WO2017167829A1 - Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer, nicht zylindrischer bohrungen mit einem honwerkzeug und honmaschine, die zur konifizierung einer zylindrischen bohrung ausgebildet und eingerichtet ist - Google Patents

Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer, nicht zylindrischer bohrungen mit einem honwerkzeug und honmaschine, die zur konifizierung einer zylindrischen bohrung ausgebildet und eingerichtet ist Download PDF

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WO2017167829A1
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honing
diameter
stroke
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Andreas Wagner
Manuel WAIBLINGER
Andreas Wiens
Niko Schamne
Markus PETRASCHEK
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Gehring Technologies Gmbh
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    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation

Definitions

  • the invention relates to a method for the conification of a cylindrical bore with a honing tool and a
  • a honing process is known with the help of the cylinder bore of an internal combustion engine receives a bottle shape.
  • a bottle shape while a form is referred to, in which the cylinder bore has two cylindrical portions which have a different diameter. The smaller diameter portion is provided in the area of the cylinder head, while the larger diameter portion is provided in the crankshaft area. Between these areas is a
  • the invention is based on the object to provide a honing process, which is the cost-effective and
  • the invention has for its object to provide a trained and equipped honing machine.
  • the method should allow a variety of user specified cylinder bore geometries accurately and
  • the geometries predefined by the user can be, for example, a truncated cone, a bottle shape or a generatrix of the "cylinder bore" of an internal combustion engine that can be predetermined by a polynomial of the nth order.
  • a honing tool is used, which has measuring devices which it
  • the honing stones have a length which is less than one third of the length of the bore to be machined. The smaller the honing stone length, the more
  • the short-wave can be the desired shape course, since with increasing strip length, the wavelengths of the desired shape, which are smaller than the honing stone length, are mechanically filtered out.
  • the measuring devices are usually arranged between the honing stones, so that where the material removal takes place and the bore diameter is detected.
  • the method according to the invention comprises the steps:
  • Perfect measurement means that during the honing process, the diameter of the hole is recorded continuously, as well as with high temporal and spatial resolution. As a result, the actual shape of the hole being processed is already available during honing in real time for controlling the honing process.
  • Manipulated variable of the control loop according to the invention is the stroke OP - UP of the honing tool.
  • the stroke of the honing tool is from a top turning point OP and a bottom
  • the inventive method comprises the steps according to claim 1. More specifically, these steps are explained in the
  • Reversal points OP n , UP n no longer being processed. In this way, it is ensured that only one or more regions of the bore are further processed, in which the actual diameter D ACT (y) is still smaller than the desired diameter DSO LL (y) desired there.
  • the reduction of the stroke can be done in several ways.
  • a control technology very easy relaisierbare
  • the stroke H n is always reduced by a predetermined amount DeltaH to one
  • the amount of DeltaH is usually chosen as a function of the total length of the hole to be honed. Also, the desired generatrix may affect the amount of DeltaH.
  • the hub H n + i is further reduced if n + i, UP n + i of the actual diameter D is at a further reversal point OP (n + i) of the last honed bore portion is equal to the nominal diameter D So ii UPn + i of the bore at this reversal point is OP n + i, UP n + i.
  • Interface then forms the new reversal point OP, UP of the honing tool.
  • the bore is generally machined over the entire length, so that the inventive method emanating from a cylindrical bore.
  • working bore can be used as a mathematical function, e.g. are given as n-th order polynomial as a function of the Y-axis (longitudinal axis of the bore).
  • n-th order polynomial as a function of the Y-axis (longitudinal axis of the bore).
  • FIGS. 1 a and 1 b schematic representations of an originally cylindrical bore which has been butted with the aid of the method according to the invention
  • FIG. 2 an embodiment of the invention
  • Figure 5 a similar view as in Figure 2 and the
  • FIGS. 6a to d show a further embodiment of the invention
  • Bore 1 has a diameter D 0 .
  • the diameter D 0 corresponds to the diameter of the bore after prehone when the
  • Honing the invention bore the hole over the entire length L conical.
  • the generatrix of the conically honed bore is designated by 1 in FIG.
  • the same reference numerals for the same components apply to all figures
  • the largest diameter D Max is at the lower end of the bore.
  • the example with the number 5 is intended to make it clear that rotationally symmetrical bores can also be produced whose largest diameter lies neither at the top nor at the bottom end of the bore.
  • the largest diameter D MAX is in this embodiment between the upper and the lower end of the bore.
  • the production according to the invention is a non-cylindrical one
  • the generatrix of the bore is provided with the reference numeral 1.
  • the bore has at its upper end a cylindrical portion and at its lower end another cylindrical
  • the diameter in the region of the upper portion b is smaller than the diameter D So ii in the lower section c.
  • the starting point of the process according to the invention is a
  • Diameter D is , o is used.
  • the hole is honed over the entire length of the hole. The turning points of the
  • Honing tool or its honing stones are denoted by OPi and UPi (see Figure 2 a).
  • the method according to the invention provides for reducing the stroke of the honing tool so that the region b is no longer machined.
  • Permant spre also takes a permanent Hubverlagerung to smallest path changes, thereby creating a continuous, stepless shape curve.
  • the respective path change is limited only by the resolution of the travel sensor for the lifting movement, which, however, is much smaller than the local slope of the desired shape curve.
  • the subsequent smoothing which takes place over the entire length of the bore, the previously developed form is machined to the desired final roughness profile.
  • the "stages" shown in FIGS. 2c and 2d are greatly exaggerated
  • FIG. 3 illustrates a first variant of the reduction of the stroke according to the invention. This variant is referred to as the "default constant DeltaH for determining DeltaX".
  • the honing tool or the honing stones belonging to the honing tool 5 are once in the upper
  • the stroke of the honing stones corresponds to the distance OPl and UP when the bore is honed over its entire length.
  • An air measuring nozzle which belongs to the honing tool has been provided in Figures 3 and 4 with the reference numeral 7.
  • the amount DeltaH can be entered by the operator of the honing machine as a parameter in the control.
  • Turnaround point OP2 results from the fact that the previous upper reversal point OP1 is shifted by the amount DeltaH in the direction of the lower turnaround point UP.
  • the second setpoint diameter D So ii, 2 is equal to the nominal diameter of the bore at the reversal point OP2.
  • the amount of DeltaX is not constant, but depends on the slope of the generatrix in the upper turning point OPl and the new upper turning point OP2. Because the surface line of the bore in the machine control - for example, as a polynomial or as a table of values - is behind, can be at each reversal point OP, UP the associated nominal diameter in
  • the reduction of the stroke is more or less large, depending on how much the surface line in the area between the current upper reversal point OP n and the new upper reversal point OP n + 1 changes.
  • FIGS. 5 a to d and FIGS. 2 a to d have many similarities. The principle will be explained with reference to FIGS. 2 a to d; in the figures 5a to d of erfindungsgenzeße algorithm with the associated
  • the hatched areas 9 lr 9 2 and 9 3 are intended
  • Cylinder bores are pressed, their are from the
  • Cylinder bore consists in this example of a
  • the desired target shape is designated 36.
  • thin-walled portion 34 is radially expanded and the desired desired shape according to the line 36 is produced by the method according to the invention, then the bore springs back radially after the end of honing and there is an actual shape according to the line 38 in Figure 6b ,
  • Sollform 40 is.
  • the corrected nominal shape is the shape which the
  • Cylinder bore must accept during honing, so that they have the desired desired shape 36 after the end of the honing and without radial expansion.
  • the corrected desired shape is obtained by adding to the desired shape 36 (especially in the region of the thin-walled portion 34) the radial expansion.
  • the corrected nominal shape has the reference numeral 42 in FIG. 6c
  • the corrected nominal shape 42 compensates for these locally different radial deformations
  • the corrected nominal shape 42 can be determined empirically or by calculation. In the case of an empirical determination, it is possible to change iteratively to the corrected desired shape on the basis of the respectively achieved results, starting from the desired shape, by setting the desired shape in small numbers at a plurality of interpolation points
  • Steps are corrected until the actual shape (see 38 in Fig. 6c) in the relaxed state of the cylinder bore of the desired shape (see 36 in Fig. 6c) corresponds.
  • thin-walled region 34 are determined at least roughly and this expansion is added to the desired shape 36.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Honen konischer Bohrungen vorgeschlagen.

Description

Titel: Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer , nicht zylindrischer Bohrungen mit einem Honwerkzeug und Honmaschine, die zur Konifizierung einer zylindrischen Bohrung ausgebildet und eingerichtet ist
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konifizierung einer zylindrischen Bohrung mit einem Honwerkzeug sowie eine
Prozesskette zur formgebenden Bearbeitung von zylindrischen Bohrungen .
Die Hersteller von Kraftfahrzeugen stehen vor der
Daueraufgabe, den Kraftstoffverbrauch ihrer mit
Hubkolbenmotoren ausgestatteten Fahrzeugflotte kontinuierlich zu reduzieren. Bei Hubkolbenmotoren hat die Reibung zwischen den Kolben bzw. den Kolbenringen einerseits und der Zylinderbohrung bis zu 35 % einen großen Anteil an den
internen Reibungsverlusten. Daher bietet die Verringerung der Reibung im Bereich der Zylinderbohrung ein erhebliches
Potential zur Reduzierung des Kraftfahrstoff erbrauchs .
Ein Ansatz zur Verringerung der Reibung zwischen Kolben und Zylinderbohrung ist das von der Anmelderin entwickelte
Formhonen, das ausführlich in der EP 2 170 556 Bl beschrieben wird. Bei diesem Verfahren werden durch Verspannungen bei der Montage und/oder thermische Ausdehnungen der Zylinderbohrung verursachte Abweichungen von der Geometrie eines Zylinders egalisiert indem beim Formhonen komplementäre Erhebungen oder Vertiefungen ausgebildet werden. Dieses Verfahren ist sehr effektiv und wird bei der Herstellung verschiedener
Hubkolbenmotoren erfolgreich eingesetzt.
Aus der DE 10 2013 204 714 AI ist ein Honverfahren bekannt mit dessen Hilfe die Zylinderbohrung einer Brennkraftmaschine eine Flaschenform erhält. Als Flaschenform wird dabei eine Form bezeichnet, bei der die Zylinderbohrung zwei zylindrische Abschnitte aufweist, die einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Der Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser ist im Bereich des Zylinderkopfes vorgesehen, während der Abschnitt mit dem größeren Durchmesser im Bereich der Kurbelwelle vorgesehen ist. Zwischen diesen Bereichen ist ein
kegelstumpfförmiger Übergangsbereich ausgebildet, der etwa 5 % bis 20% der Bohrungslänge einnimmt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Honverfahren bereitzustellen, welches die kostengünstige und
reproduzierbare Herstellung von Zylinderbohrungen erlaubt, bei der die Reibung zwischen den Kolbenringen und besonders zwischen dem Kolbenhemd und der Zylinderbohrung minimiert und in Folge dessen das Emissionsverhalten und der
Kraftstoffverbrauch der mit solchen Zylindern ausgestatteten Brennkraftmaschine optimiert ist. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine dazu ausgebildete und eingerichtete Honmaschine bereitzustellen.
Das Verfahren soll es ermöglichen, verschiedenste vom Anwender vorgegebene Geometrien der Zylinderbohrung genau und
prozesssicher in der Serienfertigung umsetzen. Dabei können die vom Anwender vorgegebenen Geometrien zum Beispiel ein Kegelstumpf, eine Flaschenform oder eine durch ein Polynom n- ter Ordnung vorgebbare Mantellinie der "Zylinderbohrung" einer Brennkraftmaschine sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Konifizierung einer zylindrischen Bohrung bzw. von Teilen einer zylindrischen Bohrung nach Anspruch 1.
Bei dem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 wird ein Honwerkzeug eingesetzt, welches Messeinrichtungen aufweist, die es
ermöglichen, während der Bearbeitung den über die Länge der Zylinderbohrung variierenden Durchmesser D (y) der Zylinder- Bohrung zu erfassen. Als Messeinrichtungen sind Luftmessdüsen geeignet. In der Regel haben die Honleisten eine Länge, die kleiner ist als ein Drittel der Länge der zu bearbeitenden Bohrung. Je geringer die Honleistenlänge ist, umso
kurzwelliger kann der Sollformverlauf sein, da mit zunehmender Leistenlänge die Wellenlängen der Sollform, welche kleiner sind als die Honleistenlänge, mechanisch herausgefiltert werden. Die Messeinrichtungen werden in der Regel zwischen den Honleisten angeordnet, so dass dort wo der Materialabtrag stattfindet auch der Bohrungsdurchmesser erfasst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:
Honen der Bohrung mit einem Hub (H = OPn - UPn; mit n = 1 bis m) ,
Erfassen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung während der Honbearbeitung in einem Bereich zwischen den Umkehrpunkten (OPn , UPn) der Honleisten des Honwerkzeugs,
Vergleichen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung mit den vorgegebenen Soll-Durchmessern DSOLL (OPn, UPn) in mindestens einem der Umkehrpunkte (OPn, UPn) und
Beschränken des Hubs (H) auf den oder die Bereiche (L - b) der Bohrung in denen der Ist-Durchmesser (DIST) kleiner als der Soll-Durchmesser DSoii (L - b) ) ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen geschlossenen Regelkreis auf, der im Ergebnis dazu führt, dass die über die Länge der zu bearbeitenden Bohrung verschiedenen Durchmesser (y) , während der Bearbeitung durch eine Permanentmessung (= permanentes Erfassen) erfasst werden und entsprechend den gemessenen Ist-Werten des Durchmessers der Hub des Honwerkzeugs schrittweise reduziert wird, so dass nur noch die Bereiche der Bohrung bearbeitet werden, bei denen der Ist- Durchmesser der Bohrung noch kleiner ist als der Solldurchmesser. Im dem oder den Bereichen der Bohrung in denen der Ist-Durchmesser der Bohrung gleich dem dort vorgegebenen Soll-Durchmesser ist, findet keine weitere Bearbeitung der Bohrung statt. "Permanentmessung" bedeutet, dass während der Honbearbeitung fortlaufend sowie mit hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung der Durchmesser der Bohrung erfasst wird. Dadurch steht schon während der Honbearbeitung in Echtzeit die aktuelle Form der in Bearbeitung befindlichen Bohrung zur Regelung des Honprozesses zur Verfügung.
Aufgrund der Permantmessung erfolgt eine kontinuierlicher Vergleich zwischen Ist-Form und Soll-Form und eine permanente Hubverlagerung um kleinste Wegänderungen, so dass dadurch ein kontinuierlicher, stufenloser Formverlauf entsteht. Die kleinstmöglichen Beträge der Hubverlagerung sind im
Wesentlichen nur durch die Auflösung des Wegmesssystems vorgegeben .
Durch die erfindungsgemäße Regelung des Durchmessers D (y) der Bohrung lassen sich verschiedenste nicht zylindrische
Mantellinien einfach, prozesssicher und mit höchster
Wiederholgenauigkeit herstellen. Ein Grund für die hohe erzielbare Genauigkeit ist, dass Effekte, wie z.B. der
Verschleiß der Schneidbeläge der Honleisten oder Änderungen in der Anpresskraft und dergleichen, haben keinen Einfluss auf das Ergebnis der erfindungsgemäßen Honbearbeitung haben, weil der erfindungsgemäße Regelkreis diese Einflussgrößen
eliminiert. Stellgröße des erfindungsgemäßen Regelkreises ist der Hub OP - UP des Honwerkzeugs. Der Hub des Honwerkzeugs wird von einem Oberen Umkehrpunkt OP und einem Unteren
Umkehrpunkt UP begrenzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte gemäß Anspruch 1. Genauer erläutert werden diese Schritte im
Zusammenhang mit den Figuren 2ff.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass - ausgehend von einem Hub Hn - der Hub des Honwerkzeugs auf einen Hub Hn+i reduziert wird, wenn der Ist- Durchmesser der Bohrung an mindestens einem Umkehrpunkt OPn, UPn des Honwerkzeugs gleich dem Soll-Durchmesser in einem dieser Umkehrpunkte ist und dass die Honleisten des
Honwerkzeugs, nachdem der Hub Hn auf Hn+i reduziert wurde, die Stelle oder den Bereich der Bohrung in dem früheren
Umkehrpunkte OPn, UPn nicht mehr bearbeitet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur noch der oder die Bereiche der Bohrung weiterbearbeitet werden, bei denen der Ist- Durchmesser DIST (y) noch kleiner als der dort gewünschte Soll- Durchmesser DSOLL (y) ist.
Die Reduktion des Hubs kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Eine steuerungstechnisch sehr einfach relaisierbare Alternative sieht vor, dass der Hub Hn immer um einen vorgegebenen Betrag DeltaH reduziert wird, um zu einem
reduzierten Hub Hn+i zu gelangen. Der Betrag von DeltaH wird üblicherweise in Abhängigkeit der Gesamtlänge der zu honenden Bohrung gewählt. Auch kann die gewünschte Mantellinie einen Einfluss auf den Betrag von DeltaH haben.
Der Hub Hn+i wird weiter reduziert, wenn an einem weiteren Umkehrpunkt OPn+i, UPn+i der Ist-Durchmesser DIst(n+i) des zuletzt gehonten Bohrungsabschnitts gleich dem Solldurchmesser DSoii UPn+i der Bohrung an diesem Umkehrpunkt OPn+i, UPn+i ist.
Alternativ zu dieser Reduktion des Hubs um einen konstanten Betrag ist es auch möglich, dass immer dann, wenn der Hub reduziert werden soll, ausgehend vom aktuellen Ist-Durchmesser der Bohrung bzw. der Honleisten ein Durchmesserbetrag DeltaX zu dem aktuellen Ist-Durchmesser hinzuaddiert wird und die Schnittstelle der Mantellinie der gewünschten Bohrung mit diesem Durchmesser DIst + DeltaX gebildet wird. Diese
Schnittstelle bildet dann den neuen Umkehrpunkt OP, UP des Honwerkzeugs .
Diese Alternative wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren (siehe die Figur 4) noch detailliert erläutert.
Zu Beginn der erfindungsgemäßen Honbearbeitung wird in der Regel die Bohrung über die gesamte Länge bearbeitet, so dass das erfindungsgemäße Verfahren von einer zylindrischen Bohrung ausgeht .
Die gewünschte Soll-Kontur oder Mantellinie der zu
bearbeitenden Bohrung kann als mathematische Funktion, z.B. als Polynom n-ter-Ordnung als Funktion der Y-Achse (Längsachse der Bohrung) angegeben werden. Alternativ ist es auch möglich, die Durchmesser in einer Wertetabelle anzugeben. In diese Wertetabelle werden die zu verschiedenen Stellen der Bohrung entlang der Y-Achse die zugehörigen Durchmesser eintragen. Zwischenwerte zwischen diesen Stützstellen können durch
Interpolation (linear oder progressiv) gebildet werden.
Um ein möglichst gleichmäßiges Honbild zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, mit abnehmendem Hub die Drehzahl der
Honspindel zu erhöhen. Dann bleiben die Schnittbedingungen und Abtragsleistung für die Honleisten in erster Näherung
unverändert. Ebenso ist es möglich statt der Drehzahl den Anpressdruck mit dem die Honleisten gegen die Bohrung gepresst werden zu steigern, um einen unveränderten Abtrag zu erhalten. Auch eine Kombination beider Maßnahmen ist möglich.
Die gleichen Vorteile werden durch die Anwendung der
erfindungsgemäßen Honmaschine erzielt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen genannten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Zeichnungen
Es zeigen:
Figur la und lb: Schematische Darstellungen einer ursprünglich zylindrischen Bohrung, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens konifiziert wurde,
Figur 2: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens ,
Figuren 3 und 4: zwei Alternativen der Hubreduktion,
Figur 5: eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2 und die
Figuren 6a bis d: eine weitere Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur la ist eine Zylinderbohrung mit einem Durchmesser D (y) , der in Richtung der Längsachse der Bohrung (Y-Achse) zunimmt, schematisch dargestellt. Am oberen Ende hat die
Bohrung 1 einen Durchmesser D0. Der Durchmesser D0 entspricht dem Durchmesser der Bohrung nach dem Vorhonen, wenn die
Bohrung noch zylindrisch ist. Nach dem Vorhonen hat die
Bohrung über die gesamte Länge L den Durchmesser D0. Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, eine Bohrung herzustellen, die überwiegend konisch ist. Im dargestellten Beispiel der Figur 1 ist nach der Durchführung des
erfindungsgemäßen Honens die Bohrung über die gesamte Länge L konisch. Die Mantellinie der konisch gehonten Bohrung ist der Figur 1 mit 1 bezeichnet. Prinzipiell gilt für alle Figuren, dass gleiche Bezugszeichen für die gleichen Bauteile
beziehungsweise Vorgänge verwendet werden und nur jeweils die Unterschiede erläutert werden.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in kürzester Zeit konifizierte oder andere nicht-zylindrische Bohrungen prozesssicher und mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Dabei können verschiedenste Mantellinien vorgegeben werden.
In Figur lb sind exemplarisch verschiedene Bohrungsformen bzw. Mantellinien dargestellt, die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren herstellbar sind.
Bei den Ausführungsbeispielen mit den Nummer 1 bis 4 befindet sich der größte Durchmesser DMax am unteren Ende der Bohrung. Das Beispiel mit der Nummer 5 soll verdeutlichen, dass auch rotationssymmmetrische Bohrungen herstellbar sind, deren größter Durchmesser weder am oberen noch am unteren Ende der Bohrung liegt. Der größte Durchmesser DMAX liegt bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Bohrung. In der Figur 2 ist in vier Schritten (a, b, c und d) die erfindungsgemäße Herstellung einer nicht-zylindrischen
rotationssymmetrischen Bohrung illustriert.
Die Mantellinie der Bohrung ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Bei einer nicht-zylindrischen Bohrung ist der Soll- Durchmesser DS OLL eine Funktion der Längsachse Y (DS OLL = f (y) ) ·
Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Bohrung an ihrem oberen Ende einen zylindrischen Abschnitt und an ihrem unteren Ende einen weiteren zylindrischen
Abschnitt c. Der Durchmesser im Bereich des oberen Abschnitts b ist kleiner als der Durchmesser DSoii im unteren Abschnitt c.
Ausgangsbasis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein
Zylinderblock bei dem die Bohrung so vorbearbeitet wurde, dass sie eine zylindrische Form mit dem Durchmesser DIst,o hat. In diesem Zustand beginnt die Bearbeitung nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren, indem ein Honwerkzeug mit
Honleisten (nicht dargestellt) in die Bohrung mit dem
Durchmesser DIst, o eingesetzt wird. Die Bohrung wird über die gesamte Länge der Bohrung gehont. Die Umkehrpunkte des
Honwerkzeugs bzw. dessen Honleisten werden mit OPi und UPi bezeichnet (siehe die Figur 2 a) .
Durch die Honbearbeitung vergrößert sich der Durchmesser DI ST der Bohrung gleichmäßig über deren gesamte Länge ausgehend von DIst,o bis die nach wie vor zylindrische Bohrung den Durchmesser
Figure imgf000014_0001
Aus der Figur 2b wird deutlich, dass der Durchmesser DIst,i der Bohrung in diesem Zustand gleich dem Soll-Durchmesser DSoii, i im Bereich b ist. Der Ist-Durchmesser der Bohrung wird
erfindungsgemäß bevorzugt während der Hon-Bearbeitung erfasst und mit dem Soll-Durchmesser DSoii im Bereich b der Bohrung verglichen .
Sobald der Durchmesser der Bohrung DIst gleich dem Soll- Durchmesser Dsoii, l im Bereich b ist, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, den Hub des Honwerkzeugs so zu reduzieren, dass der Bereich b nicht mehr weiter bearbeitet wird.
Diese geschieht dadurch, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der obere Umkehrpunkt OP (siehe Figur 2c) in Richtung des Unteren Unkehrpunkts UP verlagert wird, so dass der "neue" Obere Umkehrpunkt OP2 unterhalb des Bereichs b liegt. Unterhalb des Bereichs b ist der Soll-Durchmesser DSoii, 2 größer als der Soll-Durchmesser DSoii, 1 im Bereich b. Daher muss in dem Bereich unterhalb von b noch weiter gehont werden, um die gewünschte flaschenförmige oder flaschenhalsförmige Mantellinie 1 zu erreichen .
Während der Honbearbeitung mit den Umkehrpunkten OP2 und UP (siehe Figur 2c) gilt für den Teil der Bohrung, der noch bearbeitet wird, ein neuer Sollwert DSoii, 2· Mit dem Sollwert Dsoii, 2 wird der Ist-Wert des bearbeitenden Bereichs der Bohrung während der Bearbeitung verglichen. Sobald der Ist-Wert DIst gleich dem Soll-Wert DSoii, 2 ist, wird der Hub weiter reduziert bzw. die Bearbeitung beendet, wenn die gewünschte Mantellinie 1 hergestellt wurde.
Sobald der Ist-Durchmesser DIst der Bohrung in dem Bereich zwischen OP2 und UP gleich dem Soll-Durchmesser am oberen Umkehrpunkt OP2 ist, wird der Hub weiter reduziert (nicht dargestellt in der Figur 2c) .
In der Figur 2d sind drei verschiedene Soll-Durchmesser DSoii 1, Dsoii, 2 und Dsoii 3 dargestellt, aus denen die gewünschte
Mantellinie 1 zusammengesetzt wird. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die Mantellinie 1 durch mehrere
zylindrische Abschnitte mit den Durchmessern Di , D2 Unci D3 angenähert wird. Die Darstellungen in den Figuren 2a bis d sind stark übertrieben.
Die Unterschiede zwischen den Durchmessern DSoii, 1, DSoii, 2 und Dsoii, 3 und den zugehörigen Ist-Durchmessern Di , D2 und D3 betragen nur wenige tausendstel Millimeter. Aufgrund der
Permantmessung erfolgt auch eine permanente Hubverlagerung um kleinste Wegänderungen, so dass dadurch ein kontinuierlicher, stufenloser Formverlauf entsteht. Die jeweilige Wegänderung ist lediglich begrenzt durch die Auflösung des Weggebers für die Hubbewegung, welche jedoch wesentlich kleiner ist, als die lokale Steigung des gewünschten Formverlaufs. Beim anschließenden Glätthonen, das über die gesamte Länge der Bohrung erfolgt, wird die zuvor erarbeitete Form auf das gewünschte finale Rauheitsprofil bearbeitet. Die in Figur 2c und 2d dargestellten "Stufen" sind stark übertrieben
gezeichnet und dienen lediglich dem besseren Verständnis der Regelung. Aufgrund der pneumatischen Permanentmessung erfolgt eine permanente Hubverlagerung, wodurch kontinuierliche lokale Formänderungen bestehen.
Anhand der Figur 3 wird eine erste erfindungsgemäße Variante der Reduktion des Hubs veranschaulicht. Diese Variante wird als "Vorgabe konstantes DeltaH zur Ermittlung von DeltaX" bezeichnet .
Sehr schematisch ist das Honwerkzeug bzw. sind die zu dem Honwerkzeug gehörenden Honleisten 5 einmal im oberen
Umkehrpunkt OP und einmal im unteren Umkehrpunkt UP
dargestellt. Der Hub der Honleisten entspricht dem Abstand OPl und UP, wenn die Bohrung über ihre gesamte Länge gehont wird.
Eine Luftmessdüse, die zu dem Honwerkzeug gehört, ist in den Figuren 3 und 4 mit dem Bezugszeichen 7 versehen worden. Die Messdüsen 7 sind nur im oberen Umkehrpunkt des Honwerkzeugs dargestellt. Weil die Messdüsen in das Honwerkzeug integriert sind, führen sie die gleichen Bewegungen wie die Honleisten 5 aus. Wenn der Ist-Durchmesser DI ST der Bohrung den Durchmesser DS OLL , l erreicht hat, dann wird der Hub Hl (=0P1- UP) um einen Betrag DeltaH reduziert. Der Betrag DeltaH ist vom Bediener der Honmaschine als Parameter in die Steuerung eingebbar.
Weil die Bohrung im Bereich b, dort wo der Umkehrpunkt OPl liegt, bereits den gewünschten Soll-Durchmesser DSoii cu
aufweist, wird der obere Umkehrpunkt OP2 nach unten in
Richtung des unteren Umkehrpunks UP verlegt. Der neue
Umkehrpunkt OP2 ergibt sich dadurch, dass der bisherige oberen Umkehrpunkt OPl um den Betrag DeltaH in Richtung des Unteren Unkehrpunkts UP verschoben wird.
Zu dem neuen oberen Umkehrpunkt OP2 gehört ein zweiter Soll- Durchmesser DSoii,2- Der zweite Soll-Durchmesser DSoii,2 ist gleich dem Soll-Durchmesser der Bohrung im Umkehrpunkt OP2.
Ausgehend von dem Durchmesser DSoii cu lässt sich der neue
Durchmesser DSoii, 2 im Umkehrpunkt OP 2 auch durch die Formel DSoii,2 = Dsoii, i+DeltaX
ermitteln .
Der Betrag von DeltaX ist nicht konstant, sondern hängt von der Steigung der Mantellinie in dem oberen Umkehrpunkt OPl und dem neuen oberen Umkehrpunkt OP2 ab. Weil die Mantellinie der Bohrung in der Maschinensteuerung - zum Beispiel als Polynom oder als Wertetabelle - hinterleg ist, lässt sich zu jedem Umkehrpunkt OP, UP der zugehörige Soll-Durchmesser im
Umkehrpunkt ermitteln. Im rechten Teil der Figur 3 sind die Hübe des Honwerkzeugs über der Zeit t aufgetragen. Es wird deutlich, dass in dem ersten Bearbeitungsabschnitt ein großer Hub Hi = OP1 und UP erfolgt. In dem zweiten Arbeitsschritt ist der Hub H2 deutlich kleiner. (H = OP2-UP) .
In der Figur 4 wird die Variante "Vorgabe konstantes DeltaX zur Ermittlung von DeltaH" dargestellt und nachfolgend
erläutert. Bei dieser Variante wird, ausgehend von einem
Durchmesser DIst bzw. DSoii,i' ein konstantes DeltaX zu dem Soll- Durchmesser DSoii,i hinzuaddiert . Der neue Obere Umkehrpunkt OP2 wird aus der Schnittstelle zwischen der Mantellinie 1 und dem neuen Soll-Durchmesser DSoii, 2 = DSoii, 1 + DeltaX ermittelt . Bei dieser Variante wird der Hub zwischen OP1 und OP2 bzw.
zwischen OPn und OPn+i nicht um einen konstanten Betrag
reduziert. Die Reduktion des Hubs ist mehr oder weniger groß, je nachdem, wie stark sich die Mantellinie im Bereich zwischen dem aktuellen oberen Umkehrpunkt OPn und dem neuen oberen Umkehrpunkt OPn + 1 ändert.
Es ist offensichtlich, dass die Reduktion des Hubs nicht nur im Bereich des oberen Umkehrpunkts OP vorgenommen werden kann, sondern auch im Bereich des unteren Umkehrpunkts UP erfolgen kann .
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist ein solches
Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Es sei noch auf die Figur lb Nr. 5 verwiesen. Dort ist eine Mantellinie dargestellt, die es erforderlich macht, dass sowohl der obere Umkehrpunkt OP als auch der untere Umkehrpunkt UP verlagert werden, um die gewünschte Soll-Kontur zu erreichen.
Die Figuren 5 a bis d und die Figuren 2 a bis d weisen viele Übereinstimmungen auf. Anhand der Figuren 2 a bis d soll das Prinzip erläutert werden; in den Figuren 5a bis d wird der erfindungsgenmäße Algorithmus mit den zugehörigen
Bezeichnungen mehr in den Vordergrund gerückt.
Die schraffierten Flächen 9lr 92 und 93 sollen
veranschaulichen, wo noch Material abgetragen werden muss, um die gewünschte Mantellinie 1 zu erreichen.
Alle Figuren sind schematische Darstellungen und sind nicht maßstäblich .
Bei den bislang beschriebenen Verfahrensvarianten wurde angenommen, dass die Wandung der zu bearbeitenden
( Zylinder- ) Bohrung so dick ist, dass die während der
Honbearbeitung von den Honleisten in radialer Richtung auf die Wandung wirkenden Kräfte keine oder nur sehr geringe
Verformungen der Wandung bewirken. Die Radialkraft
(Anpresskraft) mit der die Honleisten gegen die
Zylinderbohrung gepresst werden, ihre werden von der
ZuStelleinrichtung bzw. der Steuerung der Honmaschine der verursacht . Dieses Prinzip funktioniert bei quasi starren
Werkstückstrukturen oder Werkstücken deren Wandstärke konstant ist. Diese Voraussetzungen sind in der Praxis bei modernen Zylinderkurbelgehäusen nicht immer gegeben, sodass aufgrund von lokal unterschiedlichen Wandstärken und/oder hohen
Zustellkräften während der Bearbeitung durch die
Bearbeitungskräfte lokale elastische Verformungen auftreten und dabei der Werkstoff der Zerspanung in radialer Richtung ausweicht (radiale Aufweitung) . Weil die Aufweitung
elastischen ist, "federt" die Wandung wieder zurück, sobald die Honbearbeitung abgeschlossen ist. Dadurch weicht die erreichte Ist-Form im entspannten Zustand lokal stark von der Sollform ab. Dieser Sachverhalt ist in den Figuren 6a und b veranschaulicht. In der Figur 6a ist nur die "halbe"
Zylinderbohrung dargestellt. Ihre Mittelachse ist als
strichpunktierte Linie 30 dargestellt. Die Länge der
Zylinderbohrung besteht bei diesem Beispiel aus einem
dickwandigen Abschnitt 32 und einem dünnwandigen Abschnitt 34. Die gewünschte Soll-Form ist mit 36 bezeichnet.
Wenn nun während der Honbearbeitung die Bohrung in dem
dünnwandigen Abschnitt 34 radial aufgeweitet wird und die gewünschte Soll-Form entsprechend der Linie 36 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, dann federt die Bohrung nach dem Ende der Honbearbeitung radial zurück und es ergibt sich eine Ist-Form gemäß der Linie 38 in der Figur 6b.
Aus dem Vergleich der Linien 36 und 38 wird deutlich, dass die Ist-Form und die Sollform in dem dünnwandigen Abschnitt 34 deutlich voneinander abweichen.
Eine erfindungsgemäße Lösung für dieses Problem besteht darin, dass die Sollform mindestens lokal zu einer korrigierten
Sollform 40 wird.
Die korrigierte Sollform ist die Form, welche die
Zylinderbohrung während der Honbearbeitung annehmen muss, damit sie nach dem Ende der Honbearbeitung und ohne radiale Aufweitung die gewünschte Sollform 36 hat.
Die korrigierte Sollform erhält man indem zu der Sollform 36 (vor allem im Bereich des dünnwandigen Abschnitts 34) die radiale Aufweitung hinzuaddiert. Die korrigierte Sollform hat in der Figur 6c das Bezugszeichen 42
Wenn nun die Zylinderbohrung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens oder auf andere Weise in die korrigierte Sollform 42 gebracht wird, dann sind die Abweichungen zwischen Ist-Form 38 und Soll-Form 36 der Zylinderbohrung nach dem Ende der Honbearbeitung minimal. Dieser Sachverhalt ist in der Figur 6d dargestellt .
In anderen Worten: Die korrigierte Sollform 42 gleicht diese lokal unterschiedlichen radialen Verformungen durch
zusätzlichen lokalen Werkstoffabtrag aus. Dadurch ist es möglich über die gesamte Länge der Zylinderbohrung den Durchmesser der nicht zylindrischen rotationssymmetrischen Zylinderbohrung innerhalb eines sehr engen Toleranzfeldes zwischen den Linien 44 zu halten.
Die korrigierte Sollform 42 kann empirisch oder rechnerisch ermittelt werden. Bei einer empirischen Ermittlung kann anhand der jeweils erreichten Ergebnisse, ausgehend von der Sollform iterativ zur korrigierten Sollform verändert werden, indem an einer Mehrzahl von Stützpunkten die Sollform in kleinen
Schritten (zum Beispiel im Bereich von einem oder mehreren Mikrometern) korrigiert werden, bis die Ist-Form (siehe 38 in Fig. 6c) im entspannten Zustand der Zylinderbohrung der Soll- Form (siehe 36 in Fig. 6c) entspricht.
Bei einer rechnerischen Ermittlung kann anhand der Kraft mit der die Honleisten gegen die Zylinderwand gepresst werden, die radiale Aufweitung (Ar) der Zylinderbohrung in dem
dünnwandigen Bereich 34 zumindest überschlägig ermittelt werden und diese Aufweitung zu der Sollform 36 addiert werden.
Es können die jeweils erreichten Ergebnisse, ausgehend von der Sollform iterativ zur korrigierten Sollform verändert werden, indem an einer Mehrzahl von Stützpunkten die Sollform in kleinen Schritten (zum Beispiel im Bereich von einem oder mehreren Mikrometern) korrigiert wird, bis die Ist-Form (siehe 38 in Fig. 6c) im entspannten Zustand der Zylinderbohrung der Soll-Form (siehe 36 in Fig. 6c) entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer rotationssymmetrischen nicht-zylindrischen Bohrung mit einem Honwerkzeug
umfassend die Schritte:
Honen der Bohrung mit einem Hub (H = OPn - UPn; mit n = 1 bis m) ,
Permanentes Erfassen des Ist-Durchmessers (DIST) der
Bohrung während der Honbearbeitung in einem Bereich zwischen den Umkehrpunkten (OPn , UPn) der Honleisten des Honwerkzeugs .
Permanentes Vergleichen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung mit den vorgegebenen Soll-Durchmessern DSOLL (OPn, UPn) in mindestens einem der Umkehrpunkte (OPn, UPn) und
Permanentes Beschränken des Hubs (H) auf den oder die Bereiche (L - b) der Bohrung in denen der Ist-Durchmesser (DIst) kleiner als der Soll-Durchmesser DSoii (L_b) ) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub (Hn) auf einen Hub (Hn+i) reduziert wird, wenn der Ist-Durchmesser (DIST, n) an mindestens einem Umkehrpunkt (OPn, UPn) gleich dem Soll-Durchmesser (DSOLL, n (OPn, UPn) ist, und dass die Honleisten des Honwerkzeugs mit dem reduzierten Hub (Hn+i) die Stelle oder den Bereich ( (OPn, UPn)) nicht mehr bearbeiten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der reduzierte Hub (Hn+i) gleich dem Hub (Hn) abzüglich eines vorgegebenen Betrags (DeltaH) ist (Hn+i = Hn - DeltaH) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub (Hn+i) weiter reduziert wird, wenn an einem
Umkehrpunkt (OPn+i, UPn+i) des Honwerkzeugs der Ist- Durchmesser (DI ST) des zuletzt gehonten Bohrungsabschnitts gleich dem Soll-Durchmesser (DS OLL (OPn+i, UPn+i) der Bohrung an einem der Umkehrpunkte (OPn+i, UPn+i) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindesten ein neuer Umkehrpunkt OP (n+2) dadurch bestimmt wird, dass ausgehend vom (aktuellen) Ist-Durchmesser (DIST) ein neuer Soll-Durchmesser (DS OLL, n+2) durch Addition eines Durchmesser-Inkrements (DeltaD) zu dem aktuellen Soll-Durchmesser (DS OLL, n) bestimmt wird (DS OLL, n+2 = DeltaD + DSOLL, n+i) und dass der mindesten eine neue Umkehrpunkt OP (n+2) dort liegt, wo ein Soll-Durchmesser (DS OLL (y) ) gleich dem Soll-Durchmesser (DS OLL (n+2 ) ) lSt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub (Hn+2) des Honwerkzeugs weiter reduziert wird, wenn an einem Umkehrpunkt (OPn+2) des Honwerkzeugs der Ist-Durchmesser (DI ST (OP(n+2)) gleich dem Soll-Durchmesser ( DSOLL (OP(n+2)) der Bohrung an diesem Umkehrpunkt (OP(n+2)) ist .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn die Bohrung über ihre gesamte Länge (L) gehont wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Kontur (D (Y) , 42) der nicht-zylindrischen Bohrung die radiale Aufweitung (Ar) der Zylinderbohrung während der Honbearbeitung berücksichtigt .
9. Verfahren Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Kontur eine korrigierte Soll-Kontur (42 ) ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung als Funktion einer Längsachse (Y-Achse) der Bohrung, insbesondere als Polynom n-ter Ordnung, vorgegeben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht¬ zylindrischen Bohrung in einer Wertetabelle vorgegeben ist .
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Stützstellen der Wertetabelle die Soll- Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung durch Interpolation bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit abnehmenden Hub die Drehzahl der Honspindel erhöht wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mit abnehmenden Hub H der Honleistenanpressdruck erhöht wird.
15. Honmaschine, die zur Konifizierung einer nicht¬ zylindrischen Bohrung mit einem Honwerkzeug ausgebildet und eingerichtet ist, wobei die Konifizierung folgende Schritte umfasst:
Honen der Bohrung mit einem Hub (H = OPn - UPn; mit n = 1 bis m) ,
Erfassen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung während der Honbearbeitung in einem Bereich zwischen den
Umkehrpunkten (OPn, UPn) der Honleisten des Honwerkzeugs.
Vergleichen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung mit den vorgegebenen Soll-Durchmessern DSOLL (OPn, UPn) in mindestens einem der Umkehrpunkte (OPn, UPn) und
Beschränken des Hubs (H) auf den oder die Bereiche (L - b) der Bohrung in denen der Ist-Durchmesser (DIst) kleiner als der Soll-Durchmesser DSoii (L_b) ) ist.
16. Honmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Hub (Hn) auf einen Hub (Hn+i ) reduziert wird, wenn der Ist-Durchmesser (DIST, n ) an mindestens einem
Umkehrpunkt (OPn, UPn) gleich dem Soll-Durchmesser (DSOLL, n
(OPn, UPn) ist, und dass die Honleisten des Honwerkzeugs mit dem reduzierten Hub ( Hn+i ) die Stelle oder den Bereich
((OPn, UPn)) nicht mehr bearbeiten.
17. Honmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der reduzierte Hub (Hn+i ) gleich dem Hub (Hn) abzüglich eines vorgegebenen Betrags (DeltaH) ist (Hn+i = Hn - DeltaH) .
18. Honmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Hub ( Hn+i ) weiter reduziert wird, wenn an einem Umkehrpunkt (OPn+i , UPn+i ) des Honwerkzeugs der Ist- Durchmesser (DIST) des zuletzt gehonten Bohrungsabschnitts gleich dem Soll-Durchmesser (DSOLL (OPn+i , UPn+i ) der Bohrung an einem der Umkehrpunkte (OPn+i , UPn+i ) ist.
19. Honmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass mindesten ein neuer Umkehrpunkt OP ( n+2) dadurch bestimmt wird, dass ausgehend vom (aktuellen) Ist- Durchmesser (DIST) ein neuer Soll—Durchmesser (DSOLL, n+2) durch Addition eines Durchmesser-Inkrements (DeltaD) zu dem aktuellen Soll-Durchmesser (DSOLL, n ) bestimmt wird (DSOLL, n+2 = DeltaD + DSOLL, n+i ) , und dass der mindesten eine neue Umkehrpunkt OP ( n+2) dort liegt, wo ein Soll- Durchmesser (DS OLL (y) ) gleich dem Soll-Durchmesser (DS OLL (n+2) ) ist .
20. Honmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Hub (Hn+2) des Honwerkzeugs weiter reduziert wird, wenn an einem Umkehrpunkt (OPn+2) des Honwerkzeugs der Ist-Durchmesser (DIST (OP(n+2)) gleich dem Soll- Durchmesser (DS OLL (OP(„2) ) der Bohrung an diesem
Umkehrpunkt (OP (n+2 ) ) lSt.
21. Honmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass zu Beginn die Bohrung über ihre gesamte Länge (L) gehont wird.
22. Honmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass eine Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung als Funktion einer Längsachse (Y-Achse) der Bohrung, insbesondere als Polynom n-ter Ordnung, vorgegeben wird.
23. Honmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Soll-Kontur (D (Y) ) die radiale Aufweitung (Ar) der Bohrung während der
Honbearbeitung berücksichtigt wird.
24. Honmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung in einer Wertetabelle
vorgegeben ist.
25. Honmaschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass zwischen den Stützstellen der Wertetabelle die Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung durch Interpolation bestimmt wird.
26. Honmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass mit abnehmenden Hub (H) die Drehzahl der Honspindel und/oder der
Honleistenanpressdruck erhöht wird.
27. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung, dadurch
gekennzeichnet, dass die Konifizierung der Bohrung mit einem Honwerkzeug durchgeführt wurde, das Honleisten (5) umfasst deren Länge kleiner als 1/3 der Länge (L) der zu bearbeitenden Bohrung ist, und der Vorgang des
Konifizierens der Bohrung folgende Schritte umfasst:
Honen der Bohrung mit einem Hub (H = OPn - UPn; mit n = 1 bis m) ,
Erfassen des Ist-Durchmessers (DI ST) der Bohrung während der Honbearbeitung in einem Bereich zwischen den Umkehrpunkten (OPn , UPn) der Honleisten des
Honwerkzeugs .
Vergleichen des Ist-Durchmessers (DIST) der Bohrung mit den vorgegebenen Soll-Durchmessern DSOLL (OPn, UPn) in mindestens einem der Umkehrpunkte (OPn, UPn) und
Beschränken des Hubs (H) auf den oder die Bereiche (L - b) der Bohrung in denen der Ist-Durchmesser (DIst) kleiner als der Soll-Durchmesser DSoii (L_b) ) ist.
28. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Konifizieren der Bohrung der Hub (Hn) auf einen Hub (Hn+i ) reduziert wird, wenn der Ist- Durchmesser (DIST, n ) an mindestens einem Umkehrpunkt (OPn, UPn) gleich dem Soll-Durchmesser (DSOLL, n (OPn, UPn) ist, und dass die Honleisten des Honwerkzeugs mit dem
reduzierten Hub ( Hn+i ) die Stelle oder den Bereich ( (OPn, UPn)) nicht mehr bearbeiten.
29. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der reduzierte Hub (Hn+i ) gleich dem Hub (Hn) abzüglich eines vorgegebenen Betrags (DeltaH) ist (Hn+i = Hn - DeltaH) .
30. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub ( Hn+i ) weiter reduziert wird, wenn an einem Umkehrpunkt (OPn+i , UPn+i ) des Honwerkzeugs der Ist-Durchmesser (DIST) des zuletzt gehonten Bohrungsabschnitts gleich dem Soll-Durchmesser ( DS OLL (OPn+i, UPn+i) der Bohrung an einem der Umkehrpunkte
Figure imgf000031_0001
31. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindesten ein neuer Umkehrpunkt OP (n+2) dadurch bestimmt wird, dass ausgehend vom (aktuellen) Ist-Durchmesser (DI ST) ein neuer Soll- Durchmesser (DS OLL, n+2) durch Addition eines Durchmesser- Inkrements (DeltaD) zu dem aktuellen Soll-Durchmesser
( DSOLL, n) bestimmt wird (DS OLL, n+2 = DeltaD + DS OLL, n+i) , und dass der mindesten eine neue Umkehrpunkt OP (n+2) dort liegt, wo ein Soll-Durchmesser (DS OLL (y) ) gleich dem Soll- Durchmesser (DSOLL (n+2 ) ) lSt.
32. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub (Hn+2) des
Honwerkzeugs weiter reduziert wird, wenn an einem
Umkehrpunkt (OPn+2) des Honwerkzeugs der Ist-Durchmesser (DIST (OP(n+2)) gleich dem Soll-Durchmesser (DS OLL (OP(n+2)) der Bohrung an diesem Umkehrpunkt (OP (n+2 ) ) lSt.
33. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn die Bohrung über ihre gesamte Länge (L) gehont wird .
34. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung als Funktion einer Längsachse (Y-Achse) der Bohrung, insbesondere als Polynom n-ter Ordnung, vorgegeben wird.
35. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung in einer Wertetabelle vorgegeben ist.
36. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den
Stützstellen der Wertetabelle die Soll-Kontur (D (Y) ) der nicht-zylindrischen Bohrung durch Interpolation bestimmt wird .
37. Werkstück mit einer konifizierten Bohrung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass mit abnehmenden Hub (H) die Drehzahl der Honspindel und/oder der
Honleistenanpressdruck erhöht wird.
PCT/EP2017/057458 2016-03-29 2017-03-29 Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer, nicht zylindrischer bohrungen mit einem honwerkzeug und honmaschine, die zur konifizierung einer zylindrischen bohrung ausgebildet und eingerichtet ist WO2017167829A1 (de)

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