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

Geschichte

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

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. 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

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

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

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

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 dem für 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

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