(werktuigtechniek) (Fr.: foret, mèche; Du.: Bohrer; Eng.: drill), verspanend werktuig voor het boren van materialen met als doel een gat, meestal van ronde doorsnede, daarin te verkrijgen. De hoofdbeweging bij het boren van metaal, hout enz. (rotatie) wordt meestal door het werktuig (boor of boorkop met een of meer sneden) uitgevoerd, zelden door het werkstuk of door beide tegelijk (tegengestelde beweging); tevens dient de voortgang (aanzetbeweging) in axiale richting plaats te vinden. In bepaalde gevallen, bij het boren in steen of grond, wordt het materiaal niet alleen draaiende weggesneden, maar wordt dit tevens door stoten of slaan verbrijzeld. Het is in alle gevallen nodig dat het materiaal van de boor aanmerkelijk harder is dan het te bewerken materiaal en dat de boor een zodanige vorm heeft dat het in de vorm van spanen losgemaakte materiaal wordt verwijderd. Vooral bij het boren in vol materiaal is het verwijderen van de spaan uit het hart van het te boren gat, waar de snelheid van de boor tot nul nadert, een probleem geweest tot de uitvinding van de spiraalboor; uit het oogpunt van verspanende bewerking heeft de spiraalboor een zeer ongunstige geometrie daar 50% van de voor het boren benodigde energie wordt verbruikt aan de dwarssnijkant.
Een boor is een zeer complex gereedschap; talrijke kenmerken ervan zijn van invloed op het resultaat van de bewerking. De eisen die aan de maat- en oppervlaktenauwkeurigheid van het geboorde gat worden gesteld, zijn dan ook in vele gevallen bepalend voor de wijze waarop wordt gewerkt, de condities die worden toegepast en de eisen die aan een boor worden gesteld. Tijdens het boren is de boorpunt en een gedeelte van het boorlichaam aan alle kanten door het werkmateriaal ingesloten. Daardoor moeten de aanzetkracht en het boormoment, die beide door de machine worden geleverd, behalve verspaningskrachten ook weerstanden overwinnen die ontstaan door wrijving en spaanklemming.
Tijdens het boren treedt een resulterende verspaningskracht op die ongeveer halverwege de hoofdsnijkant aangrijpt. Bij een goed geslepen boorpunt heffen de radiale krachten, alle optredend aan de hoofdsnijkant, elkaar op; de axiale krachten op de hoofdsnijkanten en de halve dwarszijkanten vormen samen de aanzetkracht, de tangentiaal gerichte krachten op de hoofd- en dwarssnijkanten vormen koppels die samen het boormoment vormen. Ook weerstanden door wrijving en spaanklemming dragen hun aandeel in de vereiste aanzetkrachten en het boormoment. De aanzetkracht is in het algemeen afhankelijk van de diameter van de boor, van de aanzet en van een materiaalafhankelijke factor; de invloed van de aanzet bij verschillende materialen is sterk variërend. Het boormoment is eveneens van genoemde factoren afhankelijk; bovendien spelen wrijving en spaanklemming hierbij een rol.
Belangrijk is bij het boren voorts de standtijd, d.w.z. de verspaningstijd tussen het moment waarop een scherpe, goed geslepen boor begint te verspanen en het moment waarop het slijtagecriterium (de boor is ‘op’, met als gevolg een sterke toeneming van boorkracht en boormoment) wordt bereikt. Als graadmeter voor het einde van de gebruiksduur (ofwel slijtagecriterium) wordt veelal een toelaatbare stijging van 20...30% van de optredende boorkracht genomen, nadat de boorpunt volledig in het materiaal is gedrongen. De standtijd dient zodanig gekozen te worden dat er sprake is van een optimaal gebruik van machine en gereedschap. Om dit te bereiken kan men de verspaningscriteria zodanig kiezen dat de kosten en de bewerkingstijd per werkstuk minimaal zijn.
De standtijd, of beter de standlengte, is te berekenen uit:
L = (1000 TSV)/πd
waarin L de standlengte in mm, T de standtijd (min), S de aanzet (mm min−1), V de snijsnelheid (m min−1) en d de diameter van de boor (mm).
Als extra criteria voor het boren zijn er de veilige boorsnelheid, d.w.z. de boorsnelheid waarbij de aangenomen standtijd (bijv. 45 min) in combinatie met de optimale aanzet met een betrouwbaarheid van 95% wordt gehaald, en de werktemperatuur, wordt de ontlaattemperatuur (600...650 °C) bereikt dan betekent dit het eind van de boor.
Typen.
Boren verschillen in uitvoering naar het doel, naar de wijze van boren en naar het materiaal dat geboord moet worden. Bij houtboren onderscheidt men o.a. de lepelboor waarbij het snijdend gedeelte de vorm heeft van een lange smalle lepel en waarmee gaten voor draadnagels en schroeven worden voorgeboord; de centerboor waarbij in het midden aan de onderzijde een scherpe punt zit en het snijdend gedeelte bestaat uit een zgn. voorsnijder en een vlak mes dat de rest van het hout wegsnijdt, en waarmee zuiver ronde gaten zijn te boren; de slinger- of slangenboor waarbij de punt van schroefdraad is voorzien en waarmee diepe gaten worden gemaakt; de puntloze boor voor het boren van gaten met vlakke bodem; de souvereinboor voor het boren van kegelvormige gaten; de avegaar voor het boren van zeer diepe gaten; de fretboor, een handboor die aan de onderzijde is voorzien van een punt met schroefdraad en een scherp spiraalvormig blad; de spiraalboor die aan de onderzijde een snijdende kant heeft, terwijl het losgeboorde materiaal door het spiraalvormig gewonden blad naar boven wordt afgevoerd.
Metaalboren bevatten gewoonlijk twee spiraalvormige groeven in de schacht en een conische of cilindrische kolf met meeneemlip ter bevestiging in boormachine of draaibank. De tophoek is afhankelijk van het gebruiksdoel: bij gewone staalsoorten 116...118°, bij gelegeerd staal 130...140°, bij koperlegeringen, aluminium en kunstharsen 140°; de hoek waaronder de spiraalgroeven staan bedraagt 20° (gelegeerd staal, koperlegeringen) tot 30° (gewoon staal). Als materiaal wordt gereedschapsstaal of sneldraaistaal toegepast.
Voorts zie Grondboor; Beitel; Petroleumwinning.
Boormachines.
Men onderscheidt voor het boren met de hand o.a. de booromslag, bestaande uit een draaibare, boogvormige stalen stang met aan de bovenzijde een houten schijf als steun, en aan de onderzijde de boorkop waarin de boor wordt bevestigd; en de elektrische handboormachine (boortol) al dan niet met een gecombineerde verspanende/stotende (klopboor) werking.
Bij de boormachines wordt de boor bevestigd met bijv. een boorhouder; het te boren werkstuk wordt bevestigd of vastgehouden op de boortafel. Men onderscheidt o.a. de borstboormachine voor het boren van kleine gaten uit de hand; de druk op de boor wordt uitgeoefend door met het bovenlichaam op de bovenplaat te drukken; de draaiende beweging van de boor wordt verkregen met een conische tandwieloverbrenging; de tafelboormachine, een korte kolomboormachine voor gaten tot 10 mm diameter vaak met door een variator trappenloos regelbaar toerental van de boorspil; de langgatboormachine toegepast voor het boren of frezen van gaten in raam-, deur- of kozijnhout; de meerspillige boormachine, meestal verticale boormachine met meer dan een boorspil; de kolomboormachine, een boormachine waarbij de opspantafel langs een kolom verstelbaar is en de boorspil langs dezelfde kolom geleid wordt; de coördinatenboormachine, een zeer nauwkeurige fijnboormachine, waarbij de boorhouder langs een horizontale balk (x-richting) en het werkstuk met de opspantafel in de richting loodrecht op deze balk (y-richting) bewogen en nauwkeurig ingesteld kunnen worden; de fijnboormachine dienende voor het fijnboren van cilinders, waarbij het boren geschiedt met behulp van een beiteltje dat verstelbaar bevestigd is in een verticale boorspil. Deels te gebruiken voor horizontaal boren is de kotterbank (zie Kotteren).
Minerale exploratie en civiele techniek.
Werkzaamheden als tunnelbouw e.d. uitgezonderd, beperken de eisen zich tot boorgaten met diameters van 3,80...7,60 cm (1,5...3 in) en diepten van 6...20 m. De werktuigen worden overwegend mechanisch aangedreven en zijn veelal mobiel. Voor de afvoer van het boorgruis worden vrijwel altijd holle boorstangen gebruikt.
Mijnbouwtechniek.
In de ondergrondse mijnbouw worden gaten met uiteenlopende afmetingen voor allerlei toepassingen geboord. Mijngaten of springgaten hebben een diameter van 30...45 mm en zijn 1,5...3 m lang. Daarin worden springstofpatronen ingestoken om rots (galerijdelving) of erts los te schieten. In hard gesteente worden zij met een boorhamer (slaande beitel), in zacht materiaal met draaiende draagbare boormachines gemaakt.
Boringen van 10...200 m lengte (met diameter tot 100 mm) dienen om het terrein te verkennen, om water of gas op te vangen, om water of cement in het terrein te injecteren. Hiervoor dienen zwaardere draaiende boormachines, op raam gemonteerd, met perslucht of hydraulische aandrijving.
Boringen met grotere diameter (400...1000 mm) dienen om goedkoop verbindingen tot stand te brengen, waarlangs elektrische kabels, water- of persluchtleidingen, ventilatielucht, of opvullingsmateriaal aangevoerd kunnen worden. Zulke boringen kunnen ook als aanzet dienen voor het delven van een binnenschacht of de eerste stap zijn voor het trapsgewijze afboren ervan. Zij worden met zware boormachines en meertrappige kegeltandrolwerktuigen uitgevoerd.
In dagbouwmijnen zijn de mijngaten meestal verticaal, met diameters tot 300 mm en diepten tot 50 m. Zij worden gevuld met patronen, losse springstoffen of vloeibare slurries.
Diepboringen vanuit de bovengrond dienen voor verkenning (meestal kernboringen), voor de winning van water, petroleum of aardgas, steenzout (opgelost) of zwavel (gesmolten), voor het stockeren van gas in de ondergrond, of, bij schachtdelving, voor het bevriezen van de grond. Men bereikt diepten van 5000 m en meer. Hiervoor zijn zeer zware machines en hoge boortorens nodig.
Het kabelboor- en het stootspoelsysteem zijn vrijwel geheel verdrongen door het roterend (rotary) boren. De boorbeitelszijn ook hier aangepast aan de te doorboren formatie. De beiteldruk die bij de materiaalbewerking en het boren van ondiepe gaten vanaf de oppervlakte wordt uitgeoefend (de aanzet) wordt hier verzorgd door direct boven de beitel de zgn. zwaarstangen aan te brengen. Hun gewicht wordt gedeeltelijk op de beitel overgebracht. De ontwikkelingen van de laatste decennia hebben het rotarysysteem geschikt gemaakt voor boren tot zeer grote diepten. Het boren geschiedt vrijwel uitsluitend met stalen beitels, gehard of slijtvast gemaakt door opleg van hardingsmetaal of diamant. Er worden thans proeven genomen met sterk afwijkende boorprincipes. Voor diepboringen heeft het rotaryboorsysteem zich weten te handhaven als het meest economische.