Bohrergeometrie
1 Spitzenwinkel
2 Freiwinkel
3 Spanwinkel
Unter Bohrergeometrie bezeichnet man Anzahl und Lage der Bohrerschneiden, der Spannuten und die dabei verwendeten Winkel.
Nachfolgend die wichtigsten Begriffe der Bohrergeometrie und ihre Auswirkung auf den Bohrvorgang.
1 Spitzenwinkel
2 Freiwinkel
3 Spanwinkel
Am Spiralbohrer ist ein Spitzenwinkel nötig, damit sich der Bohrer im Werkstück zentrieren kann. Er muss in jedem Falle kleiner als 180° sein.
Je größer der Spitzenwinkel ist, um so geringer ist die Schneidenlänge bei gegebenem Durchmesser. Geringere Schneidenlänge bedeutet bessere Bohrerführung, und weniger Anpressdruck ist nötig.
Je kleiner der Spitzenwinkel ist, umso größer ist die Schneidenlänge bei gegebenem Durchmesser.
Längere Schneidenlänge bedeutet schlechtere Führung, und höherer Anpressdruck ist nötig. Typisch sind Spitzenwinkel von 118° (allgemein für weichere Werkstoffe) und 135° (in der Regel für härtere Werkstoffe). Andere Spitzenwinkel haben durchweg schlechtere Eigenschaften und werden nur in ganz speziellen Anwendungsfällen verwendet.
Der Freiwinkel ist nötig, damit die Bohrerschneide in das Werkstück eindringen kann. Ist kein Freiwinkel vorhanden, so reibt die Bohrerschneide auf dem Werkstück entlang, ohne einzudringen. Der Freiwinkel wird durch den Hinterschliff der Bohrerschneiden erzeugt.
Ist der Freiwinkel zu groß, ist also die Bohrerschneide zu stark hinterschliffen, dann besteht die Gefahr, dass die Schneide unter Belastung vorzeitig verschleißt bzw. ausbricht. Ebenso besteht die Gefahr, dass die Schneide durch den geringen Schneidwiderstand im Werkstück einhakt.
Der Spanwinkel der Bohrerschneide wird durch den Seitenspanwinkel der Bohrerwendel bestimmt. Er hat entscheidenden Einfluss auf Spanbildung und die Spanabfuhr. Er richtet sich deshalb nach den Eigenschaften des Werkstoffes. Die drei wichtigsten Bereiche werden mit den Buchstaben N, H und W bezeichnet.
Typ N - hat einen Seitenspanwinkel im Bereich 19°… 20° und gilt als Standardwinkel für Stahl
Typ W - hat einen Seitenspanwinkel im Bereich 27°… 45° und findet Anwendung bei weichen bzw. langspänigen Metallen wie Aluminium und Kupfer.
Typ H - hat einen Seitenspanwinkel im Bereich von 10°… 19° und findet bei spröden Metallen (Messing) Anwendung.
Typ ATN - hat einen Seitenspanwinkel im Bereich 35°… 40° und weite Spannuten. Einsatz bei großen Bohrtiefen.
Wendelgeometrie Seitenspanwinkel
16°-30° Seitenspanwinkel
Für allgemeine Baustähle, weichen Grauguss, mittelharte Nichteisenmetalle
35°-40° Seitenspanwinkel
Für weiche und zähe, langspanende Werkstoffe
8°-15° Seitenspanwinkel
Für härtere und zähharte, kurzspanende Werkstoffe
35°-40° Seitenspanwinkel
Für große Bohrtiefen und erschwerte Einsatzbedingungen. Mit weiten Spannuten und sehr gerundeten Rückenkanten.
Für die Holzbearbeitung gelten besondere Regeln. Man verwendet je nach Holzart individuelle Anschliffe.
1 Hauptschneiden
2 Nebenschneide
3 Querschneide
4 Kegelmantelschliff
5 Kreuzschliff
6 Ausgespitzt
Die Hauptschneide übernimmt den eigentlichen Bohrvorgang. Am Spiralbohrer sind stets zwei Hauptschneiden vorhanden. Sie sind durch eine Querschneide verbunden.
Die Querschneide befindet sich in der Mitte der Bohrerspitze und hat keine Schneidwirkung. Sie übt lediglich Druck und Reibung auf das Werkstück aus und ist im Grunde dem Bohrvorgang hinderlich.
Durch entsprechende Schleifverfahren (die kostenaufwendig sind) kann man die Länge der Querschneide verringern. Dieses so genannte Ausspitzen oder der Kreuzschliff haben eine wesentliche Verringerung der Reibkräfte zur Folge und damit eine Verringerung der nötigen Vorschubkraft. Gleichzeitig wird die Bohrerspitze im Werkstück besser zentriert.
An den Spannuten befinden sich die beiden Fasen. Sie sind scharf geschliffen und bearbeiten zusätzlich die Seitenflächen des Bohrloches. Von ihrer Beschaffenheit hängt die Qualität der Bohrlochwandung entscheidend ab. Bei Bohrern für Holz wird unter Umständen auf eine Fase verzichtet. Der Bohrer hat dadurch eine bessere Führung.