Bohrer

Bohrer

Bohrer sind Schneidwerkzeuge, mit denen Material entfernt wird, um Löcher zu erzeugen, die fast immer einen kreisförmigen Querschnitt haben. Bohrer gibt es in vielen Größen und Formen, sie können verschiedene Arten von Löchern in vielen unterschiedlichen Materialien erzeugen. Um die gewünschten Löcher zu bohren, wird der Bohrer in der Regel an einer Bohrmaschine befestigt, die ihn antreibt und typischerweise eine Rotationsbewegung erzeugt. Die Bohrmaschine greift das obere Ende eines Bohrers, der als Schaft bezeichnet wird. Diesen nimmt ein spezielles Spannfutter auf.

Die Bohrergeometrie

Die Spiral- oder Drallgeschwindigkeit beim Spiralbohrer steuert die Geschwindigkeit der Spanabfuhr. Ein schneller Spiralbohrer (hohe Drallgeschwindigkeit) wird in Anwendungen mit hohem Vorschub bei niedrigen Spindeldrehzahlen eingesetzt, bei denen ein großer Spanvolumenabtrag erforderlich ist. Spiralbohrer mit niedriger Spiralgeschwindigkeit (= niedrige Drallgeschwindigkeit) werden bei Schneidanwendungen eingesetzt, bei denen traditionell hohe Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden, und bei denen das Material dazu neigt, sich auf dem Bohrer zu sammeln oder das Loch anderweitig zu verstopfen, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer.

Der Spitzenwinkel des Bohrers wird durch das Material bestimmt, in dem der Bohrer arbeiten soll. Härtere Materialien erfordern einen größeren Spitzenwinkel, weichere Materialien einen schärferen Winkel. Der richtige Spitzenwinkel für die Härte des Materials beeinflusst das Auslaufen und Rattern des Bohrers sowie die Lochform und Verschleißrate.

Der Drallwinkel bestimmt die Höhe der Unterstützung der Schneidkante. Ein größerer Drallwinkel bewirkt, dass der Bohrer bei gleichem Punktdruck aggressiver schneidet als ein Bohrer mit kleinerem Drallwinkel. Beide Bedingungen können zu Belastung, Verschleiß und schließlich zu einem Ausfall des Werkzeugs führen.

Die Funktionslänge eines Bohrers bestimmt, wie tief ein Loch gebohrt werden kann. Sie beeinflusst auch die Steifigkeit des Bohrers und die Genauigkeit des resultierenden Bohrlochs. Während längere Bohrer grundsätzlich tiefere Löcher bohren können, sind sie gleichzeitig anfälliger für einen Verlauf, was bedeutet, dass die damit gebohrten Löcher eine ungenaue Position aufweisen und/oder von der vorgesehenen Achse abweichen können.
Die meisten Bohrer für den Konsumgebrauch haben einen geraden Schaft. Für Schwerlastbohrungen in der Industrie werden teilweise Bohrer mit konischem Schaft verwendet.

Materialien für Bohrer

Für die Herstellung von Bohrern werden je nach Anwendungsfall verschiedene Materialien verwendet. Harte Materialien, wie z. B. Hartmetalle, sind spröder als Stahl und unterliegen damit einer stärkeren Neigung zum Bruch, insbesondere wenn der Bohrer nicht in einem konstanten Winkel zum Werkstück gehalten wird (z. B. bei der Arbeit mit Handbohrmaschinen).

Stähle

Weiche kohlenstoffarme Stahlbohrer sind preiswert, halten aber die Kante nicht gut und müssen häufig geschärft werden. Sie werden nur zum Bohren von Holz verwendet; selbst die Arbeit mit Harthölzern anstelle von Nadelhölzern kann deren Lebensdauer deutlich verkürzen.  Bohrer aus kohlenstoffreichem Stahl sind aufgrund der Eigenschaften, die durch das Härten und Anlassen des Materials erreicht werden, langlebiger als solche aus kohlenstoffarmem Stahl. Bei Überhitzung (z. B. durch Reibungswärme beim Bohren) entsteht jedoch schnell eine weiche Schneide.

Schnellarbeitsstahl (HSS) ist eine Form von Werkzeugstahl; HSS-Bohrer sind hart und viel hitzebeständiger als solche aus kohlenstoffreichem Stahl. Sie können zum Bohren von Metall, Hartholz und den meisten anderen Materialien mit höheren Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden und haben Kohlenstoffstähle weitgehend ersetzt.

Sonstige Materialien

Kobaltstahllegierungen sind Variationen von Schnellarbeitsstahl, die mehr Kobalt enthalten. Sie halten ihre Härte bei wesentlich höheren Temperaturen und werden zum Bohren von Edelstahl und anderen harten Materialien verwendet. Der größte Nachteil von Kobaltstählen ist, dass sie spröder sind als Bohrer aus Standard-HSS. Bohrer aus Hartmetall sind extrem hart und können praktisch alle Materialien bohren. Nachteil: Das Material ist teuer und viel spröder als Stahl, daher wird Hartmetall hauptsächlich für Bohrerspitzen verwendet - kleine Aufsätze, die auf der Spitze eines Bohrers aus weniger hartem Metall befestigt sind.

Polykristalliner Diamant (PKD) gehört zu den härtesten Werkzeugmaterialien und ist daher extrem verschleißfest. Er besteht aus einer Schicht von Diamantpartikeln, typischerweise etwa 0,5 mm dick, die als gesinterte Masse mit einem Hartmetallträger verbunden sind. Bohrer werden aus diesem Material hergestellt, indem entweder kleine Segmente an die Spitze gelötet werden, um die Schneidkanten zu bilden, oder indem PKD in eine Wolfram-Karbid-Feder gesintert wird. Die Feder kann später auf einen Hartmetallschaft gelötet und zur gewünschten Geometrie geschliffen werden.

Zusätzlich können Bohrer mit verschiedenen Beschichtungen versehen werden, um die Materialgrundeigenschaften zu optimieren. Eine entsprechende Auswahl an Bohrern hält der Shop von Rosentaler Schrauben bereit.