Honen mit aktiver Aufweitung ist ein spanendes Feinbearbeitungsverfahren zur präzisen Bearbeitung von Bohrungen und anderen Funktionsflächen. Dabei führt das Honwerkzeug mit den Honleisten eine kombinierte Dreh- und Hubbewegung aus, während die Honleisten kontrolliert zugestellt werden. Auf der bearbeiteten Oberfläche entsteht die für das Verfahren typische Kreuzschliffstruktur, die gute Gleit- und Schmierbedingungen ermöglicht.
Durch das Honen lassen sich Bohrungsdurchmesser sehr präzise erzeugen und vorhandene Formabweichungen gezielt korrigieren. Das Verfahren verbindet hohe Maß- und Formgenauigkeit mit einer sehr guten Oberflächenqualität und eignet sich sowohl für die Serienfertigung als auch für Einzelteile und Instandsetzungsaufgaben.
Beim Honen liegen die Honleisten des Werkzeugs flächig an der Bohrungswand an. Durch die Überlagerung von Drehbewegung und axialer Hubbewegung kreuzen sich die Bearbeitungsspuren – vergleichbar mit einem Rechtsgewinde über einem Linksgewinde. Der so entstehende Kreuzschliff unterstützt die Verteilung und Speicherung von Schmierstoff und trägt zu günstigen Reibungs- und Verschleißeigenschaften der Funktionsfläche bei.
Die Honleisten werden während der Bearbeitung kontrolliert zugestellt. Auf diese Weise kann der Durchmesser schrittweise an das Sollmaß herangeführt werden. Gleichzeitig lassen sich Abweichungen aus der Vorbearbeitung reduzieren, sofern Werkzeugauslegung, Aufmaß, Überlauf und Prozessparameter auf das Werkstück abgestimmt sind.
Honen dient nicht nur der Verbesserung der Oberflächenrauheit. Ein passend ausgelegter Honprozess kann auch die Maß- und Formqualität einer Bohrung wesentlich verbessern. Abhängig von Werkstück, Werkstoff, Bohrungsabmessung, Ausgangszustand und eingesetzter Werkzeug- und Messtechnik sind Toleranzen und Formabweichungen im Bereich weniger Mikrometer erreichbar.
| Qualitätsmerkmal | Wirkung des Honprozesses |
|---|---|
| Bohrungsdurchmesser | Präzises Annähern an das Sollmaß und reproduzierbare Bearbeitung innerhalb enger Toleranzen |
| Rundheit | Reduzierung von Ovalität und lokalen Rundheitsabweichungen bis in den Bereich weniger Mikrometer |
| Zylinderform | Korrektur von Konizität sowie Tonnen- und Taillenform über die Bearbeitungslänge |
| Oberfläche | Erzeugung einer definierten Rauheit und einer funktionsgerechten Kreuzschliffstruktur |
Die tatsächlich erreichbare Qualität ist stets anwendungsbezogen zu bewerten. Besonders wichtig sind eine gleichmäßige Vorbearbeitung, ein geeignetes Honaufmaß, eine stabile Werkstückspannung, ausreichend Werkzeugüberlauf und eine auf den Prozess abgestimmte Messstrategie.
Einordnung gegenüber Reiben und Feinbohren: Alle drei Verfahren können präzise Bohrungsdurchmesser erzeugen, setzen jedoch unterschiedliche Schwerpunkte. Reiben eignet sich besonders zur wirtschaftlichen Kalibrierung vorbearbeiteter Bohrungen. Feinbohren bietet eine gute Maßqualität und kann Lage beziehungsweise Achsrichtung der Bohrung gezielt an der Maschinenachse ausrichten. Honen erreicht seine besondere Stärke bei der abschließenden Korrektur von Rundheit, Geradheit und Zylinderform sowie bei der Erzeugung einer definierten Funktionsoberfläche.
| Qualitätsmerkmal | Reiben | Feinbohren | Honen mit aktiver Aufweitung |
|---|---|---|---|
| Durchmesser | enge und wirtschaftlich reproduzierbare Kalibrierung | präzise Einstellung über Werkzeug und Maschinenachse | sehr enge, aktiv anfahrbare Fertigmaße; je nach Technologie messgestützt regelbar |
| Rundheit | gute Ergebnisse bei geeigneter Vorbearbeitung, jedoch begrenzte Korrektur vorhandener Formfehler | gute Rundheit bei stabiler Maschine, Aufspannung und Werkzeugführung | sehr gute Rundheit; vorhandene Abweichungen können gezielt bis in den Bereich weniger Mikrometer reduziert werden |
| Zylinderform | folgt weitgehend der vorbearbeiteten Bohrung | gute Geradheit und Zylinderform, abhängig von Auskragung und Maschinenkinematik | besonders hohe Korrekturwirkung bei Konizität sowie Tonnen- und Taillenform |
| Oberfläche | feine Oberfläche mit verfahrensbedingter Längsstruktur | feinbearbeitete Oberfläche mit typischer Drehstruktur | definierte Rauheit und funktionsgerechter Kreuzschliff mit guten Gleit- und Schmierbedingungen |
| Lage und Achsrichtung | nur geringe Korrektur, da das Werkzeug der vorhandenen Bohrung folgt | gute Möglichkeit zur Lage- und Achskorrektur über die Maschinenführung | nur begrenzte Lagekorrektur; Schwerpunkt liegt auf Maß, Form und Oberfläche innerhalb der vorhandenen Bohrung |
In einer abgestimmten Prozesskette werden die Verfahren deshalb häufig kombiniert: Feinbohren oder Reiben bereiten Lage, Durchmesser und ein gleichmäßiges Restaufmaß vor; das anschließende Honen erzeugt das Fertigmaß, verbessert die Zylinderform und stellt die gewünschte Funktionsoberfläche her.
Das Verfahren wird überall dort eingesetzt, wo Bohrungen hohe Anforderungen an Maß, Form und Oberfläche erfüllen müssen. Zu den typischen Einsatzbereichen zählen die Fahrzeugtechnik, der Maschinenbau, die Hydraulik und Pneumatik sowie die Luftfahrt, die Verteidigungstechnik und der Rennsport. Typische Anwendungen sind Zylinderlaufbahnen, Hydraulik- und Pneumatikzylinder, Ventilbohrungen, Lagerstellen, Pleuel, Getriebebauteile und präzise Führungsbohrungen.
Honen eignet sich für unterschiedliche Werkstoffe und Bauteilgrößen. Neben der Großserienfertigung kann das Verfahren auch bei kleinen Stückzahlen, in der Einzelteilfertigung und bei der Instandsetzung wirtschaftlich eingesetzt werden.
Honen kann auf spezialisierten Honmaschinen ausgeführt werden. Diese Maschinen sind gezielt auf die Bewegungsabläufe, Zustellung, Prozessüberwachung und Messtechnik des Honens ausgelegt und bieten besonders gute Voraussetzungen für hohe Genauigkeit und produktive Serienprozesse.
Mit den entsprechenden Werkzeug-, Spann- und Prozesstechnologien lässt sich das Honen jedoch auch auf universellen Bearbeitungsmaschinen und Bearbeitungszentren durchführen. Zustellbare Xstep® Honwerkzeuge oder hydraulisch betätigte coolEX® Werkzeugsysteme ermöglichen die Integration des Bohrungsfinishs in bestehende Fertigungsabläufe. Dadurch können Vorbearbeitung, Honen und weitere Bearbeitungsschritte häufig in einer Aufspannung kombiniert werden.
Einflussgrößen und Prozessauslegung: Das Zusammenspiel von Werkstück, Werkzeug und Maschine entscheidet über das Ergebnis.
Für ein stabiles Honergebnis werden Honleistenspezifikation, Werkzeuggeometrie, Zustellstrategie, Schnittgeschwindigkeit, Hubgeschwindigkeit und Kühlschmierstoff auf die jeweilige Aufgabe abgestimmt. Auch die Lage und Länge der Bohrung, Unterbrechungen in der Oberfläche und der verfügbare Werkzeugüberlauf beeinflussen die Prozessauslegung.
Eine prozessgerechte Vorbearbeitung schafft ein möglichst gleichmäßiges Honaufmaß. Ergänzend kann eine geeignete Messstrategie den Durchmesser während oder nach der Bearbeitung erfassen und notwendige Korrekturen unterstützen. Für die Bewertung der Zylinderform sind Messungen an mehreren axialen Positionen sinnvoll.
Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Honen und Bohren oder Reiben? Bohren und Reiben erzeugen beziehungsweise kalibrieren eine Bohrung überwiegend mit geometrisch bestimmter Schneide. Honen ist eine Feinbearbeitung mit gebundenem Schleifkorn und dient insbesondere der gezielten Verbesserung von Maß, Form und Oberfläche.
Welche Formfehler können beim Honen korrigiert werden? Je nach Ausgangszustand und Prozessauslegung können unter anderem Ovalität, Konizität sowie Tonnen- und Taillenform reduziert werden.
Welche Genauigkeiten sind erreichbar? Bei geeigneten Prozessbedingungen sind Durchmesser-, Rundheits- und Zylinderformtoleranzen im Bereich weniger Mikrometer erreichbar. Die konkrete Fähigkeit muss für das jeweilige Bauteil und den eingesetzten Prozess nachgewiesen werden.
Ist Honen nur auf speziellen Honmaschinen möglich? Nein. Neben Honmaschinen können auch universelle Bearbeitungsmaschinen und Bearbeitungszentren eingesetzt werden, wenn sie mit geeigneter Werkzeug-, Zustell-, Spann- und Prozesstechnologie ausgerüstet sind.
Honen erzeugt präzise Bohrungsdurchmesser, verbessert Rundheit und Zylinderform und schafft eine funktionsgerechte Oberfläche mit charakteristischem Kreuzschliff. Das Verfahren ist in zahlreichen Branchen und sowohl für Einzelteile als auch für Serienbauteile einsetzbar.
Je nach Fertigungsaufgabe kann die Bearbeitung auf einer spezialisierten Honmaschine oder mit geeigneter Werkzeugtechnologie auf einer universellen Bearbeitungsmaschine erfolgen. Damit lässt sich das Honen flexibel als eigenständiger Prozess oder als integrierter Schritt einer Komplettbearbeitung einsetzen.