Aufbohren - Korrekte Anwendung

Zur Erzielung eines optimierten Aufbohrprozesses sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Die richtige Werkzeugaufspannung, Wendeschneidplatte und Schnitttdaten müssen für den Erhalt guter Spankontrolle sorgfältig ausgewählt werden. Beachten Sie diese Tipps, um eine gute Bauteilqualität zu erzielen.

Stabile Werkzeugspannung

Biegesteifigkeit und Drehmomentübertragung sind die wichtigsten Faktoren bei der Auswahl eines Werkzeughalters für Aufbohroperationen. Verwenden Sie Coromant Capto® oder ein modulares System für kleine Durchmesser, um beste Stabilität und Bohrungsqualität zu erhalten.

Die Coromant Capto® Kupplung ist das einzige modulare Werkzeugsystem, das für alle Zerspanvorgänge ausgelegt ist, sogar für alle Methoden der Bohrungsherstellung. Dieselben Werkzeuge und Adapter können für unterschiedliche Anwendungen und Maschinen eingesetzt werden. Dadurch wird eine Standardisierung auf ein Werkzeugsystem in der gesamten Werkstatt ermöglicht. Beachten Sie bitte Folgendes:

• Kürzesten Adapter wählen
• Stabilsten Adapter wählen
• Ist eine Reduzierung erforderlich, sollte, wenn möglich, eine konische Ausführung verwendet werden
• Für lange Überhänge (>4 x DCON) schwingungsgedämpfte Adapter einsetzen
• Bei großen Überhängen, wenn möglich, eine steife Werkzeugaufspannung mit Spindelkontakt zum Flansch sicherstellen

Ein modulares System für kleine Durchmesser wie Coromant® EH bietet einen flexiblen Werkzeugeinsatz. Es steht eine große Auswahl an Schneidköpfen, Adaptern und Schäften zur Verfügung. Reduzierter Werkzeugbestand mit standardisierten Werkzeugen für minimale Stillstandszeiten.

Geeignet für:

• Aufbohranwendungen, die lange Reichweiten erfordern, wie z.B. in großen Bearbeitungszentren im Durchmesserbereich 1–36 mm (0.039–1.42 Zoll)
• Tiefe Taschen, da die erforderliche Reichweite ohne Einbußen an Prozesssicherheit gewährleistet wird

Tipps und Hinweise

• Für maximale Stabilität die größtmögliche Kupplungsgröße und den kürzesten Überhang wählen
• Die dynamische Steifigkeit durch Hinzufügen eines Schwingungsdämpfungsmechanismus erhöhen
• Für lange Überhänge (>4 × Kupplungsdurchmesser) schwingungsgedämpfte Adapter einsetzen
• Wenn kürzere Überhänge nötig sind, eine möglichst konische Ausführung wählen
• Für ein optimiertes Design und damit höchste Stabilität sind Coromant Capto® Verlängerungen und Reduzierungen erhältlich.
• Für lange Überhänge bietet eine Maschine mit Flanschkontaktschnittstelle die beste Leistung, z. B. Coromant Capto® Kupplung, HSK und BIG-PLUS®.

Erfolgreiche Spankontrolle beim Aufbohren

Spanbildung und Spanabfuhr sind kritische Faktoren für das Aufbohren, besonders für Grundbohrungen.

Ausreichenden Spanbruch und ausreichende Spanabfuhr sicherstellen. Spanstau beeinflusst die Bohrungsqualität, Zuverlässigkeit und Standzeit. Die Schneidplattengeometrie und die Schnittdaten sind von entscheidender Bedeutung. Kühlschmierstoff verwenden, um die Spanabfuhr, Standzeit und Bohrungsgeometrie zu verbessern.

Ungeeignete Schnittdaten können zu allzu kurzen/dicken Spänen und übermäßigen Schnittkräften führen, die Ablenkung und Vibrationen zur Folge haben. Lange Späne sammeln sich in der Bohrung an und führen zu einer minderen Oberflächengüte und Spanstau, was Schneidplattenbruch zur Folge haben kann.

Ideale Späne sollten die Form eines Kommas oder einer Spirale haben und leicht aus der Bohrung abgeführt werden. Faktoren, die Einfluss auf den Spanbruch haben, sind:

• Mikro- und Makrogeometrie der Wendeschneidplatte
• Schnitttiefe, Vorschub und Schnittgeschwindigkeit
• Werkstoff
• Eckenradius
• Einstellwinkel (Eintrittswinkel)

Schnittdaten beim Aufbohren

Die Schnittgeschwindigkeit muss bei der Bearbeitung mit längeren Auskragungen verringert werden. Das Diagramm zeigt einen allgemeinen Trend, wie stark die Schnittgeschwindigkeit bei verschiedenen Überhängen und Geometrien reduziert werden muss.

v_c

L₁ / D_5m

Schnittgeschwindigkeit im Verhältnis zum Überhang, mit unterschiedlichen Geometrien

Blau: -PR

Rot: -WM

v_c

L₁ / D_5m

Schnittgeschwindigkeit im Verhältnis zum Überhang

Blau: Konventioneller Adapter

Rot: Schwingungsgedämpfter Adapter

Hinweis:

Die Informationen aus diesem Diagramm dürfen nur als allgemeiner Trend für das Verhältnis zwischen Schnittgeschwindigkeit und dem Verhältnis aus Überhang/Kupplungsgröße gesehen werden.

Empfehlungen zur gewählten Wendeschneidplattensorte können allgemein befolgt werden, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

• Die empfohlenen Startwerte für eine ordnungsgemäße Spanabfuhr beim Schruppen sind 200 m/min (656 Fuß/min) und beim Schlichten 240 m/min (790 Fuß/min).
• Empfohlenen Startgeschwindigkeit beim Feinaufbohren mit Bohrstangen: Für kurze Bohrstangen aus Stahl oder Hartmetall mit Wendeschneidplatten: 120 m/min (395 Fuß/min)Für lange Bohrstangen aus Stahl: 90 m/min (295 Fuß/min)Für Bohrstangen aus Vollhartmetall mit geschliffener Geometrie: 60 m/min (195 Fuß/min)
• Ein unzureichender Eingriff der Schneide kann die Vibrationen durch Reibung beim Schneiden erhöhen, anstatt einen sauberen Schnitt zu erzeugen
• Wenn das Werkzeug auf den minimal möglichen Durchmesser eingestellt wird, ist die Spanabfuhr kritischer, und es kann eine Reduzierung der Schnitttiefe erforderlich sein
• Der maximale Vorschub beim Feinaufbohren wird durch die gewünschte Oberflächengüte begrenzt

Verlängerung der Standzeit beim Aufbohren

Die drei wesentlichen Zerspanungsparameter beim Aufbohren sind Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, und Schnitttiefe. Dabei hat jeder Parameter Auswirkungen auf die Standzeit. Die Schnitttiefe hat die geringste Auswirkung, gefolgt von der Vorschubgeschwindigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit hat bei Weitem die größte Auswirkung auf die Standzeit der Wendeschneidplatte.

Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit

Zu niedrig

• Aufbauschneidenbildung
• Abstumpfen der Schneidkante
• Schlechte Wirtschaftlichkeit

Zu hoch

• Schneller Freiflächenverschleiß
• Geringe Oberflächengüte
• Schneller Kolkverschleiß
• Plastische Deformation

Die Schnittgeschwindigkeit, v_c, hat einen großen Einfluss auf die Standzeit.
Für beste Bearbeitungseffizienz, v_c, anpassen. (Standzeit mit der Y-Achse)

Auswirkungen der Vorschubrate

Zu niedrig

• Lange Wickelspäne
• Schneller Freiflächenverschleiß
• Aufbauschneidenbildung
• Schlechte Wirtschaftlichkeit

Zu hoch

• Weniger Kontrolle über den Span
• Schlechte Oberflächengüte
• Kolkverschleiß/plastische Deformation
• Hohe Leistungsaufnahme
• Spanaufschweißen
• Spanhämmern

Der Vorschub, f_n, hat weniger Einfluss auf die Standzeit als v_c.
(Standzeit mit der Y-Achse)

Auswirkungen der Schnitttiefe

Zu gering

• Verlust der Spankontrolle
• Vibrationen
• Übermäßige Wärmentwicklung
• Schlechte Wirtschaftlichkeit

Zu hoch

• Hohe Leistungsaufnahme
• Wendeschneidplattenbruch
• Erhöhte Schnittkräfte

Die Schnitttiefe, a_e, hat weniger Einfluss auf die Standzeit.
(Standzeit mit der Y-Achse)

Wahl der richtigen Wendeschneidplatte zum Aufbohren

Die Wahl der korrekten Plattengröße, Plattenform, Geometrie und Eckenradius ist wichtig, um eine gute Spankontrolle zu erzielen.

• Größtmöglichen Spitzenwinkel an der Wendeschneidplatte für eine hohe Stabilität und Wirtschaftlichkeit wählen
• Größtmöglichen Eckenradius für eine hohe Stabilität der Wendeschneidplatte wählen
• Kleineren Eckenradius wählen, wenn eine Tendenz zur Vibration besteht

l = Schneidkantenlänge (Wendeschneidplattengröße)

RE = Eckenradius

Spitzenwinkel

Für weitere Informationen, siehe Schruppaufbohren und Schlichtaufbohren.

Wendeschneidplattenform zum Aufbohren

Die Wendeschneidplattenformen und Spitzenwinkel zum Aufbohren variieren erheblich, von dreieckigen Wendeschneidplatten mit kleinen Spitzenwinkeln bis hin zu runden Wendeschneidplatten.

Jede Form hat einzigartige Eigenschaften. Einige bieten höchste Stabilität beim Schruppen, während andere die beste Zugänglichkeit für das Feinaufbohren erlauben.

Jede Form hat auch ihre eigenen Begrenzungen. So führt eine hohe Zugänglichkeit der Schneidkante bei der Bearbeitung zu einer schwächeren Schneidkante.

Schneidkantenstabilität (Großer Spitzenwinkel)

• Stabilere Schneidkante
• Höhere Vorschubgeschwindigkeiten
• Erhöhte Schnittkräfte
• Mehr Vibrationen

Geringere Vibrationsneigung (Kleiner Spitzenwinkel)

• Instabilere Schneidkante
• Erhöhte Zugänglichkeit
• Verringerte Schnittkräfte
• Weniger Vibrationen

Runde Wendeschneidplatten

Runde Wendeschneidplatten haben eine stabilere Schneidkante und sind somit bei großen Schnitttiefen widerstandsfähiger als Wendeschneidplatten in Dreiecksform.

Runde Wendeschneidplatten bieten eine produktive Lösung zur Bearbeitung plattierter Werkstoffe, z. B. das Aufbohren von Inconel 625 in Öl- und Gas-Anwendungen.

Der Eckenradius ist ein Schlüsselfaktor bei Aufbohrbearbeitungen. Die Wahl des Eckenradius ist abhängig von Schnitttiefe und Vorschub und beeinflusst die Oberflächengüte, den Spanbruch und die Stabilität der Wendeschneidplatte.

Kleiner Eckenradius

• Ideal für geringe Schnitttiefe
• Reduziert Vibrationen
• Instabile Schneidkante

Großer Eckenradius

• Starke Vorschubraten
• Große Schnitttiefen
• Hohe Schneidkantensicherheit
• Erhöhte Radialschnittkraft

Das Verhältnis zwischen Eckenradius und Schnitttiefe (DOC) hat Einfluss auf die Vibrationsneigung Es ist häufig von Vorteil, einen Eckenradius zu wählen, der kleiner als die DOC ist.

Bei geringen Schnitttiefen ist die resultierende Schnittkraft radial, und sie versucht, die Wendeschneidplatte von der Bohrungsoberfläche abzudrängen. Wenn die Schnitttiefe erhöht wird, ändert sich die resultierende Schnittkraft auf axial.

Im Allgemeinen sollte die Schnitttiefe nicht weniger als 2/3 des Eckenradius betragen. Vermeiden Sie Schnitttiefen von weniger 1/3 des Eckenradius beim Schlichten mit geringen Schnitttiefen.

Mit einem kleinen Eckenradius können die radialen Schnittkräfte minimal gehalten werden, während die Vorteile eines größeren Eckenradius zu einer stabileren Schneidkante, einer verbesserten Oberflächengüte und einem gleichmäßigeren Belastung der Schneidkante führen.

Die entstehende Oberflächengüte wird direkt beeinflusst durch die Kombination aus Eckenradius und Vorschubgeschwindigkeit. Weitere Informationen zur Erzielung guter Oberflächengüte.

Wiper-Wendeschneidplatte

Mit Wiper-Wendeschneidplatten lassen sich bei gleichen Schnittdaten eine verbesserte Oberflächengüte oder bei gleich hoher Oberflächengüte deutlich gesteigerte Vorschübe erzielen.

Wiper-Wendeschneidplatten werden für instabile Bedingungen und lange Überhänge nicht empfohlen.

Schneidflüssigkeit und Kühlschmierstoff beim Aufbohren

Spanabfuhr, Kühlung und Schmierung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstoff sind die primären Funktionen von Kühlschmierstoff. Dies hat Einfluss auf die Bohrungsqualität und die Standzeit. Innere Kühlschmierstoffzufuhr verwenden, damit die Flüssigkeit so nah wie möglich an die Schneidkante gelangt.

• Mischung von 5–8 % löslichem Öl verwenden.
• Ein höherer Druck und größere Kühlschmierstoffmenge verbessern die Spanabfuhr.
• Kühlschmierstoffnebel oder eine Minimalmengenschmierung können insbesondere bei Aluminium verwendet werden.
• Bei kurz spanenden Werkstoffen kann trockenes Aufbohren verwendet werden, vorzugsweise bei der Erstellung von Horizontal- oder Durchgangsbohrungen. Standzeit verkürzt sichDruckluft verbessert die Spanabfuhr erheblich

Hinweis:

• Eine Trockenbearbeitung in rostfreiem Stahl (ISO M) und HRSA-Werkstoffen (ISO S) sollte stets vermieden werden
• Eine externe Zufuhr von Kühlschmierstoff ist akzeptabel in kurz spanenden Werkstoffen, muss jedoch kontinuierlich auf die Schnittzone gerichtet werden. Ist dies nicht möglich, sollte Trocken-Aufbohren versucht werden

Montage eines Aufbohrwerkzeugs

Montierte Aufbohrwerkzeuge müssen oft aus verschiedenen Teilen zusammengebaut werden, um der Anwendung zu entsprechen:

• Schneidenträger oder Einbauhalter
• Halter zum Aufbohren
• Reduzierungen
• Erweiterungen
• Grundhalter

Es ist immer von großer Bedeutung, bei der Montage die empfohlenen Drehmomentwerte einzuhalten und eine geeignete Montagevorrichtung sowie eine gute Werkzeug-Voreinstellvorrichtung zu verwenden.

Drehmomentschlüssel

Für eine optimale Leistungsfähigkeit der Aufbohrwerkzeuge sollte ein Drehmomentschlüssel verwendet werden, um ein korrektes Anzugsmoment des Aufbohrwerkzeugs und der Wendeschneidplatte zu gewährleisten. Ein überhöhtes Drehmoment beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit des Werkzeugs und führt zu Bruch von Wendeschneidplatte, Unterlegscheibe, Tellerfeder und Schraube. Ein unzureichendes Drehmoment führt zu Bewegungen von Schneidenträger oder Wendeschneidplatte, Vibrationen und nicht zufriedenstellenden Ergebnissen.

Für Empfehlungen zu Drehmomentwerten für Ihr Aufbohrwerkzeug, siehe Katalog Rotierende Werkzeuge.

Werkzeugwartung

Die Plattensitze regelmäßig prüfen, um sicherzustellen, dass sie bei der Bearbeitung oder Handhabung nicht beschädigt wurden. Sicherstellen, dass die Plattensitze frei von Schmutz oder Metallspänen aus der Bearbeitung sind.

Verschlissene und abgenutzte Schrauben, Unterlegscheiben und Tellerfedern ersetzen. Sicherstellen, dass ein Drehmomentschlüssel zum korrekten Anziehen von Schrauben zur Verfügung steht.

Für höchste Produktionsleistung sollten alle Teile mit Außen- und Innengewinde mindestens einmal pro Jahr gereinigt und mit Öl geschmiert werden. Bei Bedarf sollte Schmierstoff auf die Gewinde und die Schraubenkopffläche aufgetragen werden.

• Alle Montageteile vor dem Zusammenbau reinigen
• Für Schrauben Molycote verwenden
• Mindestens einmal im Jahr alle Montageteile mit Öl einschmieren
• Feinaufbohrwerkzeuge und Schneidkopf zum Axialeinstechen reinigen und mit Öl schmieren. Dies soll mindestens einmal pro Jahr und bei ständigem Einsatz einmal im Monat erfolgen
• Säurefreies, leichtes Maschinenöl verwenden Öl Mobil Vectra Nr. 2BP Energol HLP-D32Klüber Isoflex PDP 94

Die Schmierung erfolgt durch Eindrücken der federgelagerten Kugel und Hinzufügen einiger Tropfen Leichtöls. Aufgrund der Zentrifugalkräfte wird das Öl nach außen gedrückt und verhindert so das Eindringen von Schmutz in den Halter.

Schmierung von Feinaufbohrköpfen

Aufbohren in unterschiedlichen Werkstoffen

Weitere Informationen zum Drehen in unterschiedlichen Werkstoffen, siehe Allgemeine Drehbearbeitungen. Es gelten dieselben Empfehlungen wie für das Aufbohren.