Das große Auge einer Pleuelstange aus 42CrMo4+HH wird auf einem horizontalen Bearbeitungszentrum Makino a81 auf Ø182 H6 fertiggehont. Die Anwendung verbindet eine große, geteilte Pleuelbohrung mit engem Endmaß, geometrischen Anforderungen und einem definierten Kreuzschliff. Ursprünglich waren Ra ≤ 0,8 µm beziehungsweise Rz ≤ 6,3 µm sowie ein Honwinkel von 30° bis 45° gefordert.

Ein hydraulisch betätigtes coolEX-Mehrleistenwerkzeug mit acht Honleisten übernimmt die Bearbeitung über die HSK-A100-Spindel. In der Prozessentwicklung wurden Körnung (Korntyp und Korngrösse), Anpressdruck, Kühlmitteldrossel, Hubfolge und die Gestaltung der Blindbereiche systematisch variiert. Das Ergebnis war ein belastbarer Serienprozess, dessen Funktionsfenster später auf Rz 2,5–11 µm erweitert wurde. Für 49 aufeinanderfolgende Serienteile sind Rz-Werte von 4,5 bis 8,3 µm dokumentiert.

Die Vorbearbeitung lieferte über zwölf vermessene Teile Durchmesser zwischen Ø181,971 und Ø181,988 mm. Die Zylinderform lag vor dem Honen bei 7 bis 13 µm, die Geradheit bei 1 bis 2 µm. Je nach Messebene wurden Rundheiten zwischen 5 und 12 µm dokumentiert. Das Honwerkzeug musste deshalb nicht nur die Oberfläche erzeugen, sondern auch schwankendes Aufmaß und vorhandene Formabweichungen aufnehmen.

Die zugehörigen Prüfprotokolle nach dem frühen Honversuch zeigen für die elf ausgewerteten Teile Durchmesser von Ø182,003 bis Ø182,024 mm. Damit lagen alle ausgewerteten Teile innerhalb des Ø182-H6-Maßbereichs von Ø182,000 bis Ø182,029 mm. Zylinderform, Geradheit und Rundheit waren in diesem frühen Versuch noch nicht durchgehend stabil. Die Werte reichten bis 16 µm, 8 µm beziehungsweise 14 µm.

Zusätzliche Messblätter mit getrennten Spalten vor und nach dem Honen verdeutlichen die frühe Prozesslage. Bei den vollständig dokumentierten Teilen 1 bis 5 lagen die Nachhon-Abweichungen zwischen +3 und +25 µm innerhalb der H6-Toleranz von 0 bis +29 µm. Die zugehörigen Oberflächenwerte lagen bei Rz 5,9 bis 6,5 µm. Dennoch wurde bei einem weiteren Teil eine Riefe vermerkt; bei zwei Teilen war trotz maßhaltiger Nachhon-Werte kein vollständiges Sauberhonen möglich. Maßhaltigkeit allein genügte daher nicht als Freigabekriterium.

Die ersten Versuche zeigten einen deutlichen Zielkonflikt. Grobe beziehungsweise scharf schneidende Spezifikationen konnten die Oberfläche zu rau ausbilden und die Spindellast erhöhen. Feinere Spezifikationen verbesserten die Rauheit teilweise zu stark und lagen unter dem gewünschten Funktionsbereich. Eine reine Druckänderung reichte nicht aus, weil Körnung (Korntyp und Korngrösse), Bindung, Kontaktlänge und Hubumkehr gemeinsam auf Oberfläche und Drehmoment wirkten.

Spätere Oberflächenfotos machten starke Umkehrwischer sichtbar. Gleichzeitig wurde eine fühlbar raue Oberfläche beschrieben, obwohl die Messwerte im damals verwendeten Prüfbereich lagen. Damit wurde deutlich, dass die Freigabe nicht nur auf einem einzelnen Rz-Wert beruhen darf. Honbild, lokale Messpunkte und Maschinenlast müssen zusammen bewertet werden.

Acht Honleisten für gleichmäßige Umfangsführung: Das Mehrleistenprinzip verteilt die Bearbeitungskräfte über den großen Bohrungsumfang. Die hydraulische Betätigung ermöglicht, den Anpressdruck über Kühlmitteldruck und Drossel gezielt zu beeinflussen.

Kleine Schritte statt eines festen Parametersatzes: In den Versuchen wurden mehrere Körnungen (Korntyp und Korngrösse), unterschiedliche Drücke und Drosselgrößen sowie kurze und lange Hubfolgen geprüft. Der dokumentierte Abtrag lag in frühen Läufen bei ungefähr 1 µm je Hub. So konnten Maßaufbau und Oberflächenentwicklung schrittweise beobachtet werden.

Blindbereiche auf die Spindellast abstimmen: Abrasive Blindbereiche erhöhten das Honmoment in den Umkehrpunkten bis zum Spindelstillstand. Stahlfüße entlasteten die Spindel, ohne den führenden Anteil des Werkzeugs aufzugeben. In der späteren Weiterentwicklung wurde die Bestückung auf eine durchgehende 100-mm-Honleiste umgestellt.

Drossel als Teil der Werkzeugkonfiguration behandeln: Größere Drosseln senken den hydraulischen Staudruck, kleinere erhöhen ihn. Die dokumentierten Versuche zeigen, dass eine Drosseländerung die Oberflächenlage beeinflusst, aber nicht unabhängig von Körnung (Korntyp und Korngrösse), Bindung und Einhonzustand bewertet werden darf.

Die Versuchsreihe belegt die hohe Empfindlichkeit der großen Pleuelbohrung gegenüber der Honleistenspezifikation. Eine feine Variante erzeugte Rz-Werte teilweise unterhalb des gewünschten Bereichs. Eine gröbere Variante lag zunächst zu hoch, stabilisierte sich nach dem Einhonen und wurde anschließend wieder feiner. Der Prozess musste deshalb über mehrere Bauteile und nicht nur anhand eines Einzelversuchs bewertet werden.

Eine dokumentierte Fünfergruppe mit etwa 17 bar Werkzeugdruck und 4,5-mm-Drossel lieferte 20 Einzelmessungen zwischen Rz 4,1 und 7,8 µm. Die Mittelwerte der fünf Teile lagen eng zwischen Rz 4,925 und 5,75 µm. Dieser Versuch zeigte, dass die Kombination aus Körnung (Korntyp und Korngrösse) und reduziertem Druck ein tragfähiges Oberflächenfenster erzeugen kann.

Für den späteren Serienbetrieb wurde die funktionale Toleranz auf Rz 2,5–11 µm erweitert. Die letzten 49 dokumentierten Teile lagen zwischen Rz 4,5 und 8,3 µm. Diese Angabe beschreibt den freigegebenen späteren Serienstand und ist von der ursprünglichen Maximalforderung Rz 6,3 µm zu unterscheiden.

Die fortlaufende Werkzeugpflege führte schließlich zu einer durchgehenden 100-mm-Honleiste ohne separate Blindleisten. Für das Ø182-Werkzeug ist außerdem eine 3,5-mm-Kühlmitteldrossel als späterer Konfigurationsstand dokumentiert.

Warum reicht der Rz-Wert allein nicht für die Prozessfreigabe? Lokale Umkehrwischer oder ungleichmäßige Kreuzschliffbereiche können trotz akzeptabler Einzelmessung sichtbar bleiben. Deshalb müssen Messwerte, Honbild, Messpunktlage und Spindellast gemeinsam beurteilt werden.

Wie beeinflusst die Drossel den Prozess? Die Drossel bestimmt den hydraulischen Staudruck im Werkzeug. Ein größerer Durchmesser reduziert den Druck, ein kleinerer erhöht ihn. Die Wirkung hängt zugleich von Körnung (Korntyp und Korngrösse), Bindung, Kontaktlänge und Einhonzustand ab.

Warum wurden Stahlfüße in den Blindbereichen eingesetzt? Abrasive Blindbereiche verursachten in Versuchen ein zu hohes Honmoment. Stahlfüße reduzierten die Last in den Hubumkehrpunkten und stabilisierten damit die Bearbeitung auf der vorhandenen Maschinenspindel.

Welche Vorbearbeitung wurde dokumentiert? Über zwölf Teile lagen die Vorhon-Durchmesser zwischen Ø181,971 und Ø181,988 mm. Das vorgesehene Honaufmaß betrug ungefähr 20–30 µm im Durchmesser.

Was zeigen die gepaarten Messungen nach dem frühen Honversuch? Alle elf ausgewerteten Teile erreichten den Ø182-H6-Maßbereich. Die Geometriewerte zeigen, dass der frühe Versuchsstand noch weiter abgestimmt werden musste.

Warum wurden Vorher- und Nachherwerte in mehreren Richtungen erfasst? Die Messung in Längs- und Querrichtung sowie auf drei Ebenen zeigt, ob das Werkzeug vorhandene Form- und Aufmaßunterschiede gleichmäßig beseitigt. Die frühen Protokolle belegen, dass ein maßhaltiger Einzelwert noch keine vollständig sauber gehonte Fläche garantiert.

Welches Serienergebnis wurde erreicht? Nach Erweiterung des funktionalen Fensters auf Rz 2,5–11 µm lagen 49 dokumentierte Serienteile zwischen Rz 4,5 und 8,3 µm.

Das Ø182-H6-Pleuelauge lässt sich mit einem hydraulischen coolEX-Mehrleistenwerkzeug direkt auf einer Makino a81 fertigbearbeiten. Entscheidend war nicht ein einzelner Parameter, sondern die gemeinsame Abstimmung von Körnung (Korntyp und Korngrösse), Bindung, hydraulischem Druck, Drossel, Hubfolge und Kontaktzonen.

Die dokumentierte Prozessentwicklung zeigt außerdem, wie wichtig eine zeitlich saubere Bewertung ist: Das ursprüngliche Ziel von Rz ≤ 6,3 µm wurde später durch ein funktional erweitertes Fenster von Rz 2,5–11 µm ersetzt. Im freigegebenen Serienstand lagen 49 Teile bei Rz 4,5–8,3 µm. Stahlfüße in den Blindbereichen und die spätere durchgehende 100-mm-Honleiste halfen, Oberfläche und Spindellast dauerhaft zusammenzuführen.

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