Warum ist Reiben genauer als Bohren?
Einführung
Bohren und Reiben sind gängige Bearbeitungsprozesse, die in verschiedenen Branchen wie der Fertigung, der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt werden. Während beim Bohren mit einem rotierenden Schneidwerkzeug Löcher in ein Werkstück gebohrt werden, handelt es sich beim Reiben um einen sekundären Arbeitsgang, der dem Bohren folgt, um die Genauigkeit und Präzision des Lochs zu verbessern. Das Hauptziel dieses Artikels besteht darin, zu untersuchen, warum das Reiben als genauer gilt als das Bohren und welche Faktoren dazu beitragen.
Die Grundlagen des Bohrens
Bohren ist ein grundlegender Bearbeitungsvorgang, bei dem mit einem rotierenden Bohrer Löcher unterschiedlicher Größe in ein Werkstück gebohrt werden. Der Bohrer verfügt typischerweise über zwei Schneidkanten, die Material abtragen, während er sich dreht und in das Werkstück vordringt. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung von Durchgangslöchern verwendet, die im Vergleich zu geriebenen Löchern weniger Präzision und Genauigkeit erfordern.
Die Rolle des Reibens
Reiben ist ein Bearbeitungsvorgang, der auf das Bohren folgt und darauf abzielt, die Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Geradheit des Bohrlochs zu verbessern. Dabei wird eine Reibahle verwendet, ein Schneidwerkzeug mit mehreren Rillen, um eine kleine Menge Material von den Lochwänden zu entfernen. Das Reiben trägt dazu bei, den gewünschten Lochdurchmesser zu erreichen und stellt sicher, dass er konzentrisch zum Bohrloch ist.
Faktoren, die zur Genauigkeit des Reibens beitragen**
1. **Werkzeugdesign: Reibahlen wurden speziell für die Herstellung genauer und präziser Löcher entwickelt. Sie verfügen über eine einzigartige Geometrie, die einen kontrollierten Materialabtrag und eine geringere Abweichung von den gewünschten Abmessungen ermöglicht. Die Spannuten einer Reibahle helfen dabei, Späne aus der Bohrung abzuleiten, wodurch das Risiko einer Werkzeugablenkung verringert und die Genauigkeit verbessert wird.
2. Verbesserte Stabilität: Im Vergleich zum Bohren bietet das Reiben eine verbesserte Stabilität beim Schneidvorgang. Das bereits gebohrte Loch dient als Führung für die Reibahle und minimiert so das Risiko einer Abweichung. Die Stabilität, die das anfängliche Loch bietet, verringert das Risiko von Vibrationen und führt zu einem präziseren Finish.
3. Kontrollierter Materialabtrag: Durch das Reiben wird eine kleine Menge Material aus dem Loch entfernt, wodurch eine präzise Kontrolle des Durchmessers gewährleistet wird. Aufgrund des langsamen und gleichmäßigen Vorgangs führt das Reiben zu einer geringeren Materialverformung und einer besseren Rundheit. Dieser kontrollierte Materialabtrag trägt zur verbesserten Genauigkeit des Reibens bei.
4. Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit: Zusätzlich zur Genauigkeit kann das Reiben die Oberflächengüte einer Bohrung erheblich verbessern. Die mehreren Schneidkanten der Reibahle tragen dazu bei, die Rauheit der Lochwände zu reduzieren, was zu einer glatteren Oberfläche führt. Diese verbesserte Oberflächenbeschaffenheit ist in Branchen von entscheidender Bedeutung, in denen es um Dichtungs- oder Lagerflächen geht.
5. Kompensation der Werkzeugdurchbiegung: Während des Bohrvorgangs kommt es aufgrund der Schnittkräfte häufig zu einer Durchbiegung des Bohrers. Diese Ablenkung kann zu Ungenauigkeiten beim Lochdurchmesser, der Geradheit und der Positionierung führen. Durch Reiben wird die Werkzeugabweichung durch Entfernen des überschüssigen Materials ausgeglichen, was zu einer genaueren Bohrung führt.
Anwendungen des Reibens**
1. **Präzisionsbearbeitung: Reiben wird häufig in hochpräzisen Bearbeitungsvorgängen eingesetzt, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilherstellung. Diese Branchen benötigen äußerst präzise Löcher für Komponenten wie Motorblöcke, Turbinenschaufeln und Flugzeugstrukturen. Das Reiben gewährleistet die erforderliche Präzision und Oberflächengüte für diese kritischen Anwendungen.
2. Metallbearbeitung: Reiben wird in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt, um enge Toleranzen für Teile zu erreichen, die ein hohes Maß an Genauigkeit erfordern. Dazu gehören Anwendungen wie Zahnräder, Wellen und Lager. Das Reiben gewährleistet den richtigen Sitz und die Funktionalität dieser Komponenten, reduziert den Verschleiß und verbessert die Gesamtleistung.
3. Lochgröße: Reiben ist die bevorzugte Methode zur Lochgrößenbestimmung, insbesondere wenn bestimmte Toleranzen eingehalten werden müssen. Durch den kontrollierten Materialabtrag und die Genauigkeit des Reibens eignet es sich zum Erstellen von Löchern mit präzisen Durchmessern und gewährleistet so eine ordnungsgemäße Passung der zusammenpassenden Komponenten.
4. Empfindliche Materialien: Bei der Arbeit mit empfindlichen Materialien wie Verbundwerkstoffen oder spröden Materialien wie Keramik wird das Reiben häufig dem Bohren vorgezogen. Der kontrollierte Schneidvorgang beim Reiben verringert das Risiko von Materialschäden und stellt die Integrität des Werkstücks sicher.
Einschränkungen beim Reiben
Während das Reiben gegenüber dem Bohren mehrere Vorteile bietet, ist es wichtig, auch seine Einschränkungen zu berücksichtigen. Zu den wichtigsten Einschränkungen gehören:
1. Erhöhte Kosten: Reiben ist ein sekundärer Vorgang, der ein zusätzliches Schneidwerkzeug (Reibahle) und Rüstzeit erfordert. Dies erhöht die Gesamtkosten der Bearbeitung im Vergleich zum Bohren allein.
2. Begrenzte Anwendung: Das Reiben ist am effektivsten, wenn es an vorgebohrten Löchern durchgeführt wird. Es ist möglicherweise nicht geeignet oder effizient, Löcher von Grund auf zu erstellen. In solchen Fällen ist Bohren die praktischere und kostengünstigere Wahl.
3. Längere Vorlaufzeit: Da das Reiben ein zusätzlicher Arbeitsgang ist, erhöht es die gesamte Produktionsdurchlaufzeit. In Situationen, in denen eine schnelle Abwicklung erforderlich ist, ist dies möglicherweise nicht möglich.
Abschluss
Reiben gilt aufgrund verschiedener Faktoren wie Werkzeugdesign, Stabilität, kontrollierter Materialabtrag, Verbesserung der Oberflächengüte und Kompensation von Werkzeugablenkungen als genauer als Bohren. Es handelt sich um einen entscheidenden Vorgang bei der Präzisionsbearbeitung, Metallbearbeitung und bei Anwendungen, bei denen enge Toleranzen und hohe Genauigkeit unerlässlich sind. Auch wenn das Reiben seine Grenzen hat, rechtfertigen seine Vorteile seinen Einsatz in Branchen, in denen Genauigkeit, Oberflächengüte und Maßkontrolle im Vordergrund stehen.