Bohren und rückseitig interpolationsanfasen

Ein patentierter Kombibohrer ermöglicht das Bohren, Anfasen und rückseitig Anfasen mittels Interpolationsanfasen. Die Steuerung führt die Maschine auf einer Spiralbahn und orientiert die umlaufende Rückseits-Anfasschneide an der momentanen Berühr-Tangente am Werkstück.

Durchgangsbohrungen werden häufig rückseitig entgratet oder angefast. Wenn sie kleine Durchmesser oder mittlere Längen oder große rückseitige Fasen aufweisen, eignen sich Kombibohrer zum Bohren und Zirkularfräsen der rückseitigen Fase nicht mehr. Der restliche Bohrerquerschnitt würde zu dünn und instabil. Um dennoch keine separaten Rückwärtsansenker einwechseln zu müssen, wurden steifere Spiralbohrer entwickelt, die mit den zunehmend dynamischeren Bearbeitungszentren den Bohrungsausgang wirtschaftlich anfasen.


Das Werkzeug entspricht im Wesentlichen den bekannten Stufenbohrern. Zusätzlich ist der Bohrer an nur einer definierten Seite radial sichelförmig eingeschliffen. Diese sichelförmige Aussparung ist notwendig, um den Bohrer radial in einer vorbestimmten Richtung auslenken zu können. Am vorderen Ende der Aussparung ist am Bohrerrücken eine linksschneidende Anfasschneide zur Bearbeitung des Bohrungsausgangs angebracht. Die Schneide hat einen stark positiven Spanwinkel. Hervorzuheben ist dabei, dass der Querschnitt nur mäßig verringert wird und der Bohrer für den rauen Serieneinsatz noch eine taugliche Steifigkeit bezüglich Torsion und Biegebeanspruchung aufweist. Demgegenüber sind solche Bohrer zum rückseitig eine Fase zirkular Anfräsen rundum mit einer Einschnürung gefertigt und deshalb deutlich labiler.

Die Steuerung koordiniert die momentane Winkelstellung der Hauptspindel mit orientiert eingespanntem Interpolationsfasbohrer mit der von der X- und Y-Achse zu fahrenden Spirale. Am Ende der Spirale wird noch eine Umdrehung als reine Kreisbewegung ausgeführt und dann mit einer halben Umdrehung von der Kontur weggefahren. Die Bewegung läuft dabei stetig mit konstanter Geschwindigkeit ab. Messtechnisch ausgewertete Bohrversuche auf einem Vertikal-Bearbeitungszentrum mit einem 8 mm-Bohrer ergaben eine Zeit pro Spindelumdrehung von 0,13 s. Erzeugt man damit eine 0,5 mm große rückseitige Fase und setzt einen Vorschub von 0,12 mm pro Umlauf an, so kommt man auf rund 4 Umläufe, einen weiteren zum Fertigschneiden und einen halben zum Wegfahren von der Kontur - also 5 ½ Umläufen. Die Eingriffszeit für diese 5 ½ Umläufe zu je 0,13 s beträgt etwa 0,72 s. Mit diesem Wert kann sich die Komplettbearbeitung der Durchgangsbohrungen bei so manchem Wirtschaftlichkeitsvergleich durchsetzen. Die Bohrer werden auf die jeweiligen Werkstücke bezogen bis Schaftdurchmesser 20 mm hergestellt. Sie sind nachschärfbar.

Anstatt auf einer Spiralbahn kann auch ein Stück weit auf einer interpolierten Wendel im Rückzug gearbeitet werden. Theoretisch könnte auch auf einer kegeligen Wendel die interpolierte Anfasung ausgeführt werden.

Momentan können die Bohrer nur direkt vom Erfinder bezogen werden. Für die Zukunft sind jedoch Lizenzvergaben an Werkzeughersteller vorgesehen, wodurch man sich dann die Bohrer über weitere Bezugsquellen beschaffen kann.
... nachstehend Bilder:



Grafik: Bearbeitungsprinzip Bohren, oben Anfasen und rückseitig Interpolationsanfasen
Bild: Bearbeitungsergebnis an der Bohreraustrittsseite eines kaltgewalzten St37-Flachstabs vor und nach dem Interpolationsanfasen
Bild: Detailansicht des Sonderbohrers zum Bohren und Interpolationsanfasen