DE4432514A1

DE4432514A1 - High precision cutting cylindrical surfaces on workpieces of iron alloy

Info

Publication number: DE4432514A1
Application number: DE19944432514
Authority: DE
Original assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-14

Abstract

The machining procedure entails subjecting the workpiece to a hardening process before turning. The hardened workpiece is turned down by hardening turning to a turned down dimension with a dimensional tolerance larger than 10 mu m and with a surface roughness larger than Rz 2 mu m. With turning down of the workpiece the dimensional tolerance refers to the enclosing circle of the surface roughness which also has a base circle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum abtragenden, hoch genauen Bearbeiten von zylindrischen Flächen an Werkstücken aus einer härtbaren Eisenlegierung, insbesondere aus härtbarem Stahl, durch Drehen und Schleifen. Das Verfahren ist insbesondere bestimmt für die industrielle Serien fertigung von solchen Werkstücken, die in Losen großer Stückzahl gleich anfallen. Dabei erfahren alle Werkstücke eines Loses die gleiche Bearbeitung, für die Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertigrauhigkeit vorgegeben sind. Von Los zu Los können sich diese Endmaße unterscheiden. Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt in einer Bearbei tungslinie. Die Anlage weist die entsprechend gereihten Bearbeitungsstationen und Fördereinrichtungen für die Werk stücke auf.The invention relates to a method of ablating, high precise machining of cylindrical surfaces on workpieces from a hardenable iron alloy, in particular from hardenable steel, by turning and grinding. The procedure is especially intended for industrial series manufacture of such workpieces in large lots Number of pieces accrued immediately. All workpieces are experienced of a lot the same processing, for the final values in with regard to finished dimensions and finished roughness are specified. These gauge blocks can differ from lot to lot. The workpieces are machined in one process line. The system shows the corresponding Processing stations and conveyor systems for the plant pieces on.

Im Rahmen der aus der Praxis bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, wird ein ungehärteter Werkstückroh ling im weichen, ungehärteten Zustand abgedreht und als abgedrehtes Werkstück gehärtet. Das gehärtete Werkstück wird in einer Schleifstation geschliffen. Der Schleif vorgang ist gleichsam ein Grobschleifen. Verläßt das Werk stück die Schweißstation, so liegen die Maßtoleranzen z. B. im Bereich von 10 bis 15 µm, die Geometrietoleranzen im Bereich von 3 bis 10 µm, die Oberflächenrauhigkeit im Bereich von Rz 2 bis 10 µm. Durch ein anschließendes Honen erreicht man die folgenden Endqualitätsparameter, nämlich Maßtoleranzen im Bereich von 1 bis 5 µm, Geometrietole ranzen im Bereich von 0,5 bis 3 µm, Oberflächenrauhigkeit im Bereich von Rz 0,2 bis 0,6 µm.As part of the measures known from practice, from which the invention is based, an unhardened workpiece blank is turned in the soft, unhardened state and hardened as a turned workpiece. The hardened workpiece is ground in a grinding station. The grinding process is roughly a rough grinding. If the workpiece leaves the welding station, the dimensional tolerances are z. B. in the range of 10 to 15 microns, the geometry tolerances in the range of 3 to 10 microns, the surface roughness in the range of Rz 2 to 10 microns. Subsequent honing achieves the following final quality parameters, namely dimensional tolerances in the range from 1 to 5 µm, geometric tolerances in the range from 0.5 to 3 µm, surface roughness in the range from Rz 0.2 to 0.6 µm.

Die Anlage, die für die Durchführung der bekannten Maßnah men eingerichtet ist, ist mit entsprechenden Bearbeitungs maschinen ausgerüstet.The system necessary for the implementation of the known measure menu is set up with appropriate editing machines equipped.

Die bekannten Maßnahmen haben sich bewährt. Sie sind jedoch zeitaufwendig und lassen ohne weiteres kurze Taktzeiten nicht zu. Zwischen den einzelnen Bearbeitungsmaschinen müssen häufig Puffer im fertigungstechnischen Sinne vorge sehen werden, weil die Bearbeitungsmaschinen mit unter schiedlichen Taktzeiten arbeiten. Die bekannten Maßnahmen verursachen daher hohe Fertigungskosten und sind in anlagentechnischer Hinsicht aufwendig. Die Leistung ist verbesserungsbedürftig.The known measures have proven themselves. However, you are time consuming and easily leave short cycle times not to. Between the individual processing machines Often, buffers in the production engineering sense must be pre- will be seen because the processing machines with below work at different cycle times. The known measures therefore cause high manufacturing costs and are in technically complex. The performance is in need of improvement.

Im Rahmen der Bearbeitung von Werkstücken, die zu bear beitende kreiszylindrische Flächen nicht aufweisen und bei denen an die Genauigkeit weniger strenge Anforderungen gestellt werden, z. B. bei der Herstellung von Synchron kegeln an Getrieberädern, ist es bekannt, die Werkstücke zuerst zu härten, durch Hartdrehen mit einem Vorschub von 0,1 mm/Umdrehung und niedriger sowie mit einer Schnitt geschwindigkeit im Bereich von 60 bis 150 m/min abzudrehen. Im Anschluß daran erfolgt ein Honen zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von bis zu Rz 1 µm. Das Honen wird in der Praxis auch als Finishen oder Feinschleifen bezeichnet. Zum Begriff Hartdrehen wird auf die Literaturstelle "Werk statt und Betrieb" (1994), Seiten 320 bis 322, verwiesen. Bei den insoweit bekannten Maßnahmen ist es nicht möglich, mit extrem hoher Genauigkeit die Entqualitätsparameter ein zuhalten. Die Maßtoleranz kann beim Hartdrehen nicht sicher unter 10 µm gebracht werden, da beim Hartdrehen eine In-Prozeß-Meßeinrichtung wegen der hohen Werkstückdrehzahl nicht eingesetzt werden kann. Die Rauhtiefe, die beim Drehen entsteht, ist stark abhängig vom Vorschub und damit von der Bearbeitungszeit. Rauhtiefen kleiner Rz 2 µm lassen sich durch Hartdrehen nicht mehr wirtschaftlich herstellen.As part of the machining of workpieces to be machined not have circular circular cylindrical surfaces and those who have less stringent requirements for accuracy be put, e.g. B. in the production of synchronous cone on gear wheels, it is known the workpieces to harden first, by hard turning with a feed of 0.1 mm / revolution and lower as well as with one cut speed in the range of 60 to 150 m / min. This is followed by honing to achieve one Surface roughness of up to Rz 1 µm. Honing is in in practice also referred to as finishing or fine grinding. The term "hard turning" refers to the reference "Werk instead and operation "(1994), pages 320 to 322. With the measures known so far, it is not possible the de-quality parameters with extremely high accuracy to keep. The dimensional tolerance cannot be certain when hard turning brought under 10 microns, since a hard turning In-process measuring device due to the high workpiece speed cannot be used. The surface roughness, which the Turning is strongly dependent on the feed rate and therefore on the processing time. Leave roughness depths less than Rz 2 µm can no longer be produced economically by hard turning.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, anzu geben, wie bei dem eingangs beschriebenen Verfahren auf einfache Weise und unter Verzicht auf eine klassische Schleifbearbeitung extrem hohe Qualitätsparameter erreicht werden können, und zwar mit hoher Leistung und kurzen Takt zeiten.The invention is based on the technical problem give up, as in the method described above simple way and without a classic Grinding processing achieved extremely high quality parameters can be, with high performance and short cycle times.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum abtragenden, hochgenauen Bear beiten von zylindrischen Flächen an Werkstücken aus einer härtbaren Eisenlegierung, insbesondere aus härtbarem Stahl, durch Drehen und Schleifen, mit den folgenden Merkmalen:To solve this technical problem is the subject of Invention a method for ablative, high-precision Bear machining of cylindrical surfaces on workpieces from one hardenable iron alloy, especially of hardenable steel, by turning and grinding, with the following features:

1.1) das Werkstück wird vor dem Drehen der Här tungsbehandlung unterworfen,1.1) the workpiece is turned before turning the hardness subject to treatment,
1.2) das gehärtete Werkstück wird durch Hartdrehen mit einer Maßtoleranz von größer 10 µm sowie mit einer Rauhtiefe von größer Rz 2 µm auf das Abdrehungsmaß abgedreht, 1.2) the hardened workpiece is hard turned with a dimensional tolerance of greater than 10 µm as well with a surface roughness greater than Rz 2 µm Calibration dimension turned off,
1.3) beim Abdrehen des Werkstückes gemäß Merkmal 1.2) bezieht sich die Maßtoleranz auf den Hüllkreis der Oberflächenrauhigkeit, die außerdem einen Grundkreis aufweist,1.3) when turning off the workpiece according to the feature 1.2) the dimensional tolerance relates to the Envelope circle of surface roughness that also has a base circle,
1.4) das abgedrehte Werkstück wird unmittelbar durch Honen auf die Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertigrauhigkeit gebracht,1.4) the turned workpiece is immediate by honing the final values with respect to Finished size and finished roughness,
1.5) beim Honen wird die Weg/Zeit-Funktion der Abtragtiefe im Bereich zwischen Hüllkreis und Grundkreis sowie über den Grundkreis hinaus gehend gemessen und aus diesen Messungen wird der Umschlagpunkt in der Weg/Zeit-Funktion ermittelt, hinter dem die Abtraggeschwindig keit mit praktisch konstantem Wert ausläuft,1.5) during honing, the path / time function of the Removal depth in the area between the enveloping circle and Base circle and beyond the base circle measured and these measurements become the transition point in the path / time function determined, behind which the removal rate expires with a practically constant value,
1.6) das Abdrehen wird über den Vorschub des Ab drehwerkzeuges so gesteuert, daß der Grund kreis der beim Abdrehen erzeugten Rauhtiefe mit möglichst geringem Abstand an den im Merk mal 1.5) definierten Umschlagpunkt anschließt,1.6) the twisting is done by feeding the Ab turning tool controlled so that the reason circle of the roughness generated when turning with the smallest possible distance to the in the Merk times 1.5) connects the defined transfer point,

wobei das Merkmal 1.4) und das Merkmal 1.5) mit einer In-Prozeß-Meßsteuereinrichtung durchgeführt werden, die einen Rechner aufweist, und wobei der Rechner das Abdrehen nach Maßgabe des Merkmals 1.6), unter Berücksichtigung der vorgegebenen Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertig rauhigkeit, steuert. Im Rahmen der Erfindung wird man das gehärtete Werkstück durch Hartdrehen mit einem Vorschub im Bereich von größer als 0,1 mm/Umdrehung bis 0,3 mm/Umdrehung und einer Schnittgeschwindigkeit von 80 bis 150 m/min auf die vorgegebene Maßtoleranz abdrehen. Überraschenderweise sind hohe Genauigkeiten erreichbar, nämlich Maßtoleranzen bis unter 3 µm, Geometrietoleranzen bis unter 0,5 µm und Oberflächenrauhtiefen bis unter Rz 0,1 µm. - Im Rahmen der Erfindung ist der Schleifvorgang ein Feinschleifen, nämlich ein Honen.where the feature 1.4) and the feature 1.5) with a In-process measurement control device to be performed has a computer, and wherein the computer twisting in accordance with feature 1.6), taking into account the predetermined final values in relation to finished dimensions and finished roughness, controls. In the context of the invention one will hardened workpiece by hard turning with a feed in Range from greater than 0.1 mm / revolution to 0.3 mm / revolution and a cutting speed of 80 Turn to 150 m / min to the specified dimensional tolerance. Surprisingly, high accuracies can be achieved namely dimensional tolerances down to less than 3 µm, geometrical tolerances down to 0.5 µm and surface roughness down to Rz 0.1 µm. - In the context of the invention is the grinding process a fine grinding, namely honing.

Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens. So kann beim Abdrehen eine Neuhärtebildung zugelassen und diese durch das Honen abgearbeitet werden. Nach bevorzugter Ausfüh rungsform der Erfindung berücksichtigt der Rechner der Meß steuereinrichtung die Drehtoleranzen beim Hartdrehen. Um aus den Meßergebnissen den Umschlagpunkt abzuleiten, bestehen mehrere Möglichkeiten. Er kann an der der Weg/Zeit-Funktion entsprechenden Kurve als ein kleiner Knick abgelesen werden. Am einfachsten ist es, so vorzu gehen, daß der Rechner aus der beim Honen gemessenen Weg/Zeit-Funktion die zugeordnete Geschwindigkeitsfunktion differenziert, die den Umschlagpunkt (in der entsprechenden Kurve) als deutlichen Knickpunkt ausweist. Von besonderer Bedeutung ist die Anwendung des beschriebenen Verfahrens für die Herstellung von Werkstücken, insbesondere von Werkstücken für die Massenfertigung, von Kraftfahrzeug motorbauteilen und Lagern, die bei kurzer Bearbeitungszeit eine Maßtoleranz von unter 3 µm, eine Geometrietoleranz von unter 0,5 µm und eine Oberflächenrauhigkeit von unter 0,1 µm aufweisen müssen. There are several options for the others Training of the method according to the invention. So at Turning a new hardness formation allowed and this through honing can be processed. After preferred execution Form of the invention takes into account the computer of measurement control device the turning tolerances during hard turning. Around derive the transition point from the measurement results, there are several options. He can at the Path / time function corresponding curve as a small one Kink can be read. It is easiest to do so go that the calculator from that measured during honing Distance / time function the assigned speed function differentiated, which is the transition point (in the corresponding Curve) as a clear break point. Of special The use of the described method is important for the production of workpieces, in particular of Workpieces for mass production, of motor vehicles engine components and bearings with a short machining time a dimensional tolerance of less than 3 µm, a geometry tolerance of less than 0.5 µm and a surface roughness of less than 0.1 µm.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine abtra gende Bearbeitung an Werkstücken aus einer härtbaren Eisenlegierung, insbesondere aus härtbarem Stahl, hochgenau über die gesamte zu bearbeitende Oberfläche, unter Verzicht auf das bis heute übliche Schleifen in Form eines Grob schleifens in der Arbeitsfolge Weichdrehen-Härten- Schleifen-Honen, mit extremer Genauigkeit möglich ist. Das ist möglich, wenn die zu bearbeitende Oberfläche eine zylindrische Fläche ist, wenn das Drehen als Hartdrehen durchgeführt wird, das Härten also vorgezogen wird und wenn die Steuerung des Hartdrehens über den Vorschub in Abhängigkeit von dem Bearbeitungsergebnis insgesamt unter Einsatz einer rechnergestützten In-Prozeß-Meßsteuerung beim Honen erfolgt. Es versteht sich, daß diese In-Prozeß-Meß steuerung auch die Honbearbeitung steuert. Dem Rechner werden die Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertig rauhigkeit, werkstückabhängig, vorgegeben. Die Erfindung erreicht sehr kurze Gesamtzeiten des Bearbeitungsvorganges für die einzelnen Werkstücke.The invention is based on the knowledge that an abtra processing on workpieces from a hardenable Iron alloy, especially made of hardenable steel, highly precise over the entire surface to be machined, without to the coarse grinding that is still common today grinding in the soft turning-hardening- Grinding honing is possible with extreme accuracy. The is possible if the surface to be machined is a cylindrical surface is when turning as hard turning is carried out, so hardening is preferred and if the control of hard turning via the feed in Dependence on the processing result as a whole Use of a computer-aided in-process measurement control at Honing is done. It is understood that this in-process measurement control also controls the honing process. The calculator are the final values in relation to finished dimensions and finished roughness, depending on workpiece, specified. The invention achieves very short total processing times for the individual workpieces.

Ein Beispiel mag dieses erläutern: Verlangt ein Werkstück nach der Bearbeitung eine Endrauhtiefe von Rz 1 µm und führt man dazu die Drehbearbeitung so durch, daß die Rauh tiefe nach dem Drehen eine Rauhtiefe von fast Rz 2 µm aufweist, um danach durch Honen das Endmaß und die Endrauh tiefe von Rz 1 µm herzustellen, so ergibt sich eine Gesamt zeit der Bearbeitung von 6,6 min/Werkstück. Arbeitet man demgegenüber bei einem gleichen Werkstück nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren mit einer Rauhtiefe nach dem Drehen von etwa 6 µm, so kommt man zu einer Gesamtzeit der Bear beitung von nur 2 min/Werkstück. Die Zeitersparnis ist also beachtlich. Von besonderem Vorteil ist, daß die Honsteine sich mit der Bearbeitung jedes neuen Werkstückes durch dessen Drehrauhigkeit selbst stärken.An example may explain this: Requires a workpiece after processing, a final roughness of Rz 1 µm and you do the turning so that the rough depth after turning a roughness depth of almost Rz 2 µm has afterwards by honing the final dimension and the final roughness depth of Rz 1 µm to produce a total processing time of 6.6 min / workpiece. You work in contrast, with the same workpiece according to the inventions method according to the invention with a roughness depth after turning of about 6 µm, so you get a total bear time Processing of only 2 min / workpiece. So the time saving is remarkable. It is particularly advantageous that the honing stones with the processing of every new workpiece strengthen its turning roughness itself.

Im folgenden werden die Erfindung und die zur Erfindung gehörenden technologischen Zusammenhänge anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigenIn the following, the invention and the invention related technological relationships based on a Drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 shows the diagram of a plant for carrying out the OF INVENTION to the invention process,

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des er findungsgemäßen Verfahrens anhand von Meßschrieben, Fig. 2 is a graph for explaining the inventive method based on he Meßschrieben,

Fig. 3 eine graphische Darstellung zur geometrischen Er läuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3 is a graphical representation of the geometric He clarification of the inventive method.

Die Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens, der über ein Transportband 1 mit Ladegreifern und Endladegreifern 2 die zu bearbeitenden Werkstücke im gehärteten Zustand zugeführt werden. Die Härtestation wurde nicht gezeichnet. Man erkennt die Dreh station 3 und die Honstation 4. In der Drehstation 3 erfolgt das Hartdrehen der Werkstücke, wie es den beschrie benen Merkmalen 1.2) und 1.3) entspricht. Danach erfolgt wie beschrieben das Honen in der Honstation 4 nach Maßgabe der Merkmale 1.4) und 1.5). Im übrigen erkennt man eine In-Prozeß-Meßsteuereinrichtung 5 mit Rechner 6 und Meßwert abnahme beim Honen über einen geeigneten Meßtaster 7. Die Meßwerte werden dem Rechner 6 zugeführt, der wie beschrie ben arbeitet und über die Maschinensteuereinrichtungen 8 und 9 die Drehbearbeitung bzw. die Honbearbeitung steuert. Fig. 1 shows a system for performing the inventive method according to the invention, the workpieces to be machined are fed in a hardened state on a conveyor belt 1 with loading grippers and discharge grippers 2 . The hardening station was not drawn. The rotary station 3 and the honing station 4 can be seen . In the turning station 3 , the workpieces are turned hard, as it corresponds to the described features 1.2) and 1.3). Then, as described, honing takes place in honing station 4 in accordance with features 1.4) and 1.5). Moreover, one can see an in-process measuring control device 5 with computer 6 and measured value decrease during honing via a suitable probe 7 . The measured values are fed to the computer 6 , which operates as described and controls the turning or honing operation via the machine control devices 8 and 9 .

Die Fig. 2 zeigt eine obere und eine untere graphische Dar stellung, welche die Honbearbeitung erläutern. Auf der Abszissenachse der beiden graphischen Darstellungen ist die Zeit t eingetragen. Fig. 2 shows an upper and a lower graphical position, which explain the honing. The time t is entered on the abscissa axis of the two graphic representations.

Auf der Ordinatenachse der oberen graphischen Darstellung in Fig. 2 ist die Abtragstiefe AT dargestellt. Man erkennt in der oberen graphischen Darstellung als Kurve die Weg/Zeit-Funktion 10 der Abtragstiefe. Die Weg/Zeit-Funk tion fällt zunächst im Teilstück 11 in der Zeitspanne t₂-t₁ steil ab und geht dann über einen Bogen 12 in der Zeitspanne t₃-t₂ in eine Gerade 13 über. Diese erreicht in der Zeitspanne t₅-t₄ das genaue Fertigmaß AT_o. Durch Honen wurde nach Erreichen der Zeit t₃ das Maß AT abgetragen. Die vorgegebene Fertigrauhigkeit war jedoch bereits bei t₄ erreicht. Die Honbearbeitung mußte über t₄ hinaus bis zur Zeit t₅ fortgesetzt werden, um das Werkstück auf das vorgegebene Fertigmaß zu bringen.The removal depth AT is shown on the ordinate axis of the upper graph in FIG. 2. The path / time function 10 of the removal depth can be seen in the upper graphical representation as a curve. The way / time function first falls in section 11 in the period t₂-t₁ from steep and then goes over an arc 12 in the period t₃-t₂ into a straight line 13 . This reaches the exact finished dimension AT _o in the period t₅-t₄. The measurement AT was removed by honing after reaching t 3. However, the specified finished roughness was already achieved at t₄. Honing had to be continued beyond t₄ until time t₅ in order to bring the workpiece to the specified finished size.

Auf der Ordinatenachse der unteren graphischen Darstellung der Fig. 2 ist die Abtraggeschwindigkeit AV für die zu der oberen graphischen Darstellung erläuterte Weg/Zeit-Funktion 10 als Geschwindigkeit/Zeit-Funktion 14 als Kurve darge stellt. Sie wurde z. B. durch Differenzieren der Weg/Zeit-Funktion 10 mit Hilfe des Rechners gebildet. Man erkennt zu Beginn der Honbearbeitung in der Zeitspanne t₂-t₁ einen Kurvenabschnitt 15 mit kleiner Abtraggeschwin digkeit, in der Zeitspanne t₃-t₂, entsprechend dem Bogen 12 in der oberen graphischen Darstellung, einen Kurven abschnitt 16 mit hoher Abtraggeschwindigkeit und an schließend, entsprechend der abfallenden Geraden 13 der oberen graphischen Darstellung, die waagerechte Gerade 17, die eine konstante Abtraggeschwindigkeit bedeutet.On the ordinate axis of the lower graphical representation of FIG. 2, the removal speed AV for the path / time function 10 explained for the upper graphical representation is represented as a speed / time function 14 as a curve. It was e.g. B. formed by differentiating the distance / time function 10 with the help of the computer. It can be seen at the beginning of honing in the period t₂-t₁ a curve section 15 with a small removal speed, in the period t₃-t₂, corresponding to the curve 12 in the upper graphic representation, a curve section 16 with a high removal rate and then closing, according to the descending straight line 13 of the upper graph, the horizontal straight line 17 , which means a constant removal rate.

Es wurde bereits im Zusammenhang mit der oberen graphischen Darstellung erwähnt, daß bei t₄ die Fertigrauhigkeit des Werkstückes bereits erreicht war. Das wird erfindungsgemäß ausgenutzt, weil das Abdrehen über den Vorschub des Abdrehwerkzeuges so gesteuert wird, daß der Grundkreis der beim Abdrehen erzeugten Rauhtiefe mit möglichst geringem Abstand an den in Merkmal 1.5) definierten Umschlagpunkt anschließt, der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 18 versehen wurde. Im Beispiel ist so durch Anwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens die Zeitspanne t₅-t₄ für die Bear beitung des der graphischen Darstellung zugrundeliegenden Werkstückes eingespart worden.It has already been mentioned in connection with the upper graphic representation that the finished roughness of the workpiece had already been reached at t₄. This is used according to the invention because the turning is controlled via the feed of the turning tool in such a way that the base circle of the roughness generated during turning adjoins the transition point defined in feature 1.5) with the smallest possible distance, which was given the reference symbol 18 in FIG. 2 . In the example, the time span t₅-t₄ for the machining of the workpiece on which the graphical representation is based has been saved by using the method according to the invention.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die in der vorstehenden Erläuterung nicht behandelten Toleranz probleme berücksichtigen. Dazu wird auf die Fig. 3 verwie sen. Die Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch ein kreis zylindrisches Werkstück 19 mit Achse 20 und makroskopisch vergrößerter Oberfläche 21. In der Fig. 3 bezeichnet D_D den Hüllkreisdurchmesser unter Berücksichtigung des Drehtole ranzbereiches und T_D diesen Toleranzbereich beim Drehen. R_z bezeichnet die Rauhtiefe beim Drehen. R_{z max} bezeichnet die Rauhtiefe, die sich beim Drehen mit großem Vorschub einstellt. T_R gibt den Bereich der Rauhtiefentoleranz beim Drehen an. In der Fig. 3 bezeichnet D_F den Durchmesser nach der Honbearbeitung und T_F den Toleranzbereich beim Honen. Durch Schraffur wurde eine Neuhärtezone a dargestellt, die sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Hart drehen einstellen kann, die jedoch nach dem erfindungs gemäßen Verfahren abgearbeitet wird, - und die Honbearbei tung wird so geführt, daß die Neuhärtezone abgearbeitet ist.Within the scope of the method according to the invention, the tolerance problems not dealt with in the above explanation can be taken into account. For this purpose, reference is made to FIG. 3. Fig. 3 shows an axial section through a circular cylindrical workpiece 19 with axis 20 and macroscopically enlarged surface 21. In Fig. 3 D _D denotes the envelope diameter taking into account the turning tolerance range and T _D this tolerance range when turning. R _z denotes the roughness depth when turning. R _{z max} denotes the roughness depth that arises when turning with a large feed. T _R specifies the range of the roughness depth tolerance when turning. In Fig. 3, D _F denotes the diameter after honing and T _F the tolerance range during honing. A new hardness zone a was shown by hatching, which can occur during hard turning in the process according to the invention, but which is processed according to the method according to the invention, and the honing process is carried out in such a way that the new hardness zone is processed.

Claims

1. Verfahren zum abtragenden, hochgenauen Bearbeiten von zylindrischen Flächen an Werkstücken aus einer härtbaren Eisenlegierung, insbesondere aus härtbarem Stahl, durch Drehen und Schleifen, mit den folgenden Merkmalen:

1.1) das Werkstück wird vor dem Drehen der Här tungsbehandlung unterworfen,
1.2) das gehärtete Werkstück wird durch Hartdrehen mit einer Maßtoleranz von größer 10 µm sowie mit einer Rauhtiefe von größer Rz 2 µm auf das Abdrehungsmaß abgedreht,
1.3) beim Abdrehen des Werkstückes gemäß Merkmal 1.2) bezieht sich die Maßtoleranz auf den Hüllkreis der Oberflächenrauhigkeit, die außerdem einen Grundkreis aufweist,
1.4) das abgedrehte Werkstück wird unmittelbar durch Honen auf die Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertigrauhigkeit gebracht,
1.5) beim Honen wird die Weg/Zeit-Funktion der Abtragtiefe im Bereich zwischen Hüllkreis und Grundkreis sowie über den Grundkreis hinaus gehend gemessen und aus diesen Messungen wird der Umschlagpunkt in der Weg/Zeit-Funktion ermittelt, hinter dem die Abtraggeschwindig keit mit praktisch konstantem Wert ausläuft,
1.6) das Abdrehen wird über den Vorschub des Ab drehwerkzeuges so gesteuert, daß der Grund kreis der beim Abdrehen erzeugten Rauhtiefe mit möglichst geringem Abstand an den im Merk mal 1.5) definierten Umschlagpunkt anschließt,

1. Method for the removal, high-precision machining of cylindrical surfaces on workpieces made of a hardenable iron alloy, in particular made of hardenable steel, by turning and grinding, with the following features:

1.1) the workpiece is subjected to the hardening treatment before turning,
1.2) the hardened workpiece is turned to the turning dimension by hard turning with a dimensional tolerance of greater than 10 µm and with a roughness depth of greater than Rz 2 µm,
1.3) when turning off the workpiece in accordance with feature 1.2), the dimensional tolerance relates to the envelope circle of the surface roughness, which also has a base circle,
1.4) the machined workpiece is immediately brought to the final values in terms of finished dimensions and finished roughness by honing,
1.5) during honing, the distance / time function of the removal depth in the area between the enveloping circle and the base circle as well as beyond the base circle is measured and from these measurements the change point in the distance / time function is determined, behind which the removal rate with practically constant Value expires,
1.6) the turning is controlled via the feed of the turning tool so that the basic circle of the roughness generated during turning adjoins the turning point defined in feature 1.5) with the smallest possible distance,

wobei das Merkmal 1.4) und das Merkmal 1.5) mit einer In-Prozeß-Meßsteuereinrichtung durchgeführt werden, die einen Rechner aufweist, und wobei der Rechner das Abdrehen nach Maßgabe des Merkmals 1.6), unter Berücksichtigung der vorgegebenen Endwerte in bezug auf Fertigmaß und Fertig rauhigkeit steuert.where the feature 1.4) and the feature 1.5) with a In-process measurement control device to be performed has a computer, and wherein the computer twisting in accordance with feature 1.6), taking into account the predetermined final values in relation to finished dimensions and finished controls roughness.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Abdrehen gemäß Merkmal 1.2) eine Neuhärtebildung zugelassen und diese durch das Honen abgearbeitet wird.2. The method according to claim 1, wherein when turning according to Feature 1.2) permitted new hardness formation and this is processed by honing.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Rechner der Meßsteuereinrichtung die Drehtoleranz beim Hartdrehen berücksichtigt.3. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the Computer of the measuring control device the rotation tolerance at Hard turning is taken into account.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rechner aus der beim Honen gemessenen Weg/Zeit-Funktion die zugeordnete Geschwindigkeitsfunktion differenziert, die den Umschlagpunkt (in der entsprechenden Kurve) als Schnitt punkt aufweist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Calculator from the distance / time function measured during honing differentiated assigned speed function that the Transition point (in the corresponding curve) as a section point.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für die Herstellung von Werkstücken, insbesondere für die Massenfertigung von Kraftfahrzeugmotor-Bauteilen und Lagern, die bei kurzer Bearbeitungszeit eine Maßtoleranz von unter 3 µm, eine Geometrietoleranz von unter 0,5 µm und eine Oberflächenrauhigkeit Rz von unter 0,1 µm aufweisen.5. Application of the method according to one of claims 1 to 4 for the production of workpieces, especially for the Mass production of automotive engine components and Bear in a dimensional tolerance with a short processing time less than 3 µm, a geometry tolerance of less than 0.5 µm and have a surface roughness Rz of less than 0.1 µm.