Das Ausdrehen (Aufbohren) ist ein Zerspanungsverfahren, bei dem Bohrungen in Werkstücken bearbeitet werden, die mit anderen Verfahren (Drehen, Fräsen usw.) hergestellt wurden. Ziel ist eine höhere Maß- und Formgenauigkeit oder eine geringere Oberflächenrauheit. Mit Ausdrehwerkzeugen lassen sich zylindrische und kegelige Bohrungen, aber auch Innengewinde herstellen.
Werkzeugmaschinen zum Ausdrehen
Ausdrehen ist auf vielen Werkzeugmaschinen möglich, zum Beispiel auf der Drehmaschine. Um ein Werkstück auf einer Drehmaschine auszudrehen, muss es ein kleiner Rotationskörper mit einer Bohrung in der Symmetrieachse sein. Das Werkstück wird im Futter gespannt und in Drehung versetzt, während ein Ausdrehwerkzeug im Reitstock der Drehmaschine befestigt wird. In diesem Fall erfolgt die Bearbeitung mit einer Bohrstange.
Für Werkstücke mit einer oder mehreren Bohrungen kommen Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren (mit rotierenden Ausdrehwerkzeugen) und spezielle Maschinen zum Einsatz, die sogenannten Bohrwerke.
Was ist ein Bohrwerk?
Mit einem Bohrwerk lassen sich Bohrungen in kubischen Werkstücken mit engen Toleranzen und hoher Bearbeitungsqualität herstellen. Diese Werkzeugmaschinen müssen sehr präzise sein und geringe Toleranzen einhalten, denn sie können unter anderem schmale Flächen bearbeiten. Ein Bohrwerk kann zahlreiche Arbeitsgänge ausführen, die alle mit dem Aufweiten vorhandener Bohrungen zu tun haben. Dazu gehören:
- Reiben mit einem mehrschneidigen Werkzeug, das präzisere Bohrungen mit begrenzter Tiefentoleranz und geringer radialer Schnitttiefe erzeugt.
- Einschneidiges Ausdrehen zum Schruppen, Schlichten und Schlichten mit Spankontrolle; es wird auch eingesetzt, wenn die Maschinenleistung nicht ausreicht.
- Stufenausdrehen mit Ausdrehwerkzeugen, den sogenannten Wendeschneidplatten, die auf unterschiedlichen axialen Höhen und Durchmessern angeordnet sind.
- Mehrschneidiges Ausdrehen zum Schruppen mit Vorschub pro Umdrehung.
Wie bereits erwähnt, lassen sich Drehmaschinen und Fräsmaschinen leicht als Bohrwerke nutzen, sofern die passenden Ausdrehwerkzeuge verwendet werden. Wenn Sie jedoch eine spezielle Maschine für diese Arbeiten anschaffen möchten, gibt es drei Bauarten: vertikale, horizontale und Koordinatenbohrwerke.
Vertikalbohrwerke verdanken ihren Namen der Drehbewegung auf einem horizontalen Tisch; bei Horizontalbohrwerken bleibt das Werkstück stehen, während die Spindel um eine horizontale Achse rotiert. Koordinatenbohrwerke schließlich fertigen Bohrungen in Werkstücken, die höchste Präzision erfordern, etwa in Werkzeugen und Matrizen.
Welche Ausdrehwerkzeuge sollten Sie wählen?
Die Wahl der Ausdrehwerkzeuge hängt von der Maschine ab, auf der die Bearbeitung erfolgen soll. Ein Bohrwerk verwendet beispielsweise einen Feinbohrkopf (der nichts mit dem Futter einer Drehmaschine zu tun hat). Dieser Feinbohrkopf wurde speziell für diese Arbeiten auf diesem Maschinentyp entwickelt und wird auch Bohrspindel oder Ausdrehkopf genannt.
Der Ausdrehkopf aus Stahl sitzt in einer Werkzeugaufnahme zum Ausdrehen; deren Steifigkeit begrenzt die möglichen Schnittbedingungen. Außerdem müssen beim Ausdrehen übermäßige Schwingungen vermieden werden, die Genauigkeit und Qualität der Bohrungen beeinträchtigen können. Wie wählt man also die richtigen Werkzeuge zum Ausdrehen? Worauf sollten Sie achten?
Eigenschaften von Ausdrehwerkzeugen
Unabhängig von der verwendeten Werkzeugmaschine sollten Sie einige Punkte beachten. Wählen Sie Werkzeuge, die den Prozess beschleunigen und gleichzeitig vereinfachen. Bei Bohrwerken ist es wichtig, eine Maschine zu wählen, die das Schruppen der Werkstücke beherrscht, über geeignete Spannsysteme verfügt und wenig schwingungsanfällig ist. Das Werkzeug muss aus widerstandsfähigen Werkstoffen bestehen – Guss, Schmiedestahl, Edelstahl usw. –, denn ein Ausdrehwerkzeug muss hohen Drehzahlen und hohen Temperaturen standhalten und hart genug sein, um sehr harte Werkstücke zu bearbeiten.
Neben diesen Eigenschaften gibt es weitere, sehr spezifische Aspekte bei der Wahl des optimalen Werkzeugs. Empfehlenswert ist das Werkzeug mit dem größtmöglichen Stangendurchmesser, das die Späne wirksam abführt. Ebenso wichtig sind Ausdrehwerkzeuge mit hoher Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.
Bei Bohrwerken und Bearbeitungszentren ist die richtige Werkzeugwahl besonders wichtig, denn die Fertigungskosten dieser Arbeiten sind relativ hoch. Die Bearbeitung muss daher in möglichst kurzer Zeit erfolgen, stets mit Blick auf Präzision und Qualität. Für ein optimales Ausdrehen sollten Sie die Werkstückkonstruktion, den Werkstoff und dessen Grenzen berücksichtigen, also ob es sich um Innen- oder Außenbearbeitung, um Einstechen, Schruppen oder Schlichten handelt. Ebenso zu beachten sind Stabilität und Bearbeitungsbedingungen sowie natürlich der Maschinentyp und seine Leistung.