Untersuchungen der Prozessdynamik beim Präzisionshonen

Abstract

Die vorliegende Arbeit trägt den Titel „Untersuchungen zur Prozessdynamik beim Präzisionshonen“ und beschäftigt sich mit dem Langhub-Innen-Rundhonen. Der Honprozess stellt ein Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide dar, welches zur Herstellung von Funktionsoberflächen mit höchsten Ansprüchen hinsichtlich Form-, Maß- und Lagegenauigkeit, Randzonen- und Oberflächenqualität sowie tribologischer Eigenschaften eingesetzt wird. Je nach Anwendungsfall können zusätzlich die Bohrungsform sowie die Lage der Bohrungsachse gezielt korrigiert werden. Der Fokus der Arbeit liegt hierbei auf der kardanischen Vorrichtung, die zum einen das Bauteil selbst fixiert und zum anderen die notwendigen Freiheitsgrade im zentralen Werkzeug-Vorrichtungs-System realisiert. Hierbei handelt es sich um zwei translatorische und zwei angulare Freiheitsgrade zur Realisierung einer gleichachsigen Bearbeitung. Zur Einhaltung eines stabilen Honprozesses ist somit die Definition von Prozessgrenzen unabdingbar. Durch den Aufbau einer speziell konstruierten Versuchsvorrichtung sollen diese hochauflösend untersucht und dargestellt werden. Mittels einer Modellierung soll parallel die Eignung verschiedener Ansätze zur Beschreibung von Reibverhältnissen im Vorrichtungssystem dargelegt werden. Die Arbeit schließt mit Ansätzen zur Optimierung der Prozessdynamik ab, welche gleichzeitig Möglichkeiten zur Verbesserung des Honprozesses abbilden sollen.

The present paper with the title ‘Investigations on process dynamics in precision honing’ and focuses on internal long-stroke honing. The honing process is a manufacturing process with a geometrically undefined cutting edge which is used for the production of functional surfaces with highest specifications regarding form, dimension and position accuracy, edge zones and surface quality as well as tribological properties. Additionally, the form of the bore and the position of the bore axis can be corrected depending on the application. The focus of the thesis lies on the honing gimbal which fixes the workpiece and at the same time realizes the required degrees of freedom in the tool and fixture system. This system includes two translational and two angular degrees of freedom to realize a coaxial machining axis. To guarantee a stable honing process, the definition of process limits is essential. A specially constructed test fixture realizes measurements with a high resolution. Based on different friction models the conditions in the gimbal will be presented. The thesis will be finalized with the description of possibilities to optimize the process dynamics and thus to improve the honing process.