Die Ø48,5-mm-Bohrung eines gehärteten Schaltrads wird nach dem Hartdrehen gehont. Das Bearbeitungskonzept verbindet die Bearbeitung der Planflächen und der Bohrung mit dem Honen und dem Schleifen des Synchronkegels in einer Aufspannung. Das verbleibende Honaufmaß beträgt etwa 0,02 mm im Durchmesser.
Für die Bohrung sind neben dem Maß Ø48,5 G6 unterschiedliche Rauheitsgrenzen in axialer Richtung und Umfangsrichtung sowie eine geringe Umfangswelligkeit gefordert. Abschließend wurde mit K046 eine Honleistenspezifikation gefunden, die eine effiziente Bearbeitung unter Einhaltung der geforderten Parameter ermöglichte.
| Merkmal | Vorgabe |
|---|---|
| Bauteil | Schaltrad, 2. Gang |
| Werkstoff | gehärteter Stahl, je nach Variante nach TL 4227 oder TL 4521 |
| Wärmebehandlung | carbonitriert und angelassen |
| Härte nach Zeichnung | > 680 HV30 |
| Bohrungsdurchmesser | Ø48,5 G6 |
| Grenzmaße nach Zeichnung | Ø48,509 bis Ø48,525 mm |
| Bohrungslänge | 33,5 ±0,1 mm |
| Vorbearbeitung | Hartdrehen |
| Honaufmaß im Durchmesser | etwa 0,015 bis 0,020 mm |
| Rauheit axial | Rz ≤ 4 µm |
| Rauheit in Umfangsrichtung | Rz ≤ 2,5 µm |
| Welligkeit in Umfangsrichtung | Wt ≤ 2 µm |
| Maschine | EMAG-Maschine für die Komplettbearbeitung |
| Werkzeugaufnahme | HSK-C63S |
| Abschließend geeignete Spezifikation | K046 |
Das ursprüngliche Werkzeugkonzept nutzt ein 6-leisten Xstep® Honwerkzeug mit mechanischer Zustellung über die vorhandene NC-Aufweiteinrichtung. Die Ausführung 6LM48,5/33S-80/110 ist mit Innenkühlung und Luftmessung ausgelegt und über HSK-C63S an die Maschine angebunden.
Die Messdüsen sind so vorgesehen, dass sich der Durchmesser in zwei axialen Ebenen erfassen lässt. Dadurch kann neben dem Durchmesser auch eine konische Abweichung beurteilt werden. Der notwendige Werkzeugüberlauf ist gemeinsam mit Aufspannung und Messpositionen abzustimmen.
Im weiteren Verlauf wurden zwei Werkzeuge auf hydraulische coolEX® Technologie umgebaut. Damit wurde neben der mechanischen Zustellung auch die hydraulische Aufweitung für die Bearbeitung der gehärteten Bohrung erprobt.
Aufspannen: Das Schaltrad wird über die Verzahnung aufgenommen. Die Aufspannung dient als gemeinsame Basis für die Bearbeitung der Planflächen, der Bohrung und des Synchronkegels.
Hartdrehen: Die Bohrung wird mit einem kleinen, möglichst gleichmäßigen Restaufmaß vorbereitet. Die maßliche Abstimmung der Vorbearbeitung begrenzt die Materialmenge, die beim Honen entfernt werden muss.
Honen: Das zustellbare Honwerkzeug übernimmt die abschließende Maß- und Oberflächenbearbeitung der Bohrung. Honleistenspezifikation, Kontaktgeometrie und Kühlschmierstoff werden auf das gehärtete Material abgestimmt.
Messen: Die vorgesehene Luftmessung in zwei Ebenen unterstützt die Bewertung von Durchmesser und Konizität. Die Messpositionen werden mit den Hubendlagen und dem verfügbaren Überlauf abgestimmt.
Die Werkzeugabstimmung zeigte, dass eine niedrige Rauheit allein keine effiziente Bearbeitung gewährleistet: Einzelne erprobte Spezifikationen erzeugten eine feine Oberfläche, entfernten jedoch zu wenig Material. Andere Varianten erreichten einen wirksamen Abtrag, lagen bei der Rauheit aber noch im Grenzbereich.
Neben der Honleistenspezifikation wurden deshalb die Kontaktgeometrie der Honleisten und die Kühlschmierstoffversorgung angepasst. Ziel war ein frei schneidendes Werkzeug, das das geringe Honaufmaß abträgt und gleichzeitig die richtungsabhängigen Oberflächenanforderungen erfüllt.
Abschließend wurde die Spezifikation K046 gefunden. Sie ermöglichte eine effiziente Bearbeitung unter Einhaltung der geforderten Parameter und löste damit die zuvor bestehende Abstimmung zwischen Materialabtrag und Oberflächenqualität.
Warum wird nach dem Hartdrehen gehont? Das Hartdrehen bereitet die Bohrung mit einem kleinen Restaufmaß vor. Das Honen übernimmt anschließend das Bohrungsfinish und stimmt die Oberfläche auf die axialen und umfangsbezogenen Anforderungen ab.
Warum wird die Rauheit in zwei Richtungen betrachtet? Die Zeichnung fordert axial Rz ≤ 4 µm und in Umfangsrichtung Rz ≤ 2,5 µm. Die Oberfläche muss deshalb in den jeweils vorgegebenen Messrichtungen bewertet werden.
Wozu dient die Luftmessung in zwei Ebenen? Sie erfasst den Durchmesser an zwei axialen Positionen. Der Vergleich unterstützt die Beurteilung der Konizität der Bohrung.
Welche Spezifikation war abschließend geeignet? K046 ermöglichte die effiziente Bearbeitung unter Einhaltung der geforderten Parameter. Entscheidend war die Verbindung aus wirksamem Materialabtrag und passender Oberflächenqualität.
Das Anwendungskonzept integriert das Honen der gehärteten Ø48,5-G6-Schaltradbohrung in die Komplettbearbeitung auf einer EMAG-Maschine. Die Entwicklung umfasste mechanisch zugestellte Xstep® Werkzeuge, eine hydraulische coolEX® Ausführung und die gezielte Abstimmung der Honleisten. Mit K046 wurde schließlich eine Spezifikation gefunden, die eine effiziente Bearbeitung unter Einhaltung der geforderten Parameter ermöglichte.
Zugehörige DIAHON-Rubriken: Xstep® Werkzeugsystem und coolEX® Werkzeugsystem.