nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
Merken Gemerkt
Bohren - Bohren Grundlagen

Berechnungsverfahren, Zerspankräfte

Welche Kräfte wirken auf einen Bohrer? Wie werden benötigte Drehmomente und Leistungen berechnet?

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 317 ff.

Bezeichnungen und Geometrien unterschiedlicher Bohrer. Experimentelle und rechnerische Verfahren zum Bestimmen von Kräften, Drehmomenten und Leistungen beim Bohren.

Eine wesentliche Voraussetzung zum Verständnis der Vorgänge während des Bohrprozesses ist die Kenntnis der Funktionselemente am Bohrwerkzeug. Ausführliche Informationen sind in der DIN 6581 enthalten. Um beim Zerspanen auf den Bohrer wirkende Kräfte zu bestimmen, ist eine exakte Beschreibung der beteiligten Wirkelemente Voraussetzung (Bild 6.8).

Wie bereits beschrieben, resultieren die mechanischen Werkzeugbelastungen als Widerstand des Werkstoffs gegen das Eindringen des Werkzeugs aus den Kontaktbedingungen, den Schneidstoff- und Werkstoffeigenschaften, den Schnittwerten und dem Kühlschmierstoff.

Abb. 6.8: Funktionselemente am Wendelbohrer (nach DIN 6581)

Zerspankräfte beim Bohren

Das sich am Bohrwerkzeug ausbildende Kraftsystem ist maßgeblich von dem verwendeten Werkzeugkonzept abhängig. Dazu sind in Abbildung 6.9 die resultierenden Kraftsysteme anhand von Beispielen für symmetrische, asymmetrische und führungsleistengestützte Bohrwerkzeuge dargestellt. Die Zerspankraftkomponenten beim Bohren lassen sich sowohl experimentell als auch rechnerisch ermitteln. Dabei ist zu beachten, dass die Berechnungsansätze auf empirischen Modellen beruhen, deren Annahmen in Abhängigkeit von der vorliegenden Bearbeitungsaufgabe überprüft werden müssen.

Abb. 6.9: Kraftsysteme an unterschiedlichen Bohrwerkzeugkonzepten

Einen experimentellen Ansatz zur Bestimmung der Zerspankraftkomponenten stellt die Ringspanmethode dar, bei der der Werkzeugradius in Segmente, sogenannte Zerspanungsquerschnitte, unterteilt wird. Jeder dieser Zerspanungsquerschnitte wird mit rohrförmigen Proben mit angepasstem Durchmesser und entsprechender Wandstärke belastet. Dabei ist die Drehzahl jeder Probe an die beim Vollbohren an dem jeweiligen Werkzeugsegment vorliegende lokale Schnittgeschwindigkeit anzupassen. Damit bei symmetrisch aufgebauten Bohrwerkzeugen nur eine Schneide in Kontakt mit der Probe kommt, wird die Achse der Probe zur Werkzeugachse versetzt. Weiterhin ist eine zusätzliche Verschiebung der Probenachse zur Werkzeugachse erforderlich, damit die Einlaufrichtung der rohrförmigen Probe auf die Werkzeugschneide mit der Einlaufrichtung beim Vollbohren übereinstimmt (Koehler 2004; Adams 1996; Opalla 2003). Der Versuchsaufbau zur experimentellen Zerspankraftermittlung ist in Abbildung 6.10 dargestellt.

Zur Erfassung der Zerspankraftkomponenten wird mit einem stehenden Werkzeug gearbeitet, das auf einem Dynamometer befestigt ist. Mit diesem Ansatz sind sowohl die spezifische Kraftverteilung entlang der Hauptschneide als auch die Beträge der resultierenden Zerspankraftkomponenten bestimmbar. Eine Validierung der Ergebnisse ist durch den Vergleich von Proben mit unterschiedlich breiten Zerspanungsquerschnitten bis hin zu Vollbohrproben möglich.

Abb. 6.10: Versuchsaufbau zur experimentellen Ermittlung der Zerspankraftkomponenten (Koehler 2004)

Die zur rechnerischen Ermittlung der Zerspankraft bekanntesten und am häufigsten verwendeten Grundlagen wurden von Kienzle (Kienzle 1952) für das Drehen aufgestellt. Eine Reihe von Forschungsarbeiten beschäftigten sich mit der Übertragung dieser Grundlagen auf andere Fertigungsverfahren, wobei für das Bohren die Arbeiten von Victor (Victor 1956), Spur (Spur 1960) und Keil (Keil 1966) hervorzuheben sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Grundlagen von Kienzle mit hinreichender Genauigkeit für alle spanenden Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide und darüber hinaus auch für die Berechnung der Vorschubkraft Ff und der Passivkraft Fp anwendbar sind.

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 317 ff.
Special 150 Jahre WB Werkstatt+Betrieb

Zum Special

Special Retrofit

Zum Special

Special Zerspanung von Leichtbauwerkstoffen

Zum Special