Kurzbeschreibung

Planetenrad Hartdrehen und Honen als abgestimmte Prozesskette

Eine Ø28-mm-Bohrung (Planetenrad/Getriebe) in gehärtetem 20MnCr5 wird nach dem Hartdrehen gehont. Der Werkstoff besitzt eine Härte von 60–63 HRC. Für das Bohrungsfinish ist eine Rauheit von Ra 0,2 µm gefordert.

Die Anwendung zeigt, wie stark die Honbearbeitung von der Maß- und Oberflächenqualität der Vorbearbeitung abhängt. Nach der Anpassung des Hartdrehens wurde die Bohrung von Ø28,006 mm auf Ø28,013 mm gehont. Bei etwa 7 µm Abtrag im Durchmesser wurden Ra-Werte von ungefähr 0,08–0,10 µm erreicht; der dokumentierte Lauf umfasste 120 Teile mit stabilem Bearbeitungsverhalten.

Technische Anwendungsdaten

Gehärtete Stahlbohrung mit geringem Honaufmaß

MerkmalAngabe
AnwendungBohrungsfinish nach dem Hartdrehen
Werkstoff20MnCr5
Härte60–63 HRC
NenndurchmesserØ28 mm
Durchmesser nach angepasstem HartdrehenØ28,006 mm
Durchmesser nach Honen im dokumentierten LaufØ28,013 mm
Honabtrag im Durchmesseretwa 7 µm
Rauheit nach angepasstem HartdrehenRa 0,6 µm; Rz 3,6 µm
RauheitszielRa 0,2 µm
Erreichte Rauheit im dokumentierten LaufRa etwa 0,08–0,10 µm
Dokumentierter Bearbeitungsumfang120 Teile mit stabilem Bearbeitungsverhalten
MaschineDMG/Gildemeister CTV 160
Werkzeugprinziphydraulisch zustellbares Honwerkzeug
Kühlschmierstoffwassermischbarer Kühlschmierstoff, FUCHS ECOCOOL R-VHCM

Werkzeugtechnologie

Schneidverhalten und Oberflächenqualität gemeinsam abstimmen

Das hydraulisch zustellbare Honwerkzeug übernimmt die Feinbearbeitung der hartgedrehten Bohrung. Die Honleisten müssen das kleine Restaufmaß wirksam entfernen und zugleich die geforderte feine Oberfläche erzeugen.

Unterschiedliche Bindungsausführungen wurden miteinander verglichen. Die weichere Ausführung im dokumentierten Bearbeitungslauf erreichte das gewünschte Zusammenspiel aus Materialabtrag und Oberflächenfinish. Noch weichere Varianten führten dagegen nicht automatisch zu einem besseren Bearbeitungsergebnis.

Die Werkzeugabstimmung umfasst deshalb nicht nur die Honleiste, sondern auch die hydraulische Zustellung und die Kühlschmierstoffversorgung. Mikroskopische Aufnahmen der Honleisten unterstützen den Vergleich ihres Oberflächenzustands an verschiedenen axialen Positionen.

DIAHON-Prozesskonzept

Kleines Restaufmaß kontrolliert abtragen

Vorbearbeitung abstimmen: Das Hartdrehen wird auf ein gleichmäßiges Restaufmaß und eine passende Ausgangsrauheit eingestellt. Im dokumentierten Lauf wurden Ra 0,6 µm und Rz 3,6 µm bei Ø28,006 mm als Ausgangszustand verwendet.

Maßstreuung begrenzen: Das Vorbearbeitungsmaß muss eng geführt werden. Der Einsatzbericht nennt hierfür eine Genauigkeit von etwa ±1 µm. Größere Maßschwankungen erhöhen die zu entfernende Materialmenge und können zu verbleibenden Drehspuren oder stark schwankender Bearbeitungsdauer führen.

Honen abstimmen: Die Honleisten werden auf den gehärteten Werkstoff und das geringe Honaufmaß abgestimmt. Die hydraulische Zustellung wird am Werkzeug überprüft, damit die Bedingungen beim Übertragen des Prozesses auf die Maschine vergleichbar bleiben.

Kühlschmierstoff einbeziehen: Konzentration, Wasserqualität und Versorgung werden als Teil des Honprozesses betrachtet. Eine veränderte Kühlschmierstoffbedingung wird gemeinsam mit dem Schneidverhalten und der Oberfläche bewertet.

Bewertung der Bearbeitung

Ra 0,08–0,10 µm bei abgestimmter Vorbearbeitung

Nach Anpassung des Hartdrehens konnte das geringe Restaufmaß von ungefähr 7 µm im Durchmesser wirksam abgetragen werden. Die erreichten Ra-Werte von etwa 0,08–0,10 µm lagen unter dem geforderten Wert von Ra 0,2 µm. Über 120 Teile zeigte sich ein stabiles Bearbeitungsverhalten.

Die zentrale Erkenntnis ist praxisnah: Eine passende Honleiste kann eine schwankende Vorbearbeitung nicht beliebig ausgleichen. Wenn das Hartdrehmaß driftet oder die Ausgangsoberfläche zu rau ist, verändert sich die Honaufgabe von Teil zu Teil. Ein eng geführtes Vorbearbeitungsmaß und eine passende Ausgangsrauheit schaffen die Grundlage für ein gleichmäßiges Finish.

Für die weitere Bearbeitung wurde eine kunstharzgebundene Honleistenausführung gewählt. Die Auswahl berücksichtigt das Zusammenspiel aus Abtrag, Oberflächenqualität und Bearbeitungsverhalten.

FAQ für Fertigungsingenieure

Fragen zum Honen gehärteter Ø28-mm-Bohrungen

Warum ist das Honaufmaß so wichtig? Das Honen übernimmt hier das Finish einer bereits hartgedrehten Bohrung. Ein kleines, gleichmäßiges Restaufmaß begrenzt die Abtragsmenge und unterstützt ein gleichmäßiges Bearbeitungsverhalten.

Welche Oberfläche wurde erreicht? Der dokumentierte Bearbeitungslauf erreichte ungefähr Ra 0,08–0,10 µm. Damit wurde das Rauheitsziel von Ra 0,2 µm unterschritten.

Warum wird die Vorbearbeitung eng geführt? Schon wenige Mikrometer zusätzliche Maßabweichung verändern das Honaufmaß deutlich. Deshalb wurde für das Vorbearbeitungsmaß eine Genauigkeit von etwa ±1 µm gefordert.

Ist eine weichere Honleistenbindung immer besser? Nein. Die Versuche zeigten, dass die Bindung auf Materialabtrag und Oberflächenfinish abgestimmt werden muss. Eine weitere Verringerung der Bindungshärte verbesserte das Ergebnis nicht automatisch.

Welche Rolle spielt der Kühlschmierstoff? Er gehört zur Werkzeug- und Prozessabstimmung. Konzentration, Wasserqualität und Versorgung müssen bei der Bewertung des Schneidverhaltens mit betrachtet werden.

Fazit

Feines Bohrungsfinish durch abgestimmte Vorbearbeitung

Das Honen der Ø28-mm-Bohrung in 20MnCr5 mit 60–63 HRC verbindet ein geringes Honaufmaß mit einer feinen Oberfläche. Mit angepasstem Hartdrehen und abgestimmten Honleisten wurden Ra-Werte von ungefähr 0,08–0,10 µm bei stabilem Bearbeitungsverhalten über 120 Teile erreicht. Entscheidend ist die gemeinsame Betrachtung von Vorbearbeitung, hydraulischer Zustellung und Kühlschmierstoff.

Zugehörige DIAHON-Rubrik: coolEX® Werkzeugsystem – hydraulische Hontechnologie.