CNC-Bohrdienstleistungen für präzise Bohrungen mit großem Durchmesser

Das CNC-Bohren wird in erster Linie eingesetzt, um die Präzision des Lochdurchmessers zu verbessern, die Koaxialität und Positionsgenauigkeit zu erhöhen, die Rundheit und Oberflächenqualität zu verbessern und geometrische Korrekturen bei großen Durchmessern oder tiefen Bohrungen durchzuführen. Im Vergleich zum einfachen Bohren oder Reiben bietet das Bohren größere Vorteile bei großen Bohrungen, hohen Anforderungen an die geometrische Genauigkeit und größeren Tiefen.

Geeignete Werkstücke und typische Anwendungsfälle für das CNC-Bohren:

1. Große Gehäuse: z. B. Getriebe, Werkzeugmaschinenbetten, Kompressorgehäuse, Pumpenkörper, Ventilkörper.
2. Motor- und Antriebskomponenten: Zylinderblöcke, Lagersitzbohrungen, Kurbelwellenlagerbohrungen.
3. Hydraulik- und Pneumatiksysteme: Hydraulikzylinder, Ventilblöcke, Verteilerbohrungssysteme.
4. Formen und Vorrichtungen: Führungsbohrungen für Formaufnahmen, Passbohrungen, hochpräzise Einsteckbohrungen.
5. Präzisionspassbohrungen: Lagersitze, Buchsen mit Press-/Spielpassungen, Passstiftbohrungen.
6. Bohrungen, die anschließend gehont oder mit Buchsen eingepresst werden müssen: werden als vorläufige geometrische Endbearbeitung verwendet.

Ausrüstung und Bearbeitungskonfigurationen:

1. Horizontalbohrwerk (HBM): geeignet für große Werkstücke und die Mehrflächen-Lochbearbeitung.
2. Bearbeitungszentren (vertikal/horizontal): in Kombination mit einstellbaren Bohrköpfen für Feinbohrungen und die Bearbeitung von Verbundflächen.
3. Spezielle CNC-Bohrmaschinen: für hochstabile Tiefbohrungen oder Bohrungssysteme mit hoher Koaxialität.
4. Dreh-Fräszentren: Verwendung von exzentrischen Bohrwerkzeugen oder angetriebenen Revolvern, um Lochkorrekturen und umgebende Merkmale in einer Aufspannung zu erzielen.

Werkzeug- und Werkstückspannsysteme:

1. Grobbohrwerkzeuge: hohe strukturelle Steifigkeit, zum Entfernen großer Aufmaße.
2. Feinbohrköpfe: Radiale Einstellmechanismen im Mikrometerbereich für präzise Dimensionierung.
3. Einstellbare, ausgewuchtete Bohrköpfe: Reduzieren exzentrische Schwingungen durch Gegengewichte oder automatische Einstellung.
4. Gedämpfte (vibrationsfreie) Bohrstangen: für die Bearbeitung mit langen Auskragungen (Tiefbohrungen) zur Reduzierung von Rattern und Maßabweichungen.
5. Kombinationsbohrwerkzeuge: integrierte Bearbeitung für mehrstufige Bohrungen, Stufenbohrungen und Fasen.
6. Einsatzwerkstoffe: beschichtetes Hartmetall (TiAlN, AlTiN, CVD-Beschichtungen), CBN (für gehärtete Stähle), PKD (für Al-Si-Legierungen).
7. Werkstückaufnahme: Präzisionsspannfutter, hydraulische/Wärmeschrumpfhalter, modulare Haltersysteme zur Gewährleistung geringer Rundlaufabweichungen und Stabilität.

Referenz-Prozessablauf für CNC-Bohren:

1. Zeichnungsprüfung: Bestätigung der Bohrungstoleranz, geometrischen Anforderungen (Koaxialität, Position, Rundheit, Rechtwinkligkeit), nachfolgender Prozesse (Reiben/Buchsen/Honen).
2. Festlegen der Bezugspunkte: Festlegen der Spannbezugspunkte und der Bearbeitungsreihenfolge; zuerst die Bezugspunkte (Flächen, Bohrungen) bearbeiten, die sich auf die nachfolgende Positionierung auswirken.
3. Vorbearbeitung: Bohren oder Belassen einer angemessenen Aufmaßmenge auf gegossenen/geschmiedeten Rohlingen, in der Regel eine Gesamtaufmaßmenge von 0,3 bis 1,5 mm, je nach Bohrungsdurchmesser.
4. Grobbohren: Entfernen Sie den Aufmaß in Schichten, kontrollieren Sie die Schnitttiefe und den Vorschub, um Wärmekonzentration und Wandrisse zu vermeiden.
5. Halbfertigbohren (optional): Bohrung auf Endmaß bringen und Geometrie stabilisieren, um Fehler beim Feinbohren zu reduzieren.
6. Feinbohren: Geringe Schnitttiefe und gleichmäßiger Vorschub; Verwendung von Werkzeug-Feineinstellung und Programmkompensation, um die endgültige Größe zu erreichen.
7. In-Process-Messung: Verwenden Sie Tastsonden oder externe Messgeräte (Innenmikrometer, Luftmessgeräte), um Größe und Position zu überprüfen; wenden Sie bei Bedarf eine Werkzeugkompensation an.
8. Sekundäre Bearbeitungen (optional): Reiben, Honen, Glätten, Einpressen von Buchsen oder Gewindeschneiden.
9. Reinigung und Entgraten: Entfernen Sie Späne und Grate im Inneren der Bohrung, um die Passgenauigkeit sicherzustellen.
10. Endkontrolle und Aufzeichnungen: Erfassen Sie Abmessungen, geometrische Genauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit im Qualitätsnachverfolgungssystem.

Wichtige Prozessparameter für das CNC-Bohren:

1. Spindeldrehzahl: basierend auf Bohrungsdurchmesser und Werkzeugmaterial; beim Grobbohren werden in der Regel niedrige bis mittlere Drehzahlen verwendet, beim Feinbohren entsprechend höhere Drehzahlen für eine bessere Oberflächengüte (z. B. Hunderte bis Tausende von Umdrehungen pro Minute, je nach Durchmesser).
2. Vorschubgeschwindigkeit: höher für das Grobbohren (z. B. 0,1 bis 0,3 mm/U), niedriger für das Feinbohren (z. B. 0,02 bis 0,12 mm/U).
3. Schnitttiefe pro Durchgang: Grobbohren 0,5 mm bis 2,0 mm; Feinbohren in der Regel 0,05 mm bis 0,25 mm pro Durchgang.
4. Kühlung: Hochdruck- oder gezielte Kühlung zur Spanabfuhr und Temperaturregelung; für Aluminium und klebrige Werkstoffe ist eine reibungslose Spanabfuhr sicherzustellen.
5. Werkzeugrundlaufkontrolle: Radialrundlauf vor Feinbohren prüfen (übliche Anforderung ≤ 0,01 mm, strenger je nach Toleranz).
6. Strategie zur Schwingungsdämpfung: Reduzieren Sie den Vorschub und die Tiefe bei langen Auskragungen; verwenden Sie gedämpfte Bohrstangen und angemessene Auskragungsverhältnisse (in der Regel ist eine Auskragung ≤6D leichter zu kontrollieren).

Qualitätskontrolle und Prüfung:

1. Maßprüfung: Innenmikrometer, Luftmessgeräte und CMM für die Stichprobenprüfung und Endkontrolle kritischer Bohrungen.
2. Geometrische Prüfung: Koaxialität, Rundheit, Rechtwinkligkeit mit Rundheitsmessgeräten, CMM oder Rotationsmesssystemen.
3. Oberflächenqualität: Messen Sie Ra/Rz mit einem Rauheitsmessgerät; überprüfen Sie die Bohrungswände auf Brandspuren, Werkzeugspuren und Rattern.
4. SPC und Datenerfassung: Verfolgung von Maßtrends und Werkzeugverschleißkurven in der Massenproduktion, um Ausgleichsmaßnahmen vorwegzunehmen.
5. Rückverfolgbarkeitsdokumente: Archivierung von Material- und Wärmebehandlungschargen, Bearbeitungsparametern und Messberichten.

Vergleich von CNC-Bohren mit anderen Bohrverfahren:

1. Bohren: hohe Effizienz bei der Herstellung von Bohrungen, jedoch eingeschränkt in Bezug auf Positionskorrektur und geometrische Genauigkeit; wird häufig vor dem Bohren eingesetzt.
2. Reiben: verbessert Größe und Oberfläche, hat jedoch eine schwache Positionskorrekturfähigkeit; wird häufig zur Endbearbeitung nach dem Bohren verwendet.
3. Bohren: Konzentriert sich auf geometrische Korrektur und hochpräzise Dimensionierung; geeignet für große Bohrungen und hohe Anforderungen an die geometrische Genauigkeit.
4. Honen: erzielt eine sehr geringe Rauheit und eine geringfügige geometrische Korrektur, wird häufig nach dem Bohren durchgeführt.
5. Glätten (Verfestigung der Bohrungsoberfläche): verbessert die Oberflächenhärtung und -beschaffenheit; erfordert zuvor eine stabile Bohrungsgeometrie.

Anwendungsbeispiele für CNC-Bohren:

1. Baumaschinen und Schwermaschinen: große Sockel, Ausrichtungsbohrungen für Gehäuse und Lagersitzbohrungen.
2. Energie und Chemie: Pumpengehäuse, Kompressorgehäuse, Ventilkörper-Bohrungssysteme.
3. Automobil- und Motorenbau: Hauptlagerbohrungen in Zylinderblöcken, Nockenwellenlagersitze.
4. Luft- und Raumfahrt: Geometrische Korrektur von hochpräzisen Bauteilen und Mechanikbohrungen.
5. Formen und Präzisionswerkzeuge: Führungsbolzenbohrungen, Passbohrungen und Vorbohrungen für Kühlkanäle.
6. Hydrauliksysteme: Ventilblöcke, Ölkanalbohrungen, Vorbohrungen für mehrflächige Schnittbohrungen.