5 Schlüssel zur Verbesserung der Lochqualität

Ein ordnungsgemäßer Bohrvorgang ermöglicht das Brechen der Späne und sorgt für eine bessere Spanbildung, wodurch eine Spanansammlung verhindert oder zumindest reduziert wird. Foto mit freundlicher Genehmigung von Tungaloy.

Das Bohren eines Lochs mag wie ein einfacher Bearbeitungsvorgang erscheinen, doch vor der Auswahl eines Werkzeugs für die Lochherstellung müssen viele Variablen berücksichtigt werden. Die folgenden fünf Variablen gehören zu den wichtigsten.

Das Verhältnis von Durchmesser zu Länge (D:L) ist eines der ersten Dinge, die bei der Auswahl eines Werkzeugs zur Herstellung eines Lochs berücksichtigt werden müssen. Je kürzer der Bohrer, desto einfacher lässt sich das Loch herstellen.

Kurze Löcher können relativ schnell und einfach hergestellt werden. Wenn jedoch das D:L-Verhältnis länger wird, wird die Aufgabe schwieriger. Wenn ein Bohrer ein langes D:L-Verhältnis hat, muss besonders darauf geachtet werden, Bohrerrundlauf, Rattern, schlechte Oberflächengüte und Löcher außerhalb der Toleranz zu vermeiden. Die Spanabfuhr ist bei allen Bohranwendungen unerlässlich, beim Bohren mit hohem D:L jedoch äußerst wichtig.

Um eine gute Spanabfuhr zu gewährleisten, sollte ein ausreichender Kühlmitteldruck angelegt werden. Je länger das D:L-Verhältnis ist, desto mehr Kühlmitteldruck ist natürlich erforderlich. Beispielsweise sollte bei einem Bohrer mit einem D:L von 1,5 zu 1 ein Druck von mindestens 75 PSI durch die Mitte des Werkzeugs ausgeübt werden, während bei einem Bohrer mit einem D:L von 8 zu 1 ein Druck von mindestens 220 PSI erforderlich ist durch die Mitte des Werkzeugs.

Bei kürzeren D:L-Verhältnissen ist der Bohrer starr und Unrundheit ist oft kein Problem. Bei langen D:L-Verhältnissen sollte der Bohrerschlag jedoch sorgfältig berücksichtigt werden.

Beim Bohren von D:L-Verhältnissen von 5 zu 1 oder mehr ist es oft eine gute Idee, ein vorgebohrtes Pilotloch zu verwenden. Eine Pilotbohrung dient, wie der Name schon sagt, als Führung, um den Bohrer zu stabilisieren, Unrundheit zu minimieren und so die Geradheit des Lochs sicherzustellen.

Der erste Schritt besteht darin, mit einem kurzen, starren Bohrer ein Pilotloch zu bohren. Die Tiefe des Pilotlochs sollte mindestens die Hälfte des Bohrerdurchmessers betragen. Der Pilotbohrer sollte außerdem eine Spitzenkonfiguration haben, die gleich oder breiter als die Spitzenkonfiguration des längeren Bohrers ist, der verwendet wird.

Nachdem das Pilotloch gebohrt wurde, dringt der lange Bohrer mit langsamer Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit in das Pilotloch ein. Der lange Bohrer sollte zwei bis drei Sekunden lang im Pilotloch verweilen und dann das Kühlmittel eingeschaltet werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Langbohrer mit der empfohlenen Geschwindigkeit und dem empfohlenen Vorschub weiterarbeiten.

Die Lochtoleranz ist ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl eines Bohrers.

Wenn die Lochtoleranz hoch ist oder das Loch nach dem Bohrvorgang gebohrt oder aufgerieben werden soll, kann ein Wendeschneidplattenbohrer verwendet werden.

Das Bohren eines Lochs mag wie ein einfacher Bearbeitungsvorgang erscheinen, doch vor der Auswahl eines Werkzeugs für die Lochherstellung müssen viele Variablen berücksichtigt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Tungaloy.

Diese Wendeschneidplattenbohrer verfügen typischerweise über zwei Wendeschneidplatten. Ein Einsatz schneidet in der Mitte, während der andere Einsatz den Durchmesser des Lochs schneidet. Da nur eine Wendeschneidplatte den Lochdurchmesser schneidet, verfügt der Bohrer über eine programmierte Vorschubgeschwindigkeit für einen effektiven Zahn. Diese Bohrer sind langsamer als Bohrer mit austauschbarer Spitze, da der Bohrer mit austauschbarer Spitze über zwei wirksame Zähne verfügt und dadurch doppelt so schnell vordringt wie der Typ mit Wendeschneidplatte.

Die Wiederholgenauigkeit von Bohrern mit Wendeschneidplatten hängt häufig von der Plattentoleranz und der Taschentoleranz des Werkzeugs ab, sodass sie in der Regel nicht so genau sind wie Bohrer mit austauschbaren Spitzen. Wendeschneidplattenbohrer bieten jedoch eine große Wirtschaftlichkeit, da die Wendeschneidplatte nur einen Bruchteil des Preises eines Bohrers mit austauschbarer Spitze oder eines Vollhartmetallbohrers kostet und häufig mehrere Schneidkanten bietet.

Ein oft übersehener Aspekt beim Bohren von Löchern ist die Art und Weise, wie der Bohrer gehalten wird. Bei einem rotierenden Werkzeug ist der Rundlauf des Adapters und der Spindel ein wichtiger Faktor für die Herstellung einer Qualitätsbohrung.

Ein häufiger Fehler besteht darin, einen Hochpräzisionsbohrer in einem verschraubten Schaftfräserhalter zu halten. Der Schaftfräserhalter muss ausreichend Spiel haben, damit der Bohrer in den Adapter eindringen kann. Dann drücken die zur Befestigung des Bohrers verwendeten Schrauben den Bohrer zur Seite, was zu einem erheblichen Werkzeugschlag führt. Es wird empfohlen, Bohrer in einem Fräsfutter oder einem genaueren Adapter zu halten.

Wenn Sie auf einer Drehmaschine bohren, ist es wichtig, dass sich die Bohrspitze in der Mitte des Teils befindet. Oftmals endet die Einrichtung hier; Der Bohrer könnte jedoch immer noch außerhalb der Spezifikation liegen. Der Bohrerpunkt kann sich in der Mitte des Teils befinden, aber die Mittellinie des Bohrers verläuft möglicherweise nicht parallel zur Mittellinie der Maschine. Es ist darauf zu achten, dass die Mittellinie von Maschine und Bohrer gleich ist.

Viele Maschinisten entscheiden sich dafür, ein Teil vor dem Bohren zu zentrieren, und obwohl ihre Absichten vielleicht gut sind, schadet der Zentrierbohrer in der Regel mehr, als dass er nützt. Wenn die Spitze eines Bohrers mit austauschbarer Spitze zum Eindringen in das Teil verwendet wird, werden die Schnittkräfte des Bohrers ausgeglichen und die Bohrer sind selbstzentrierend. Wenn ein Bohrer mit austauschbarer Spitze in ein mittig gebohrtes Teil eindringt, stimmt der Winkel des Zentrierbohrers nicht mit dem Winkel des Bohrers überein und die Spitze des Bohrers mit austauschbarer Spitze hat zunächst keinen Kontakt. Der Zentrierbohrer führt daher dazu, dass die Schnittkräfte aus dem Gleichgewicht geraten.

Das Ergebnis sind Vibrationen, schlechte Oberflächengüte, schlechte Geradheit, übermäßiger Verschleiß und Löcher, die außerhalb der Toleranz liegen. Für Bohrer mit austauschbarer Spitze wird das Zentrierbohren nicht empfohlen.

Die Oberfläche des Teils, in den der Bohrer eindringen soll, ist eine weitere Schlüsselvariable.

Wie bereits erwähnt, nutzt ein Bohrer mit austauschbarer Spitze ausgewogene Schnittkräfte, um den Bohrer zu lenken. Am besten betreten Sie eine glatte, flache Oberfläche, um ausgeglichene Kräfte zu erzeugen. Wenn ein Bohrer mit austauschbarer Spitze in ein konvex geformtes Teil eindringt, sollte der Radius der Kuppel mindestens viermal größer sein als der Durchmesser des Bohrers. Wenn Bohrer mit austauschbarer Spitze in einer steileren Kuppel mit weniger als dem Vierfachen des Bohrerdurchmessers verwendet werden, wird empfohlen, den Bohrer mit der Spitze zum Teil zu richten, um eine ebene Oberfläche zu schaffen.

Eine konkave Oberfläche kann bearbeitet werden, vorausgesetzt, dass das Bohren in der Mitte des konkaven Bereichs erfolgt, die Bohrerachse senkrecht zur bearbeiteten Oberfläche verläuft und der Radius mehr als einmal größer als der Bohrerdurchmesser ist. Andernfalls wird empfohlen, die Oberfläche zu glätten, um eine ebene Oberfläche zu erhalten.

Beim Drehen einer Drehmaschine sollte darauf geachtet werden, dass die Mittellinie von Maschine und Bohrer gleich ist. Foto mit freundlicher Genehmigung von Tungaloy.

Wenn Sie eine geneigte Oberfläche bohren, kann ein Bohrer mit austauschbarer Spitze in die Oberfläche eindringen, sofern die Oberfläche eine Neigung von 7 Grad oder weniger aufweist. Wenn die geneigte Oberfläche mehr als 7 Grad beträgt, wird eine Punktverblendung empfohlen.

Auch das Verlassen einer geneigten Fläche kann zu Problemen führen, da eine Änderung der ausgewogenen Schnittkräfte den Bohrer zur Seite drücken und so den Bohrer und das Teil beschädigen kann. Auch hier gilt: Wenn die Position des Austrittslochs um 7 Grad oder weniger geneigt ist, reicht es aus, einfach direkt durchzubohren. Wenn das Austrittsloch jedoch einen Neigungswinkel von mehr als 7 Grad aufweist, wird empfohlen, die Austrittsstelle punktförmig zu gestalten, um einen ausgewogenen Austritt zu gewährleisten.

Asymmetrisch gekrümmte Flächen sollten nicht gebohrt werden, ohne vorher eine ebene Fläche herzustellen. Sogar die Oberflächenbeschaffenheit eines flachen Teils sollte berücksichtigt werden. Oberflächen, die rauer als Rz32 sind, sollten vor dem Bohren plangeschliffen werden.

Auch das Bohren gestapelter Platten ist mit Wechselbohrern möglich, sofern die Werkstücke fest eingespannt sind und keine Lücken zwischen den Platten vorhanden sind.

Es empfiehlt sich natürlich, reichlich Kühlmittel mit hohem Druck zu verwenden, da das Kühlmittel sowohl den Span ausstößt als auch die Schneidkante kühlt.

Allerdings verfügen nicht alle Maschinen über eine Kühlmittelzufuhr durch die Spindel. Wenn kein Kühlmitteldurchgang möglich ist, sollte ein Kühlmittelinduktor verwendet werden. Für den Fall, dass kein Kühlmitteldurchgang möglich ist und ein Kühlmittelinduktor nicht praktikabel ist, sind Bohrer mit austauschbarer Spitze erhältlich, die mit einer externen Kühlmittelzufuhr bis zu einer Tiefe bohren können, die dem Dreifachen des Bohrerdurchmessers entspricht.

In diesem Fall sollte die Drehzahl reduziert werden, um die Hitze an der Schneidkante zu verringern. Es sollte auch darauf geachtet werden, dass keine Chip-Packung auftritt. Verwenden Sie beim Bohren mit externer Kühlmittelzufuhr einen Spiralbohrer, um die Spanabfuhr zu unterstützen.

Obwohl Pickzyklen zur Optimierung des Bohrers mit austauschbarer Spitze nicht empfohlen werden, sind sie manchmal notwendig. Wenn die Maschine über eine ausreichende Kühlmittelzufuhr und einen ausreichenden Druck verfügt, das zu schneidende Material jedoch formbar ist und es schwierig ist, den Span zu brechen, bohren Sie bis zu einer vorgegebenen Tiefe und ziehen sich in der Z-Achse nur um 0,012 Zoll zurück. Fahren Sie dann mit der nächsten vorgegebenen Tiefe fort und wiederholen Sie den Vorgang ist empfohlen.

Diese Methode ermöglicht das Brechen des Spans und sorgt für eine bessere Spanbildung, wodurch eine Spanansammlung verhindert oder zumindest reduziert wird. Wenn das Kühlmittel von außen zugeführt wird oder der Kühlmitteldruck schlecht ist, ist das Bohren bis zu einer vorgegebenen Tiefe und das anschließende Herausziehen des Bohrers fast vollständig aus dem Loch erforderlich, wobei sichergestellt werden muss, dass der Kopf des Bohrers bis zum letzten Bohrzyklus 0,118 bis 0,197 Zoll im Loch verbleibt empfohlen.

John Mitchell ist der General Manager von Tungaloy Canada.