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Das Bohren nach DIN 8580. Entwerfen, Konstruieren, Fertigen

Eine Einführung in die Fertigungstechnik

Hausarbeit (Hauptseminar) 2012 13 Seiten

Technik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitender Gedanke
1.1 Definition der Begrifflichkeit DIN:
1.2 Definition des Begriffs Fertigungsverfahren:

2.0 Gliederung der Fertigungsverfahren:
2.1 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach DIN 8580:

3. Bohren
3.1 Allgemeines
3.2 Bohrverfahren
3.3 Bohrvorgang allgemein
3.4 Bohrwerkzeuge
3.4.1 Schneidengeometrie beim Spiralbohrer
3.4.2 Spezialbohrer

4. Umsetzung in der Schule
4.1 Sicherheitsrichtlinien beim Umgang mit der Bohrmaschine

5. Schlusswort

6. Quellenverzeichnis

1. Einleitender Gedanke

Im Rahmen der Veranstaltung „Entwerfen, Konstruieren, Fertigen – Eine Einführung in die Fertigungstechnik“, beschäftigen sich das Hauptseminar des Fachbereichs Technik unteren anderem mit dem Fertigungsverfahren Trennen, wozu auch das Bohren in seiner Art zuzuordnen ist. Um einen vertieften Einblick in das „Verfahren Bohren“ zu bekommen, entschloss ich mich, mich mit diesem Thema näher zu beschäftigten.

Im Verlauf meiner Hausarbeit möchte ich den Begriff DIN zunächst näher beleuchten und die einzelnen Fertigungsverfahren aufzeigen. Anschließend möchte ich erläutern, wie der Bohrvorgang entstand und die verschiedenen Bohrverfahren darstellen. Im Weiteren versuche ich den Bohrvorgang zu klären und beschreibe wichtige Bohrwerkzeuge. Am Ende dieser Hausarbeit möchte ich erläutern, warum man das Bohren und die Bohrmaschine in der Schule einsetzen kann.

1.1 Definition der Begrifflichkeit DIN:

Das Deutsche Institut für Normung ( kurz DIN ) ist keine staatliche Instanz, sondern ist ein Verein der 1917 gegründet wurde. Sein Hauptsitz ist in Berlin. Die DIN Normen sind Regeln der Technik und dienen im allgemeinen der Rationalisierung, der Qualitätssicherung, der Sicherheit, dem Umweltschutz und der Verständigung in Wirtschaft, Wissenschaft und Technik. Fertige Normen werden alle 5 Jahre auf ihre Aktualität überprüft.

„Normung ist die planmäßige, durch die interessierten Kreise gemeinschaftlich durchgeführte Vereinheitlichung von materiellen und immateriellen Gegenständen zum Nutzen der Allgemeinheit.“[1]

1.2 Definition des Begriffs Fertigungsverfahren:

Unter der Begrifflichkeit Fertigungsverfahren versteht man die Wandlung eines Rohzustandes in einen Fertigzustand.

Die Überführung der Rohform über Werkstückzwischenformen zur Fertigform sollte in einer möglichst geringen Anzahl von Zwischenformen erfolgen.

Aufgabe der Fertigungstechnik ist es, geometrisch bestimmte feste Körper ( z.B. Werkstücke, Produkte, Halbzeuge ) mit vorgegebenen Eigenschaften durch Anwendung von verschiedenen Fertigungsverfahren herzustellen.

2.0 Gliederung der Fertigungsverfahren

Der Arbeitsablauf in der industriellen und handwerklichen Fertigung wird durch fertigungstechnische und wirtschaftliche Gesichtpunkte bestimmt.

Werkstücke werden in zahlreichen und unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt. Dieses geschieht, indem Stoffe urgeformt, umgeformt, getrennt, gefügt oder beschichtet werden oder ihre Stoffeigenschaft geändert wird. Bei der Herstellung des Werkstückes kommt es ganz individuell; auf das angewandte Verfahren betrachtet; darauf an, ob der Werkzusammenhalt erst geschaffen werden muss, ob er vermehrt oder vermindert oder ob die geometrische Form verändert werden soll.

2.1 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach DIN 8580:

Die Fertigungsverfahren werden in 6 Untergruppen eingeteilt.

Beim Trennen (vgl. Hauptgruppe 3) von Körpern, wird die Form des Werkstücks geändert. Möglichkeiten innerhalb des Trennens ergeben sich z. B. durch:

- zerteilen
- spanen mit geometrisch bestimmten (Drehen, Bohren , Sägen) und unbestimmten Schneiden (schleifen, honen, läppen)

Zum Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden zählt auch das Verfahren des Bohrens.

Auf dieses Verfahren möchte ich im weiteren Verlauf der Ausarbeitung näher eingehen.

3. Bohren

3.1 Allgemeines

Bohren geht auf eine bemerkenswerte Konstruktion zurück. Die drehende Bewegung war von den Menschen schwierig ausführbar und so entwickelte man eine Konstruktion, mit deren Hilfe man effektiver und schneller arbeiten konnte. Als Antrieb für die Bohrbewegung nutzte man einen „Schnurzug“ oder auch einen „Fidelbogenantrieb“. Mit dem Antrieb konnte man wesentlicher einfacher die Drehbewegung ausführen.

Ein wesentlicher Schritt in der Entwicklung des Bohrverfahrens lag in der Entdeckung und in der Verwendung von metallischen Werkstoffen. Durch die Entdeckung wurde der Bohrer aus Metall gefertigt, weil sich das Werkzeug nicht so stark abnutzte als andere vergleichbare Werkstoffe. Robert Stock (1891) entwickelte den ersten Versuchsbohrer und nahm 1896 die Herstellung im größeren Umfang auf. Seit dem wurde das Werkzeug ständig weiterentwickelt und verbessert.

3.2 Bohrverfahren

Das Bohrverfahren ist ein spanendes Fertigungsverfahren und gliedert sich je nach Form der erzeugenden Oberfläche nach DIN 8589 in:

Plansenken: Drehbewegung zur rechtwinkligen Planfläche

Rundbohren: Bohrvorgang zum Erzeugen einer kreiszylindrischen, koaxial zur Drehachse der Schnittbewegung gelegenen Innenfläche

Schraubbohren: dient zur Erzeugung von Innenschraubflächen (z.B. Gewinden) – Vorschubgeschwindigkeit ist mit der Gewindesteigung identisch

Profilbohren: Verfahren zur Erzeugung rotationssymmetrischer Innenflächen, die durch das Hauptschneidenprofil des Werkzeugs bestimmt sind

Formbohren: Bohrverfahren mit gesteuerter Schnitt- bzw. Vorschubbewegung zur Erzeugung von Innenflächen, die von der kreiszylindrischen Form abweichen.[2]

Grundlegend stellt der Bohrvorgang eine Schruppzerspanung dar. Mit Hilfe von Reibwerkzeugen verfeinert man die Oberfläche und ermöglicht eine genauere Maßgenauigkeit. Mit Senkwerkzeugen werden geformte oder ebene Flächen durch die vorgegebene Form des Werkzeugs hergestellt.

3.3 Bohrvorgang allgemein

Mit einer kreisförmigen Schnittbewegung unter Beeinflussung der Vorschub-bewegung führt das Werkzeug den Bohrvorgang aus. Durch den Vorschub dringen die Schneiden des Werkzeuges in das Werkstück ein.

Das Arbeitsergebnis wird wesentlich durch die Eingangsgrößen

1. Schnittgeschwindigkeit
2. Vorschub
3. Schneidstoff des Bohrers
4. Form sowie die
5. Kühlung

bestimmt. Die Wärmeentwicklung während des Bohrvorgangs wird durch die Kühlflüssigkeit und dem Werkstück selbst abgeführt. Durch die Kühlflüssigkeit wird außerdem die Reibung während des Bohrvorgangs wie auch der Verschleiß des Werkzeugs vermindert. Schneidstoff, Bohrerschneide und Werkstoff bestimmen im wesentlichen auch die Schnittgeschwindigkeit. Die erforderliche Drehzahl kann sowohl berechnet oder mit Hilfe einer Tabelle abgelesen werden. Der Vorschub des Bohrers hängt vor allem vom Bohrerdurchmesser, der Tiefe des zu bohrenden Loches und dem Bohrverfahren ab.

3.4 Bohrwerkzeuge

Der Spiralbohrer ist das am meisten angewendete Werkzeug beim Bohren „ins volle“.

3.4.1 Schneidengeometrie beim Spiralbohrer

Grundform beim Bohren ist wie bei jedem Trennverfahren der Keil. An der Spitze des Bohrers befinden sich die Hauptschneiden. Am Schneidteil befinden sich die Nebenschneiden. Für die Führung des Bohrers sorgen die Führungsfasen. Die Größe des Spanwinkels wird durch den Seitenspanwinkel gebildet. Als Spitzenwinkel wird der Winkel zwischen den Hauptschneiden bezeichnet. Durch die „Hinterschleifung dieser Schneiden ergibt sich der Freiwinkel, der es erst möglich macht, in das Werkstück mit dem Bohrer einzudringen.

Da sich die Schneideigenschaften des Bohrers durch die Größe des Seitenspanwinkels sehr stark unterscheiden, unterteil man die Bohrer in 3 Bohrertypen.

- Typ N: normale Ausführung, für metallische Werkstoffe mit normaler Festigkeit und Härte, (Seitenspanwinkel 19-40°),
- Typ H: für harte und zäh-harte oder kurzspanende metallische Werkstoffe (Seitenspanwinkel 10-19°),
- Typ W: für weiche und zähe oder auch langspanende metallische Werkstoffe
- (Seitenspanwinkel 27-45°),

Als Werkstoffe für Bohrer verwendet man Schnellarbeitsstahl und Hartmetall.

Bei Werkstücken aus gehärtetem Stahl werden Bohrer mit Hartmetallschneiden eingesetzt. Um allgemein den Verschleiß zu verringern, werden Bohrer aus Schnellarbeitsstahl mit einer Titannitridschicht beschichtet. Diese Schicht verhindert eine zu große Wärmeübertragung auf das Werkzeug während des Bohrvorgangs.

[...]


[1] DIN 820 Teil 1 Deutsches Institut für Normung e.V. ( www.DIN.de )

[2] sinnlich entnommen: Fritz/Schulte: Fertigungstechnik

Details

Seiten
13
Jahr
2012
ISBN (eBook)
9783668217348
ISBN (Buch)
9783668217355
Dateigröße
1.7 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v321234
Institution / Hochschule
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg – Institut für technische Bildung
Note
Schlagworte
bohren entwerfen konstruieren fertigen eine einführung fertigungstechnik

Autor

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