Was ist CNC-Bohren?
CNC-Bohren ist ein spanendes Fertigungsverfahren nach DIN 8589-2, bei dem ein rotierendes Werkzeug (Bohrer) axial in das Werkstück eindringt und eine zylindrische Bohrung erzeugt. Im Gegensatz zum Drehen oder Fräsen führt beim Bohren das Werkzeug sowohl die Dreh- als auch die Vorschubbewegung aus.
Bohren gehört zu den häufigsten CNC-Operationen — nahezu jedes Bauteil enthält mindestens eine Bohrung. Auf CNC-Fräsmaschinen werden Bohrzyklen (G81, G83, G73) eingesetzt, auf CNC-Drehmaschinen bohrt die Maschine mit feststehendem Bohrer und rotierendem Werkstück. Für einen Überblick über die Drehbearbeitung siehe unseren CNC-Drehen Guide.
Die Qualität einer Bohrung hängt von vielen Faktoren ab: Bohrertyp, Schnittdaten, Kühlung, Aufspannung und Bohrtiefe. Dieser Guide erklärt alle relevanten Zusammenhänge und verweist auf die passenden Online-Rechner für die automatische Parameterberechnung.
Bohrertypen im CNC-Einsatz
Die Wahl des richtigen Bohrers bestimmt Produktivität, Standzeit und Bohrungsqualität. In der CNC-Fertigung kommen vier Haupttypen zum Einsatz:
Hochleistungsschnellschnittstahl — der Allrounder für universelle Anwendungen. Günstig, nachschärfbar und tolerant bei leichtem Rundlauffehler. Schnittgeschwindigkeiten: 20–40 m/min bei Stahl. DIN 338 für Standardlängen (bis 10×d), DIN 340 für Überlänge (bis 15×d). Ideal als Einstieg und für Einzelteile.
Der Standard in der Serienfertigung. 2–3× höhere Schnittgeschwindigkeiten als HSS, deutlich bessere Standzeiten (3–5×). Innenkühlung ab Ø 3 mm verfügbar. Spitzenwinkel meist 140°. Erfordert stabile Aufspannung, Rundlauf < 0,02 mm und ausreichende Maschinensteifigkeit. Beschichtungen (TiAlN, AlCrN) verlängern die Standzeit um weitere 50–100 %.
Ab Ø 14 mm wirtschaftlich — der Grundkörper wird wiederverwendet, nur die Wendeschneidplatten werden gewechselt. Sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten (200–350 m/min bei Stahl). Zwei verschiedene Platten: Innenplatte und Außenplatte. Erzeugt keine Bohrungslehre-Qualität — Nachbearbeitung mit Reibahle für H7-Toleranz erforderlich.
Spezialwerkzeuge für Tieflochbohrungen ab l/d > 8. Der Einlippenbohrer hat nur eine Schneide und führt sich über Stützleisten in der Bohrung. BTA-Bohrer (Boring and Trepanning Association) arbeiten mit Innenkühlung und Späneabfuhr durch den Bohrkörper. Präzise Bohrungen bis l/d = 100 sind möglich.
Schnittdaten beim CNC-Bohren
Die drei Hauptparameter beim Bohren sind Schnittgeschwindigkeit (vc), Vorschub pro Umdrehung (f) und Bohrtiefe (l). Daraus ergeben sich Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Bohrzeit:
vf = n × f [mm/min]
th = l / vf [min]
| Werkstoff | vc HSS | vc VHM | f [mm/U] | Hinweis |
|---|---|---|---|---|
| S235 / C45 (Stahl) | 20–40 | 60–150 | 0,08–0,25 | Emulsionskühlung, Spanbrecher-Geometrie |
| 1.4301 (Edelstahl) | 10–20 | 40–80 | 0,05–0,15 | Nie ohne Vorschub stehen bleiben! |
| AlMg3 (Aluminium) | 80–150 | 200–400 | 0,10–0,30 | Polierte Bohrer, Aufbauschneide vermeiden |
| GJL-250 (Grauguss) | 20–40 | 60–120 | 0,15–0,30 | Trocken oder MMS, 130° Spitzenwinkel |
| Ti6Al4V (Titan) | 5–15 | 20–50 | 0,04–0,12 | Hochdruck-Innenkühlung >70 bar |
Exakte Schnittdaten für Ihren Werkstoff berechnet unser Schnittdaten-Rechner Bohren mit Kienzle-Korrektur und Werkstoff-Datenbank.
CNC-Bohrzyklen: G81, G83 & G73
Bohrzyklen vereinfachen die Programmierung und optimieren den Bohrprozess. Die drei wichtigsten Zyklen nach DIN 66025:
G81 — Bohrzyklus
- Einfaches Bohren ohne Entspanen
- Eilgang → Bohren → Eilgang zurück
- Für l/d ≤ 3
- Schnellster Zyklus
G83 — Tieflochbohren
- Periodisches Entspanen (Peck Drilling)
- Rückzug bis Sicherheitsebene
- Für l/d > 3–5
- Sicherste Methode
G73 — Spanbrechen
- Kurzer Rückzug (0,5–2 mm)
- Span wird gebrochen, nicht ausgeworfen
- Schneller als G83
- Nur mit Innenkühlung
Praxistipp: Verwenden Sie G83 mit einer Zustelltiefe von 1×d pro Durchgang als Standardstrategie für Tieflochbohrungen. Bei VHM-Bohrern mit Innenkühlung reicht oft G73 — das spart 30–50 % Bohrzeit.
Tieflochbohren — Strategien für tiefe Bohrungen
Tiefe Bohrungen (l/d > 5) sind eine der anspruchsvollsten Operationen in der CNC-Fertigung. Die Hauptprobleme: Spanabfuhr, Wärmeabfuhr und Bohrerverlauf.
Richtwerte nach l/d-Verhältnis
- l/d ≤ 3: Standardbohren (G81). Volle Schnittdaten, keine besonderen Maßnahmen.
- l/d 3–5: G83 empfohlen. Zustellung q = 1×d, vc unverändert.
- l/d 5–8: G83 Pflicht. vc um 20 % reduzieren. Innenkühlung stark empfohlen. Pilotbohrung (2×d tief) vor dem Hauptbohren.
- l/d 8–15: Einlippenbohrer oder spezialisierte Tieflochbohrwerkzeuge. Hochdruck-Innenkühlung (>40 bar).
- l/d > 15: BTA-Verfahren oder Gun-Drilling. Spezialmaschinen erforderlich.
Berechnen Sie die optimale Strategie mit unserem Schnittdaten-Rechner Bohren — inklusive automatischer l/d-Warnung.
Senken, Reiben & Gewindebohren
Nach dem Bohren folgen häufig weitere Operationen zur Verfeinerung der Bohrung:
90°-Kegelsenker zum Entgraten und für Schraubenkopf-Senkungen. vc ≈ 2/3 der Bohrgeschwindigkeit, f ≈ 0,5× Bohrvorschub. Immer mit niedriger Drehzahl und gleichmäßigem Vorschub arbeiten.
Für Passungsqualitäten H7/H8 wird nach dem Bohren gerieben. Aufmaß: 0,2–0,3 mm auf den Durchmesser. vc ≈ 1/3 der Bohrgeschwindigkeit, Vorschub 2× höher als beim Bohren. Reibahlen erzeugen Oberflächengüten bis Ra 0,4 µm.
Kernloch nach Gewindetabelle bohren, dann Gewindebohrer mit Synchronspindel (G84) einsetzen. Vorschub = Steigung × Drehzahl. Für Sacklochgewinde: Gewindeformer statt Gewindebohrer — spanlos, höhere Festigkeit, kein Kernlochbruch.
Kühlung und Schmierung beim Bohren
Die Kühlung ist beim Bohren kritischer als beim Fräsen oder Drehen, da der Bohrer im geschlossenen Schnitt arbeitet und die Wärme schwer abgeführt wird:
6–10 % Konzentration für Stahl und Edelstahl. Außenkühlung reicht bis l/d ≈ 3, darüber Innenkühlung durch den Bohrer verwenden. Mindestdruck: 20–40 bar für Standard, >70 bar für Titan und Superlegierungen.
5–50 ml/h Öl-Aerosol. Ideal für Aluminium und Grauguss. Spart Kühlmittelkosten und vereinfacht die Entsorgung. Erfordert Bohrer mit spezieller MMS-Geometrie und Kanäle für die Aerosol-Zufuhr.
Nur bei kurzspanenden Werkstoffen (Grauguss, Messing) und kurzen Bohrungen (l/d ≤ 2). TiAlN-beschichtete VHM-Bohrer mit 140° Spitzenwinkel sind Voraussetzung. Die Wärme wird über den Span abgeführt.
Vertieftes Wissen über Kühlschmierstoffe finden Sie in unserem KSS-Ratgeber.
Häufige Fehler beim CNC-Bohren
Ab Ø > 12 mm (HSS) bzw. Ø > 16 mm (Wendeplattenbohrer) ist eine Pilotbohrung oder Zentrierbohrung (DIN 332) erforderlich. Ohne Pilotbohrung verlaufen HSS-Bohrer und brechen VHM-Bohrer.
Ein Rundlauffehler > 0,02 mm am VHM-Bohrer reduziert die Standzeit um bis zu 50 %. Bei Weldon-Schäften ist der Rundlauf systembedingt schlecht — Spannzangenfutter oder Hydrodehn-Spannfutter verwenden.
Edelstahl (1.4301, 1.4404) kaltverfestigt sofort, wenn der Bohrer ohne ausreichenden Vorschub steht oder kratzt. Mindestvorschub: 0,05 mm/U. Nie im Eilgang durch die Bohrung zurückziehen, sondern immer mit Vorschub arbeiten.
Die Sicherheitsebene (R-Wert) zu hoch setzen verschwendet Zykluszeit. Zu niedrig: Kollisionsgefahr mit Spannmitteln. Faustregel: R = 2–5 mm über der Werkstückoberfläche, bei Guss mit Anguss-Resten entsprechend mehr.