Bohren ist ein wichtiger Vorgang zur Herstellung hochwertiger Teile. Es sorgt für hervorragende Oberflächengüte und genaue Abmessungen.
Deshalb werden wir uns heute ansehen, was Bohren ist und wie es funktioniert. Außerdem werden wir verschiedene Bohrmaschinen, Bohrtechniken und Situationen kennenlernen, in denen Bohren verwendet wird.
Was ist Bohrbearbeitung?
Beim Bohren handelt es sich um ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem der Durchmesser einer im Werkstück bereits vorhandenen Bohrung präzise vergrößert wird. Es wird verwendet, um die Oberflächenbeschaffenheit, Rundheit und Genauigkeit eines Lochs zu verbessern, das zuvor mit anderen Methoden wie Gießen oder Bohren hergestellt wurde.
Wie funktioniert Bohrbearbeitung?
Beim Bohren wird ein einschneidiges Schneidwerkzeug verwendet, das an einer Bohrstange befestigt ist. Dieses Werkzeug arbeitet mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 m/min. Je nach Maschinentyp ändern sich die Bewegung und Rotation des Werkstückwerkzeugs
Beim Fräsen dreht sich das Bohrwerkzeug und das Werkstück ist fixiert. Auf Drehmaschinen dreht sich das Werkstück jedoch, während die Bohrstange stillsteht. Der Schneideinsatz entfernt Material von der Innenfläche des vorhandenen Lochs, um eine bessere Oberflächengüte und genaue Durchmesser zu erzielen.
Arten von Bohrmaschinen
Bohrmaschinen gibt es in vielen Ausführungen, um unterschiedlichen Fertigungsanforderungen gerecht zu werden. Sehen wir uns 8 Typen an, die für unterschiedliche industrielle Anwendungen geeignet sind.
1. Horizontalbohrmaschinen
Horizontalbohrmaschinen verwenden eine parallel zum Boden montierte Spindel und werden zum Bearbeiten großer, unbeweglicher Werkstücke verwendet. Die Spindel kann sich auf den X-, Y- und Z-Achsen bewegen, das Werkstück bleibt jedoch in seiner Position fixiert. Dieser Typ kann nur bei 0.0005 Zoll bohren. Toleranz.
2. Vertikalbohrmaschinen
Diese Maschinen haben meist eine Spindel, die über einem Drehtisch hängt, auf dem das zu bearbeitende Werkstück sitzt. Die Maschine bohrt mit hoher Präzision durch die synchronisierte Bewegung von Drehtisch und Spindelkopf und kann Werkstücke mit einer Größe von bis zu 24 Zoll bearbeiten.
3. Lehrenbohrmaschinen
Lehrenbohrmaschinen verfügen über ein vertikales Spindelsystem in Kombination mit digitaler Messtechnik, sodass sie Löcher an exakten Stellen bohren können. Bei dieser Art von Bohrmaschine ist das Werkstück fixiert und das Schneidwerkzeug bewegt sich in XY-Koordinaten. Dieses Verfahren wird auch zum Bohren und Erweitern von Löchern mit engen Toleranzen (0.0001 Zoll) und präziser Ausrichtung in Vorrichtungen oder Halterungen verwendet.
4. Linienbohrmaschinen
Reihenbohrmaschinen sind für die Vergrößerung und Ausrichtung mehrerer Löcher konzipiert, die auf derselben Mittellinie liegen. Diese Maschinen verwenden eine rotierende Bohrstange mit einschneidigen Schneidwerkzeugen, um langsam Material zu entfernen und einen Durchmesser mit einer Genauigkeit von bis zu 0.002 % zu erreichen. Dieses Verfahren garantiert auch eine perfekte Ausrichtung von Montagelöchern und Lagerzapfen.
5. Tunnelbohrmaschinen
Tunnelbohrmaschinen (TBMs) bohren Tunnel durch Erde und Fels mit einem rotierenden Schneidkopf. Die Maschine verwendet Rollenschneider und Hydrauliksysteme für präzises Bohren und Förderer um das Ausbruchmaterial abzutransportieren. Außerdem werden hier die Tunnelauskleidungen, wie z. B. Betonsegmente, zur Verstärkung verlegt.
6. Zylinderbohrmaschinen
Eine Zylinderbohrmaschine ist hauptsächlich zum Aufbohren der Motorzylinderwände vorgesehen, um beschädigtes Material zu entfernen. Diese Maschinen verwenden spezielle Schneidwerkzeuge und CNC Automatisierungssoftware zum Entfernen des Materials und zum Erreichen der gewünschten Größe und glatten Oberfläche über mehrere Zylinder hinweg.
7. Tragbare Bohrmaschinen
Tragbare Bohrmaschinen sind Außendienstwerkzeuge, die speziell für die Reparatur schwerer Geräte vor Ort konzipiert sind. Diese Maschinen werden mit Dreipunktträgern direkt am Werkstück montiert und verfügen über elektrische Servomotoren für den kontrollierten Materialabtrag. Der modulare Aufbau dieser Maschinen umfasst Steuereinheiten, Antriebssysteme und Bohrstangen.
8. Richtbohrmaschinen
Horizontal Directional Drilling (HDD) oder Richtbohrmaschinen werden grundsätzlich verwendet, um unterirdische Wege für Rohre und Kabel ohne oberflächliche Ausgrabungen zu schaffen. Der Prozess besteht aus drei Schritten: Bohren eines Pilotlochs mit einem lenkbaren Bohrkopf, anschließendes Erweitern des Lochs mit Reibahlen und schließlich Zurückziehen des Versorgungsrohrs oder -kabels. Die Maschinen können mithilfe eines Bohrflüssigkeitssystems und eines elektronischen Leitsystems präzise unterirdische Installationen vornehmen.
Bohrbearbeitungstechniken
Zum Bohren sind spezielle Techniken erforderlich. Diese Techniken bestimmen die endgültige Qualität und Maßgenauigkeit der bearbeiteten Teile. Im Folgenden sind bekannte Techniken für die Bohrbearbeitung aufgeführt.
Linienbohrung
Das Ausrichtbohren oder Linienbohren ist ein Bearbeitungsverfahren, das bei der Neuausrichtung mehrerer Bohrungen auf einer gemeinsamen Mittellinie hilft. Zunächst wird eine Präzisionsbohrstange zwischen Stützlagern montiert. Dann rotiert die Stange und ein einschneidiges Schneidwerkzeug vergrößert schrittweise jede Bohrung. Schließlich wird durch automatisierte Vorschubgeschwindigkeiten Material gleichmäßig aus allen Löchern entfernt.
Zurück langweilig
Beim Rückwärtsbohren werden die Löcher normalerweise vom hinteren Ende zur Eingangsseite hin vergrößert. Der Vorgang besteht aus drei Schritten: Ein Spezialwerkzeug wird durch das vorhandene Loch geführt, die einziehbaren Schneidkanten am hinteren Ende werden eingesetzt und mit kontrollierten Vorschubgeschwindigkeiten zurückgefräst, um Senkbohrungen oder Stufenlöcher zu erzeugen.
Fein langweilig
Feinbohren ist eine Präzisionsbearbeitungstechnik, die an vorhandenen Löchern durchgeführt wird, um eine bessere Oberflächenqualität und eine engere Lochtoleranz zu erzielen. Es handelt sich um einen zweistufigen Prozess. Zunächst wird Material durch tiefe Schnitte bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten von 0.004 Zoll pro Durchgang entfernt. Dann erzeugt ein letzter Bearbeitungsdurchgang mit mikroverstellbaren Werkzeugen bei minimierten Vorschubgeschwindigkeiten spiegelglatte Oberflächen und exakte Durchmesser.
Grob langweilig
Das Schruppbohren ist der erste Bearbeitungsprozess, bei dem Material schnell aus bereits vorhandenen Löchern entfernt wird. Der Prozess beginnt mit der Positionierung des Werkzeugs am Locheingang, dann werden tiefe Schnitte mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten von 0.04 Zoll pro Durchgang ausgeführt. Mehrere Durchgänge vergrößern das Loch nacheinander und lassen 0.02 Zoll für die endgültige Endbearbeitung übrig.
Anwendungen der Bohrbearbeitung
Die Bohrbearbeitung wird in mehreren Branchen für wichtige Funktionen eingesetzt. Das Verfahren ist besonders effektiv bei Anwendungen, bei denen genaue Innendurchmesserabmessungen erforderlich sind.
Automobilindustrie
Die Bohrbearbeitung ist bei der Herstellung von Motorblöcken für Kurbelwellenlager, Ventilführungen und Zylinderbohrungen wichtig. Der Prozess erreicht Zylindrizitätstoleranz von 0.01 mm und einer Oberflächengüte von 0.4 Ra, die für die Motorleistung und die Kontrolle des Ölverbrauchs von entscheidender Bedeutung ist.
Luft-und Raumfahrtindustrie
Für die Herstellung von Teilen wie Turbinengehäusen, Motorwellen und Fahrwerksstreben wird aufgrund der Bauteilsicherheit und der hervorragenden Oberflächengüte die Bohrbearbeitung eingesetzt.
Schwere Maschinerie
Durch Bohrbearbeitung werden Grundbauteile schwerer Maschinen, beispielsweise Wellen, Zahnräder und Lager, hergestellt. Diese Komponenten sind integrale Bestandteile der Maschinen, die in der Bau- und Bergbauindustrie eingesetzt werden. Darüber hinaus sorgt das Bohren für die erforderliche Oberflächenglätte, um Reibung und Verschleiß beweglicher Teile zu minimieren.
Öl un Gas
Die Öl- und Gasindustrie nutzt die Bohrbearbeitung für Sicherheitskomponenten wie Blowout-Preventer, Bohrlochkopfausrüstung, Flanschverbindungen, Bohrrohre und Unterwasserventilkörper. Diese Anwendungen gewährleisten einen leckagefreien Betrieb unter hohem Druck.
Schimmel und sterben
Bohren wird im Formen- und Matrizenbau zur Herstellung von Auswerferstiftführungen, Kern- und Hohlraumausrichtungsbohrungen, Kühlkanaldurchgängen, Führungsstiftbuchsen, Angussbuchsen und Trennlinienentlüftungen verwendet. Diese Merkmale benötigen für eine bessere Leistung eine Oberflächengüte von 32 Mikrozoll.
Vorteile der Bohrbearbeitung
Die Bohrbearbeitung bietet in der Präzisionsfertigung viele technische Vorteile. Hier erfahren Sie, warum Hersteller dieses Verfahren für wichtige Teile wählen.
Hohe Präzision und Genauigkeit
Die Bohrbearbeitung bietet eine herausragende Maßgenauigkeit, da Toleranzen von bis zu 0005 Zoll erreicht werden können. Moderne CNC-Bohrmaschinen verwenden digitale Anzeigen und präzise Werkzeugpositionen, um die Lochtoleranzen innerhalb von ±0.005 mm zu halten und so eine richtige Passung und bessere Funktion in den Anwendungen zu gewährleisten.
Hervorragende Oberflächenbeschaffenheit
Die Bohrbearbeitung erzeugt aufgrund der geringeren Rauheit von 32 µZoll Ra eine hervorragende Oberflächengüte als beim Bohren mit 125 µZoll. Das Einpunktwerkzeug, die kontrollierte Zuführung und die starre Konstruktion sorgen für glatte, langlebige Innenflächen mit weniger Reibung und Verschleiß.
Bessere Konzentrizität und Ausrichtung
Der andere Hauptvorteil der Bohrbearbeitung besteht darin, dass sie garantiert, dass die Löcher nicht nur die richtige Größe haben, sondern auch mit anderen Merkmalen des Teils ausgerichtet sind. Diese Konzentrizität ist wichtig für Teile wie Wellen und Lager, bei denen eine Fehlausrichtung zu schlechter Leistung oder Ausfällen führen kann.
Vielseitigkeit
Bohrbearbeitungsvorgänge können verschiedene Materialien von Aluminium bis Titan verarbeiten und Löcher von 0.5 bis 2000 mm Durchmesser bohren. Sowohl vertikale als auch horizontale Aufbauten bieten große Flexibilität für viele Bearbeitungsanwendungen.
Kostenbewusst
Die anfänglichen Einrichtungskosten für Bohrmaschinen können zwar hoch sein, aber die damit erreichbare Präzision und Oberflächengüte verringert den Bedarf an Nachbearbeitungen wie Honen oder Schleifen. Daher ist es auf lange Sicht bei der Produktion großer Stückzahlen kosteneffizient.
Herausforderungen bei der Bohrbearbeitung
Trotz der Präzisionsfähigkeiten bringt die Bohrbearbeitung folgende technische Herausforderungen mit sich.
- Instabile Schnittbedingungen, die Wahl des falschen Werkzeugs und die Unbeweglichkeit der Maschine führen zu Vibrationen und Rattern beim Bohren, was zu Ungenauigkeiten, schlechter Oberflächengüte und Werkzeugverschleiß führt.
- Dynamische Schnittkräfte führen dazu, dass sich Bohrstangen in tiefen Löchern unter Widerstand verbiegen. Für eine bessere Oberflächenqualität und Präzision sollte diese Durchbiegung unter 0.001 Zoll liegen.
- Um eine Oberflächengüte von unter 0.032 Zoll Ra zu erreichen, ist eine genaue Kontrolle der Werkzeuggeometrie, der Schnittparameter und der Spanabfuhr erforderlich.
- Falsche und nicht gut kalibrierte Messwerkzeuge können außerdem zu Maßungenauigkeiten bei der Messung von Bohrungsdurchmessern und geometrischen Toleranzen in tiefen Löchern führen.
- Fortschreitender Freiflächenverschleiß und Kraterbildung an Bohrwerkzeugen können die Schneidleistung und Maßgenauigkeit bei der Bearbeitung über 45 HRC beeinträchtigen.
Tipps für eine bessere Bohrbearbeitung
Wählen Sie das richtige Bohrwerkzeug
Bohrstangen aus Hartmetall eignen sich aufgrund ihrer Präzision und Verschleißfestigkeit gut zum Schlichten. Andererseits eignen sich schwere Metallstangen mit mehr Masse und Steifigkeit zum Schruppen, um Vibrationen und Durchbiegungen zu reduzieren.
Schnittparameter
Es ist notwendig, Schnittgeschwindigkeiten von 200-500 fpm und Vorschubgeschwindigkeiten von 0.002-0.008 ipr einzuhalten. Bei harten Materialien sind niedrigere Vorschubgeschwindigkeiten und Drehzahlen besser geeignet, um Werkzeugverschleiß und Hitzestau zu vermeiden, während weichere Materialien höhere Geschwindigkeiten und Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichen, ohne die Werkzeuglebensdauer oder die Oberflächenqualität zu verschlechtern.
Maschinen- und Werkzeugsteifigkeit
Werkzeugeinrichtung und Maschinenbedingungen müssen sorgfältig verwaltet werden. Um Vibrationen und Durchbiegungen zu verringern, sollten Sie bei Stahlstangen ein L/D-Verhältnis von 4:1 einhalten, bei Hartmetallstangen ist ein L/D-Verhältnis von 7:1 wichtig. Neben dem L/D-Verhältnis bieten präzisionsgeschliffene Werkzeughalter eine maximale Kontaktfläche, um Werkzeugbewegungen und Fehlausrichtungen zu reduzieren.
Implementieren Sie eine ordnungsgemäße Chipkontrolle
Integrieren Sie Spanbrecher und leiten Sie Hochdruckkühlmittel (synthetisches Kühlmittel) in die Schnittzone. Diese Spanbrecher helfen dabei, die größeren Späne in kleine Stücke zu brechen, wodurch verhindert wird, dass sie sich am Werkzeug verheddern oder wieder aufwickeln. Gleichzeitig kühlt und entfernt ein Hochdruckkühlmittel die Späne, um eine stabile Schnitttemperatur aufrechtzuerhalten.
Werkzeugwartung und -überwachung
Überprüfen Sie Bohrwerkzeuge vor jedem Gebrauch, reinigen Sie sie nach dem Gebrauch und überprüfen Sie wöchentlich die Ausrichtung. Überprüfen Sie die Schneide visuell und messen Sie den Freiflächenverschleiß regelmäßig. Wenn der Verschleiß 0.3 mm erreicht, ersetzen Sie die Einsätze, um Werkzeugausfälle zu vermeiden und eine konstante Leistung aufrechtzuerhalten.
RichconnBohrbearbeitung
Richconn bietet Bohrdienstleistungen durch qualifizierte Handwerker und moderne CNC-Maschinen an. Unsere Einrichtung verfügt über horizontale und vertikale Bohrwerke, die Werkstücke mit einer Länge von bis zu 2300 mm bearbeiten können. Wir sind erfahrene Hersteller komplizierter Komponenten für die Automobil-, Luftfahrt- und Medizinbranche mit Toleranzen von ±0.01 mm und Oberflächengüten bis zu Ra 0.8 µm. Unser Qualitätskontrollsystem verfügt außerdem über CMM-Verifizierung und Echtzeit-Produktionsverfolgung, um maximale Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Um zusammenzufassen
Kurz gesagt, die Bohrbearbeitung ist für die hochpräzise Fertigung in verschiedenen Branchen nach wie vor wichtig. Mit CNC-Systemen, optimierten Schnittparametern und ordnungsgemäßer Wartung können moderne Bohrwerkzeuge oder -maschinen eine herausragende Genauigkeit von bis zu 0.0005 Zoll und Oberflächengüten von 0.4 Ra erreichen.
Wenn Sie fortgeschrittene CNC-Bohr- und Bearbeitungsdienstleistungen benötigen, können Sie Kontakt aufnehmen jederzeit, um über Ihr Projekt zu sprechen.
Häufig gestellte Fragen
Kann auf einer CNC-Drehmaschine gebohrt werden?
Ja, CNC-Drehmaschinen können durch ihre programmierten Werkzeugwege Bohrarbeiten durchführen. Insbesondere moderne Maschinen verfügen über eine automatische Werkzeugkompensation und digitale Messeinrichtungen für genaue Ergebnisse.
Wovon hängt die Auswahl des Bohrwerkzeugs ab?
Einige Faktoren wie das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser, Lochdurchmesser, erforderliche Oberflächengüte, Materialeigenschaften und Maschinensteifigkeit entscheiden über das Bohrwerkzeug.
Welche Werkstoffe können durch Bohren bearbeitet werden?
Durch Bohren können fast alle technischen Materialien bearbeitet werden, beispielsweise Aluminium, Stahl, Gusseisen, Verbundwerkstoffe und Titan usw.
Worin besteht der Unterschied zwischen Bohren und Aufbohren?
Beim Bohren wird ein Einpunktwerkzeug verwendet, um ein bereits vorhandenes Loch zu verfeinern oder zu erweitern. Beim Bohren hingegen wird ein Zweipunktbohrer verwendet, um neue Löcher zu erzeugen. Außerdem ergibt das Bohren eine bessere Oberflächengüte und ist präziser.
