Bohrmaschinen

Mit Bohren werden spanende Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneideform in einer rotatorischer Hauptbewegung bezeichnet, bei denen das Werkzeug nur eine Vorschubbewegung in Richtung der Drehachse erlaubt.

Unterscheidung der Bohrverfahren:

  • Rundbohren: Bohren in das Volle, Aufbohren, Rundrieben (Reiben)
  • Profilbohren: Profilbohren in das Volle, Profilsenken, Profilreiben
  • Schraubbohren: Gewindebohren
  • Plansenken: Planansenken und Planeinsenken

Unterscheidung der Bauformen von Bohrmaschinen

Handbohrmaschinen: Zur Herstellung kleiner Bohrungen an sperrigen oder ortsfesten Maschinenteilen, tagtäglich im Werkstattbetrieb und bei Montagearbeiten eingesetzt.
Ortsfeste Bohrmaschinen:

  • Senkrecht-Bohrmaschinen (Spindelachse senkrecht) als Tisch-, Säulen-, Ständer- und Auslegerbohrmaschinen
  • Mehrspindelbohrmaschinen
  • Koordinatenbohrmaschine (Lehrenbohrwerke)

Säulenbohrmaschine

Säulenbohrmaschinen werden für Bohrdurchmesser von ca. 10 – 50 mm gebaut. Die Angabe des maximalen Bohrdurchmessers bezieht sich dabei auf das Bohren ins Volle (St 60).
Ein Maschinenfuß (meist aus Grauguss) und die Säule bilden die tragenden Elemente der Maschine. An der senkrecht stehenden Säule sind der Tisch, der Maschinenkörper mit Antrieb sowie die Bohrspindel befestigt. Der Tisch ist dabei meist an der Säule festgeklemmt und kann mit Hilfe eines Ritzel-Zahnstangengetriebes von Hand mit einer Kurbel in seiner Höhe verstellt werden, um so unterschiedlich große Werkstücke bearbeiten zu können.
Der Hauptantrieb besteht z. B. aus einem stufenlosen Getriebe, dem ein zweistufiges Stirnradgetriebe nachgeschalten ist. Vom Hautgetriebe wird der Antrieb des Vorschubgetriebes abgeleitet.

Prinzip eines Bohrmaschinenantriebes mit 3 gestuften Riemenscheiben: Die Bohrspindel ist bei allen Bohrmaschinen in Wälzlagern in der Pinole gelagert. Die Pinole ist im Kopfstück der Bohrmaschine gelagert und in Längsrichtung verschiebbar. Auf einer Seite ist sie als Zahnstange ausgebildet, in die ein Ritzel eingreift, das mit dem Handhebel zur Höhenverstellung auf einer Welle sitzt. Durch Verdrehen des Ritzels, mechanisch mit dem Vorschubgetriebe oder manuell mit dem Handhebel, wird die Pinole somit in Längsrichtung verschoben. Die Bohrspindel hat unten zur Aufnahme des Bohrfutters oder eines Bohrers mit Kegelschaft, eine keglige Bohrung (Morsekegel). Sie wird von einem außengelagerten Zahnrad, das auf einer Narbe befestigt ist, angetrieben. Durch diese Keilwelle bleibt der Kraftfluss, auch wenn die Pinole nach unten verschoben wird, erhalten.

Ständerbohrmaschine

Ständerbohrmaschinen zeichnen sich durch einen stabilen Kastenständer aus. Sie werden für schwere Bohrarbeiten, bis 90 mm Bohrdurchmesser bezogen auf den Werkstoff St 60, eingesetzt.
Der Bohrvorschub wird überwiegend vom Bohrschlitten, der auf breiten, geschliffenen Führungsbahnen gleitet, ausgeführt. Die Bohrspindel ist bei dieser Ausführung nicht längsbeweglich und ähnlich einer Drehmaschinenspindel gelagert. Zur Erzeugung der erforderlichen Spindeldrehzahlen ist im Bohrschlitten, je nach Größe der Maschine, ein 8 – 12-stufiges Schaltgetriebe untergebracht. Die Vorschubbewegung wird im Arbeitshub von einem Vorschubgetriebe, in Abhängigkeit von der Spindeldrehzahl, erzeugt. Die Eilgangbewegung des Bohrkopfes erzeugt eine mit eigenem Antriebsmotor ausgestattete Hubspindel.
Es gibt auch Maschinen, bei denen die Bohrspindel die Vorschubbewegung ausführt. Bei diesen Maschinen wird die Höhenlage des Bohrkopfes nur auf die jeweilige Werkstückhöhe eingestellt. Die Vorschubbewegung führt die Bohrspindel aus.

Reihenbohrmaschine

Beim Bohren sind die Nebenzeiten (kein Arbeitsfortschritt) gegenüber den Hauptzeiten verhältnismäßig lang. In der Serienfertigung ist es daher wichtig, besondere Maßnahmen zur Verkürzung der Nebenzeiten zu treffen. Durch die Anordnung mehrerer Bohreinheiten in Reihe nebeneinander gelingt es, an einer Bohrung mehrere verschiedene Arbeitsgänge, wie z. B. Vorbohren, Senken, auf Maß bohren, Reiben und Gewindeschneiden, nacheinander im Fließprinzip durchzuführen. Der sonst an einer einspindeligen Bohrmaschine erforderliche Werkzeugwechsel entfällt. Es können auch einzelne Bohreinheiten auf verschiedene Bohrtiefen, Spindeldrehzahlen und Vorschübe eingestellt werden. Da es sich hierbei um keine ausgesprochenen Sondermaschinen handelt, kann jede Maschine auch wieder schnell auf andere Bohrarbeiten umgestellt werden.

Gelenkspindelbohrmaschine (Mehrspindelbohrmaschine)

Für die Fertigung von Teilen mit sehr vielen Bohrungen in kleinen bis mittleren Serien werden mit Vorteil Gelenkspindelbohrmaschinen eingesetzt. Diese Bohrmaschine lässt sich verhältnismäßig schnell auf verschiedene Bohrbilder umstellen und vermeidet die hohen Herstellungskosten fester Mehrspindelbohrköpfe, deren Einsatz sich erst bei sehr großen Serien lohnt. In ihrem Aufbau weisen Gelenkspindelbohrmaschinen die wesentlichen Bauelemente einer Ständerbohrmaschine auf. In den senkrechten Flachführungen eines stabilen Ständers ist der durch ein Gegengewicht ausbalancierte, schwere Gelenkspindelkasten geführt. Dieser Spindelkasten enthält eine größere Anzahl teleskopartig ausziehbarer Gelenkwellen, die vom Hauptmotor über ein Vorgelege und ein Hauptgetriebe angetrieben werden.

Der Hauptantrieb setzt sich bei großen Maschinen aus mehreren schaltbaren Getrieben, zum Teil mit eigenem Antriebsmotor, zusammen. Dadurch wird es möglich, dass z. B. zwei Spindelgruppen gleichzeitig mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen. Während die eine Spindelgruppe mit der höheren Drehzahl eine Bohroperation durchführt, kann die andere mit niedrigerer Drehzahl Gewinde schneiden. Vom Antriebsmotor (polumschaltbar) geht der Kraftfluss in ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis oder wahlweise in ein Schaltgetriebe mit mehreren Schaltstufen. Jeweils ein Zentralrad treibt dann eine Spindelgruppe mit mehreren Spindeln an.

Die teleskopartig ausziehbaren Gelenkwellen ermöglichen die Einstellung der Spindeln auf ein bestimmtes Bohrbild das durch eine Spindelhalteplatte erzeugt wird. Die genaue Lage der Bohrwerkzeuge erhält man durch die Werkzeugführungsplatte.

Radialbohrmaschine

Eine Radialbohrmaschine eignet sich für vielfältige Bohrarbeiten an schweren, sperrigen oder unhandlichen Werkstücken in der Einzel- oder Kleinserienfertigung.
Sie bietet durch ihren Aufbau die Möglichkeit, das Werkzeug an jede beliebige Stelle des ruhenden Werkstückes zu bringen. Die Vielfalt, der auf dieser Maschine möglichen Arbeitsgänge, erfordert feinstufige, leicht und schnell schaltbare Getriebe mit großem Drehzahl- und Vorschubbereich.
Auf einer Grundplatte, auf der die Werkstücke direkt oder auf einem Kasten-Winkel- oder Schwenktisch aufgespannt werden können, ist der nach oben konisch verlaufende Rundständer befestigt. Er trägt den Bohrschlitten, der wiederum das Haupt- und das Vorschubgetriebe enthält. Die schwenkbare Säule ist oben in einem Ring-Rillenlager und unten in Rollenlagern geführt.
Beim Arbeitsvorgang wird die Säule durch einen zweiteiligen Klemmring, der den Säulenfuß und den Führungsbund des Ständers mit Abschrägungen umklammert, durch drei Spannexzenter festgehalten. Die Höhenverstellung des Auslegers erfolgt mit einem Spindelgetriebe.