Bohren, Senken und Gewindeschneiden am Beispiel einer Bohrplatte
Nachdem die Bearbeitung des U-Stahls überstanden war, ging es an die erste maschinelle Bearbeitung: Erstellt werden sollte eine Bohrplatte aus einem Stück Stahlplatte, welche zunächst durch Feilen geebnet und winkelig gemacht wurde. Die verschiedenen Bohrlöcher wurden dann mit dem oben beschriebenen Verfahren durch kreuzende Linien angerissen und angekörnt. Anschließend kamen die Säulenbohrmaschinen zum Einsatz. Hier gibt es Spiralbohrer verschiedenster Durchmesser und Typen für verschieden harte oder weiche Materialien. Für meinen Zweck der Bohrplatte waren HSS Bohrer Typ N (normalspanend) die angebrachte Lösung. Ich begann mit den kleinen Bohrungen und spannte den passenden Bohrer in das Bohrfutter einer Säulenbohrmaschine. Bei laufender Maschine muss man als nächstes die Drehzahl einstellen. Für ein optimales Bohren und optimalen Vorschub kann man die passende Drehzahl entweder ausrechnen oder aber man hält sich an das Diagramm, was vorne auf den Maschinen angebracht ist. In dem Diagramm gibt mehrere Kurven für verschiedene Materialien und die Achse für den Bohrerdurchmesser, den man verwenden möchte. Auf der anderen Achse kann die benötigte Drehzahl abgelesen werden. Diese stellt man mit einem Hebel ein, der den Innendurchmesser einer Riemenscheibe, und somit die Spindeldrehzahl, verändert. Die aktuelle Drehzahl kann je nach Modell digital auf einem Display oder aber mit einem Zeiger auf einer Skala abgelesen werden. Mit einem Hebel wird anschließend die Bohrspindel samt Bohrer auf die Platte zu bewegt. Das einstellen der richtigen Drehzahl wird auch an den entstehenden Spänen sichtbar: Die Stahlplatte sollte bei scharfen Bohrer ohne größere Kraftanstrengung gut zu bohren sein und es sollten ungefähr fingerlange Späne entstehen.
Bei den relativ kleinen Bohrlöchern wird die Platte durch einen Stahlblock gegen Wegschlagen gesichert. Die größeren Bohrlöcher werden zunächst mit einem Bohrer etwas größer als die Mittelschneide des Bohrers des endgültigen Durchmessers vorgebohrt. Hier wird die Bohrplatte fest in einen Maschinenschraubstock eingespannt und dieser gegen Wegschlagen gesichert. Während dem Bohren wird per Hand mit einem Pinsel Kühlschmierstoff zugeführt. Dieses Mittel beugt einer Überhitzung des Bohrers vor, erhöht somit dessen Nutzungsdauer und schützt vor Verschleiß und sorgt außerdem für eine höhere Güte des Bohrlochs. Die Bohrungen, in welche später ein Gewinde geschnitten werden soll, haben spezielle Maße. Hier hat man entweder eine Zeichnung mit exakten Angaben, man verwendet ein Tabellenbuch, oder aber die Rückseite des Messschiebers. Hier ist häufig eine Angabe für die gängigsten metrischen Gewinde mit dem nötigen Bohrdurchmesser zu finden. Für Bohrungen, welche eine sehr hohe Oberflächengüte aufweisen müssen und hochgenau sein sollen, kommt anschließend noch das Verfahren des Reibens zum Einsatz. Hier wird die Bohrung mit einer Reibahle „nachbehandelt“.
Als alle Bohrlöcher erstellt waren, ging es an das Senken: Zunächst wurden alle Bohrungen nach Zeichnung mit einem 90° Kegelsenker durch die Senkung mit der Säulenbohrmaschine entgratet. Das „Ansenken“ hat mir außerdem das Gewindeschneiden vereinfacht und sorgt für ein sauberes Bild der Oberfläche. Nach dem Arbeitsschritt würde bei anderen Werkstücken, welche eine höhere Genauigkeit erfordern, das Messen mit einem Grenzlehrdorn erforderlich werden. Ich habe testweise die Verwendung exemplarisch an einigen Bohrungen ausprobiert. Der Grenzlehrdorn Besitz eine „Gut-Seite“, die in die Bohrung gleiten können muss und eine „Schlecht-Seite“, welche nicht in die Bohrung passen darf. In dem Fall befindet sich die Bohrung genau im angegebenen Toleranzbereich.
Bei einigen Bohrungen wurde anschließend außerdem noch der Flachsenker verwendet. Dieser besitzt an seiner Spitze eine zylindrische Verjüngung und darüber einen „Fräsbereich“, der Material abtragen kann. Durch diese Form kann man den Flachsenker in die Bohrung problemlos einführen und anschließend plan Material abnehmen. Dies macht z.B. dort Sinn, wo ein ebener Sitz notwendig ist. Ein Bohrer hinterlässt immer seinen Winkel von ca. 120°. Für den Halt einer versenkten Schraube wäre das nicht wirklich sinnvoll, daher wird dort der Flachsenker verwendet. Kurz vor Vollendung der Bohrplatte erhielten einige Bohrungen noch ein Gewinde. Gewindeschneider sind in der Regel dreiteilig ausgeführt: Ich habe zunächst das Gewinde mit einem Vorschneider vorgeschnitten. Hier spürt man den Sinn der Verwendung des Kegelsenkers. Man muss dennoch darauf achten, den Gewindebohrer senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks anzusetzen. Der Gewindebohrer hat am oberen Ende einen Vierkant, welche das Einspannen in ein Windeisen ermöglicht. Beim Schneiden mit dem Vorschneider wird ein Schneidöl verwendet, um die Reibung zu reduzieren und ein sauberes Gewinde zu erreichen. Der Vorschneider schneidet das Gewinde etwa zu 50%, damit die Späne brechen gilt als Faustregel zwei Umdrehungen zu Schneiden und anschließend eine zurückzudrehen. Legt man die drei Gewindebohrer eines größeren Gewindeschneidsatzes (hier M12) nebeneinander, sieht man deutlich die verschiedenen Ausprägungen:
Der Vorschneider wird dabei mit einem Ring am Schaft gekennzeichnet, der Mittelschneider mit zwei und der Fertigschneider besitzt entweder drei oder keine Ringe. Nach dem Vorschneider verwendete ich noch den Mittelschneider, welcher das Gewinde zu weiteren 30% ausformt und abschließend den Fertigschneider, der mit 20% die „Schlussbearbeitung“ übernimmt. Nach der Säuberung der Platte kann man testweise eine Maschinenschraube eindrehen.
