Reibhonen mit fest eingestellten Werkzeugen – kurz „Honen mit FD-Werkzeugen“ – ist ein spanendes Feinbearbeitungsverfahren für präzise Bohrungen. Das Werkzeug ist vor der Bearbeitung auf einen definierten Arbeitsdurchmesser eingestellt; die Honleisten sind fest auf dem Werkzeuggrundkörper angeordnet. Während des Bearbeitungszyklus erfolgt keine aktive Aufweitung der Honleisten.
Das Werkzeug führt eine kombinierte Dreh- und axiale Vorschubbewegung aus und bearbeitet die Bohrung üblicherweise durch einmaliges Ein- und Ausfahren im Doppelhub. Dadurch lassen sich Bohrungsdurchmesser und Rundheit wirtschaftlich korrigieren und reproduzierbare Oberflächen erzeugen. Das Verfahren eignet sich besonders für Serienbauteile mit stabiler Vorbearbeitung und gleichmäßigem Honaufmaß.
Beim Reibhonen wird der wirksame Werkzeugdurchmesser vor dem Bearbeitungszyklus auf das gewünschte Arbeitsmaß eingestellt. Die über den Umfang verteilten Honleisten führen und bearbeiten die Bohrung gleichzeitig. Der Materialabtrag wird durch Werkzeugauslegung, Honleistenspezifikation, Aufmaß, Drehzahl und Vorschub bestimmt.
Beim Ein- und Ausfahren überlagern sich Drehbewegung und axiale Vorschubbewegung. Die Bearbeitungsspuren kreuzen sich dabei – vergleichbar mit einem Rechtsgewinde über einem Linksgewinde. So kann ein leichter, optisch sichtbarer Kreuzschliff entstehen. Dieser ist tribologisch jedoch nicht so wirksam wie der ausgeprägte Kreuzschliff eines klassischen Honprozesses mit aktiv aufgeweiteten Honleisten. Auch Werkzeugkonzepte, die Reibschneiden und Honleisten in einem Arbeitshub kombinieren, können eine leichte Kreuzstruktur hinterlassen.
Der feste Arbeitsdurchmesser wird zwischen den Bearbeitungszyklen eingestellt und bei zunehmendem Honleistenverschleiß korrigiert. Bei größeren Aufmaßen oder unterschiedlichen Aufgaben können mehrere fest eingestellte Werkzeuge nacheinander zum Vor-, Zwischen- und Fertighonen eingesetzt werden.
Fest eingestellte Honwerkzeuge verbinden eine stabile Umfangsführung mit einem definierten Arbeitsdurchmesser. Dadurch eignen sie sich besonders für die reproduzierbare Kalibrierung von Bohrungen und die Korrektur von Rundheitsabweichungen. Abhängig von Werkstück, Werkstoff, Bohrungsgeometrie, Vorbearbeitung, Maschine und Werkzeugauslegung reichen die erreichbaren Maß- und Formqualitäten bis in den Bereich von 1 µm und darunter.
| Qualitätsmerkmal | Wirkung des Reibhonens |
|---|---|
| Bohrungsdurchmesser | präzise Kalibrierung auf den fest eingestellten Arbeitsdurchmesser; unter optimalen Prozessbedingungen sind Toleranzen bis 1 µm und darunter möglich |
| Rundheit | sehr gute Korrektur von Ovalität und lokalen Rundheitsabweichungen bis in den Bereich von 1 µm und darunter, auch bei unterbrochenen Bohrungen |
| Zylinderform | gute Geradheit und Zylinderform bei gleichmäßigem Aufmaß und geeigneter Werkzeugführung |
| Oberfläche | reproduzierbare Feinbearbeitungsstruktur; ein leichter, überwiegend optisch sichtbarer Kreuzschliff ist möglich, besitzt aber nur eine geringe tribologische Wirkung |
Einordnung gegenüber Reiben, Feinbohren und Honen mit aktiver Aufweitung: Die erreichbare Qualität hängt nicht nur vom Verfahren, sondern ebenso von der Vorbearbeitung, der Aufspannung und der Maschinenkinematik ab.
| Qualitätsmerkmal | Reiben | Feinbohren | Reibhonen mit fest eingestelltem Werkzeug | Honen mit aktiver Aufweitung |
|---|---|---|---|---|
| Durchmesser | wirtschaftliche Kalibrierung innerhalb enger Toleranzen | präzise Einstellung über Werkzeug und Maschinenachse | sehr präzise und reproduzierbare Kalibrierung bei stabilem Aufmaß | sehr enge Fertigmaße; je nach Technologie während des Prozesses zustell- oder messgestützt regelbar |
| Rundheit | gute Ergebnisse, aber begrenzte Korrektur vorhandener Formfehler | gute Rundheit bei stabiler Maschine und Werkzeugführung | sehr gute Rundheitskorrektur durch umfangsverteilte Führung | sehr gute Rundheitskorrektur mit zusätzlicher Anpassung des Werkzeugdurchmessers während der Bearbeitung |
| Zylinderform | folgt weitgehend der vorbearbeiteten Bohrung | gute Geradheit und Achsführung, abhängig von Auskragung und Maschinenkinematik | gute Ergebnisse bei gleichmäßigem Aufmaß; Korrekturvermögen durch festen Arbeitsdurchmesser begrenzt | besonders flexibel bei Konizität sowie Tonnen- und Taillenform |
| Oberfläche | feine Oberfläche mit verfahrensbedingter Längsstruktur | feinbearbeitete Oberfläche mit typischer Drehstruktur | definierte Feinbearbeitungsstruktur; ein leichter optisch sichtbarer Kreuzschliff ist möglich, tribologisch aber nur begrenzt wirksam | definierte Rauheit und tribologisch wirksamer Kreuzschliff durch überlagerte Hub- und Drehbewegung |
| Lage und Achsrichtung | nur geringe Korrektur, da das Werkzeug der Bohrung folgt | gute Lage- und Achskorrektur über die Maschinenführung | nur begrenzte Lagekorrektur; Schwerpunkt auf Durchmesser und Rundheit | nur begrenzte Lagekorrektur; Schwerpunkt auf Maß, Form und Oberfläche |
Reibhonen ist besonders wirtschaftlich, wenn die Vorbearbeitung ein kleines und gleichmäßiges Aufmaß bereitstellt. Bei stärker schwankendem Aufmaß oder einer gezielten Korrektur komplexer Zylinderformabweichungen bietet das Honen mit aktiver Aufweitung zusätzliche Freiheitsgrade.
Reibhonen wird für präzise Durchgangsbohrungen sowie – mit entsprechend ausgelegten Sonderwerkzeugen – auch für weitere Bohrungsgeometrien eingesetzt. Typische Bauteile sind Steuer- und Ventilblöcke, Hydraulikgehäuse, Pleuel, Lagergassen, Turboladergehäuse, Führungsbohrungen und Getriebebauteile. Die stabile Umfangsführung ist besonders bei unterbrochenen Bohrungen vorteilhaft.
Zu den Einsatzbranchen zählen die Fahrzeugtechnik, der Maschinen- und Anlagenbau, die Hydraulik und Pneumatik sowie die Luftfahrt, die Verteidigungstechnik und der Rennsport. Das Verfahren eignet sich vor allem für reproduzierbare Serienprozesse, kann mit einer anwendungsspezifischen Werkzeugauslegung aber auch für kleinere Stückzahlen 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 unterscheidet Reibhonen vom Honen mit aktiver Aufweitung? Beim Reibhonen ist der Arbeitsdurchmesser vor dem Bearbeitungszyklus fest eingestellt. Während der Bearbeitung findet keine aktive Zustellung statt. Beim Honen mit aktiver Aufweitung werden die Honleisten dagegen während des Prozesses hydraulisch oder mechatronisch zugestellt.
Wie wird der Honleistenverschleiß ausgeglichen? Der Arbeitsdurchmesser wird zwischen den Bearbeitungszyklen manuell, unterstützt oder automatisiert korrigiert. Je nach Werkzeugkonzept kann dafür ein geeignetes Verstellsystem eingesetzt werden.
Eignet sich Reibhonen für unterbrochene Bohrungen? Ja. Die umfangsverteilte Führung fest eingestellter Honwerkzeuge kann gerade bei Steuerkanten und stark unterbrochenen Bohrungen Vorteile bieten. Werkzeugauslegung und Honleistenspezifikation müssen jedoch auf die Unterbrechungen abgestimmt sein.
Kann Reibhonen auf einem Bearbeitungszentrum durchgeführt werden? Ja. Mit geeigneter Werkzeugaufnahme, präziser Achsausrichtung und abgestimmten Prozessparametern lässt sich Reibhonen in Fräs-, Dreh- und universelle Bearbeitungszentren integrieren. FDhone® kann je nach Anwendung auch auf Handbohrmaschinen oder Ständerbohrwerken eingesetzt werden.
Erzeugt jedes fest eingestellte Werkzeug einen Kreuzschliff? Sowohl beim klassischen Reibhonen im Doppelhub als auch bei FDream® kann ein leichter Kreuzschliff entstehen. Dieser ist vor allem optisch sichtbar, besitzt aber nur eine geringe tribologische Wirksamkeit. Er ist daher nicht mit dem ausgeprägten, funktionsbestimmenden Kreuzschliff eines klassischen Honprozesses mit aktiver Aufweitung gleichzusetzen.
Reibhonen mit fest eingestellten Werkzeugen ist ein präzises und wirtschaftliches Verfahren für Bohrungen mit stabilem, gleichmäßigem Aufmaß. Es ermöglicht eine reproduzierbare Durchmesserkalibrierung, eine wirkungsvolle Rundheitskorrektur und eine an die Funktion angepasste Oberfläche. Besonders bei unterbrochenen Bohrungen bietet die umfangsverteilte Werkzeugführung Vorteile.
Mit FDhone®, FDream® und anwendungsspezifischen Festdorn-Honwerkzeugen stellt DIAHON unterschiedliche Werkzeugkonzepte für Honmaschinen und universelle Bearbeitungsmaschinen bereit. Die Auswahl richtet sich danach, ob ein klassischer Reibhonprozess im Doppelhub oder die kompakte Kombination aus Reiben und Honen in einem Arbeitshub gefordert ist.