Bohrer-Drehzahlrechner

Bohren: das Werkzeug, das in der Mitte mit null Geschwindigkeit schneidet

Ein Bohrer ist seltsamer, als er aussieht. Die äußeren Ecken laufen mit voller Schnittgeschwindigkeit, die Mitte des Bohrers dagegen mit null — der eigentliche Mittelpunkt der Spitze kann überhaupt nicht schneiden, er drückt den Werkstoff unter enormem Druck nur seitlich weg. Diese tote Zone heißt Querschneide, und sie erklärt das meiste von dem, was beim Bohren schiefgeht. Sie ist der Grund, warum ein großer Bohrer so viel Vorschubkraft braucht, warum er auf einer gewölbten oder unebenen Fläche verläuft und warum sich die hier berechnete Drehzahl auf den Außendurchmesser bezieht: Nur dort schneidet das Werkzeug wirklich.

Warum die Vorbohrung ab einer bestimmten Größe keine Kür mehr ist

Weil die Querschneide nicht schneidet, verwendet ein großer Bohrer einen erheblichen Teil seiner Kraft darauf, Werkstoff aus dem Weg zu drücken. Eine Vorbohrung beseitigt genau dieses Problem: Bohren Sie zuerst mit einem Durchmesser etwa in Höhe der Querschneidenbreite — bei den meisten Standardbohrern sind das rund 15 bis 20 % des Enddurchmessers —, und der große Bohrer braucht plötzlich weit weniger Vorschubkraft, verläuft weniger und erzeugt eine rundere Bohrung. Übertreiben Sie es aber nicht in die andere Richtung: Ist die Vorbohrung breiter, als die Bohrerspitze überspannen kann, greifen die äußeren Ecken ohne Abstützung an, und der Bohrer zieht sich ein — besonders in Messing und anderen kurzspanenden Werkstoffen.

Spanabfuhr — und warum die Tiefe alles verändert

Beim Fräsen fällt der Span weg. Beim Bohren muss er durch die Spannuten am Werkzeug vorbei wieder nach oben, durch eine Bohrung voller Wärme, und alles an einer tiefen Bohrung erschwert das. Bis etwa drei Durchmesser Tiefe können Sie in der Regel in einem Zug durchbohren. Darüber hinaus beginnen die Späne zu stopfen, und gestopfte Späne sind die direkte Ursache der meisten Bohrerbrüche: Die Nuten füllen sich, der Span kommt nicht mehr heraus, der Druck steigt, das Werkzeug klemmt fest. Entspanungsbohren — regelmäßiges Zurückziehen zum Freimachen — ist die Standardantwort, und ab etwa fünf Durchmessern wird es zur Pflicht statt zur Vorsichtsmaßnahme. Nehmen Sie den Vorschub mit zunehmender Tiefe zurück und schauen Sie sich an, was herauskommt: lange, zusammenhängende Spiralen bedeuten, dass es gut läuft, Staub oder kurze Bruchstücke bedeuten, dass die Schneide stumpf ist oder reibt.

Warum Edelstahl so viel langsamer läuft als Baustahl

Edelstahl ist nicht einfach nur härter — er verfestigt sich kalt. Verformen Sie seine Oberfläche, ohne sauber hindurchzuschneiden, wird der Werkstoff unmittelbar unter dem Werkzeug deutlich härter, als er einen Augenblick zuvor war. Beim Bohren ergibt das einen Teufelskreis: Eine stumpfe Schneide oder ein zögerlicher Vorschub reibt statt zu schneiden, die Oberfläche verfestigt sich, die verfestigte Schicht setzt der Schneide noch mehr entgegen, und binnen Sekunden poliert der Bohrer eine verglaste Stelle, in die er nicht mehr hineinkommt. Edelstahl will deshalb eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit, aber einen festen, entschlossenen Vorschub — der häufigste Fehler ist, nachzulassen, sobald es schwer wird, und das ist genau die falsche Reaktion. Durch die Randschicht hindurch und weiter.

Der Durchbruch — der Moment, in dem die Bohrung fast fertig ist

Der letzte Bruchteil eines Millimeters, bevor der Bohrer austritt, ist der kritische. Der Werkstoff vor der Spitze ist jetzt eine dünne, nicht abgestützte Membran, der Bohrer will sich hindurchziehen, und an einer Ständerbohrmaschine zeigt sich das als Greifen, als hochgerissenes Werkstück oder als ausgefranster Austritt. Nehmen Sie den Vorschub zurück, während Sie sich dem Durchbruch nähern, und wenn die Austrittsfläche zählt, spannen Sie eine Opferunterlage hinter das Werkstück, damit der Bohrer in diese austritt statt ins Leere. Bei dünnem Blech ist es noch schlimmer, weil die Bohrerspitze durchstoßen kann, bevor die äußeren Ecken die Bohrung fertig geschnitten haben — es bleibt ein dreieckiger Ausriss. Genau dafür gibt es Stufenbohrer und Anschliffe speziell für Blech.

Die Späne lesen — und wann die berechnete Zahl falsch ist

Diese Werte setzen einen scharfen Standardbohrer, eine vernünftige Aufspannung und etwas Kühlung voraus. Die Späne sagen Ihnen binnen Sekunden, ob diese Annahme trägt. Zwei gleichmäßig herauslaufende, glatte Spiralen bedeuten, dass Drehzahl und Vorschub im Gleichgewicht sind. Blaue oder braune Späne bedeuten zu viel Wärme, meist aus einer zu hohen Drehzahl. Staub oder Pulver bedeutet, dass die Schneide reibt statt zu schneiden und irgendetwas stumpf ist. Ein quietschendes Geräusch sagt dasselbe, nur dringlicher. Und seien Sie ehrlich zum Bohrer selbst: Ein nachgeschliffener Bohrer mit ungleich langen Schneiden bohrt Übermaß, weil eine Schneide die ganze Arbeit macht, und das kann kein Rechner der Welt ausgleichen.

So wird die Bohrerdrehzahl berechnet

Jeder Werkstoff hat eine bevorzugte Schnittgeschwindigkeit (Vc, in Metern pro Minute) — wie schnell sich die Schneide des Bohrers durch das Material bewegen soll. Die Spindeldrehzahl ergibt sich aus dem Bohrerdurchmesser: n = (Vc × 1000) / (π × Ø). Deshalb dreht sich ein 3-mm-Bohrer im gleichen Werkstoff viel schneller als ein 20-mm-Bohrer: Die Schneide des kleinen Bohrers legt pro Umdrehung eine viel kürzere Strecke zurück.