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 Maschinen

Tiefbohrmaschinen

Bohren

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 362-381

Beschrieben werden die unterschiedlichen Tiefbohrverfahren. Dargestellt werden vier unterschiedliche Tiefbohrwerkzeuge sowie praxisgerechte Ausführungen Tiefbohrmaschinen, Steuerungen, Kühlschmieranlagen und Automatisierungen. Ergänzt wird dies mit Anwendungsbeispielen.

Tiefbohren ist ein zerspanendes Bohrverfahren zur Herstellung tiefer Bohrungen. Nach VDI 3210 wird die Herstellung von Bohrungen mit einem Längen-/Durchmesserverhältnis (L/D) ≥ 3 als Tiefbohren bezeichnet. Diese Technologie wird auch teilweise zur Herstellung weniger tiefer, jedoch qualitativ hochwertiger Bohrungen eingesetzt. In diesem Fall spricht man auch von Präzisionsbohren.

Vier werkzeugabhängige Tiefbohrverfahren

Tiefbohren unterscheidet sich vom Bohren mit Wendelbohrern dadurch, dass die komplette Bohrung in einem Zug ohne das sonst übliche Entspänen hergestellt wird und die Späne durch den Kühlschmierstoff (KSS) aus der Bohrung transportiert werden. Das Tiefbohren unterteilt sich in vier werkzeugabhängige Unterverfahren. Die klassischen Tiefbohrverfahren sind das Einlippenbohren, das BTA(Boring and Trepaning Association)-Bohren oder auch STS (Single Tube System) genannt und das Ejektorbohren (auch Zweirohrsystem genannt). Die Verfahren unterscheiden sich im Wesentlichen in der KSS-Zufuhr und Abfuhr des KSS-Spänegemischs. In jüngster Zeit wurden spiralisierte, dem Wendelbohrer ähnliche Werkzeuge entwickelt, die die Herstellung von Bohrungen ermöglichen, die bezüglich des L/D-Verhältnisses in den Bereich des Tiefbohrens fallen.

Mit Ausnahme der spiralisierten Werkzeuge haben klassische Tiefbohrwerkzeuge generell eine asymetrische Schneidengeometrie mit außerhalb der Rotationsachse liegender Schneidspitze und müssen deshalb durch Führungs- oder Stützleisten zentriert und geführt werden. Diese Führungsleisten erzeugen die für das Tiefbohren typische, glatte und kaltverfestigte Oberflächen durch plastische Umformung und Glättung der von den Schneiden erzeugten Bohrungsoberfläche. Durch die außermittigen Schneidspitzen müssen die Tiefbohrwerkzeuge beim Anbohren in Bohrbuchsen geführt oder es müssen in die Werkstücke Pilotbohrungen eingebracht werden. Einlippen- und Ejektorbohrwerkzeuge werden auch in beschränktem Umfang im Rahmen der Komplettbearbeitung auf Bearbeitungszentren oder Drehmaschinen eingesetzt. Uneingeschränkte und wirtschaftliche Verfahrensnutzung ist jedoch nur auf Tiefbohrmaschinen möglich.

Die werkzeug- und technologiebedingten Anforderungen im Bereich der Werkzeugführungen, der Werkstückspannung, der Zu- und Abfuhr des KSS führen zu speziellen konstruktiven Merkmalen der Tiefbohrmaschinen, die in diesem Beitrag in Standardausführung, mit Sonderapplikationen und als Sondermaschinen vorgestellt werden. Zum besseren Verständnis werden zunächst die unterschiedlichen Tiefbohrverfahren mit ihrem typischen KSS-Fluss und gängigen Werkzeugausführungen erläutert.

Einlippenbohren

Das Einlippenbohrverfahren findet nach VDI 3208 Anwendung für Vollbohren in einem Bohrdurchmesserbereich von 0,5 mm bis 80 mm. Der Bereich zu kleineren Durchmessern unterliegt einer stetigen Weiterentwicklung. Bohrungen größerer Durchmesser als 25 mm werden nur im Einlippenbohrverfahren hergestellt, wenn maschinen- oder werkstückbedingt keine anderen Bohrverfahren zum Einsatz kommen können. Abbildung 6.96 zeigt den typischen KSS-Fluss im direkten Werkzeugbereich.

Abb. 6.96: ELB-Prinzip (Quelle: TBT Tiefbohrtechnik, Dettingen)

Bei diesem Verfahren wird der KSS unter Hochdruck durch die Arbeitsspindel dem Werkzeug zugeführt, fließt durch das Werkzeug zur Werkzeugspitze, umströmt die Schneide und spült die Späne in der V-förmigen Nut (Sicke) zurück bis zum Bohrbuchsenträger mit einer rückwärtigen Abdichtung. Über einen seitlichen oder nach unten gerichteten Auslauf wird das KSS-/Spänegemisch aus dem Werkzeugbereich ab und der Wiederaufbereitung zugeführt. In der Regel kommen folgende Werkzeuge zum Einsatz, wobei die genannten Durchmesserbereiche Schwerpunkte darstellen und je nach Anwendung nach oben oder unten erweitert werden können. Für einen Arbeitsbereich von 3 bis 25 mm kommt der Standard-Einlippenbohrer (ELB) entsprechend Abbildung 6.97 – bestehend aus Hartmetallkopf mit Schneiden und Führungsleisten, Rohrschaft und Einspannhülse – zum Einsatz.

Abb. 6.97: Standard-Einlippenbohrer (Quelle: TBT Tiefbohrtechnik, Dettingen)

Durch die dreiteilige Ausführung, wobei der mittlere Bereich in nahezu „unbegrenzter Länge“ herstellbar ist, kann herstellerseitig eine einfache Anpassung an die erforderliche Werkzeuglänge vorgenommen werden. Für Bohrdurchmesser bis 6 mm kommen Vollhartmetall (VHM)-Werkzeuge (Abb. 6.98) zum Einsatz, soweit vor allem für längere Werkzeuge Hartmetall-Rohlinge und Fertigungsmöglichkeiten verfügbar sind. Hierbei wird Kopf und Schaft aus einem Hartmetallstab gefertigt. Am Einspannende wird eine Einspannhülse angelötet oder es wird der Hartmetallschaft direkt in einem Werkzeugadapter, wie z. B. Spannzangenaufnahme oder Schrumpffutter, eingespannt. Für Durchmesser größer als 12 mm sind am Markt Werkzeuge mit auswechselbaren Schneiden (Abb. 6.99) verfügbar.

Abb. 6.98: VHM- Einlippenbohrer (Quelle: TBT Tiefbohrtechnik, Dettingen)

Abb. 6.99: Wechselplatten Einlippenbohrer (Quelle: Gühring, Albstadt)

BTA-Bohren

Das BTA-Bohrverfahren kommt in der Regel ab einem Bohrdurchmesser von 18 mm wirtschaftlich zum Einsatz. Verfügbar sind jedoch auch kleinere Werkzeuge, sodass mit diesem Verfahren ein Durchmesserbereich von 6 mm bis 2.000 mm (VDI-Richtlinie 3209 Bl.1) bearbeitet werden kann. Im Gegensatz zu den einteiligen Einlippenbohrern werden bei den BTA-Werkzeugen runde Rohre verwendet. Der „Bohrkopf“ genannte Schneidenbereich wird auf das Bohrrohr aufgeschraubt.

Abb. 6.102: BTA-Prinzip (Quelle: TBT Tiefbohrtechnik, Dettingen)

Abbildung 6.102 zeigt wiederum den typischen KSS-Fluss. Der KSS wird im Bereich der Anbohrführung über den sogenannten Bohrölzuführapparat (BOZA) zugeführt, gelangt in dem Ringspalt zwischen Bohrrohr und Anbohrführung bzw. der erzeugten Bohrung zur Werkzeugspitze, umströmt Führungen und Schneiden und spült die Späne im Bohrrohr zurück. Das Späne-/KSS-Gemisch tritt am Ende der Hauptspindel aus. Bei Aufbohroperationen werden in Ausnahmefällen die Späne auch in Vorschubrichtung aus der Bohrung gespült und treten im Bereich des Reitstocks oder Werkstückspindelkastens aus. BTA-Werkzeuge werden in der Regel mit auswechselbaren Schneiden und auswechselbaren Führungsleisten bestückt. Wie beim Einlippenbohren haben auch die BTA-Vollbohrwerkzeuge eine außerhalb der Rotationsachse liegende Schneidspitze, sodass bei diesen Werkzeugen ebenfalls eine Anbohrführung erforderlich ist. Selbst wenn bei größeren Bohrdurchmessern die Schneiden über den Werkzeugdurchmesser verteilt sind, ist die Anordnung so, dass eine Resultierende der Hauptschnittkräfte durch die Führungsleisten abgefangen werden muss. Typische BTA-Werkzeuge sind auf den Abbildungen 6.103, 6.104 und 6.105 dargestellt.

Abb. 6.103: BTA-Vollbohrwerkzeug (Quelle: Botek, Riederich)

Abb. 6.104: BTA- Kernbohrwerkzeug (Quelle: Sandvik Coromant, Sandvikken)

Abb. 6.105:Aufbohrwerkzeug (Quelle: Botek, Riederich)

Für Vollbohroperationen sind, sofern die Maschinenleistung ausreichend ist, Werkzeuge bis zu einem Durchmesser von 300 mm verfügbar. Alternativ stehen für große Bohrungen Kernbohrwerkzeuge zur Verfügung. Diese Werkzeuge kommen zum Einsatz, wenn die Maschinenleistung nicht ausreichend ist oder aus dem verbleibenden Kern, z. B. Materialproben, gefertigt werden. Größere Bohrungen werden nach einer Vollbohroperation mit Aufbohrwerkzeugen hergestellt oder es werden Rohre oder vorgeschmiedete Rohlinge aufgebohrt. Die großen Zerspanquerschnitte erfordern sehr leistungsstarke Maschinen.

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 362-381
Special 150 Jahre WB Werkstatt+Betrieb

Zum Special

Special Retrofit

Zum Special

Special Zerspanung von Leichtbauwerkstoffen

Zum Special