Sommersemester 2016...Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Bildquelle: Sandvik 24 • Vielseitiges Werkzeug für alle Werkstückstoffe • Keine Querschneiden und Führungsflächen

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


Inhalt des 7. Kapitels

Grundlagen Bohren

Bohren ins Volle und Aufbohren

Senken und Reiben

Schraubbohren

Spannmittel beim Bohren

Beispiel Bohrbearbeitung

3

Fertigungstechnik 1


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


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


Beispiele Bohrverfahren

6Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik

Bohren

ins Volle

Auf-

bohren

Tief-

bohren

Senken ReibenGewinde-

bohren

Kern-

bohren

B

Fertigungstechnik 1


Beispiel Aufbohren

7Quelle: Sandvik

Anmerkung:Die kinematischen Größen beim

Bohren werden in Kapitel 3 diskutiert

Werkstück

Werkstück

d

D

Fertigungstechnik 1


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


Plansenken 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


Rundbohren nach DIN 8589-2 (Auswahl)


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


Schraubbohren 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


Profilbohren 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


Formbohren 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


Beispiele für Rundbohrer


Vollhartmetallbohrer

Gelötete

Hartmetallbohrer

Tieflochbohrer

(VHM)

Kurzlochbohrer

(WSP)

Tieflochbohrer

(WSP)

Bohrbearbeitung

unregelmäßiger

Oberflächen und

Herstellung von

Kreuzbohrungen

Fertigungstechnik 1


Beispiele für Profilbohrer


Vollhartmetall-

Fasbohrer

Wendeplatten-

Fasbohrer

Vollhartmetall-

StufenbohrerWendeplatten-

Stufenbohrer

Fertigungstechnik 1


Beispiele für weitere Bohrwerkzeuge und Sonderverfahren


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


Hauptzeit beim Bohren


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



Grundlagen Bohren, Reiben, Senken


Senken und Reiben

Schraubbohren



18

Fertigungstechnik 1


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


Wendelbohrer aus Hartmetall (Auswahl)


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


Anschliffformen an HSS-Wendelbohrern


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


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


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


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


Fc

Fc

FpFp

H

H

Zerspankraft und deren Komponenten beim Bohren


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


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


Bohrungsqualität von HSS-Bohrern und Bohrern mit WSP

27

Rundheit Zylindrizität

Kaltverfestigung der BohrungswandOberflächenrauheit der Bohrung

Fertigungstechnik 1


Werkzeuge zum Aufbohren


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


Beispiele für Aufbohrwerkzeuge


Fertigungstechnik 1


Planschiebe-Werkzeug zum Ausspindeln von Bohrungen

30Bildquelle: l. Komet, r. rechts

Fertigungstechnik 1


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


Säulenbohrmaschinen

32Bildquelle: nach Alzmetall

Bedienfeld

Maschinentisch

Handrad zur

Höhenverstellung

Riemengetriebe

Schaltkupplung

Antriebsmotor

Schrittmotor

für Vorschub

Spindelmutter

Vorschub-

gewindespindel

Fertigungstechnik 1


Werkstückfehler und Bohrfehler


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


Maßnahmen zur Vermeidung von Bohrfehlern


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





Senken und Reiben

Schraubbohren



35

Fertigungstechnik 1


Senken

Senken ist eine zusätzliche Bearbeitung zum Bohren und dient zum Entgraten

oder zur Erzeugung ebener oder kegelförmiger Flächen


A

Schaft

Führungs-

zapfen

Schneide

Planansenken Planeinsenken Profilsenken

Fertigungstechnik 1


Werkzeuge zum Senken


1) Flachsenker mit

Zylinderschaft und festem

Führungszapfen (DIN 373)

2) Flachsenker mit

Morsekegelschaft und

auswechselbarem


3) Kegelsenker 90° mit

Zylinderschaft und festem



Morsekegelschaft und

auswechselbarem



Zylinderschaft ohne


1) 3)2) 4) 5)

B

Fertigungstechnik 1


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


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


Arten von Reibahlen


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


Beispiele für eine moderne Reibahle

Hohe Vorschubgeschwindigkeiten und mehr Standzeit durch viele Schneiden

41

Hochleistungsreibahle

Bildquelle: Mapal

Monoblockreibahlen HM/Cermet

Fertigungstechnik 1





Senken und Reiben

Schraubbohren



42

Fertigungstechnik 1


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


Verfahren zur Innengewindeherstellung

44

Gewindebohren BohrgewindefräsenGewindefurchen

Kernlochabmessungen:

Gewindebohren: dv = D - P

Gewindefurchen: dv = D - 0,55*P

A

Fertigungstechnik 1


Bezeichnungen am Gewindebohrer


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


Kernlocharten und entsprechende Gewindebohrer

46

Fertigungstechnik 1


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


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


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


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





Senken und Reiben

Schraubbohren



51

Fertigungstechnik 1


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


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


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


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





Senken und Reiben

Schraubbohren



56

Fertigungstechnik 1


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


Beispiel-Werkstück

58

Bearbeitungsschritt 1: Profilbohren ins Volle (Zentrierbohrungen Form A)

Fertigungstechnik 1


Beispiel-Werkstück

59

Befestigungsbohrung

a) Spiralbohrer Typ N

b) Flachsenker

b)a)

Bearbeitungsschritt 2: Bohren ins Volle (Durchgangsbohrung)

Bearbeitungsschritt 3: Planeinsenken

Fertigungstechnik 1


Beispiel-Werkstück

60

Metrische Gewindebohrung


b) Gerade genuteter Gewindebohrer

Bearbeitungsschritt 4: Bohren ins Volle (Kornbohrung Gewinde)

Bearbeitungsschritt 5: Gewindebohren

a) b)

Fertigungstechnik 1


Beispiel-Werkstück

61

Positionierungsbohrung


b) Reibahle

a) b)

Bearbeitungsschritt 6: Bohren ins Volle (Grundlochbohrung)

Bearbeitungsschritt 7: Reiben

Fertigungstechnik 1


Beispiel-Werkstück

62

Befestigungsbohrung


b) Kegelsenker

a) b)

Bearbeitungsschritt 8: Bohren ins Volle (Grundlochbohrung)

Bearbeitungsschritt 9: Profilsenken

Fertigungstechnik 1


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


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


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

Documents

Sommersemester 2016...Quelle: nach Paucksch, Zerspantechnik; Bildquelle: Sandvik 24 • Vielseitiges Werkzeug für alle Werkstückstoffe • Keine Querschneiden und Führungsflächen