Honen

Industrie-Lexikon

Honen

Das Honen ist ein zerspanendes Feinbearbeitungsverfahren für fast alle Werkstoffe und stellt in der Produktion den letzten Fertigungsprozess dar. Ziele sind die Verbesserung der Maß- und Formgenauigkeit sowie die Oberflächenbehandlung, die zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften führt. Das Werkzeug ist im Unterschied zum Schleifen selbstausrichtend, beim Rund-Honen selbst-zentrierend. Das Honen zählt zum Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide.

Die Oberflächen umfassen dabei hauptsächlich zylindrische Innenflächen (z. B. Bohrungen) und ebene Flächen. Am bekanntesten sind dabei die Kolbenlaufflächen an Zylindern von Verbrennungsmotoren und Hydraulik-Bauelementen.

Verfahren
In der DIN 8589 wird das Honen nach verschiedenen Kriterien eingeteilt. Als Ordnungskriterien werden die Form sowie die Lage der erzeugten Fläche herangezogen. Die Verfahren sind Innenrundhonen (formschlüssig oder kraftschlüssig), Außenrundhonen (zwischen Spitzen oder spitzenlos), Flachhonen und Profilhonen.

Gemeinsam ist den Verfahren die aus zwei Richtungen zusammengesetzte zyklische Schnittbewegung, von denen meist eine oszillierend ist. Je nach Frequenz der oszillierenden Bewegung kann das Honen in das sogenannte Langhubhonen sowie das Kurzhubhonen (auch Feinziehschleifen) unterteilt werden.

Langhubhonen
Beim Langhubhonen einer Bohrung beispielsweise rotiert das Werkzeug um die eigene Achse und wird dabei über die gesamte Länge der Bohrung auf und ab, also oszillierend, bewegt. Durch mehrmaliges Überfahren der gleichen Fläche mit entgegengesetzter Vorschubrichtung ergeben sich die für das Honen typischen gerade oder elliptisch kreuzenden Riefen auf der Oberfläche, die für eine niedrige Schnittkraft bestenfalls einen Winkel von ungefähr 45 ° aufweisen. Die geforderten tribologischen Eigenschaften stehen dem jedoch häufig im Wege, so dass nicht die optimale Standzeit der Werkzeuge erreicht werden kann. Eine wichtige Anwendung des Langhubhonens besteht im sogenannten Plateauhonen, das vor allem für die Bearbeitung von Zylinderlaufbuchsen eine Rolle spielt.

Kurzhubhonen
Beim Kurzhubhonen hingegen entsteht ein Sinusschliff in Form von sich kreuzenden Bearbeitungsspuren, da sich der Umkehrpunkt des Werkzeuges innerhalb des Werkstücks befindet. Dieses Verfahren wird auch als Superfinish oder Microfinish bezeichnet. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass bei diesem Verfahren das Werkstück die Rotations- und das Werkzeug die Oszillationsbewegung ausführen kann. Beim Langhubhonen werden immer beide Bewegungen über das Werkzeug ausgeführt.

Flachhonen
Beim Flachhonen wird eine Oberfläche gerichtet, indem drehende Werkzeuge sich darauf bewegen.

Laser-Honen
Ein gänzlich neues Verfahren, das aber nicht auf dem Verfahren Zerspanen sondern Abtragen (thermisches Abtragen) beruht, ist das Laser-Honen (z. B. bei Zylinderlaufbuchsen). Der Einsatz dieser Technik findet sich vor allem bei Dieselmotoren. Bei diesem Laserhonen schmilzt ein Laserstrahl die metallische Oberfläche auf, verdampft sie teilweise, und erzeugt so die gewünschten feinen ölhaltenden Vertiefungen. Vorteil bei diesem Verfahren ist zusätzlich die Ausbildung von durch den Schmelzprozess erzeugten harten Schmelzkanten, die sehr verschleißfest sind. Eine Verschleißminderung und Lebensdauerverlängerung um etwa 75 % ist so zu erreichen.

Honmaschinen
Einfache Honmaschine mit Spanntisch und aufgespanntem Dreibackenfutter
Honarbeiten sind auf gewöhnlichen Drehmaschinen und Vertikal-Bohrmaschinen möglich, in der Serienfertigung sind jedoch spezielle Honmaschinen mit senkrechter oder waagrechter Spindel üblich. Beim Flachhonen wiederum werden planparallele Werkstücke bearbeitet.

Auf einer Honmaschine wird – ähnlich wie bei einer Fräsmaschine – ein Werkzeug in die zu bearbeitende Bohrung eingeführt und darin rotierend sowie oszillierend (längs hin und her) bewegt. Entscheidend für optimale Ergebnisse ist die Variabilität der Drehzahl- und vor allem der Hubsteuerung, da über letztere die Zylindrizität der Bohrung in weiten Grenzen beeinflusst werden kann. Die eigentlichen Schneidleisten aus Siliziumkarbid, Korund oder Diamant werden mit einem durch Form- oder Kraftschluss im Werkzeug einstellbaren Druck an die Bohrung angepresst.

Hierdurch erhält die Oberfläche der inneren Zylinderwandung ein charakteristisches Aussehen mit sich (in der Regel spitzwinkelig) kreuzenden schräg im Zylinder verlaufenden Riefen und bekommt definierte Rauhigkeitseigenschaften, oftmals mit einer Resthaftfähigkeit für Flüssigkeiten (Hydrauliköle, Motoröle).

Diese Bearbeitung geschieht regelmäßig in einem starken Flüssigkeitsstrom, um die Späne schnell aus dem Bearbeitungsprozess abzuführen und das Werkstück zu kühlen, damit die geforderten Toleranzen eingehalten werden. Deshalb hat das Volumen des Hilfsstoffbehälters und die Güte der Hilfsstofffilterung entscheidenden Anteil an der Eignung einer Maschine für das jeweils gewünschte Fertigungsergebnis.

Quelle: Wikipedia