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8 Merkmale eines Spiralbohrers und ihre Funktionen

30. Januar 2018

Sagen Dir folgende Begriffe etwas: Spiralwinkel, Spitzenwinkel, Hauptschneide, Nutprofil? Wenn nein, dann solltest Du unbedingt weiterlesen. Im Folgenden werden u.a. Fragen beantwortet wie: Was ist eine Nebenschneide? Was ist ein Spiralwinkel? Wie wirken sie sich in der Anwendung aus?

Warum es wichtig ist, diese Dinge zu wissen: Verschiedene Materialien (Werkstoffe) stellen unterschiedliche Anforderungen an das Werkzeug. Aus diesem Grund ist die Auswahl des Spiralbohrers mit dem passenden Aufbau extrem wichtig für das Bohrergebnis.

Betrachten wir die acht grundlegenden Merkmale eines Spiralbohrers. Diese sind: Spitzenwinkel, Hauptschneiden, Querschneide, Spitzenanschliff und Ausspitzungen, Nutprofil, Kern, Nebenschneide und Spiralwinkel.


Um die beste Schnittleistung in unterschiedlichen Materialien zu erreichen, müssen alle acht Merkmale aufeinander abgestimmt sein.

Um diese zu veranschaulichen, vergleichen wir folgende drei Spiralbohrer miteinander:

(In dieser Reihenfolge werden sie in den folgenden Abbildungen aufgeführt.)


Spitzenwinkel

Der Spitzenwinkel befindet sich am Kopf des Spiralbohrers (an der Bohrerspitze). Der Winkel wird zwischen den beiden Schneiden an der Spitze gemessen. Ein Spitzenwinkel ist nötig, damit sich der Spiralbohrer im Werkstoff zentrieren kann.

, Spitzenwinkel im Vergleich

Je kleiner der Spitzenwinkel, umso leichter ist die Zentrierung im Werkstoff. Auf gewölbten Oberflächen ist die Gefahr des Abrutschens dadurch ebenfalls geringer.

Je größer der Spitzenwinkel, umso geringer ist die Anbohrzeit. Allerdings wird ein höherer Anpressdruck benötigt und die Zentrierung im Werkstoff ist schwerer.

Geometrisch bedingt, bedeutet ein kleiner Spitzenwinkel lange, ein großer Spitzenwinkel hingegen kurze Hauptschneiden.


Hauptschneiden

Die Hauptschneiden übernehmen den eigentlichen Bohrvorgang. Lange Schneiden haben im Vergleich zu kurzen Schneiden eine höhere Zerspanungsleistung, auch wenn die Unterschiede sehr gering sind.

Hauptschneiden im Vergleich

Am Spiralbohrer sind stets zwei Hauptschneiden vorhanden, die durch eine Querschneide verbunden sind.


Querschneide

Die Querschneide befindet sich in der Mitte der Bohrerspitze und hat keine Schneidwirkung. Sie ist jedoch für den Aufbau des Spiralbohrers unerlässlich, da sie die beiden Hauptschneiden miteinander verbindet.

Die Querschneide ist für das Eindringen in den Werkstoff verantwortlich und übt Druck und Reibung auf den Werkstoff aus. Diese für den Bohrvorgang ungünstigen Eigenschaften haben eine erhöhte Wärmeentwicklung und einen erhöhten Kraftaufwand zur Folge.

Querschneiden im Vergleich

Diese Eigenschaften können jedoch durch das sogenannte "Ausspitzen" verringert werden.


Spitzenanschliff und Ausspitzungen

Die Ausspitzung verkleinert die Querschneide an der Spiralbohrerspitze. Durch das Ausspitzen ergibt sich eine wesentliche Verringerung der Reibkräfte im Werkstoff und damit eine Verringerung der nötigen Vorschubkraft.

Somit ist die Ausspitzung der entscheidende Faktor für die Zentrierung im Werkstoff. Sie verbessert das Anbohren.

Spitzenanschliff und Ausspitzungen

Die verschiedenen Ausspitzungen sind in DIN 1412 Formen genormt. Die gängigsten Formen sind der Kegelmantelanschliff (Form N) und Kreuzanschliff (Form C).

Weitere Informationen dazu gibt es in unserem Blogbeitrag "Spitzenanschliffe und Ausspitzungen bei Spiralbohrern zur Metallzerspanung".


Nutprofil (Spiralnut)

Durch seine Wirkung als Kanalsystem dient das Nutprofil zur Aufnahme und zum Abtransport der Späne.

Je breiter das Nutprofil umso besser ist die Spanabfuhr.

Nutprofile im Vergleich

Eine schlechte Spanabfuhr bedeutet eine höhere Wärmeentwicklung, die wiederum zum Ausglühen und letztendlich zum Bruch des Bohrers führen kann.

Breite Nutprofile sind flacher, schmalere Nutprofile sind tiefer. Die Tiefe des Nutprofils bestimmt die Stärke des Bohrerkerns. Flache Nutprofile lassen große (dicke) Kerndurchmesser zu. Tiefe Nutprofile lassen widerrum nur kleine (dünne) Kerndurchmesser zu.


Kern

Die Kerndicke ist das entscheidende Maß für die Stabilität des Spiralbohrers.

Spiralbohrer mit großem (dickem) Kerndurchmesser besitzen eine höhere Stabilität und sind daher für höhere Drehmomente und härtere Werkstoffe geeignet. Zudem sind sie für den Einsatz in Handbohrmaschinen sehr gut geeignet, da sie gegen Schwingungen und Einwirkung von seitlichen Kräften resistenter sind.

Kerne im Vergleich

Damit die Späne besser aus der Nut abtransportiert werden können, nimmt die Kerndicke von der Bohrerspitze zum Schaft hin zu.


Führungsfasen und Nebenschneiden

An den Spannuten befinden sich die beiden Führungsfasen. Die scharf geschliffenen Fasen bearbeiten zusätzlich die Seitenflächen des Bohrloches und unterstützen die Führung des Bohrers im Bohrloch. Von ihrer Beschaffenheit hängt auch die Qualität der Bohrlochwandung entscheidend ab.

Führungsfasen
Nebenschneiden

Die Nebenschneide bildet den Übergang von Führungsfase zu Spannut. Sie löst und schneidet Späne die sich am Werkstoff verklemmt haben.

Die Länge der Führungsfasen und Nebenschneiden ist maßgeblich vom Spiralwinkel abhängig.


Spiralwinkel (Drallwinkel)

Ein wesentliches Merkmal eines Spiralbohrers ist der Spiralwinkel (Drallwinkel). Er bestimmt den Prozess der Spanbildung.

Größere Spiralwinkel liefern einen effektiven Abtransport bei weichen, langspanenden Werkstoffen. Kleinere Spiralwinkel hingegen kommen bei harten kurzspanenden Werkstoffen zum Einsatz.

Spiralwinkel im Vergleich

Spiralbohrer die einen sehr kleinen Spiralwinkel (10° - 19°) haben, weisen eine langezogene Spirale vor. Im Gegenzug haben Spiralbohrer mit einem großen Spiralwinkel (27° - 45°) eine gestauchte (kurze) Spirale. Spiralbohrer mit einer Normalspirale haben einen Spiralwinkel von 19° - 40°.


Funktionen der Merkmale in der Anwendung

Auf den ersten Blick scheint das Thema Spiralbohrer sehr komplex. Ja, es sind viele Komponenten und Merkmale die einen Spiralbohrer auszeichnen. Jedoch bedingen sich viele Merkmale gegenseitig.

Um nun den richtigen Spiralbohrer zu finden, kannst du dich im ersten Schritt an deiner Anwendung orientieren. Das DIN Handbuch für Bohrer und Senker definiert unter DIN 1836 die Aufteilung der Anwendungsgruppen in die drei Typen N, H und W:

Heutzutage findest Du jedoch nicht nur die Typen N, H und W auf dem Markt. Im Laufe der Zeit wurden die Merkmale unterschiedlich zusammengestellt um die Spiralbohrer für spezielle Anwendungen zu optimieren. Somit haben sich Mischformen gebildet deren Benennungssystem nicht im DIN Handbuch genormt sind. So findest Du bei RUKO neben dem Typ N u.a. auch die Typen UNI, UTL oder VA.

Um hier den Überblick zu bewahren kannst du unseren Produktfinder nutzen.

Wenn du in Edelstahl (rostfreien Stahl) bohren möchtest, schaue dir unseren Beitrag "Welchen Spiralbohrer verwende ich um in Edelstahl zu bohren" an. Du erfährst wie du in Edelstahl bohrst und welche Spiralbohrer du dafür verwenden kannst.


Fazit und Zusammenfassung

Die acht Merkmale des Spiralbohrers zu kennen und zu wissen welchen Einfluss sie beim Bohrvorgang haben, ist wichtig für die Auswahl des für die Anwendung passenden Spiralbohrers.

Um Dir eine Übersicht über die wichtigsten Merkmale zu der jeweiligen Funktionen zu geben, haben wir sie in einer Tabelle zusammengefasst:

Funktion Merkmal
Zerspanungsleistung Hauptschneiden
Die Hauptschneiden übernehmen den eigentlichen Bohrvorgang.
Standzeit Nutprofil (Spiralnut)
Das Nutprofil ist als Kanalsystem für die Aufnahme und zum Abtransport der Späne verantwortlich und damit ein entscheidender Faktor für die Standzeit des Spiralbohrers.
Anwendung Spitzenwinkel & Spiralwinkel (Drallwinkel)
Der Spitzenwinkel und der Spiralwinkel sind die entscheidensten Faktoren für die Anwendung in harte oder weiche Werkstoffe.
Zentrierung Spitzenanschliff und Ausspitzungen
Spitzenanschliff und Ausspitzungen sind die entscheidenen Faktoren für die Zentrierung im Werkstoff.
Was die Querschneide anbelangt, so wird durch die Ausspitzungen versucht, sie so weit wie möglich zu reduzieren.
Rundlaufgenauigkeit Führungsfasen und Nebenschneiden
Führungsfasen und Nebenschneiden beeinflussen die Rundlaufgenauigkeit des Spiralbohrers und die Qualität der Bohrlochwandung.
Stabilität Kern
Die Kerndicke ist das entscheidende Maß für die Stabilität des Spiralbohrers.

Grundsätzlich kannst Du Dich jedoch an Deiner Anwendung und dem Material in das Du bohren möchtest orientieren.

Schau Dir an welche Spiralbohrer angeboten werden und vergleiche die jeweiligen Merkmale und Funktionen die Du für Dein zu zerspanende Werkstoff benötigst.

Wenn Du Dich an die Angaben in der Tabelle hältst, bist Du für den Kauf eines Spiralbohrers bestens gerüstet.

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