Das Ausbohren von Löchern auf einer Drehmaschine dient in erster Linie der präzisen Bearbeitung der Innenflächen eines Werkstücks. Dieser Vorgang wird meist dann durchgeführt, wenn ein vorhandenes Loch vergrößert, auf einen bestimmten Durchmesser gebracht oder dessen Geometrie und Oberflächenqualität verbessert werden muss. Je nach Bauart des Werkstücks und der geforderten Genauigkeit kann das Ausbohren einer Bohrung als einzelner Arbeitsgang oder als Teil eines mehrstufigen Bearbeitungsprozesses durchgeführt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Was versteht man unter dem Ausdrehen von Bohrungen auf einer Drehmaschine?
- Wie läuft das Ausbohren einer Bohrung ab?
- Bohren und Ausdrehen – worin unterscheiden sich diese Vorgänge?
- Ausdrehen langer Bohrungen – worauf ist zu achten?
- Wie wählt man ein Werkzeug zum Ausbohren von Bohrungen aus?
- Zusammenfassung
Was versteht man unter dem Ausdrehen von Bohrungen auf einer Drehmaschine?
Beim Ausbohren wird das Werkstück in der Spindel der Drehmaschine eingespannt und dreht sich, während sich das Werkzeug in die vorhandene Bohrung einarbeitet. Die Schneide entfernt nacheinander Materialschichten von der Innenfläche der Bohrung. Auf diese Weise lassen sich präzisere Maße erzielen und die Form der Bohrung nach dem vorherigen Bohren verbessern.
Das Ausbohren einer Bohrung unterscheidet sich somit vom Bohren einer Bohrung aus dem Vollen. Ein Bohrer beginnt seine Arbeit im unbearbeiteten Material, während das Werkzeug beim Ausbohren bereits im Inneren einer zuvor vorbereiteten Bohrung arbeitet. Dies ist unter anderem für die Kontrolle des Durchmessers, der Koaxialität und der Zerspanungsparameter von Bedeutung.
Der genaue Ablauf des Arbeitsvorgangs hängt vom Werkstoff, dem Durchmesser und der Tiefe der Bohrung, der Art des Werkzeugs sowie der geforderten Toleranz ab. In der Serienfertigung können die Parameter präzise programmiert werden, was die wiederholbare Fertigung aufeinanderfolgender Werkstücke erleichtert.
Wie läuft das Ausbohren einer Bohrung ab?
Vor Beginn der Bearbeitung muss das Werkstück korrekt eingespannt und die Lage der Bohrungsachse relativ zur Spindelachse festgelegt werden. Wenn die Bohrung noch nicht vorgebohrt wurde, kann der erste Schritt das Vorbohren sein. Anschließend entfernt das Werkzeug Material von der Innenfläche.
Wichtig ist die richtige Ausrichtung des Schneidwerkzeugs zum Werkstück. Ein zu großer Werkzeugüberhang kann zu Vibrationen führen, insbesondere bei tiefen Bohrungen. Dies verschlechtert die Oberflächenqualität und erschwert das Erreichen des vorgesehenen Durchmessers. Daher erfordert das Ausbohren einer Bohrung eine ausreichende Steifigkeit des gesamten Systems: der Werkzeugmaschine, der Werkstückaufspannung und des Werkzeugs.
Die Zerspanungsparameter werden vor allem durch den Bohrungsdurchmesser, das Werkstückmaterial, die Art der Wendeschneidplatte oder der Schneide sowie die Bearbeitungsdauer beeinflusst. Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sollten so gewählt werden, dass Vibrationen minimiert werden und ein stabiler Lauf der Schneide gewährleistet ist.
Bohren und Ausdrehen – worin unterscheiden sich diese Vorgänge?
Die Begriffe „Bohrungsdrehen“ und „Ausbohren“ werden zwar oft synonym verwendet, doch in der Zerspanungstechnik ist es sinnvoll, den Umfang dieser Vorgänge zu unterscheiden. Das Bohrungsdrehen kann als Bearbeitung der Innenfläche mit einem Drehwerkzeug betrachtet werden, während das Ausbohren eine spezifische Methode zur Vergrößerung und Präzisionsbearbeitung einer zuvor vorbereiteten Bohrung ist.
Ein Beispiel für einen vorbereitenden Arbeitsgang ist das Drehen einer Zentrierbohrung, das durchgeführt wird, um die weitere Bearbeitung ordnungsgemäß einzuleiten oder eine Referenzfläche vorzubereiten. Je nach Bauart des Werkstücks können die Bohrungen anschließend gebohrt, aufgebohrt oder ausgebohrt werden.
Die genauen Zusammenhänge zwischen Drehzahl, Vorschub und Schnitttiefe werden im Drehprozess beschrieben. Bei der Innenbearbeitung ist die Stabilität des Werkzeugs besonders wichtig, da die Schnittbedingungen anfälliger für Schwingungen sind als bei vielen Außenbearbeitungsvorgängen.
Ausdrehen langer Bohrungen – worauf ist zu achten?
Eine der schwierigeren Varianten ist das Ausdrehen langer Bohrungen. Mit zunehmender Bohrtiefe wächst der Ausleger des Werkzeugs und damit seine Anfälligkeit für Durchbiegung und Schwingungen. Das Problem kann besonders bei kleinen Durchmessern und großer Bearbeitungstiefe deutlich werden.
In solchen Fällen spielen die Konstruktion des Halterungsaufbaus, dessen Durchmesser und Länge, die Geometrie der Schneideinsatzplatte sowie die Art der Spanabfuhr eine wichtige Rolle. Manchmal ist es notwendig, mehrere Durchgänge anstelle eines einzigen tiefen Zerspanungsvorgangs durchzuführen. Auch die stabile Befestigung des Werkstücks hat einen direkten Einfluss auf das Ergebnis.
Für anspruchsvolle Bearbeitungen kann ein geeigneter Bohrkopf verwendet werden, der eine präzise Ausrichtung des Werkzeugs und die Kontrolle der Abmessungen der bearbeiteten Oberfläche ermöglicht. Die Auswahl der Ausrüstung sollte sich nach den Eigenschaften der jeweiligen Aufgabe richten und nicht ausschließlich nach dem Durchmesser der zu bearbeitenden Bohrung.
Wie wählt man ein Werkzeug zum Ausbohren von Bohrungen aus?
Das Werkzeug sollte auf den Durchmesser und die Tiefe der Bohrung, das Werkstückmaterial sowie die erforderliche Genauigkeit abgestimmt sein. Bei kurzen Bohrungen sind die Einsatzmöglichkeiten eines steiferen Werkzeugs größer. Tiefe Bohrungen erfordern hingegen eine Begrenzung des Auslegers und den Einsatz einer Lösung, die während des Zerspanungsvorgangs für ausreichende Stabilität sorgt.
Auch die Drehmaschine selbst spielt eine Rolle. Bei einfachen Werkstattarbeiten kann eine entsprechend ausgestattete konventionelle Drehmaschine ausreichende Genauigkeit gewährleisten. In der Serienfertigung und bei anspruchsvolleren Geometrien können CNC-Drehmaschinen eine gute Wahl sein, da sie die Automatisierung nachfolgender Bearbeitungsschritte ermöglichen.
Für ein breites Anwendungsspektrum stehen zudem Metalldrehmaschinen sowie weitere Metallbearbeitungsmaschinen zur Verfügung. Bei der Auswahl einer Werkzeugmaschine sollten nicht nur der maximale Drehdurchmesser, sondern auch die Werkstücklänge, der Drehzahlbereich der Spindel, die Antriebsleistung, die Steifigkeit der Konstruktion und die Ausstattungsmöglichkeiten berücksichtigt werden.
Zusammenfassung
Das Ausbohren einer Bohrung ist ein Arbeitsgang, mit dem der richtige Durchmesser, die richtige Geometrie und die richtige Oberflächenqualität der Innenseite des Werkstücks erzielt werden. Für den Erfolg der Bearbeitung sind vor allem die korrekte Spannung des Werkstücks, die Steifigkeit des Werkzeugs, die richtigen Zerspanungsparameter sowie die Anpassung der Methode an die Tiefe und den Durchmesser der Bohrung entscheidend. Bei anspruchsvolleren Aufgaben kommt der Schwingungsdämpfung und der Maßkontrolle während der aufeinanderfolgenden Durchgänge besondere Bedeutung zu. Eine entsprechend ausgewählte Werkzeugmaschine und Ausrüstung ermöglichen die Durchführung solcher Bearbeitungen sowohl in der Einzelfertigung als auch in der wiederholbaren Serienbearbeitung. CORMAK bietet als Hersteller von Industriemaschinen Lösungen für vielfältige Anwendungen im Bereich der Zerspanung an.
