DD281511A7 - Verfahren und vorrichtung zum honen der innenzylinderflaeche von werkstueckbohrungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Honen der Innenzylinderflaeche von Werkstueckbohrungen, mit der unter Anwendung eines rotierenden Honwerkzeuges mit radial zustellbaren Honsteinen modifizierte Zylinderformen herstellbar sind. Erfindungsgemaesz wird die geometrische Form der Innenzylinderflaeche durch Abrichten negativ auf die wirksame Mantellinie der Honsteine uebertragen, anschlieszend die Honsteine radial zurueckgezogen, das Honwerkzeug in die Werkstueckbohrung eingefuehrt und die Bearbeitung der Innenzylinderflaeche durch Rotation des Honwerkzeuges bei gleichzeitigem Radialvorschub der Honsteine vorgenommen. Dabei sind in einem Gehaeuse um eine Bezugsachse herum Abrichtelemente ein- und feststellbar angeordnet, wobei ein in eine Fuehrungsbohrung einfuehrbares Einstellnormal zur Justierung der Abrichtelemente benutzt wird. Fig. 1{Ballighonen; Abrichten; Einstellnormal; Abrichtvorrichtung; Abrichtelementeinstellung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Als Anwendungsgebiet der Erfindung kommt der Maschinen- und Fahrzeugbau, sowie der Sau von Verbrennungskraftmaschinen in Betracht. Din nrfindungsgemäße Vorrichtung soll vorzugsweise zur Bearbeitung schwer e e,-, schmierender Werkstoffe zur Anwendung gelangen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Feinbearbeitung von Innenzylinderflächen in Werkstückbohrungen wird bokannterweise so verfahren, daß das Honwerkzeug um eine Rotationsachse gedreht und gleichzeitig in Richtung dieser Rotationsachse axial hin- und herbewegt wird. Die im Honwerkzeug radial zur Rotationsachse zustellbaren Honsteine bev\ ken dabei eine feine Glättung der Oberfl Sehe der Werkstückbohrung, wobei der erreichbare Feinheitsgrad der Oberflächengüte von dem Zustand der Hünsteine unmittelbar abhängig ist. Diese werden deshalb zum '.'·. il von Zeit zu Zeit gereinigt oder abgerichtet. Makrogeometrisch betrachtet erzeugen die bekannten Honverfa: .en Kreiszylinderflächen oder bei der Anwendung kegeliger Honwerkzeuge kegelstumpfförmige Mantelflächen. Die Erzeugung 'ein balliger Zylinderflächen war bisher durch Honen nur schwer erreichbar.

Auf den bekannten Abrichtvorrichtungen wurde bisher auch nur eine Wiederherstellung der Schneidfähigkeit der Honsteine erreicht, mit der sis in die Lage versetzt wurden, eine Zylinderform zi. erzeugen, für die sie im Ausgangszustand ausgelegt waren. In der DE-PS 3128262; B 24 B 33/08 wird sin konzentrisch zur Honahle geführtes hohlzylindrisches Abrichtwerkzeug, welches mindestens einen, im allgemeinen mehrere am Innenumfang radial zustellbare Abziehsteine trägt, vorgestellt. Gemäß der DE-PS 3104369; B 24 B 33/08 besteht das Bearbei'ungselement aus einer HM-Leiste mit einer Anzahl geometrisch bestimmter Schneiden (ähnlich einer Räumnadel). Es wird in Verbindung mit einer konventionellen Honahle zum Aufrauhen der Werkstückoberfläche eingesetzt und bewirkt ein besseres Greifen und höhere Abtragsloistungen der Honsteine. Weitere Möglichkeiten der Profilierung und Schärfung von Honwerkzeugen sind der Einsatz von Egalisierhülsen für konventionelle Schneidstoffe sowie das Rundschleifen zwischen Spitzen aufgenommener Honköpfe und anschließendes Lippen von Hand, welches der Schärfung dient und außerhalb der Honmaschine vorgenommen wird. Der Nachteil der bisherigen Lösungen besteht darin, daß mittels dieser Abricht- bzw. Reinigungseinrichtungen keine gezielte Honsteintopgrafie erreichbar ist. Das heißt: für eine optimale Bearbeitung sind dem speziellen Anwendungsfall annepaßte Honwerkzeuge entsprechender Spezifikation erforderlich. Ein universeller Einsatz der Honwerkzeuge für unterschiedene Werkstoffe ist dadurch im allgemeinen nicht gegeben oder zumindest mit größeren Nachteilen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit verbunden.

Des weiteren kann mittels der bisherigen Lösungen keine vom Zylinder abweichende Werkzeugform durch Abrichten in der Honmaschine erzielt werden.

Die in der DE-PS 3128262 beschriebene Abrichtvorrichtung sieht eine achsparallele Anordnung der Abrasivsteine mit einem Abstand, der geringer sein soll als der der abzurichtenden Honsteine vor, wobei die Abrasivsteine eine Einlaufphase besitzen müssen, um die Neigung des gegenseitigen Verhakens der Steine zu vermindern. Die Durchführung des Abrichtvorganges ist an

das Einschwenken der Arbeitsspindel in die Abrichtposition bzw. das Einschwenken der Abrichtvorrichtung in die Arbeitsposition der Spindel gebunden oder die Vorrichtung ist anstelle des Werkstückes auf dem Tisch zu spannen. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß durch die achsparallele Anordnung der Abrasivsteine die Gefahr des Verhakens mit den abzuziehenden Steine besteht, die Abrichtoperation ein zusätzliches Einschwenken oder Aufspannen der Vorrichtung erfordert und eine gezielte Beeinflussung der Makro- und Mikrogeometrie des abzurichtenden Honwerkzeuges nicht möglich ist, weil die eingesetztun Abrasivleisten geometrisch unbestimmte Schneiden aufweisen.

Ziel der Erfindi'^g

Als Ziel der Erfindung werden folgende Vorteile angestrebt:

- Erweiterung der mit dem Honwerkzeug erzeugbaren Zylinderformen,

- flexible Anpassung der Abrichtgeometrie an wechselnde Bearbeitungsaufgaben und

- verminderter Zeitaufwand für das Abrichten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abrichtvorrichtung zu entwickeln, die eine Beeinflussung der Mikro- und Makrogeometrie des Honwerkzeuges gestattet, wobei eine Optimierung der Wegstrecken zwischen Arbeitsstellung und Abrichtstellung des Honwerkzeuges erreicht werden soll.

Ausgehend von einer Grundausstattung, bei der mehrere Abrichtelemente um eine Bezugsachse herum verteilt in einem Gehäuse radial zur Bezugsachse ein- und feststellbar gelagert sind, wird die Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß in axialer Richtung mehrere Abrichtelemente hintereinander angeordnet sind und jedem Abrichtelement eine radial wirksame Ein- und Feststellvorrichtung zugeordnet ist.

Zweckmäßigerweise bind die Abrichtelemente, die in axialer Richtung hintereinander liegen, zu Gruppen zusammengefaßt, die sich jeweils auf einer radial zur Bezugsachse ein- und feststellbaren Trägerleiste befinden.

Die Wirkung des Abrichtwerkzeuges, insbesondere zur Beeinflussung der Topografie der Honsteine wird nach einem besonderen Merkmal der Erfindung dadurch verbessert, daß die Abrichtelemente in Achsrichtung versetzt zueinander unter.

einem Winkel zur Bezugsachse geradlinig hintereinander angeordnet sind.

Bei dieser Art der Vorrichtungsgestaltung erweist es sich als vorteilhaft, die in Gruppen zusammengefaßten Abrichtelemente auf mehreren am Umfang der Führungsbohrung gleichmäßig verteilten und schräg zur Bezugsachse liegenden Trägerleisten anzuordnen, wobei das erste Abrichtelement einer Gruppe das letzte Abrichtelement der benachbarten Gruppe in Achsrichtung überdeckt.

Die kürzeste Wegstrecke zwischen Arbeits- und Abrichtstellung des Honwerkzeuges ergibt sich, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung unter der Werkstückspannvorrichtung mit ihrer Bezugsachse fluchtend zur Rotationsachse des Honwerkzeuges und zur Achse der Werkstückbohrung angeordnet ist, wobei eine schwimmende Lagerung des Gehäuses der Vorrichtung quer zur Rotationsachse des Honwerkzeuges dessen Einführung wesentlich erleichtert.

Bei der Anwendung der Vorrichtung wird die geometrische Form der Innenzylinderf lache durch Abrichten negativ auf die wirksame Mantellinie der Honsteine übertragen, anschließend die Honsteine radial zur Rotationsachse im Honwerkzeug zurückgezogen, das Honwerkzeug in die Werkstückbohrung eingeführt, wonach die Bearbeitung der Innenzylinderflächa durch Rotation des Honwerkzeuges erfolgt, während welcher die Honsteine radial in die Position gebracht werden, die sie während des Abrichtens eingenommen haben.

Zweckdienlicherweise ist die negative geometrische Form der Innanzylinderfläche Bestandteil der Außenzylinderfläche eines Einstellnormales, mit dessen Oberfläche die Abrichtwerkzeuge in Einstellkontakt gebracht werden.

Eine Optimierung der Wegstrecken zwischen Arbeitsstellung und Abrichtstellung des Honwerkzeuges wird dadurch erreicht, daß der Abrichlvorgang und die Bearbeitung der Innenzylinderflächa nacheinander in axial zueinander versetzten Achslagen iⁿ einer Fluchtlinie mit der Rotationsachse erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1: Einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit der Werkstückspannvorrichtung und dem Honwerkzeug,

Fig. 2: einen Schnitt nach Linie A-A, gemäß Fig. 1, Fig. 3: ein Einstellnormal für die Abrichtelemente.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1, das mit einer Führungsbohrung 2 ausgestattet ist. Das zylindrische Gehäuse 1 ist auf einer Lagerplatte 3 befestigt, die mittels einem Axiallager 4 auf dem Maschinontisch 5 der Honmaschine horizontal allseitig schwimmend gelagert ist, wobei Sicherungsbolzen zwischen Axiallager 4 uhd Lagerplatte 3 die Grenzen der Beweglichkeit festlegen. Die Achse der Führungsbohrung 2, die im weiteren Verlauf der Beschreibung als Bezugsachse 6 bezeichnet wird, steht dabei senkrecht in einer Fluchtlinie mit der Achse 7 der Werkstückbohrung des zu bearbeitenden Werkstückes 8, das in einer Spannvorrichtung Sauf einer Brücke 10 über dem Gehäuse 1 der Abrichtvorrichtung angeordnet ist.

Die Spannvorrichtung 9 ist in gleicher Weise v> ie dac Gehäuse 1 mit Hilfe einer Lagerplatte 11 über ein Axiallager 12 auf der Brücke 10 allseitig horizontal schwimmend gelagert und in seiner Beweglichkeit durch Sicherungsbolzen 13 begrenzt.

Das Gehäuse 1 der Abrichtvorrichtung ist von Schlitzen 14 durchdrungen, in denen radial zur Bezugsachse 6 verstellbare Trägsrleisten 16 gelagert sind und auf denen sich jeweils eine Gruppe von Abrichtelementen 16 befindet. Jedes Abrichtelement 1 β Ist auf einem Gewindestift 17 befestigt, der In einer Gewindebohrung in der Trägerleiste 15 verschraubbar

und mit einer Kontermutter 18 feststellbar ist. Die Trflgerlelsten 15 sind im Gehäuse 1 mit Gleitstiften 19 entgegen der Kraft von

Druckfedern 20 gehalten. Die Schlitze 14 und die Trägerleisten 15 kreuzen die parallel zur Bezugsachse 16 liegenden Mantellinien unter dem Winket α,

wobei sie am Umfang gleichmäßig verteilt derart angeordnet sind, daß die auf einer Trägerleiste 15 befindlichen

Abrichtelomente 16 mit den Abrichtelementen 16 auf der benachbarten Trägerleiste 15 in Achsrichtung teilweise zur Überdeckung gelangen. Das Gehäuse 1 wird von einer Zustellhülse 21 umschlossen die einen Innenkegel aufweist, an dem die Gleitstifte 19 anliegen. Gleichfalls am Gehäuse 1 ist drehbar und axial feststehend eine Zustellmutter 22 gelagert, die mit ihrem Verstellgewinde in ein Gegengewinde an der Zustellhülse 21 eingreift, weiche durch einen Stift 23 gegen Verdrehung gesichert ist. Alle Gewindestifte 19 der Abrichtelemente 16 sind durch Durchbrüche 24 in der Zustellhülse 21 für Einstellwerkzeuge zugänglich. Die Arbeitsspindel der Honmaschine befindet sich oberhalb der Spannvorrichtung 9, wobei das Honwerkzeug 25 mit seiner Rotationsachse 26 in einer Fluchtlinie mit der Achse 7 des Werkstückes 8 und der Bezugsachse 6 der Abrichtvorrichtung liegt. Das Honwerkzeug 25 ist in bekannter Weise mit radial zur Rotationsachse 26 einstellbaren Honsteinen 27 ausgestattet. In Fig.3 ist ein Einstellnormal 28 mit einer leicht konkav ausgebildeten Außenzylinderfläche 29 dargestellt, der sich axial

zylindrische Führungsflächen 30 anschließen. Die Balligkeit ist zur Verdeutlichung wesentlich größer dargestellt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Dem Ausführungsbeispiol ist die Bearbeitung eines Werkstückes 8 zugrundegelegt, dessen leicht ballig geformte Innenzylinderfläche durch Honen bearbeitet werden soll. Die geometrische Form dieser konvex-balligen Innenzylinderfläche ist

negatives Bestandteil der Außenzylinderfläche 29 des Einstellnormales 28.

Zur Einstellung der Abrichtvorrichtung wird zunächst die Zustellmutter 22 soweit verdreht, bis die Trägerleisten 15 radial nach

außen bewegt ein Entfernen der Abrichtelemente 16 soweit bewirken, daß sich das Einstellnormal 28 in die Führungsbohrung 2einschieben läßt.

Die richtige axiale Stellung des Einstellnormales 28 ist erreicht, wenn es mit seine Stirnseite an der Lagerplatte 3 anliegt. Die

radiale Fixierung erfolgt über die Führungsflächen 30 in der Führungsbohrung 2. Durch Verdrehen der Zustellmuter 22 werdennun alle Trägerleisten 15 vollständig radial zugestellt. Dann erfolgt durch Verdrehen der Gewindestifte 17 die Zustellung jedeseinzelnen Abrichtelementes 16, bis es in Oberflächeiikontakt mit der Außenzylinderfläche 29 des Einstellnormales 28 gelangt,worauf es durch Verdrehen der Kontermutter 18 in dieser Lage fixiert wird. Daraufhin werden die Trägorleisten 15 durch

Betätigung der Zustellmutter 22 radial von der Bezugsachse 6 entfernt, worauf sich das Einstellnormal 28 axial aus der Führungsbohrung 2 herausziehen läßt. Nach Wiederzustellung der Trägerleisten 15 in die Ausgangsposition ist die Abrichtvorrichtung einsatzbereit. Im weiteren Verlauf wird nun das Honwerkzeug 25 entlang der Rotationsachse 26 in das Gehäuse 1 eingeführt und in einer axial

definierten Stellung festgehalten.

Die Honsteine 27 sind dabei zunächst radial in Richtung der Rotationsachse 26 zurückgezogen. Nachdem die Abrichtstellung erreicht ist, wird die Rotationsbewegung des Honwerkzeuges 25 eingeleitet und die Honsteine 27

werden radial auf die Abrichtelemente 16 zugeführt, bis sie auf die notwendige Länge entsprechend der zu erzeugenden

Innenzylinderfläche abgerichtet sind. Die Entfernung des Honwerkzeuges 25 aus der Führungsbohrung 2 vollzieht sich nach dem

radialen Zurückziehen der Honsteine 27, worauf das Honwerkzeug 25 in die Werkstückbohrung eingeführt wird. Die Bearbeitungder Innenzylinderfläche der Werkstückbohrung erfolgt durch Rotation des Honwerkzeuges 25, wobei die Honsteine 27 radial indie Position verschoben werden, die sie am Ende des Abrichtvorganges eingenommen hatten. Den Schluß der Bearbeitungbildet das radisle Zurückziehen der Honsteine 27, worauf das Honwerkzeug axial aus der Werkstückbohrung herausgezogen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch zum Abrichten von Honwerkzeugen geeignet, mit denen nach bekannten Verfahren

vollzylindrischen Bohrungen bearbeitet werden. Dazu ist die Außenzylinderfläche 30 des Einstellnormales 28 ebenfallsvollzylindrisch ausgebildet.

Entsprechend dem Einsatzlall kann die geforderte Honsteintopografie gezielt durch die Anzahl der in Eingriff zu bringenden Abrichtelemente, durch die radiale Abrichtstellung pro Hub bzw. den Zustelldruck sowie durch das einzustellende Verhältnis der Arbeitsbewegungen (Rotation und Hub) beim Abrichten beeinflußt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Honen der Innenzylinderflächen von Werkstückbohrungen mit Abrichtelementen, die um eine Bezugsachse herum verteilt in einem Gehäuse radial zur Bezugsachse ein- und

. feststellbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung mehrere Abrichtelemente (16) hintereinander angeordnet sind und jedem Abrichtelement (16) eine radial wirksame Ein- und Feststellvorrichtung (17; ί8) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtelemente (16), die in axialer Richtung hintereinander liegen, zu Gruppen zusammengefaßt sind, die sich jeweils auf einer radial zur Bezugsachse (6) ein- und feststellbaren Trägerleiste (15) befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtelemente (16) in Achsrichtung versetzt zueinander unter einem Winkel (α) zur Bezugsachse (6) geradlinig hintereinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gruppen zusammengefaßten Abrichtelemente (16) auf mehreren am Umfang der Führungsbohrung (2) gleichmäßig verteilten und schräg zur Bezugsachse (6) liegenden Trägerleisten (15) angeordnet sind, wobei das erste Abrichtelement einer Gruppe das letzte Abrichtelement der benachbarten Gruppe in Achsrichtung überdeckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung unter der Werkstückspannvorrichtung (9) mit ihrer Bezugsachse (6) fluchtend zur Rotationsachse (26) des Honwerkzeuges (25) und zur Achse (7) der Werkstückbohrung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) in einem Axiallager (4) quer zur Rotationsachse (26) des Honwerkzeuges (25) begrenzt schwimmend aufgenommen ist.