Der Bohrmaschinenprozess in der Fertigung

Nov 17, 2023

In der komplizierten Welt der Fertigung durchlaufen Rohstoffe eine faszinierende Transformation und durchlaufen eine Reihe von Schneidprozessen, bevor sie zum Endprodukt werden. Eine häufige Anforderung auf diesem Weg ist die Erzeugung von Löchern im Material, und hier steht die Bohrbearbeitung im Mittelpunkt.

Während mit verschiedenen Methoden wie Bohren tatsächlich Löcher in ein Werkstück gestanzt werden können, ist das CNC-Bohren die bevorzugte Technik für die Herstellung geräumiger Hohlräume mit großem Durchmesser und einem bemerkenswerten Fokus auf Maßgenauigkeit.

Im heutigen Artikel werden wir die Tiefen enthüllen langweilige Bearbeitungund beleuchtet seine Feinheiten. Beginnen wir also eine Reise, um die Kunst und Wissenschaft der Bohrbearbeitung und ihre Bedeutung in der modernen Fertigung zu verstehen.

Was ist langweilig in der Fertigung?

Bohren ist eine wesentliche subtraktive Fertigungstechnik, die darauf abzielt, zwei Hauptziele zu erreichen: erstens die Vergrößerung vorgebohrter oder gegossener Löcher und zweitens die Erhöhung ihrer Maßgenauigkeit. Bei diesem Verfahren wird ein Einpunkt-Schneidwerkzeug eingesetzt, ein echter Handwerker in der Welt der maschinellen Bearbeitung, um Material aus dem Inneren eines Werkstücks sorgfältig zu entfernen.

Das Schöne am Langweiligen liegt in seiner Vielseitigkeit. Abhängig von den spezifischen Anforderungen an Lochgröße, Präzision, Durchmesser und Positionsbeschränkungen erweist sich das Bohren als ideale Lösung. Es zeichnet sich besonders bei der Herstellung von Löchern mit beträchtlichen Abmessungen aus und hebt sich durch seine angeborene Präzision von herkömmlichen Bohrmethoden ab.

Unabhängig vom konkret eingesetzten Werkzeug oder der eingesetzten Maschine umfassen Bohrarbeiten immer drei grundlegende Aufgaben:

Löcher auf präzise und perfekte Weise erweitern: Bohrwerkzeuge zeichnen sich dadurch aus, dass sie Löcher auf ihre exakten und genauen Abmessungen vergrößern und gleichzeitig ein tadelloses Finish liefern.
Den Weg begradigen: Boring korrigiert den Verlauf von vorgebohrten oder mit Gewinde versehenen Löchern und glättet etwaige Unvollkommenheiten in den Gussteilen, um ein makelloses Ergebnis zu gewährleisten.
Konzentrische Harmonie schaffen: Boring gelingt die beeindruckende Leistung, konzentrische Löcher herzustellen und ihre Innen- und Außendurchmesser in perfekter Harmonie auszurichten, eine Präzisionsleistung, die in der Fertigung unverzichtbar ist.

Wie funktioniert Bohrbearbeitung?

Die Magie der Bohrbearbeitung findet auf der Bühne einer Drehmaschine oder einer CNC-Fräsmaschine statt, wo ein speziell entwickeltes Werkzeug, der Star der Show, kein anderes als die berühmte Bohrstange mit ihrem Präzisionsschneideinsatz ist. Bevor dieser fesselnde Prozess jedoch beginnen kann, bedarf es einer Vorarbeit – dem Vorhandensein eines ersten Lochs, sei es durch Bohren oder Gießen.

Im Theater des drehmaschinenbasierten Bohrens steht der Kopf der Bohrstange im Mittelpunkt, wenn er elegant in das bereits vorhandene Loch eindringt. Mit einer anmutigen Drehung setzt die Drehmaschine das Werkstück in Bewegung, während das stationäre Bohrwerkzeug die Innenkanten des Lochs behutsam schneidet. Während es seine Kunstfertigkeit ausübt, dehnt sich das Loch anmutig aus, Zoll für Zoll, und kommt seinen beabsichtigten Abmessungen immer näher.

Im Ballett einer Fräsmaschine hingegen übernimmt das Werkstück die Rolle des stationären Darstellers. Das rotierende Bohrwerkzeug übernimmt wie ein Maestro mit einem Schlagstock die Führung und vergrößert das Loch mit kalkulierter Präzision bis zur Perfektion. Das Werkstück bleibt in der Schwebe, sodass das Werkzeug seinen bezaubernden Tanz des Materialabtrags vollführen kann.

Egal auf welcher Bühne sich diese Symphonie entfaltet, das Prinzip der Langeweile bleibt konsequent und unerschütterlich. Durch die elegante Interaktion des Bohrwerkzeugs mit dem Werkstück werden die Abmessungen des Lochs langsam, aber sicher vergrößert, bis es die genaue Größe und die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit erreicht, sodass wir ein Werkstück erhalten, das mit akribischer Präzision umgeformt wurde.

Arten von Bohrmaschinen

Wenn es um die Welt der Bohrmaschinen geht, teilen sich eine Reihe vielseitiger Leistungsträger die Bühne, die jeweils auf spezifische Aufgaben und Werkstückeigenschaften zugeschnitten sind. Hier enthüllen wir die Stars der Show und die verschiedenen Arten von Bohrmaschinen, die in der Fertigung zu finden sind.

Boden-Horizontalbohrmaschine (HBM)

Diese majestätischen Maschinen sind ideal für die große Bühne, die langen Werkstücken vorbehalten ist.

Sie können problemlos Werkstücke mit einer Höhe von bis zu 144 Zoll (3657,6 mm) aufnehmen.
Der oft auf dem Boden montierte Tisch kann auch auf der Maschinenfahrbahn Platz finden.
Boden-HBMs verfügen über Bohrstangen mit einem Durchmesser von 6 Zoll (152,4 mm) bis 10 Zoll (254 mm) und weisen ähnliche Geometrien wie Tisch-HBMs auf.
Linienbohrmaschinen sind, ähnlich wie die Bodenbohrmaschinen, auf Präzision ausgelegt.

Tisch-Horizontalbohrmaschinen

Diese zuverlässigen Arbeitstiere finden ihren Einsatz bei mittelgroßen bis großen Werkstücken mit prismatischen Formen.
Sie verwenden ein Einspitz-Schneidwerkzeug mit Durchmessern von 3 Zoll (76,2 mm) bis 6 Zoll (152,4 mm), das von einer Spindel parallel zum Arbeitstisch gehalten wird.
Die Tisch-HBMs zeichnen sich durch eine robuste Konfiguration aus und sind in der Lage, robuste Schneidkräfte zu liefern, um selbst die schwersten Materialien zu bearbeiten.
Klammern und Bolzen sichern das Werkstück, während der gerippte TischDie Struktur trägt die Last elegant.
Die Drehzahlen der Bohrstangen liegen zwischen 15 und 1500 U/min, während die Vorschubgeschwindigkeit einem harmonischen Rhythmus folgt und typischerweise zwischen 0,1 und 40 IPM liegt.

Vertikalbohrmaschine (VBM)

Die VBMs nehmen einen anderen Ansatz ein und verfügen über einen horizontalen Tisch und eine vertikal bewegliche, spindelgestützte Bohrstange, die elegant in das Werkstück ein- und ausfährt.
Sie sind robust genug, um schwere Werkstücke zu tragen und Löcher mit einem Durchmesser von bis zu 24 Zoll (609,6 mm) zu bohren.
Lehrenbohrer, eine Unterart der VBMs, verfügen über hochpräzise Lager und sind in verschiedenen Größen und Spezifikationen erhältlich, wobei CNC-Varianten immer beliebter werden.
In der Welt der CNC-Fräsen und CNC-Fräsmaschinen gibt es auch VBMs unterschiedlicher Größe und Spezifikation, die eine Vielzahl von Anwendungen abdecken.

Präzisionsbohrmaschine

Diese filigranen und dennoch präzisen Maschinen eignen sich für kleine Aufgaben und sind auf die Bedürfnisse kleiner Werkstücke zugeschnitten.
Präzisionsbohrmaschinen sind mit der Herstellung von Miniaturbauteilen betraut, wie sie beispielsweise in den komplizierten Teilen einer Uhr zu finden sind, wo eine einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit und höchste Präzision von größter Bedeutung sind.
Sogar leistungsstarke CNC-Drehmaschinen wie die Haas ST-30 übernehmen gelegentlich diese Rolle und fertigen fachmännisch präzise Löcher in robusten Materialien wie Stahl und Titan.

Mit dieser Besetzung von Charakteren kann die Fertigungswelt ihre Bohrvorgänge an die individuellen Anforderungen jedes Werkstücks anpassen und so sicherstellen, dass Präzision, Genauigkeit und Effizienz oberste Priorität haben.

Betrieb von Bohrmaschinen

Lassen Sie uns gemeinsam die verschiedenen Vorgänge erkunden, die mit diesen Maschinen durchgeführt werden können:

Langweiliger Betrieb

Löcher werden mit speziellen Bohrstangen gebohrt.
Durch Anpassen der Position des Werkstücks an die Bohrstange können mehrere Löcher nacheinander gebohrt werden.
Die Bohrstange wird auf die Spindel montiert und der Fräser auf die gewünschten Abmessungen konfiguriert. Ein Lichtschnitt wird eingeleitet.
Die Bohrung wird gemessen und die Geschwindigkeits- und Vorschubeinstellungen werden nach Bedarf angepasst, um den Schnitt abzuschließen.

Umformvorgang

Dieser Vorgang beinhaltet eine Quervorschubbewegung des Sattels, um das Werkstück zu formen.

Bearbeitung ebener Flächen

Die Querschiene und der Stößel werden in der gewünschten Position arretiert.
Der Sattel bewegt sich quer, während das Werkstück auf dem Tisch rotiert.
Die Schnitttiefe wird durch den Stößel gesteuert.

Kegelbohrvorgang

Konische und konische Flächen werden durch Schwenken des Werkzeugkopfes in den gewünschten Winkel geformt.
Bei konischen Flächen mit großen eingeschlossenen Winkeln, die die Schwenkkapazität des Werkzeugkopfes übersteigen, wird ein kombinierter Quer- und Abwärtsvorschub verwendet, um die erforderliche Verjüngung zu schneiden.

Zylindrische Oberfläche drehen

Bei diesem Vorgang wird der Sattel festgeklemmt, um eine horizontale Bewegung des Stößels zu verhindern.
Der Stößel wird nach unten geführt.
Löcher mit größerem Durchmesser werden gebohrt, indem der Werkzeugkopf direkt in das Werkstück eingeführt wird, während Löcher mit kleinerem Durchmesser mithilfe einer am Werkzeugkopf befestigten Bohrstange geformt werden.

Abschneide- und Einschnürvorgang

Dieser Vorgang erfolgt, ähnlich wie beim Umformen, durch die Quervorschubbewegung des Sattels.

Vorteile und Grenzen des Bohrmaschinenprozesses

Vorteile	Einschränkungen
Überlegene Genauigkeit: Bohrbearbeitung ist der Inbegriff von Präzision. Während herkömmliche Bohrverfahren eine lobenswerte Genauigkeit von bis zu 0,02 Zoll erreichen können, gehen Bohroperationen an die Grenzen und erreichen erstaunliche Genauigkeiten von nur 0,0005 Zoll. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Es ist bemerkenswert 40-mal präziser als herkömmliches Bohren und stellt sicher, dass das Endprodukt die strengsten Maßanforderungen erfüllt. Bohren ist Ihr Garant für akribische Präzision.	Toleranzherausforderungen: Beim Bohren können typischerweise Toleranzen von mehr als ±0,010 Zoll (±0,25 mm) problemlos eingehalten werden. Toleranzen bis zu ±0,005 Zoll (±0,13 mm) sind in der Regel selbst in tiefen Löchern beherrschbar. Allerdings entsteht eine Herausforderung, wenn Toleranzen zwischen ±0,004 Zoll (±0,10 mm) und ±0,001 Zoll (±0,025 mm) angestrebt werden. Das Erreichen solch enger Toleranzen, insbesondere bei tiefen Löchern, kann komplex sein und oft durch geometrische Einschränkungen sowie Größenbeschränkungen eingeschränkt sein.
Bessere Oberflächenbeschaffenheit: Bei der Bohrbearbeitung kommt es nicht nur auf die Genauigkeit an; Es ist ein Künstler, wenn es um die Bereitstellung erstklassiger Oberflächenveredelungen geht. Mit der bemerkenswerten Fähigkeit, Oberflächengüten von bis zu 32 Mikrozoll (gemessen am Ra-Wert) zu erzielen, stellt es viele andere Bearbeitungsmethoden mühelos in den Schatten. Dadurch entstehen Werkstücke mit einer bemerkenswert raffinierten Textur, die einem Meisterwerk in der Welt der Fertigung gleicht. Langeweile erzeugt nicht nur Löcher; es stellt Kunstwerke her.	Begrenzte Präzision in tiefen Löchern: Bei tiefen Löchern wird die Einhaltung extrem enger Toleranzen, wie etwa ±0,0005 Zoll (±0,013 mm), zu einer Herausforderung. In flachen Löchern sind Toleranzen von bis zu ±0,0001 Zoll (±0,0038 mm) möglich, aber mit hohen Kosten verbunden, die eine 100-prozentige Prüfung erforderlich machen und die Kosten erhöhen.
Vielseitigkeit: Vielseitigkeit ist das Markenzeichen dieses Bearbeitungsverfahrens. Es tanzt anmutig durch eine Vielzahl von Materialien, von der robusten Eleganz von Stahl und Aluminium bis hin zu weichFeinheit aus Holz und Kunststoff. Aber es bleibt nicht bei der materiellen Vielseitigkeit allein. Das Bohren geht über die herkömmlichen Grenzen der Herstellung runder Löcher hinaus und erweitert sein Repertoire um die richtigen Werkzeuge zum Herstellen von Schlitzen, Nuten und Keilnuten. Es passt sich mühelos der vielfältigen Symphonie der Fertigungsanforderungen an und lässt nie einen Takt aus.	Bereich der Oberflächenbeschaffenheit: Durch Bohrbearbeitung können Oberflächengüten im Bereich von 8 bis 250 Mikrozoll erzielt werden. Der typische Bereich liegt zwischen 32 und 125 Mikrozoll und bietet unter bestimmten Umständen eine gute, aber nicht außergewöhnliche Oberflächenqualität.
Anpassbare Lochgrößen: Im Gegensatz zu anderen Bearbeitungsprozessen, die häufig den Einschränkungen von Standardbohrergrößen unterliegen, bietet die Bohrbearbeitung die Freiheit, Löcher in Sondergrößen zu erstellen. Diese Flexibilität ist mehr als nur eine Annehmlichkeit; Dies ist von entscheidender Bedeutung bei Anwendungen, bei denen Einzigartigkeit und Präzision nicht verhandelbar sind. Aus Bohren wird der Handwerker, der jedes Loch individuell anpasst und jedes Mal eine perfekte Passform gewährleistet.	Form- und Größengenauigkeit: Beim Bohren kann es zu Einschränkungen bei der Erzielung höchster Form- und Größengenauigkeit kommen. Abweichungen im Durchmesser über verschiedene Abschnitte der Bohrung liegen oft im Bereich von 3 bis 20 Mikrometern (0,0001 bis 0,0008 Zoll), was für manche Anwendungen unakzeptabel sein kann. Konizitäts-, Rundheits- und Zylindrizitätsfehler können für bestimmte Teile außerhalb der akzeptablen Grenzen liegen und Nachbearbeitungen wie Innenrundschleifen erforderlich machen.
Effizienz: Im modernen Zeitalter steht Effizienz an erster Stelle. Fortschrittliche automatisierte Bohrmaschinen sind in dieser Hinsicht die Meister, denn sie orchestrieren Vorgänge mit Präzision und Geschwindigkeit. Sie verkürzen die Produktionszeiten erheblich, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten und einer beschleunigten Produktion führt. In hochvolumigen Branchen, in denen jede Sekunde zählt, ist diese Effizienz nichts weniger als die eines Symphoniedirigenten, der dafür sorgt, dass jede Note im Einklang ist.	Werkstückflexibilität und thermische Effekte: Beim Bearbeiten von Werkstücken mit extremer Härte und beim Umgang mit thermischen Effekten ist das Bohren mit Herausforderungen verbunden. Werkstückbewegungen aufgrund von Temperaturänderungen oder auch schon kleine Schnitte können zu Positionsfehlern führen, die sich über große Distanzen verstärken können. Diese Realität kann manchmal die Endbearbeitung durch Bohren und Drehen zugunsten präziserer Methoden wie Innen- und Außenrundschleifen ausschließen.

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In der Welt der Fertigung sind Präzision und Qualität nicht verhandelbar. Während wir uns mit den Feinheiten der Bohrbearbeitung beschäftigt haben, wird die Notwendigkeit tadelloser Genauigkeit deutlich. Hier betritt YANGSEN die Bühne und ist bereit, Ihre Anforderungen an die Präzisionsfertigung zu erfüllen.

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