Honen – Grundlagen, Funktionsweise, Vorteile

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Was ist Honen? Wie funktioniert es und welche Vorteile bietet es? Was sind typische Anwendungsbeispiele?

Das und noch viel mehr erfährst du in diesem Guide.

Honen – Definition

Das Honen oder auch Ziehschleifen genannt, ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide. Es ist üblicherweise einer der letzten Arbeitsschritte bei der Fertigung von Maschinenbauteilen.

Das Honen wird dort verwendet, wo eine hohe Maß- und Formgenauigkeit notwendig ist.

Darüber hinaus liefert es feinste Oberflächen.

Als Fertigungsverfahren ist Honen eng mit dem Schleifen verwandt. Im Vergleich zum Schleifen erzeugt es eine noch geringere Oberflächenrauheit.

Ein typisches Anwendungsbeispiel für das Honen ist die Fertigbearbeitung von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren.

Wie funktioniert das  Honen?

Das Honwerkzeug, die Honahle oder die Honbürste drückt die mit Schleifmittel besetzten Honleisten federnd gegen die Bohrungswandung.

Die gleichzeitig erfolgende Schnittbewegung besteht aus einer oszillierenden und einer zweiten linearen Bewegung. Da sich die Bewegungen sich beim Vor- und Rücklauf in einem Winkel zwischen 40 und 60 Grad kreuzen, entsteht hierbei der charakteristische Kreuzschliff.

Die Außenkontur des Werkzeugs entspricht der Werkstückgeometrie.

Üblicherweise bestehen die Honleisten aus einem mit prismatisch geformten Honsteinen besetzt versetztem Metallkern.

Zum Ausgleich von Werkzeugverschleiß sind die Honsteine entweder federnd befestigt, oder mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch verstellbar. Honahlen mit federnd oder pneumatisch gelagerten Honsteinen verbessern die Oberflächengüte.

Außerdem verringern fest einstellbare und hydraulisch verstellbare Honsteine auch Formabweichungen, etwa bezüglich der Rundheit oder Zylindrizität.

Je nach Anordnung und Gestaltung der Honleisten im Honwerkzeug unterscheidet man das Ein-Leisten-Werkzeug, Dreipunktsystem, Vierpunktsystem, Mehr-Leisten-System, Schalenwerkzeug, Schafthonwerkzeug, Hülsenhonverfahren oder auch Dornhonwerkzeug [3].

Honen einer Zylinderlaufbahn – Video

In diesem Video siehst du, wie die Zylinderlaufbahn auf einer CNC gesteuerten Maschine bearbeitet wird.

Erreichbare Genauigkeit beim Honen

Bei diesem spanende Fertigungsverfahren werden eine sehr hohe Maßhaltigkeit und geringe Oberflächenrauheiten erreicht.

Mögliche Werte:

Durchmessertoleranz +/- 0,0005 mm ( = +/- 0,5 µm)

Oberflächenrauheit bis Rz 0,04

Zylindrizität bis 0,002

Rundheit bis 0,001

Zusammensetzung des Schleifmittels

Wie bereits erwähnt, ist das Schleifmittel beim Honen in den Honleisten (manchmals auch als Honsteine bezeichnet), mechanisch gebunden. Im Detail wird die Bindung durch einen galvanischen Prozess oder Sintern erreicht.

Übliche Schleifmittel sind CBN, Diamant, Siliziumkarbid (SiC) oder Korund (Al2O3). Aufgrund der hohen Härte liefern Diamant und CBN hier besonders hohe Standzeiten und werden in Serienfertigungen bevorzugt verwendet. [5]

Da stumpfe Schleifkörner beim Honen von der Leiste abbrechen, entstehen über die Zeit an den Bruchkanten wieder scharfe Schnittkanten. Man spricht hier vom Selbstschärfungseffekt.

Vergleich zu anderen Feinstbearbeitungsverfahren

Abgrenzung zum Schleifen

Ein wesentlicher Unterschied zum Schleifen ist die überlagerte Schnittbewegung, da sich das Werkzeug rotiert und gleichzeitig auf und ab bewegt.

Im Unterschied zu den parallelen Bearbeitungsspuren beim Schleifen entsteht durch den Kreuzschliff beim Honen weiterhin eine Oberfläche mit weniger Glanz.

Weiterhin findet beim Honen eine ständige flächenhafte Berührung zwischen Werkstück und Werkzeug statt.

Außerdem ist das Werkzeug selbst-ausrichtend und beim Rund-Honen selbst-zentrierend.

Unterschiede zum Läppen

Wie beim Läppen, so muss auch das Werkzeug beim Honen der Werkstückgeometrie genau angepasst sein.

Im Gegensatz zum Läppen, wo sich die Schleifmittel einzeln verteilt in der Läpppaste befinden, sind die Schleifmittel bei Honwerkzeugen in der Honleiste mechanisch gebunden.

Welche Vorteile und Nachteile gibt es?

Vorteile

Das Honen ist ein konkurrierendes Verfahren zum Schleifen. Es ist ein Verfahren mit dem unterschiedliche Werkstoffe bearbeitet werden können. Beispielhaft sei hier Aluminium, Gusseisen, Stahl, Keramiken und Kunststoff genannt. Weiterhin ist das Verfahren sehr prozesssicher. Außerdem erzeugt es Funktionsflächen mit geringer Rauheit und hoher Maßhaltigkeit.

Durch die flexible Aufhängung der Honahle muss die Ausrichtung und Aufspannung beim Honen nicht so exakt erfolgen. Das Werkzeug richtet sich durch die gelenkige Aufhängung an der zu bearbeitenden Bohrung selbst aus.

Einfache Honarbeiten können sogar auf einer vorhandenen Drehmaschine oder einer Fräsmaschine ausgeführt werden.

Die überlagerte Bewegung beim Honen erzeugt besonders glatte Oberflächen. Der durch das Honen entstehende Kreuzschliff bietet Schmierölen einen besonders guten Haftgrund.

Durch diese Art der Feinbearbeitung erhöht sich der Traganteil der Flächen. Dies ist besonders vorteilhaft bei Gleitlagern, Wälzlagerteilen, Führungsschienen und ähnlichen dynamisch tragenden Maschinenelementen.

Nachteile

Nachteilig ist, dass es ein teures Verfahren ist für das aufwendige Vorbearbeitung notwendig ist. Weiterhin werden Druckspannungen in das Werkstück eingebracht [Quelle].

Anwendungsbeispiele

Es findet immer dann Anwendung, wenn feinste Oberflächen und hohe Maßhaltigkeit gefordert wird.

Typische Anwendungsbeispiele für das Honen sind:

• Herstellung von Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren im Automobilbau
• Bearbeitung von Ventilsitzen und Ventilführungen von Hochdruckeinspritzsystemen im Common-Rail Diesel
• Bearbeitung Pleuellagerungen

Langhubhonen oder Kurzhubhonen?

Des Fertigungsverfahren lässt sich in zwei Grundformen einteilen:

Beim Langhubhonen erstreckt sich die oszillierende Bewegung des Honwerkzeugs typischerweise über die gesamte zu bearbeitende Werkstücklänge.

Dagegen schwingt das Werkzeug beim Kurzhubhonen mit einer Amplitude im Millimeterbereich. Beide Verfahren haben ihre berechtigten Anwendungsgebiete.

Langhubhonen

Die Bearbeitung von Innenflächen, beispielsweise von Bohrungen oder Rohren, wird im Allgemeinen im Langhubverfahren durchgeführt. Als Werkzeug kommt dabei eine Honahle zum Einsatz.

Kurzhubhonen

Das Kurzhubhonen kommt typischerweise beim Außenhonen zum Einsatz.

Für Kleinserien und Einzelfertigung gibt es zum Beispiel Werkzeuge, die sich an Drehbänke oder Schleifmaschinen anbauen lassen und über einen pneumatischen Antrieb die für den Prozess notwendige, oszillierende Bewegung des Honsteins erzeugen.

Zusammen mit der Drehbewegung und Vorschubsteuerung des Grundwerkzeugs ist mit dieser Kombination die Bearbeitung von Wellen und anderen Drehteilen möglich.

Quellenverzeichnis

[1] http://www.gehring.de/technologie/honen-dasverfahren/

[2] https://de.wikipedia.org/wiki/Honen

[3] https://www.h7-hontechnik.de/honverfahren.htm

[4] http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Honen

[5] https://www.schleifprofi.com/schleifverfahren/rundschleifen/schleifen-mit-cbn-und-diamant-schleifscheiben/

[6] https://www.diahon.de/fileadmin/download/DIAHON_-_Schulung_Honen.pdf