MECHANISCHE BOHRUNG
Die Bohrbearbeitung zählt zu den kritischsten und am häufigsten eingesetzten Verfahren der spanabhebenden Fertigung.
Je nach Geometrie und Qualitätsanforderung – etwa Durchmessertoleranzen oder Oberflächengüte – kann jeder Bohrvorgang eine mehr oder weniger komplexe Abfolge an Prozessschritten erfordern.
Technologische Exzellenz bei Steel Lavorazioni Meccaniche
Seit über 30 Jahren steht Steel Lavorazioni Meccaniche für technologische Exzellenz in der mechanischen Bohrung.
Wir bearbeiten unterschiedlichste Materialien für Branchen mit hohen Präzisionsanforderungen – etwa Luft- und Raumfahrt, Lebensmittelverarbeitung, Automatisierung oder Nukleartechnik. Steel überzeugt durch höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit, absolute Termintreue sowie vollständig rückverfolgbare und zertifizierte Prozesse gemäß den Normen der Luft- und Raumfahrt- sowie Kerntechnik.
WAS IST MECHANISCHE BOHRUNG?
Die mechanische Bohrung ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem die Spitze des Werkzeugs in das Werkstück eindringt und so eine Bohrung erzeugt. Je nach Geometrie und Qualitätsanforderungen – insbesondere Durchmessertoleranz und Oberflächengüte – kann dafür eine einfache bis hochkomplexe Abfolge an Bearbeitungsschritten erforderlich sein.
Von einer Tiefbohrung spricht man dann, wenn die Länge des Bohrlochs mindestens das Zehnfache des Werkzeugdurchmessers beträgt – in manchen Fällen sogar bis zum 150-fachen und darüber hinaus. Maßgeblich ist hierbei, wie das Werkzeug in der Maschine geführt wird.
Da diese Bearbeitungsdauer erheblich variieren kann, kommen unterschiedliche Werkzeugsysteme zum Einsatz, etwa Einlippenbohrer (Kanonenbohrer), Spiralbohrer oder BTA-Werkzeuge.
Die mechanische Bohrung findet Anwendung in zahlreichen Branchen: etwa bei der Herstellung von Komponenten für die Thermoformung, das Blasformen, den Kunststoffformenbau, für Messingkleinteile, Medizintechnik, Hydrauliksysteme, mechanische Getriebe sowie in der Luftfahrtindustrie. Durch das Verfahren lassen sich Bauteile effizient kühlen, Gewicht einsparen und thermische sowie geometrische Verformungen gezielt beeinflussen.
Für ein optimales Tiefbohrergebnis sind folgende Faktoren entscheidend:
Technologische Parameter wie Vorschub, Schnittgeschwindigkeit, Druck und Fördermenge sind dabei essenziell für eine effektive Spanbildung und -kontrolle bei der mechanische Bohrung.
VERWENDETE WERKZEUGE BEI DER
MECHANISCHEN BOHRUNG
Für die Durchführung von Tieflochbohrungen kommen verschiedene Werkzeuge und Bohrsysteme zum Einsatz. Dazu zählen
unter anderem Spiralbohrer, Einlippenbohrer (Gun Drills) sowie BTA- und STS-Bohrwerkzeuge.
Spiralbohrer bestehen in der Regel aus Stahl, Feinstkorn-Hartmetall, HSS oder anderen Werkstoffen, die unterschiedliche Schneidengeometrien ermöglichen. Sie sind sowohl mit als auch ohne innere Kühlmittelzufuhr erhältlich.
In der Praxis dienen Spiralbohrer meist zur Herstellung eines Pilotlochs. Dabei wird mit einem kurzen Bohrer begonnen, der Schritt für Schritt manuell durch längere Spiralbohrer ersetzt wird, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist.
Typische Bohrverhältnisse (Länge zu Durchmesser) liegen bei Spiralbohrern bei etwa 12:1 oder 20:1. In bestimmten Anwendungen können jedoch auch Verhältnisse von 30:1 oder mehr realisiert werden.
Die Fräsmaschine ist das zentrale Werkzeug für die mechanische Fräsbearbeitung. Sie besteht aus:
Einlippenbohrer, auch als „Gun Drills“ bekannt, zeichnen sich durch eine durchgehende V-förmige Nut entlang ihrer gesamten Länge aus. In dieser Nut verlaufen ein oder mehrere zentrale Kühlkanäle, durch die unter Hochdruck Kühlschmierstoff direkt an die Schneide geleitet wird.
Die Bohrspitze weist eine asymmetrische Geometrie auf und rotiert um ihre eigene Achse. Es handelt sich um ein einschneidiges Werkzeug, das nicht selbstzentrierend ist. Daher ist entweder ein Pilotloch oder eine Führungsbuchse erforderlich. Nach dem Einsetzen kann sich der Bohrer jedoch selbst führen, indem er die entstehenden Kräfte über die Führleisten an seinem Umfang ableitet.
Das Nachschärfen von Einlippenbohrern mit hartgelöteter Spitze ist ein regelmäßiger Wartungsvorgang, abhängig vom Verschleiß und den mechanischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffs. Aufgrund der Vielzahl an möglichen Nachschärfzyklen kann ein Einlippenbohrer über seine Lebensdauer hinweg mehr als 1200 Meter bohren.
Als Kühlschmierstoffe kommen spezielle Tiefbohröle oder wassergemischte Emulsionen zum Einsatz, die exakt auf die Anforderungen der Tieflochbearbeitung abgestimmt sind. Diese Schmierstoffe transportieren gemeinsam mit den entstehenden Spänen die Wärme entlang der V-förmigen Nut aus dem Bohrloch.
BTA-/STS-Werkzeuge bestehen aus einem auf ein Rohr geschraubten Bohrkopf und können ausschließlich auf Tiefbohrmaschinen eingesetzt werden.
Ein Zuführsystem versorgt die Schneiden mit Öl und speist den Ringspalt zwischen der Bohrungsoberfläche und der Außenfläche des Rohrs, auf das der Bohrkopf geschraubt ist. Die Späne und das Kühlmittel werden durch das Rohrinnere abgeführt.
Diese Bohrtechnologie ist auf Werkstoffe mit guter Zerspanbarkeit und ausreichend großem Durchmesser beschränkt. Der große Querschnitt für den Ölfluss ermöglicht eine ausgezeichnete Schmierung und Kühlung, während der Rückfluss nur über den Innenraum des Rohres erfolgen kann.
Wie bei Einlippenbohrern werden auch hier Vollöl oder speziell für das Tiefbohren entwickelte Emulsionen verwendet. Sowohl bei Einlippenbohrern als auch bei BTA-Werkzeugen wird das Öl zurückgewonnen, gefiltert und für denselben Bearbeitungsvorgang wiederverwendet.
Der Unterschied zu Einlippenbohrern besteht darin, dass bei diesem speziellen Werkzeug das Kühlschmiermittel mit höheren Durchflussmengen, aber deutlich niedrigeren Drücken als beim Einlippenverfahren geführt wird.
Auf dem Markt sind BTA-Bohrköpfe in Hartlöt-, Einzelplatten- und Mehrplattenausführung erhältlich.
WIE FUNKTIONIEREN TIEFLOCHBOHRMASCHINEN?
Für die Durchführung von Tieflochbohrungen kommen speziell dafür ausgelegte Bohrmaschinen zum Einsatz. Diese Maschinen sind eigens dafür konzipiert, eine präzise und einwandfreie Bearbeitung zu gewährleisten.
einem festen Kopf
Auch als Spänebox bezeichnet. Darauf befindet sich eine Führungsbüchse – das „Zielvisier“ für den Bohrer –, durch die das Kühlmittel sowie die Späne aus dem Bohrloch zurückgeleitet werden, bevor sie auf den darunterliegenden Späneförderer fallen.
einer Spindel
Mit optimaler Leistung und Drehzahl für die jeweilige Anwendung.
beweglichen Lünetten
Die bei IMSA-Maschinen selbstabständig arbeiten und die Kanonenbohrer oder das BTA-Bohrrohr zuverlässig stützen.
Die Tiefbohrmaschinen verfügen außerdem über einen eigenen Kühl- und Schmierkreislauf.
PUMPEN
Pumpen zur Zufuhr von Öl oder Emulsionswasser mit dem für die Anwendung geeigneten Druck und Volumenstrom.
BEHÄLTER
Auffangbehälter für das Kühlmittel.
FÖRDERER
Fördersystem zur Sammlung und Trennung von Spänen und Kühlmittel, die aus den Bohrungen austreten.
FILTER
Mehrstufiges Filtersystem für eine effektive Filtration bis zu 25 Mikrometer.
KÜHLEINHEIT
Aktiv betriebene Kühleinheit, die eine optimale Temperatur des gereinigten Öls gewährleistet.
Je nach verwendetem Werkzeug lassen sich schließlich verschiedene Typen von Tiefbohrmaschinen unterscheiden:
WARUM SPEZIALMASCHINEN FÜR TIEFBOHRUNGEN?
Was ist der Unterschied zwischen der Verwendung einer speziellen Tieflochbohrmaschine und einer Nicht-Spezialmaschine?
Der Unterschied besteht darin, dass eine speziell für Bohrungen entwickelte Maschine so konstruiert wurde, dass sie eine optimale Nutzung des Kanonenbohrers oder des BTA-Bohrers ermöglicht.
Die Verwendung eines Kanonenbohrers auf einer Nicht-Spezialmaschine, wie zum Beispiel einer Drehmaschine, einem Bearbeitungszentrum oder einer Fräsmaschine, erfordert die Herstellung eines Pilotlochs mit einem kurzen Spiralbohrer.
Anschließend wird ein erster kurzer Kanonenbohrer eingesetzt. Wenn die Tiefe des zu bohrenden Lochs jedoch größer ist als der maximale Überhang, der vom Kanonenbohrer toleriert wird, müssen mehrere Bohrgänge durchgeführt werden, wobei jedes Mal ein längerer Bohrer manuell in das Loch eingeführt wird.
Dies ist ein nicht automatisierbarer und langsamerer Prozess, der nur für gelegentliche Bearbeitungen empfohlen wird.
WARUM STEEL LAVORAZIONI MECCANICHE FÜR MECHANISCHE BOHRUNG?
Seit über 30 Jahren stellt Steel Lavorazioni Meccaniche seinen Kunden Know-how und modernste Technologien zur Verfügung, um mechanische Komponenten durch hochpräzise Spezialbearbeitungen herzustellen.
RUNDUM-SERVICE
Das Unternehmen bietet einen umfassenden Service, der auf langjähriger Erfahrung im Bereich der Tieflochbohrung und der mechanischen Bearbeitung basiert.
BRANCHENÜBERGREIFENDER ANSATZ
Das heterogene Kundenportfolio hat es dem Unternehmen ermöglicht, einen multisektoralen Ansatz zu entwickeln, eine solide Erfahrung mit verschiedenen Materialarten zu sammeln und umfangreiche Kompetenz in der Herstellung einer breiten Produktpalette zu erwerben.
ZUVERLÄSSIGKEIT UND PRÄZISION
Steel Lavorazioni Meccaniche ist in einer Vielzahl von Sektoren tätig, darunter: Luftfahrt, Lebensmittelindustrie, Automatisierung, Verpackung, Recycling und Kernenergie. Für diese Sektoren verpflichtet sich das Unternehmen zu:
Das Unternehmen ist gemäß den strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt- sowie der Kernenergieindustrie zertifiziert.
All dies macht Steel Lavorazioni Meccaniche zu einem führenden Unternehmen in der Branche und somit zur idealen Wahl für jedes Industrieunternehmen