Erklären, berechnen oder Gewinde vorbereiten?
Dieser Guide erklärt Werkzeugwahl, Bohrzyklen und Fehlerbilder. Sobald Durchmesser, Werkstoff oder Bohrtiefe feststehen, führen die Rechner und Tabellen die Werte weiter.
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 Durchmesser, vc, f und Bohrzeit im Schnittdaten-Rechner Bohren; für tiefe Bohrungen prüft der Bohrtiefe-Rechner das l/d-Verhältnis und die passende G83/G73-Strategie.
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. Der Gewindeschneiden-Rechner führt Steigung, Drehzahl und F-Wert zusammen; die Befehle G84/G74 finden Sie in der G-Code-Referenz.
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.