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Bohren - Bohren Werkzeuge

Werkzeugaufnahmen zum Bohren

Bohrwerkzeuge

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 333 ff.

Hohe Rundlaufgüte, optimale Dämpfung, zuverlässige Verdrehsicherheit: Dafür sorgen Spannzangen- Hydrodehn-, Warm-Schrumpf- und weitere Varianten an Spannfuttern. Aufbau, Funktion und Einsatz aktueller Bauarten werden detailliert beschrieben.

Die Schnittstelle der Werkzeugaufnahme dient der Befestigung des Werkzeugspannfutters an der Spindelnase. Während in der konventionellen Bearbeitung früher häufig die Schnittstelle mit Morsekegel verwendet wurde, finden heutzutage bei der CNC-Bearbeitung überwiegend Schnittstellen mit Steilkegel SK (DIN 69871 und DIN 2080) und Hohlschaftkegel HSK (DIN 69893) Anwendung.

Abb. 6.36: Spannfutter mit SK-Schnittstelle

Die Schnittstelle HSK wird je nach Einsatzzweck in Form A, B, C, D, E und F unterschieden, wobei Form A für automatischen Werkzeugwechsel, Form C für manuellen Werkzeugwechsel und Form E und F mit axialsymmetrischer Konstruktion – daher gut geeignet für sehr hohe Drehzahlen – häufig den praktischen Anwendungsfall darstellen (Abb. 6.38). Die Schnittstelle HSK weist eine wesentlich höhere Quersteifigkeit gegenüber der Schnittstelle SK auf. Neben den Schnittstellen SK und HSK sind weiterhin noch BT und Capto verbreitet.

Abb. 6.38: Schnittstelle HSK Form A, C, E und F

Bohrfutter

Bohrfutter stellen eine traditionelle Werkzeugaufnahme für die Bohrbearbeitung dar und werden verbreitet in Bohrmaschinen, aber auch für die CNC-Bearbeitung in Bearbeitungszentren eingesetzt. Abbildung 6.39 zeigt ein handelsübliches Bohrfutter. Bei diesem Bohrfutter wird das Werkzeug durch zwei oder drei Backen selbstzentrierend gespannt. Die Betätigung der Werkzeugspannung erfolgt mit Hilfe eines Sechskantschlüssels. Dieses Bohrfutter ist sowohl für Rechtslauf als auch für Linkslauf geeignet. Hinsichtlich der Betätigungsweise gibt es weiterhin Bohrfutter, deren Spannung mit Hilfe eines Zahnkranz-Schlüssels oder gar schlüssellos per Hand erfolgt.

Abb. 6.39: Selbstzentrierendes Dreibacken-Bohrfutter

In Abbildung 6.40 ist eine Schnittdarstellung eines Bohrfutters mit selbstspannender Funktion. Das Spannen und Öffnen erfolgt mühelos per Hand. Ein besonderes, konstruktives Merkmal ist, dass, bei zunehmender Belastung durch den Bohrvorgang, sich die Spannkraft des Bohrfutters selbständig erhöht, eine sehr zuverlässige Spannung garantiert. Jedoch ist darauf zu achten, dass handelsübliche Futter dieser Ausführung nur für Rechtslauf geeignet sind.

Abb. 6.40: Selbstspannendes Dreibacken-Bohrfutter

Bzgl. des Spanndurchmessers haben Bohrfutter in der Regel einen sehr großen Spannbereich, der oft über 10 mm liegt. Mit einem einzigen Bohrfutter können deshalb Bohrer unterschiedlicher Schaftdurchmesser ohne jegliche Umstände direkt gespannt werden. Auch bestehen keine besonderen Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Werkzeugschaftes. Strukturbedingt läßt sich bei Bohrfuttern keine sehr hohe Spannrundlaufgenauigkeit realisieren. Die auf dem Markt erhältlichen Bohrfutter haben meistens eine Spannrundlaufgenauigkeit von > 30 μm. Aus diesem Grund sind Bohrfutter nicht für hochpräzise Bearbeitungen vorgesehen.

Spannzangenfutter

Neben Bohrfuttern werden oft auch Spannzangenfutter (Abb. 6.41 und 6.42) als universale Werkzeugaufnahme in der Bohrbearbeitung eingesetzt.

Abb. 6.41: Spannzangenfutter

Abb. 6.42: Spannzangenfutter

Der Grundkörper eines Spannzangenfutters besitzt eine kegelförmige Bohrung, in der eine geschlitzte Büchse mit konischer Außenkontur und zylindrischer Innenbohrung sitzt. Diese Büchse nennt man Spannzange. Der Spannvorgang erfolgt durch Anziehen einer Spannmutter, die die Spannzange axial in die Futterbohrung eindrückt. Infolge der Wirkung der konischen Kontur verkleinert sich die Innenbohrung der Spannzange und spannt dadurch das Werkzeug. Spannzangenfutter sind genormt, z. B. nach DIN 6391. Die Spannzange gemäß DIN 6499 (ER) besitzt einen stärkeren Neigungswinkel an der konischen Kontur als die nach DIN 6388 und kann deshalb eine Spannüberbrückung von 0,5 bis 1 mm realisieren. Im Gegensatz dazu ist bei Spannzangen nach DIN 6388 pro Schaftdurchmesser eine Spannzange erforderlich. Sie können aber dann höhere Spanngenauigkeit erzielen. Üblicherweise liegen die Rundlaufgenauigkeiten von Spannzangenfuttern bei < 0,01 mm. Bei Präszisionsausführungen können diese aber auch Werte von < 0,003 mm erreichen.

Hydraulisches Dehnspannfutter

Wenn Bohrfutter und Spannzangenfutter als traditionelle Werkzeugaufnahmen betrachtet werden, zählen hydraulische Dehnspannfutter zu hochpräzisen und technisch fortschrittlichen Spannmitteln der Werkzeugspannung. Das hydraulische Dehnspannfutter wird in der Praxis Hydro-Dehnspannfutter oder einfach Dehnspannfutter genannt.

Abb. 6.43: Dehnspannfutter

Abb. 6.44: Schnittdarstellung des Dehnspannfutters

In Abbildung 6.43 ist ein Dehnspannfutter mit einem gespannten Bohrwerkzeug dargestellt. Die Spannmechanismen eines Dehnspannfutters lassen sich in Abbildung 6.44 erkennen. Im Bereich der Spannbohrung ist eine Ölkammer axialsymmetrisch eingebaut.

Auszug aus

Handbuch Spanen

Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 299,99
ISBN: 978-3-446-42826-3
Seite 333 ff.
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