10 grundlegende CNC-Bohrgeometrien, die jeder Maschinist beherrschen muss

Ein CNC-Bohrer verfügt über viele verschiedene Merkmale und Geometrien, die sich direkt auf die Leistung, Produktivität und Standzeit des Werkzeugs in dem spezifischen Material auswirken, das bearbeitet wird. Es ist wichtig, die verschiedenen Geometrien eines Bohrers zu verstehen, um sicherzustellen, dass Sie nicht nur erkennen, wie sie sich auf eine Anwendung auswirken, sondern auch, auf welche Geometrien Sie bei der Auswahl Ihres nächsten Bohrers achten sollten. Für dauerhaften Erfolg muss ein Maschinist alle Aspekte kennen, die in die Geometrie eines CNC-Bohrers einfließen.

1.    Spitzenwinkel

Mit dieser Bohrergeometrie ist der Winkel der Schneidkante des Bohrers gemeint. Wenn der Spitzenwinkel eines Bohrers zunimmt, nehmen die Radialkräfte ab, wodurch die Winkelgröße ein wichtiger Faktor dafür ist, für welche Art von Material der Bohrer optimiert ist und welche Arten von Anwendungen ausgeführt werden sollen. Je kleiner der Spitzenwinkel ist, desto besser ist die Leistung bei Durchgangslochanwendungen. Dies liegt daran, dass der kleinere Winkel die Axialkräfte reduziert, wodurch weniger Span herausgedrückt wird und mehr Schnitt erfolgt.

118° und 120° Spitzenwinkel

Viele Maschinenbauer entscheiden sich für diesen Winkel, wenn sie weiche, gummiartige Materialien bearbeiten.

135° Spitzenwinkel

Diese Spitzenwinkelgröße ist eine ausgezeichnete Wahl für die Bearbeitung von Aluminium und rostfreien Stählen.

140° Spitzenwinkel

Dieser größere Spitzenwinkel eignet sich hervorragend für die Bearbeitung von Stählen.

150° Spitzenwinkel

Für Anbohranwendungen werden häufig große Winkel verwendet, der optimale Anbohrwinkel wird jedoch durch die Größe des Winkels des endgültig verwendeten Bohrers bestimmt. Die Auswahl des richtigen Anbohrers ist von entscheidender Bedeutung, um ein Durchlaufen des Bohrers auszuschließen und ein genaueres Endprodukt zu gewährleisten. Erfahren Sie in dieser ausführlichen Anleitung, welchen Anbohrwinkel Sie für Ihre nächste Bohraufgabe verwenden sollten.

2.    Meißel und Schneiden

Obwohl die Meißelkante eines CNC-Bohrers keine Schneidwirkung hat, ist sie für die Zentrierung des Bohrers verantwortlich, da sie das Material in Richtung der Schneidkanten extrudiert. Die Schneidkanten können dann mit der Produktion von Spänen beginnen, die dann in den Spannuten des Bohrers nach oben wandern.

3.    Flöten

Der bekannteste Teil eines Bohrers sind seine Rillen. Dabei handelt es sich um tiefe Rillen, die eine Spanabfuhr ermöglichen. Wenn man an einen Bohrer denkt, denkt man wahrscheinlich an einen Bohrer mit Spiralnut. Diese Spiralnuten ergänzen den Spitzenwinkel, die Meißelkante und die Schneidkanten. Sie funktionieren wie ein Aufzugssystem, um die Späne aus der Bohrung zu heben und so für eine hervorragende Spanabfuhr zu sorgen. Sie eignen sich hervorragend für die meisten Materialarten und bieten eine gute Lochqualität.

4.    Helixwinkel

Der Helixwinkel ist der Winkel, den die Vorderkante des Stegs mit einer Ebene bildet, die die Achse des Bohrers enthält. Die Hauptfunktion des Spiralwinkels besteht darin, die Späne aus der Bohrung abzuleiten. Ein bestimmter Winkel ist abhängig von der Art des zu bearbeitenden Materials und der jeweiligen Anwendung.

Geringe Helix

Für Materialien wie Gusseisen, Messing und gehärtete Stähle wird eine niedrige Spirale von 12° – 22° empfohlen. Bei diesen „kurzspanenden“ Materialien bewegen sich die Späne freier und das Kühlmittel bietet ausreichend Unterstützung, um die Späne ordnungsgemäß aus der Bohrung abzuleiten.

Mittlere Helix

Die am häufigsten verwendeten Spiralwinkel sind mittel, da sie eine optimale Spanabfuhr und Festigkeit des Bohrers gewährleisten. Mittlere Spiralwinkel reichen von 28° – 32° und werden für alle allgemeinen Bohranwendungen empfohlen.

Hohe Helix

Ein hoher Spiralwinkel von 34° – 38° wird für langspanendes Material wie weichere Nichteisenmaterialien wie Messing, Aluminium und Kunststoffe empfohlen. Bohrer mit einer hohen Spirale sind auch bei Tieflochanwendungen von Vorteil, da die Späne leichter abtransportiert werden können.

5.    Bahndicke (Kern)

Der Steg ist der Kernabschnitt des Bohrerkörpers, der die beiden Spannuten verbindet. Die Dicke des Stegs bestimmt die Torsionsfestigkeit eines Bohrers. Ein Bohrer mit einem größeren Stegdurchmesser weist eine höhere Torsionsfestigkeit auf als ein Bohrer mit einem kleineren Stegdurchmesser.

Die richtige Bahndicke wird durch die zu bearbeitende Materialart bestimmt. Langspanende Materialien erfordern einen Bohrer mit einer geringeren Stegdicke, um ausreichend Freiraum für die Spanentfernung zu schaffen. Beim Bohren von kurzspanenden Materialien wie Gusseisen kann der Bohrsteg für zusätzliche Festigkeit vergrößert werden.

6.    Eckfase

Oft wird eine Eckfase oder ein Radius hinzugefügt, um die scharfe Kante am Schnittpunkt der Spannuten und dem Außendurchmesser eines Bohrers zu beseitigen. Dies trägt dazu bei, Materialausbrüche beim Austritt aus einer Bohrung zu verhindern und gleichzeitig die Größe der Ein- und Austrittsgrate zu verringern. Es ist allgemein bekannt, dass diese Funktion die Werkzeuglebensdauer deutlich verlängert.

7.    Bohrrand

Ränder sind die Flächen entlang des Außendurchmessers des Bohrers, die dem Loch Stabilität verleihen, da sie die radialen Kräfte aufnehmen, die radial von der Bohrerspitze ausgehen.

Größe des Bohrrandes

Die Größe des Randes bestimmt die Gesamtqualität des Lochs. Breite Ränder stabilisieren den Bohrer besser, sorgen für eine engere Lochdurchmessertoleranz und verbessern die Rundheit des Lochs. Schmale Ränderr Reduzieren Sie Reibung und Hitze, beseitigen Sie Kaltverfestigungen, mildern Sie die Aufbauschneide und sorgen Sie für eine längere Werkzeugstandzeit.

Anzahl der Bohrränder

Die Anzahl der Ränder eines Bohrers wird normalerweise durch die Art des zu bearbeitenden Lochs bestimmt. Single-Margin-Bohrer sind bei ununterbrochenen Löchern sehr verbreitet. Bei unterbrochenen oder sich überschneidenden Löchern werden häufig Doppel- oder Dreifachrandbohrer eingesetzt. Je mehr Ränder vorhanden sind, desto besser ist die Führung, damit der Bohrer beim Austritt gerade durch unterbrochene Schnitte, Querlöcher und unregelmäßige oder abgewinkelte Oberflächen bleibt. Das Hinzufügen von Rändern bietet zwar diese Vorteile bei unregelmäßigen Schnitten, erhöht aber auch die Reibung, was dazu führt, dass der Bohrer mehr Wärme erzeugt. Dadurch beschleunigt sich der Verschleiß, was die Lebensdauer des Werkzeugs verkürzt.

8.    Land der Übung

Der Steg ist der äußere Teil des Bohrerkörpers zwischen zwei benachbarten Spannuten. Die Stegbreite bestimmt, wie viel Torsionskraft ein Bohrer aushalten kann, bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt. Je kleiner die Fase ist, desto mehr Spanraum ist vorhanden und desto geringer ist die Torsionsfestigkeit. Je größer die Fase ist, desto weniger Spanraum ist vorhanden und desto höher ist die Torsionsfestigkeit.

9.    Kühlmitteldurchgangskanäle

Kühlmitteldurchgangskanäle bieten nicht nur zahlreiche Vorteile für jede Bohranwendung, sondern werden auch dringend für Lochtiefen empfohlen, die 4XD (4-facher Durchmesser) überschreiten. Bohrer mit Kühlmitteldurchgang ermöglichen höhere Drehzahlen und Vorschübe, erhöhte Schmierfähigkeit, bessere Spankontrolle, verbesserte Oberflächengüte und längere Werkzeugstandzeit.

10.  Schaft

Der Schaft ist eine sehr wichtige, aber übersehene Bohrergeometrie, da er der Antriebsmechanismus ist und in einem Werkzeughalter montiert wird. Es ist wichtig, dass der Schaft die richtige Durchmessertoleranz einhält und je nach verwendetem Halter entsprechende Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise ist ein Schaft mit einer h6-Toleranz unerlässlich, wenn ein Werkzeughalter mit Schrumpfsitz verwendet wird.

Wenn Sie sich mit den verschiedenen Geometrien eines CNC-Bohrers vertraut machen, können Sie sicher sein, dass Sie den richtigen Bohrer für Ihre nächste Aufgabe auswählen. Wenn Sie die Funktionen dieser Funktionen verstehen, können Sie mögliche Bearbeitungsprobleme beheben, die bei Ihren zukünftigen CNC-Bohranwendungen auftreten könnten.

Das Ingenieurteam der Harvey Performance Company arbeitet zusammen, um sicherzustellen, dass jede Ihrer Bearbeitungsherausforderungen – von der Werkzeugauswahl und Anwendungsunterstützung bis hin zum Entwurf des perfekten, maßgeschneiderten Werkzeugs für Ihren nächsten Auftrag – mit einer durchdachten, umfassenden Lösung gelöst wird.