Spiralbohrer von Hand schleifen

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thomas r. h. binder
 
Buchenlandweg 211, D 89075 ULM, Tel. +49 731 266959
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Redaktionsdatum: 07. 02. 2016 Achtung! veraltete Version!

Textbearbeitung mit Emacs und Auctex, Textsatz durch LATEX, Revisionskontrolle mit Mercurial und TortoiseHG

Inhaltsverzeichnis

1  Zusammenfassung
2  Einleitung
 2.1  Vorbemerkung
 2.2  über diese Anleitung
3  Spiralbohrer schleifen
 3.1  Bohrer-Typen
 3.2  Sicherheit
 3.3  Schleifscheiben einrichten und prüfen
  3.3.1  Handauflage
 3.4  Schleifwinkel-Lehre
 3.5  Freiwinkel einstellen
 3.6  Schleifvorgang
  3.6.1  Einleitung
  3.6.2  Kurzfassung
  3.6.3  Genauer
   3.6.3.1  Vorbemerkung
   3.6.3.2  Schleifvorgang
   3.6.3.3  Erreichen des gewünschten Freiwinkels
  3.6.4  visuelle Beurteilung
  3.6.5  Probebohrung
 3.7  Zwischenbilanz meines Trainings
 3.8  Trainingsmodus
 3.9  Freiwinkel-Lehre
 3.10  Internet-Seiten

Abbildungsverzeichnis

3.1 Bohrerspitze, Geometrie, Definitionen
3.2 Diamantabrichter
3.3 Schleiflehre
3.4 Schleiflehre, Prüfung des Schleifwinkels und des Freiwinkels; Freiwinkel von 10° auf der Lehre angezeichnet; der Schleifwinkel ist korrekt; der Hinterschliff ist leicht buckelig!
3.5 Freiwinkel: Errechnung der Höhe über der Motorachse aus Scheiben- Radius und gewünschtem Freiwinkel, Schleifwinkel = Tangente; beachten: nur die untere Hälfte des Bohrers ist gezeigt!
3.6 Bohrer vor der Schleifscheibe; der Schleifwinkel von 59° ist korrekt (grün); die Schneide ist noch nicht parallel zur Motorachse (vgl. mit der roten Linie); die Bohrer-Längsachse ist noch gekippt, der Bohrer muss aber horizontal in der richtigen Höhe (rote Linie) an die Schleifscheibe geführt werden für den richtigen Freiwinkel; die Werkzeugauflage wurde aus fotografischen Gründen falsch justiert
3.7 Bohrer vor der Schleifscheibe; der Schleifwinkel von 59° ist korrekt; die Schneide liegt exakt parallel zur Motorachse (vgl. mit der Handauflage, grüne Linien); der Bohrer ist horizontal zugeführt
3.8 unbenutzter Bohrer – Winkel an den Fotos und am Bohrer direkt ermittelt; links: abfallende Linie des Hinterschliffs (Freiwinkel), Winkel ca. 13°; rechts: die Querschneide steht im Winkel von 49° zu den beiden parallel liegenden Hauptschneiden; Laut Tabelle  3.1 auf Seite § müsste die Querschneide im Winkel zwischen 50 und 55° stehen, bzw. bei einem Querschneidenwinkel von 49° wäre der Freiwinkel 11°
3.9 Freiwinkel: Anfertigen einer Lehre für die 150 mm-Scheibe
3.10 dünner Bohrer, Handauflage auf Höhe der Motorachse: der Zeigefinger passt unter den Bohrer, der Bohrer wird horizontal zugeführt
3.11 dicker Bohrer, Handauflage auf Höhe der Motorachse: der Zeigefinger passt nicht mehr unter den Bohrer, der Bohrer muss angehoben werden; Freiwinkel eingehalten durch geneigte Zuführung des Bohrers: Winkel W und Höhe haben sich nicht geändert
3.12 dicker Bohrer: Freiwinkel eingehalten durch geneigte Zuführung des Bohrers mithilfe einer Lehre

1  Zusammenfassung

Standard-Spiralbohrer mit 118° Spitzenwinkel können von Hand zuverlässig an einer Schleifscheibe geschliffen werden. Dieser Prozess kann mit einer einfachen Schleifwinkellehre, mit dem Auge und durch eine Probebohrung kontrolliert werden.

Diese Anleitung beschreibt die Geometrie der Bohrer, das Einrichten der Schleifscheiben, den Vorgang und die Kontrolle des Schleifens, beschreibt typische Fehler und ihre Ursachen und enthält Hinweise auf im Internet verfügbare Informationen.

Nach recht kurzem Training kann auch ein Amateur-Handwerker seine Spiralbohrer mit wenig Zeitaufwand so gut schleifen, dass er nicht dauernd neue Bohrer kaufen muss. Für richtig schön schneidende Bohrer muss man aber doch geduldig üben und viele Dinge beachten. Einfache Bohrer-Schleifmaschinen und Bohrhilfen verbessern die Ergebnisse nicht.

Der finanzielle Aufwand ist gering. Wer einen Doppelschleifbock besitzt (ca. 80 ), braucht nur noch eine Schleifwinkellehre (ca. 3 ) und eine Lupe (ca. 5 – 10 ).

Schleifen in Kurzfassung

1.
Bohrer inspizieren1
2.
Bohrer im Winkel von 59° vor die Schleifscheibe halten
3.
Bohrer in die richtige Höhe über der Motorrachse bringen2
4.
Bohrer-Längsachse horizontal ausrichten
5.
Bohrer drehen, bis die Schneide genau horizontal liegt
6.
Schneide anschleifen, weiterschleifen und dabei
7.
Bohrer-Ende senken und Bohrer-Spitze anheben, Bohrer nicht schwenken, nicht verschieben, nicht drehen
8.
Bohrer sofort kühlen
9.
Schleifergebnis ansehen
10.
für die zweite Schneide weiter mit 2.; nach Schliff der zweiten Schneide weiter mit 1.

2  Einleitung

2.1  Vorbemerkung

Diese Anleitung ist nicht für professionelle Anwender gedacht, bei denen exakte Bohrungen erforderlich sind, sondern eigentlich erst einmal für mich selbst, einen engagierten Amateur-Handwerker, der ungern mit halb tauglichen Werkzeugen arbeitet, und für gleich Gesonnene. Professionelle Anwender arbeiten zumeist mit maschinell exakt geschliffenen Bohrern.

Ich behandle hier nur die üblichen HSS-Spiralbohrer im Standard- Spitzen-Winkel von 118°.

Nach einigem Üben erreiche ich mittlerweile gut und einigermaßen sauber schneidende Bohrer, die runde Löcher mit etwa korrektem Durchmesser produzieren. Je dünner die Bohrer, desto weniger befriedigt das Ergebnis; bei Bohrern unter 4 mm Durchmesser brauche ich zumeist mehrere Anläufe, bis ich ein ausreichendes Ergebnis erreiche.

Ich schleife „frei Hand“ an einem preiswerten Doppelschleifbock (unter 100 ), die Schleifscheiben sind mit einem Einzeldiamanten von Unwucht befreit und mit einem flächenhaften Diamantabrichter (ca. 10 ) geebnet, zur Kontrolle benutze ich eine Bohrer-Schleiflehre (ca 3 ) und eine Handlupe 3-fach (es reicht ein preiswertes Modell!) bzw. eine Lupenbrille 2,5-fach (auf meine Gleitsichtbrille per Clip aufgesteckt, ca. 55 ); den erwünschten Schleifwinkel erreiche durch Markierungen auf der Handauflage recht zuverlässig.

Der größte Teil dieser Anleitung ist auch auf das Schleifen an einem Bandschleifer und an der Seite einer rotierenden Schleifscheibe anwendbar. An solchen Schleifmaschinen ändert sich allerdings das Schliffbild auf der Freifläche hinter der Schneide, wenn man die gleichen Schleifbewegungen ausführt. Und der Freiwinkel wird durch Neigung des Bohrers gegenüber der Fläche des Bandes bzw. der Scheibe erreicht.

Dieser Text ist immer noch vorläufig. Ich bin noch dabei, meine aktuelle Schleifpraxis und den Text gegeneinander abzugleichen; aber mit ausreichender Vorsicht könnte der Text anderen Personen helfen, die ihre Werkzeuge lieber reparieren, anstatt sich für wenige Euros einfach etwas neues kaufen.

Ich habe den Text auf meiner persönlichen Webseite zur Verfügung gestellt, damit er leichter erreichbar ist; vielleicht wird er in absehbarer Zeit auch von den Suchmaschinen gefunden und es melden sich dann auch einige kritische Leser, die mir helfen, diese Anleitung zu verbessern.

Wissen Sie, was Bohrer-Schleifen mit Umweltschutz und Nachhaltigkeit zu tun hat? Ich weiß es. Und Sie auch, selbst wenn Sie kurz nachdenken müssten. Aber Sie müssen nicht nachdenken, sonst würden Sie diesen Text wohl nicht lesen.

2.2  über diese Anleitung

Diese Anleitung habe ich geschrieben, weil die im Internet verfügbaren Informationen nicht alle meine Fragen behandelt haben, sodass ich damit nicht zu befriedigenden Ergebnissen kam. Alterfahrene Handwerker können für ihre eigenen Belange perfekt geeignete Bohrer von Hand schleifen, wissen aber teilweise selbst nicht genau, warum sie so gut schleifen, und konnten mir deshalb nicht so recht auf die Sprünge helfen. Nach großen Lehrbüchern habe ich nicht gesucht, habe aber wohl einige Kapitel aus Lehrbüchern, die ich im Internet gefunden habe, durchgelesen. Ich hoffe, dass ich nicht zu viele Fehler in diese Anleitung eingebaut habe, aber ich glaube weitgehend alles beschrieben zu haben, was mich zu meinen aktuell schön arbeitenden Bohrern geführt hat. Wer Fehler findet, sie mir aber nicht mitteilt, ist unhöflich oder nicht wie ich ein Mensch, der gefundene Lösungen sehr gerne anderen „Kollegen“ zu Verfügung stellt.

Ich habe in mein Dokument ein Kapitel Zwischenbilanz eingefügt, das meine bisherigen Bemühungen bewertet und den wahrscheinlich schwierigsten Aspekt heraushebt; bitte in Abschnitt  3.7 auf Seite § nachlesen.

Ich warne vor im Internet publizierten Videos (z. B. bei Youtube); fast alle sind unzureichend, sehr viele falsch oder irreführend, helfen also nicht wirklich weiter. Aber ich habe bei langer Suche einige sehr gute Videos gefunden, die zwar nicht alles genau beschreiben, einige Aspekte aber in sehr schöner Qualität. Die amerikanischen Seiten sind meist viel besser als die deutschen, leider.

In Abschnitt  3.10 auf Seite §1 habe ich die beiden für mich besten Autoren von Videos bzw. deren Internetseiten aufgelistet. Dort sind auch mehrere Links zu umfangreichen Dokumenten über verschiedene Bohrer-Geometrien aufgeführt.

Es gibt sehr unterschiedliche Ansichten darüber, wie man den Bohrer an der Schleifscheibe halten und führen soll. Die Vorteile teils sehr komplexer Bewegungen habe ich nicht nachvollziehen können. Ich bevorzuge die einfache Bewegung wie in den erwähnten Videos gezeigt: Bohrer im richtigen Winkel hinhalten, leicht andrücken und dann die Spitze anheben, nicht drehen oder Schwenken. So macht es auch meine lokale Referenz: ein älterer Feinmechaniker mit lebenslanger Berufserfahrung.

Da ich jetzt brauchbare Schleif-Ergebnisse erreiche, habe ich mich nicht mit den diversen einfachen Schleifhilfen beschäftigt, die für Amateure angeboten werden. Anscheinend sind sie hinausgeworfenes Geld. Und Bohrerschleifmaschinen, die zuverlässig und dem Handschliff überlegen sind, kosten jenseits von 500 .

3  Spiralbohrer schleifen

3.1  Bohrer-Typen


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Abbildung 3.1: Bohrerspitze, Geometrie, Definitionen

Es gibt sehr unterschiedliche Bohrer-Geometrien, hier beziehe ich mich auf den geläufigsten Typ eines Spiralbohrers mit Standard-Spitzenwinkel von 118°, bzw. Schneidenwinkel von 59°, mit Drallwinkel von 30°, mit mittlerer Stegdicke, mit Querschneide im Winkel von ca. 55°1 , mit einem Freiwinkel von ca. 10° und mit Kegel-förmigem durchgehendem Hinterschliff, ohne Ausspitzung des Stegs2 . Mit solchen Bohrern kann man Eisen bohren, nicht-Eisen-Metalle, Kunststoffe und Holz. Natürlich benutzt man für den professionellen Einsatz unterschiedliche Schneidenwinkel und Freiwinkel und weitere Variationen der Geometrie für das jeweilige zu bohrende Material. Aber ein Amateur wie ich kommt zumeist mit dem üblichen Spiralbohrer aus. Allerdings benutze ich für Holz zumeist reine Holzbohrer in unterschiedlichen Ausführungen. Informationsmaterial zu Bohrer-Typen siehe Abschnitt  3.10 auf Seite §.

In Tabelle  3.1 auf Seite § habe ich Angaben von http://www.mmsonline.com dargestellt. Nach Meinung des Autors ist die Winkelmessung des Freiwinkels nicht zuverlässig, man kann ihn aber anscheinend aus dem Querschneidenwinkel abschätzen.

Das halte ich für schwierig; wenn man nämlich die Bohrerschneide nicht exakt parallel zu Motorachse anlegt, schleift man eine ganz andere Querschneide (Länge, Winkel).

Wenn man den Freiwinkel so wie in Abb.  3.1 auf der vorherigen Seite beschrieben misst, bestimmt man laut mmsonline.com einen viel kleineren Freiwinkel als tatsächlich vorhanden; das kann ich bei meinen bisherigen Messungen nicht bestätigen.

Hinsichtlich des Freiwinkels vgl. auch den Abschnit  3.5 auf Seite §.


Tabelle 3.1: Zusammenhang von Freiwinkel und Querschneidenwinkel
Angaben aus www.mmsonline.com
Querschneidenwinkel Freiwinkel
0 0
30 5
40 mittel
50 11 (hoch)
55 extra hoch

3.2  Sicherheit

Sicherheitsmaßnahmen beachten (stabiler Stand der Schleifmaschine, gute Beleuchtung, Schutzbrille etc.).

3.3  Schleifscheiben einrichten und prüfen

Schleifscheiben muss man ebenso wie Schleifsteine regelmäßig überprüfen und dann ggf. abrichten. Oder man richtet sie regelmäßig ab, weil man sie dadurch auch ein wenig konditioniert.

Für eine Überprüfung kann man ein Stück Flacheisen nehmen und dessen Kante auf einem planen Schleifstein abrichten. Dann auf der Handauflage auflegen und leicht gegen die Schleifscheibe drücken, nicht seitlich verschieben!

Man kann die planierte Kante des Flacheisens auch mit Filzschreiber anmalen und dann an die Scheibe halten, das spart Materialabtrag. Das Schliffbild gibt leicht Auskunft über die Schleifscheibe.

Wenn man an den eigenen Fähigkeiten zweifelt und das Schleifen der Bohrer nicht funktionieren will, sollte man die Scheibe überprüfen; das geht schnell.


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Abbildung 3.2: Diamantabrichter

3.3.1  Handauflage

In diesem Text bin ich immer von einer horizontalen Zuführung des Bohrers an die Schleifscheibe ausgegangen. Bei meiner Schleifmaschine mit 150 mm Durchmesser der Schleifscheiben und bei einem gewünschten Freiwinkel von 10° muss die Bohrerschneide in 13 mm Höhe über der Motorachse an der Schleifscheibe auftreffen3 .

Bei einem Bohrer von 10 mm Durchmesser liegt die Bohrerschneide 5 mm über dem Bohrer-Umfang, daraus ergibt sich ein „Freiraum“ von nur 8 mm unter dem Bohrer, deutlich weniger als mein linker Zeigefinger dick ist. Da die Handauflage bei meiner aktuellen Schleifmaschine genau auf Höhe der Motorachse liegt, passt mein Zeigefingers nicht mehr unter den Bohrer. Deshalb war mein 10 mm-Bohrer zu bissig geworden, er hat heftig gerattert, der Freiwinkel war zu groß geraten.

Es gibt hier zwei Lösungen:

1.
Handauflage in der Höhe verstellen, das ist einfach und praktikabel.

Da meine Handauflage bisher nicht ausreichend verstellbar war, musste ich die Lösung Nummer 2. anwenden, bis ich eine brauchbare Handauflage besitze4 .

2.
Bohrer nicht horizontal zuführen, sondern mit abgesenkter Spitze5 ;

Dafür habe ich eine technische Lösung mit einer Freiwinkel- Lehre gefunden: mit dieser Lehre kann man die horizontale Position und den Winkel ermitteln; der Umgang mit der Lehre ist aber nicht praktikabel; deshalb habe ich den entsprechenden Text- Teil ans Ende in den Abschnitt  3.9 auf Seite § ausgegliedert.

3.4  Schleifwinkel-Lehre


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Abbildung 3.3: Schleiflehre


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Abbildung 3.4: Schleiflehre, Prüfung des Schleifwinkels und des Freiwinkels; Freiwinkel von 10° auf der Lehre angezeichnet; der Schleifwinkel ist korrekt; der Hinterschliff ist leicht buckelig!

Preiswerte Schleiflehren für 59° Schleifwinkel bzw. 118° Spitzenwinkel sind für ca. 3 erhältlich; sie haben häufig einen Fehler: das Eck zwischen der langen Geraden und der kurzen schrägen Seite ist nicht exakt geschnitten, es muss die lange gerade Seite ganz oben im Eck sehr vorsichtig etwas ausgeschliffen werden, sodass das äußere Eck der Schneiden unbehindert an der Geraden anliegen kann. Beim Bearbeiten der Schleiflehre zwischendurch mit einem korrekt geschliffenen Bohrer kontrollieren!

Benutzung der Schleiflehre:

Es ist wichtig, dass man die Ergebnisse der visuellen Prüfung der Bohrerspitze und die Beurteilung mithilfe der Schleiflehre zusammenführt. Mit der Schleiflehre kann man nicht oder schlecht, visuell aber sehr gut überprüfen:

3.5  Freiwinkel einstellen

Übliche Standard-Spiralbohrer haben einen durchgehenden Freiwinkel von ca. 10°. Je nach Durchmesser des Bohrers7 und zu bohrendem Material verwendet man andere Freiwinkel (und evtl. auch andere Spitzenwinkel). Beim Schliff mit unterschiedlichen Freiwinkeln (z. B. sog. Vierphasen-Schliff) ist der erste Freiwinkel meist ca. 4°, der dahinter liegende Freiwinkel deutlich größer. Ich beziehe mich hier nur auf den durchgehenden 10°-Freiwinkel. Hinsichtlich anderer Bohrer-Geometrien siehe Informationsmaterial in Abschnitt  3.10 auf Seite §.


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Abbildung 3.5: Freiwinkel: Errechnung der Höhe über der Motorachse aus Scheiben-Radius und gewünschtem Freiwinkel, Schleifwinkel = Tangente; beachten: nur die untere Hälfte des Bohrers ist gezeigt!

Entscheidend ist der Freiwinkel direkt hinter der Schneide; im weiteren Verlauf hinter der Schneide darf die Linie des Hinterschliffs stärker abfallen9 , aber sie darf nicht wieder nicht wieder ansteigen.

Man kann einen zu großen Freiwinkel dadurch korrigieren, dass man vorne an der Schneide mit einem kleineren Freiwinkel nachschleift und diesen Schliff nur wenig weit nach hinten durchführt. Umgekehrt geht das aber nicht; wenn der Grundschliff einen zu kleinen Freiwinkel hat, muss man den Bohrer erst mit dem größeren Freiwinkel komplett schleifen!

Auch bei korrekter Einstellung des Freiwinkels wird der gewünschte Freiwinkel und sein korrekter Verlauf erst dann erreicht, wenn man „hinten“ auch ausreichend schleift!

Ein zu kleiner Freiwinkel reduziert die Schneidfähigkeit des Bohrers, ein zu großer Freiwinkel macht den Bohrer aggressiver, aber auch die Schneidkante weniger stabil. Ein zu großer Freiwinkel führt leicht zu einem ratternden Bohr-Vorgang.

Man sollte Variationen des Freiwinkels erst versuchen, wenn man genügend Erfahrung mit dem üblichen Freiwinkel hat.

Die Tabelle  3.2 auf Seite § zeigt die Höhe über der Motorachse bei verschiedenen Schleifscheiben-Größen und verschiedenen Freiwinkeln; für nicht aufgeführte Schleifscheiben-Radien müssen Sie den jeweiligen zu einem Freiwinkel gehörigen Sinus-Wert mit dem Radius mulitiplizieren.


Tabelle 3.2: Zusammenhang von Freiwinkel [Grad] und Höhe [mm] über der Motorachse bei verschiedenen Schleifscheiben- Radien [mm]; für nicht aufgeführte Radien bitte den sin()-Wert mit dem Radius multiplizieren
Freiwinkel Radius 60 Radius 75 Radius 87,5 Radius 100
Grad sin() Höhe Höhe Höhe Höhe
1 0,017 1,0 1,31 1,53 1,75
2 0,035 2,1 2,62 3,05 3,49
3 0,052 3,1 3,93 4,58 5,23
4 0,070 4,2 5,23 6,10 6,98
5 0,087 5,2 6,54 7,63 8,72
6 0,105 6,3 7,84 9,15 10,45
7 0,122 7,3 9,14 10,66 12,19
8 0,139 8,4 10,44 12,18 13,92
9 0,156 9,4 11,73 13,69 15,64
10 0,174 10,4 13,02 15,19 17,36
11 0,191 11,4 14,31 16,70 19,08
12 0,208 12,5 15,59 18,19 20,79
13 0,225 13,5 16,87 19,68 22,50
14 0,242 14,5 18,14 21,17 24,19

3.6  Schleifvorgang

3.6.1  Einleitung

Ich behandle hier nur Standard-Bohrer: Spitzenwinkel 118°, durchgehender Freiwinkel von ca. 10°, keine zusätzlichen Schliffvarianten wie z. B. „Ausspitzen“ der Querschneide oder zweite Freiwinkel-Facette. Hinsichtlich anderer Bohrer-Geometrien siehe Informationsmaterial in Abschnitt  3.10 auf Seite §. Es führen anscheinend auch andere Schleiftechniken zum Erfolg. Ich schleife aber so, wie mein lokaler Fachmann es macht und wie die für mich zuverlässigsten Video-Anleitungen es zeigen; vgl. Abschnitt 3.10 auf Seite §. Man kann auch an anderen Schleifmaschinen schleifen10 , ich verwende aber einen Doppelschleifbock.

Wenn man einen Bohrer schon vielfach nachgeschliffen hat, muss man beachten, dass der Steg immer dicker wird, je näher man zum Ende des Bohrers kommt. Man wird ihn dann „ausspitzen“ müssen.

Ich habe meine Bohrer vorläufig mit Absicht nicht ausgespitzt11 . Dass sie im Originalzustand nicht ausgespitzt sind, hat vielfache Gründe. Sehr dicke Bohrer muss man aber ausspitzen, weil sie sonst zu schnell sehr heiß werden (ca. 70 % der Kraft werden von der nicht schneidenden Querschneide verbraucht). Wenn ich „frei Hand“ in Metall bohren muss, werde ich einen dickeren Bohrer aber wohl doch ausspitzen. Oder ich mache eine Vorbohrung12 .

Solange man kein sehr geübter Schleifer ist, oder wenn man Probleme mit einem Bohrer hat, sollte man den Trainingsmodus einschalten, siehe Abschnitt  3.8 auf Seite §.

3.6.2  Kurzfassung

1.
Bohrer inspizieren13
2.
Bohrer im Winkel von 59° vor die Schleifscheibe halten
3.
Bohrer in die richtige Höhe über der Motorrachse bringen14
4.
Bohrer-Längsachse horizontal ausrichten
5.
Bohrer drehen, bis die Schneide genau (!) horizontal liegt
6.
Schneide anschleifen, weiterschleifen und dabei
7.
Bohrer-Ende senken und Bohrer-Spitze anheben, Bohrer nicht schwenken, nicht verschieben, nicht drehen
8.
Bohrer sofort kühlen
9.
Schleifergebnis ansehen
10.
für die zweite Schneide weiter mit 2. ; nach Schliff der zweiten Schneide weiter mit 1.

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Abbildung 3.6: Bohrer vor der Schleifscheibe; der Schleifwinkel von 59° ist korrekt (grün); die Schneide ist noch nicht parallel zur Motorachse (vgl. mit der roten Linie); die Bohrer-Längsachse ist noch gekippt, der Bohrer muss aber horizontal in der richtigen Höhe (rote Linie) an die Schleifscheibe geführt werden für den richtigen Freiwinkel; die Werkzeugauflage wurde aus fotografischen Gründen falsch justiert


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Abbildung 3.7: Bohrer vor der Schleifscheibe; der Schleifwinkel von 59° ist korrekt; die Schneide liegt exakt parallel zur Motorachse (vgl. mit der Handauflage, grüne Linien); der Bohrer ist horizontal zugeführt

3.6.3  Genauer

3.6.3.1 Vorbemerkung

3.6.3.2 Schleifvorgang

1.
zuerst den Bohrer visuell genau beurteilen: sind Geometrie-Fehler vorhanden, sind Scharten vorhanden (oben, Schneidkante, in der Spannut)
2.
mit dem Fingernagel auf Grate oder Scharten prüfen
3.
aktuellen Winkel des Bohrers an beiden Schneiden mit Bohrer- Schleiflehre bestimmen
4.
ein Grat in der Spannut muss vor dem Schliff entfernt werden (runder Schleifstein, runde Diamantfeile)
5.
(für Rechtshänder) linken Zeigefinger auf die Handauflage nicht zu nahe15 der Schleifscheibe auflegen, Bohrer auf den linken Zeigefinger auflegen und mit der rechten Hand am Ende festhalten (Zeigefinger und Daumen) und die Längsachse horizontal halten. Den gewünschten Freiwinkel erreicht man, wenn der Schleifvorgang an der Schneide in der richtigen Höhe über der Motoachse mit horizontaler Zuführung des Bohrers beginnt, siehe 3.6.3.3. Bei meiner Schleifscheibe mit 120 mm Durchmesser erreiche ich einen Freiwinkel von 10°, wenn der Kontakt der Schneide mit dem Schleifstein bei 1,04 cm über der Motorachse erfolgt, das entspricht etwa der Dicke der Fingerbeere meines linken Zeigefingers (wenn sie etwas eingedrückt ist)
6.
Bohrer-Längsachse an den aufgemalten Strichen (Schleifwinkel) ausrichten
7.
Bohrer vorsichtig nahe an die Schleifscheibe heranführen, ohne zu schleifen, dann den Bohrer um seine Längsachse so drehen, dass die zu schleifende Schneide horizontal liegt (d. h. parallel zur Motorachse); vor allem bei kleinen Bohrern ist das nicht leicht zu erkennen; Tip: wenn die Bohrerschneide ganz nahe an der Schleifscheibe fast anliegt, ist die Schneide dann horizontal, wenn sie maximal lang anliegt; man kann dies also durch rechts-und-links-Drehen des Bohrers ermitteln
8.
Bohrer vorsichtig nahe an die Schleifscheibe heranführen, ohne zu schleifen
9.
Winkel der Bohrer-Längsachse gegenüber der Schleifscheibe ggf. derart korrigieren, dass durch den folgenden Schliff die Abweichung des Schleifwinkels korrigiert wird, die man mit der Bohrer-Schleiflehre ermittelt hat
10.
nochmals die Höhe des Schleifbeginns (Freiwinkel) überprüfen
11.
jetzt geht es los: Bohrer leicht gegen die Schleifscheibe drücken, es erfolgt der Schliff der Schneide, dann mit fortgesetztem leichtem Druck das Ende des Bohrers absenken und damit die Schneide anheben und dadurch den Hinterschliff erzeugen. Während dieser Bewegung muss der Bohrer im Winkel von 59° zur Schleifscheibe bleiben. Wie weit man den Bohrer vorn anheben bzw. hinten absenken muss, ergibt sich aus der Kontrolle des Schleifergebnisses (siehe 3.6.4). Der Schleifvorgang muss sehr gleichmäßig ohne Ruckeln oder Verschieben erfolgen mit stets gleichbleibendem Druck, es soll immer komplett alles geschliffen werden von der Schneide bis zum Ende des Hinterschliffs. Teil-Schliffe sind natürlich möglich, sollten aber vermieden werden16
12.
dabei den Bohrer nicht drehen, nicht seitlich verschieben!
13.
je näher der linke Zeigefinger bei der Schleifscheibe liegt, desto größer muss die Abwärtsbewegung des Bohrer-Endes sein. Jeder muss für sich selbst herausfinden, wie er die beste Bewegung erreicht. Der Abstand des linken Zeigefinger von der Schleifscheibe beeinflusst die Geometrie des Hinterschliffs nicht.
14.
Bohrer sofort kühlen
15.
jetzt zweite Schneide bearbeiten, niemals mehrfach die eine Seite bearbeiten, immer abwechseln!
16.
Schleifergebnis ansehen, siehe 3.6.4
17.
Schleifvorgang (ab  11 auf der vorherigen Seite) so oft wiederholen, wie nötig

3.6.3.3 Erreichen des gewünschten Freiwinkels

3.6.4  visuelle Beurteilung


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Abbildung 3.8: unbenutzter Bohrer – Winkel an den Fotos und am Bohrer direkt ermittelt; links: abfallende Linie des Hinterschliffs (Freiwinkel), Winkel ca. 13°; rechts: die Querschneide steht im Winkel von 49° zu den beiden parallel liegenden Hauptschneiden; Laut Tabelle  3.1 auf Seite § müsste die Querschneide im Winkel zwischen 50 und 55° stehen, bzw. bei einem Querschneidenwinkel von 49° wäre der Freiwinkel 11°

3.6.5  Probebohrung

Wenn der Bohrer die visuelle Kontrolle der Geometrie und die Kontrolle mit der Bohrer-Schleiflehre bestanden hat, dann folgt eine Probebohrung in Eisen oder Aluminium17 . Diese Probebohrung sollte man, wenn verfügbar, an einem Bohrständer vornehmen, da der Bohrer beim Freihand-Bohren nur schwerlich in beiden Achsen senkrecht auftrifft, dann beim Anbohren zur Seite wegläuft und das Loch schräg zur Oberfläche zu schneiden beginnt.

Mögliche Fehler sind in der Klammer angegeben.

Man kann die gefundenen Fehler vorsichtig zu korrigieren versuchen, auch an einzelnen Schneiden, die z. B. fraglich oder gering kürzer sind als die andere oder die einen minimal abweichenden Schleifwinkel zeigen. Wenn aber mehrere Fehler gleichzeitig auftreten, sollte man den Bohrer nicht korrigieren, sondern beide Schneiden neu anschleifen.

3.7  Zwischenbilanz meines Trainings

Nach längerem Üben und wiederholter Überarbeitung meiner Anleitung versuche ich jetzt, meine eigenen Fehler zu analysieren und daraus Verbesserungen abzuleiten. Solche Verbesserungen führen wohl zu mehr Aufmerksamkeit für schwierige Vorgänge und evtl. zu technischen Veränderungen.

Die folgende numerierte Aufzählung bewertet die beim Schleifen erforderlichen Vorgänge und die aufgetretenen Fehler und versucht, daraus Konsequenzen abzuleiten:

Am Beginn stehen die einfachen Dinge und die mit den geringsten negativen Einflüssen:

1.
Einrichten der Schleifscheiben: nach dem Abziehen durch Einzeldiamant und flächenhaften Diamantabrichter läuft meine Schleifmaschine immer ruhiger, ich bemerke beim Anlaufen und Auslaufen immer weniger Vibrationenen und fühle beim Schleifen keinen Höhenschlag mehr. Am Anfang nach dem Kauf der Maschine haben nur die Gummifüße verhindert, dass die Maschine vom Tisch gepurzelt ist.
2.
Einhalten des gewünschten Schleifwinkels: durch die Markierungslinien auf der Handauflage für den 59°- Schleifwinkel und durch die einfache und zuverlässige Ablesung einer Winkel-Abweichung mit der Schleifwinkellehre mache ich nur recht selten Schleifwinkel-Fehler; Bohrer mit ordentlichem Schliff, aber mit geringen Schleifwinkel-Abweichungen der beiden Schneiden voneinander schneiden nicht ganz schlimm falsch.
3.
Kontrolle: nachdem ich die Arbeit mit der Schleifwinkellehre und mit der visuellen Beurteilung reichlich geübt habe, komme ich zunehmend leicht zu zutreffenden Feststellungen über einen korrekten oder fehlerhaften Schliff und die Ursachen derselben.
4.
Schliff korrigieren: ich habe gelernt, dass es keinen Sinn hat, einen einzelnen Schliff teilweise korrigieren zu wollen. Jede einzelne Schleifbewegung beginnt an der Schneide und endet an der Spannut des Bohrers.
5.
Freiwinkel: durch konsequente horizontale Zuführung des Bohrers auf der richtigen Höhe über der Motorachse erreiche recht leicht einen guten Freiwinkel; zwar kann ich den Freiwinkel nicht gut oder exakt messen, aber ich kann visuell recht leicht sehen, ob ein etwa richtiger Freiwinkel existiert und ob der Hinterschliff gleichmäßig bis zum Ende des Schliffs bei der nächsten Spannut reicht; Buckel sind visuell leicht zu sehen; kleine Unebenheiten führen offensichtlich nur zu kleinen Funktionsstörungen (Bohrprobe).
6.
Korrekt, aber nicht beidseitig gleich stark ausgeführter Schliff: ich habe den Eindruck, dass man nach visueller Beurteilung und Schleiflehren-Kontrolle gut erkennen kann, welche Seite des Bohrers noch ein wenig mehr abgetragen werden muss. Das sieht man gut beim Bohren in Metall, wenn nicht beidseitg gleich viel und gleich geformte Späne herauskommen.
7.
Gleichmäßigkeit des Schliffs: es ist nicht einfach, einen begonnenen Schliff gleichmäßig bis nach „hinten“ fortzuführen; hier fehlt mir noch die Übung, der Andruck an die Schleifscheibe und die Geschwindigkeit der Absenkung des Bohrer-Endes sind noch zu trainieren. Buckel im Hinterschliff können problematisch sein, weil sie die Schneidfähigkeit behindern. Dass ein manueller Schliff schwerlich so perfekt aussieht, wie ein maschineller, ist klar und unbedeutend, solange kein wirksamer Geometrie-Fehler besteht.
8.
Querschneide: wenn die Querschneide nicht an der richtigen Stelle sitzt, hat sie zumeist auch einen abnormen Winkel und eine abnorme Form und führt zu ungleicher Schneidenlänge und damit zu einem ratternden Schnitt und unrunden Löchern.

Hier liegen zwei Probleme: a) die korrekte Zuführung des Bohrers mit exakter Parallelität der Schneide zur Motorachse ist schwierig, weil schwer zu erkennen und b) kann man die Lage der Querschneide und damit die Gleichheit oder Ungleichheit der Länge der beiden Schneiden nicht leicht und zuverlässig messen.

Nachdem ich jetzt immer mit der Lupenbrille arbeite, gelingt mir die korrekte parallele Schneiden-Positionierung jetzt zuverlässiger aber noch nicht befriedigend. Die meisten schlecht schneidenden Bohrer waren Ergebnis einer falschen Parallel-Positionierung der Bohrerschneide.

Der unterste Eintrag in dieser obigen Liste ist mein Hauptfeind, er muss zuerst angegriffen werden! Ich bin noch unentschlossen, ob ich mir einen Laser-Strich zur Erleichterung der parallelen Schneiden-Position bastele oder ob ich einfach weiter übe.

Und jetzt wieder auf den Boden, Perfektionist, lasse die Kirche im Dorf : jedenfalls haben meine Bohrer früher, wenn ich sie zu schleifen versucht habe, nach dem Schliff genau so wenig geschnitten und jetzt schneiden sie fast immer, wenn auch gelegentlich mit unrunden Löchern oder mit etwas rattertendem Geräusch. Der Weg vom Bohren zum schöner Bohren ist sicherlich steinig.

Denke ich an meine Hauptarbeit: Löcher in Holz zu bohren, dann könnte ich schon zufrieden sein. Ein einigermaßen richtig geschliffener Bohrer macht in Holz in jedem Fall recht schnell tiefe Löcher. Aber in Metall, wenn man in das Loch dann auch noch ein Gewinde schneiden will, dann sollte das Loch schon recht sauber sein!

Übrigens: man kann nicht ein gewünschtes 8 mm-Loch mit einem 7,5 mm-Bohrer vorbohren, der ein sog. Langloch hinterlässt und dieses dann mit einem 8 mm-Bohrer aufweiten!

3.8  Trainingsmodus

Man kann den Schleifvorgang überprüfen, indem man die Spitze des Bohrers mit einem wasserfesten Filzstift anmalt; dann kann man genau sehen, wo Material bei einer bestimmten Schleifbewegung bzw. Haltung des Bohrers abgetragen wird.

Diesen Vorgang sollte man immer dann anwenden, wenn man sich trainieren möchte, v.a. aber dann, wenn man nicht genau weiß, wie man den aktuellen Bohrer korrigieren muss. Ich bin immer wieder überrascht, was ich dabei herausfinde.

3.9  Freiwinkel-Lehre

Dieser Abschnitt ist noch eine Baustelle!

Man kann sich für einen bestimmten Freiwinkel und einen bestimmten Scheiben-Durchmesser eine Lehre herstellen; man braucht nur ein Stück Metall, z. B. Aluminium auf die Handauflage zu stellen und die Vorderkante solange zu schleifen, bis sie sich der Schleifscheibe ganz angepasst hat, siehe Abb. 3.9 auf Seite §.

Mit dieser Lehre kann man die erforderliche Höher über der Motorachse erkennen, wenn man sie auf die Handauflage stellt, die sich auf Höhe der Motorachse befindet.

Oder, wenn man die Handauflage der Schleifmaschine nicht verstellen kann und deshalb der Zeigefinger nicht mehr unter einen dicken Bohrer passt, kann man die Höhe und den Bohrer-Zuführungswinkel erkennen:

Man legt den Bohrer auf den linken Zeigefinger, die Oberkante der Lehre ist auf Höhe der Bohrer- Achse20 , die Lehre wird an der Schleifscheibe angelegt, der Bohrer wird so gekippt, dass er mit der Oberkante der Lehre parallel ist.

Dieses Verfahren ist nicht praktikabel, hier nur Vollständigkeit gezeigt! Man sollte unbedingt eine in der Höhe verstellbare Handauflage besitzen. Dann kann der Bohrer auf der errechneten Höhe über der Motorachse horizontal zugeführt werden, die Handauflage weicht dem dicken Bohrer nach unten aus.

Wichtig, bitte beachten: In diesen Abbildungen 3.10 bis 3.12 auf den Seiten §§ ist nur die untere Hälfte des Bohrers gezeigt, vom unteren Umfang des Bohrers bis hoch zur Schneide!


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Abbildung 3.9: Freiwinkel: Anfertigen einer Lehre für die 150 mm- Scheibe


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Abbildung 3.10: dünner Bohrer, Handauflage auf Höhe der Motorachse: der Zeigefinger passt unter den Bohrer, der Bohrer wird horizontal zugeführt


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Abbildung 3.11: dicker Bohrer, Handauflage auf Höhe der Motorachse: der Zeigefinger passt nicht mehr unter den Bohrer, der Bohrer muss angehoben werden; Freiwinkel eingehalten durch geneigte Zuführung des Bohrers: Winkel W und Höhe haben sich nicht geändert


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Abbildung 3.12: dicker Bohrer: Freiwinkel eingehalten durch geneigte Zuführung des Bohrers mithilfe einer Lehre

3.10  Internet-Seiten

Marc L’Ecuyer (That Lazy Machinist)

Home: http://www.thatlazymachinist.com/home-accueil.html

Dort: Video-Übersicht: My shop videos, dort:

002 How Drill Bits Work

003 Manual Drill Bit Sharpening

mrpete222 auf Tubalcaine-machine-shop:

Demonstration an sehr großen Bohrern sehr lehrreich!

THE USE & CARE OF DRILL BITS part 1 of 3 tubalcain

THE USE & CARE OF DRILL BITS part 2 of 3 tubalcain

THE USE & CARE OF DRILL BITS part 3 of 3 Sharpening tubalcain

Diese Videos sucht man am Besten auf der Youtube-Hauptseite über die Suchbegriffe: tubalcaine drill bits

Quellen für die Beschreibung diverser BohrerËigenschaften, ohne Anleitungen für das Schleifen:

HSS-Forum, deutsch

Viele gute Skizzen, detaillierte Beschreibung, kein Text:

http://www.hssforum.com/2-BOHREN.pdf

Neme-s.org, 2005 May Meeting, englisch

Sehr umfangreiche Präsentation, sehr gute Skizzen, kein Text:

http://neme-s.org/2005 May Meeting/drills.pdf

evtl. verschluckt sich der Internet-Browser an den Leerzeichen; dann bitte diesen Link in das Suchfenster eintragen

kripahle-online.de, deutsch

Umfangreiche Präsentation, sehr gute Skizzen, guter Text:

http://www.kripahle-online.de/unterricht/wp-content/uploads/2011/02/Bohren.pdf

ptg-gmbh.de: Spitzenanschliffe für Spiralbohrer, deutsch

Sehr gute Datentabellen, Skizzen und Erläuterungen:

http://www.ptg-gmbh.de/download/PTG_RICHTWERTE.pdf

regalcuttingtools.com: sehr gute Datentabellen, englisch

http://www.regalcuttingtools.com/service-support/specs-and-engineering-data

Auf dieser Seite findet man unter Drills:

MMS-Online: Geometrie der Bohrerspitze, Text und Bilder, englisch

Interessanter Text, gute Hinweise, kleine Bildchen

http://www.mmsonline.com/articles/choose-the-best-drill-point-geometry