Für die allgemeine CNC-Bearbeitung eignen sich 135°-Kreuzanschliff-Spiralbohrer aus M35 HSS-Co (DIN 338) — die selbstzentrierende Geometrie reduziert oder eliminiert das Vorbohren bei den meisten planen Werkstückoberflächen und bewältigt Stahl bis 30 HRC. Für Sacklöcher mit H7-Toleranz empfiehlt sich eine spiralgenutete VHM-Reibahle mit 0.1–0.3 mm Aufmaß, für Durchgangsbohrungen eine geradgenutete Variante. Eine falsche Kombination kostet Werkzeuge und Ausschuss; die richtige Paarung hält H7-Toleranz in einer einzigen Aufspannung. Dieser Leitfaden schlüsselt jeden Werkzeugtyp nach Geometrie, Werkstoffsorte, Beschichtung und Anwendung auf, damit Bohrer und Reibahle gezielt auf jede Bohrungsoperation abgestimmt werden können.
Einen vollständigen Überblick über Schneidwerkzeugtypen, Sorten und Beschichtungen bietet der Leitfaden zu Schneidwerkzeugen.
Bohrertypen und deren Einsatzbereiche
Drei Bohrerkategorien — Spiralbohrer, Zentrierbohrer und Stufenbohrer — decken die überwiegende Mehrheit der Bohrarbeiten in typischen Zerspanungsbetrieben ab. Jede Kategorie verfügt über eine eigene Geometrie, die auf eine bestimmte Aufgabe optimiert ist.
Spiralbohrer (DIN 338 / ANSI/ASME B94.11) sind das Universalwerkzeug schlechthin. Die Standard-Joblänge bedeutet, dass die Nutlänge je nach Durchmesser etwa dem 7- bis 10-fachen des Bohrerdurchmessers entspricht — ein guter Kompromiss zwischen Steifigkeit und Tiefenkapazität. Erhältlich von 0.3 mm bis 20 mm metrisch, #60 bis #1 in Wire Gauge, A bis Z in Buchstabengrößen und 3/64" bis 11/16" in Bruchgrößen. ISO 235 ist die internationale Entsprechung für zylindrische Spiralbohrer der Jobberserie und der kurzen Serie, wo ISO-Bemaßung gefordert ist, während ANSI/ASME B94.11 die gleiche Werkzeugklasse für nordamerikanische Betriebe regelt.
Zentrierbohrer (DIN 333) vereinen einen kurzen Pilotbohrer mit einer 60-Grad-Ansenkung in einem einzigen Werkzeug. Typ A besitzt einen kompakten Körper für leichte bis mittlere Bearbeitung. Typ B weist einen größeren Körperdurchmesser und eine tiefere Ansenkung auf, ausgelegt für schwere Zerspanung und größere Vorpositionierung. Metrische Größen reichen von 1-8 mm, zöllige von #0 bis #18.
Stufenbohrer sind für Blech, Aluminium und Kunststoffe konzipiert, wenn mehrere Bohrungsdurchmesser mit einem einzigen Werkzeug benötigt werden. Der Größenbereich erstreckt sich von 4-38 mm metrisch und 1/8" bis 1-3/8" zöllig, mit 5 bis 14 Stufen pro Bohrer. Erhältlich mit geraden oder spiralförmigen Spannuten sowie Sechskant- oder 3-Flächen-Schäften.
Spitzenwinkelauswahl -- 118° vs 135° vs 140°
Der Spitzenwinkel ist in der Regel der einflussreichste Geometrieparameter bei der Bohrleistung — er bestimmt Vorschubkraft, Zentriergenauigkeit und Spanbildung.
| Faktor | 118° Standard | 135° Kreuzanschliff | 140° für harte Werkstoffe |
|---|---|---|---|
| Selbstzentrierung | Schlecht -- wandert auf gewölbten Flächen | Gut -- Kreuzanschliff verhindert Verlaufen | Mäßig -- Vorbohren erforderlich |
| Vorschubkraft | Höher | 15-20% niedriger als 118° | 20-25% niedriger als 118° |
| Beste Werkstoffe | Holz, Kunststoff, Weichmetalle | Stahl, Edelstahl, Aluminium | Gehärteter Stahl (>35 HRC), Gusseisen |
| Spanbildung | Dickere, breitere Späne | Dünnere Späne, bessere Spanabfuhr | Sehr dünne Späne, geringe Wärme pro Span |
| Bohrungseintrittsqualität | Kann Grate erzeugen | Sauberer Eintritt auf planen Flächen | Sauberer Eintritt, minimale Gratbildung |
Für CNC-Anwendungen ist der 135°-Kreuzanschliff in der Regel die Standardwahl, da die selbstzentrierende Wirkung das Vorbohren bei den meisten planen Werkstücken überflüssig macht und so einen Werkzeugwechsel pro Bohrung einspart. Der 118°-Winkel eignet sich für Handbohrarbeiten und weichere Werkstoffe. 140° kommen nur beim Bohren von gehärtetem Stahl über 35 HRC oder abrasivem Gusseisen zum Einsatz.
Faustregel zum Spitzenwinkel
Härterer Werkstoff erfordert einen größeren Spitzenwinkel. Für die allgemeine Stahlbearbeitung (bis 30 HRC) bewältigt der 135°-Kreuzanschliff 90% der Aufgaben ohne Vorbohrung.
Werkstoffsorte und Beschichtungsauswahl
Substrat und Beschichtung eines Bohrers definieren gemeinsam die Obergrenze für Hitzebeständigkeit, Standzeit und maximale Schnittgeschwindigkeit in einem bestimmten Werkstoff. Die folgende Tabelle deckt die drei gängigsten Substratstufen mit ihren empfohlenen Beschichtungen ab.
| Eigenschaft | HSS (M2) | HSS-Co M35 (5% Co) | Vollhartmetall |
|---|---|---|---|
| Härte | 63-65 HRC | 66-68 HRC | 89-93 HRA (~1,600 HV) |
| Max. Schnitttemperatur | 550°C | 620°C | 800°C |
| Schnittgeschwindigkeit in Baustahl | 20-30 m/min | 30-45 m/min | 80-120 m/min |
| Schnittgeschwindigkeit in Edelstahl | 8-15 m/min | 15-25 m/min | 40-70 m/min |
| Standzeit vs HSS | Referenzwert | 1.5-2x | 5-10x |
| Kosten vs HSS | 1x | 1.3-1.8x | 4-8x |
VHM-Bohrer arbeiten typischerweise 3–5× schneller als HSS in Stahl bei 5–10× längerer Standzeit, kosten jedoch 4–8× mehr pro Werkzeug — wirtschaftlich sinnvoll vor allem in der CNC-Serienproduktion, wo die Werkzeugwechselzeit ins Gewicht fällt.
Beschichtungsauswahl als zusätzliche Leistungsstufe:
- TiN (gold) -- 2,300 HV Oberflächenhärte, Reibungsreduktion von 30-40%, maximale Einsatztemperatur 600°C. Bevorzugt für M35 HSS-Co-Bohrer in Stahl und Aluminium, da die niedrige Abscheidetemperatur die Substrathärte des HSS-Co erhält und gleichzeitig eine deutliche Reibungsreduktion bei typischen HSS-Schnittgeschwindigkeiten bietet.
- TiAlN (dunkelgrau) -- 3,300 HV Oberflächenhärte, maximale Einsatztemperatur 800°C. Bevorzugt für Hochgeschwindigkeits-CNC-Bohren in Edelstahl, Titanlegierungen und gehärteten Werkstoffen, da die Aluminiumoxid-Sperrschicht Oxidation bei Temperaturen widersteht, die eine TiN-Beschichtung zersetzen würden. Eingesetzt bei Stufenbohrer-Varianten mit Spiralspannuten.
- AlTiN+TiSiN (bronze) -- Mehrlagen-Nano-Komposit, bevorzugt als Standardbeschichtung für VHM-Reibahlen in Stahl, da die äußere TiSiN-Schicht eine selbsterneuernde Härte unter abrasivem Verschleiß bietet und die Standzeit gegenüber einlagigem TiAlN verlängert.
- TiAlSiN (schwarz) -- Hochtemperatur-Variante, bevorzugt für unterbrochene Schnitte und anspruchsvolle Bedingungen über 900°C, da der Siliziumanteil ein dichtes Si₃N₄-Korngrenzen-Netzwerk bildet, das die Härte bei thermischer Wechselbeanspruchung aufrechterhält.
Beschichtungs-Fehlanpassung
Eine Hochtemperatur-Beschichtung wie TiAlN auf einen einfachen HSS-Bohrer aufzutragen ist kontraproduktiv -- das Substrat erweicht bei 550°C unabhängig von der Beschichtung. Die Beschichtungsstufe muss zur Substratstufe passen: TiN für HSS-Co, TiAlN/AlTiN für Vollhartmetall.
Zentrierbohrer vs Anbohrer -- Die richtige Startbohrung wählen
Zentrierbohrer und Anbohrer sind nicht austauschbar: Zentrierbohrer (DIN 333) erzeugen 60°-Drehzentrumsbohrungen, während Anbohrer (90° oder 120°) steife Ansatzmulden für das CNC-Bohren schaffen. Die Verwechslung beider gehört zu den häufigsten Fehlern bei Startbohrungen.
Ein Zentrierbohrer (DIN 333) erzeugt eine 60-Grad-Ansenkung mit Pilotbohrung. Sein Hauptzweck ist das Herstellen von Drehzentrumsbohrungen für die Reitstockunterstützung. Typ A (kompakter Körper, 3.15-20 mm Körperdurchmesser) eignet sich für leichte Arbeiten. Typ B (größerer Körper, tiefere Ansenkung) bietet Stabilität für schwere Drehbearbeitung und größere Vorpositionierung.
Ein Anbohrer besitzt einen steifen, kurzen Körper, der ausschließlich dazu dient, eine Ansatzmulde für den nachfolgenden Spiralbohrer zu erzeugen. Anbohrer verwenden typischerweise 90°- oder 120°-Spitzenwinkel und sind bei gleichem Durchmesser steifer als Zentrierbohrer.
| Kriterium | Zentrierbohrer (DIN 333) | Anbohrer |
|---|---|---|
| Hauptzweck | Drehzentrumsbohrungen | Bohrer-Ansatzpunkte |
| Spitzenwinkel | 60° (Standard) | 90° oder 120° |
| Körpersteifigkeit | Mäßig -- langer Pilotabschnitt | Hoch -- kurze, gedrungene Bauform |
| CNC-Anbohren | Akzeptabel für kleine Bohrungen | Bevorzugt für Positionsgenauigkeit |
| Ansenkfunktion | Ja -- integrierte 60°-Fase | Nein |
| Tiefe-zu-Durchmesser | 1:1 bis 2:1 Pilottiefe | 0.5:1 nur Ansatzmulde |
Für CNC-Arbeiten, bei denen Positionsgenauigkeit entscheidend ist, wird ein dedizierter 90°- oder 120°-Anbohrer in der Regel gegenüber einem Zentrierbohrer bevorzugt, da sein kurzer, gedrungener Körper weniger unter Vorschubkraft ausweicht. Zentrierbohrer kommen zum Einsatz, wenn die 60-Grad-Ansenkung für Drehbearbeitung zwischen Spitzen benötigt wird oder wenn eine kombinierte Bohr-und-Ansenk-Operation einen Werkzeugwechsel einspart.
Reibahlenauswahl -- Spiralgenutete vs geradgenutete Ausführung
Reiben ist in der Regel erforderlich, um eine gebohrte Bohrung von H9- auf H7-Toleranz zu bringen (15 µm Bandbreite bei einer 10 mm Bohrung) bei einer Oberflächengüte von Ra 0.4–1.6 µm. Die beiden Haupttypen — spiralgenutete und geradgenutete Reibahlen — sind für unterschiedliche Bohrungskonfigurationen optimiert.
Spiralgenutete Reibahlen ziehen Späne über ihre wendelförmigen Schneidkanten nach oben und sind damit die bevorzugte Wahl für Sacklöcher, bei denen Späne nicht nach unten abgeführt werden können. Erhältlich in Vollhartmetall mit 4 Spannuten (3-5 mm) oder 6 Spannuten (6-16 mm), metrisch 3-16 mm und zöllig 1/8"-1/2".
Geradgenutete Reibahlen besitzen axiale Schneidkanten, die Späne nach unten durch die Bohrung drücken. Sie sind die Standardwahl für Durchgangsbohrungen, bei denen Späne frei nach unten fallen können. Gleicher Größenbereich und gleiche Spannutzahl-Staffelung wie bei spiralgenuteten Varianten.
Für Maschinen-Reibahlen mit Morsekegelschaft, die auf Drehmaschinen und Radialbohrmaschinen eingesetzt werden, ist ISO 521 die maßgebliche Maßnorm, während zylindrische VHM-Reibahlen in diesem Leitfaden der allgemeinen DIN/ISO-H7-Toleranzpraxis folgen.
| Faktor | Spiralgenutete Ausführung | Geradgenutete Ausführung |
|---|---|---|
| Bohrungstyp | Sacklöcher | Durchgangsbohrungen |
| Spanrichtung | Nach oben (aus der Bohrung) | Nach unten (durch die Bohrung) |
| Oberflächengüte | Ra 0.4-0.8 um typisch | Ra 0.8-1.6 um typisch |
| Ratterbeständigkeit | Höher -- wendelförmiger Eingriff | Niedriger -- volle Eingriffsbreite |
| Steifigkeit | Etwas geringer | Höher |
| Kosten | Gleich | Gleich |
✦ Spiralgenutete Reibahle -- Ideale Einsatzbereiche
- Sacklöcher, bei denen Späne nach oben abgeführt werden müssen
- Unterbrochene Schnitte (Querbohrungen, Keilnuten)
- Werkstoffe mit langer, fadenförmiger Spanbildung
- Schlichtoperationen mit Ra unter 0.8 um
✦ Geradgenutete Reibahle -- Ideale Einsatzbereiche
- Durchgangsbohrungen mit Spanabfuhr nach unten
- Kurze Bohrungen (Tiefe weniger als 2x Durchmesser)
- Spröde Werkstoffe mit Spanbruch (Gusseisen, Messing)
- Maximale Steifigkeit, wenn Rattern kein Problem darstellt
Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Praxisempfehlungen
Reiben erfordert konservativere Geschwindigkeiten als Bohren — typischerweise 30–50% der Bohrgeschwindigkeit für HSS-Reibahlen und 50–70% für VHM-Reibahlen im gleichen Werkstoff. Die vorgebohrte Bohrung sollte 0.1-0.3 mm (0.004-0.012") untermaßig zum Reibahlendurchmesser sein — zu viel Aufmaß verursacht Rattern und vorzeitigen Verschleiß, zu wenig führt zu Reiben statt Schneiden.
Empfohlene Startparameter für VHM-Reibahlen in Stahl (bis 30 HRC):
- Schnittgeschwindigkeit: 60-100 m/min (etwa 50-70% der Bohrgeschwindigkeit im gleichen Werkstoff)
- Vorschub pro Umdrehung: 0.1-0.3 mm/rev (höher als beim Bohren -- Reibahlen benötigen einen gleichmäßigen Spanquerschnitt)
- Aufmaß: 0.15-0.25 mm auf den Durchmesser
- Kühlmittel: Überflutungskühlung wird für Stahl dringend empfohlen; innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bevorzugt für Sacklöcher
Für Aluminium und NE-Metalle:
- Schnittgeschwindigkeit: 100-200 m/min
- Vorschub pro Umdrehung: 0.15-0.4 mm/rev
- Unbeschichtete VHM-Reibahlen verwenden, um Aufbauschneidenbildung zu vermeiden
Entscheidungsrahmen: Liegt die Bohrungstoleranz bei H9 oder weiter, liefert ein hochwertiger 135°-Kreuzanschliff-M35-Bohrer oft akzeptable Ergebnisse ohne Reiben. Für H7 und enger ist untermaßig zu bohren und anschließend zu reiben. Für H6 oder Bohrungsschlichtanforderungen kommen Sequenzen wie Bohren-Reiben-Ausspindeln oder Bohren-Reiben-Honen in Betracht.
Schnellauswahlhilfe für Bohrer und Reibahlen nach Anwendung
Die folgende Tabelle ordnet die häufigsten Bohrungsszenarien einem empfohlenen Werkzeug, Werkstoff und Schnittgeschwindigkeitsbereich zu — als erste Vorauswahl, die anschließend gegen Maschine und Aufspannung abzugleichen ist.
Die korrekte Zuordnung von Bohrertyp und Reibahlentyp zur jeweiligen Anwendung ist die folgenreichste Entscheidung in einer Bohrungssequenz — falsche Werkzeuggeometrie oder Beschichtungsstufe verursacht mehr Kosten durch Ausschussteile und Nachschleifen als das Werkzeug selbst.
| Szenario | Werkzeugtyp | Werkstoff | Geschwindigkeitsbereich | Begründung |
|---|---|---|---|---|
| Allgemeines CNC-Bohren, Baustahl bis 30 HRC | 135°-Kreuzanschliff-Spiralbohrer (DIN 338) | M35 HSS-Co + TiN | 30-45 m/min | Selbstzentrierender Anschliff macht den Anbohrschritt überflüssig; M35-Cobalt hält 620°C Warmhärte |
| Serienbohren, Stahl + Edelstahl | 135°-Kreuzanschliff-Spiralbohrer | Vollhartmetall + TiAlN | 80-200 m/min | VHM ermöglicht 3-5x höhere Geschwindigkeiten; TiAlN übersteht 800°C Trockenschnittwärme |
| Bohren in gehärtetem Stahl über 35 HRC | 140°-Spitzenwinkel-Bohrer | Vollhartmetall + AlTiN | 40-80 m/min | Größerer Spitzenwinkel senkt die Vorschubkraft um 20-25%, sodass das härtere Substrat beim Eintritt nicht ausbricht |
| Blech, Aluminium, Kunststoffe, Mehrfachdurchmesser | Stufenbohrer (4-38 mm) | HSS-Co + TiAlN Spiral | 20-60 m/min | Ein einziges Werkzeug ersetzt 5-14 Einzelbohrer; Spiralnuten fördern fadenförmige Aluminiumspäne ab |
| CNC-Ansatzbohrungen für Positionsgenauigkeit | 90°- oder 120°-Anbohrer | Vollhartmetall | 60-100 m/min | Kurzer, gedrungener Körper weicht weniger aus als ein Zentrierbohrer, hält ±0.025 mm Position |
| H7-Sackloch, Stahl | Spiralgenutete Reibahle (4-6 Spannuten) | Vollhartmetall + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Wendelförmige Spannuten ziehen Späne nach oben aus dem Sackloch und verhindern erneutes Schneiden |
| H7-Durchgangsbohrung, Stahl | Geradgenutete Reibahle (4-6 Spannuten) | Vollhartmetall + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Axiale Spannuten drücken Späne nach unten durch die Bohrung; volle Eingriffsbreite erhöht die Steifigkeit |
| H7-Bohrung, Aluminium und NE-Metalle | Gerad- oder spiralgenutete Reibahle | Vollhartmetall, unbeschichtet | 100-200 m/min | Unbeschichtete Schneidkante verhindert Aufbauschneidenbildung durch Verschweißen niedrigschmelzender Legierungen |
Bohrertyp zur Operation, Reibahlentyp zur Bohrung abstimmen.
Für allgemeines CNC-Bohren eignen sich 135°-Kreuzanschliff-M35-HSS-Co-Spiralbohrer (DIN 338) — sie zentrieren sich selbst und bewältigen Stahl bis 30 HRC. Für H7-Toleranz wird eine spiralgenutete VHM-Reibahle für Sacklöcher oder eine geradgenutete VHM-Reibahle für Durchgangsbohrungen ergänzt. Zentrierbohrer sind der Drehbearbeitung vorbehalten, Stufenbohrer der Blechbearbeitung. Die Beschichtungsstufe ist auf die Substratstufe abzustimmen: TiN für HSS-Co, AlTiN+TiSiN für Vollhartmetall.
Wann sollte ein Zentrierbohrer anstelle eines Anbohrers eingesetzt werden?
Ein Zentrierbohrer (DIN 333) kommt zum Einsatz, wenn eine 60-Grad-Ansenkung für die Drehbearbeitung zwischen Spitzen benötigt wird oder wenn Pilotbohrung und Ansenkung in einem Arbeitsgang kombiniert werden sollen. Für CNC-Positionsgenauigkeit auf planen Flächen wird ein dedizierter 90-Grad- oder 120-Grad-Anbohrer bevorzugt, da sein kürzerer, steiferer Körper weniger ausweicht.
Was ist der Unterschied zwischen H7- und H9-Bohrungstoleranz?
Gemäß ISO 286-2 erlaubt H7 bei einer 10 mm Bohrung (Bereich 6-10 mm) +0.000 bis +0.015 mm (15 µm Bandbreite), während H9 +0.000 bis +0.036 mm (36 µm Bandbreite) zulässt. H7 erfordert typischerweise Reiben nach dem Bohren. H9 lässt sich oft mit einem präzisionsgeschliffenen Spiralbohrer allein erreichen.
Spiralgenutete oder geradgenutete Reibahle — welche ist die richtige Wahl?
Spiralgenutete Reibahlen eignen sich für Sacklöcher — die wendelförmige Schneidwirkung zieht Späne nach oben aus der Bohrung und verhindert so erneutes Schneiden und die daraus resultierende Oberflächenbeschädigung. Geradgenutete Reibahlen sind die Wahl für Durchgangsbohrungen, bei denen Späne frei nach unten fallen. Gerade Spannuten bieten zudem mehr Steifigkeit in kurzen Bohrungen unter 2× Durchmesser. Beide Typen erreichen in Vollhartmetall H7-Toleranz (±0.015 mm bei einer 10 mm Bohrung).
Warum übertrifft M35 HSS-Co Standard-HSS beim Bohren in Stahl?
M35 enthält 5% Cobalt, wodurch die Warmhärte von 550°C auf 620°C steigt und die Gesamthärte von 63-65 HRC auf 66-68 HRC zunimmt. Dies ermöglicht 30-50% höhere Schnittgeschwindigkeiten und 1.5-2x längere Standzeit im Vergleich zu Standard-M2-HSS in Stahl- und Edelstahlanwendungen.
Wie viel Aufmaß sollte für das Reiben belassen werden?
Für VHM-Reibahlen in Stahl sind 0.1-0.3 mm (0.004-0.012 inches) Aufmaß auf den Durchmesser zu belassen. Zu viel Aufmaß (über 0.3 mm) erzeugt übermäßige Wärme und verursacht Rattern. Zu wenig Aufmaß (unter 0.05 mm) führt dazu, dass die Reibahle reibt statt schneidet, was eine glasierte Oberfläche mit schlechter Oberflächengüte und beschleunigtem Freiflächenverschleiß erzeugt.
