Bildquelle: VDW
Fertigungstechnik 1Kapitel 7 – Fertigungsverfahren BohrenSommersemester 2016
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Vorlesungstermine
Datum Inhalt
12.04.2016 Kapitel 1: Einführung
19.04.2016 Kapitel 2: Fertigungsmesstechnik und Werkstückqualität
26.04.2016 Kapitel 3: Schneide, Winkel und Bewegungen beim Zerspanen
03.05.2016 Kapitel 4: Zerspankraft, Leistung und Wirtschaftlichkeit beim Zerspanen
10.05.2016 Kapitel 5: Schneidstoffe, Beschichtungen und Kühlschmierung
17.05.2016 - entfällt -
24.05.2016 Kapitel 6: Fertigungsverfahren Drehen
31.05.2016 Kapitel 7: Fertigungsverfahren Bohren
07.06.2016 - entfällt -
14.06.2016 Kapitel 8: Fertigungsverfahren Fräsen
21.06.2016 Kapitel 9: Fertigungsverfahren Hobeln, Stoßen, Räumen
28.06.2016 Gastvortrag Daimler AG: Entwicklung eines Fertigungskonzeptes für ein Bauteil
05.07.2016 Kapitel 10: Fertigungsverfahren Schleifen, Honen, Läppen
12.07.2016 Kapitel 11: Fertigungsverfahren Erodieren, Abtragende Fertigungsverfahren
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
3
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Definition Bohren, Senken, Reiben
4Quelle: nach DIN 8589-2; Bildquelle: Sandvik
Bohren ist Spanen mit kreisförmiger Schnittbewegung, bei dem die Drehachse des
Werkzeuges und die Achse der zu erzeugenden Innenfläche identisch sind
und die Vorschubbewegung in Richtung dieser Achse verläuft.
Senken ist Bohren zur Erzeugung von senkrecht zur Drehachse liegenden Planflächen
oder rotationssymmetrischen Kegel- und Formflächen.
Reiben ist Aufbohren mit geringer Spannungsdicke, zur Erhöhung der Oberflächengüte.
Schnittbewegung(Rotation Werkzeug)
Schnittgeschwindigkeit
Vorschubbewegung(ausgeführt vom Werkzeug)
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Anwendungsbeispiele für Bohrungen
5Bildquelle: Sandvik
1) Bohrung für Bolzen
2) Bohrung mit einem Schraubgewinde
3) Angesenkte Bohrung mit einem Schraubgewinde
4) Bohrung mit guter Passform (gerieben)
5) Bohrung als Führung
1) 2) 3) 4) 5)
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele Bohrverfahren
6Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Bohren
ins Volle
Auf-
bohren
Tief-
bohren
Senken ReibenGewinde-
bohren
Kern-
bohren
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel Aufbohren
7Quelle: Sandvik
Anmerkung:Die kinematischen Größen beim
Bohren werden in Kapitel 3 diskutiert
Werkstück
Werkstück
d
D
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Unterteilung der Bohrverfahren nach DIN 8589-2
8Quelle: nach DIN 8589-2
3.2.2.1
Plansenken
3.2.2.2
Rundbohren
3.2.2.3
Schraubbohren
3.2.2.5
Profilbohren
3.2.2.6
Formbohren
3.2.2
Bohren,
Senken,
Reiben
Hauptgruppe Trennen
Spanen mit geometrisch
bestimmten Schneiden
Untergruppe 2: Bohren, Senken, Reiben
vierte Stelle der Ordnungsnummer Merkmale der zu erzeugenden Flächengestalt
fünfte Stelle der Ordnungsnummer Ordnungsgesichtspunkte
Eingriff des Werkzeuges
Steuerung der Vorschub- bzw.
Schnittbewegung beim Formbohren
…
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Plansenken nach DIN 8589-2
9Quelle: nach DIN 8589-2
A
3.2.2.1 Plansenken
Erzeugung einer senkrecht
zur Drehachse liegenden
ebenen Fläche
Flächengestalt
3.2.2.1.2
Planeinsenken3.2.2.1.1
Planansenken
Zur Erzeugung einer am Werkstück vertieften, senkrecht zur Drehachse der Schnittbewegung liegenden ebenen Fläche. Hierbei entsteht gleichzeitig eine kreiszylindrische Innenfläche
Zur Erzeugung einer am
Werkstück hervorstehenden,
senkrecht zur Drehachse der
Schnittbewegung liegenden
ebenen Fläche
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Rundbohren nach DIN 8589-2 (Auswahl)
10Quelle: nach DIN 8589-2
A
3.2.2.2 Rundbohren
Erzeugung von kreis-
zylindrischen Innenflächen,
koaxial zur Drehachse
Flächengestalt
3.2.2.2.4
Rundreiben ( Reiben )
3.2.2.2.1
Bohren ins Volle3.2.2.2.2
Kernbohren
3.2.2.2.3
Aufbohren
Bohren in den vollen, noch
nicht mit einem Loch
versehenen Werkstoff.
Bohren bei dem das
Bohrwerkzeug den Werkstoff
ringförmig zerspant, wobei
gleichzeitig mit der Bohrung
ein kreiszylindrischer, am
Außendurchmesser
bearbeiteter Kern übrig bleibt
Bohren zur Vergrößerung
eines vorhandene, z.B.
gegossenen oder
vorgebohrten Loches
Aufbohren mit geringer
Spanungsdicke mit einem
Reibwerkzeug zur Erzeugung
von maß- und formgenauen,
kreiszylindrischen
Innenflächen mit hoher
Oberflächengüte
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Schraubbohren nach DIN 8589-2
11Quelle: nach DIN 8589-2
A
3.2.2.3 Schraubbohren
Erzeugung von
Innenschraubflächen,
koaxial zur Drehachse
Flächengestalt
3.2.2.3.1
Gewindebohren
Schraubbohren mit einem
Gewindebohrer zur Erzeugung
eines Innengewindes
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Profilbohren nach DIN 8589-2
12Quelle: nach DIN 8589-2
B
3.2.2.5 Profilbohren
Erzeugung von rotations-
symmetrischen
Innenflächen (Profil)
Flächengestalt
3.2.2.5.4
Profilreiben
3.2.2.5.1
Profilbohren ins Volle
3.2.2.5.2
Profilaufbohren
3.2.2.5.3
Profilsenken
Bohren in den vollen
Werkstoff zur Erzeugung von
rotationssymmetrischen,
profilierten Bohrungen, die
durch das Hauptschneiden-
profil des Bohrwerkzeuges
bestimmt sind
Aufbohren eines bereits
vorhandenen Loches zur
Erzeugung einer durch das
Hauptschneidenprofil des
Bohrwerkzeuges bestimmten
rotationssymmetrischen
Innenfläche
Ein mit einem Profil-Senk-
werkzeug durchgeführtes
Bohrverfahren zur Erzeugung
von rotationssymmetrischen,
profilierten Senkungen, die
durch das Hauptschneiden-
profil des Senkwerkzeuges
bestimmt werden
Profilaufbohren mit geringer
Spanungsdicke durch ein
Reibwerkzeug zur Erzeugung
von maß- und formgenauen,
profilierten Innenflächen mit
hoher Oberflächengüte
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Formbohren nach DIN 8589-2
13Quelle: nach DIN 8589-2
3.2.2.6 Formbohren
Erzeugung von nicht
kreiszylindrischen
Innenflächen
Flächengestalt
B
3.2.2.6.1
Unrundbohren
Bohren, jedoch mit nicht
kreisförmiger, sich aus den
kinematisch gesteuerten Umlauf
ergebenden Schnittbewegung zur
Erzeugung unrunder Innenflächen
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele für Rundbohrer
14Bildquelle: Sandvik
Vollhartmetallbohrer
Gelötete
Hartmetallbohrer
Tieflochbohrer
(VHM)
Kurzlochbohrer
(WSP)
Tieflochbohrer
(WSP)
Bohrbearbeitung
unregelmäßiger
Oberflächen und
Herstellung von
Kreuzbohrungen
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele für Profilbohrer
15Bildquelle: Sandvik
Vollhartmetall-
Fasbohrer
Wendeplatten-
Fasbohrer
Vollhartmetall-
StufenbohrerWendeplatten-
Stufenbohrer
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele für weitere Bohrwerkzeuge und Sonderverfahren
16Bildquelle: Sandvik
Radial variables
Bohren(3.2.2.2 Rundbohren)
Aufbohren(3.2.2.2.3)
Spiral Interpolation(3.2.2.2 Rundbohren)
Tauchbohren
Kernbohren(3.2.2.2.2)
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Hauptzeit beim Bohren
17Bildquelle: Sandvik
Vorschubweg L
𝐿𝑓 = 𝑇 ∗ 𝑣𝑓
Standweg
L
l a
l s
l ül
n = Drehzahl
f = Vorschub
d = Bohrerdurchmesser
T = Standzeit
vc = Schnittgeschwindigkeit
l = Bohrungstiefe
la= Anlauf
lü= Überlauf
ls= Anschnitt
i= Anzahl der Schnitte𝜎 = 𝑆𝑝𝑖𝑡𝑧𝑒𝑛𝑤𝑖𝑛𝑘𝑒𝑙
𝑡ℎ =𝐿 ∗ 𝑖
𝑛 ∗ 𝑓=𝐿 ∗ 𝑖
𝑣𝑓
Hauptnutzungszeit
𝐿 = 𝑙 + 𝑙𝑠 + 𝑙𝑎 + 𝑙ü
Durchgangsbohrung
Grundlochbohrung
Vorschubweg L
𝐿 = 𝑙 + 𝑙𝑠 + 𝑙𝑎
A
ls =𝑑
2 ∗ tan(𝜎2)
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren, Reiben, Senken
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
18
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bezeichnungen am Wendelbohrer
19Quelle: nach Tschätsch, Praxis der Zerspantechnik
Bo
hre
rdurc
hm
esse
r
Spitzenlänge
Schneidlänge
Spannutlänge
Gesamtlänge
Kegellänge
Einstichlänge
Schneidteil Beschriftungsstelle KegelschaftAustreiblappen
Fasenbreite
Stegbreite
Sch
ne
ide
necke
Ha
up
tfre
iflä
ch
eN
eb
en
schneid
e
Hau
pts
ch
neid
e
Spitzenwinkel
A
Kerndicke k Fase Spannut
Querschneide
Querschneidenwinkel
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Wendelbohrer aus Hartmetall (Auswahl)
20Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
gelöteter HM-Kopf
• Bearbeitung von Grauguss und Aluminium
• durch Innenkühlung werden Späne gut
aus der Bohrung gespült
Plattenbohrer
• große übertragbare Drehmomente
Vollhartmetallbohrer
• nur auf Maschinen mit starren Spindeln
• durch angepasste HM-Sorten und
Beschichtungen große Zeitspanungsvolumina
und Bohrungsgenauigkeiten
zweischneidig
• Standardwerkzeug (der VHM-Bohrer)
dreischneidig
• Feinbearbeitung und Aufbohren
• Verbesserte Rundheit und Genauigkeit
der Bohrungen
gerade genutet
• Bearbeitung von kurzspanenden Werkstoffen
wie Guss- und Aluminiumlegierungen
Wichtigste Arten:
Kopfbohrermit gelötetem Hartmetallkopf
Plattenbohrermit eingelöteter
Hartmetallplatte
zweischneidig
dreischneidig
gerade genutet
Voll-
hartmetall-
bohrer
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Anschliffformen an HSS-Wendelbohrern
21Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
A ausgespitzte Querschneide
B korrigierte Hauptschneide mit
gleichbleibendem Spanwinkel
C Kreuzanschliff
• Einsatz bei Cr-Ni-Stahl
• günstige Schnittbedingungen
• stark verkleinerte Vorschubkräfte
• gute Zentrierung beim Anbohren
D abgestufter Spitzenwinkel
• für die Graugussbearbeitung
• kleinere Schnittbelastung
E Sonderanschliff mit Zentrumsspitze
• für dünnwandige Werkstücke ( Blech )
• gute Zentrierung des Bohrers
• Es entsteht kaum Grat an der Kante
F nicht genormter Vierflächenschliff
• für sehr kleine Bohrungen ( < 2 mm )
Form A Form B Form C
Form D Form E Vier-Flächen
Schliff
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Drallwinkelvarianten
22Quelle: nach Tschätsch, Praxis der Zerspantechnik; Bildquelle: o. zps-fn; m. werkzeugversand; u. nineka
Typ N
Typ H
Typ W
𝛿
𝛿
𝛿
𝛿 = 𝐷𝑟𝑎𝑙𝑙𝑤𝑖𝑛𝑘𝑒𝑙
Typ N Normale Werkstückstoffe
( z.B. Stahl ) 𝜹 = 𝟏𝟖 𝒃𝒊𝒔 𝟑𝟎°
Typ H Harte und spröde Werkstückstoffe
( z.B. Grauguss ) 𝜹 = 𝟏𝟎 𝒃𝒊𝒔 𝟏𝟓°
Typ W Weiche Werkstückstoffe
( z.B. Aluminium ) 𝜹 = 𝟑𝟓 𝒃𝒊𝒔 𝟒𝟓°
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Der Wendelbohrer
Vorteile
• Bohren ins Volle möglich
• Selbstführung durch geschliffene Führungsfasen
• Tiefe bis zum 5 - 10 fachen des Durchmessers
• Nachschleifen ohne Durchmesser zu verändern
• Anpassung an Einsatzzweck und Werkstoffe durch verschieden Anschliffe
• Kostengünstig
Nachteile
• Für Anschneiden auf unebenen oder schrägen Flächen unvorteilhaft
• Große Vorschubkräfte durch Querschneide
• Begrenzte Schnittgeschwindigkeit aufgrund verschleißempfindlicher Schneidenecken
• Begrenzte Bohrungsqualität
• Größeres Schnittmoment aufgrund reibender Führungsfasen in der fertigen Bohrung
23Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Bildquelle: zps-fn
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bohrer mit Wendeschneidplatten
24Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Bildquelle: Sandvik
• Vielseitiges Werkzeug für alle
Werkstückstoffe
• Keine Querschneiden und
Führungsflächen
• Wegen Unsymmetrie kein Ausgleich
der Radialkräfte => kurze Bauweise
notwendig
• Kühlmittelkanäle für beide Schneiden
• Entstehende Wendelspäne werden
durch die Spannuten hinausgespült
• Wirksamste Weise, eine Bohrung
herzustellen
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Fc
Fc
FpFp
H
H
Zerspankraft und deren Komponenten beim Bohren
25Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Fc
Ff
Ff
FpFp
Ff
Hresultierend
Schnittkraft Fc
Sc
hn
ittk
raft
D/2
Abstand vom Mittelpunkt
Quer-
schneide
Haupt-
schneide
Fasen- und
Spanreibung
Kräfteverteilung an
der Schneide
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Einflusskriterien auf die Qualität einer Bohrung
26
Bohrungsqualität
- Formgenauigkeit- Maßgenauigkeit- Oberflächengenauigkeit- Randzonengefüge
Werkstück
- Zerspanbarkeit- Form- Stabilität
Werkzeug
- Geometrie- Schneidstoff- Beschichtung- Verschleißzustand- Spanablauf
Werkzeugmaschine
- stat. und dynam. Steifigkeit- Führungsgenauigkeit- Positionsgenauigkeit- Drehzahlbereich / Antriebsleistung- Steuerung- Kühlschmiermittelzufuhr
Werkzeugaufnahme
- Rundlauf- Steifigkeit- Spannkraft
Spannvorrichtung
- Steifigkeit- Spannkraft
Technologieparameter
- Schnittgeschwindigkeit- Vorschub- Kühlschmiermittel
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bohrungsqualität von HSS-Bohrern und Bohrern mit WSP
27
Rundheit Zylindrizität
Kaltverfestigung der BohrungswandOberflächenrauheit der Bohrung
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Werkzeuge zum Aufbohren
28Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Aufbohrer mit Schneiden aus Hartmetall nach
DIN 8043 für größere Durchmesser
Aufbohrer mit Zylinderschaft für kleinere
Durchmesser nach DIN 344
Aufbohrer mit Morsekegelschaft nach DIN
343 für mittlere Durchmesser
Aufbohrwerkzeuge:• Normalen Bohrwerkzeuge mit mind. zwei
Schneiden verwendbar
• Anschliff der Spitze ohne Bedeutung,
da nur äußere Teile der Hauptschneiden
und die Schneidenecken zerspanen
• Vorbohrung bewirkt Zentrierung
(da Schneiden angeschrägt)
• Aufbohren verbessert die Bohrungs-
Genauigkeit
• Größere Schneidenanzahl => bessere
Rundheit
• Stärkerer Kern und steilere Wendelung
bewirken höhere Stabilität des Bohrers
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele für Aufbohrwerkzeuge
29Bildquelle: Sandvik
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Planschiebe-Werkzeug zum Ausspindeln von Bohrungen
30Bildquelle: l. Komet, r. rechts
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Auswahl von Bohrmaschinen
31Quelle: nach Grote; Bildquelle: l. Handbuch Spanen; m. machinio; r. Handbuch Spanen
Bohrmaschinen
Tisch-
bohr-
maschinen
Säulen-
bohr-
maschinen
Ständer-
bohr-
maschinen
Mehrspindel-
bohr-
maschinen
Schwenk-
bohr-
maschinen
Koordinaten-
bohr-
maschinen
Fein-
bohr-
maschinen
Sonder-
bohr-
maschinen
RadialbohrmaschineSchwenkbohrmaschineMobile Montage-
Radialbohrmaschine
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Säulenbohrmaschinen
32Bildquelle: nach Alzmetall
Bedienfeld
Maschinentisch
Handrad zur
Höhenverstellung
Riemengetriebe
Schaltkupplung
Antriebsmotor
Schrittmotor
für Vorschub
Spindelmutter
Vorschub-
gewindespindel
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Werkstückfehler und Bohrfehler
33Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Werkstückbedingte
Ursachen von Bohrfehlern durch
• schräge und unebene Oberfläche,
• falsch platzierte Zentrierung und Vorbohrung,
• schräge Vorbohrung,
• dünne Restwandstärke,
• Hohlräume,
• Querbohrungen,
• Lunker und Einschlüsse.
Werkzeugbedingte Ursachen von Bohrfehlern durch
Anschlifffehler, wie
• Längenunterschiede der Hauptschneiden,
• Einstellwinkeldifferenzen,
• Außermittigkeit der Querschneide und
• Spitzenlängenabweichung.
Bohrfehler
Verursacht vom Werkstück Verursacht vom Werkzeug
Mittenabweichung Ovalität
Schräglage
Überweite Konizität
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Maßnahmen zur Vermeidung von Bohrfehlern
34Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Stabile Führungen gegen Verlaufen des Bohrers• Schablonen
• Bohrbrillen
• Führungsplatten oder Führungsbuchsen aus Bronze,
gehärtetem Stahl oder Hartmetall
Zentrierung und Vorbohrung um die Werkzeugspitzen in
der Bohrungsachse zu halten
Fräsen oder Ansenken der Werkstücke um ebene Flächen
zu erzeugen
Präzise Anschliffe auf Bohrer-Schleifmaschinen
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren, Reiben, Senken
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
35
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Senken
Senken ist eine zusätzliche Bearbeitung zum Bohren und dient zum Entgraten
oder zur Erzeugung ebener oder kegelförmiger Flächen
36Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
A
Schaft
Führungs-
zapfen
Schneide
Planansenken Planeinsenken Profilsenken
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Werkzeuge zum Senken
37Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
1) Flachsenker mit
Zylinderschaft und festem
Führungszapfen (DIN 373)
2) Flachsenker mit
Morsekegelschaft und
auswechselbarem
Führungszapfen (DIN 375)
3) Kegelsenker 90° mit
Zylinderschaft und festem
Führungszapfen (DIN 1866)
4) Kegelsenker 90° mit
Morsekegelschaft und
auswechselbarem
Führungszapfen (DIN 1867)
5) Kegelsenker 60° mit
Zylinderschaft ohne
Führungszapfen (DIN 334)
1) 3)2) 4) 5)
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Reiben
Reiben ist ein Verfahren zur Feinbearbeitung von vorhandenen Bohrungen.
Die Durchmesservergrößerung beim Reiben ist geringfügig.
Verbessert werden:
● Oberflächengüte
● Formgenauigkeit
● Maßgenauigkeit
Einsatzbereich:
● Fertigen von Passungen
38Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Bildquelle: Pressebox
A
Kegelreibahle
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bezeichnungen an einer Reibahle
39Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Tschätsch, Praxis der Zerspantechnik
Schneidengeometrie
an Mehrschneidenreibahlen
Ne
nn-Ø
Sch
aft
-Ø
Schneidlänge Schaftlänge
ganze Länge
Hals-
länge
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Arten von Reibahlen
40Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
Reibahlen für den Einsatz
von Hand
• lange Führung
• konischer Anschnitt
• gerade oder leichter Linksdrall
• Anzahl der Schneiden 4 -12
maschinell
• kürzerer Schneidenteil als bei Handreibahlen
• gerade, leichter Linksdrall oder starker Schäldrall
• Anzahl der Schneiden 4 -12
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiele für eine moderne Reibahle
Hohe Vorschubgeschwindigkeiten und mehr Standzeit durch viele Schneiden
41
Hochleistungsreibahle
Bildquelle: Mapal
Monoblockreibahlen HM/Cermet
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren, Reiben, Senken
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
42
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Verfahren zur Innengewindeherstellung
43
Verfahren der Gewindefertigung
spanende Verfahren
Schneiden
Bohren
Fräsen
Strehlen
Drehen
Schleifen
Erodieren
umformend urformend
Furchen
Walzen
spanlose Verfahren
…
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Verfahren zur Innengewindeherstellung
44
Gewindebohren BohrgewindefräsenGewindefurchen
Kernlochabmessungen:
Gewindebohren: dv = D - P
Gewindefurchen: dv = D - 0,55*P
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bezeichnungen am Gewindebohrer
45Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik
a) gerade genuteter Gewindebohrer
(Durchgangsbohrungen in kurzbrechenden Werkstoffen)
b) wie a) jedoch mit Schälanschnitt für Stahl
c) Gewindebohrer mit negativem Drall
(Durchgangsbohrungen in langspanenden Werkstoffen)
d) gerade genuteter Gewindebohrer
(Grundlöcher in Grauguss)
e) wie d) mit Kühlkanal zum Hinausspülen der Späne
f) Gewindebohrer mit positivem Drall
(Grundlöcher in allen Werkstoffen, die lange Späne bilden)
a) b) c) d) e) f)
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Kernlocharten und entsprechende Gewindebohrer
46
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
1. Entstehen der Spanwurzel
2. Deformation des Spans
4. Bruch des Schneidkeils
3. Rissbildung am Schneidkeil
Schneidvorgang und Spanwurzel
47
Anschnittbereich
2
5
8
1
4
7
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Gewindefurchen
Gewindefurchen ist ein stufenförmiger spanloser Umformprozess, bei
dem das Gewindeprofil durch Materialverdrängung erzeugt wird.
48Quelle: nach ….Handbuch Spanen
Polygon Querschnitt
eines Gewindefurchers
Gefurchtes Gewindeprofil bei der Entstehung
Werkzeug
Werkstück
Nachteile
• Vorfertigungsdurchmesser
ist genau einzuhalten
• Werkzeugbruch infolge des
Überformens
• Einsatz als Handwerkzeug
schlecht möglich
Vorteile
• Keine Späne keine
Probleme bei Spanabfuhr
• Alle formbaren Werkstoffe
können gefurcht werden
• Gute GewindeoberflächeUnterschiedliche Ausformungen des Gewindes
1) nicht ausreichend ausgeformt
2) Gewindekern i. O.
3) überformtes Gewinde
1) 2) 3)
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Bohrgewindefräsen
49
1. Bohren
2. Entspanen
3. Schruppen im Gegenlauf
4. Schlichten im Gleichlauf
geradlinig, radial tangential 90° tangential 180°
Ein- und Ausfahrbewegungen
Nachteile:
• hohe Werkzeugkosten (VHM)
• CNC-Maschine mit synchroner Bahnsteuerung
in drei Achsen notwendig
Vorteile:
• geringe Oberflächenrauheit
• hohe Rundlaufgenauigkeit
• Steigungstoleranz entspricht über der
gesamten Gewindelänge der des Fräsers
• kein Verschneiden
A
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Vergleich der Verfahren zur Innengewindeherstellung
Gewindebohren Gewindefurchen Bohrgewindefräsen
Wirkprinzip Schneiden Umformen Fräsen
Vorteile Werkzeugkosten keine Späne Zeitersparnis
Nachteile langsam nicht für alle
Werkstoffe geeignet
Werkzeugkosten
CNC- Steuerung
Prozessdauer lang kurz sehr kurz
Momente gering hoch sehr gering
Standwege hoch sehr hoch normal
Wzg.- Kosten gering höher sehr hoch
50
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren, Reiben, Senken
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
51
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Spannmittel für Bohrwerkzeuge (Auswahl)
52Bildquelle: Hoffmann
Flächenspannfutter: Gewindeschneidfutter:
Selbstspannendes
Backenfutter: Spannzangenfutter:
Schrumpffutter mit
Kühlkanalbohrung:(bis 25.000 min-1)
Schnittstelle zu WZM
Schnittstelle zu Bohrwerkzeug
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Funktionsprinzip von Gewindeschneidfuttern
53Quelle: nach Heisel, Handbuch Spanen
Für definiertes Anschneiden:
=> Druckkraft verschiebt 1 axial
nach links
=> die kleine Kugel wird nach oben
verdrängt
=> Längenausgleich freigegeben
Zugausrastung:
Schutz vor Beschädigungen:
=> Zugkraft verschiebt 2 axial nach
rechts
=> die große Kugel wird nach oben
verdrängt
=> gleichzeitig verschiebt sich 3
axial nach rechts
=> die kleine Kugel wird nach oben
verdrängt
=> Spannfutter rastet aus
1
vor dem Auslösen der
Zugausrastung
nach dem Auslösen
der Zugausrastung
23
Druckpunkt-
mechanismus:
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Spannmittel für Werkstücke beim Bohren (Auswahl)
54
NC-Maschinenschraubstock:
Quelle: Röhm
Spannpratze und Stufenpratze:
Quelle: Firmba
Quelle: Braillon
Magnetspann-
platte:
Vakuumspann-
platte:
Quelle: DESTACO
Schnellspanner:
B
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Aufspannwürfel zur Werkstückaufnahme
Aufspannwürfel, Aufspannplatten und Aufspannwinkel kommen zum Einsatz, wenn das
Werkstück für die Bearbeitung nicht senkrecht auf den Tisch gespannt werden kann.
55Quelle: nach Schönherr, Spanende Fertigung; Bildquelle: kippwerk
Aufspannwürfel
AufspannplatteAufspannwinkel
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Inhalt des 7. Kapitels
Grundlagen Bohren, Reiben, Senken
Bohren ins Volle und Aufbohren
Senken und Reiben
Schraubbohren
Spannmittel beim Bohren
Beispiel Bohrbearbeitung
56
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
57Quelle: nach Schönherr
Draufsicht
Schnitt A-A
A A
1 2 3 4
1: Befestigungsbohrung ( Zylinderkopfschraube )
2: Metrische Gewindebohrung
3: Positionierungsbohrung / Passung
4: Befestigungsbohrung ( Senkkopfschraube ) 14
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
58
Bearbeitungsschritt 1: Profilbohren ins Volle (Zentrierbohrungen Form A)
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
59
Befestigungsbohrung
a) Spiralbohrer Typ N
b) Flachsenker
b)a)
Bearbeitungsschritt 2: Bohren ins Volle (Durchgangsbohrung)
Bearbeitungsschritt 3: Planeinsenken
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
60
Metrische Gewindebohrung
a) Spiralbohrer Typ N
b) Gerade genuteter Gewindebohrer
Bearbeitungsschritt 4: Bohren ins Volle (Kornbohrung Gewinde)
Bearbeitungsschritt 5: Gewindebohren
a) b)
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
61
Positionierungsbohrung
a) Spiralbohrer Typ N
b) Reibahle
a) b)
Bearbeitungsschritt 6: Bohren ins Volle (Grundlochbohrung)
Bearbeitungsschritt 7: Reiben
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Beispiel-Werkstück
62
Befestigungsbohrung
a) Spiralbohrer Typ N
b) Kegelsenker
a) b)
Bearbeitungsschritt 8: Bohren ins Volle (Grundlochbohrung)
Bearbeitungsschritt 9: Profilsenken
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Lernziele des Kapitels
Sie können die Verfahren Bohren, Senken und Reiben nach DIN 8589-2
definieren.
Sie kennen die Einteilung der Bohrverfahren und können zu jeder
Gruppe Beispielverfahren nennen.
Sie kennen verschiedene Bohr-, Senk- und Reibwerkzeuge
Sie wissen, wofür Senken und Reiben eingesetzt wird.
Sie kennen verschiedene Verfahren zur Innengewindeherstellung,
deren Wirkprinzip und Vor- bzw. Nachteile.
63
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Übungsaufgabe 1: Durchgangsbohrung
In 60 Flanschringe aus S235J0 werden je 8 Bohrungen mit 25 mm Durchmesser gebohrt.
Berechnen Sie bei einem Vorschub f= 0,15 mm, Drehzahl n= 355 1/min,
la + lü = 1,5 mm und 𝜎 = 118°
a) Die Hauptnutzungszeit th, wenn jeder Ring einzeln
gebohrt wird
b) Die Hauptnutzungszeit, wenn jeweils 3 Ringe gemeinsam
gebohrt werden
Lösungen:
a) Hauptnutzungszeit th = 6,16 min für 1 Flanschring; th60= 369,6 min
b) Hauptnutzungszeit th = 15,78 min für 3 Flanschringe; th60= 315,5min
64
Fertigungstechnik 1
Kapitel 7 / Fertigungsverfahren Bohren
Übungsaufgabe : Grundlochbohrung
Eine Leiste soll mit einer Grundlochbohrung d= 30 mm versehen werden.
Berechnen Sie bei einem Vorschub f= 0,15 mm, Drehzahl n= 450 1/min,
la = 1 mm, l= 90 mm, i= 15 und 𝜎 = 130°
a) Den Vorschubweg L
b) Die Hauptnutzungszeit th
Lösungen:
a) Vorschubweg L= 98 mm
b) Hauptnutzungszeit th = 21,78 min
65
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