffkörper und Bohrungsin nenfläche unabhängig vom eingestellten Durch- messer praktisch konstant bleiben . Durch Vermeidung von Schneidstoffkörper- Verkippung während der radialen Zustellung kann ungleich mäßiger Verschleiß vermieden werden . Due to the radial deliverability (displacement of the honing segments in the radial direction during the infeed), it is possible to ensure that the conditions of engagement between the cutting-material body and the bore inner surface remain practically constant, independently of the set diameter. By avoiding Schneidstoffkörper- tilting during the radial delivery uneven wear can be avoided.
Diese Maßnah men kön nen sich einzeln und in Kombination positiv auf die erzielbare Oberflächenqual ität auswirken , insbesondere bezügl ich der Gleich mäßigkeit der Oberflächenqual ität über unterschiedl iche Bohrungsabschnitte. These measures, individually and in combination, can have a positive effect on the achievable surface quality, in particular with regard to the uniformity of the surface quality over different bore sections.
Die axiale Länge der Honsegmente kann z.B. bei weniger als 30% des wirksamen Außendurchmessers des Honwerkzeugs liegen , insbesondere zwischen 1 0% und 20% dieses Außendurchmessers. Bei Ringwerkzeugen für die Bearbeitung typischer Zylinderbohrungen in Motorblöcken für PKW oder LKW kann die axiale Länge z.B. im Bereich von 5 mm bis 20 mm liegen . Bezogen auf die Bohrungslänge einer zu bearbeitenden Bohrung l iegt die axiale Länge typischerweise bei wen iger als 1 0% dieser Bch- rungslänge. Werden die oberen Grenzen deutlich überschritten , so leidet in der Regel die Möglichkeit zur axialen Konturverfolgung bzw. Konturerzeugung . Außerdem sind geringe axiale Längen vorteilhaft, u m einen ausreichenden Flächendruck für die Bearbeitung zu erzeugen . Andererseits ist eine Mindestlänge in Axialrichtu ng vorteilhaft, u m zur Bearbeitung der Bohrungsenden einen Honüberlauf zu ermöglichen und um eine Kippneigung des Honwerkzeugs zu begrenzen . The axial length of the segments may be e.g. be less than 30% of the effective outer diameter of the honing tool, in particular between 1 0% and 20% of this outer diameter. For ring tools for machining typical cylinder bores in engine blocks for cars or trucks, the axial length may e.g. in the range of 5 mm to 20 mm. Relative to the bore length of a bore to be machined, the axial length is typically less than 10% of this burn length. If the upper limits are clearly exceeded, the possibility of axial contour tracing or contour generation usually suffers. In addition, small axial lengths are advantageous to produce sufficient surface pressure for machining. On the other hand, a minimum length in axial direction is advantageous for enabling a honing overflow for machining the bore ends and for limiting a tilting tendency of the honing tool.
Ein derartiges Ringwerkzeug stellt eine Abkehr von konventionellen Konzepten der Honwerkzeugauslegung dar, welche davon ausgehen , dass zur Erzielung geringer Formfehler einer gehonten Bohrung Honwerkzeuge mit in Axialrichtung relativ langen , in Umfangsrichtung dagegen relativ schmalen Honleisten verwendet werden sollten . Ein Ringwerkzeug ist besonders gut an d ie Bearbeitung von flaschenförmigen Bohrungsformen bzw. allgemein von Bohrungsformen mit in Axialrichtung signifikant varie- rendem Bohrungsdurchmesser angepasst. In einer ringförmigen Schneidgru ppe ist der Schneidstoff (gebundene Schneidkörner geeigneter Körnung , Dichte und Härte) in einem axial relativ schmalen Ring konzentriert, wobei typischerweise mehr als d ie Hälfte des U mfangs einer ringförmigen Schneidgruppe m it Schneidmittel besetzt ist und dementsprechend wirksam zum Materialabtrag beiträgt. Such a ring tool represents a departure from conventional concepts of honing tool design, which assume that to achieve less Form errors a honed bore honing tools should be used in the axial direction relatively long, in the circumferential direction, however, relatively narrow honing stones. An annular tool is particularly well adapted to the machining of bottle-shaped bore shapes or in general of bore shapes with a bore diameter that varies significantly in the axial direction. In an annular section, the cutting material (bonded cutting grains of suitable granularity, density and hardness) is concentrated in an axially relatively narrow ring, typically occupying more than half of the circumference of an annular cutting group with cutting means, and thus effectively contributing to material removal ,
Der Schneidbereich , in dem eine oder mehrere ringförmige Schneidgruppen liegen , ist im Vergleich zum wirksamen Außendurch messer des Honwerkzeugs in Axialrichtung kurz bzw. schmal , wodurch die Erzeugung und/oder Verfolgung einer in Axialrichtung verlaufenden Kontur möglich wird . The cutting area in which one or more annular cutting groups are compared to the effective outer diameter of the honing tool in the axial direction is short or narrow, whereby the generation and / or tracking of an axially extending contour is possible.
Eine ringförmige Sch neidgru ppe zeichnet sich im Vergleich zu konventionellen Honles- ten dadurch aus, dass in dem von der ringförmigen Schneidgruppe abgedeckten axialen Abschnitt wesentl ich mehr Kontaktfläche zwischen Schneidstoff körpern und Bohrungsinnenfläche existiert als in einem vergleichbar schmalen axialen Abschnitt eines konventionellen Honwerkzeugs. Bei manchen Ausführu ngsformen sind an einer ringförmigen Schneidgruppe mehr als 60% des U mfangs mit Schneid mittel belegt, eventuell sogar mehr als 70% oder mehr als 80% des U mfangs des Honwerkzeugs. In comparison with conventional honing rates, an annular sheath is characterized by the fact that in the axial section covered by the annular cutting group, substantially more contact surface exists between the cutting body and the bore inner surface than in a comparatively narrow axial section of a conventional honing tool. In some embodiments, more than 60% of the circumference of an annular cutting group is occupied by cutting means, possibly even more than 70% or more than 80% of the circumference of the honing tool.
Vorzugsweise ist eine Schneidgruppe derart in der Nähe eines spindelabgewandten Endes des Werkzeug körpers angeordnet, dass sich die Schneidgruppe ausschließl ich in der spindelabgewandten Hälfte des Werkzeug körpers befindet. Wenn mehrere ringförmige Schneidgruppen vorgesehen sind , kann diese Bedingung für alle Schneidgru ppen gelten . Eine Anordnu ng nahe am spindelfernen Ende ermögl icht u .a. Bearbe- tungen mit sehr geringem Honüberlauf. Preferably, a cutting group is arranged body in the vicinity of a spindle end facing away from the tool, that the cutting group ausschliessl I is located in the spindle facing away from the body of the tool. If several annular cutting groups are provided, this condition can apply to all cutting groups. An arrangement close to the distal end of the spindle allows, inter alia. Bearings with very low honing overflow.
Bei der Honbearbeitung kann die Hubposition des Honwerkzeugs innerhalb der Bohrung als Leitgröße genutzt werden , um m it hoher örtlicher Auflösung den Anpressdruck bzw. die Zustellkraft als Fu nktion der Hubposition der ringförmigen Schneidgruppe verzugeben . Dadurch ist es mögl ich , mit Hilfe einer zustellbaren ringförmigen Schneid- gruppe eine Bohrung mit axial veränderl icher Kontur zu erzeugen oder auch einer bereits vorher erzeugten axial variierenden Kontur ohne unerwünschte Andruckkraftspitzen zu folgen . Bei Verwendung eines Ringwerkzeugs kann in allen axialen Bereichen der Bohrung mit im Wesentlichen gleicher Überdeckung gearbeitet werden , so dass bei Bedarf sehr gleichmäßige Rau higkeitsbilder bzw. Oberflächenstrukturen erzeugt werden kön nen . Bei Verwendung eines Ringwerkzeugs kann gegebenenfalls auch m it sehr geringem Honüberlauf an den axialen Enden einer Bohru ng gearbeitet werden , ohne dass Probleme mit ungleichmäßigem Schneid körperverschleiß auftreten . When honing machining, the stroke position of the honing tool can be used within the bore as a guide to give m high local resolution the contact pressure or the delivery force as a function of the stroke position of the annular cutting group. This makes it possible, with the aid of a deliverable annular cutting group, to produce a bore with an axially variable contour or to follow an axially previously generated contour without undesired pressure force peaks. When using a ring tool can be used in all axial areas The bore can be worked with substantially the same coverage, so that if necessary very uniform roughness images or surface structures Kgs be generated NEN. When using a ring tool, it is also possible, if necessary, to work with very small honing overflow at the axial ends of a bore, without problems of uneven cutting occurring as a result of body wear.
Vorzugsweise wird mit einem elektromechanischen Schneidgruppen-Zustellsystem gearbeitet. Im Gegensatz zu einer hydraulischen Aufweitung ist dadurch eine präzise Vorgabe des Zustellwegs (Wegsteueru ng) möglich , wodurch eine axiale Kontur gezielt erzeugt und/oder eine vorgegebene axiale Kontur präzise verfolgt werden kann . Preferably, working with an electromechanical cutting group delivery system. In contrast to a hydraulic widening thereby a precise specification of the feed path (Wegsteueru ng) is possible, whereby an axial contour generated selectively and / or a predetermined axial contour can be precisely tracked.
An dem Honwerkzeug kön nen ein oder mehrere Sensoren eines Durchmessermesssystems angeordnet sein , so dass eine in-prozess-Durchmessermessu ng mögl ich ist. Beispielsweise kön nen zwischen benachbarten Honsegmenten am Werkzeug körper jeweils Messdüsen eines pneumatischen Durchmessermesssystems angebracht sein . Hierdurch kann die Präzision der erzielbaren Bohrungskonturen verbessert werden . One or more sensors of a diameter measuring system can be arranged on the honing tool so that an in-process diameter measurement is possible. For example, between adjacent honing segments on the tool body, measuring nozzles of a pneumatic diameter measuring system may each be attached. As a result, the precision of the achievable bore contours can be improved.
Durch Verwendung eines Ringwerkzeugs sind ein gleichmäßiger Verschleiß der Schneidstoffkörper und sehr gute Formwerte sowie gleichmäßige Oberflächenrauhei- ten der Bohrung über die gesamte Standzeit der ringförmigen Schneidgruppe gewährleistet. The use of an annular tool ensures uniform wear of the cutting material body and very good form values as well as uniform surface roughness of the bore over the entire service life of the annular cutting group.
Es sind unterschiedliche Ausgestaltu ngen von Ringwerkzeugen möglich , zwischen denen ein Nutzer in Abhängigkeit von der zu bewältigenden Bearbeitungsaufgabe aus- wählen kann . Different designs of ring tools are possible, between which a user can select depending on the processing task to be handled.
Bei manchen Ausführu ngsformen hat das Ringwerkzeug eine einzige ringförmige Schneidgruppe, deren Honsegmente über ein einziges gemeinsames Zustellsystem radial zugestellt bzw. zurückgezogen werden kön nen . Typischerweise hat die ringför- mige Schneidgruppe drei oder mehr gleichmäßig oder ungleichmäßige über den Umfang des Honwerkzeugs verteilte Honseg mente, in der Regel nicht mehr als sechs. Vorzugsweise ist die einzige ringförm ige Sch neidgruppe in der Nähe des spindelabge- wandten freien Endes des Werkzeug körpers angeordnet, z.B. bündig mit der spindel- abgewandten Stirnseite. Derartige Konstruktionen sind besonders gut für die Bearbei- tung von Zylinderbohrungen mit reduziertem Honüberlauf geeignet. Derartige Einschränkungen bei der Bearbeitung ergeben sich beispielsweise bei Sacklochbohrungen oder bei Zylinderbohru ngen in Motorblöcken für Monoblock- oder V-Motoren . Es ist auch möglich , dass eine ringförm ige Sch neidgru ppe zwei u nabhängig voneinander zustellbare Gruppen von Honsegmenten aufweist, wobei die Honsegmente der Gruppen in Umfangsrichtung abwechselnd angeord net sind . Hierdurch ist es möglich , die Vorteile einer einzigen ringförmigen Schneidgruppe (beispielsweise h insichtlich der Bearbeitung von Bohrungen mit kurzem Honüberlauf) mit den Vorteilen einer Doppelzustellung zweier voneinander unabhängiger Gruppen von Honsegmenten zu kombinieren . Mit einem derartigen Werkzeug können zwei aufeinanderfolgende Honoperationen mit unterschiedlichen Schneidstoffen ohne zwischengeschalteten Werkzeug- Wechsel durchgeführt werden . Die Honsegmente einer Gruppe von Honsegmenten haben normalerweise den gleichen Schneidbelag , während d ie Gruppen untereinander unterschiedliche Schneidbeläge haben , beispielsweise Diamantbeläge untersch iedlicher Körnung . Es ist auch möglich , dass ein Ringwerkzeug eine erste ringförm ige Sch nedgruppe und mindestens eine zweite ringförmige Sch neidgruppe aufweist, die axial versetzt zur ersten ringförmigen Schneidgruppe angeordnet ist und unabhängig von der ersten ringförmigen Schneidgruppe zugestellt werden kann . Auch hierdurch sind zwei aufeinanderfolgende Honoperationen mit untersch iedl ichen Schneidstoffen oh ne zwischenge- schalteten Werkzeugwechsel möglich . Da die unterschiedlichen Schneidstoffe auf die mindestens zwei axial gegeneinander versetzt liegenden ringförmigen Schneidgru ppen verteilt sind , die jeweils einen großen Teil des Umfangs des Honwerkzeugs abdecken kön nen , sind hier in beiden Honoperationen besonders hohe Abtragsleistungen bzw. relativ kurze Honzeiten möglich . Derartige Ringwerkzeuge kön nen für alle Bohrungen eingesetzt werden , die genügend Honüberlauf erlauben . Mit zwei oder mehr ringförmigen Schneidgruppen ist auch eine Überbrückung von Pulsationsfenstern oder Querbohru ngen bzw. Bohrungsunterbrechungen jeglicher Art besonders einfach möglich . Ein solches Ringwerkzeug hat vorzugsweise genau zwei ringförmige Schneidgruppen , wodurch trotz einfachem Aufbau ein flexibler Einsatz möglich ist. In some embodiments, the ring tool has a single annular cutting group, whose honing segments are radially delivered or retracted via a single common delivery system. Typically, the annular cutting group has three or more uniform or irregular hovering members distributed over the circumference of the honing tool, usually not more than six. Preferably, the single annular Sch enidgruppe is arranged in the vicinity of the spindle-facing free end of the tool body, for example, flush with the spindle-facing end face. Such constructions are particularly well suited for the machining of cylinder bores with reduced honing overflow. Such restrictions on processing arise, for example, blind holes or Zylinderbohru lengths in engine blocks for monobloc or V-engines. It is also possible that an annular Schididgru ppe has two u nabhängell deliverable groups of Honsegmenten, wherein the Honsegmente of the groups are alternately angeord net in the circumferential direction. In this way it is possible to combine the advantages of a single annular cutting group (for example, especially in the machining of bores with a short honing overflow) with the advantages of double delivery of two independent groups of honing segments. With such a tool, two consecutive honing operations with different cutting materials without intermediate tool change can be performed. The honing segments of a group of honing segments usually have the same cutting deposit, while the groups have different cutting plaques, for example diamond plaques of different grain sizes. It is also possible that a ring tool has a first annular Sch nedgruppe and at least one second annular Sch enidgruppe axially offset from the first annular cutting group and can be delivered independently of the first annular cutting group. This also makes two consecutive honing operations with different cutting materials without intermediate tool change possible. Since the different cutting materials on the at least two axially offset from each other annular Schneidgru ppen are distributed, each of which cover a large part of the circumference of the honing tool NEN, particularly high Abtragsleistungen or relatively short Hon times are possible here in both honing operations. Such ring tools Kings nen be used for all holes that allow enough Honüberlauf. With two or more annular cutting groups bridging Pulsationsfenstern or Querbohru lengths or hole interruptions of any kind is particularly easy. Such a ring tool preferably has exactly two annular cutting groups, whereby a flexible use is possible despite a simple structure.
Bei bevorzugten Ausführu ngsformen ist am Werkzeug körper ein integriertes, mehrachsig bewegl iches Gelenk, z.B. ein Kugelgelenk oder ein kardanisches Gelenk, vorgesehen . So kön nen Positionsfehler der Maschine und/oder ein Kernversatz der Bohrung ausgeglichen werden , ohne die Bohrungsposition zu verändern . Ausführungsbeispiele ohne Gelenk sind auch möglich . Derartige Ringwerkzeuge kön nen starr an eine Honspindel oder eine starr mit der Honspindel gekoppelte Antriebsstange angekoppelt werden . Die Flaschenform der Bohrung kann durch jedes geeignete spanabhebende Bearbeitungsverfahren erzeugt werden , beispielsweise durch Feindrehen (Feinspindeln), also mit Hilfe eines Bearbeitu ngsverfahrens mit geometrisch bestimmter Schneide, oder durch Honen . Daran kön nen sich eine oder mehrere Honoperationen anschließen , u m zur endgültig gewünschten Bohrungsgeometrie mit geeigneter Oberflächenstruktur zu gelangen . In preferred embodiments, an integrated, multi-axis movable joint, for example a ball joint or a cardan joint, is provided on the tool body. So nen position errors of the machine and / or a core offset of the bore can be compensated without changing the bore position. Embodiments without joint are also possible. Such ring tools Kings nen rigidly coupled to a honing spindle or rigidly coupled to the honing spindle drive rod. The bottle shape of the bore can be produced by any suitable machining process, for example by fine turning (fine spindles), ie by means of a Bearbeitungsu ngsverfahrens with geometrically defined cutting edge, or by honing. This can be followed by one or more honing operations to arrive at the final desired hole geometry with a suitable surface structure.
Vorzugsweise wird zu nächst durch Feindrehen oder Honen eine Bohrung mit kreiszy- lindrischer Bohrungsform erzeugt und danach wird in einer Flaschenhonoperation durch Honen mit axial variierendem Honabtrag eine flaschenförmige Bohrungsform erzeugt. Im Vergleich zum Feindrehen können durch Honen Oberflächen mit besonders gleichmäßiger Oberflächenqual ität oh ne umlaufende Spuren erzeugt werden . Zur Gleichmäßigkeit der Oberflächenqual ität trägt auch der Selbstschärfungseffekt der Schneidstoffkörper bei. Beim Honen ist eine kontinuierliche Prozessüberwachung möglich. Preferably, a bore with circular-cylindrical bore shape is first produced by fine turning or honing, and then a bottle-shaped bore shape is produced in a bottle honing operation by honing with axially varying honing removal. In comparison to fine turning, honing makes it possible to produce surfaces with particularly uniform surface quality without circulating tracks. The self-sharpening effect of the cutting material body also contributes to the uniformity of the surface quality. When honing a continuous process monitoring is possible.
Bei einer Verfahrensvariante wird bei der Flaschenhonoperation ein aufweitbares Honwerkzeug mit mindestens einer ringförmigen Sch neidgruppe verwendet, also ein Ringwerkzeug . Dabei werden Honsegmente der Schneidgruppe in einem Abwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhängigkeit von Hubposition , weg- und/oder kraftgesteuert radial nach außen zugestellt und bei einem Aufwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhängigkeit von der Hubposition radial zurückgezogen . Durch diese Bearbeitungsvariante ergibt sich im besonders schwierig zu bearbeitenden Über- gangsabschn itt von Anfang an ein relativ glatter Konturverlauf. In a variant of the method, an expandable honing tool with at least one ring-shaped shelling group is used in the bottle honing operation, ie an annular tool. Honsegmente the cutting group in a downstroke according to the bottle shape depending on stroke position, away and / or force controlled delivered radially outward and retracted radially in an upstroke according to the bottle shape in response to the stroke position. As a result of this processing variant, the transition section, which is particularly difficult to process, results from the outset in a relatively smooth contour progression.
Alternativ ist es auch mögl ich , dass bei der Flaschenhonoperation ein aufweitbares Honwerkzeug mit Honleisten verwendet wird , deren Länge mehr als 50% der Länge der Bohrung beträgt. Die Länge der Honleisten kann beispielsweise zwischen 50% und 80% der Länge der Bohrung betragen . Bei der Flaschenhonoperation wird dann in einer ersten Phase das Honwerkzeug in einer ersten Hublage zwischen einem oberen und einem unteren Umsteuerpunkt auf und ab bzw. hin- und her bewegt, um die Bohrung zunächst auf ihrer gesamten Länge in eine kreiszylindrische Form zu bringen . Danach wird in einer zweiten Phase der obere Umsteuerpunkt inkrementell , d .h . über mehrere Hübe hinweg , in Richtung des unteren Umsteuerpunkts verändert, so dass sich die Hublänge all mählich reduziert. Dadurch ergibt sich eine Verlagerung der Hublage in Richtung einer zweiten Hublage, die im Bereich des zweiten Bohrungsab- Schnitts liegt. Danach wird in einer dritten Phase das Honwerkzeug in der zweiten Hib- lage hin- und her bewegt. Bei dieser Verfahrensvariante entsteht die Gru ndform des Übergangsabschn itts im Wesentl ichen während der zweiten Phase der allmählichen Hublagenverlagerung und Hubhöhenreduzierung , wobei gleichzeitig und auch in der dritten Phase noch die Durchmesservergrößerung im zweiten Bohrungsabschn itt erzeugt wird . Alternatively, it is also possible for the bottle honing operation to use an expandable honing tool with honing stones whose length is more than 50% of the length of the bore. The length of the honing stones can for example be between 50% and 80% of the length of the bore. In the bottle honing operation, the honing tool is then moved in a first stroke position between an upper and a lower Umsteuerpunkt up and down or back and forth in order to bring the first hole along its entire length in a circular cylindrical shape. Thereafter, in a second phase, the upper reversal point is incrementally, i.e.. over several strokes, changed in the direction of the lower Umsteuerpunkts, so that the stroke length is gradually reduced. This results in a displacement of the stroke position in the direction of a second stroke position, which in the region of the second bore deviation. Schnitt is located. Thereafter, in a third phase, the honing tool in the second Hib- position is moved back and forth. In this variant of the method, the basic form of the transitional section essentially arises during the second phase of the gradual stroke position displacement and stroke height reduction, wherein at the same time and also in the third phase the diameter increase in the second bore section is produced.
Wenn die Flaschenhonoperation mittels eines Honwerkzeugs mit relativ langen Honleisten durchgeführt wird , kann im Übergangsabsch nitt eine relativ raue Oberflächen- struktur mit einem Profil ähnlich einem Sägeprofil entstehen . Um die erwünschte gleichmäßige Oberflächenstruktur auch im Übergangsabschnitt zu erhalten , wird daher vorzugsweise nach der Flaschenhonoperation eine Glatthonoperation zur Glättu ng des Bohrungsprofils im Übergangsbereich durchgeführt, wobei bei der Glättungshonopera- tion ein Ringwerkzeug verwendet wird , also ein aufweitbares Honwerkzeug mit mindes- tens einer ringförmigen Schneidgruppe. Mit Hilfe des Ringwerkzeugs kön nen Rillen oder Grate im Übergangsabschnitt beseitigt und die Radien des Übergangsabschn itts verrundet werden . If the bottle honing operation is carried out by means of a honing tool with relatively long honing stones, a relatively rough surface structure with a profile similar to a saw profile can arise in the transitional recess. In order to obtain the desired uniform surface structure even in the transition section, therefore, a smooth honing operation is preferably carried out after the bottle honing operation for smoothing the bore profile in the transitional region, wherein an annular tool is used in the smoothing honing operation, ie an expandable honing tool with at least one annular cutting group , With the aid of the ring tool, grooves or burrs in the transition section can be eliminated and the radii of the transition section rounded off.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wen n bei der Glättungshonoperation d ie Schneidstoffkörper der ringförmigen Schneidgruppe mit konstanter Zustellkraft an die Innenfläche der Bohrung gedrückt werden . Dies wird bei manchen Verfahrensvarianten dadurch erreicht, dass eine Honmaschine mit einem hydraul ischen Zustellsystem für das Ringwerkzeug verwendet wird . Die Verfolgung der Kontur der flaschenförmigen Bohrung durch die Honsegmente des Ringwerkzeugs kann sich dabei schon aus der bauartbedingten Nachgiebigkeit der hydraulischen Aufweitung ergeben . It has been found to be advantageous in the case of the smoothing honing operation that the cutting material bodies of the annular cutting group are pressed against the inner surface of the bore with a constant feed force. This is achieved in some process variants in that a honing machine is used with a hydraulic delivery system for the ring tool. The tracking of the contour of the bottle-shaped bore through the honing segments of the ring tool can already result from the design-related flexibility of the hydraulic expansion.
Die Erfindung betrifft auch ein Honwerkzeug , welches besonders zur Durchführu ng des Honverfahrens geeignet ist, aber auch bei anderen , nicht erfindungsgemäßen Honverfahren verwendet werden kann . The invention also relates to a honing tool which is particularly suitable for carrying out the honing process, but can also be used in other honing methods not according to the invention.
Die Erfindung betrifft auch ein Werkstück m it mindestens einer Bohrung , die eine gehonte Innenfläche aufweist, wobei die Bohru ng eine flaschenförmige Bohrung ist, d ie anschließend an einen Bohrungseintritt einen ersten Bohru ngsabsch nitt mit einem ersten Durchmesser, entfernt von dem Bohrungseintritt einen zweiten Bohrungsabschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Bohrungsabschnitt einen Übergangsabschnitt m it einem kontinuierlichen Übergang vom ersten zum zweiten Durchmesser aufweist, wo- bei das Werkstück unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Honwerkzeugs bearbeitet wurde. The invention also relates to a workpiece having at least one bore having a honed inner surface, wherein the Bohru ng is a bottle-shaped bore, ie the following at a hole entrance a first Bohru ngsabsch nitt with a first diameter, away from the bore entry a second bore portion having a second diameter greater than the first diameter, and having a transition portion between the first and second bore portions with a continuous transition from the first diameter to the second diameter; when the workpiece has been machined using a honing tool according to the invention.
Insbesondere kann es sich bei dem Werkstück um einen Zyl inderblock oder eine Zylh- derlaufbuchse für eine Hubkolbenmaschine handel n . Bei der Hubkolbenmasch ine kann es sich z. B. u m eine Brennkraftmaschine (Verbrennu ngsmotor) oder um einen Kompressor handeln . In particular, the workpiece may be a cylinder block or a cylinder liner for a reciprocating engine. In Hubkolbenmasch ine it may be z. B. u m an internal combustion engine (Verbrennu ngsmotor) or act on a compressor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICH NU NGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Fig . 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine flaschenförmige Zylinderbohrung in einem Motorblock; Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a bottle-shaped cylinder bore in an engine block;
Fig . 2 zeigt in 2A einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Ring- Werkzeugs mit einfacher Aufweitung einer einzigen ringförmigen Schneidgruppe sowie in 2B einen Querschnitt durch die Schneidgru ppe; Fig. FIG. 2 shows in FIG. 2A a longitudinal section through an embodiment of a ring tool with simple widening of a single annular cutting group and in FIG. 2B a cross section through the cutting group;
Fig . 3 zeigt in 3A einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Ringwerkzeugs mit doppelter Aufweitung einer einzigen ringförmigen Schneidgruppe sowie in 3B einen Querschnitt durch die Schneidgru ppe; Fig. 3 shows in FIG. 3A a longitudinal section through an embodiment of an annular tool with double widening of a single annular cutting group and in FIG. 3B a cross section through the cutting group;
Fig . 4 zeigt in 4A einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Ringwerkzeugs mit doppelter Aufweitu ng bei zwei übereinander angeordneten ringförmigen Schneidgruppen sowie in 4B einen Quersch nitt durch eine der Schneidgruppen ; Fig. 4 shows in FIG. 4A a longitudinal section through an embodiment of a double expansion ring tool in the case of two annular cutting groups arranged one above another, and in FIG. 4B a cross section through one of the cutting groups;
Fig . 5 zeigt schematisch einen Längsschn itt durch eine Bohrung , die mittels eines Honwerkzeugs mit relativ langen Honleisten bearbeitet wird ; Fig. Figure 5 shows schematically a longitudinal section through a bore machined by means of a honing tool with relatively long honing stones;
Fig . 6 zeigt schematisch die Hubposition eines Honwerkzeugs mit langen Honleisten als Funktion der Honzeit t bei der Flaschenhonoperation . Fig. Figure 6 shows schematically the stroke position of a honing tool with long honing stones as a function of the honing time t in the bottle honing operation.
Fig . 7 zeigt ein Messdiagramm eines abgerundeten Profils eines flaschenförmigen Zylinders nach dem Einsatz eines Ringwerkzeuges. Fig . 8 zeigt ein schematisches Diagramm , welches die Abhängigkeit der Hubposition HP (durchgezogene Linie) und der Aufweitposition AP (gestrichelte Linie) als Funktion der Honzeit t bei einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. DETAILLIERTE BESCH REIBU NG BEVORZUGTER AUSFÜH RU NGSBBSPIELE Fig. 7 shows a measurement diagram of a rounded profile of a bottle-shaped cylinder after the use of an annular tool. Fig. 8 is a schematic diagram showing the dependence of the stroke position HP (solid line) and the expanding position AP (broken line) as a function of the honing time t in a second embodiment. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Im Folgenden werden Ausfü hrungsbeispiele von Honverfahren und Honwerkzeugen beschrieben , die im Rah men von Ausfü hrungsformen der Erfindung bei der materialabtragenden Bearbeitung von Werkstücken verwendet werden können , die eine oder mehrere Bohrungen aufweisen , welche im fertig bearbeiteten Zustand die Makroform einer Flasche haben sollen . Fig . 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine solche flaschenförmige Bohrung 1 1 0 in einem Werkstück 1 00 in Form eines Motorblocks (Zylinde"kurbelgehäuses) für eine Brennkraftmaschine. Die Bohrung ist in Bezug auf ihre Bohrungsachse 1 1 2 rotationssymmetrisch und erstreckt sich über eine Bohrungslänge L von einem i m Einbauzustand dem Zylinderkopf zugewandten Bohrungseintritt 1 14 bis zum Bohrungs- austritt 1 1 6 an gegenüberliegenden Ende. Die Bohrung kann in drei aneinander angrenzende Abschn itte untersch iedlicher Funktion unterteilt werden , die gleitend , d .h . ohne Bildung von Stufen oder Kanten , ineinander übergehen . Hereinafter, embodiments of honing methods and honing tools are described, which can be used in the framework of embodiments of the invention in the material-removing machining of workpieces having one or more holes, which should have the macro-shape of a bottle in the finished state. Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through such a bottle-shaped bore 1100 in a workpiece 100 in the form of an engine block (cylinder crankcase) for an internal combustion engine The bore is rotationally symmetrical with respect to its bore axis 1 1 2 and extends over a bore length L from a bore entry 1 14 facing the cylinder head in the installed state to the opposite end at the bore exit 1 1. The bore can be subdivided into three adjoining sections of different function, which are sliding, that is to say without the formation of steps or edges , merge .
Ein erster Bohrungsabschnitt 1 20 am eintrittsseitigen Ende hat einen ersten Durch- messer D1 und eine erste Länge L1 . Am gegenüberl iegenden austrittsseitigen Ende erstreckt sich über eine zweite Länge L2 ein zweiter Bohrungsabschnitt 1 30, dessen In nendurchmesser (zweiter Durchmesser) D2 größer als der erste Durchmesser D1 ist. Zwischen dem ersten Bohru ngsabschnitt 1 20 und dem zweiten Bohrungsabschn itt 1 30 befindet sich ein teilweise konischer Übergangsabschnitt 140, in dem ein kontinuierli- eher Übergang vom ersten Durchmesser zum zweiten Durchmesser erfolgt. Zwischen dem mittleren , im Wesentlichen konischen Teil des Übergangsabschn itts und dem ersten Bohrungsabschn itt wird ein erster Radius R1 gebildet, während zwischen dem Übergangsabschnitt und dem zweiten Bohrungsabschn itt ein zweiter Radius R2 gebildet wird . Die Radien R1 und R2 können im Wesentl ichen gleich sein , es ist jedoch auch möglich , dass der erste Radius kleiner oder größer als der zweite Radius ist. A first bore section 11 at the inlet end has a first diameter D1 and a first length L1. At the opposite exit end extending over a second length L2, a second bore portion 1 30, whose In nendurchmesser (second diameter) D2 is greater than the first diameter D1. Between the first bore section 1 20 and the second bore section 1 30 there is a partially conical transition section 140, in which a continuous transition from the first diameter to the second diameter takes place. Between the central, substantially conical part of the transition section and the first bore section, a first radius R1 is formed, while a second radius R2 is formed between the transition section and the second bore section. The radii R1 and R2 may be substantially the same, but it is also possible that the first radius is smaller or larger than the second radius.
Bei typischen Bohrungsgeometrien kann die erste Länge L1 beispielsweise zwischen 1 5% und 40% der Bohrungslänge L betragen . Die zweite Länge L2 ist typischerweise größer als die erste Länge u nd liegt häufig zwischen 40% und 60% der Bohru rgslänge L. Der Übergangsabschnitt ist gegenüber den daran angrenzenden Bohrungsabschnitten normalerweise relativ kurz. Typische dritte Längen L3 kön nen im Bereich von 5% bis 20% der Bohrungslänge L liegen . Auch Abweichungen von diesen geometrischen Verhältnissen sind mögl ich . For example, in typical bore geometries, the first length L1 may be between 1 5% and 40% of the bore length L. The second length L2 is typically greater than the first length and often lies between 40% and 60% of the length of the drill hole L. The transition section is normally relatively short compared to the adjacent bore sections. Typical third lengths L3 can be in the range of 5% to 20% of the bore length L are. Deviations from these geometrical conditions are possible.
Der Durchmesserunterschied zwischen dem ersten Durch messer D1 und dem zweiten Durchmesser D2 liegt deutlich außerhalb der für die Honbearbeitung typischen Toleranzen , die für eine Zylinderform in der Größenordnung von maximal 1 0 μιη (bezogen auf den Durchmesser) liegen . Bei einem Absolutwert des Innendurchmessers in der Größenord nung zwischen 70 mm und 1 50 mm kann der Durchmesseru nterschied beispielsweise zwischen 20 μιη und 90 μιη l iegen . The difference in diameter between the first diameter D1 and the second diameter D2 is well outside the tolerances typical for the honing, which are for a cylindrical shape in the order of a maximum of 1 0 μιη (based on the diameter). With an absolute value of the inner diameter of the order of magnitude between 70 mm and 1 50 mm, the diameter difference can be, for example, between 20 μm and 90 μm.
Die Radien R1 , R2, die Längen der äu ßeren Bohrungsabschnitte und des Übergangsabschnitts und der Tangentenwinkel T zwischen der Bohrungsachse und einer Tangente an den Übergangsabsch nitt können so optimiert sein , dass sich in typischen Be- triebszuständen des Motors geringer Blow-by, geringer Ölverbrauch und geringer Ver- schleiß der Kolbenringe ergeben . The radii R1, R2, the lengths of the outer bore portions and the transition portion, and the tangent angle T between the bore axis and a tangent to the transition projection may be optimized to provide low blow-by, low oil consumption in typical engine operating conditions and low wear of the piston rings.
Die Flaschenform der Bohrung führt dazu , dass die Bohrung im eintrittsnahen Bereich vergleichsweise eng ist, so dass die Kolbenringe des in der Bohrung laufenden Kolbens unter hoher Ringspannung an die Bohrungsinnenfläche 1 1 8 gedrückt werden . Dadurch wird dort, wo die Verbrennung hauptsächlich erfolgt und hohe Drücke auftreten , eine zuverlässige Abdichtung erreicht und der Ölfilm wird im Abwärtshub abgestreift. Der durch die Verbrennung beschleun igte Kolben bewegt sich dann Richtu ng Bohrungsaustritt, wobei die Kolbenringe zu nächst den Übergangsabsch nitt mit dem sich kontinuierl ich erweiterten Innendurchmesser und anschließend den zweiten Boh- rungsabschnitt (teilweise) durchlaufen . Im Übergangsabschnitt können sich die Kolbenringe all mählich entspannen , wobei die Abdichtung ausreichend bleibt, weil die Druckdifferenz an den Kolbenringen sinkt. Zu Beginn des zweiten Bohrungsabschnitts erreicht das Ringpaket seine niedrigste Spannu ng , so dass gerade im Bereich maximale Kolbengeschwindigkeit Reibungsverluste durch verringerte Ringspannung reduziert werden . Beim Aufwärtshub nimmt die Ringspannung dann wieder zu , sobald die Kolbenringe den austrittsseitigen Radius des Übergangsabschnitts erreichen und diesen in Richtung des ersten Bohrungsabschnitts durchlaufen . The bottle shape of the bore causes the bore in the region near the inlet is comparatively narrow, so that the piston rings of the running in the bore piston are pressed under high hoop stress to the bore inner surface 1 1 8. As a result, where the combustion takes place mainly and high pressures occur, a reliable seal is achieved and the oil film is stripped in the downstroke. The piston accelerated by the combustion then moves in the direction of the bore exit, with the piston rings initially passing (partially) through the transition section with the continuously enlarged inner diameter and then the second bore section. In the transition section, the piston rings can relax all gradually, the seal remains sufficient, because the pressure difference decreases at the piston rings. At the beginning of the second bore section, the ring package reaches its lowest tension, so that friction losses are reduced by reduced ring tension, especially in the region of maximum piston speed. During the upward stroke, the hoop tension then increases again as soon as the piston rings reach the exit-side radius of the transition section and pass through it in the direction of the first bore section.
Ein Feinbearbeitungsprozess, der eine solche Bohrung sowohl hinsichtl ich der Makro- form (Flaschenform) als auch hinsichtlich der Oberflächenstruktur der tribologisch beanspruchten Bohrungsin nenfläche in hoher Qualität wirtschaftl ich erzeugen kann , um- fasst bei Ausfü hrungsformen der Erfindung mindestens eine Honoperation , bei welcher ein Honwerkzeug besonderer Konstruktion verwendet wird , welches in dieser Anmeldung auch als„Ringwerkzeug" bezeichnet wird . Ein Ringwerkzeug hat mindestens eine ringförmig am Werkzeug körper angebrachte Schneidgruppe mit um den Umfang des Werkzeug körpers verteilten Schneidstoffkörpern , die mittels eines zugeord neten Zu- Stellsystems in Radialrichtu ng zugestellt beziehungsweise zurückgezogen werden kön nen . Die Schneidstoff körper sind als Honsegmente gestaltet, deren Breite in Um- fangsrichtung deutl ich größer ist als ihre Länge in Axialrichtung . Die für den Materialabtrag an Werkstück zuständigen Schneidstoffkörper sind in einer axial relativ schmalen Zone (einem Ring der Schneidgruppe) konzentriert und neh men einen relativ großen Anteil des U mfangs des Honwerkzeugs ein . Dadurch kön nen mit relativ hoher Materialabtragsleistung Bohrungsformen erzeugt werden , bei denen in Axialrichtung Bohrungsabschnitte u nterschiedl icher Durch messer aneinander angrenzen . A finishing process which can economically produce such a bore both in terms of macro shape (bottle shape) and in terms of the surface structure of the tribologically stressed Bohrungsin nenfläche in high quality, comprises in embodiments of the invention at least one honing operation, in which A ring tool has at least one ring on the tool body attached cutting group with distributed around the circumference of the tool body cutting bodies by means of a zugeord Neten to-Stellsystems in Radialrichtu The cutting-material bodies are designed as honing segments whose width in the circumferential direction is significantly greater than their length in the axial direction.The cutting-material bodies responsible for the material removal on the workpiece are in an axially relatively narrow zone (a ring) the cutting group) concentrates and occupies a relatively large portion of the circumference of the honing tool, thereby enabling bore shapes with relatively high material removal rates to be bored, in which bore portions of different diameters adjoin one another in the axial direction en.
Fig . 2 zeigt in 2A einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Ringwerk- zeugs 200 mit einer einzigen ringförmigen Schneidgruppe 220 und einfacher Aufweitung . Fig . 2B zeigt einen Querschnitt durch die Schneidguppe Das Ringwerkzeug 200 hat einen Werkzeug körper 21 0, der eine Werkzeugachse 21 2 defin iert, d ie gleichzeitig die Rotationsachse des Ringwerkzeugs während der Honbearbeitung ist. Am spindel- seitigen Ende des Ringwerkzeuges (in Fig . 2A oben) befindet sich eine nicht näher dargestellte Kupplu ngsstruktur zum Ankoppeln des Ringwerkzeuges an eine Antriebsstange einer Honmaschine oder einer anderen Bearbeitungsmaschine, welche eine Arbeitsspindel hat, die sowohl um die Spindelachse drehbar als auch parallel zur Spindelachse oszill ierend hin- und her bewegbar ist. Am spindelabgewandten Ende des Werkzeug körpers (in Fig . 2A unten) befindet sich die ringförmige Schneidgruppe 220, die mehrere (im Beispielsfall drei) gleichmäßig über den Umfang des Werkzeug körpers verteilte Schneidstoff körper 220-1 , 220-2, 220- 3 aufweist, welche mithilfe eines Schneidstoffkörper-Zustellsystems radial zur Werkzeugachse 21 2 nach außen zugestellt werden kön nen , um die abrasiv wirkenden Au- ßenseiten des Schneidstoffköpers mit einer definierten Andrückkraft bzw. Anpresskraft an die Innenfläche einer zu bearbeitenden Bohrung anzudrücken . Jeder der drei bogenförmig gekrümmten Schneidstoffkörper ist als ein in Umfangsrichtung sehr breites, in Axialrichtung dagegen schmales Honsegment gestaltet, welches ein U mfangswin- kelbereich zwischen 1 1 5° und 1 20° abdeckt. Die Honsegmente sind vom Werkzeug- körper entkoppelt und relativ zu diesem radial zur Werkzeugachse 21 2 verschiebbar. Der durch die Honsegmente gebildete Ring schließt am spindelabgewandten Seite bündig mit dem Werkzeug körper ab, so dass der Ring vollständig innerhalb der spin- delabgewandten Hälfte des Werkzeug körpers am spindelabgewandten Ende des Ringwerkzeugs sitzt. Fig. 2 shows in FIG. 2A a longitudinal section through an embodiment of a ring tool 200 with a single annular cutting group 220 and simple widening. Fig. FIG. 2B shows a cross section through the cutting group. The ring tool 200 has a tool body 21 0, which defines a tool axis 21 2, which is simultaneously the axis of rotation of the ring tool during the honing operation. At the spindle-side end of the ring tool (in Fig. 2A above) is a not shown Kupplu ngsstruktur for coupling the ring tool to a drive rod of a honing machine or other machine tool, which has a work spindle, both rotatable about the spindle axis and parallel to the spindle axis oscillating back and forth is movable. At the end facing away from the spindle of the tool body (in Fig. 2A below) is the annular cutting group 220, the plurality (in the example, three) uniformly over the circumference of the tool body distributed cutting material body 220-1, 220-2, 220- 3, Which can be delivered by means of a cutting material body feed system radially to the tool axis 21 2 outwards NEN to press the abrasive outside of the outside Shen of the cutting material body with a defined pressing force or contact force against the inner surface of a bore to be machined. Each of the three arcuately curved cutting material bodies is designed as a very wide in the circumferential direction, in contrast, in the axial direction narrow Honsegment which covers a Ufangswin- angle range between 1 1 5 ° and 1 20 °. The honing segments are decoupled from the tool body and can be displaced radially relative to the tool axis 21 2. The ring formed by the honing segments terminates flush with the tool body on the side facing away from the spindle, so that the ring is completely within the spine. delabgewandten half of the tool body sitting at the end facing away from the spindle of the ring tool.
Die axiale Länge LHS der Honsegmente l iegt bei weniger 1 5%, insbesondere bei we- niger als 1 0% der Bohrungslänge L. Die Honsegmente sind ca. 4 m m bis 35 mm , insbesondere ca. 1 0 mm hoch (in Axialrichtung), was im Beispielsfall zwischen 5% und 30%, insbesonder zwischen 1 0% und 20% des wirksamen Außendurch messers der Schneidgruppe entspricht. Die axiale Länge LHS entspricht h ier gleichzeitig der axialen Länge des gesamten Schneidbereichs des Honwerkzeugs. The axial length LHS of the heel segments is less than 1 5%, in particular less than 10% of the bore length L. The honing segments are approximately 4 mm to 35 mm, in particular approximately 10 mm high (in the axial direction), which in the example corresponds to between 5% and 30%, in particular between 10% and 20% of the effective outside diameter of the cutting group. The axial length LHS simultaneously corresponds to the axial length of the entire cutting region of the honing tool.
Jeder Sch neidstoff körper ist an einer Außenseite einer zugeordneten Tragleiste 224-1 , 224-2 aus Stahl durch Löten befestigt. Alternativ kann der Schneidstoffkörper auch durch Kleben oder mittels Schrauben befestigt werden , wodurch eine leichtere Auswechslung mögl ich ist. Jede Tragleiste hat an ihrer Innenseite eine Schrägfläche, d ie mit einer konischen Außenfläche eines axial verschiebbaren Zustellkonus 232 in der Weise zusammenwirkt, dass die Tragleisten mit den davon getragenen Schneidstoffkörpern nach radial außen zugestellt werden , wen n der Zustellkonus mittels einer ma- schinenseitigen Zustellvorrichtu ng gegen die Kraft von Rückholfedern 234, 226, 228 in Richtung des spindelabgewandten Endes des Ringwerkzeugs gedrückt wird . Bei ent- gegengesetzter Zustellbewegu ng werden d ie Tragleisten mit den Honsegmenten mit Hilfe umlaufender Rückholfedern 226, 228 nach radial innen zurückgeholt. Die radiale Position der Schneidstoff körper wird dadurch spielfrei über die axiale Position des Zustellkonus 232 gesteuert. Dieses Werkzeug konzept ist besonders geeignet für die Bearbeitung von Zylinderbohrungen mit reduziertem Honüberlauf, beispielsweise mit maximal 5 mm Honüberlauf. Derartige Geometrien treten typischerweise bei Sacklochbohrungen oder im Mono- block - oder V-Motoren auf. In Fig . 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Ringwerkzeugs 300 gezeigt, welches ebenfalls eine einzige ringförmige Schneidgruppe 320 aufweist, die am spindelabgewandten , stirnseitigen Ende des Werkzeug körpers 31 0 angeordnet ist. Fig . 3A zeigt einen Längsschnitt durch das Ringwerkzeug , Fig . 3B einen Querschnitt durch die Schneidgruppe. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel von Fig . 2 handelt es sich aber u m Honwerkzeug mit Doppelaufweitung . Die ringförmige Schneidgruppe 320 hat zwei unabhängig voneinander zustellbare Gruppen von Honsegmenten , wobei die Honsegmente der Gruppen jeweils in Umfangsrichtu ng abwechselnd zueinander angeordnet sind . Eine erste Gruppe von Honseg menten hat drei um jeweils 1 20° umfangsversetzt zueinander angeordnete erste Honsegmente 320-1 . Jeweils dazwischen sind drei zweite Honsegmente 320-2 einer zweiten Gru ppe von Honsegmenten angeordnet. Die erste Gruppe hat Schneidstoffkörper mit einem relativ groben Schneidbelag , während die zweite Gruppe Schneidstoff körper mit einem relativ dazu feineren Schneidbelag aufweist. Zwischen unmittelbar benachbarten Honsegmenten sind jeweils axiale Führungsleisten 326 angeordnet. Zwischen dem Werkeugkörper 31 0 und der zur Ankopp- lung des Honwerkzeugs an eine Arbeitsspindel o.dgl vorgesehenen Kupplungsstruktur 340 ist ein Kugelgelenk 350 vorgesehen , so dass das Honwerkzeug gegenüber der Honspindel in mehreren Achsen begrenzt beweglich ist. Each kidney material body is fixed to an outside of an associated support bar 224-1, 224-2 made of steel by soldering. Alternatively, the cutting material body can also be attached by gluing or by screws, whereby an easier replacement is possible me. Each support strip has on its inner side an inclined surface, ie, the cooperates with a conical outer surface of an axially displaceable feed cone 232 in such a way that the support strips are delivered with the cutting material carried by them radially outward, who n the Zustellkonus means of a machine-side Zustellvorrichtu ng is pressed against the force of return springs 234, 226, 228 in the direction of the spindle end facing away from the ring tool. When the infeed movement is opposite, the support strips with the honing segments are retrieved radially inward by means of circulating return springs 226, 228. The radial position of the cutting material body is thereby controlled without play on the axial position of the Zustellkonus 232. This tool concept is particularly suitable for machining cylinder bores with reduced honing overflow, for example with a maximum of 5 mm honing overflow. Such geometries typically occur in blind bores or in monobloc or V engines. In Fig. 3, an embodiment of an annular tool 300 is shown, which also has a single annular cutting group 320 which is disposed on the spindle facing away, frontal end of the tool body 31 0. Fig. 3A shows a longitudinal section through the ring tool, FIG. 3B is a cross section through the cutting group. In contrast to the embodiment of FIG. 2 but it is honing tool with double widening. The annular cutting group 320 has two independently deliverable groups of honing segments, wherein the honing segments of the groups are each arranged in the circumferential direction alternately to each other are . A first group of Honseg instruments has three by 1 20 ° circumferentially offset from each other arranged first hearing segments 320-1. In each case there are arranged three second hearing segments 320-2 of a second group of hearing segments. The first group has cutting material body with a relatively coarse cutting surface, while the second group has cutting material body with a relatively finer cutting surface. Between immediately adjacent Honsegmenten axial guide rails 326 are arranged. A ball joint 350 is provided between the tool body 31 0 and the coupling structure 340 provided for coupling the honing tool to a work spindle or the like, so that the honing tool is limitedly movable in several axes with respect to the honing spindle.
Die ersten Honseg mente kön nen mit H ilfe eines ersten Zustellsystems rad ial zugestellt werden . Zu diesem gehört eine zentrisch am Werkzeug körper verlaufende erste Zustellstange 332-I , die am spindelabgewandten Ende einen konischen Abschnitt hat, der mit den Schrägflächen von Tragleisten der ersten Gruppe von Honsegmenten zusammenwirkt. Ein zweites Zustellsystem dient der Zustellu ng der zweiten Gruppe von Hcn- seg menten und weist ein rohrförmiges Zustellelement 332-A auf, welches die Zustellstange 332-I umschließt und an ihrem spindelabgewandten Ende eine konische Außenfläche hat, die mit Schrägflächen an den Tragleisten der zweiten Honsegmente zusammenwirkt. The first hours can be radially delivered with the help of a first delivery system. To this belongs a centrally on the tool body extending first feed rod 332-I, which has a conical portion at the end facing away from the spindle, which cooperates with the inclined surfaces of support strips of the first group of Honsegmenten. A second infeed system serves to deliver the second group of segments and has a tubular delivery element 332-A which surrounds the infeed rod 332-I and has at its end facing away from the spindle a conical outer surface which has inclined surfaces on the support strips of the second Honsegmente interacts.
Mit Hilfe des ersten Zustellsystems kön nen die drei Honsegmente der ersten Gruppe von Honsegmenten aufgeweitet werden , u m eine bestimmte Honoperation , beispielsweise eine Glatthonoperation oder eine Strukturhonoperation , durchzuführen . Wird stattdessen die andere Gruppe von Honsegmenten zugestellt, die eine andere Schneidbelagsorte aufweisen , kann eine andere Honoperation , beispielsweise eine Entgrathonoperation oder eine Plateauhonoperation , durchgeführt werden . Mit Hilfe des Ringwerkzeuges mit Doppelaufweitung kön nen zwei unterschiedliche Honoperationen nacheinander durchgeführt werden , ohne zwischenzeitl ich einen Werkzeugwech- sei vorzunehmen oder eine andere Honspindel zur Bearbeitung zu nutzen . The first delivery system of the first group of response segments can be expanded with the aid of the first delivery system in order to carry out a specific honoring operation, for example a smooth honing operation or a structure honing operation. Instead, if the other group of honing segments having a different cutting pad location is delivered, another honing operation such as a de-grating operation or a plateau honing operation may be performed. With the aid of the double widening ring tool, two different honing operations can be performed one after the other, without having to change tools or use another honing spindle for machining.
Fig . 4 zeigt in 4A einen schematischen Längssch nitt durch eine Ausfü hrungsform eines Ringwerkzeugs 400 mit Doppelaufweitung , welches im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von Fig . 3 zwei ringförmige Schneidgruppen 420-1 und 420-2 aufweist, d ie axial versetzt zueinander im spindelabgewandten Teil des Werkzeug körpers 41 0 angebracht sind . Jede der ringförmigen Schneidgruppe (Querschnitt in Fig . 4B) hat drei gemeinsame zustellbare Honsegmente, die jeweils zwischen ca. 1 1 0° und 1 1 5° des Umfangs abdecken . Die axiale Länge der Honsegmente ist demgegenüber klein und beträgt typischerweise weniger als 1 0% der Bohrungslänge und/oder zwischen 1 0% und 20% des wirksamen Außendurch messers des Honwerkzeugs im Bereich der Schneidstoffkörper. Zwischen benachbarten Honsegmenten sind am Werkzeug körper jeweils Messdüsen 440 eines pneumatischen Durchmessermesssystems angebracht. Die Schneidgruppen liegen axial nahe beieinander, so dass der Schneidbereich des Honwerkzeugs, im welchem die beiden ringförmigen Schneidgruppen liegen , in Axialrichtung wesentlich kürzer ist als der wirksame Außendurchmessers des Honwerkzeugs. Fig. 4 shows in FIG. 4A a schematic longitudinal section through an embodiment of a ring tool 400 with double widening, which, unlike the exemplary embodiment of FIG. 3 has two annular cutting groups 420-1 and 420-2, d he axially offset from each other in the spindle-facing part of the tool body 41 0 are attached. Each of the annular cutting group (cross section in Fig. 4B) has three common deliverable Honsegmente, each between about 1 1 0 ° and 1 1 5 ° of Cover the circumference. The axial length of the Honsegmente is in contrast small and is typically less than 1 0% of the bore length and / or between 1 0% and 20% of the effective outer diameter of the honing tool in the cutting material body. Between adjacent honing segments, measuring nozzles 440 of a pneumatic diameter measuring system are mounted on the tool body. The cutting groups are axially close to each other, so that the cutting region of the honing tool, in which the two annular cutting groups lie, in the axial direction is substantially shorter than the effective outer diameter of the honing tool.
Bei manchen Ausführungsformen sind die Schneidstoff körper in Bezug auf den Werkzeugkörper elastisch nachgiebig gelagert. Dadurch kann ggf. die Fähigkeit zur Konturverfolgung bei Axialbewegung verbessert werden . Beispielsweise kön nen zwischen den Trägerelementen und den Schneidstoff körpern Federelemente (z. B. Blattfedern , Spiraldruckfedern der dergleichen) zwischengeschaltet sein . Es ist auch möglich , d ie Trägerelemente in sich elastisch nachgiebig zu gestalten , z. B. indem an geeig neten Stellen Schwächungen des Trägermaterialquerschnitts in Form von Schlitzen oder dergleichen konstruktiv vorgesehen sind . Es gibt unterschiedliche Mögl ichkeiten , u nter Verwendung von einem oder mehreren Ringwerkzeugen der in dieser Anmeldung beschriebenen Art flaschenförmige Bohrungen mit einer gewünschten Oberflächenstruktur der Bohru ngsinnenfläche herzustellen . Ein erstes Ausführungsbeispiel wird im Zusammenhang mit den Fig . 5 u nd 6 beschre- ben . In some embodiments, the cutting material body are elastically yielded with respect to the tool body. This can possibly improve the ability to trace the contour during axial movement. For example, between the carrier elements and the cutting material body spring elements (eg., Leaf springs, coil springs of the like) may be interposed. It is also possible to make the support elements resiliently yielding, e.g. B. by weakening of the substrate cross-section in the form of slots or the like are provided constructively at appro priate points. There are various ways to make bottle-shaped bores having a desired surface texture of the bore inner surface using one or more ring tools of the type described in this application. A first embodiment will be described in connection with FIGS. 5 and 6.
Bei dieser Verfahrensvariante wurde zu nächst ein konventionelles Honwerkzeug m it axial relativ langen , schmalen Honleisten verwendet, um ausgehend von einer z.B. durch Feinbohren vorbearbeiteten Bohrung eine gehonte Bohrung mit Kreiszylinderform zu erzeugen . Die axiale Leistenlänge I betrug dabei ca. 1 /2 bis 2/3 der gesamten Bohrungslänge L. Bei einer ersten Honoperation (Vorhonen) wurde mit Diamantleisten vom Typ D1 07 gearbeitet, eine anschließende Zwischenhonoperation wurde mit feiner Körnung (Körnu ng D54) durchgeführt. Dadurch wurde eine im Wesentl ichen kreiszylindrische Bohrungsform mit geringer Abweichung zur Idealform und mit einer relativ glatten Oberfläche (Rz < 8 μιη) hergestellt. Der eintrittsseitige und austrittsseitige Hon- Überlauf s betrug dabei ähnlich wie bei konventionellen Verfahren ca. 1 /3 der Leistenlänge. Der Honüberlauf kann bei der Bearbeitung von V- oder Monoblockmotoren verkürzt werden . Eine nachfolgende dritte Honoperation war als Flaschenhonoperation konzipiert. Mit Hilfe einer Flaschenhonoperation wird durch axial variierenden Materialabtrag mit geometrisch unbestimmtem Schneiden eine flaschenförmige Bohrungsform erzeugt. Da- bei wurde in der dritten Honoperation (Flaschenhonoperation) ebenfalls mit relativ langen Honleisten mit Leistenlänge I = 2/3 L und einer speziellen Hubsteueru ng gearbeitet, die anhand von Fig . 6 erläutert wird . Fig . 6 zeigt schematisch die Hubposition H P des Honwerkzeugs als Funktion der Honzeit t bei der Flaschenhonoperation . Nach dem Einfahren des Honwerkzeuges verläuft die Bearbeitung der Zylinderlauffläche zu- nächst von einem ersten Zeitpunkt ti bis zu einem zweiten Zeitpu nkt t2 mit der gleichen Hublänge in einer ersten Hublage genau wie bei der Bearbeitung einer kreiszyl indrischen Bohrung . Der Begriff „Hublage" bezeichnet hierbei den Bereich zwischen dem oberen Umsteuerpunkt UO und dem unteren Umsteuerpunkt UU einer Hubbewegung . Jede Verlagerung eines Umsteuerpunktes ändert somit auch die Hublage. In this process variant, a conventional honing tool with axially relatively long, narrow honing stones was used to produce a honed bore with a circular cylindrical shape, starting from a pre-machined hole, for example by fine boring. The axial strip length I was about 1/2 to 2/3 of the total hole length L. In a first honing operation (pre-honing) was worked with diamond strips of the type D1 07, a subsequent Zwischenhonoperation was carried out with fine grain (Grainng D54). As a result, a substantially circular-cylindrical bore shape with little deviation from the ideal shape and with a relatively smooth surface (R z <8 μm) was produced. The inlet-side and outlet-side honing overflow s was approximately 1/3 of the strip length, similar to conventional methods. The honing overflow can be shortened when machining V or monoblock motors. A subsequent third honing operation was designed as a bottle honing operation. By means of a bottle honing operation, a bottle-shaped bore shape is produced by axially varying material removal with geometrically indefinite cutting. In the third honing operation (bottle honing operation), relatively long honing stones having ledge length I = 2/3 L and a special stroke control were also used, which were described with reference to FIG. 6 will be explained. Fig. Figure 6 shows schematically the stroke position HP of the honing tool as a function of the honing time t in the bottle honing operation. After the honing tool has been retracted, the machining of the cylinder running surface initially proceeds from a first point of time t 1 to a second time point t 2 with the same stroke length in a first stroke position as during machining of a circular cylindrical bore. In this case, the term "stroke position" refers to the region between the upper reversal point UO and the lower reversal point UU of a reciprocating movement Each displacement of a reversal point thus also changes the stroke position.
Ab einem definierten zweiten Zeitpunkt t2 schaltet die Honmaschine automatisch auf eine inkrementelle Veränderung der Hublage um und nach jedem Hub wird der obere Umsteuerpu nkt UO inkrementell in Richtung des unteren Umsteuerpunkts UU verändert. Die zeitl iche Lage des zweiten Zeitpu nkts t2 kann beispielsweise über eine be- stimmte Hubanzahl oder über eine vorgegebene Honzeit oder über einen vorgegebenen Materialabtrag oder eine anderen auslösenden Parameter definiert werden . Das Ausmaß des In krements I N , u m das sich der obere U msteuerpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hüben verändert, kann ebenfalls nach Bedarf eingestellt werden . Nach Abschluss der Hubverlageru ngsphase zu einem dritten Zeitpunkt wird d ie Boh- rung mit der erreichten , neuen dritten Hublage so lange gehont, bis der zweite Bohrungsabschnitt den gewü nschten Durchmesser erreicht und die Flaschenform (vgl . Fig . 1 ) erzeugt ist. From a defined second time t 2 , the honing machine switches automatically to an incremental change of the stroke position and after each stroke, the upper Umsteuerpu is point UO changed incrementally in the direction of the lower Umsteuerpunkts UU. The temporal position of the second time instant t 2 can be defined for example via a specific number of strokes or over a predetermined honing time or via a predetermined material removal or another triggering parameter. The amount of increment IN that the upper control point varies between two consecutive strokes can also be adjusted as needed. After completing the stroke displacement phase at a third point in time, the bore is honed with the new third stroke position reached until the second bore section reaches the desired diameter and the bottle shape (see Fig. 1) is produced.
Je nachdem , wie die inkrementelle Variation der Hubverlagerung und der zeitl iche Ab- lauf der Hubverlagerung vorgegeben werden , ergeben sich unterschiedliche Radien und Tangentenwinkel im Übergangsabschn itt. Diese Parameter können daher über d ie Parameter der Hubverlagerung vorgegeben werden . Die Flaschenhonoperation wird zweckmäßig mit Honleisten durchgeführt, deren Schneidstoffkörner feiner sind als diejenigen beim Vorhonen oder Zwischen honen . Beispielsweise kann mit Diamantkörnern im Bereich D35 gearbeitet werden , um eine Flaschenform mit bereits relativ feiner Oberflächenstruktur zu erhalten . Bei der Erzeugung der Flaschenform mit Hilfe relativ langer Honleisten und inkremen- teller Hubverlagerung kann sich im Übergangsbereich eine relativ raue Oberflächenstruktur mit kleinen Stufen äh nlich einem Sägeprofil ergeben . Derartige Strukturen sind in der Regel unerwünscht. U m die erwünschte Oberflächenstru ktur gleichmäßig auf der gesamten Bohrungsinnenfläche inklusive dem Übergangsabschnitt und den daran anschließenden Radien zu erhalten , wird daher bei dem hier beschriebenen Verfahren nach der Flaschenhonoperation eine Verrundung der Radien und eine Glättu ng der Oberfläche mit Hilfe eines Ringwerkzeus durchgeführt. Hier kann mit noch mals feineren Schneidmittel n gearbeitet werden , beispielsweise im Bereich D1 0 bis D1 5, insbe- sondere D1 2. Die Auswahl eines geeig neten Ringwerkzeuges (z. B. Einfachaufweitung , Doppelaufweitung mit zwei Schneidgruppen , angeordnet in einem gemeinsamen Ring , oder Doppelaufweitung mit zwei Schneidgruppen , angeordnet in zwei axial versetzten ringförmigen Schneidgruppen) hängt unter anderem vom Design des Zyl inderblocks ab. Die Werkzeugauswahl kann beispielsweise am Ausmaß der möglichen Honüber- läufe und/oder an der Lage und Größe von Querbohrungen orientiert sein . Wenn beispielsweise ein Zyl inderkurbelgehäuse eine große Querbohrung hat, ist es in der Regel sinnvoll , mit einem Ringwerkzeug mit Einfachaufweitung (vgl . z.B. Fig . 2) zu arbeiten . In einem beispielhaften Prozess wurde ein solches Ringwerkzeug mit einer ringförmigen Schneidgruppe eingesetzt, um Rillen oder Grate, welche während der Bearbeitung der Flaschenhonoperation in dem Übergangsabsch nitt entstanden sind , zu glätten . Mit Hilfe des Ringwerkzeuges kön nen auch die Radien des Übergangsbereichs verrundet und die Oberflächenwerte so verändert werden , dass sie im Wesentlichen identisch m it den Oberflächenwerten in den benachbarten ersten und dritten Bohrungsabschnitten sind . Depending on how the incremental variation of the stroke displacement and the temporal course of the stroke displacement are specified, different radii and tangent angles result in the transitional section. These parameters can therefore be specified via the parameters of the stroke displacement. The bottle honing operation is advantageously carried out with honing stones whose cutting material grains are finer than those in the pre-honing or intermediate honing. For example, it is possible to work with diamond grains in the region D35 in order to obtain a bottle shape with already a relatively fine surface structure. When producing the bottle shape with the aid of relatively long honing stones and incremental stroke displacement, a relatively rough surface structure with small steps similar to a saw profile can result in the transition region. Such structures are generally undesirable. In order to obtain the desired surface texture uniformly over the entire inner surface of the bore including the transition section and the radii thereafter, a rounding of the radii and a smoothing of the surface is thus carried out with the aid of a ring-work nose in the method described here after the bottle honing operation. Here it is possible to work with even finer cutting means n, for example in the range D1 0 to D1 5, in particular D1 2. The selection of a suitable ring tool (eg single widening, double widening with two cutting groups arranged in a common ring, or double widening with two cutting groups arranged in two axially offset annular cutting groups) depends inter alia on the design of the cylinder block. The tool selection can be oriented, for example, to the extent of the possible honing runs and / or the position and size of transverse bores. If, for example, a cylinder crankcase has a large transverse bore, it usually makes sense to work with a single widening ring tool (cf., for example, FIG. 2). In one exemplary process, such an annular tool has been employed with an annular cutting assembly to smooth out grooves or burrs that have arisen during processing of the bottle honing operation in the transfer tail. With the aid of the ring tool, the radii of the transition region can also be rounded and the surface values can be changed so that they are substantially identical to the surface values in the adjacent first and third bore sections.
Fig . 7 zeigt hierzu ein Messdiagramm eines abgerundeten Profils eines flaschenförmi- gen Zylinders nach dem Einsatz eines Ringwerkzeuges mit Einfachaufweitung in dem hier dargestellten Prozess. Die Skalierung in der x-Achse des Diagramms (parallel zur Bohrungsachse) beträgt 5 m m pro gezeigter Maßeinheit, in der y-Achse (in Radialrich- tung der Bohrung) beträgt eine Maßeinheit 1 0 μιη . Fig. 7 shows a measurement diagram of a rounded profile of a bottle-shaped cylinder after the use of a single expansion ring tool in the process shown here. The scale in the x-axis of the diagram (parallel to the bore axis) is 5 m per unit of measure shown, in the y-axis (in the radial direction of the bore) a unit of measure is 1 0 μιη.
Die Verwendung eines Ringwerkzeuges bringt hier nicht nur Vorteile im Hinbl ick auf den glatten , kantenfreien Verlauf der Bohrungskontur in Axialrichtung . Da bei Ringwerkzeugen der hier beschriebenen Art die Schneidstoffkörper einer ringförmigen Schneidgruppe einen großen Teil des U mfangs des Honwerkzeugs (beispielsweise zwischen 70% und 80%) einneh men , erg ibt sich außerdem beim Honen eine sehr gleichmäßige Überdeckung der bearbeiteten Bohrungsinnenfläche bei allen axialen Positionen . Der Begriff„Überdeckung" bezeich net h ierbei qualitativ die Gleich mäßigkeit der Verteilung von Honriefen über d ie gesamte Bohru ngslänge u nd den U mfang . Werden konventionelle Honwerkzeuge mit axial relativ langen Honleisten verwendet, kan n unter Umständen eine ungleichmäßige Rauheit oder Well igkeit in der Bohrung gene- riert werden . Dieses Problem kann je nach Blockdesign noch schärfer auftreten , wenn beispielsweise Motorblöcke m it kürzeren Honausläufen bearbeitet werden müssen . Bei einem Honauslauf von nur wen igen Millimetern Länge kann es zu einem ungleichmäßigen Verschleiß der langen Honleisten kommen , so dass d ie Bohrung im unteren Umsteuerpunkt einen geringeren Durchmesser als im oberen Umsteuerpunkt bekommen kann . Solche Probleme sind bei Verwendu ng konventioneller Honwerkzeuge (mit langen Honleisten) zwar durch Wahl geeigneter Honparameter weitgehend zu vermeiden , die Auslegung der entsprechenden Honprozesse ist aber relativ zeit- und kostenintensiv. Häufig müssen mehrere Versuche durchgeführt werden , bis eine Hon prozessaus- legung so optimiert ist, dass ungleich mäßige Bearbeitung mit langen Leisten vermie- den wird . Bei Verwendung eines Ringwerkzeuges kön nen viele der konventionell auftretenden Probleme vermieden werden . Zu den Vorteilen von Ringwerkzeugen gehören unter anderem : The use of an annular tool brings here not only advantages in view of the smooth, edge-free course of the bore contour in the axial direction. Since in ring tools of the type described here, the cutting material body of an annular cutting group a large part of the U mfangs the honing tool (for example, between 70% and 80%) einneh men, erg ibt is also honing a very uniform coverage of the machined bore inner surface in all axial Positions. The term "coverage" refers qualitatively to the uniformity of the distribution of honing marks over the entire bore length and circumference.When conventional honing tools with axially relatively long honing stones are used, an uneven roughness or waviness may be present in them Depending on the design of the block, this problem can be exacerbated when, for example, engine blocks have to be machined with shorter honing runs.A honing discharge of only a few millimeters in length can result in uneven wear of the long honing stones The problem is that when using conventional honing tools (with long honing stones) such problems can be largely avoided by choosing suitable honing parameters, but the design of the corresponding honing process is relatively time-consuming and cost-effective It is often necessary to carry out several tests until a honing process design has been optimized in such a way that uneven processing with long strips is avoided. When using an annular tool, many of the conventionally occurring problems can be avoided. The advantages of ring tools include:
1 . Weil ein großer Anteil des Umfangs des Honwerkzeuges im Bereich einer ring- förmigen Schneidgruppe mit Schneidstoffkörpern besetzt ist, kann eine Bohrungsinnenfläche mit H ilfe eines Ringwerkzeuges viel schneller strukturiert werden als mit H ilfe eines Leistenwerkzeuges. Dadurch können ggf. Taktzeiten verkürzt werden . 1 . Because a large proportion of the circumference of the honing tool is occupied by cutting bodies in the area of an annular cutting group, a bore inner surface can be structured much faster with the aid of an annular tool than with the aid of a molding tool. As a result, if necessary, cycle times can be shortened.
2. Wird d ie Hublänge verstellt, u m beispielsweise die Form zu korrigieren , ergeben sich bei Verwendung von Ringwerkzeugen keine störenden Ungleichmäßigkeiten der2. If the stroke length is adjusted, for example, to correct the shape, no annoying irregularities occur when using ring tools
Rauheitsverteilung , da die Überdeckung auch bei veränderter Hublänge beibehalten wird . Roughness distribution, as the coverage is maintained even with changed stroke length.
3. Ringförmige Schneidgruppen verschleißen im Wesentl ichen gleichmäßig , so dass unerwünschte Konizitäten vor allem im Bereich des unteren Umsteuerpunkts bei3. Ring-shaped cutting groups wear substantially uniformly, so that unwanted Konizitäten especially in the range of the lower Umsteuerpunkts at
Verwendu ng von Ringwerkzeugen vermieden werden können . Use of ring tools can be avoided.
4. Die Einrichtung einer Honmaschine für einen neuen Hon prozess kann bei Verwendung von Ringwerkzeugen viel einfacher und sch neller als bei Verwendung kon- ventioneller Leistenhonwerkzeuge verlaufen . Die Überdeckung wird , bed ingt durch d ie Werkzeug konstruktion , im Rahmen der Anforderungen ausreichend gleichmäßig sein . Wird anstelle eines Ringwerkzeuges mit einfacher Aufweitung ein Ringwerkzeug m it einem einzigen Schneidgruppenring und Doppelaufweitung (vgl . z. B. Fig . 3) für die Stru kturieru ng verwendet, wird es in der Regel erforderlich sein , die Hubanzahl gegenüber der Verwendung eines einfach aufweitenden Ringwerkzeuges zu erhöhen , u m eine gleichmäßige Überdeckung zu gewährleisten . Die Vorteile von Ringwerkzeugen bleiben aber erhalten und die erforderliche Hubanzahl für eine gleichmäßige Stru kture- rung der Bohrungsinnenfläche wird im mer noch geringer sein als die entsprechende Hubzahl bei Verwendung eines konventionellen Honwerkzeugs mit langen Honleisten . Bei Verwendung eines Ringwerkzeuges kann die Zustellkraft zweckmäßig mttels einer hydraul ischen Aufweitung ausgeübt werden , so dass die Oberfläche im Wesentl ichen mit konstanter Kraft bearbeitet werden kan n . Die Verfolgung der in Axialrichtung varie- renden Kontur kann sich dann durch die Bauart bedingt allein schon durch die Nachgiebigkeit der hydraulischen Aufweitung einstellen . 4. The installation of a honing machine for a new honing process can be much easier and less expensive when using ring tools than when using conventional grooving tools. Due to the tool design, the coverage will be sufficiently even within the requirements. If an annular tool with a single cutting group ring and double widening (cf., for example, FIG. 3) is used for the structure instead of an annular tool with simple widening, it will generally be necessary to increase the number of strokes compared with the use of a simple widening Ring tool to increase to ensure a uniform coverage. However, the advantages of ring tools are retained and the required number of strokes for uniform struc- ture of the inner bore surface will still be lower than the corresponding stroke rate when using a conventional honing tool with long honing stones. When using an annular tool, the delivery force can be expediently exerted by means of a hydraulic widening, so that the surface can be machined essentially with constant force. The tracking of the contour which varies in the axial direction can then be adjusted solely by the flexibility of the hydraulic widening due to the design.
Nach der Glättung der Bohrungsinnenfläche und Verrundung der Radien mit Hilfe eines Ringwerkzeuges können ein oder mehrere weitere Honoperationen nachgeschaltet werden , um die endgültig gewünschte Oberflächenstruktur an der flaschenförmigen Bohrung zu erzeugen . After the smoothing of the bore inner surface and rounding of the radii with the aid of an annular tool, one or more further honing operations can be followed in order to produce the final desired surface structure on the bottle-shaped bore.
Bei dem hier beispiel haft beschriebenen Prozess schl ießt sich zu nächst eine fü nfte Honoperation an , die hier als„Spiralstrukturhonen mit Ringwerkzeug" bezeichnet wird . Bei dieser Honoperation werden die axialen Geschwindigkeiten und die Drehzahl des Honwerkzeuges so aufeinander abgestimmt, dass relativ große Honwinkel , beispiels- weise in der Größenord nung um 140° , erzeugt werden . Selbstverständl ich kön nen bei anderen Verfahrensvarianten auch andere Honwin kel und/oder Rau heitsprofile erzeugt werden . Das Spiralstrukturhonen ist in dem Beispielsfall so ausgelegt, dass praktisch kein globaler Materialabtrag mehr erzielt wird , sondern ledigl ich in die nach dem Verrunden sehr glatte Oberfläche mit Hilfe eines relativ grobkörnigen Schneidstoffkörpers mit geringer Schneidkorndichte Riefen geeigneter Tiefe und Verteilu ng erzeugt werden . Es kön nen z.B. Schneidstoff körper mit Schneidmittelkorndichte 1 ,25 bis 1 5 Vol . % und/oder Korngröße 35 bis 200 μιη verwendet werden (vgl . z.B. DE 1 0 2005 01 8 277 A1 ). In the process described here by way of example, a fifth honing operation, which is referred to here as "spiral structure honing with ring tool", follows in this honing operation, the axial speeds and the rotational speed of the honing tool being matched to one another such that relatively large honing angles, Of course, other honing angles and / or roughness profiles can also be produced in other variants of the method.) In this example, spiral pattern honing is designed in such a way that practically no more global material removal is achieved but I am to be produced in the after smoothing very smooth surface with the help of a relatively coarse cutting material body with low cutting grain density grooves of suitable depth and distribution.For example, cutting material body with cutting center grain density 1, 25 to 1 5 vol.% and / or Grain size 35 to 200 μιη be used (see. e.g. DE 1 0 2005 01 8 277 A1).
Anschließend wird in einer sechsten und letzten Honoperation die vorher strukturierte Oberfläche noch entgratet (Entgrathonen). Hierzu wird vorzugsweise ebenfalls ein Ringwerkzeug mit feinen Schneidmittel n verwendet, beispielsweise das gleiche Ring- Werkzeug , welches auch für die vierte Honoperation (Verrundung der Radien und Glatthonen) verwendet wurde. Hier kann mit unterschiedlichen Aufweitungsarten gearbeitet werden . Die Aufweitungsart kann hydraulisch/hydraul isch , hydraulisch/mechanisch oder mechanisch/mechanisch ausgelegt sein . Bei einer mechani- sehen Aufweitung kann z. B. kraftgesteuert über eine servomechanische Aufweitung (hydraul ic-like) oder positions- und kraftgesteuert gefahren werden . Then, in a sixth and final honing operation, the previously structured surface is deburred (deburring). For this purpose, a ring tool with fine cutting means n is preferably also used, for example the same ring Tool, which was also used for the fourth honing operation (rounding of radii and smooththons). Here you can work with different expansion types. The expansion can be hydraulically / hydraulically, hydraulically / mechanically or mechanically / mechanically designed. In a mechanical expansion see z. B. force controlled by a servo-mechanical expansion (hydraul ic-like) or position and force controlled.
Bei einer alternativen Verfahrensvariante wird bei der Flaschenhonoperation , also bei der Erzeugung einer flaschenförmigen Bohrungsform aus einer vorher noch kreiszy- lindrischen Bohrungsform , ein aufweitbares Ringwerkzeug verwendet. Hierzu ist vorgesehen , dass die Steuerung des Aufweitungssystems für die radiale Zustellung der Honsegmente mit der Steuerung für die Hubposition gekoppelt wird , damit das Ringwerkzeug den Übergangsabsch nitt mit dem sich verändernden Durchmesser genau generieren kann und auch im zylindrischen ersten und zweiten Bohrungsabschn itt mit geeig neter Andrückkraft arbeitet (vgl . Fig . 8). Die Flaschen honoperation kann als zweite Honoperation unmittelbar nach dem Vorhonen vorgesehen sein und insoweit d ie zweite bis vierte Honoperation des ersten Ausführungsbeispiels ersetzen . Die hubabhängige Steuerung der Aufweitung erfolgt dann so, dass die Honsegmente der Sch neidgruppe bei einem Abwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhäng igkeit von der Hubposition weg- und kraftgesteuert radial nach au ßen zugestellt und bei einem Aufwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhäng igkeit von der Hubpostion im Bereich des Übergangsabschn itts wieder radial zurückgezogen werden . So kann von Anfang an ein glatter Konturverlauf im Übergangsabschnitt erreicht werden . An der Hon maschine kann dies dadurch erreicht, dass bestimmte Hubbereiche entsprechend den ersten bis dritten Bohrungsabschnitten im Steuerprogramm eingegeben werden , so dass die Schneidgruppe durch weg- und kraftgesteuerte Aufweitung beim Abwärtshub ab Ende des ersten Bohrungsabsch nitts aufweitet. Beim Aufwärtshub fährt die Aufweitung der Schneidgruppe dann ab Ende des dritten Bohrungsabschnitts zu- rück, so dass der erwünschte programmierte flaschenförmige Zylinder generiert wird . Fig . 8 zeigt hierzu beispiel haft ein schematisches Diagramm , welches die Abhängigkeit der axialen Hubposition HP (durchgezogene Linie) und der radialen Aufweitposition AP (gestrichelte Linie) als Funktion der Honzeit t beim Flaschenhonen mit Ringwerkzeug zeigt. In an alternative method variant, an expandable ring tool is used in the bottle honing operation, that is to say when producing a bottle-shaped bore form from a previously still circular-cylindrical bore form. For this purpose, it is provided that the control of the expansion system for the radial delivery of Honsegmente is coupled to the control for the stroke position, so that the ring tool can generate the Übergangsabsch nitt with the changing diameter accurately and in the cylindrical first and second Bohrungsabschn it with appro priate Pressing force works (see Fig. 8). The bottle honing operation may be provided as a second honing operation immediately after prehone, and so far replace the second to fourth honing operations of the first embodiment. The stroke-dependent control of the expansion then takes place so that the Honsegmente the Sch enidgruppe in a downward stroke in accordance with the shape of the bottle depending on the stroke position and force controlled radially outward Shen delivered and in an upstroke according to the bottle shape in dependency of the Hubpostion in Range of the Übergangsabschn itt be withdrawn radially. Thus, from the beginning, a smooth contour in the transition section can be achieved. On the Hon machine this can be achieved by certain stroke ranges are entered according to the first to third bore sections in the control program, so that the cutting group widened by weg- and force-controlled expansion in the downstroke from the end of the first Bohrungsabsch nitts. During the upstroke, the widening of the cutting group then returns from the end of the third bore section to generate the desired programmed bottle-shaped cylinder. Fig. 8 shows by way of example a schematic diagram which shows the dependence of the axial stroke position HP (solid line) and the radial widening position AP (dashed line) as a function of the honing time t during bottle honing with ring tool.
Ringwerkzeuge der hier beschriebenen Art können nicht nur zur Erzeugung bzw. Bearbeitung von flaschenförmigen Bohrungen verwendet werden , sondern kön nen auch ohne Modifikation bei der Bearbeitung von Bohrungen mit anderer Geometrie erhebliche Vorteile bringen . Beispielsweise ist es möglich , ein Ringwerkzeug mit Doppelaufweitung und einem einzigen Schneidgruppenring identisch oder ähnl ich dem Ausführungsbeispiel von Fig . 3 dazu zu verwenden , an einer Bohrung eine Freiform mit einem unrunden Bohrungsquerschnitt zu erzeugen . Dies wird übl icherweise als Formhonen bezeichnet. Beispielsweise kann mit Hilfe des Ringwerkzeuges ein Bohrungsabschnitt mit Kleeblattform oder Ell ipsenform des Quersch nitts erzeugt werden . H ierzu muss die Hon maschine die Möglichkeit besitzen , das erste Zustellsystem und das zweite Zustellsystem gleichzeitig zu steuern , wobei je nach Hubposition und Winkelposition der Schneidgruppe zu der Bohrung die Aufweitungen mit unterschiedlicher Kraft/Position gesteuert werden müssen , so dass die Freiform entstehen kann . Ring tools of the type described here can not only be used for the production or processing of bottle-shaped holes, but Kings nen also bring significant benefits without modification when machining holes with different geometry. For example, it is possible to use a double widening ring tool with a single cutting group ring identical or similar to the embodiment of FIG. 3 to use to create a freeform with a non-circular bore cross section at a hole. This is commonly referred to as form honing. For example, with the help of the ring tool, a bore portion with cloverleaf or Ell ipsenform the Quersch nitts are generated. H here, the honing machine must have the ability to control the first delivery system and the second delivery system at the same time, depending on the stroke position and angular position of the cutting group to the bore expansions must be controlled with different force / position, so that the freeform can arise.
Es ist auch mögl ich , mit einem Ringwerkzeug eine Bohrungsform zu erzeugen und/oder zu bearbeiten , die einen kegelstumpfförmigen Bohrungsabschn itt (Konusab- sch nitt) aufweist, der relativ abrupt oder mit Übergangsradius in einen angrenzenden zyl indrischen Bohrungsabschn itt übergeht, ohne dass sich ein weiterer Bohrungsabschnitt anschließt. Dadurch kann z.B. eine Bohrung mit Trichterform erzeugt werden , die einen eingangsseitigen zylindrischen ersten Bohrungsabschn itt mit einem ersten Durchmesser hat, der sich in einem angrenzenden zweiten Bohrungsabschnitt zu m Bohrungsgrund hin konisch bis zu einem Maximaldurch messer vergrößert. Der Durchmesserunterschied zwischen dem zylindrischen ersten Bohrungsabschnitt und dem Maximaldurchmesser im kon ischen zweiten Bohrungsabsch nitt kann z.B. zwischen ca . 20 μιη und ca. 90 μιη liegen . Die axiale Länge des zyl indrischen ersten Bohrungsabschnitts kann z.B. zwischen 20% und 80% der gesamten Bohru ngslänge liegen . It is also possible to use an annular tool to create and / or machine a bore shape that has a frusto-conical bore portion (cone neck) that transitions relatively abruptly or with transition radius into an adjacent cylindrical bore portion without collapsing another hole section connects. Thereby, e.g. a bore of funnel shape having an input cylindrical first bore portion having a first diameter that increases in an adjacent second bore portion to the bore bottom conically up to a maximum diameter. The diameter difference between the cylindrical first bore portion and the maximum diameter in the conical second bore recess may be e.g. between approx. 20 μιη and about 90 μιη lie. The axial length of the cylindrical first bore portion may be e.g. between 20% and 80% of the total Bohru ngslänge.
Weiterhin ist es möglich , mithilfe eines Ringwerkzeugs in einer Bohrung einen tonnen- förmigen Bohrungsabschnitt, d . h . eine Ausbauchung in einer ansonsten weitgehend zyl indrischen Bohrung zu erzeugen . Die Ausbauchung kann etwa mittig oder aber in der Nähe eines der Bohru ngsenden liegen . Furthermore, it is possible using a ring tool in a bore a barrel-shaped bore section, d. H . to create a bulge in an otherwise largely cylindrical bore. The bulge may be approximately in the middle or close to one of the drill holes.
Bei Verwendu ng eines Ringwerkzeuges ist es auch relativ kostengünstig mögl ich , eine Zylinderlauffläche so zu bearbeiten , dass im Bereich des oberen Totpun ktes und/oder im Bereich des unteren Totpunktes schmale Streifen mit anderen Oberflächenstrukturen vorliegt als im mittleren Bereich höchster Kolbengeschwindigkeit. Diese Variante wird h ier als„Streifenhonen" bezeichnet. Ein hierzu geeignetes konventionelles Verfahren und ein entsprechend angepasstes Honwerkzeug sind z. B. in der DE 1 95 42 892 C2 beschrieben . Dort wird zusätzlich zu einer Honbearbeitung , die die gesamte axiale Länge des Honwerkzeuges mit langen Honleisten bearbeitet, eine kurzhubige Honbearbeitung mit Hilfe kurzer Honleisten durchgeführt, wobei diese Honbearbeitung nur den Bereich des oberen Totpunktes bzw. des u nteren Totpunktes abdeckt. Bei Verwendung eines Ringwerkzeuges mit Doppelaufweitung und zwei axial versetzten Schneidgruppen (vgl . z. B. Fig . 4) sind entsprechende Oberflächenbearbeitu ngen ebenfalls mögl ich . Beispielsweise kann mit der ersten ringförmigen Schneidgruppe eine langhubige Bearbeitung der gesamten Bohrungslänge durchgeführt werden , bevor dan n beispielsweise mit der zweiten Schneidgruppe im Bereich des oberen Totpu nktes eine kurzhubige Bearbeitu ng zur Erzeugung einer besonderen Struktur im Bereich des oberen Totpunktes durchgeführt wird . When an annular tool is used, it is also relatively inexpensive to machine a cylinder surface such that there are narrow strips with different surface structures in the area of the upper dead center and / or in the area of bottom dead center than in the middle region of the highest piston speed. This variant is referred to herein as "strip honing." A conventional method suitable for this purpose and a correspondingly adapted honing tool are described, for example, in DE 1 95 42 892 C2, in which, in addition to a honing operation, the entire axial Length of the honing tool processed with long honing stones, a short-stroke honing carried out with the help of short honing stones, this Honbearbeitung covers only the area of top dead center and the u nteren dead center. When using a ring tool with double widening and two axially offset cutting groups (see, for example, Fig. 4) are appropriate Oberflächenbearbeitu lengths also possible me. For example, with the first annular cutting group a long-stroke machining of the entire bore length can be performed before dan nary, for example, with the second cutting group in the region of the upper Totpu a short-working Bearbeitungsu ng to produce a special structure in the top dead center is performed.
Bei entsprechender variabler Steuerung des Verhältnisses zwischen Hubfrequenz u nd Drehfrequenz der Arbeitsspindel kann auf einfache Weise auch erreicht werden , ein solches Streifenhonen mit unterschiedlichen Honwinkeln in unterschiedlichen axialen Bohrungsabschnitten durchzuführen (vgl . z. B. Fig . 4 aus DE 1 0 2007 032 370 A1 ). With a corresponding variable control of the ratio between the stroke frequency and the rotational frequency of the work spindle, it is also possible in a simple manner to carry out such honing honing with different honing angles in different axial bore sections (cf., for example, FIG. 4 from DE 1 0 2007 032 370 A1 ).

Claims

Patentansprüche claims
1 . Honverfahren zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation , insbesondere zum Honen von Zylinderlaufflächen bei der Herstellung von Zyl inderblöcken oder Zylinderlaufbuchsen für Hub- kolbenmaschinen , 1 . Honing method for machining the inner surface of a bore in a workpiece by means of at least one honing operation, in particular for honing cylinder surfaces in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating piston machines,
wobei während einer Honoperation ein aufweitbares Honwerkzeug innerhalb der Bohrung zur Erzeugung einer Hubbewegung in Axialrichtung der Bohrung auf und ab bewegt und gleichzeitig zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht wird ,  wherein, during a honing operation, an expandable honing tool is moved up and down within the bore to produce a stroke movement in the axial direction of the bore and at the same time rotated to produce a rotational movement superimposed on the lifting movement,
wobei eine von der Kreiszyl inderform abweichende Bohrungsform erzeugt wird , dadurch gekennzeichnet,  wherein a different from the Kreiszyl inder form bore shape is generated, characterized
dass eine flaschenförmige Bohrung erzeugt wird , die anschließend an einen Bohrungseintritt einen ersten Bohrungsabschn itt mit einem ersten Durchmesser, entfernt von dem Bohrungseintritt einen zweiten Bohrungsabschn itt mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Bohrungsabschnitt einen Übergangsabschnitt mit einem kontinuierlichen Übergang vom ersten zum zweiten Durch messer aufweist,  a bottle-shaped bore is produced which, subsequent to a bore entry, has a first bore portion of a first diameter remote from the bore entry, a second bore portion having a second diameter greater than the first diameter, and between the first and second bore portions having a transition section with a continuous transition from the first to the second diameter,
wobei bei mindestens einer Honoperation ein Ringwerkzeug (200, 300, 400) verwendet wird , das mindestens eine ringförmige Schneidgruppe (220, 320, 420) mit mehreren um den Umfang eines Werkzeug körpers verteilten , radial zustellbaren Schneidstoff körpern aufweist, die als in Umfangsrichtung breite und in Axialrichtung schmale Honsegmente gestaltet sind , wobei eine in Axialrichtung gemessene axiale Länge der Honsegmente kleiner als die in U mfangsrichtu ng gemessene Breite u nd d ie axiale Länge des mit Schneidstoffkörpern ausgestatteten Schneidbereichs kleiner als der wirksame Außendurchmesser des Honwerkzeugs ist.  wherein in at least one honing operation, a ring tool (200, 300, 400) is used, the body having at least one annular cutting group (220, 320, 420) with several distributed around the circumference of a tool body, radially deliverable cutting material body, which is wide in the circumferential direction and axial segments are formed in the axial direction, wherein an axial length of the honing segments measured in the axial direction is smaller than the width measured in the circumferential direction and the axial length of the cutting area equipped with cutting bodies is smaller than the effective outside diameter of the honing tool.
2. Honverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zu nächst eine Bohrung mit kreiszyl indrischer Bohrungsform erzeugt wird und danach in einer Fla- schenhonoperation durch Honen mit axial variierendem Honabtrag eine flaschenförmi- ge Bohrungsform erzeugt wird . 2. honing process according to claim 1, characterized in that to the next a hole is produced with kreiszyl Indian bore shape and then in a bottle honing operation by honing with axially varying Honabtrag a bottle-shaped bore shape is generated.
3. Honverfahren nach Anspruch 2, dadurch geken nzeich net, dass bei der Fla- schenhonoperation ein aufweitbares Honwerkzeug mit mindestens einer ringförmigen Schneidgruppe verwendet wird , wobei Honsegmente der Schneidgruppe bei einem Abwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhängig keit von der Hubposition radi- al zugestellt und bei einem Aufwärtshub entsprechend der Flaschenform in Abhängigkeit von der Hubposition radial zurückgezogen werden . 3. honing method according to claim 2, characterized Porsche Style nzeich net that in the bottle honing operation an expandable honing tool is used with at least one annular cutting group, wherein honing segments of the cutting group in a downward stroke according to the bottle shape in dependence on the stroke position radi- al delivered and be withdrawn radially in an upstroke according to the bottle shape depending on the lifting position.
4. Honverfahren nach Anspruch 2, dadurch geken nzeich net, dass bei der Fla- schenhonoperation ein aufweitbares Honwerkzeug mit Honleisten verwendet wird , deren Länge mehr als 50% der Länge der Bohrung beträgt, wobei in einer ersten Phase das Honwerkzeug in einer ersten Hublage zwischen einem oberen und einen unteren U msteuerpu nkt auf und ab bewegt wird , danach in einer zweiten Phase der obere Un- steuerpunkt in krementell in Richtung des unteren Umsteuerpunkts verändert wird , so dass eine Verlagerung der Hublage in Richtung einer zweiten Hublage im Bereich des zweiten Bohrungsabschnitts erfolgt, und danach in einer dritten Phase das Honwerkzeug in der zweiten Hublage auf u nd ab bewegt wird . 4. honing method according to claim 2, characterized Porsche Style nzeich net that in the bottle honing operation an expandable honing tool is used with honing stones whose length is more than 50% of the length of the bore, wherein in a first phase, the honing tool in a first stroke position between Then, in a second phase, the upper control point is incrementally changed in the direction of the lower reversing point, so that a displacement of the stroke position in the direction of a second stroke position in the region of the second bore section takes place, and then in a third phase, the honing tool in the second stroke position is moved up and down.
5. Honverfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fla- schenhonoperation eine Glättungshonoperation zur Glättu ng des Bohrungsprofils im5. honing method according to claim 4, characterized in that after the Fla schenhonoperation a smoothing honing operation for Glättu ng the bore profile in
Übergangsbereich durchgeführt wird , wobei bei der Glättungshonoperation ein aufweitbares Honwerkzeug mit mindestens einer ringförmigen Schneidgruppe verwendet wird , wobei vorzugsweise bei der Glättungshonoperation die Schneidstoff körper m it konstanter Zustellkraft an die Innenfläche der Bohrung gedrückt werden . Transition region is performed, wherein in the smoothing honing an expandable honing tool is used with at least one annular cutting group, preferably in the smoothing honing the cutting material body are pressed m constant supply force to the inner surface of the bore.
6. Honwerkzeug , insbesondere zur Durchführung des Honverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Werkzeug körper (21 0, 31 0, 41 0), der eine Werkzeugachse definiert, mindestens einer an dem Werkzeug körper angebrachten Schneidgruppe (220, 320, 420) mit Schneidstoffkörpern zum materialabtragenden Bearbeiten der Innenfläche einer Bohrung , und einem der Schneidgruppe zugeordneten Schneidgruppen-Zustellsystem zur Ausübung einer radial zur Werkzeugachse wirkenden Zustellkraft auf d ie Schneidstoffkörper der Schneidgruppe, 6. honing tool, in particular for carrying out the honing method according to one of the preceding claims, with a tool body (21 0, 31 0, 41 0) defining a tool axis, at least one attached to the tool body cutting group (220, 320, 420) with cutting material bodies for material-removing machining of the inner surface of a bore, and a cutting group feed system assigned to the cutting group for exercising a feed force acting radially to the tool axis on the cutting material body of the cutting group,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Honwerkzeug (200, 300, 400) als Ringwerkzeug ausgebildet ist und mindestens eine ringförmige Schneidgruppe (220, 320, 420) mit drei oder mehr um den Um- fang des Werkzeug körpers verteilten , radial zustellbaren Schneidstoffkörpern (220-1 , 220-2, 220-3) aufweist, die als in Umfangsrichtung breite und in Axialrichtung schmale Honsegmente gestaltet sind , wobei eine in Axialrichtung gemessene axiale Länge (LHS) der Honsegmente kleiner als die in Umfangsrichtung gemessene Breite und die axiale Länge des mit Schneidstoffkörpern ausgestatteten Schneidbereichs kleiner als der wirksame Außendurchmesser des Honwerkzeugs ist. in that the honing tool (200, 300, 400) is designed as an annular tool and has at least one annular cutting group (220, 320, 420) with three or more radially displaceable cutting material bodies (220-1, 220-) distributed around the circumference of the tool body. 2, 220-3) shaped as circumferentially wide and axially narrow segments, wherein an axially measured axial length (LHS) of the honing segments is smaller than the width measured in the circumferential direction and the axial length of the cutting area provided with cutting bodies smaller than the effective outer diameter of the honing tool.
7. Honwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Honsegmente weniger als 30% des wirksamen Außendurchmessers des Horwerk- zeugs beträgt, insbesondere zwischen 10% und 20% dieses Außendurchmessers und/oder dass die axiale Länge der Honsegmente im Bereich von 5 mm bis 20 mm liegt und/oder dass die axiale Länge der Honsegmente weniger als 10% der Bohruncs- länge der zu honenden Bohrung beträgt. 7. honing tool according to claim 6, characterized in that the axial length of the Honsegmente less than 30% of the effective outer diameter of the Horwerk- stuff is, in particular between 10% and 20% of this outer diameter and / or that the axial length of the Honsegmente in the range of 5 mm to 20 mm and / or that the axial length of the Honsegmente is less than 10% of Bohruncs- length of the hole to be honed.
8. Honwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als die Hälfte des Umfangs einer ringförmigen Schneidgruppe (220, 320, 420), insbeson- dere mehr als 70% dieses Umfangs, mit Schneidstoff körpern besetzt ist. 8. honing tool according to claim 6 or 7, characterized in that more than half of the circumference of an annular cutting group (220, 320, 420), in particular more than 70% of this circumference, body is filled with cutting material.
9. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneidgruppe aus drei, vier, fünf oder sechs Honsegmenten besteht. 9. Honing tool according to one of claims 6 to 8, characterized in that a cutting group consists of three, four, five or six honing segments.
10. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidgruppe (220, 320, 420) derart in der Nähe eines spindelabgewandten Endes des Werkzeug körpers angeordnet ist, dass sich die Schneidgruppe ausschließlich in der spindelabgewandten Hälfte des Werkzeug körpers befindet. 10. honing tool according to one of claims 6 to 9, characterized in that the cutting group (220, 320, 420) is arranged in such body near a spindle end of the tool body, that the cutting group is body exclusively in the spindle facing away from half of the tool ,
1 1 . Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringwerkzeug (200, 300) eine einzige ringförmige Schneidgruppe (220, 320) aufweist, die vorzugsweise an einem freien Ende des Werkzeugkörpers (21 0, 31 0) angeordnet ist. 1 1. Honing tool according to one of claims 6 to 10, characterized in that the ring tool (200, 300) has a single annular cutting group (220, 320), which is preferably arranged at a free end of the tool body (21 0, 31 0).
12. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Schneidgruppe (320) zwei unabhängig voneinander zustellbare Gruppen von Honsegmenten (320-1 , 320-2) aufweist, wobei Honsegmente der Gruppen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. 12. Honing tool according to one of claims 6 to 1 1, characterized in that an annular cutting group (320) has two independently deliverable groups of Honsegmenten (320-1, 320-2), wherein Honsegmente of the groups are arranged alternately in the circumferential direction.
13. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringwerkzeug (400) eine erste ringförmige Schneidgruppe (420-1 ) und mindestens eine zweite ringförmige Schneidgruppe (420-2) aufweist, die axial versetzt zur ersten ringförmige Schneidgruppe angeordnet und unabhängig von der ersten ringförmigen Schneidgruppe zustellbar ist, wobei das Ringwerkzeug vorzugsweise genau zwei ringförmige Schneidgruppen aufweist. 13. Honing tool according to one of claims 6 to 10, characterized in that the ring tool (400) has a first annular cutting group (420-1) and at least one second annular cutting group (420-2) arranged axially offset from the first annular cutting group and is deliverable independently of the first annular cutting group, wherein the ring tool preferably has exactly two annular cutting groups.
14. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Honwerkzeug ein oder mehrere Sensoren eines Durchmessermesssystems angeordnet sind, wobei vorzugsweise zwischen benachbarten Honsegmenten am Werkzeug körper jeweils Messdüsen (440) eines pneumatischen Durchmessermess- Systems angebracht sind. 14. honing tool according to one of claims 6 to 13, characterized in that the honing tool one or more sensors of a diameter measuring system are arranged, preferably between adjacent honing segments on the tool body each measuring nozzles (440) are mounted a pneumatic diameter measuring system.
15. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeug körper ein integriertes, mehrachsig bewegliches Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk (350), vorgesehen ist. 15. honing tool according to one of claims 6 to 14, characterized in that the tool body an integrated, multi-axially movable joint, in particular a ball joint (350), is provided.
PCT/EP2014/054542 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool WO2014146919A1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14708570.8A EP2976184B2 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool
US14/777,996 US20160303702A1 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing Method and Honing Tool
SI201430539T SI2976184T2 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool
BR112015023549-2A BR112015023549B1 (en) 2013-03-18 2014-03-10 honing method and honing tool
JP2016503599A JP6092461B2 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing finishing method and honing finishing tool
KR1020157030004A KR101844124B1 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool
PL14708570T PL2976184T5 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool
ES14708570T ES2652645T5 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Grinding method and grinding tool
CN201480016875.9A CN105246649B (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and hone

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013204714.2A DE102013204714A1 (en) 2013-03-18 2013-03-18 Honing process and honing tool
DE102013204714.2 2013-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014146919A1 true WO2014146919A1 (en) 2014-09-25

Family

ID=50238395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/054542 WO2014146919A1 (en) 2013-03-18 2014-03-10 Honing method and honing tool

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20160303702A1 (en)
EP (1) EP2976184B2 (en)
JP (1) JP6092461B2 (en)
KR (1) KR101844124B1 (en)
CN (1) CN105246649B (en)
BR (1) BR112015023549B1 (en)
DE (2) DE102013204714A1 (en)
ES (1) ES2652645T5 (en)
HU (1) HUE035781T2 (en)
PL (1) PL2976184T5 (en)
SI (1) SI2976184T2 (en)
WO (1) WO2014146919A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225164A1 (en) 2014-12-08 2016-06-09 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Finishing method for producing a rotationally symmetrical bore with an axial contour
DE102015203052A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method for shaping
DE102015203051A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and processing machine for shaping
DE102015219884A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Engine block of an internal combustion engine
WO2017167829A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Gehring Technologies Gmbh Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores with a honing tool, and honing machine which is designed and equipped for making a cylindrical bore into a conical bore
DE102016205754A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing an engine block of an internal combustion engine
DE102017210187A1 (en) 2017-06-19 2018-12-20 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and processing machine for contour honing
EP3271097B1 (en) * 2015-05-26 2019-11-20 Gehring Technologies GmbH Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores using a honing tool
DE102018211685A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and machine for contour honing

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE538554C2 (en) * 2014-12-05 2016-09-20 Applied Nano Surfaces Sweden Ab Mechanochemical conditioning tool
DE102015209609A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 Gehring Technologies Gmbh Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores with a honing tool
DE102016104754A1 (en) 2016-03-15 2017-09-21 Gehring Technologies Gmbh Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores with a honing tool
DE102015221714A1 (en) 2015-11-05 2017-05-11 Gehring Technologies Gmbh Method and device for producing non-cylindrical bores with at least one recess by honing
CN105619271B (en) * 2015-12-25 2017-09-01 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 A kind of abrasive cut-off wheel method for machining bore
DE102017202573A1 (en) 2017-02-17 2018-08-23 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing tool and finishing process using the honing tool
DE102017204371B4 (en) * 2017-03-16 2024-01-18 DFH Ditmar Fischer Honsysteme GmbH Honing tool and method for honing a workpiece
DE102017117069B4 (en) * 2017-07-27 2022-07-14 Gehring Technologies Gmbh + Co. Kg Honing tool and method for honing
CN109725603A (en) * 2017-10-30 2019-05-07 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 Numerical control processing apparatus, method and storage equipment
DE102017221316A1 (en) 2017-11-28 2019-05-29 Nagel Maschinen- Und Werkzeugfabrik Gmbh Honing process and honing machine for performing the honing process
DE102018206113A1 (en) 2018-04-20 2019-10-24 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Finishing method for producing a non-circular cylindrical bore and fine machining system and grinding tool unit
CN108789128A (en) * 2018-06-13 2018-11-13 重庆高金实业有限公司 A kind of connecting rod for connecting working central cutter handle and honing head
CN108748265A (en) * 2018-06-13 2018-11-06 郭金玲 A kind of bolt on protection robot fastening soft material surface
DE102019201465A1 (en) 2019-02-05 2020-08-06 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing tool and finishing process using the honing tool
DE102019214867B4 (en) * 2019-09-27 2021-10-28 Kadia Produktion Gmbh + Co. Honing machine
DE102019219378A1 (en) 2019-12-11 2021-06-17 Mahle International Gmbh Cylinder liner for an internal combustion engine
DE102020106871A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Gehring Technologies Gmbh + Co. Kg Method for honing a workpiece opening

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1321229A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-25 Maschinenfabrik Gehring GmbH & Co. Method for forming a bore and honing machine for carrying out the method
EP1815944A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-08 NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH Method and apparatus for honing bore holes.

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR743405A (en) * 1931-11-25 1933-03-29
US3380197A (en) * 1965-09-20 1968-04-30 Micromatic Honc Corp Honing tool
DE1652074A1 (en) * 1967-01-28 1970-12-23 Oswald Kopp Shell segment with machining coating for expandable processing tools for workpiece bores
DE1576404A1 (en) 1967-04-19 1970-03-05 Rheinstahl Hanomag Ag Internal combustion engine cylinders
DE2810322C2 (en) 1978-03-10 1982-11-25 Peter 7442 Neuffen Nagel Honing machine
JPS57126539A (en) 1981-01-30 1982-08-06 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine
IT1154324B (en) * 1981-09-24 1987-01-21 Ex Cell O Corp ABRASIVE TOOL FOR FIXED DIAMETER WITH SINGLE PASS WITH MULTI-LAYER GRANULAR INSERTS
JPS6117154U (en) 1984-07-04 1986-01-31 マツダ株式会社 engine cylinder structure
JP2696853B2 (en) * 1987-09-19 1998-01-14 トヨタ自動車株式会社 Honing equipment
US5022196A (en) * 1987-09-30 1991-06-11 Sunnen Products Company Expandable honing tool
EP0413847A1 (en) * 1989-08-25 1991-02-27 Maschinenfabrik Gehring GmbH & Co. Homing tool for machining bore surfaces, especially cylinder bores
JPH0825210A (en) * 1994-07-11 1996-01-30 Toyota Motor Corp Honing device
DE19542892C2 (en) 1995-11-17 2000-08-10 Nagel Masch Werkzeug Method and device for honing piston races
GB2310704A (en) 1996-03-02 1997-09-03 Ford Motor Co Forming cylinder bores
AU2001251362A1 (en) * 2000-04-05 2001-10-23 Makino Inc. Fluid activated honing tool
DE10358150B4 (en) * 2003-12-10 2009-10-01 Gehring Gmbh & Co.Kg. Method for honing bores
DE102005018277B4 (en) 2005-04-14 2011-09-15 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Process for honing hard-particle-reinforced surfaces and honing tool
EP2279829B1 (en) 2005-11-25 2012-06-06 Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH Method for honing bores and honing tool therefor
JP4868577B2 (en) * 2006-03-28 2012-02-01 独立行政法人理化学研究所 ELID honing apparatus and method
DE102006062665A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Gehring Gmbh & Co. Kg Bore e.g. cylinder bore, processing method for reciprocating piston engine, involves determining deviations of initial shape of bore from target shape, determining correct data based on deviation, and determining parameters based on data
DE102007032370A1 (en) 2007-07-06 2009-01-08 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Method for fine honing of inner surface especially a cylinder bore in an IC engine by combined axial and rotational movement of the milling head
DE102007031589A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Daimler Ag Slug producing method for internal combustion engine, involves utilizing cutting tool which is arranged rotatably and/or adjustably on hollow cylinder that is adjusted coaxially to bore and arranged in axial direction of bore
JP2009078320A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Isuzu Motors Ltd Honing device for cylinder bore
CN201261161Y (en) * 2008-10-05 2009-06-24 韦星野 Cylinder part inner hole double-feed honing head
DE102009024227B4 (en) * 2009-06-08 2013-07-04 Daimler Ag cylinder crankcase
JP5400501B2 (en) * 2009-07-01 2014-01-29 本田技研工業株式会社 Honing head wheel head
DE112011101879T5 (en) * 2010-06-01 2013-03-21 Honda Motor Co., Ltd. Cylinder block and method for its processing
KR20120083232A (en) * 2011-01-17 2012-07-25 그롭-베르케 게엠베하 운트 코. 카게 Combined precision boring/honing machining method and machining device for implementing the method
JP2012183614A (en) * 2011-03-07 2012-09-27 Fuji Heavy Ind Ltd Honing apparatus
CN102744671B (en) * 2012-07-20 2014-10-15 上海交通大学 Perfect cylindrical hole honing head device and structure method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1321229A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-25 Maschinenfabrik Gehring GmbH & Co. Method for forming a bore and honing machine for carrying out the method
EP1815944A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-08 NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH Method and apparatus for honing bore holes.

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225164A1 (en) 2014-12-08 2016-06-09 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Finishing method for producing a rotationally symmetrical bore with an axial contour
DE102014225164B4 (en) * 2014-12-08 2017-10-12 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Finishing method for producing a rotationally symmetrical bore with an axial contour
DE102015203052A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method for shaping
DE102015203051A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and processing machine for shaping
WO2016131735A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method and processing machine for form honing
WO2016131736A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method for form honing
DE102015203052B4 (en) 2015-02-20 2024-04-04 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process for form honing
US10675730B2 (en) 2015-05-26 2020-06-09 Gehring Technologies Gmbh Method for producing rotationally symmetrical, non cylindrical bores using a honing tool
EP3271097B1 (en) * 2015-05-26 2019-11-20 Gehring Technologies GmbH Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores using a honing tool
CN106593674A (en) * 2015-10-14 2017-04-26 宝马股份公司 Engine block of an internal combustion engine
DE102015219884B4 (en) * 2015-10-14 2020-11-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Engine block of an internal combustion engine
CN106593674B (en) * 2015-10-14 2023-12-12 宝马股份公司 Engine block of internal combustion engine
DE102015219884A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Engine block of an internal combustion engine
KR20180126051A (en) * 2016-03-29 2018-11-26 게링 테크놀로지스 게엠베하 A method for creating a rotationally symmetric non-cylindrical bore designed and arranged to circularize a cylindrical bore using a honing tool and a honing machine
JP2019513563A (en) * 2016-03-29 2019-05-30 ゲーリンク テクノロジーズ ゲーエムベーハー Method of forming rotationally symmetric non-cylindrical bores designed and configured to bevel cylindrical bores using honing tools and machines
CN108883514A (en) * 2016-03-29 2018-11-23 格林技术有限公司 The method in the non-cylindrical hole of rotational symmetry is generated using hone and design and is arranged as the honing machine of cylindrical hole possibly tapered
KR102279990B1 (en) 2016-03-29 2021-07-22 게링 테크놀로지스 게엠베하 Method for creating rotationally symmetric non-cylindrical bores designed and arranged to conical cylindrical bores using honing tools and honing machines
CN108883514B (en) * 2016-03-29 2021-08-10 格林技术有限公司 Method for producing rotationally symmetrical non-cylindrical bores by means of honing tools and honing machine
JP7023240B2 (en) 2016-03-29 2022-02-21 ゲーリンク テクノロジーズ ゲーエムベーハー How to form a rotationally symmetric, non-cylindrical bore designed and configured to tilt a cylindrical bore using a honing tool and a honing machine.
WO2017167829A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Gehring Technologies Gmbh Method for producing rotationally symmetrical, non-cylindrical bores with a honing tool, and honing machine which is designed and equipped for making a cylindrical bore into a conical bore
CN108472785A (en) * 2016-04-07 2018-08-31 宝马股份公司 Method for the engine cylinder body for manufacturing internal combustion engine
DE102016205754A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing an engine block of an internal combustion engine
WO2018234114A1 (en) 2017-06-19 2018-12-27 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method and machine tool for contour honing
DE102017210187A1 (en) 2017-06-19 2018-12-20 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and processing machine for contour honing
DE102018211685A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing process and machine for contour honing
WO2020011541A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Honing method and machine tool for contour honing

Also Published As

Publication number Publication date
ES2652645T5 (en) 2021-08-02
KR20150132548A (en) 2015-11-25
SI2976184T2 (en) 2021-03-31
DE202014010306U1 (en) 2015-03-06
JP6092461B2 (en) 2017-03-08
BR112015023549A2 (en) 2017-07-18
SI2976184T1 (en) 2018-02-28
JP2016516595A (en) 2016-06-09
BR112015023549B1 (en) 2021-02-02
KR101844124B1 (en) 2018-03-30
EP2976184B1 (en) 2017-10-04
US20160303702A1 (en) 2016-10-20
PL2976184T3 (en) 2018-03-30
DE102013204714A1 (en) 2014-10-02
CN105246649A (en) 2016-01-13
CN105246649B (en) 2018-01-05
HUE035781T2 (en) 2018-05-28
ES2652645T3 (en) 2018-02-05
PL2976184T5 (en) 2021-04-19
EP2976184B2 (en) 2020-11-11
EP2976184A1 (en) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2976184B1 (en) Honing method and honing tool
EP3164244B1 (en) Honing tool and honing method
EP2279829B1 (en) Method for honing bores and honing tool therefor
EP1932620B1 (en) Method finishing of cylindrical inner surfaces of bores and finishing apparatus therefore
EP1815944B1 (en) Method and apparatus for honing bore holes.
EP2654986B1 (en) Machining method and machining tool for machining a curved workpiece surface
EP2551055A2 (en) Method and processing assembly for fine machining a crankshaft bearing bore
DE10358150B4 (en) Method for honing bores
EP3921118B1 (en) Honing tool and fine machining method using the honing tool
DE102015221714A1 (en) Method and device for producing non-cylindrical bores with at least one recess by honing
DE102010010901A1 (en) Method for finishing borehole in workpiece in internal combustion engine, involves interconnecting no drilling operation between manufacturing of prepared borehole
EP3582931B1 (en) Honing tool and fine machining method using the honing tool
EP3259098B1 (en) Honing method and processing machine for form honing
EP3641985A1 (en) Honing method and machine tool for contour honing
EP3259099B1 (en) Honing method for form honing and machining equipment
EP1815943A1 (en) Method and apparatus for honing bore holes.
WO2019201717A1 (en) Precision machining method for producing a non-circularly-cylindrical bore, precision machining system and grinding tool unit
DE102014225164B4 (en) Finishing method for producing a rotationally symmetrical bore with an axial contour

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14708570

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014708570

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014708570

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016503599

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157030004

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112015023549

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14777996

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112015023549

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20150915