Eine Reibahle ist ein rotierendes Schneidwerkzeug in zylindrischer oder konischer Form, das verwendet wird, um gebohrte, geschliffene oder geänderte Löcher zu vergrößern und auf genaue Abmessungen zu bringen. Mit einer Reibahle kann kein Loch erzeugt werden.
Reibahlen haben eine zylindrische Form mit gefurchten Schneiden entlang der Länge des Werkzeugs. Diese Schneiden entfernen Material, während sich die Reibahle dreht und in das Loch eingeführt wird. Reibahlen werden verwendet, um die Genauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit eines Loches zu verbessern und sicherzustellen, dass es bestimmten Maßvorgaben entspricht und eine glatte Oberfläche für die Einfügung von Bolzen, Stiften oder anderen Komponenten hat.
Verwendung von Reibahlen:
Reibahlen werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Fertigung, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt und Bauwesen. Sie kommen in verschiedenen Ausführungen und Größen vor, um unterschiedliche Lochdurchmesser und Materialien zu berücksichtigen.
Die häufigsten Anwendungen von Reibahlen sind:
Passungen für Bolzen, Wellen etc. herstellen:
Reibahlen werden häufig verwendet, um Löcher für Passungen wie Bolzen, Wellen, Buchsen etc. herzustellen. Das Reiben ermöglicht eine sehr genaue Endbearbeitung des Loches auf die erforderlichen Abmessungen, sodass Komponenten wie Bolzen präzise und ohne Spiel passen.
Oberflächenfinish verbessern:
Im Gegensatz zum Bohren oder Senken hinterlässt das Reiben sehr glatte Lochoberflächen. Dies ist wichtig für eine gute Passung oder um Reibung und Verschleiß zu verringern. Feine Reibahlen werden manchmal auch zum Entgraten von Löchern verwendet.
Maßhaltigkeit sicherstellen:
Das Reiben kann eingesetzt werden, um bestehende Löcher, die durch Abnutzung, Korrosion oder andere Faktoren ungenau geworden sind, wieder auf Maß zu bringen. Dadurch kann die Lebensdauer von Bauteilen verlängert werden, ohne dass eine komplette Erneuerung erforderlich ist.
Prototyping & Kleinserien:
Für Prototypen und kleine Stückzahlen ist das Reiben oft kostengünstiger und flexibler als andere Verfahren wie das Honen. Reibahlen sind einfach herzustellen und ermöglichen auch ohne aufwändige Werkzeugmaschinen das Erzeugen hochpräziser Passungen.
Arten von Reibahlen:
Reibahlen gibt es in verschiedenen Grundformen und Ausführungen:
Zylindrische Reibahlen:
Zylindrische Reibahlen sind die gebräuchlichsten. Sie werden verwendet, um bestehende Bohrungen auf eine gewünschte Endgröße und einen präzisen Rundlauf zu bringen. Üblich sind hier schnittfreie Reibahlen oder solche mit zwei bis vier Schneiden.
Konische Reibahlen:
Konische Reibahlen, auch als Kaliberreibahlen bezeichnet, haben ein Kegelprofil. Sie dienen dem schrittweisen Erweitern bestehender Löcher sowie der Kalibrierung auf eine gewünschte Kegelform.
Kugelkopfreibahlen:
Diese speziellen Reibahlen haben eine kugelförmige Spitze. Sie ermöglichen das präzise Aufreiben von konischen Sacklochbohrungen für Kugelkopfbolzen. Kugelkopfreibahlen gibt es als feste oder einstellbare Ausführungen.
Feinstreibahlen:
Feinreibahlen mit ein oder zwei Schneiden erzeugen besonders glatte Oberflächen im Mikrometerbereich und enge Toleranzen. Sie kommen zum Beispiel für Hydraulikzylinder oder beim Entgraten zum Einsatz.
Formreibahlen:
Formreibahlen haben ein bestimmtes Profil und dienen dem Aufreiben speziell geformter Konturen von Nuten, Aussparungen oder anderen komplexen Hohlformen, die anschließend passgenau Bauteilen aufzunehmen.
Aufbau und Geometrie:
Die Formgebung von Reibahlen erfolgt in enger Abstimmung auf ihre jeweilige Anwendung. Wichtige konstruktive Merkmale sind:
Körper:
Der zylindrische Körper bildet das Grundprofil und trägt die schneidenden Fluten bzw. Furchen. Seine geometrischen Abmessungen bestimmen den Durchmesser sowie die erreichbare Rundlauf- und Zylindergenauigkeit des aufgeweiteten Loches.
Spanleitstufen
Spanleitstufen zwischen den Fluten dienen der Aufnahme und dem Abtransport der beim Reiben abgetragenen Späne. Sie verhindern ein Verklemmen sowie ein erneutes Einschneiden der Späne in die Bohrungsoberfläche.
Schneiden:
Scharfe Schneidflächen in den Fluten führen die Zerspanung durch. Bei mehrschneidigen Reibahlen sind sie um die Achse versetzt, um ein gleichmäßigeres Schnittbild zu erzielen. Die Anzahl der Schneiden hat auch Einfluss auf die erreichbare Qualität und Genauigkeit.
Führung:
Am vorderen Ende befinden sich meist Führungsfasen. Diese können zur zentrischen Positionierung im Loch oder zum schrittweisen Aufweiten bei konischen Reibahlen dienen.
Schaft:
Über den zylindrischen Schaft wird die Reibahle drehend angetrieben und in Vorschubrichtung belastet. Seine genaue Führung ist entscheidend für Maßhaltigkeit sowie Oberflächenqualität des Endlochs.
Funktionsweise beim Reiben:
Das Reiben mit einer Reibahle läuft folgendermaßen ab:
Vorbereitung:
Zunächst muss das aufzureibende Loch auf etwa 0,05 bis 0,3 mm unter Endmaß vorgebohrt oder vorgeschliffen werden. Anschließend wird die passende Reibahle ausgewählt. Diese muss auf den jeweiligen Lochdurchmesser, die Werkstoffpaarung sowie die geforderte Passung abgestimmt sein.
Einfahren und Zentrieren:
Die Reibahle wird ohne lastaufnehmende Drehbewegung mäßig vorgespannt in die Bohrung eingeführt. Dabei zentriert sich das Werkzeug durch seine Fasen oder Leitkanten. Nun kann die Drehzahl für den Reibprozess eingeschaltet werden.
Reiben:
Indem zusätzlich kontrolliert Vorschub ausgeübt wird, schneidet sich die sich drehende Reibahle allmählich in das Werkstück. Durch die Fluten wird Material in feinen Spänen abgetragen und nach oben abtransportiert. Mit fortschreitendem Vorschub nähert sich der Durchmesser immer mehr dem Endmaß.
Entlasten und Ausfahren:
Ist die gewünschte Endgröße und Oberflächenbeschaffenheit erreicht, wird der Vorschub gestoppt. Unter weiterer Drehzahl folgt zum Abschluss ein kurzer Entlastungsschnitt ohne Vorschub, um eventuelle Gratbildung zu brechen. Danach kann das Werkzeug aktiv ausgefahren werden.
Vorteile von Reibahlen:
Reibahlen und das Reibverfahren bieten eine Reihe von Vorteilen:
- Sehr hohe Genauigkeit der Bohrungsmaße im Mikrometer-Bereich
- Präziser Rundlauf und Zylinderform
- Sehr gute Oberflächenqualitäten bis in den Rz-Bereich < 1 μm möglich
- Geringe Verformung des Werkstücks durch schonendes Abtragen in feinen Spänen
- Saubere und gratfreie Bohrungskanten
- Flexibler Einsatz für Klein- und Großserien sowie Prototyping
- Kostengünstige Alternative zum Honen, Feinschleifen oder Läppen
- Ermöglicht enge Passungen und präzise Wellen- oder Buchsensitze
- Wiederherstellung verschlissener Bohrungen möglich
- Einfache und wirtschaftliche Werkzeug-Herstellung
Demgegenüber stehen jedoch auch einige Einschränkungen der Technik:
- Nur an bestehende Löcher anwendbar, kein initiales Bohren
- Geringeres Tempo als beim Bohren oder Senken
- Genaue Prozessführung und hoher Bedienungsaufwand nötig
- Gefahr des Verkantens und Reißens der Schneiden
- Nur für kleine Bohrungstiefen geeignet
- Besondere Werkzeugmaschinen mit Drehzahlregelung erforderlich
Für die meisten Anwendungsfälle überwiegen jedoch die Vorteile, sodass sich das Reiben gerade dort durchgesetzt hat, wo höchste Anforderungen an Passgenauigkeit und Oberfläche bestehen.