Für das Maschinenreiben in Stahl ist ein Aufmaß von 0.15-0.25 mm am Durchmesser zu belassen und bei 0.15-0.30 mm/rev vorzuschieben, um eine H7-Toleranz (0 bis +0.015 mm an einer 10-mm-Bohrung gemäß ISO 286-2, einseitig nach oben) und Ra 0.4-0.8 µm zuverlässig zu erreichen. Zu wenig Aufmaß (unter 0.05 mm) verursacht Reiben und Glasur; zu viel (über 0.4 mm) überlastet den Anschnitt und erzeugt Rattern sowie eine Überschreitung des Sollmaßes. Durchgangs- und Sacklöcher erfordern unterschiedliche Vorschub- und Kühlmittelstrategien, weil die Spanabfuhr — und nicht die Schnittkraft — die dominierende Größe ist, sobald das Aufmaß stimmt.
Reib-Parameter im Schnellüberblick
| Problem / Ziel | Maßnahme | Erwartete Wirkung |
|---|---|---|
| Bohrung nach dem Reiben übermaßig | Aufmaß am Durchmesser auf 0.10-0.15 mm reduzieren | Übermaß sinkt in typischen steifen Aufspannungen von ±0.03 mm auf ±0.01 mm |
| Schlechte Oberflächengüte (Ra über 1.6 µm) | Vorschub auf 0.20-0.30 mm/rev erhöhen; Aufmaß ≥ 0.10 mm sicherstellen | Ra verbessert sich typischerweise in den Bereich 0.4-0.8 µm, sobald die Späne sauber brechen |
| Reibahle stumpf nach 50 Bohrungen | Aufmaß < 0.30 mm prüfen; Flutkühlung zuschalten | Standzeit einer VHM-Reibahle in Baustahl bei korrektem Aufmaß typischerweise 200-500 Bohrungen |
| Rattern in der Durchgangsbohrung | Aufmaß von < 0.10 mm auf 0.15 mm anheben | Rattern wird durch Reiben verursacht; der höhere Spanquerschnitt dämpft die Schwingung in den meisten Fällen |
| Untermaß in der Sacklochbohrung | Von Flut- auf interne Kühlmittelzufuhr (IKZ) umstellen; Spanabfuhr prüfen | Spanstau in Sacklöchern erzeugt 0.01-0.03 mm scheinbares Untermaß |
| H6 mit Reiben allein nicht erreichbar | Honvorgang oder schwimmenden Reibahlenkopf nach dem Reiben auf H7 ergänzen | Honen entfernt 0.005-0.015 mm und erreicht Ra unter 0.4 µm |
Warum das Aufmaß alles steuert
Reiben ist ein Kalibriervorgang, kein Zerspanungsvorgang — der Anschnitt muss sauber in Eingriff gehen, um zu schneiden statt zu reiben, und das Aufmaßfenster, das dies erlaubt, ist enger, als die meisten Zerspaner erwarten.
Eine Maschinenreibahle (DIN 212 / ISO 521) trägt Material ausschließlich über ihren 45°-Anschnitt ab. Die Spannuten hinter dem Anschnitt sind Kalibrierfasen, die die Bohrungswand auf Maß glätten — sie schneiden nicht. Stimmt das Aufmaß:
- erfährt jede Schneide am Anschnitt eine vorhersagbare Spandicke
- brechen die Späne und werden abgeführt, bevor sie die Kalibrierfasen erreichen
- wird die Bohrungswand von der Glättfase fortschreitend auf eine vorhersagbare Ra finiert
Liegt das Aufmaß zu niedrig (unter 0.05 mm am Durchmesser), greift der Anschnitt nicht ausreichend Werkstoffmaterial, um einen sauberen Span zu bilden. Stattdessen pflügt die Schneide eine dünne Verschmierschicht, verfestigt die Oberfläche kaltbedingt und erzeugt eine glasige Bohrung, die sich der Messung entzieht und die Reibahle rasch verschleißt.
Liegt das Aufmaß zu hoch (über 0.40 mm am Durchmesser), wird der Anschnitt überlastet. Die Schnittkraft je Schneide übersteigt die Biegesteifigkeit der Reibahle, das Werkzeug lenkt aus der Mitte aus und erzeugt eine übermaßige Bohrung — typischerweise 0.02-0.05 mm größer als nominell bei HSS-Reibahlen und 0.01-0.03 mm bei VHM-Ausführungen.
Das produktionssichere Aufmaßfenster für das Maschinenreiben in Stahl liegt typischerweise bei 0.10-0.30 mm am Durchmesser, mit 0.15-0.25 mm als verlässlichem Prozessmittelwert für H7-Arbeiten.
Vorschub — Kontraintuitive Regeln für Reibahlen
Reibahlen verbessern die Oberflächengüte bei höherem Vorschub, nicht bei geringerem — das Gegenteil zu Drehen und Bohren, wo eine Vorschubreduktion die Ra stets senkt.
Ursache ist der Mechanismus der Spanbildung. Die Kalibrierfase einer Reibahle läuft jeder Schneide um 0.1-0.3 mm nach. Ist der Vorschub zu gering (unter 0.08 mm/rev), wird der Span zu dünn, um sauber von der Schneide abzubrechen. Stattdessen verschmiert er als dünner metallischer Film an der Kalibrierfase und verkratzt die Bohrungswand in Drehrichtung. Das sichtbare Ergebnis ist ein kreuzschraffiertes Kratzbild mit Ra-Werten von typischerweise 1.5-3.0 µm.
Bei höherem Vorschub (typischerweise 0.15-0.30 mm/rev) nimmt jede Schneide einen dickeren Biss, der als diskreter Span bricht. Die Kalibrierfase trifft dann auf eine saubere Bohrungswand und glättet sie auf das Ra-Ziel.
Die Oberflächengüteformel für das Drehen lautet Ra = f² / (32 × r), mit f als Vorschub je Umdrehung und r als Eckenradius des Werkzeugs. Eine vertiefte Darstellung von Ra und Oberflächentextur-Kenngrößen bietet der Leitfaden zur Spezifikation und Messung der Oberflächengüte. Der Vorschub dominiert die Oberflächengüte, da er quadratisch eingeht — eine Halbierung des Vorschubs beim Drehen reduziert Ra um 75%. Für das Reiben bricht dieser geometrische Zusammenhang unterhalb der Mindestspandickenschwelle zusammen, weil die Reibahle nicht mehr schneidet, sondern reibt. Die praktische Konsequenz: Es ist stets sicherzustellen, dass der Vorschub in mm/rev oberhalb der Spandickenuntergrenze des Werkstoffs liegt — nicht nur, dass er rechnerisch eine niedrige Ra erzeugt.
| Werkstoff | Empfohlener Vorschub/rev | Mindest-Vorschub für Spanbildung | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Baustahl (≤30 HRC) | 0.15-0.30 mm | 0.10 mm | Unter 0.10 mm: Verschmieren und Glasur |
| Edelstahl (austenitisch) | 0.10-0.25 mm | 0.08 mm | Kaltverfestigung; Verweilen verschlechtert die Güte |
| Aluminium / Kupferlegierungen | 0.20-0.40 mm | 0.15 mm | Hoher Vorschub verhindert Aufbauschneide an weichen Legierungen |
| Gusseisen (grau) | 0.15-0.30 mm | 0.10 mm | Körnige Späne; Vorschub steuert Ra unmittelbar |
| Messing / Bronze | 0.15-0.35 mm | 0.10 mm | Niedriger Vorschub führt zum Schaben statt zum Schneiden |
Bewährte Praxis: Erst Vorschub, dann Drehzahl
Bei der Einrichtung eines neuen Reibvorgangs ist der Vorschub vor der Schnittgeschwindigkeit festzulegen. Der Vorschub ist als Ausgangspunkt auf 0.20 mm/rev zu setzen, anschließend ist der Span zu prüfen (er sollte ein kurzes, gewickeltes Band sein, keine Verschmierung), und dann ist die Drehzahl zur Steuerung von Wärme und Oberflächengüte anzupassen. Eine Umkehrung dieser Reihenfolge verleitet Zerspaner dazu, bei schlechter Güte den Vorschub zu reduzieren — meist die falsche Richtung.
Schnittgeschwindigkeit — Der Kompromiss zwischen Wärme und Maß
Die Schnittgeschwindigkeit beim Reiben steuert Wärmeausdehnung, Bohrungsmaß und Standzeit — beeinflusst die Ra jedoch weniger unmittelbar als Vorschub und Aufmaß.
Die Standardempfehlung für VHM-Reibahlen lautet 50-70% der Schnittgeschwindigkeit, die beim Bohren desselben Durchmessers im selben Werkstoff verwendet wird. Für Baustahl bedeutet das typischerweise 60-100 m/min für VHM gegenüber 80-120 m/min beim Bohren. Für HSS-Reibahlen sind 30-50% der HSS-Bohrgeschwindigkeit anzusetzen.
Begründet ist die Drehzahlsenkung durch die thermische Beherrschung:
- Thermische Aufweitung des Bohrungsdurchmessers — bei erhöhten Schnitttemperaturen dehnt sich die Werkstückbohrung während des Schnitts aus und zieht sich nach dem Austritt der Reibahle wieder zusammen. Im Produktionsreiben von Stahl bei korrektem Aufmaß erzeugt ein Betrieb oberhalb 120 m/min in VHM häufig Bohrungen, die nach dem Abkühlen 0.010-0.020 mm größer messen als unmittelbar während des warmen Zustands nach der Bearbeitung.
- Reibwärme an der Kalibrierfase — anders als bei einer Drehplatte berührt die Kalibrierfase einer Reibahle die Bohrungswand fortlaufend über die gesamte Reibtiefe. Höhere Geschwindigkeit erhöht die Reibwärme, was weiches Material auf die Fase zurückverschmiert und einen Mikro-Schneidengrat aufbaut, der die Oberfläche verkratzt.
- Spanfarbe als Geschwindigkeitsindikator — eine korrekte Geschwindigkeit erzeugt silbergraue Späne in Stahl. Strohfarbene (leichte Anlassfarbe) Späne zeigen den oberen Grenzwert der zulässigen Geschwindigkeit an. Blaue Späne deuten auf Überhitzung hin; Drehzahl um 20% reduzieren und die Flutkühlung verstärken.
Bei korrektem Vorschub und Aufmaß erreichen VHM-Reibahlen mit AlTiN+TiSiN-Beschichtung in Baustahl typischerweise 200-500 Bohrungen je Werkzeug, bevor Ra 0.8 µm überschreitet, gegenüber 50-150 Bohrungen für HSS-Reibahlen unter denselben Bedingungen.
Verweilen im Schnitt vermeiden
Während eines Reibgangs in duktilen Werkstoffen (Stahl, Edelstahl, Aluminium) ist das Verweilen (Anhalten der Spindeldrehung bei eingreifender Reibahle) zu vermeiden. Bereits eine Spindelpause von 1 Sekunde mit stehender Reibahle in der Bohrung verursacht eine Markierung der Schneiden an der Verweilposition — typischerweise eine Ra-Spitze von 1.5-3.0 µm an einer einzigen Winkelposition in zur Adhäsion neigenden Werkstoffen. Besonders gravierend ist dies bei Edelstahl und Aluminium, wo eine Materialübertragung zur Schneide rasch stattfindet. Lässt sich ein Maschinenhalt nicht vermeiden, ist die Reibahle vor dem Spindelstopp vollständig zurückzuziehen.
Durchgangs- versus Sacklöcher — Unterschiedliche Strategien
Der entscheidende Unterschied zwischen Durchgangs- und Sacklochreiben liegt nicht in der Schneidengeometrie, sondern in der Spanführung — dasselbe Aufmaß und derselbe Vorschub, die in einer Durchgangsbohrung H7 und Ra 0.6 µm erzeugen, ergeben in einer Sacklochbohrung Ra 1.5 µm und 0.02 mm Übermaß, wenn die Spanabfuhr nicht adressiert wird.
Strategie für Durchgangsbohrungen
Durchgangsbohrungen erlauben den Spänen den Austritt an beiden Enden. Für Durchgangsbohrungen:
- Vorschub je Umdrehung: der Standardbereich gilt (0.15-0.30 mm/rev für Stahl)
- Kühlmittel: Flutkühlung mit Eintritt auf der Spindelseite und Austritt durch die Bohrung ist am wirksamsten. Der Kühlmittelstrom führt die Späne vor dem Austritt der Reibahle ab
- Rückzuggeschwindigkeit: Die Reibahle kann nach dem Schneiden im Eilgang zurückgezogen werden — auf dem Weg hinaus besteht kein Güteproblem, da die Kalibrierfase bereits maßhaltig finiert hat
Für Durchgangsbohrungen zieht eine rechtsschneidende Spiralreibahle mit 7-10° Drall die Späne rückwärts zum Schaft hin und hält sie aus den Kalibrierfasen frei, während die Reibahle vorrückt. Geradgenutete Reibahlen drücken die Späne nach unten durch den Bohrungsaustritt und arbeiten gut, wenn die Späne frei fallen können. Details zum Spanfluss nach Bohrungsgeometrie bietet der Leitfaden Spiral- vs. Geradnutreibahle.
Strategie für Sacklöcher
Sacklöcher erfordern spezifische Anpassungen, da die Späne nur einen Austrittsweg haben — zurück durch die Bohrung an der Reibahle vorbei:
- Aufmaß: jeweils die untere Hälfte des Werkstoffbereichs nutzen (0.10-0.20 mm für Stahl), um das Spanvolumen am Bohrungsgrund zu minimieren
- Kühlmittel: Innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bei 30-50 bar ist der verlässlichste Ansatz für Sacklöcher — der Druckstrom hebt die Späne nach oben und an der Reibahle vorbei. Flutkühlung ohne IKZ ist für Bohrungen tiefer als 3× Durchmesser häufig unzureichend
- Vorschub: gegenüber den Empfehlungen für Durchgangsbohrungen im selben Werkstoff um 10-15% reduzieren. Die Reduktion senkt das Spanvolumen und das Risiko eines Spanstaudrucks am Bohrungsgrund
- Spanfreiraum am Boden: sicherstellen, dass die vorgebohrte Bohrung mindestens 1.5× Reibahlendurchmesser Freiraum unterhalb der Solltiefe für die Spanansammlung aufweist, bevor der Anschnitt der Reibahle die volle Tiefe erreicht
- Linksgedrallte Reibahle: Für Sacklöcher in Stahl drückt eine LH/RH-Reibahle die Späne von der Kalibrierfase weg zum Bohrungsgrund hin. Das verhindert das häufigste Sackloch-Versagensbild — Späne, die zwischen Kalibrierfase und Bohrungswand zurückgelangen
Innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bei 30-50 bar ist die verlässlichste Methode für das Sacklochreiben jenseits 3× Durchmesser und reduziert das durch Spanstau verursachte Bohrungsübermaß gegenüber reiner Flutkühlung typischerweise um 0.01-0.03 mm.
| Parameter | Durchgangsbohrung | Sackloch |
|---|---|---|
| Aufmaß (Stahl) | 0.15-0.25 mm an ø | 0.10-0.20 mm an ø |
| Vorschub je Umdrehung (Stahl) | 0.15-0.30 mm | 0.13-0.25 mm |
| Kühlmitteltyp | Flut oder IKZ | IKZ bei ≥30 bar |
| Reibahlenrückzug | Eilgang | Langsamer Rückzug mit Vorschub (halbe Geschwindigkeit) |
| Bevorzugter Nuttyp | RH-Spiral oder gerade | LH/RH-Spiral |
| Mindest-Spanfreiraum | 0.5× ø unterhalb Austritt | 1.5× ø unterhalb Solltiefe |
H6 vs. H7 vs. H8 — Wann das Reiben ausreicht
ISO 286-2 definiert die Toleranzbreite für H7 an einer 10-mm-Nennbohrung mit 0 bis +0.015 mm (15 µm) — ein korrekt eingerichteter Maschinenreibvorgang in VHM kann diese Toleranz in Stahl unter stabilen Bedingungen zuverlässig halten.
Reiben mit Standard-Maschinenreibahlen und korrekten Aufmaß-/Vorschubparametern erreicht typischerweise folgende Toleranzklassen:
- H8 und gröber: mit HSS-Reibahlen bei Standardparametern erreichbar. H8 an 10 mm beträgt 22 µm Bandbreite; die meisten HSS-Reibahlen in gutem Zustand bleiben innerhalb der Hälfte dieser Bandbreite.
- H7: das Standardziel für VHM-Reibahlen. Erfordert ein Aufmaß im Bereich 0.10-0.25 mm, einen Vorschub von 0.15-0.25 mm/rev und Flut- oder Innenkühlung. In der Serie mit Prozess-Cpk über 1.3 auf einem steifen CNC-Bearbeitungszentrum erreichbar.
- H6: H6 an 10 mm beträgt 9 µm Bandbreite — an der praktischen Grenze des feststehenden Reibens. Erreichbar mit VHM, schwimmender Reibahlenhalterung (zur Aufhebung des Spindelrundlauffehlers), korrektem Aufmaß und sorgfältigem Wärmemanagement. Ein Prozess-Cpk von 1.0-1.33 ist typisch; für höhere Cpk-Werte ist ein Honvorgang zu ergänzen.
- H5 und feiner: mit feststehenden Reibahlen nicht zuverlässig erreichbar. Es sind Bohren-Reiben-Honen, Feinbohren oder Einlippen-Ausbohren einzusetzen.
ISO 286-2 ist die maßgebliche Norm für Bohrungs-Wellen-Passungen in metrischer Praxis — jeder Zerspaner, der nach H7-, H8- oder H6-Vorgaben arbeitet, bewegt sich innerhalb ihrer Toleranztabellen, ob er die Norm zitiert oder nicht.
Die folgende Tabelle gibt die tatsächliche Toleranzbreite (in µm) für gängige Nenndurchmesser und Toleranzklassen an, sodass beurteilt werden kann, ob Reiben für die geforderte Passung die richtige Endoperation ist:
| Nenndurchmesser | H6 Bandbreite | H7 Bandbreite | H8 Bandbreite |
|---|---|---|---|
| 3-6 mm | 8 µm | 12 µm | 18 µm |
| 6-10 mm | 9 µm | 15 µm | 22 µm |
| 10-18 mm | 11 µm | 18 µm | 27 µm |
| 18-30 mm | 13 µm | 21 µm | 33 µm |
| 30-50 mm | 16 µm | 25 µm | 39 µm |
Quelle: ISO 286-2 Toleranztabellen für die Grundabmaßlage H (untere Abweichung gleich null).
VHM-Reibahlen mit AlTiN+TiSiN-Beschichtung sind das Standardsubstrat für das Serienreiben in H7 an Stahl, da die nanokompositorische Außenlage die Härte unter abrasivem Verschleiß aufrechterhält und die in der Toleranz verbleibende Standzeit gegenüber Einschichtbeschichtungen verlängert.
Fehlersuche bei häufigen Reibproblemen
Die meisten Reibfehler fallen in drei Kategorien: Maßabweichung (Über- oder Untermaß), Gütefehler (Ra über Spezifikation) oder vorzeitiger Werkzeugverschleiß — und jede lässt sich auf einen konkreten steuerbaren Parameter zurückführen.
Übermaßige Bohrungen
Übermaßige Bohrungen nach dem Reiben werden typischerweise durch einen von drei Faktoren verursacht:
- Überhöhtes Aufmaß — eine zu kleine vorgebohrte Bohrung zwingt die Reibahle, mehr abzutragen, als die Anschnittgeometrie zulässt. Den vorgebohrten Durchmesser vor dem Reiben prüfen; ein mit 0.02 mm Rundlauffehler laufender Bohrer erzeugt eine übermaßige Vorbohrung, die das Problem verstärkt.
- Übertragung des Spindelrundlauffehlers auf die Bohrung — eine Reibahle, die mit etwa 0.02-0.03 mm TIR-Rundlauffehler läuft, kann eine Bohrung 0.01-0.02 mm größer als ihren Nenndurchmesser erzeugen, da jede Schneide einen geringfügig anderen Bogen überstreicht. Ein Hydrodehnspannfutter oder Schrumpffutter ist einzusetzen, um den Rundlauf für H7-Arbeiten auf unter 0.005 mm TIR zu reduzieren.
- Thermische Aufweitung — eine unmittelbar nach dem Reiben gemessene Bohrung ist in Stahl bei hohen Schnittgeschwindigkeiten 0.005-0.015 mm größer als dieselbe Bohrung nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur. Für die Endprüfung ist stets nach dem Abkühlen zu messen.
Untermaßige Bohrungen
Untermaßige Bohrungen sind in Durchgangsbohrungen selten (die Reibahle ist die Maßreferenz), treten in Sacklöchern jedoch durch Spanstau auf. Späne sammeln sich am Bohrungsgrund, erhöhen den Widerstand und heben die Reibahle leicht aus der vollständig vorgerückten Position. Innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bei 30-50 bar und ein reduziertes Aufmaß (untere Hälfte des Werkstoffbereichs) sind die beiden wirksamsten Gegenmaßnahmen gegen Sackloch-Untermaß durch Spanstau.
Schlechte Oberflächengüte
Eine Ra über Spezifikation nach dem Reiben ist zurückzuführen auf:
- Zu geringer Vorschub — Verschmieren statt Schneiden (siehe Abschnitt 02). Zuerst den Vorschub erhöhen.
- Aufmaß unter 0.10 mm am Durchmesser — die Reibahle reibt, statt zu schneiden. Vorbohrgröße verkleinern.
- Verschlissene Kalibrierfase — sobald die Kalibrierfase auf einen Radius unter 0.05 mm verschleißt, verliert sie ihre Glättwirkung und Ra steigt sprunghaft an. Unter 10×-Vergrößerung prüfen; ersetzen oder nachschärfen.
- Kühlmittelunterbrechung — ein kurzzeitiger Kühlmittelabriss während des Reibgangs hinterlässt an der Unterbrechungsstelle eine Trockenschnittmarke. Der Kühlmittelfluss ist vor dem Spindelstart zu bestätigen.
Aufmaß nicht beliebig anpassbar
Ein Aufmaß „zur Sicherheit“ zu erhöhen ist kontraproduktiv. Der Versuch, durch 0.40-0.50 mm Aufmaß am Durchmesser die Materialabnahme zu garantieren, überlastet typischerweise den Anschnitt, steigert das Bohrungsübermaß auf 0.03-0.05 mm und führt in den ersten 20-50 Bohrungen zum vorzeitigen Reibahlenversagen. Es ist das für Werkstoff und Durchmesser korrekte Aufmaß zu verwenden.
Integrierter Ablauf zur Parametereinrichtung
Die folgende Reihenfolge legt Aufmaß, Vorschub und Drehzahl der Reibahle in einer produktionserprobten Ordnung fest, die Fehler vor dem ersten Schnitt abfängt. Zur Wahl zwischen Spiral- und Geradnutreibahle vor dieser Einrichtung siehe den Auswahlleitfaden Bohrer und Reibahle.
- Nenndurchmesser und Toleranzklasse der Reibahle bestätigen — die Beschriftung am Reibahlenkörper prüfen. Standardreibahlen sind auf H7-Toleranz geschliffen (0 bis -0.010 mm am Körperdurchmesser für die meisten Größen). Ist die Reibahle aus vorherigem Einsatz geringfügig untermaßig, ist das Zielaufmaß entsprechend anzupassen.
- Ziel-Vorbohrdurchmesser berechnen — Ziel-Vorbohrung = Reibahlennennmaß − Aufmaß. Für eine 12H7-Reibahle mit Zielaufmaß 0.20 mm: auf 11.80 mm vorbohren. Wird zu groß vorgebohrt, kann die Reibahle H7 nicht halten; wird zu klein vorgebohrt, wird die Reibahle überlastet.
- Vorschub einstellen — 0.20 mm/rev als Ausgangswert für Stahl eingeben. Nicht unter 0.15 mm/rev senken in dem Versuch, die Güte zu verbessern (siehe Abschnitt 02).
- Schnittgeschwindigkeit einstellen — bei 70 m/min für das VHM-Reiben in Stahl beginnen. Erscheinen die Späne strohfarben (leichte Anlassfarbe), liegt die Geschwindigkeit an der Obergrenze; für Produktionskonstanz um 10-15% reduzieren.
- Kühlmittelfluss vor dem Start prüfen — bei Durchgangsbohrungen: bestätigen, dass die Flutkühlung von der Spindelseite fließt. Bei Sacklöchern: vor dem Spindelstart die innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bei ≥30 bar bestätigen.
- Eine Bohrung schneiden, messen, anpassen — den Bohrungsdurchmesser nach dem Abkühlen messen. Bei Übermaß von 0.01-0.03 mm den Vorbohrdurchmesser um 0.05 mm vergrößern (Aufmaß reduzieren). Liegt Ra über 0.8 µm, den Vorschub um 0.05 mm/rev erhöhen oder den Kühlmittelfluss prüfen.
Die Festlegung des korrekten Vorbohrdurchmessers ist der wirkungsstärkste Einrichtungsschritt, weil Aufmaßfehler alle weiteren Parameterwirkungen verstärken — ein Aufmaßfehler von 0.05 mm kann typischerweise einen Maßfehler von 0.02-0.03 mm erzeugen, den keine Vorschub- oder Drehzahlanpassung vollständig korrigieren kann.
Aufmaß auf 0.15-0.25 mm am Durchmesser, Vorschub auf 0.15-0.30 mm/rev und Drehzahl auf 50-70% der Bohrgeschwindigkeit einstellen.
Das korrekte Aufmaß ist die Grundlage jeder Reibqualität. Der Vorbohrdurchmesser ist 0.15-0.25 mm unter dem Reibahlennennmaß für Stahl zu halten (0.10-0.20 mm für Edelstahl und Sacklöcher). Der Vorschub ist oberhalb des Mindestwerts für die Spanbildung zu halten — 0.15 mm/rev in Stahl — damit die Reibahle schneidet, statt zu reiben. Für Sacklöcher ist die innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bei 30-50 bar einzusetzen und das Aufmaß auf die untere Hälfte des Werkstoffbereichs zu reduzieren, um den Spanstau zu beherrschen. VHM-Reibahlen mit AlTiN+TiSiN-Beschichtung erreichen unter diesen Bedingungen typischerweise H7-Toleranz und Ra 0.4-0.8 µm über 200-500 Bohrungen vor dem Nachschärfen.
Welches Aufmaß ist beim Maschinenreiben in Baustahl zu belassen?
Als Produktionsmittelwert für Baustahl bis 30 HRC sind 0.15-0.25 mm am Durchmesser zu belassen. Unter 0.10 mm reibt die Reibahle, statt zu schneiden, was die Bohrung verglast und die Kalibrierfase rasch verschleißt. Über 0.30 mm führt eine Anschnittüberlastung häufig zu Bohrungen mit 0.02-0.05 mm Übermaß. Reibahlen größeren Durchmessers (über 20 mm) können das obere Ende des Bereichs nutzen; Reibahlen unter 10 mm sollten das untere Ende verwenden.
Warum verbessert ein höherer Vorschub die Oberflächengüte beim Reiben?
Bei geringem Vorschub (unter 0.10 mm/rev in Stahl) fällt die Spandicke unter den Mindestwert für eine saubere Spanbildung. Die Schneide verschmiert eine dünne Schicht über die Kalibrierfase, statt einen diskreten Span zu erzeugen, was eine zerkratzte Bohrung mit Ra typischerweise 1.5-3.0 µm ergibt. Bei 0.20-0.30 mm/rev brechen die Späne sauber, bevor sie die Kalibrierfase berühren, und die Fase glättet die Bohrung auf Ra 0.4-0.8 µm. Dies ist das Gegenteil des Drehens, bei dem ein geringerer Vorschub die Ra stets senkt.
Wie lässt sich eine Sacklochbohrung in H7-Toleranz ohne Spanstau reiben?
Eine linksgedrallte, rechtsschneidende Reibahle einsetzen, um die Späne von der Kalibrierfase weg zu drücken, das Aufmaß auf 0.10-0.20 mm am Durchmesser (untere Hälfte des Stahlbereichs) reduzieren und mindestens 30-50 bar innere Kühlmittelzufuhr (IKZ) bereitstellen. Spanstau am Sacklochgrund erzeugt typischerweise 0.01-0.03 mm scheinbares Untermaß und hebt Ra über die Spezifikation. Die Reibahle ist mit halber Vorschubgeschwindigkeit zurückzuziehen, nicht im Eilgang, um ein Mitschleppen der Späne über die Bohrungswand zu vermeiden.
Welche Schnittgeschwindigkeit ist für VHM-Reibahlen in Stahl zu verwenden?
Bei 60-100 m/min für VHM-Reibahlen in Baustahl zu beginnen — etwa 50-70% der Schnittgeschwindigkeit, die für das Bohren desselben Durchmessers verwendet wird. Geschwindigkeiten über 120 m/min in Stahl erzeugen häufig Bohrungen, die nach dem Abkühlen 0.010-0.020 mm Übermaß aufweisen, bedingt durch die thermische Aufweitung während des Schnitts. Die Spanfarbe beobachten: silbergrau ist korrekt; strohfarben deutet die obere Geschwindigkeitsgrenze an; blaue Späne erfordern eine Geschwindigkeitsreduktion um 20%.
Wann ist statt Reiben zu honen, um enge Toleranzen zu erreichen?
Honen ist einzusetzen, wenn H6-Toleranz (9 µm Bandbreite an einer 10-mm-Bohrung gemäß ISO 286-2) oder besser bei einem Prozess-Cpk über 1.33 gefordert ist oder wenn Ra unter 0.4 µm spezifiziert ist. Das feststehende Reiben in VHM kann H7 (15 µm) zuverlässig halten und mit schwimmenden Halterungen H6 (9 µm) annähern, doch die Prozessfähigkeit sinkt unterhalb von H6 stark. Eine Folge Bohren-Reiben-Honen trägt im Honschritt 0.005-0.015 mm ab und erreicht Ra 0.1-0.4 µm an Bohrungsflächen, die das Reiben allein nicht durchgehend liefert.
Quellen
- ISO 286-2 — Limits and Fits: Tables of Standard Tolerance Grades and Limit Deviations for Holes and Shafts
- DIN 212 — Machine Reamers with Cylindrical Shank
- ISO 521 — Machine Reamers with Morse Taper Shanks
- ISO 4287 — Surface Texture: Profile Method, Terms, Definitions and Surface Texture Parameters
- Machinery's Handbook, 32nd Edition — Reaming Operations and Feeds and Speeds
- Sandvik Coromant — Reaming: Process Parameters and Troubleshooting
