Anspiegelung

Anspiegelung

Eine Anspiegelung ist eine örtlich begrenzte, ebene Bearbeitungsfläche an einem Werkstück. Sie wird hergestellt, um auf einer unebenen, schrägen, gewölbten oder unbearbeiteten Oberfläche einen definierten Bereich für eine nachfolgende Bearbeitung oder die Auflage eines Bauteils zu schaffen.

Typische Anwendungen sind das Vorbereiten einer Bohrstelle auf einer gewölbten Fläche und das Herstellen einer ebenen Auflagefläche rund um eine Bohrung.

Was bedeutet Anspiegeln?

Beim Anspiegeln wird nur so viel Material entfernt, wie zur Herstellung einer ausreichend großen und sauberen Planfläche erforderlich ist.

Die erzeugte Fläche kann beispielsweise dienen als:

• ebene Eintrittsfläche für einen Bohrer
• Ausgangsfläche für eine Pilotbohrung
• Auflagefläche für einen Schraubenkopf
• Auflagefläche für eine Mutter oder Unterlegscheibe
• Mess- oder Bezugsfläche
• Dichtfläche
• Ausgangsfläche für eine weitere Bearbeitung

Der Begriff beschreibt somit sowohl das Fertigungsverfahren als auch die dadurch erzeugte Fläche.

Anspiegeln vor dem Bohren

Bohrer mit einem herkömmlichen Spitzenwinkel benötigen beim Eintritt möglichst gleichmäßige Bedingungen an beiden Hauptschneiden. Trifft ein Bohrer auf eine schräge oder gewölbte Oberfläche, greift zunächst nur eine Seite der Werkzeugspitze in den Werkstoff ein.

Dadurch entstehen einseitige Kräfte, die den Bohrer aus seiner vorgesehenen Position drücken können.

Mögliche Folgen sind:

• Verlaufen der Bohrung
• falsche Bohrungsposition
• schräger Bohrungsverlauf
• ungleichmäßiger Schneidenverschleiß
• Ausbruch einer Schneidkante
• Bohrerbruch
• schlechte Rundheit
• erhöhte Gratbildung
• Belastung von Spindel und Werkzeugaufnahme

Durch das Anspiegeln entsteht eine kleine ebene Fläche, auf der der nachfolgende Bohrer kontrolliert und möglichst gleichmäßig ansetzen kann.

Anspiegeln auf gewölbten Oberflächen

Bei runden Werkstücken, Wellen, Gussteilen und Freiformflächen ist die Oberfläche an der Bohrstelle häufig gewölbt. Ein Spiralbohrer würde beim direkten Ansetzen nur punkt- oder einseitig belastet.

Die Anspiegelung wird deshalb so gefertigt, dass ihr Durchmesser mindestens einen ausreichenden Eintrittsbereich für das nachfolgende Werkzeug bildet.

Typische Werkstücke sind:

• Wellen
• Rohre
• gegossene Gehäuse
• Schmiedeteile
• Freiformflächen
• zylindrische Bauteile
• Bauteile mit schrägen Außenflächen

Die erforderliche Größe und Tiefe der Anspiegelung hängt von Bohrerdurchmesser, Oberflächenkrümmung und nachfolgendem Bearbeitungsverfahren ab.

Anspiegeln auf schrägen Flächen

Auf einer schrägen Fläche greifen die beiden Hauptschneiden eines Bohrers zeitlich versetzt in den Werkstoff ein. Je größer die Flächenneigung ist, desto stärker wird das Werkzeug beim Eintritt seitlich belastet.

Durch eine Anspiegelung wird eine zur gewünschten Bohrungsachse rechtwinklige Eintrittsfläche erzeugt. Dadurch kann der Bohrer mit beiden Schneiden gleichmäßiger in das Werkstück eintreten.

Bei sehr großen Neigungswinkeln müssen Werkzeugstabilität, Fräserdurchmesser und Bearbeitungsweg besonders sorgfältig gewählt werden.

Anspiegelung als Auflagefläche

Eine Anspiegelung kann auch rund um eine vorhandene Bohrung hergestellt werden. In diesem Fall dient sie als ebene Auflagefläche für:

• Schraubenköpfe
• Muttern
• Unterlegscheiben
• Spannpratzen
• Dichtelemente
• Buchsen
• Anschlussteile

Diese Anwendung ist besonders bei rauen Gussflächen, Schmiedeteilen oder schrägen Werkstückoberflächen wichtig.

Ohne eine ebene Auflagefläche würde ein Schraubenkopf oder eine Mutter möglicherweise nur punktuell oder einseitig aufliegen. Dadurch könnten sich Spannkraft und Flächenpressung ungleichmäßig verteilen.

Mögliche Folgen sind:

• Setzerscheinungen
• Lockern der Schraubverbindung
• Verformung des Bauteils
• Beschädigung der Auflagefläche
• schiefe Schraubenbelastung
• ungleichmäßige Dichtungspressung

Unterschied zwischen Anspiegelung und Plansenkung

Anspiegelung und Plansenkung können eine ähnliche Geometrie erzeugen, sind jedoch nicht immer vollständig gleichbedeutend.

Anspiegelung

Eine Anspiegelung ist allgemein eine örtlich begrenzte ebene Bearbeitungsfläche. Sie kann vor oder nach der Herstellung einer Bohrung entstehen und muss nicht zwingend eine genau definierte Senkungstiefe besitzen.

Plansenkung

Eine Plansenkung ist eine zylindrische Senkung mit ebenem Grund. Sie wird normalerweise maßlich eindeutig festgelegt und häufig mit einem Flachsenker beziehungsweise Plansenker hergestellt.

Eine Plansenkung kann vollständig im Werkstück liegen und einen Schraubenkopf aufnehmen. Eine Anspiegelung dient dagegen häufig nur dazu, eine vorhandene Oberfläche örtlich zu ebnen.

Unterschied zwischen Anspiegelung und Flachsenkung

Eine Flachsenkung besitzt üblicherweise:

• definierten Durchmesser
• definierte Tiefe
• zylindrische Seitenfläche
• ebenen Grund
• koaxiale Lage zu einer Bohrung

Eine Anspiegelung kann dagegen sehr flach sein und benötigt nicht zwingend eine vollständig ausgeprägte zylindrische Seitenwand. Häufig wird nur die unebene Oberhaut entfernt, bis eine ausreichend große Planfläche entsteht.

Unterschied zwischen Anspiegelung und Fase

Eine Fase ist eine schräge Fläche an einer Werkstückkante. Sie wird beispielsweise zum Entgraten, als Einführhilfe oder zur Vorbereitung einer Schweißnaht hergestellt.

Eine Anspiegelung ist dagegen normalerweise eben und liegt rechtwinklig zur vorgesehenen Bohrungs- oder Belastungsachse.

Kurz gesagt:

• Fase: schräge Kantenfläche
• Anspiegelung: örtlich begrenzte Planfläche

Unterschied zwischen Anspiegeln und Anbohren

Beim Anbohren wird mit einem Zentrierbohrer, NC-Anbohrer oder einem geeigneten Bohrwerkzeug eine kurze kegelige oder zylindrische Führung für den nachfolgenden Bohrer erzeugt.

Beim Anspiegeln wird zunächst eine ebene Werkstückfläche hergestellt.

Bei schwierigen Bohrungseintritten kann die Bearbeitungsfolge lauten:

1. Fläche anspiegeln
2. Bohrungsposition anbohren oder pilotieren
3. Bohrung auf die erforderliche Tiefe herstellen
4. Bohrung gegebenenfalls aufbohren, reiben oder ausdrehen

Moderne Flachbohrer können bei bestimmten Anwendungen Anspiegeln und Pilotieren in einem Arbeitsgang ersetzen.

Geeignete Werkzeuge

Eine Anspiegelung kann mit unterschiedlichen Werkzeugen hergestellt werden:

• Schaftfräser
• Stirnfräser
• Flachsenker
• Plansenker
• Flachbohrer
• Ausdrehwerkzeug
• Zirkularfräser
• Sonderwerkzeug mit Führungszapfen

Welches Werkzeug geeignet ist, hängt von der Ausgangsfläche und der Funktion der Anspiegelung ab.

Für das Anspiegeln einer schrägen oder gewölbten Fläche wird häufig ein Schaftfräser verwendet. Für eine koaxiale Auflagefläche rund um eine vorhandene Bohrung eignet sich ein Flachsenker mit Führungszapfen.

Flachsenker mit Führungszapfen

Der Führungszapfen läuft in der vorhandenen Bohrung und richtet den Flachsenker koaxial dazu aus. Die Stirnschneiden erzeugen die ebene Auflagefläche.

Vorteile sind:

• gute Zentrierung
• koaxiale Lage zur Bohrung
• gleichmäßige Auflagefläche
• einfache Bearbeitung auf konventionellen Maschinen
• definierter Senkungsdurchmesser

Bohrung und Führungszapfen müssen zueinander passen. Ein zu großer Führungsspalt kann Rattern oder eine außermittige Senkung verursachen.

Herstellung mit einem Schaftfräser

Auf einer CNC-Fräsmaschine kann eine Anspiegelung mit einem Schaft- oder Stirnfräser hergestellt werden.

Mögliche Strategien sind:

• axiales Eintauchen mit einem geeigneten Fräser
• kreisförmiges Interpolieren
• seitliches Überfräsen
• Abzeilen einer kleinen Planfläche
• Schwenken des Werkstücks oder Werkzeugs
• 5-Achs-Bearbeitung rechtwinklig zur vorgesehenen Bohrungsachse

Nicht jeder Schaftfräser eignet sich zum axialen Eintauchen. Mindestens eine Schneide muss bis zur Werkzeugmitte reichen, wenn das Werkzeug direkt ins volle Material eintauchen soll.

Anforderungen an die Anspiegelung

Abhängig von ihrer Funktion können unterschiedliche Anforderungen gelten:

• Ebenheit
• Rechtwinkligkeit zur Bohrungsachse
• Durchmesser
• Tiefe
• Position
• Koaxialität
• Oberflächenrauheit
• Gratfreiheit
• vollständige Bearbeitung der Auflagefläche

Bei einer Schraubenauflage muss die Fläche groß genug sein, damit Schraubenkopf oder Unterlegscheibe vollständig und gleichmäßig aufliegen.

Bei einer Bohrvorbereitung muss die Fläche ausreichend groß sein, damit der nachfolgende Bohrer mit seinen Schneiden sicher eintreten kann.

Größe der Anspiegelung

Die notwendige Größe richtet sich nach der nachfolgenden Funktion.

Für eine Bohrung muss die Anspiegelung mindestens einen sicheren Eintritt des Bohrers ermöglichen. Bei stark gekrümmten Flächen kann ein größerer Durchmesser erforderlich sein, damit über den gesamten Bereich eine geschlossene Planfläche entsteht.

Für Schraubenverbindungen richtet sich der Durchmesser nach:

• Schraubenkopfdurchmesser
• Mutterngröße
• Außendurchmesser der Unterlegscheibe
• erforderlicher Auflagefläche
• vorhandener Bauteilgeometrie
• zulässiger Flächenpressung

Die Anspiegelung sollte nicht unnötig tief gefertigt werden, da dadurch die Wandstärke des Werkstücks reduziert wird.

Schnittwerte

Die Schnittwerte hängen von Werkzeug, Durchmesser, Werkstoff und Bearbeitungsart ab.

Beim Anspiegeln treten häufig wechselnde Eingriffsbedingungen auf. Besonders auf schrägen oder gewölbten Flächen beginnt die Bearbeitung mit einem unterbrochenen Schnitt.

Deshalb kann es erforderlich sein:

• Vorschub beim Eintritt zu reduzieren
• Schnittgeschwindigkeit anzupassen
• stabilen Werkzeughalter zu verwenden
• Auskraglänge zu minimieren
• scharfe und stabile Schneiden einzusetzen
• Bearbeitungskräfte zu überwachen

Sobald die gesamte Werkzeugfläche gleichmäßig im Eingriff ist, kann der Vorschub abhängig von der Bearbeitung erhöht werden.

Anspiegelung in technischen Zeichnungen

In einer technischen Zeichnung kann eine Anspiegelung durch Durchmesser, Tiefe oder eine funktionale Angabe beschrieben werden.

Mögliche Angaben sind:

• Anspiegelung Ø 20
• plan anspiegeln
• Auflagefläche bearbeiten
• Plansenkung mit Durchmesser und Tiefe
• Fläche rechtwinklig zur Bohrungsachse
• Oberflächenangabe
• Ebenheits- oder Rechtwinkligkeitstoleranz

Bei funktionswichtigen Flächen sollten Durchmesser, Lage, Tiefe und Oberflächenqualität eindeutig angegeben werden.

Prüfung einer Anspiegelung

Je nach Anforderung können folgende Prüfmittel verwendet werden:

• Messschieber
• Tiefenmessschieber
• Bügelmessschraube
• Messuhr
• Höhenmessgerät
• Koordinatenmessmaschine
• Rauheitsmessgerät
• Haarlineal
• optische Messsysteme

Bei Schraubenauflagen ist zusätzlich eine Sichtprüfung sinnvoll. Die Auflagefläche muss geschlossen, gratfrei und frei von unbearbeiteten Erhebungen sein.

Typische Bearbeitungsfehler

Mögliche Fehler sind:

• Anspiegelung zu klein
• Fläche nicht vollständig bearbeitet
• zu große Bearbeitungstiefe
• schiefe Auflagefläche
• Versatz zur Bohrung
• Rattermarken
• Gratbildung
• schlechte Oberflächenqualität
• Werkzeug verläuft auf der schrägen Fläche
• Beschädigung der vorhandenen Bohrung durch den Führungszapfen

Häufige Ursachen sind ein ungeeignetes Werkzeug, zu große Auskraglänge, falsche Schnittwerte, unzureichende Führung oder eine instabile Werkstückspannung.

Bedeutung für die Prozesssicherheit

Eine korrekt ausgeführte Anspiegelung schafft definierte Ausgangsbedingungen für nachfolgende Bearbeitungen und Montageschritte.

Beim Bohren verbessert sie:

• Positioniergenauigkeit
• Werkzeugführung
• Rundheit der Bohrung
• Schneidenbelastung
• Standzeit des Bohrers
• Prozesssicherheit

Bei Schraubenverbindungen verbessert sie:

• gleichmäßige Krafteinleitung
• sichere Auflage
• Flächenpressung
• Montagesicherheit
• Haltbarkeit der Verbindung

Kurz erklärt

Eine Anspiegelung ist eine örtlich begrenzte, ebene Bearbeitungsfläche. Sie wird beispielsweise auf einer schrägen oder gewölbten Oberfläche hergestellt, damit ein Bohrer sicher ansetzen kann.

Rund um eine vorhandene Bohrung kann die Anspiegelung als ebene Auflagefläche für einen Schraubenkopf, eine Mutter oder eine Unterlegscheibe dienen.