Vrtání a vyvrtávání vrtání – obrábění vnitřních rotačních ploch (děr) do plného materiálu zpravidla dvoubřitým nástrojem vyvrtávání – zvětšování děr (předvrtaných, předlitých, předkovaných) dokončování děr (vyhrubování, vystružování, zahlubování)
Hlavní pohyb: rotační – nástroj Vedlejší pohyb: posuv – nástroj (na soustruhu, osové díry: obrobek – rotační pohyb, nástroj – posuv) Řezná (obvodová) rychlost: v=
πDn 1000
[m ⋅ min ] −1
• nižší hodnoty než u soustružení (pomalý odvod tepla z místa řezu, tepelné zatížení břitu, chlazení emulzí), 20÷25 m/min (podle D) • nejvyšší je na obvodě vrtáku, směrem k ose klesá k hodnotě 0 m/min D – největší průměr vrtáku (směrem ke stopce se zmenšuje) Průřez třísky při vrtání (odebírané jedním břitem) S = h⋅
h fot z D
f ot D f ot D f ot D ⋅ f ot = ⋅ = ⋅ = z 2 z 2 2 4
[mm ] 2
hloubka řezu [ mm ] posuv na otáčku [ mm/ot ] počet břitů nástroje (šroubovitý vrták z = 2) průměr vrtáku
Průřez třísky při vyvrtávání S = h⋅
d
f ot (D − d ) f ot (D − d ) ⋅ f ot = ⋅ = 2 2 2 4
[mm ] 2
průměr předvrtané díry 1
Vrtáky • • • • • • •
šroubovité (nejpoužívanější) stupňovité – sdružené (vrtání osazených děr, zahloubení) středicí (středicí důlky, navrtání důlku před vrtáním) kopinaté – ploché (nejstarší, nejjednodušší) dělové – hlavňové (hluboké díry D: l > 1:10) vrtací hlavy (díry velkých průměrů) vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami (velké řezné rychlosti) ocel Rm = 500÷800 MPa ⇒ v=200÷300 m/min
Šroubovité vrtáky dvoubřité nástroje se šroubovitými drážkami (odvod třísek, přívod chladicí kapaliny) tělo vrtáku – mírně kuželovité (směrem ke stopce se D zmenšuje) krček stopka – s vyrážečem, válcová, kuželová (Morse) jádro – průměr jádra se ke stopce zvětšuje (zvýšení tuhosti vrtáku) hrot dvě hlavní ostří – symetricky k ose vrtáku (stejně dlouhá!!!) příčné ostří – neřeže, deformuje (v≅0 m/min), spojuje dvě hlavní ostří válcová fazetka – na vedlejším ostří, vedení ve vrtané díře, snižuje tření úhel nastavení hlavního ostří κ - tloušťka třísky (stejný pro obě ostří!!!) Podle směru otáčení: pravořezné levořezné Podle délky:
dlouhé krátké
Podle úhlu stoupání šroubovice ω:
např. se šroubovicí 12° se šroubovicí 30° se šroubovicí 40°
Materiály: nástrojová nízkolegovaná ocel rychlořezná ocel (↑D – tělo z RO, stopka z konstrukční oceli natupo přivařena) slinutý karbid (↓D – celistvé, ↑D – vsazená a připájená břit.destička, obrábění litin) povlak – TiN (↑řezivost, ↑tvrdost, ↑otěruvzdornost) Dosahovaná přesnost rozměrů a kvalita povrchů: IT11 až 13, Ra 6,3 s vodicím pouzdrem IT10, Ra 3,2
2
Řezná síla při vrtání na 1 břit
f D Fz = S . p = ot ⋅ ⋅ p 2 2 2
na 2 břity
Fz ⋅ 2 = Fz 2
[N ]
[N ]
Strojní časy při vrtání ts =
L f min
L l ln lp
=
ln + l + l p f ot ⋅ n
[min ]
délka dráhy vrtáku délka díry náběh (1/3 D) přeběh (1/3 D)
Kopinaté vrtáky nejstarší dvoubřité nástroje, špatný odvod třísky z místa řezu mechanicky upínaná břitová destička z RO, SK k držáku dělené ostří NC stroje – krátké díry větších průměrů přesnost rozměrů IT 10, Ra 6,3 Dělové (hlavňové) vrtáky jednobřitý nástroj vrták – posuvný pohyb obrobek – rotační pohyb hluboké díry (vodicí lišty na obvodě vrtáku – dobré vedení v díře) přívod chladicí kapaliny – vnitřkem držáku, vyplavování třísek drážkou (vnějším výřezem) držák – speciálně tvarovaná trubka, menší průměr než vrtaná díra přesnost rozměrů IT 8, Ra 1,6 až 3,2 Vrtací hlavy díry velkých D připájené nebo mechanicky upnuté břit. destičky ze SK vodítka (ze SK) přívod chladicí kapaliny – prostorem mezi vrtákem a dírou odvod třísek – vnitřní dutinou (trubkou) Vrtání doplna:
∅ 120÷140 mm 3
Vrtání na jádro: díry do ∅ 250 mm (trepanační vrtáky, odřezávání materiálu v mezikruží, uvnitř zůstává jádro – posouvá se dutinou vrtáku spolu s třískami Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami řezná část – dvě a více (podle D vrtáku) vyměnit. břit. destiček (upnutí šroubem) těleso – dvě drážky (přímé nebo šroubovité), odvod třísek vysoké řezné rychlosti – velký výkon (10×vyšší než u šroub.vrtáků z RO) kratší vrtáky – nutná vyšší tuhost nástroje (nemají vedení!!!) kratší díry (3×D) IT 8 až 10, Ra 3,2 až 12,5
Výhrubníky • • • • • • •
rozšiřují předvrtané a předlité díry o 0,5 až 1,5 mm IT 9 - IT11, Ra 3,2 vytvářejí rovnoměrný přídavek materiálu pro vystružování nemohou vrtat do plného materiálu !!! tří- až čryřbřité nástroje (jemnější tříska, 4 fazetky – přesnější díry) kratší a tužší těleso než u vrtáků – zachování směru (přesnější díry) řezná část je krátká a kuželová κ=30°- 60° (RO) κ=20°- 30° (SK) • zuby na válcové části neřežou a) s kuželovou stopkou (menší díry – do ø 30) b) nástrčné (větší díry – nad ø 30)
Výstružníky • vícebřité řezné nástroje (většinou sudý počet, většinou podélné drážky) • zhotovení kalibrované díry – válcové, kuželové a) ruční b) strojní Strojní výstružníky – krátké těleso (krátká činná délka), IT 7 – IT 9 a) s válcovou stopkou b) s kuželovou stopkou c) nástrčné krátká kuželová řezná část vodicí část je válcová zadní část mírně kuželová - ↓tření obvykle nerovnoměrná rozteč zubů (proti hranatosti díry) celistvé (malé průměry) 4
přivařena stopka z konstr. oceli (větší průměry) Ruční vystružníky – dlouhé těleso řezné části, IT 6 – IT 8 dlouhý řezný kužel (1/3 činné délky) válcová vodicí část zadní část mírně kuželová (zužuje se) průměr stopky menší stopka končí čtyřhranem, upnutí do vratidla Výstružníky pro kuželové díry velmi dlouhý řezný kužel κ=0°30´- 1° díry pro kuželové kolíky předvrtaná díra – válcová (i vrtákem) pro ruční výrobu kuželových děr – sada nástrojů (hrubovací, dokončovací) Rozpínací a stavitelné výstružníky rozpínací – duté těleso řezné části, rozříznuté v zub. mezerách vtlačování kuličky (kužele) šroubem - ↑ø výstružníku stavitelné – dno drážek tvoří kuželová plocha, zuby vsazeny v drážkách, stavěcími maticemi lze posunout zuby Výstružníky s břity ze SK Vícebřité, břity připájené, mech. upnuté, celistvé (monolitní) – malé ø
Záhlubníky s vodicím čepem – pro rozšíření části díry (pro zapuštění hlavy šroubu) válcové zahloubení kuželové zahloubení bez vodicího čepu – pro sražení hran díry válcové záhlubníky bez čepu lze vést vodicím pouzdrem (přípravkem)
Vyvrtávací nástroje Vyvrtávací tyče (od ø 25) držák kruhového průřezu se vsazenými vyvrtávacími noži (lze seřizovat vyložení nože – změna vyvrtávaného ø) • jednobřité – obrábění načisto,↑ řezná rychlost • dvoubřité, vícebřité – hrubování, ↑ posuv, i stavebnicové provedení Upnutí: letmé (jen ve vřetenu) podepření ložiskem (vřeteno – opěrné ložisko) Vyvrtávací hlavy díry větších ø 5
Vrtačky stroje k vrtání, vyhrubování,…, řezání závitů hlavní řezný pohyb + posuv: vřeteno stroje s upnutým nástrojem Stolní vrtačka malé obtobky, díry do ø16 krátký sloup (posuv vřeteníku – nastavení vzdálenosti nástroje od stolu) Řadová vrtačka několik stolních vrtaček vedle sebe různé nástroje v každé vrtačce Sloupová vrtačka díry do ø40 základová deska – pro upnutí většího obrobku delší sloup výškově přestavitelný stůl – pro upnutí menšího obrobku Stojanová vrtačka díry ø60 – ø80 stojan – tužší (místo sloupu), posuv vřeteníku a pracovního stolu Radiální (otočná) vrtačka malé i velké díry do ø100 základová deska pro upnutí obrobku sloup s otočným ramenem (velký obrobek položený na podlaze) vřeteník s vřetenem – posuvný po rameni Souřadnicová vrtačka díry s vysokou přesností (IT4 – IT5) přesné rozteče děr (až 0,002mm) Speciální vrtačky a) přenosné otočné vrtačky vrtání do velkých a těžkých obrobků (lodě) – vřeteník lze natočit do libovolné polohy magnetické upínky – upnutí k vrtané součásti b) navrtávačky – navrtají oba středicí důlky současně
Vodorovná stolní vyvrtávačka vodorovná osa rotace lože (vodicí lišty) křížový (podélný a příčný posuv) a otočný pracovní stůl pevný stojan výškově přestavitelný vřeteník s vřetenem výsuvná objímka vřetena podélně přestavitelný pomocný stojan s opěrným ložiskem (podepření dlouhých vyvrtávacích tyčí)
6
