Unverzichtbare Bohrwerke für Präzisionsarbeit in Ihrer Werkstatt

Es gibt diverse Bohrarten. Der Bohrmeißel (Boring Bar) kann beidseitig gelagert sein (nur bei Durchgangsloch) oder einseitig (funktioniert für Durchgangs- und Sacklöcher). Line Boering (Durchgangsbohren) impliziert Ersteres. Back Boring (Rückseitenbohren) erreicht durch ein vorhandenes Loch und bohrt auf der „Rückseite“ des Werkstücks (relativ zum Spindelstock).

Durch Begrenzungen im Werkzeugdesign – Werkstück umgibt weitgehend das Werkzeug – ist Bohren inhärent etwas schwieriger als Drehen: geringere Werkzeugsteifigkeit, erhöhte Freiwinkelanforderungen (begrenzen Unterstützung der Schneide), Schwierigkeit der resultierenden Oberflächenkontrolle (Größe, Form, Rauheit). Daher wird Bohren als eigener Bearbeitungsbereich gesehen, trotz identischer Aspekte zum Drehen – mit eigenen Tipps, Tricks, Herausforderungen, umfassender Expertise.

Die erste Bohrmaschine erfand John Wilkinson 1775.

Bohren und Drehen haben abrasive Pendants im Innen- und Außenzylinderschleifen. Jeder Prozess wird basierend auf Anforderungen und Parameterwerten der spezifischen Anwendung gewählt.

Horizontalbohrwerk mit großem Bohrkopf und Werkstück auf Tisch.

Bohrkopf auf Morsekegel. Kleiner Bohrmeißel wird in eine Bohrung eingesetzt. Kopf lässt sich links/rechts mit feiner Abstufung per Schraube verschieben – steuert Durchmesser des Kreises, den die Schneidspitze beschreibt, somit Lochgröße bis 10 µm, bei idealen Bedingungen.

Bohrprozess kann auf diversen Werkzeugmaschinen ausgeführt werden: Universalmaschinen wie Drehmaschinen (Drehzentren) oder Fräsmaschinen (Bearbeitungszentren) und auf Maschinen, die auf Bohren als Grundfunktion spezialisiert sind: Bohrwerke, Vertikalbohrmaschinen (Werkstück rotiert um vertikale Achse, Bohrkopf bewegt sich linear – im Wesentlichen vertikale Drehmaschine) und Horizontalbohrwerke (Werkstück auf Tisch, Bohrstange rotiert um horizontale Achse – im Wesentlichen spezialisierte horizontale Fräsmaschine).

Bohr- und Fräsmaschinen

Abstände zwischen Element und Schneide lassen sich um zwei Achsen ändern – für vertikales und horizontales Schneiden auf der Innenfläche. Schneidwerkzeug meist einschneidig: M2/M3 HSS oder P10/P01 Hartmetall. Kegelige Löcher durch Drehen des Kopfs möglich.

Bohrmaschinen gibt es in vielen Größen und Ausführungen. Kleine Objekte auf Drehmaschine bohren, große auf Bohrwerken. Werkstückdurchmesser typisch 1–4 m (bis 20 m / 66 ft). Leistungsbedarf bis 200 PS (150 kW). Kühlung der Bohrungen durch Hohlbohrung im Bohrmeißel für freien Kühlmittelfluss. Wolframlegierungsscheiben am Gurt dämpfen Vibrationen und Chatter. Steuerungen können computergestützt sein – Automatisierung und höhere Konsistenz.

Da Bohren die Toleranz von Vorbohrungen verringert, sind Designaspekte zu beachten. Erstens: große Durchmesser-Längen für das Loch sind ungünstig durch Werkzeugdurchbiegung. Zweitens: Durchgangslöcher bevorzugt vor Sacklöchern. Drittens: unterbrochene Innenwerkstückflächen vermeiden – diskontinuierlicher Werkzeugkontakt. Bohrmeißel (vorspringender Maschinenarm mit Schneidwerkzeug) muss sehr steif sein.

Diese Faktoren machen Bohren und Tieflochbohren zu schwierigen Bereichen, die Spezialwerkzeuge und -techniken erfordern. Dennoch entwickelten Technologien tiefe Löcher mit beeindruckender Genauigkeit. Meist nutzen sie viele Schneidpunkte, diametral gegenüberliegend, deren Durchbiegekräfte sich aufheben. Typisch: Zufuhr von Schneidflüssigkeit unter Druck durch Werkzeug in Bohrung nahe Schneide. Bohrpistolen und Bohrkanonen sind klassische Beispiele – ursprünglich für Gewehr- und Artillerieläufe entwickelt, heute branchenweit in der Produktion genutzt.

Verschiedene konstante Bohrzyklen stehen auf CNC-Steuerungen zur Verfügung. Es sind programmierte Unterprogramme, die das Werkzeug durch successive Schnitte führen: schneiden, zurückziehen, vorschieben, schneiden, zurückziehen, Rückkehr zur Startposition etc. Benannt per G-Codes: G76, G85, G86, G87, G88, G89; auch seltene Codes, spezifisch für Steuerungs- oder Maschinenhersteller.

Manche denken, Maschinenbohren sei gleich Bohren – nicht zwingend wahr. Bohren zielt auf Erweiterung/Vergroberung eines Lochs im Werkstück. Maschinenbohren erstellt nicht den initialen Pilotbohrer. Es weitet den Pilotbohrer mit außergewöhnlicher Präzision.

Benötigt ein Fertigungsunternehmen ein Loch mit spezifischem Durchmesser, nutzt es Maschinenbohren. Zuerst muss der initiale Pilotbohrer erstellt werden – meist durch Bohren. Nach Pilotbohrung im Werkstück kann Bohrwerk eingesetzt werden. Die Bohrmeißelspitze dringt in den Pilotbohrer, weitet ihn auf gewünschte Größe.

Line-Boring vs. Back-Boring: Der Unterschied

Zwei Arten des Maschinenbohrens: Line Boring und Back Boring. Beim Line Boring ist der Bohrmeißel an beiden Enden des Werkstücks vollständig gelagert. Beim Back Boring wird nur an einem Ende gearbeitet.

Bohrmaschinen

Natürlich sind Bohrmaschinen schwere Maschinen zum Bohren von Löchern in Werkstücke. Sie enthalten meist ein scharfes Werkzeug, das in das Werkstückloch gedrückt wird. Wie bei Bohrprozessen gibt es zwei Maschinentypen: Universal- und Bohr-spezifisch. Universal-Bohrmaschinen bestehen aus Dreh- und Fräsmaschinen – sie können bohren, aber auch andere Bearbeitungen, daher „Universal“. Bohr-spezifische Maschinen sind dediziert für Bohren. Typische Beispiele: Horizontalbohrwerke, Vertikalbohrmaschinen.

Unabhängig vom Zweck: die meisten Bohrer haben Diamant-, Stahl- oder Hartmetallspitze. Nach Aufspannen und Sichern des Werkstücks wird der Bohrer gestartet. Zum Aufweiten des Werkstücklochs drückt die Bohrmaschine die rotierende Schneidspitze in das Loch.