5 Merkmale eines Stufenbohrers und seine Anwendungen
Mit den unterschiedlichsten Bohrern schneidest du kreisrunde Löcher in Werkstücke. In welche Anwendungen Stufenbohrer zum Einsatz kommen und welche Merkmale sie haben, erfährst du in diesem Beitrag.
CBN-Verfahren
Stufenbohrer haben, wie es der Name schon verrät, verschiedene Stufen, die den gewünschten Durchmesser schneiden. Bevor wir genauer auf die Merkmale schauen, möchten wir kurz auf den Begriff "CBN-Verfahren" eingehen.
Wenn du Texte über Stufenbohrer im Internet liest, wirst du immer wieder über die Abkürzung CBN stolpern. Doch was bedeutet es, wenn Stufenbohrer mit dem CBN-Verfahren hergestellt werden?
CBN steht für kubisches kristallines Bornitrid. Bornitrid ist eine chemische Verbindung von Bor und Stickstoff. Der Zusatz „kubisches“ beschreibt die Kristallstruktur der chemischen Verbindung. CBN ist viel härter als herkömmliche Schleifmaterialien wie z. B. Siliciumkarbid oder Korund und wird zum Schleifen von gehärteten Schnellarbeitsstählen (HSS) eingesetzt.
So auch bei uns.
Spitzenwinkel
Der Kopf von Stufenbohrern kann mit dem von Spiralbohrern verglichen werden. Mit beiden Bohrern sollte die Zentrierung im Werkstück so einfach wie möglich erfolgen. Dafür ist der Spitzenwinkel zuständig.
Am Kopf des Stufenbohrers befindet sich der Spitzenwinkel. Der Winkel wird zwischen den beiden Schneiden an der Spitze gemessen. Ein Spitzenwinkel wird benötigt, damit sich der Stufenbohrer, wie schon erwähnt, im Werkstoff zentrieren kann.
Unsere Stufenbohrer haben mit einem kleinen Spitzenwinkel von 118° eine leichtere Zentrierung im Werkstoff. Je größer der Spitzenwinkel, umso höher ist der Anpressdruck und die Zentrierung im Werkstoff ist schwerer.
In unserem Beitrag "8 Merkmale eines Spiralbohrers und ihre Funktionen" gehen wir genauer auf den Spitzenwinkel ein.
Spitzenanschliff und Ausspitzungen
Für ein leichtes Anbohren benötigt der Stufenbohrer neben dem kleinen Spitzenwinkel auch eine entsprechende Ausspitzung.
Die verschiedenen Ausspitzungen sind in DIN 1412 Formen genormt. Die gängigste Form beim Stufenbohrer ist der Kreuzanschliff (Form C).
Stufenbohrer mit der Form C zentrieren sich ausgezeichnet in dünnem Blech und sind geeignet für Bohrungen in festem und hochlegiertem Stahl. Der Spitzenanschliff erfolgt ebenfalls mit dem CBN-Schleifverfahren.
Die Zeichnung zeigt den Spitzenanschliff eines Spiralbohrers von der Seite sowie von oben. Die Spitze ist bei Stufen- und Spiralbohrern dieselbe.
Weitere Informationen zu den verschiedenen Formen gibt es in unserem Blogbeitrag "Spitzenanschliffe und Ausspitzungen bei Spiralbohrern zur Metallzerspanung".
Stufenbohrer haben meist zwei Schneiden und Spannuten. Die Schneiden zerspanen den Werkstoff. Wir haben Stufenbohrer mit sogar drei Schneiden mit geraden Nuten im Programm.
Nutprofil (Spannut)
Die Spannut dient als Kanalsystem zur Aufnahme und zum Abtransport der Späne. Es ist wichtig, dass die Spanabfuhr schnell erfolgt, da sich sonst eine hohe Wärme entwickelt und der Bohrer ausglüht. Insbesondere nicht brechende Späne werden wie bei einem Spiralbohrer sauber abtransportiert.
Stufenbohrer können spiralförmige und gerade Nuten haben. Bei der spiralförmigen Nut ist die Spanabfuhr wesentlich besser als bei der geraden. Die Standzeit kann durch eine gute Spanabfuhr signifikant verlängert werden.
Durch die CBN-tiefgeschliffenen spiralförmigen Spannuten sind die Schneiden im Gegensatz zu den herkömmlich gefrästen Spannuten gratfrei und scharf. Dies vermindert die Bildung von Aufbauschneiden und Kaltverschweißungen an den Schneiden, was zu einer wesentlich höheren Schneidleistung führt.
Stufenwinkel
Der Stufenwinkel von Stufenbohrern beträgt 90° und definiert den Übergang von Stufe zu Stufe. Die Übergänge zwischen den einzelnen Stufen sollte möglichst leicht erfolgen und kaum spürbar sein.
Die Stufenübergänge dienen beim Erreichen der gewünschten Durchmesser zum Anfasern oder Entgraten der Bohrung.
Anzahl und Durchmesser der Stufen
Stufenbohrer werden in Größen angegeben. Diese Größen bestimmen die Durchmesser sowie die Anzahl der Stufen.
Ein Stufenbohrer mit der Größe Nr. 1 hat neun Stufen mit verschiedenen Durchmessern zwischen 6,0 und 20,0 mm (siehe Bild).
Anwendungen
Stufenbohrer sind ideal für die Blechbearbeitung und eignen sich für die Zerspanung aller gängigen Industriematerialien, wie z. B. Nichteisen-Metalle, Edelstahlbleche bis max. 1,5 mm, thermoplastische und duroplastische Kunststoffe sowie alle gängigen Stahlbleche bis zu einer Dicke von 4,0 mm. Du kannst mit dem Stufenbohrer in einem Arbeitsgang Bleche anbohren, aufbohren und entgraten.
Sie kommen vor allem zum Einsatz in der
- Elektroindustrie (Gr. 4 + 9),
- Sanitär- und Heizungstechnik (Gr. 6 + 7),
- Autoindustrie, dem Maschinenbau, der Flugzeugindustrie (Gr. 0/5, 0/9, 1, 2, 3, 5) und
- dem Schaltschrankbau (Gr. 0/9k, 1k, 2k) bis 2,0 mm Blechstärke (k = kurze Ausführung).
Verwende bei der Zerspanung von Metallen Schneidspray oder Schneidpaste. Durch deren Verwendung kannst du die Standzeit des Stufenbohrers erheblich verlängern.
Wir führen Stufenbohrer mit den Werkzeugstählen HSS und HSSE-Co 5 und mit den Beschichtungen TiN und TiAlN. Je nach Werkzeugstahl und Beschichtung können härtere bzw. weichere Werkstoffe bearbeitet werden.
Mehr über die beiden Beschichtungen kannst du in unseren Beiträgen erfahren:
Du kannst hier eine Übersicht der Anwendungen in Abhängigkeit von der Größe und eine Drehzahltabelle als PDF downloaden. Klicke dazu auf eines der Bilder.
Fazit und Zusammenfassung
Stufenbohrer eignen sich bestens für die Zerspanung von Metallen, Kunststoffen und Holz bis 4 mm, bei Edelstahl bis 1,5 mm.
Die Herstellung der Stufenbohrer mittels des CBN-Verfahrens ermöglicht durch die höhere Härte beim Schleifvorgang maßhaltigere und schäftere Schneiden. Das Werkstoffgefüge wird durch das viel härtere Schleifmaterialien glatt durchtrennt.
Der Spitzenwinkel und die Ausspitzung sorgen für eine leichte Zentrierung und ein leichteres Anbohren im Werkstück. Sobald der Stufenbohrer mit dem Anbohren durch ist, greifen bereits die zwei oder drei Schneiden. Die gratfreien und scharfen Schneiden zerspanen das Werkstück und führen den Span über das Nutprofil ab.
Der Stufenwinkel beträgt 90° und bestimmt den Übergang von einer Stufe zur nächsten. Die Übergänge dienen zum Anfasen oder Entgraten der Bohrung.
Stufenbohrer gibt es in verschiedenen Ausführungen in den Werkzeugstählen HSS und HSSE-Co 5 und den Beschichtungen TiN und TiAlN. Unser komplettes Stufenbohrer-Sortiment findest du unter Produkte > Stufenbohrer.
Falls du Schwierigkeiten hast, den passenden Stufenbohrer zu finden, kannst du uns selbstverständlich kontaktieren.