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Xstep® - Honen mit mechatronischer Aufweitung im Bearbeitungszentrum

Die Xstep® Honwerkzeug Technologie ermöglicht das klassische mechanisch gesteuerte Honen in einem Bearbeitungszentrum (Werkzeugmaschine) mit maschinenseitig vorhandener Zug-/Druck-Stange oder mit einwechselbarer U-Achse (KomTronic® von KOMET). Die Bearbeitung erfolgt mit regulärer Honkinematik (Aufweitung während der Bearbeitung) und erzeugt somit den klassischen Kreuzschliff im definierten Honwinkel.

Durch die Anordnung beider Systemteile (Werkzeug und Werkstück) in fester Spannung ergeben sich enorme Vorteile bei der Honbearbeitung auf dem Bearbeitungszentrum:

  • sehr kleines Honaufmaß erforderlich, dadurch sehr kurze Bearbeitungszeiten
  • durch die Achslegung der Bohrung in der Vorbearbeitung zum Honen (z.B. Feinspindeln mit Aussteuerwerkzeug auf KomTronic® U-Achs-System) kann ein sogenanntes "Positionshonen" entfallen
  • auf separate Honmaschinen kann verzichtet werden
  • hochgradig skalierbar auf Produktionsschwankungen durch den Einsatz im Bearbeitungszentrum
  • keine Einschränkungen gegenüber dem schrittmechanisch gesteuerten Honen mit Honmaschine
  • Prozesssteuerung und Verfügbarkeit von hochmodernen Messmitteln ermöglichen eine "100%-Prüfung" der Bauteile
  • keine zusätzlichen Kosten für separate Vorrichtungen und Gelenk-Anschlüsse für den Honprozess

Die Prozeßsteuerung ist durch die Schrittsteuerung der Zustellung integriert, die Messung der Bauteile kann nachgeschaltet außerhalb der Maschinen-Hauptzeiten erfolgen. Über eine Feedback-Schleife werden anhand der Messung die folgenden Bauteile maßlich (Durchmesser und Konizität) korrigiert.

Xstep®2 - mechanische Doppelaufweitung

Das Xstep®2-Werkzeugsystem ermöglicht die Doppel-Aufweitung (Vorhonen und Fertighonen in einem Werkzeug). Dies wird durch die Zug- und Druckbewegung der Stellstange in einem Werkzeug realisiert. Beide Bearbeitungsschritte können somit mit der gleichen, hohen Präzision gesteuert werden.

Technische Details - Xstep®

Xstep®-Honwerkzeuge verwenden eine Zug-/Druck-Stange zur Aufweitung der Schneidleisten. Zur Prozesskühlung wird Kühlschmiermittel direkt an die Kontaktstelle Honleiste/Bohrung geleitet. Dies sorgt für eine optimale Kühlung und Spanabfuhr. Über die Steuerung der Endlage der Zug-/Druck-Stange wird der Fertigdurchmesser eingestellt und der Verschleiß an den Honleisten kompensiert. Durch Anpassung der Spezifikation der Honleisten können die geforderten Parameter (z.B. Rauheit, Taktzeit oder Zylinderform) an die Vorgaben angepasst werden.

Je nach Anforderung und Bohrungsgeometrie können Xstep®-Honwerkzeuge in verschiedenen Ausführungen eingesetzt werden:

  • Sackloch- oder Durchgangswerkzeuge
  • Werkzeuge mit Doppelaufweitung (Xstep®2)
  • Aufsatzwerkzeuge mit Anschlussstange

Der Einsatz von z.B. Post-Prozess Luftmesseinrichtungen mit einer Schnittstelle zu Auswertesystemen und Rückkopplung in die Steuerung der Bearbeitungsmaschine ermöglicht die geschlossene Prozesssteuerung analog derer in klassischen Honmaschinen.

Informationen für Hersteller von Bearbeitungszentren

Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz der Technologie:

  • Vorbearbeitung der Bohrung in der gleichen Spannung
  • Filtrierung der Kühlmittel je nach Oberflächenanforderung entsprechend fein (ca. 30-50µm oder darunter)
  • Positioniergenauigkeit der Bohrungs- zur Werkzeugachse innerhalb 5μm
  • harte Umschaltung in den Hubendlagen (hohe Axialbeschleunigung) je nach Durchmesser und gefordertem Honwinkel

Auswahl von Projekten auf unterschiedlichen Bearbeitungszentren verschiedener Hersteller

Finden Sie hier eine Auswahl an erfolgreich abgeschlossenen Projekten auf unterschiedlichen Bearbeitungszentren verschiedener Hersteller.

2-stufige Honbearbeitung eines V8-Motorblocks (AlSi17 übereutektisch) im Bearbeitungszentrum

Die Aufgabenstellung war die Darstellung der 2-stufigen Honbearbeitung eines V8-Motorblocks in einem vorhandenen Bearbeitungszentrum mit KomTronic® U-Achs-System von KOMET® . Zur Lösung wurde eine Kombination von coolEX®- und Xstep®-Honwerkzeugen gewählt, um die Vorteile beider Systeme zu kombinieren.

1. Honbearbeitung mit Xstep®-Honwerkzeugen auf KomTronic® U-Achse zur maßlichen Kontrolle des Durchmessers

2. Honbearbeitung mit coolEX®-Honwerkzeugen zum Freilegen der Silizium-Kristalle in der Funktionsoberfläche des Zylinders.

Beispiel: PKW-Pleuelstange - Honen grosses Auge mit Honaufmaß 30µm

Anforderungen: Rz=8±3µm, Rpc>170 Spitzen pro cm, Honwinkel 40°-50°, Durchmesser 41,00+12µm Rundheit < 5µm, Parallelität < 8µm, Geradheit 8µm, keine Umkehrwischer im Honbild

Die Bearbeitung erfolgt mit vorgespindelten Bauteilen, die für diese Bearbeitung in eine spezielle Honvorrichtung eingelegt werden, die eine schwimmende Fixierung ohne Spanndruck ermöglicht. Grosse Vorteile sind die schnelle Beladung der Vorrichtung durch einfaches Einlegen der Pleuelstangen und das Vermeiden von Verspannungen während der Honbearbeitung.

Beispiel: Grauguss Ventil-Block (Steuergehäuse)

Komplett-Bearbeitung der Bohrungen (nach der Wärmebehandlung) mit Werkzeugen auf KomTronic U-Achs-System: Feinspindeln mit Aussteuer-Werkzeug und Honen mit Xstep-Honwerkzeug in IT6 Toleranz

Beispiel: PKW-Pleuelstange - Honen grosses Auge mit Honaufmaß 20-25µm

Anforderungen: Rz=8±3µm, Rpc>170 Spitzen pro cm, Honwinkel 50°-60°, Durchmesser 50,6+12µm Rundheit < 5µm, Parallelität < 8µm, Geradheit 8µm, keine Umkehrwischer im Honbild

Beispiel: 2-stufige Plateau-Honung einer Grauguss-Bohrung im Bearbeitungszentrum - Xstep® und coolEX®

2-stufige Plateau-Honung einer Grauguss-Bohrung:

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