Flachhonen

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Flachhonmaschine mit Werkstücken

Das Flachhonen ist ein zerspanendes Feinbearbeitungsverfahren für fast alle Werkstoffe und stellt in der Produktion meist den letzten Fertigungsprozess dar.

Wortherkunft[Bearbeiten]

Der Begriff Flachhonen ist abgeleitet vom Bohrungshonen. Das Werkstück wird flächig bearbeitet, daher der Wortteil flach. Der Wortteil Honen ergibt sich aus den Parallelen zum Bohrungshonen, da ebenfalls mit gebundenem Korn gearbeitet wird und tiefe Schnittmeter vorliegen. Zudem ähnelt das Ergebnis hinsichtlich Oberflächenbild, Rauheit und Maßgenauigkeit. Synonym werden die Begriffe Feinschleifen oder Planschleifen mit Planetenkinematik verwendet.

Geschichte[Bearbeiten]

Das Verfahren ist vergleichsweise jung. In der industriellen Fertigung setzt sich das Flachhonen immer mehr gegenüber dem traditionellen Läppen durch. Das Schleifverfahren erlaubt bei qualitativ gleichwertigem Arbeitsergebnis eine signifikante Senkung der Fertigungskosten pro Werkstück. Einsparungspotenziale ergeben sich durch deutlich reduzierte Bearbeitungszeiten und eine wesentlich einfachere Reinigung der Werkstücke. Immer mehr wird jedoch direkt von Rohteilen (gesintert, gespritzt, gestanzt, gesägt oder ähnlich) in die hoch genaue Maß- und Formgenauigkeit (Ebenheit und Rauheit) bearbeitet.

Verfahren[Bearbeiten]

Das Abtragen des Werkstoffs erfolgt mit geometrisch unbestimmten Schneiden durch in großen, flachen Honscheiben zusammengefasstes Schleifmittel (gebundenes Korn). Die zu bearbeitenden Werkstücke werden in außenverzahnte Läuferscheiben (Kunststoff, Stahl) gelegt und werden von zwei Stiftkränzen über die waagerecht angeordneten Honscheiben flächig bewegt. Die Kontakt- und Abtragszone Werkstück/Scheibe ist vollflächig.

Es wird unterschieden zwischen Einscheiben- und Zweischeiben-Verfahren.

Bahnkurven beim Flachhonen

Die Honscheiben und die Läuferscheiben werden angetrieben. Die unterschiedlichen Relativbewegungen zwischen den Wirkpartnern werden durch Drehbewegungen der Honscheiben und des inneren Stiftkranzes erzeugt. Es entstehen zyklische Bahnkurven.

Damit sich die Honscheiben nicht mit dem Schleifschlamm zusetzen, wird beim Arbeitsvorgang reichlich gespült (meist mit Honöl).

Schleifmittel[Bearbeiten]

Die meisten Honscheiben enthalten Schleifkörner aus synthetischem Diamant oder CBN (kubischem Bornitrid). Die Kornform, die Kornbeschichtung sowie die Korngröße sind weitere wichtige Komponenten für die richtige Kornwahl. Die Bindung hat die Aufgabe, die einzelnen Körner so lange festzuhalten, bis sie stumpf geworden sind. Art und Menge der des verwendeten Bindemittels beeinflussen die Härte und die Schleifeigenschaften der Honscheiben. Das Ausbrechen der Schleifkörner bezeichnet man als Selbstschärfung. Die meist verwendeten Bindungen sind keramischer oder metallischer Art oder Kunstharz.

Honscheiben[Bearbeiten]

Beim Flachhonen kommen in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Werkstoff die gleichen Schneidstoffe zum Einsatz wie bei anderen Schleifverfahren. Die Schleifmittel werden auf Grundkörper Stahl aufgebracht. Honscheiben sind mit vollflächigen Belägen erhältlich, in die zum verbesserten Abtransport von abgetragenem Material und Kühlschmierstoff Nuten unterschiedlicher Geometrie eingebracht werden können. Bei keramisch gebundenen Honscheiben kommen runde oder hexagonale Pellets zum Einsatz, die mit einer speziellen Klebetechnik auf Trägerscheiben befestigt werden. Der Leerraum zwischen den Pellets resp. Segmenten dient zur Kühlschmierung sowie Verringerung der Berührungsfläche Werkstück/Abtragsfläche. Beide Arten von Schleifbelägen können über dem Schleifscheibenradius Gradienten bezüglich Kornkonzentration und Korngrösse aufweisen, wodurch sich ein ungleichmässiger Verschleiß kompensieren lässt.

Kühlschmierung[Bearbeiten]

Hauptaufgabe des Kühlschmierstoffs ist die Ableitung von Wärme und Zerspanungsprodukten aus der Kontaktzone sowie die Verminderung der Reibung zwischen den Wirkpartnern. Dazu sind eine gute Benetzung und gutes Haftvermögen, Druck- und Temperaturbeständigkeit sowie Korrosionsschutz erforderlich. Als Medium werden meist Honöle (dünnflüssige mineralöl- oder esterbasierende Flüssigkeiten) oder Wasseremulsionen verwendet.

Einsatzgebiete[Bearbeiten]

Durch die spannungsfreie lose Aufnahme von Werkstücken in Läuferscheiben kann praktisch jedes feste Material bearbeitet werden. Das Anwendungsspektrum ist sehr breit, von weich bis sehr hartem Material (von thermoplastischem Kunststoff bis zu Saphir oder Keramik).

Beispiele sind: Flügelzellenpumpenteile aus PPS, Keramik-Wendeplatten aus SiNi, Uhrengläser, LED-Trägerwafer aus Saphir, Lagerringe, Flügelzellen-Zahnradpumpen aus Stahl, Schneidmesser, Gleitringe aus Hartmetall etc.

Was früher mit Läppen gemacht werden musste, kann heute mit Flachhonen erreicht werden. Die Oberfläche ist ähnlich wie beim Honen typischen Kreuzschliff, dies führt zu guten tribologischen Eigenschaften und feinsten Rauheiten. Die geringe Oberflächenschädigung wirkt sich positiv auf nachfolgende Polierprozesse (CMP, Ätzen) aus. Die bekanntesten Anwendungsfälle sind Keramik-Wassermischer, Hydraulikpumpen und Wendeplatten.

Weblinks[Bearbeiten]