Werkzeugbau – Einschlagmutter Senker

Für ein zukünftiges Projekt muss ich zahlreiche Einschlagmuttern (M8 und M6) in einer Buchenholz Platte platzieren, die Probleme bzw. die Herausforderung stellen folgende Punkte dar:

Die Einschlagmutter dürfen nicht vorstehen
Die Einschlagmutter sollten alle gleich tief gesenkt werden
Die Inneren Löcher für die Schrauben bzw. die Einschlagmuttern sind bereits vorhanden
Die Abmessungen/Dimensionen sind größer als die Bearbeitungsfläche der vorhandenen CNC Fräse

Betrachtet man die angeführten Grundbedingungen genauer erkennt man sehr schnell, dass es nicht einfach wird. Denn vor allem vorgebohrte Löcher erschweren ein korrektes Versenken ungemein. Die Lösung: ein Bau eines geeigneten Werkzeugs! 😉

Der Plan

Einfache und günstige Lösungen sind immer sehr willkommen. Natürlich kann man von null auf solch ein Werkzeug bauen, jedoch sprechen Zeit und Aufwand nicht dafür, daher wird bestehendes Werkzeug adaptiert.

Um eine M8 Einschlagmutter senken zu können benötigt man eine ~22mm große Bohrung / Senkung und für eine M6 Einschlagmutter wird eine ca. 18mm breite Bohrung benötigt. Flachfräsbohrer bieten eine günstige Möglichkeit solche großen Durchmesser einfach in Holz zu bohren, jedoch fehlt ihnen ein Anschlag (damit immer gleich tief gebohrt werden kann) und eine Möglichkeit sie korrekt in ein vorgebohrtes Loch ansetzen zu können.

Anschlag – Die Tiefe regulieren

Ein Anschlag ist bei diesem Bohrer recht einfach zu realisieren. Angenommen, die finale Bohrung soll 3mm tief sein, dann gilt es lediglich 3mm von der Schneide rückzumessen und mithilfe des vorhandenen Lochs in der Mitte des Bohrers kann einfach ein Anschlag angeschraubt werden. Damit dieser nicht verrückt, könnte man ihn auch noch eine Nut einfräsen, die exakt die Breite des Bohrers hat, dann ist ein Verkippen auch nicht mehr möglich. Damit das Konstrukt dann nicht eiert kann auf der Gegenseite auch derselbe Anschlag angebracht werden.

In diesem finalen 3D Modell sieht man die seitlichen Anschläge, damit der Aufsatz nicht verkippen kann. Die zusätzliche Bohrung ist später zur Fertigung auf der Drehbank noch wichtig, kann aber erstmals ignoriert werden. Man kann auch erkennen, dass die Spitze des Bohrers keinen Platz / Versenkung findet – diese wurde mit einer Trennscheibe abgetragen – um später mehr tragendes Material zur Verfügung zu haben -> wird später im Beitrag genauer ersichtlich.

Dieses Prinzip funktioniert für 18mm und 22mm breite Fräser, die Abbildungen zeigen jedoch meistens nur die 22mm Variante.

Zentrieren der Bohrung

Um in ein Vorgebohrtes Loch zentriert Bohren zu können braucht man irgendeine eine Art von Führung, in diesem Fall ist die einfachste Realisierung ein Abdrehen der „Spitze“ auf das Maß des vorgebhorten Lochs. Dazu werden die formidenten Stücke auf den Flachfräsbohrer geschraubt, in eine Drehbank gespannt und dann passend abgedreht.

Flachfräsbohrer Drehbank – noch ohne zweite Bohrung

Man erkennt recht flott, dass die vorstehende Führungsspitze nicht bis zum Anschlag abgedreht werden kann, dazu benötigt man das zuvor erwähnte zweite Loch – damit kann man den Anschlag weiter vor Setzen, das Werkstück korrekt bearbeiten und dann wieder auf die geplante Tiefe zurückschrauben.

Die Bohrer vor der Bearbeitung auf der Drehbank:

Späne Auswurf

Da der Flachfräsbohrer viel zusätzliches Aluminium nahe seiner Schneideflächen hat, wird der Spanauswurf natürlich auch erschwert, um dieses Problem ein wenig zu umgehen ist es sinnvoll, kleine Freistellungen zu fertigen die es ermöglichen, dass Späne leichter ausgeworfen werden können.

Fertigung

Die Einschlagmutter Senker, egal ob für M6 oder M8, wurden aus Aluminium gefertigt. Eine Flachstange mit 5mm x 40mm wurde dazu in die rechten Teile gefräst. Dazu wurde ein 4mm, 1 Zahn Fräser in die CNC Fräse eingespannt, und der Spaß konnte Berginnen.

In Estlcam wurden die Fräspfade definiert, simuliert und dann auch am Ende gefräst.