In der CNC-Bearbeitung sind Bohrvorgänge einer der Bereiche, die eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit und Kontrolle erfordern.
Diese Prozesse vereinen Anforderungen hinsichtlich Maßgenauigkeit, Werkzeugstabilität und der richtigen Planung der Arbeitsabfolge. Nur durch deren korrekte Kombination lässt sich eine Bohrung mit den im Entwurf festgelegten Parametern erzielen.
Bei SIM Gdynia führen wir täglich die Bearbeitung von Bohrungen in Stahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen durch – sowohl bei Prototypen als auch in der Serienfertigung.
Jedes dieser Materialien erfordert einen anderen Ansatz, und die Wahl zwischen Bohren, Aufbohren und Ausdrehen hängt immer von den Besonderheiten des Werkstücks und der erwarteten Genauigkeit ab.
Im weiteren Verlauf des Artikels erläutern wir, wie die Bearbeitung von Bohrungen in der CNC-Fertigung in der Praxis geplant und durchgeführt wird und welche Techniken wir anwenden, um die Abmessungen, die Achsenausrichtung und die Oberflächenqualität auf dem erforderlichen Niveau zu halten.
Inhaltsverzeichnis
Warum sind Bohrungen bei der CNC-Bearbeitung so wichtig?
Bohrungen sind ein Element, das die Funktion vom Entwurf auf das reale Teil überträgt. In typischen Maschinenkomponenten dienen sie zu folgenden Zwecken:
- Lagerung von Wellen und Achsen,
- Positionierung mit Stiften und Hülsen,
- Realisierung von Schraubverbindungen,
- Führung von Medien (Öl, Kühlmittel, Luft).
Für jede dieser Funktionen gelten unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Toleranz, Rauheit und Koaxialität.
Eine Bohrung für eine normale Schraube kann eine „Werkstatt”-Toleranz haben, aber eine Aufnahme für ein Wälzlager im Getriebegehäuse erfordert eine spezifische Passung mit einer Toleranz von einigen bis mehreren Mikrometern.
Aus diesem Grund endet die CNC-Bearbeitung von Bohrungen selten mit dem Bohren allein.
Bohren, Aufbohren, Reiben – was ist wofür zuständig?
Vereinfacht gesagt kann man sagen, dass:
- Das Bohren eine „Basisbohrung” erzeugt,
- das Reiben deren Verlauf und Geometrie korrigiert und
- das Aufbohren die Abmessungen und die Rauheit finalisiert.
Das Bohren gewährleistet eine für die meisten Montagebohrungen ausreichende Genauigkeit. Wenn präzise Passungen erforderlich sind, wird der Prozess um weitere Schritte erweitert: Nach dem Bohren wird die Bohrung zum Korrigieren der Richtung aufgebohrt und die endgültige Abmessung durch Aufbohren erreicht.
Das Aufbohren ist besonders wichtig, wenn mehrere Bohrungen ihre gegenseitige Geometrie beibehalten müssen oder wenn die Bohrung eine Positionierungsfunktion hat – es ermöglicht die Beseitigung von Fehlern, die beim Bohren entstanden sind, und bereitet die Bohrung für eine präzise Endbearbeitung vor.
Aufbohren – ein stabiler Weg zu präzisen Abmessungen
Für ein effektives Aufbohren muss nach dem Bohren ein ausreichender Aufmaßbereich verbleiben.
Ein zu geringer Aufmaßbereich verhindert das Zerspanen, ein zu großer verursacht Vibrationen und verschlechtert die Oberflächenqualität. Der richtige Wert hängt vom Durchmesser und vom Material ab und wird daher gemäß den Empfehlungen des Werkzeugherstellers ausgewählt.
Die Arbeitsparameter des Reibahle unterscheiden sich vom Bohren. Die Drehzahl ist niedriger und der Vorschub größer, was die Gleichmäßigkeit der Oberfläche und die Stabilität des Prozesses verbessert.
Bei tiefen Bohrungen oder schwer zu bearbeitenden Werkstoffen werden Reibahlen mit Innenkühlung verwendet, die eine bessere Wärmeableitung und eine längere Lebensdauer des Werkzeugs gewährleisten.
Reiben – präzise Korrektur der Geometrie
Das Reiben wird dort eingesetzt, wo das Bohren allein keine Achsenrichtigkeit oder korrekte Geometrie der Bohrung garantiert.
Es ermöglicht die Korrektur der Bohrungsbahn und die Vorbereitung für die weitere Endbearbeitung. Wir verwenden sie unter anderem für Lagerbuchsen, Axialbohrungen und Systeme, in denen mehrere Bohrungen eine genaue Position zueinander einhalten müssen.
Ausdrehköpfe ermöglichen eine präzise Einstellung des Durchmessers, was die Einhaltung der Toleranzen auch bei anspruchsvolleren Anwendungen erleichtert.
Passungen und Toleranzen – wie man ISO-Passungen mit den Realitäten der CNC-Bearbeitung verbindet
Das ISO-Passungssystem mit Basis auf der Bohrung (z. B. H7, H8) ist Standard bei der Konstruktion von Maschinenelementen.
Bei Durchmessern von 10 bis 50 mm beträgt die Toleranz H7 in der Regel einige bis mehrere Mikrometer – ein Wert, der durch Bohren allein nicht wiederholbar erreicht werden kann.
Bei SIM Gdynia wenden wir eine einfache Regel an: Wenn eine Bohrung eine kritische Passung hat, planen wir grundsätzlich einen zusätzlichen Aufbohr- oder Ausdrehvorgang ein.
Dadurch kann der Konstrukteur sicher sein, dass seine Passung im realen Detail umgesetzt wird, und wir können sicher sein, dass der CNC-Bearbeitungsprozess stabil und vorhersehbar ist.
Zusammenfassung
Die präzise Bearbeitung von Bohrungen erfordert eine gut geplante Reihenfolge der Arbeitsschritte und eine bewusste Auswahl der Werkzeuge. In der Praxis sind die Qualität des ersten Durchgangs, die Kontrolle der Geometrie in der Aufbohrphase und die durch das Aufbohren erzielte Wiederholbarkeit der Abmessungen von größter Bedeutung.
Am häufigsten analysieren wir:
- Funktionale Anforderungen an die Bohrung und die damit verbundenen Toleranzen
- die voraussichtliche Abfolge der Arbeitsschritte und die Verfügbarkeit der Werkzeuge
- die Art der Messung und die Kontrolle der Prozessstabilität
Bei SIM Gdynia verbinden wir diese Elemente zu einem einheitlichen technologischen Prozess, wodurch wir sowohl die Abmessungen als auch die Geometrie der Bohrungen innerhalb der erforderlichen Toleranzen halten können – unabhängig vom Material, der Serie oder der Komplexität der Komponente.