Wie Sie in 3 Schritten richtig in Metall Bohren
Das richtige Bohren in Metall und Edelstahl gehört zu einer der Königsdisziplinen in der Metallverarbeitung.
Viele Heimwerker und Hobbyanwender sind beim Bohren in Metall und Edelstahl erst einmal abgeschreckt, weil Ihnen im Umgang mit den Werkstoffen die Erfahrung fehlt. Wenn man jedoch einige wenige Regeln der Metallbearbeitung beachtet ist es gar nicht so schwierig.
In diesem Beitrag möchten wir Ihnen in 3 Schritten zeigen wie Sie richtig in Metall bohren. Dabei schauen wir uns folgendes näher an:
- Vorbereitung auf das Bohren in Metall
- Schritt 1: Auswahl des richtigen Metall-Spiralbohrers
- Schritt 2: Richtige Schnittgeschwindigkeit beim Bohren in Metall wählen
- Schritt 3: Anleitung zum Bohren in Metall
Vorbereitung auf das Bohren in Metall
Um richtig und sicher in Metall zu bohren, sollten Sie einige Vorbereitungen treffen. Ein wichtiger Aspekt sind hier die Sicherheitshinweise. Beim Bohren in Metall entstehen sehr lange Späne an denen Sie sich leicht verletzen können. Tragen Sie bitte deswegen eine Schutzbrille, um Ihre Augen vor Metallspäne zu schützen. Auf der anderen Seite, sollten Sie keine Handschuhe tragen. Bei rotierenden Maschinen sollte Sie grundsätzlich darauf verzichten. Weite Kleidung gilt es ebenso zu vermeiden. Lange Haare sollten festgebunden werden. Überprüfen Sie vor der eigentlichen Arbeit immer Ihre Werkzeuge und Maschinen.
- Tragen einer Schutzbrille
- Keine Handschuhe
- Keine weite Kleidung
- Haare festbinden
- Überprüfung des Werkzeuges
Siehe Bild: Metall-Spiralbohrer, Edelstahlplatte mit Bohrlöchern und Metallspäne
1. Schritt: Auswahl des richtigen Bohrers
Für die meisten Metallarten (Eisen, unlegierter Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing oder Zink) benutzt man einen Bohrer aus Hochleistungsschnellstahl (HSS). Man unterscheidet rollgewalzte und geschliffene Spiralbohrer bzw. HSS-Bohrer mit unterschiedlicher Güte.
Rollgewalzte HSS-Bohrer
Rollgewalzte Bohrer: Bei der Herstellung werden die Rohlinge erwärmt und anschließend die Wendel geformt. Das Verfahren ist schnell und somit kostengünstig, das Gefüge des Materials bleibt erhalten. Normalerweise sind rollgewalzte Bohrer schwarz brüniert und oft wird die Kurzbezeichnung HSSR verwendet. Das R steht für rollgewalzt.
Geschliffene HSS-Bohrer
Geschliffene Bohrer: Bei der Herstellung werden die Rohlinge nach dem Härten aus dem vollen Material geschliffen. Das dauert länger, aber der Fertigungsprozess führt zu einem besseren Ergebnis hinsichtlich der Rundlaufgenauigkeit und der Präzision des Außendurchmessers. Deshalb ist dieser Typ teurer. Er wird meistens in blanker Ausführung angeboten und mit dem Kurzzeichen HSSG oder HSS-G versehen. Das G steht für geschliffen. Zusätzliche Beschichtungen werden an dem Kürzel angehangen, wie beispielwiese HSSG TiN.
HSSE-G Bohrer für Edelstähle
HSSE- Bohrer sind geschliffene Metallbohrer mit einem zusätzlichen Anteil von 5% Kobalt. Edelstähle sind härter als normale Stähle. Hier kommt besser ein kobaltlegierter oder TiN beschichteter Spiralbohrer zum Einsatz, da bei den anderen Typen die Bohrerspitze schnell ausglühen kann und diese somit unbrauchbar wird. Bei den TiN (Titan Nitrid) beschichteten Spiralbohrern handelt es sich um geschliffene Spiralbohrer, welche im PVD Verfahren bei Temperaturen zwischen 200-500° beschichtet werden. Dabei verleiht diese Schicht eine höhere Härte sowie bessere Temperaturbeständigkeit und schützt somit den Spiralbohrer vor dem schnellen Verschleiß. Die kobaltlegierten Spiralbohrer enthalten im Material meistens 5% Kobalt (Bezeichnung HSSE oder HSS Co 5) oder 8% Kobalt (Bezeichnung HSSE-Co 8) . Die Legierung verleiht dem Material höhere Standzeit, Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit.
Unsere Empfehlung für das Bohren in Metall und Edelstahl:
- Unlegierte Stähle, niedriglegierte Stähle bis 800 N/mm² Festigkeit, Eisen, Aluminium, Kupfer, Messing oder Zink benutzen Sie einen Metallspiralbohrer HSSG mit einem Spitzenwinkel von 135 Grad
- Für Edelstähle (rostfreier Stahl) hingegen, sollten Sie einen Metallspiralbohrer HSSG TiN oder Kobalt mit einem Spitzenwinkel von 135 Grad zur Zerspanung benutzen.
Wenn Sie mehr zu den unterschiedlichen Bohrerarten mit den Spanwinkel Typ, Typ H und Typ W sowie den Beschichtungen erfahren wollen, haben wir separat einen Blogbeitrag für Sie zusammengestellt. Metall-Spiralbohrer: https://gewindeaufschneider.de/blog/3-facts-ueber-metall-spiralbohrer/
2. Schritt: Richtige Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl beim Bohren in Metall wählen
Die richtige Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl sind beim Bohren in Metall wichtige Faktoren. Sie sind abhängig von dem Bohrdurchmesser, den man bohren möchte. Drehzahl und Schnittgeschwindigkeit für Bohrer HSS in DIN 338, 340 und 345:
- Drehzahl = n (Umdrehung pro Minute U/min)
- Schnittgeschwindigkeit = Vc (Meter pro Minute m/min)
- Pi = ¶ = 3,141592654
- Durchmesser = d (Durchmesser in mm)
Formel Schnittgeschwindigkeit:
- Schnittgeschwindigkeit = (3,14 x Durchmesser x Drehzahl)/ 1000
- Vc = (¶ x d x n)/ 1000
Formel Drehzahl:
- Drehzahl = (Schnittgeschwindigkeit x 1000) / (Durchmesser x 3,14)
- n = (Vc x 1000) / (d x ¶)
Keine Sorge, um Ihnen das Handling zu vereinfachen haben wir Ihnen Tabellen zur Hilfe bereitgestellt und ein Beispiel eingefügt.
Auswahl der richtigen Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl anhand unserer Tabellen
Zunächst müssen Sie die richtige Schnittgeschwindigkeit auswählen. Sie wird bestimmt durch den Werkstoff, der bearbeitet wird. Zur Vereinfachung haben wir Ihnen in der Tabelle: Schnittgeschwindigkeit / Werkstoff bereits Richtwerte für Schnittgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Werkstoffen hinterlegt. Bitte wählen Sie zunächst die Schnittgeschwindigkeit für Ihren Werkstoff aus.
Praktisches Beispiel:
Bespielweise Sie möchten ein Loch in St37 bohren. St37 ist ein unlegierter Baustahl und Sie haben jetzt die Wahl einen Spiralbohrer HSS, Spiralbohrer HSS beschichtet oder einen HM Hartmetall zu verwenden. Sie haben aber in Ihrer Werkstatt nur einen beschichteten Spiralbohrer HSSE TiN zur Hand. Dann beträgt die Schnittgeschwindigkeit (m/min) fürs Bohren 28 Meter pro Minute (m/min). Diesen Wert können Sie jetzt in die Formel für die Drehzahl einsetzen.
Anschließend können Sie in der 1. Tabelle in der linken Spalte die Drehzahl ablesen, die bei der Schnittgeschwindigkeit und bei Ihrem Bohrdurchmesser ausgewählt werden muss.
Die 2. Tabellen finden Sie im Anschluss:
1. Tabelle: Schnittgeschwindigkeit / Werkstoff
Schnittgeschwindigkeit (m/min) | |||||
Material | Bespiel-Material | Schneidstoff
Spiralbohrer |
Bohren | Reiben | Gewindebohren |
Unlegierter Baustahl | St37 | HSS | 25 | 10 | 10 |
HSS beschichtet | 28 | 12 | 12 | ||
HM Hartmetall | 100 | 30 | 8 | ||
Edelstahl bzw. rostfreier Edelstahl | V2A | HSS | 8 | 4 | 5 |
HSS beschichtet | 10 | 6 | 5 | ||
HM Hartmetall | 30 | 12 | 10 | ||
Baustahl | C45 | HSS | 18 | 2 | 10 |
HSS beschichtet | 20 | 8 | – | ||
HM Hartmetall | 60 | 20 | – | ||
Grauguss | GG25 | HSS | 18 | 6 | 12 |
HSS beschichtet | 22 | 8 | – | ||
HM Hartmetall | 60 | 20 | – | ||
Aliminium | AlCuSi | HSS | 40 | 20 | 15 |
HSS beschichtet | 50 | 25 | 18 | ||
HM Hartmetall | – | – | – | ||
Messing | Ms57 | HSS | 40 | 20 | 15 |
HSS beschichtet | 50 | 25 | 18 | ||
HM Hartmetall | – | – | – | ||
2. Tabelle: Drehzahl / Schnittgeschwindigkeit und Durchmesser / Schnittgeschwindigkeit
Schritt 3: Anleitung zum Bohren in Metall
An dieser Stelle kommen wir endlich zum eigentlichen Bohren in Metall. Wir haben Ihnen hierzu eine Schritt-für-Schritt Anleitung zusammengestellt. Ärmel hoch und los geht‘s!
Welche Werkzeuge benötige ich zum Bohren in Metall?
- Schutzbrille
- Werkstück, beispielweise eine rostfreie Edelstahlplatte V4A
- Körner und Hammer
- Metall-Spiralbohrer bzw. HSS-Bohrer
- Schraubstock bzw. Maschinenschraubstock
- Ständerbohrmaschine oder Akku-Bohrmaschine mit Drehmomentregler
- Senker oder Entgrater
- Bohröl, Schneidöl, Emulsion, Kühlmittel oder Schmiermittel
In Metall bohren – die Anleitung
1. Ankörnen: Es ist ratsam, mit einem Körner die Stelle, an der die Bohrung vorgenommen werden soll, anzukörnen. Damit verhindern Sie ein Wegrutschen des Bohrers beim Bohrbeginn, wenn Sie den Bohrer auf den Körnerpunkt setzen.
2. Spannen Sie das Werkstück fest und sicher in den Schraubstock.
3. Setzen Sie die Schutzbrille auf.
4. Jetzt können wir den Spiralbohrer mit dem Zylinderschaft / Rundschaft in das Dreibackenfutter einspannen. Schieben Sie dazu den Bohrer ganz in das geöffnete Backenfutter ein, damit der Bohrer aufsitzt. So kann er später beim Bohrvorgang nicht nach hinten durchrutschen. Jetzt schließen Sie das Backenfutter und ziehen es mit dem entsprechenden Werkzeug (Bohrfutterschlüssel) fest. Überprüfen Sie den festen und geraden Sitz des Bohrers, bevor Sie den Bohrvorgang starten.
5. Stellen Sie nun bei Ihrer Bohrmaschine die entsprechende Drehzahl ein. Dazu sollten Sie die Bedienungsanleitungen Ihres jeweiligen Geräteherstellers zur Hand nehmen.
Schalten Sie die Maschine ein, bevor Sie auf das Material treffen, und bohren Sie bis die Spitze eingetaucht ist. Dann geben Sie wieder etwas Bohröl hinzu. Sollten Sie ein Durchgangsloch bohren, ist es wichtig, vor dem Durchstoßen den Druck auf den Bohrer (Vorschub) zu verringern und vorsichtig die letzten Millimeter durchzubohren.
Größere Bohrlöcher sollten in mehreren Schritten gebohrt werden. Zunächst wird mit einem kleineren Bohrer vorgebohrt. Wenn Sie dann mit einem größeren Bohrer weiterbohren, ist besondere Vorsicht geboten: Der Bohrer neigt dazu, sich in das Material hineinzuziehen. Das Werkstück muss deshalb besonders gut gesichert sein.
6. Nach Ende des Bohrvorgangs sollten Sie die Späne mit Hilfe eines Pinsels entfernen.
7. Schlussendlich werden die Lochränder des Bohrlochs noch mit einem Senker entgratet.
Fertig!
Weitere Hinweise, Tipps und Tricks beim Bohren in Metall
- Wie bereits erwähnt sollten die größeren Bohrdurchmesser mit einem kleineren Durchmesser vorgebohrt werden.
- Bei dünnen Blechen empfehlen wir statt eines Spiral-Bohrers eher einen Stufenbohrer zu verwenden.
- Beim Bohren mit einem Akku-Bohrschrauber in Metall sollten Sie besonders vorsichtig sein. Um Verletzungen zu vermeiden sollten Sie einen Akku-Bohrschrauber mit Drehmomentregler benutzen und die Schlagfunktion ausschalten. Dazu einfach nach „FEIN Akku-Bohrschrauber“ in der Suchmaschine suchen.
- Bohren Sie in Metalle immer mit geringem Vorschub und niedriger Drehzahl.
- Edelstahl ist nicht gleich Edelstahl: Da Edelstahl eine Zusammensetzung aus diversen Metallgemischen ist, kann das Material schon einmal unterschiedlich reagieren. Unter dem Namen Edelstahl gibt es ca. 120 verschiedene Sorten. Je nach Legierung können die Sorten folgendes aufweisen: mindestens 10,5% Chrom, Nickel, Molybdän, Titan, Niob, Stickstoff und Schwefel. Bekannte Handelsnamen für Edelstahl sind unter anderem: V2A, V4A, Inox, Cromargan, Remanit, Nirosta, etc. Achten Sie besonders bei asiatischen Zukäufen auf ein sicheres Arbeiten.
- Spiralbohrer unterscheiden sich auch am Schaft. Benutzen Sie Bohrer mit Rundschaft für die Ständerbohrmaschine. Wenn Sie mit einem Akku-Bohrschrauber bohren wollen, sollten Sie auf Bohrer mit einem Dreiflächenschaft zurückgreifen, da dieser im Bohrfutter nicht durchrutscht.
Handbuch Bohren
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