FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 1

FSI VUT

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

List 1

FSI VUT


List 2

FSI VUT


List 3

FSI VUT


List 4

ABSTRAKT Všeobecný popis technologie vrtání se zvláštním zaměřením na vysoce výkonné vrtací nástroje. Jejich rozdělení jak typové, tak z hlediska využití. Rozbor a porovnání nástrojů od jednotlivých předních výrobců s doporučením pro využití v praxi.

Klíčová slova Vysoce výkonné nástroje, vrtání, vrták, technologické parametry, využití.

ABSTRACT General description of drilling technology with special focus on highpowered drilling tools. Their division both as for type and as for usage. Analysis and comparsion of tools by particular important producers. Technical – economic results.

Key words High-powered tools, drilling, drill, technological parameters, usage.

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE MALINA Jiří. Název bakalářské práce: Rozbor a využití vysoce výkonných vrtacích nástrojů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 47s, 7 tabulek, 7 grafů. Vedoucí práce: Ing. Oskar Zemčík, CSc

FSI VUT


List 5

Prohlášení

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Rozbor a využití vysoce výkonných vrtacích nástrojů vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pramenů, uvedených na seznamu, který tvoří přílohu této práce.

Datum

…………………………………. Jméno a příjmení bakaláře

FSI VUT


List 6

Poděkování

Děkuji tímto Ing. Oskaru Zemčíkovi a doc. Ing. Antonu Humárovi, CSc. za cenné připomínky a rady při vypracování bakalářské práce.

FSI VUT


List 7

Obsah

Abstrakt........................................................................................................ 4 Prohlášení..................................................................................................... 5 Poděkování................................................................................................... 6 ÚVOD ........................................................................................................... 9 1 TEORIE A TECHNOLOGIE VRTÁNÍ DĚR ................................... 10 1.1

Vrtací nástroje ................................................................................10 1.1.1 Vrtací nástroje pro vrtání krátkých děr ......................................11 1.1.2 Vrtací nástroje pro vrtání hlubokých děr ...................................14

1.2

Technologická charakteristika při vrtání spirálovým vrtákem ..14

2 PŘEHLED NÁSTROJŮ NA VRTÁNÍ DĚR ..................................... 19 2.1

Hlavní druhy vrtáků:.......................................................................20 2.1.1 Ploché kopinaté vrtáky..............................................................20 2.1.2 Šroubovité vrtáky ......................................................................21 2.1.3 Tvarové vrtáky ..........................................................................22 2.1.4 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami............................24

3 ŘEZNÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ U VRTACÍCH NÁSTROJŮ .. ............................................................................................................. 24 3.1

Základní členění řezných materiálů (dle ČSN a ISO)...................25 3.1.1 Nástrojové oceli dle ČSN..........................................................25 3.1.2 Slinuté karbidy (SK) ..................................................................27 3.1.3 Supertvrdé řezné materiály.......................................................30

4 KONSTRUKČNÍ PRVKY VRTACÍCH NÁSTROJŮ...................... 31 5 TECHNICKÁ ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH VRTACÍCH NÁSTROJŮ ............................................................................................... 32 5.1

Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované

oceli .........................................................................................................32 5.1.1 Vrták 1705 01 1000 – výrobce WIDIA.......................................32 5.1.2 Vrták SD203A-10.0-31-10R1 – výrobce SECO ........................33

FSI VUT


List 8

5.1.3 Vrták R840 1000-30-A1A – výrobce SANDVIK Coromant........34 5.2

Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro

vrtání do nelegované oceli.......................................................................35 5.2.1 Vrták DCM 150-052-15B-3,5D – výrobce ISCAR .....................35 5.2.2 Vrták SD 103-15.00/15.99-50-16R7 – výrobce SECO..............36 5.3

Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm

pro vrtání do nelegované oceli................................................................37 5.3.1 Vrták R416.2-020L25-21 – výrobce SANDVIK Coromant.........37 5.3.2 Vrták SD52-20-40-25R7 – výrobce SECO................................37 5.3.3 Vrták 802D-20 – výrobce Pramet..............................................38

6 POROVNÁNÍ A ZHODNOCENÍ TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ........................................................................................... 39 6.1

Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované

oceli .........................................................................................................39 6.2

Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro

vrtání do nelegované oceli.......................................................................40 6.3

Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm

pro vrtání do nelegované oceli................................................................40

7 PŘEHLED A POROVNÁNÍ POŘIZOVACÍCH CEN SROVNÁVANÝCH VRTÁKŮ................................................................ 42 7.1

Monolitní vrtáky ze slinutého karbidu o průměru 10mm ............42

7.2

Vrtáky s vyměnitelnými břitovými hlavicemi o průměru 15mm .42

7.3

Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm ... .........................................................................................................43

8 DOPORUČENÉ VYUŽITÍ VRTÁKŮ................................................ 44 ZÁVĚR....................................................................................................... 45 Seznam použitých zdrojů ......................................................................... 46 Seznam použitých symbolů a zkratek ..................................................... 47

FSI VUT


List 9

ÚVOD

Ohlédneme-li se do historie zjistíme, že první otvory, byly podle archeologických výzkumů vrtány již v době kamenné, kdy nástrojem byla kost. Šroubovitý vrták jak jej známe, se začal vyrábět na začátku 19. století a jeho sériová výroba pak začala až koncem 19. století. Vrtání je nejpoužívanější způsob obrábění v dnešní době. Je to současně odvětví obrábění, které ještě dnes používá ve velké míře zastaralé nástroje. Jsou to šroubovité vrtáky z rychlořezné oceli, jejichž konstrukce je mnohdy starší než půl století. Tím dochází k velké ztrátě výrobního času. Tyto nástroje se používají na nových obráběcích strojích spolu s nejmodernějšími soustružnickými a frézovacími nástroji. Vzniká tak velký kontrast, který dokazuje, jak dlouhý vývoj prodělaly nástroje s vyměnitelnými destičkami. Existuje

mnoho

různých

moderních

verzí

šroubovitých

vrtáků

z rychlořezné oceli a slinutých karbidů, ale i vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami, které umožňují mnohem efektivnější formu vrtání. Tyto nástroje jsou dalším vývojovým krokem v odvětví vrtání. Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami jsou v podstatě jakýmsi přípravkem pro mechanické upnutí břitových destiček. To umožňuje velmi snižovat náklady na výrobu, protože po otupení je stačí vyměnit a vrták lze bez problémů použít dál. Uplatnění nacházejí tyto moderní vratcí nástroje většinou v sériových výrobách. Je také velká výhoda, že na tělo vrtáku můžeme použít břitové destičky z různých typů slinutých karbidů, podle toho, do jakého materiálu budeme vrtat. Proces vrtání se dnes provádí většinou na CNC soustruzích a obráběcích centrech. Vyskytují se také specializované vrtačky. Vrtat lze několik typů děr. Většinou jsou to netolerované díry pro průchod šroubu, nebo jiného upínacího elementu, závitové díry, tolerované díry atd.

FSI VUT


List 10

Mohou být průchozí nebo neprůchozí a kladou různé nároky na řezný nástroj a metodu obrábění. Velmi často se také obrábějí již předhotovené díry, například u odlitků.

1

TEORIE A TECHNOLOGIE VRTÁNÍ DĚR Vrtání je obráběcí metoda kterou se zhotovují nebo zvětšují již

předvrtané díry. Hlavní pohyb je rotační a vykonává ho obvykle nástroj, tedy vrták, a nebo obrobek. Posuv vrtáku probíhá ve směru jeho osy. Osa vrtáku bývá zpravidla kolmá k ploše, ve které vstupuje vrták do obráběného materiálu. Toto pravidlo však není nutné dodržovat, pokud používáme moderní vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami. Musíme ale upravit hodnoty posuvu za účelem bezpečnosti.

Vrtání je charakteristické tím, že řezná rychlost není konstantní po celé délce hlavního ostří nástroje, ale mění se od maximální hodnoty (na vnějším obvodu nástroje) až po prakticky nulovou hodnotu v ose nástroje. To významně přispívá k tomu, že tvar, rozměry a kvalita povrchu obrobené plochy dosahují parametrů, které jsou vlastní spíše obráběcím operacím hrubovacího typu. „Za řeznou rychlost se zpravidla považuje obvodová rychlost na maximálním průměru nástroje.“1 Vrtáním můžeme zhotovovat jak otvory válcové, tak i tvarové (kuželové, osazené apod. ).

1.1 Vrtací nástroje Vrtací nástroje se dělí na nástroje pro výrobu krátkých děr a nástroje pro obrábění hlubokých otvorů.

FSI VUT


List 11

1.1.1 Vrtací nástroje pro vrtání krátkých děr K vrtání krátkých děr jsou k dispozici různé druhy vrtáků, jako například šroubovité nebo kopinaté.

Obr. 1.1 Šroubový vrták3 (ČSN ISO 3002/1)

Do průměru D=20 mm mají válcovou stopku, pro D=10 – 100 mm stopku Morse. „Vysoce výkonné vrtáky jsou z rychlořezné oceli 19 857 a 19 861. Vrtáky pro běžné použití mají úhel šroubovice ω=27°. Vrtáky s ω=12° jsou vhodné pro vrtání tvrdších materiálů, dávajících drobenou třísku (bronz, mosaz, slitiny

FSI VUT


List 12

hořčíku, tvrdá pryž, bakelit, skelný laminát, tvrzený papír, umakart, novodur, silon, polystyrén, plexisklo). U nekovových materiálů se doporučuje κr= 45°. Vrtáky s κr =40° jsou vhodné pro vrtání m ěkkých materiálů, dávajících dlouhou třísku (hliník, měď, teflon, měkčený PVC, polyuretan). Vysoce výkonné vrtáky jsou vhodné pro vrtání chromové, austenitické, manganové, korozivzdorné, žáruvzdorné a žárupevné oceli, oceli na odlitky, šedé litiny vysoké tvrdosti, temperované litiny apod. Pro vrtání velmi tvrdých materiálů a také pro vrtání lehkých kovů a mědi se doporučuje κr=70°. „

1

„Základní podmínkou pro vrtací proces je správné, zpravidla strojní ostření šroubovitého vrtáku, které se provádí podbroušením hřbetu. „1

Obr. 1.21 Způsoby ostření šroubovitého vrtáku a – kuželová plocha, osa kužele je mimoběžná s osou vrtáku ¨

b – kuželová plocha, osa kužele je kolmá na osu vrtáku c – válcová plocha, osa válce je skloněná k ose vrtáku d – šroubovitá plocha Kopinaté vrtáky – jsou velmi tuhé a umožňují vrtat díry ∅ 28 až 128 mm do poměru L:D = 3:1 bez navrtávání. Parametry drsnosti povrchu jsou horší než pro šroubovitém vrtáku. Břitová destička zapadá do vybrání vrtáku.

FSI VUT


List 13

Obr 1.31 Příklad kopinatého vrtáku a – celkový pohled, b – geometrie břitu

Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami

– mají vyměnitelné

břitové destičky ze SK a pozitivní geometrii. Destičky jsou upnuty šroubky se zapuštěnou hlavou. Třísky se odvádějí přímými drážkami, řezná kapalina je dírami v tělese vrtáku přiváděna do místa řezu.

Obr. 1.41 Příklad vrtáku s vyměnitelnými břitovými destičkami

FSI VUT


List 14

1.1.2 Vrtací nástroje pro vrtání hlubokých děr Při vrtání hlubokých děr jsou kladeny vysoké požadavky na výrobu vrtacích nástrojů. K zajištění plynulého vrtacího procesu, při vrtání hlubokých děr, bez zpětného vyjíždění a vyprazdňování třísek jsou vyvinuty speciální metody a nástroje. Na tyto nástroje jsou kladeny především tyto požadavky: -

rozměrová přesnost

-

geometrická přesnost

-

válcovitost, souosost

-

drsnost povrchu

-

požadavek na drobivou třísku s odplavováním z místa řezu

Hluboké díry se vyrábějí především na strojích k tomu určených, běžné vrtačky nejsou k tomuto procesu vhodné. Je důležité, aby byl stroj vybaven přívodem tlakové řezné kapaliny, která odplavuje třísky z místa řezu a zároveň chladí ostří vrtáku. K vrtání těchto děr se používá např.: šroubovitý vrták s prodlouženou stopkou šroubovitý vrták s prodlouženou spirálovou částí plochý kopinatý vrták dělový jednobřitý vrták hlavňový vrták dvoubřitý s lomeným ostřím trepanační vrták korunková vrtací hlava ejektorová vrtací hlava

1.2 Technologická charakteristika při vrtání spirálovým vrtákem Kinematické souvislosti vrtacího procesu jsou naznačeny na obr. 1.1.

FSI VUT


List 15

Obr.1.51 Kinematika vrtacího procesu

1 – směr hlavního pohybu 2 – směr posuvového pohybu 3 – směr řezného pohybu vc – řezná rychlost vf – posuvová rychlost ve – rychlost řezného pohybu Pfe – pracovní boční rovina ϕ – úhel posuvového pohybu η – úhel řezného pohybu Šířka záběru ostří šroubovitého vrtáku při vrtání díry je ap = D/2, šířka záběru ostří ve směru posuvu af = f/2 – obr. 1.6.

Obr. 1.61 Šířka záběru ostří při vrtání

FSI VUT


List 16

Jmenovité rozměry třísky při vrtání šroubovitým vrtákem se postupně vyjádří dle obr 1.7 :

Obr. 1.71 Jmenovité rozměry třísek při vrtání šroubovitým vrtákem

h = 2f ⋅ sin κ r (1)

- jmenovitá tloušťka třísky

b=

- jmenovitá šířka třísky při vrtání do plného materiálu

- jmenovitá šířka třísky při rozšiřování díry z φd na φD b =

D (2) 2 ⋅ sin κ r

D−d (3) 2. sin κ r

Jmenovitý průřez třísky AD pro šroubovitý vrták při vrtání do plného materiálu je A D = h ⋅ b =

D⋅ f (4) 4

a při rozšiřování předvrtané díry bude AD =

D−d ⋅ f (5) 4

FSI VUT


List 17

Řezné síly při vrtání šroubovitým vrtákem jsou zobrazeny na obr. 1.8.

Fc – řezná síla Ff – posuvová síla Fp – pasivní síla

Obr. 1.81 Řezné síly při vrtání spirálovitým vrtákem.

Výpočet řezné síly při vrtání spirálovitým vrtákem do plného materiálu. Řezná síla

Fc =

D ⋅ f z ⋅ k c ⋅ f B (6) 2

Výpočet řezné síly při vyvrtávání. Řezná síla

Fc =

(D − d ) ⋅ f 2

z

⋅ k c ⋅ f B (7)

Řezný výkon při vrtání šroubovitým vrtákem se určí ze vztahu : Pc =

vc =

Fc ⋅ vc F ⋅v = c c4 (8) 3 60 ⋅ 2 ⋅ 10 12 ⋅ 10

π ⋅D⋅n 10 3

(9)

FSI VUT


List 18

Tab. 1.1 Řezné podmínky pro šroubovité vrtáky z RO

Obráběný materiál Ocel Rm = 700 až 900 MPa Ocel korozivzdorná Šedá litina 200 HB Mosaz Měď Hliníkové slitiny Plasty

Vc [m.min 1 ] 25 až 30 8 až 12 18 až 25 60 až 70 40 až 55 70 až 85 20 až 35

Posuv na otáčku f [mm] 2 0,04

5 0,1

Průměr vrtáku D [mm] 8 12 16 25 0,15 0,20 0,25 0,30

-

0,05

0,10

0,12

0,15

0,20

0,20

0,06

0,15

0,22

0,30

0,36

0,40

0,60

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,32

0,42

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,32

0,40

0,06

0,12

0,20

0,28

0,32

0,40

0,50

0,08

0,16

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

Jednotkový čas tAS při vrtání šroubovitým vrtákem se vyjádří na základě obr. 1.9 vztahem:

t AS =

ln + l + l p L = (10) n⋅ f n⋅ f

Obr. 1.91 Dráha nástroje ve směru posuvu

40 0,35

FSI VUT


List 19

1.2 Technologická charakteristika při vrtání vrtákem s výměnnými břitovými destičkami

Při vrtání vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami je hlavní rozdíl oproti vrtání spirálovými vrtáky v rozložení třísky obr.1.10 Obr. 1.106 Rozdělení řezu na vrtáku s vyměnitelnými břitovými destičkami

Velký problém ve vrtání moderními vrtáky je fakt, že ve středu vrtáku je řezná rychlost minimální a na obvodu maximální. Jediným schůdným řešením je proto osazení nástroje břitovými destičkami z různých druhů SK tak, aby při volbě řezné rychlosti nástroje s ohledem na vnější destičky byla zachována doporučená hodnota i pro vnitřní destičky. Ani tento postup nezaručí stejnou trvanlivost pro všechny břitové destičky, ale rozdíly budou mnohem menší než v kterémkoli případě.

2

PŘEHLED NÁSTROJŮ NA VRTÁNÍ DĚR Vrtáky

jsou

nástroje,

které

se

používají

k vrtání

průchozích,

neprůchozích, válcových, kuželových, osazených a tvarových děr a to jak do plného materiálu, tak i do předobrobených (předlitých) děr. Vrtáky se skládají ze dvou hlavních částí: funkční (vrtací) a upínací. Funkční častí se rozumí oblast vrtáku, kde je ostří navazující na šroubovici, nebo na rovné drážky, jimiž je odváděn odebraný materiál. Upínací část – stopka, může být buď kuželová nebo válcová, u vrtáků z RO, nebo válcová a

FSI VUT


List 20

válcová s ploškou, u vrtáků monolitních z SK, nebo u vrtáků s břitovými destičkami.

2.1 Hlavní druhy vrtáků: -

vrtáky ploché (kopinaté)

-

vrtáky s rovnými drážkami s řeznými destičkami

-

vrtáky šroubovité se stopkami válcovými, kuželovými, atd.

-

vrtáky tvarové pro středící otvory, tzv. navrtáváky

-

vrtáky pro hluboké díry

Obr. 2.13 Hlavní druhy vrtáků3 a – plochý kopinatý vrták, b – vrták s řeznými destičkami, c – šroubovizý vrták, d;e – vrtáky na hluboké díry, f;g – tvarové vrtáky

2.1.1 Ploché kopinaté vrtáky Jedná se o typ vrtáků, jež jsou vyráběny podle normy ČSN od průměru 0,5 mm až do 3,0 mm jako levořezné, pro práci na automatech. V oboru jemné mechaniky, při vrtání vstřikovacích otvorů trysek, apod. se používají vrtáky malých průměru (do 0,5 mm). Funkční část kopinatého vrtáku o průměru D je zploštěna, vytváří klín, který přechází přes kuželovou část do zesílené válcové upínací stopky D1.

FSI VUT


List 21

Obr. 2.23 Schéma plochého kopinatého vrtáku

Ostří vytvořené dvěma břity o stejné délce, svírá úhel špičky εr = 90 až 130°, dle obráb ěného materiálu (měkký materiál = menší hodnoty, křehký materiál = 130°). B řity jsou podbroušeny pod úhlem hřbetu α = 3°- 5° (překročení vyšší hodnoty není vhodné). Úhel hřbetu na vodících plochách vrtáku se volí αf = 3°- 5°, čímž se snižuje vliv tření ve vyvrtaném otvoru. Úhel čela γo je u běžných plochých vrtáků negativní. Pokud to pevnost vrtáku umožňuje, má být ostří co nejkratší. Tyto vrtáky se vyrábějí z oceli uhlíkové nebo rychlořezné. U vrtáků větších průměrů se řeší výkon a úspora materiálu řeznými destičkami a to buď připájenými nebo mechanicky upnutými.

2.1.2 Šroubovité vrtáky Tento typ vrtáků patří v současné době mezi nejpoužívanější a nejrozšířenější nástroje na vrtání děr. Jsou to dvoubřité rozměrové nástroje. Používají se k vrtání děr do plného materiálu s požadavkem menší přesnosti, dále

k rozšiřování děr,

k předvrtání děr pro

výhrubníky,

výstružníky,

záhlubníky, vnitřní závity. Šroubovitý vrták je tvořen válcovým tělesem (viz. ČSN 22 11 01), které je přerušeno dvěma šroubovitými drážkami. Tyto drážky mají úhel stoupání λs. Za účelem snížení tření mezi vrtákem a vyvrtanou dírou je vnější plocha

vrtáku mírně kuželovitá se zúžením směrem ke stopce (0,12 : 100). Jmenovitý průměr D tedy měříme u hrotu vrtáku. Přes válcový krček přechází válcová funkční část vrtáku v upínací stopku. Stopka může být buď válcová nebo kuželová. Celková délka vrtáku L se měří od špičky po konec stopky. Délka šroubovité drážky l´ je měřena od špičky až po její výběh. Hodnota l1 udává

FSI VUT


List 22

délku funkční části vrtáku, hodnota l2 udává délku přechodové části (krčku), hodnota l3 udává délku upínací stopky. Kroutivý moment je přenášen pomocí kuželové stopky, která je samosvorná. Na konci je zploštěná, což usnadňuje vyražení vrtáku z vřetene nebo redukční vložky. Šroubovité drážky ve válcovité části vrtáku slouží jak pro odvod třísek tak pro přívod řezné kapaliny. „Sklon drážek λs současně určuje úhel čela λ, jehož optimální hodnota se měří na největším průměru (úhel čela γ se směrem k ose vrtáku zmenšuje).“1 Zbývající část válcového tělesa tvoří dvě šroubovitá žebra, která jsou na vnější části odlehčena tak, že vytváří malou vodící fazetku o šířce f, řádově v desetinách mm. Šroubovitá tělesa jsou spojena jádrem, jehož tloušťka, znázorněná vepsaným válcem o průměru d, je dána průměrem vrtáku D. Tloušťka jádra se směrem ke stopce vrátku mírně zvětšuje s úkosem 1 : 130 (zvýšení pevnosti v krutu vrtáku).

Obr. 2.33 Základní části šroubovitého vrtáku ϕ - středový úhel příčného ostří, f – vodící fazetka, J – jádro vrtáku, l1 –

délka válcovité části, l2 – délka krčku, l3 – délka upínací stopky s vyražečem, L – celková délka

2.1.3 Tvarové vrtáky Kvůli snížení vedlejších časů při vrtání na stavebnicových strojích, linkách se používají kombinované vrtáky, které umožňují slučování operací. Mají stupňovitě uspořádané břity, k vrtání odstupňovaných otvorů, apod.

FSI VUT


List 23

Mohou být dvoustupňové a vícestupňové. Na obrázku jsou znázorněny: dvoustupňový vrták, pro vrtání a válcové zahloubení hlavy šroubu, dvoustupňový vrták pro vrtání a kuželové zahloubení hlavy šroubu. Jelikož jsou náklady na stupňovité vrtáky vyšší, jsou vhodné pro sériovou výrobu, především v linkách a na jednoúčelových strojích. Tento typ vrtáků není vhodný k vrtání hlubokých děr, obzvlášť houževnatých a těžko obrobitelných materiálů. Při konstrukci jsou doporučovány základní parametry: poměr D/d = 1,5/1 a délka prvního stupně L ≤ 3d. Vyrábí

se

také

kombinace

šroubovitých

vrtáků

s výhrubníky,

výstružníky, závitníky. Sloučení těchto operací je z technologického hlediska velmi výhodné, ale vyžaduje změnu řezných podmínek při záběru dané části, což je často velmi obtížné.

Středící vrtáky Tento typ vrtáků patří do zvláštní skupiny vrtacích nástrojů, které jsou vlastně stupňovitými tvarovými vrtáky vyznačující se zvláštní geometrií břitu a tvarem dle ČSN s vrcholovým úhlem 60° nebo 90°.

Obr. 2.43 Středící vrták tvaru A středícího důlku

Na obrázku je znázorněn jednoduchý dvoustupňový oboustranný středící vrták. Válcová část výše uvedeného vrtáku o průměru d přechází v

FSI VUT


List 24

kužel s vrcholovým úhlem 60°. B řitové drážky mohou být buď přímé, rovnoběžné s osou, nebo skloněné pod úhlem ω= 5° - 15°. “Úhel čela γ se volí 5° až 6°, úhel h řbetu hlavního ostří α= 8°, válcová část o průměru d je odlehčena pod úhlem α1= 2° až 3°, podbroušení k 1, kuželová část má úhel hřbetu α2= 8° až 10° (k 2). “3 2.1.4 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami -

šroubovité vrtáky s vnitřními otvory pro přívod procesní kapaliny

-

šroubovité vrtáky bez vnitřních otvorů pro přívod procesní kapaliny

-

šroubovité vrtáky s vnitřními otvory pro přívod procesní kapaliny s vyměnitelnými hlavicemi

-

frézovací vrtáky s přímými drážkami a otvory pro přívod procesní kapaliny

3

ŘEZNÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ U VRTACÍCH NÁSTROJŮ

Již před vlastní konstrukcí vrtacího nástroje je třeba řešit vhodnou volbu materiálu na řeznou část nástroje z hlediska jeho funkce. Řezný materiál by měl splňovat chemické, fyzikální i mechanické vlastnosti, podle toho, v jakých podmínkách se bude nacházet břit při odběru třísky. Vzhledem k výše uvedeným požadavkům, je vždy nutné vhodně volit výsledný nástrojový materiál. Mezi základní vlastnosti řezných materiálu patří: a) tvrdost převyšující tvrdost obráběného materiálu nejméně o 5 až 6 HRC b) odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách (až 1200°C) c) vyhovující tahová a tlaková pevnost d) vyhovující tepelná vodivost

„Souhrn

vlastností nástrojového

vhodnost k obrábění se nazývá řezivost.„

materiálu, 3

která ovlivňuje jeho

FSI VUT


List 25

3.1 Základní členění řezných materiálů (dle ČSN a ISO) Nástrojové oceli (ICS 77.040.77 A 77.080.20) -

uhlíkové

-

legované

-

rychlořezné

-

slitinové na lité nástroje

Slinuté karbidy (ČSN 22 08 01, ISO 513) -

nepovlakované s primárním karbidem wolframu

-

nepovlakované s primárním karbidem nebo nitridem titanu nebo obou

-

povlakované s primárním karbidem WC nebo TiC, nitridem TiN

Cermety -

směs karbidů a nitridů W, Ti, Ta, Mo, Nb s kovovým pojivem Co, Ni

Keramika (ISO 513) -

oxidická s primárním obsahem Al2O3,

-

směsná na základě Al2O3 s odlišnými komponenty

-

neoxidická s primárním obsahem nitridu křemíku Si3N4

-

keramika povlakovaná

Supertvrdé řezné materiály (ISO 513) -

polykrystalický diamant (PKD)

-

kubický nitrid bóru (CBN) 3

3.1.1 Nástrojové oceli dle ČSN Nástrojové oceli jsou zařazeny ve třídě 19 a jejich rozdělení je uvedeno v následující tabulce:

FSI VUT

Základní číselná značka 19 0xx 19 1xx 19 2xx 19 3xx 19 4xx 19 5xx 19 6xx 19 7xx 19 8xx 19 9xx


List 26

Význam třetí číslice v základní značce oceli Dvojčíslí ze 3.a 4. číslice vyjadřuje obsah Nástrojové oceli uhlíku nelegované Oceli manganové, křemíkové, vanadové Oceli chrómové Oceli chrómmolybdenové Oceli niklové Oceli wolframové Oceli rychlořezné Oceli na lité nástroje

Nástrojové oceli legované

Tab. 3.1 Rozdělení a označování nástrojových ocelí

Nástrojové oceli nelegované Největší vliv na vlastnosti těchto ocelí má obsah uhlíku. V zakaleném stavu vzrůstá tvrdost oceli se stoupajícím obsahem uhlíku. Nástroje z těchto ocelí snáší teplotu břitu do 220°C a je možné je využívat pro řezné rychlosti do 15 m.min-1. 1

Nástrojové oceli legované Karbidotvorné prvky Cr, V, W, Mo jsou hlavními legujícimi prvky těchto ocelí. Vytváří tvrdé a až do vysokých teplot stálé karbidy. Dalšími legujícími prvky jsou Ni, Si, Co, které nejsou karbidotvorné. Legované oceli jsou oproti nelegovaným ocelím charakteristické především větší prokalitelností a zvýšenou odolností proti popouštění, ale jsou náročnější na tepelné zpracování. Nástroje z těchto ocelí snáší teplotu břitu 250°C až 350°C a m ůžeme je využívat při řezné rychlosti 15 až 25 m.min-1. 1

Rychlořezné oceli Pro své zcela specifické vlastnosti a využitelnost, zejména pro vysocevýkonné řezné nástroje,

jsou uváděny rychlořezné oceli (RO), jako

samostatná skupina legovaných ocelí. Jsou to oceli obsahující karbidotvorné

FSI VUT


List 27

prvky W, Cr, V, Mo a nekarbidotvorný Co. Zpravidla obsahují méně než 1% uhlíku. Podle vlastností a obsahu legujících prvků jsou vhodné pro řezné nástroje na obrábění ocelí na odlitky o vysoké pevnosti a tvrdosti a těžkoobrobitelných materiálů. Široké pole uplatnění dodává rychlořezným ocelím střední odolnost proti opotřebení a vysoká lomová pevnost. Velmi často jsou používány pro tvarové nástroje, výstružníky, závitníky, frézy menších rozměrů, protahovací trny a nástroje vystavené rázům při přerušovaném řezu. Pro optimální využití nástrojů z rychlořezných ocelí je důležitý předpoklad použití vhodného řezného prostředí tj. řezných emulzí a olejů. 1

3.1.2 Slinuté karbidy (SK) Slinuté karbidy

jsou produktem práškové metalurgie a znamenaly

kvalitativní skok vpřed v řezných materiálech. Tento produkt umožnil několikanásobné zvýšení řezného výkonu nástrojů vybavených těmito řeznými elementy. V současnosti se slinuté karbidy používají u většiny všech nástrojů i přes to, že jejich cena je poměrně vysoká. Slinuté karbidy jsou velmi křehké a proto vyžadují tuhou soustavu stroj – nástroj – obrobek. V současné době jsou základem výkonného a rychlostního obrábění kovů. Vyrábí se z různých karbidů a kovového pojiva. Mezi hlavní karbidy patří karbid wolframu WC, karbid titanu TiC, karbid tantalu TaC a karbid niobu NbC. Kobalt Co se ve většině případech využívá jako pojivo.

Mezi nejdůležitější a základní vlastnosti slinutých karbidů se řadí zejména tyto:

Vysoká tvrdost (88 až 95 HRC), malá pevnost v ohybu Velká odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách (stálá tvrdost do teplot 700°C až 1000°C) Dobré mechanické a fyzikální vlastnosti (pevnost v tlaku, odolnost proti korozi, malý součinitel tepelné roztažnosti, vysoká měrná hmotnost) Špatná tepelná a elektrická vodivost3

FSI VUT


List 28

Slinuté karbidy jsou směsí dvou nebo i několika fází a není možné je dále tepelně zpracovat. Množství těchto jednotlivých fází ovlivňuje jejich houževnatost, tvrdost a odolnost proti otěru. Jedna z vlastnosti slinutých karbidů je vysoká tvrdost, díky níž se dají karbidy tvarově a rozměrově upravovat pouze broušením, elektroerozivním obráběním a lapováním. SK jsou vyráběny ve tvaru destiček, které mají normalizovaný tvar a rozměr. Tyto destičky se dále pájí, ale nejčastěji se mechanicky upínají na řeznou část nástroje. Takto upnuté destičky mají hned několik ostří, které se využívají postupně jejím otáčením. Po otupení všech ostří je destička určena k vyřazení. Některé nástroje, jako např. vrtáky a frézy malých rozměrů se vyrábějí jako monolitické. 1

Rozdělení SK dle ISO 513 HW – nepovlakované SK na bázi karbidu wolframu WC HT – nepovlakované SK na bázi karbidu titanu TiC nebo nitridu titanu TiN nebo obou zmíněných HC – povlakované SK1 (HW,HT)

Nepovlakované slinuté karbidy Rozdělení SK podle složení Skupina K – WC + Co + (TaC.NbC) Skupina P – WC + TiC + Co + (TaC.NbC) Skupina M – WC + TiC + TaC.NbC + Co Karbidy uvedené v závorkách nejsou samostatnou strukturní složkou SK. Jejich úkol je zabránit růstu zrn hlavních karbidických fází. 4

Rozdělení SK podle použití Označení K – pro obrábění materiálů s krátkou drobivou třískou Označení P – pro obrábění materiálů dávajících plynulou třísku Označení M - pro obrábění materiálů dávajících jak krátkou tak i dlouhou třísku3

FSI VUT


List 29

Povlakované slinuté karbidy Řezné nástroje ze slinutého karbidu by měly disponovat s co největší otěruvzdorností a současně i velkou houževnatostí. Optimální destička by byla taková, která by měla tvrdý otěruvzdorný povrch a houževnaté jádro. Vyměnitelné destičky ze slinutého karbidu s tvrdými povlaky karbidu titanu TiC, nitridu titanu TiN nebo oxidu hlinitého Al2O3 vyhovují tomuto požadavku. Jednovrstvé povlaky jsou ve většině případů tvořeny TiC, TiCN, nebo TiN, tloušťka těchto povlaků může dosahovat až 13 µm. Vícevrstvé povlaky jsou tvořeny ze dvou, tří nebo i více vrstev. Jako první se na karbid nanáší vrstvy s dobrou přilnavostí k podkladu, které ale mají nižší odolnost proti opotřebení. Na konec jsou nanášeny vrstvy, které mají dobrou přilnavost k předchozí vrstvě a současně vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. 1

Samotné vrstvy jsou obvykle od podkladu k povrchu v tomto pořadí: TiC – Al2O3, TiC – TiN, TiC – TiCN – TiN, TiC – Al2O3 – TiN.1

Obr.3.1 Příklad třívrstvého povlaku na břitu

V dnešní době se velmi často objevují povlaky čítající i více než 10 vrstev. Například vyměnitelná břitová destička firmy Krupp Widia TK15. Povlak tvoří 13 vrstev, které jsou v následujícím pořadí: TiC – TiN – TiC – TiN – TiC – Al (O, N) – TiN - Al (O, N) – TiN - Al (O, N) – TiN - Al (O, N) – TiN.4

FSI VUT


List 30

Dnešní výrobci nástrojů ze slinutých karbidů velmi často používají vrstvy na bázi TiAlN. Dosahují vysoké tvrdosti HV až 33 Gpa, oproti vrstvám TiN (tvrdost HV do 23 Gpa) a vrstvám TiCN (tvrdost HV až 35 Gpa) a zároveň vysoké pracovní teploty někdy přesahující 800°C (vrstvy TiN 600°C a vrstvy TiCN jen 450°C).N ěkteré vrstvy TiAlN jsou dopovány o další prvky, jako je Cr, Y, Hf apod. Tyto přísady v malém množství pozitivně ovlivňují strukturu vrstev, a tím přispívají ke zvýšení jejich užitných vlastností. 5

Obr. 3.2 Kubická plošně středěná mřížka povlaku na bázi TiAlN 12

3.1.3 Supertvrdé řezné materiály Hlavními řeznými materiály této skupiny jsou: polykristalický kubický nitrid bóru (PKNB) polykristalický diamant (PKD) V současné době je velká nevýhoda jejich vysoká cena. O tom, v jakém rozsahu se tyto řezné materiálu budou dále využívat, ukáže až nejbližší budoucnost. Tyto dva typy řezných materiálů patří mezi nejtvrdší materiály, proto se označují jako supertvrdé. V praxi jsou aplikovány jako diamantové prášky, prášky kubického nitridu bóru, diamantové brousící pasty, řezné nástroje osazené segmenty PKNB nebo PKD. Nástroje osazené segmenty ze supertvrdých materiálů jsou používány k dokončovacím operacím při obrábění tvrdých materiálů (kalené oceli, tvrzená litina). Přitom je však nutné z hlediska zatížení břitu volit poměrně nízké hodnoty tloušťky třísky, zato ale vysoké řezné rychlosti.

FSI VUT

4


List 31

KONSTRUKČNÍ PRVKY VRTACÍCH NÁSTROJŮ

Vrtací nástroje se skládají ze dvou hlavních částí. Je to upínací část (válcová stopka, válcová s ploškou, kužel, ) a funkční část (vrtací, frézovací). Upínací část – stopka, může být buď kuželová nebo válcová, u vrtáků z RO, nebo válcová a válcová s ploškou, u vrtáků monolitních z SK, nebo u vrtáků s břitovými destičkami viz obr. 4.1

Obr. 4.16 Typy upínacích stopek

V dnešní době je nejčastěji používaná konstrukce špičkových vrtacích nástrojů s těmito charakteristickými znaky: - ocelový držák s přímými, nebo šroubovými drážkami - vyměnitelné břitové destičky ze slinutého karbidu - otvory pro přívod chladící kapaliny

Funkční častí se rozumí oblast vrtáku, kde je ostří navazující na šroubovici, nebo na rovné drážky, jimiž je odváděn odebraný materiál. Ostří může být tvořeno materiálem, ze kterého je tělo vrtáku (vrtáky z RO, nebo z monolitního SK), nebo řeznými segmenty z SK upevňovány různými způsoby na tělo vrtáku vyrobené z konstrukční oceli. Tyto segmenty mohou tvořit celé ostří (vrtací korunka, výměnná hlavička) , nebo jeho části (vyměnitelné břitové destičky) viz obr.4.2.

FSI VUT


List 32

Obr. 4.2 a – výměnné břitové destičky, b – výměnné hlavičky, c – monolitní vrták z SK

5

TECHNICKÁ ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH VRTACÍCH NÁSTROJŮ

5.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli 5.1.1 Vrták 1705 01 1000 – výrobce WIDIA Monolitní vrták vyrobený ze slinutého karbidu je určený pro vrtání do nelegované oceli. Celým vrtákem vedou otvory pro přívod procesní kapaliny na hřbet nástroje. To zaručuje chlazení nástroje a odvod třísek z místa řezu. Hlavní údaje jsou naznačeny na obr. 5.1.

Obr. 5.110 reálný vzhled vrtáku

FSI VUT


List 33

Hlavní údaje vrtáku: -

průměr vrtáku φ d1= 10 mm

-

vrcholový úhel vrtáku = 140°

-

maximální hloubka vrtání = 35 mm

-

celková délka nástroje = 89 mm

-

průměr stopky vrtáku φ d2= 10 mm

Vrták je opatřen povlakem TiAlN. To značně prodlužuje jeho životnost. Výrobce pro tento typ nástroje doporučuje následující obráběcí parametry: -

vc = 94 – 131 m/min

-

f = 0,18 – 0,3 mm/ot

5.1.2 Vrták SD203A-10.0-31-10R1 – výrobce SECO


Vrták od firmy SECO je určen pro vrtání do nelegované oceli. Je vyroben z povlakovaného slinutého karbidu. Jako předchozí vrták, disponuje i tento otvory pro vnitřní chlazení. Hlavní údaje vrtáku: -


-


-

maximální hloubka vrtání = 32,819 mm

-


-


FSI VUT


List 34

Výrobce pro tento typ nástroje s povlakem TiAlN doporučuje následující obráběcí parametry: -

vc = 120 - 220 m/min

-

f = 0,23 – 0,38 mm/ot

5.1.3 Vrták R840 1000-30-A1A – výrobce SANDVIK Coromant Třetí porovnávaný vrták je taktéž určený pro vrtání do nelegované oceli. Opět je vyroben ze slinutého karbidu, má otvory pro vnitřní chlazení a povlak TiAlN.




-


-

maximální hloubka vrtání = 32,819 mm

-


-


Obráběcí parametry doporučené výrobcem: -

vc = 80 - 140 m/min

-

f = 0,15 – 0,34 mm/ot

FSI VUT


List 35

5.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli 5.2.1 Vrták DCM 150-052-15B-3,5D – výrobce ISCAR Vrták je výrobkem firmy ISCAR. Jedná se o universální vrták. Jeho určení pro nelegovanou ocel je dáno především typem výměnné hlavičky. Tělo vrtáku je vyrobeno ze zušlechtěné konstrukční oceli. Celým tělem vrtáku prochází

otvory

pro

přívod

procesní

kapaliny.



Průměr vrtací hlavy φ d1 = 15 mm

-

vrcholový úhel hlavice = 140°

-


-

celková délka nástroje = 108,1 mm

-

délka stopky = 45 mm

-


Vrták ve spojení s výměnnou hlavou ze slinutého karbidu s povlakem TiAlN nabízí podle výrobce tyto obráběcí parametry: -

vc = 50 - 130 m/min

-

f = 0,25 – 0,35 mm/ot

FSI VUT


List 36

5.2.2 Vrták SD 103-15.00/15.99-50-16R7 – výrobce SECO Druhý vrták s výměnnými hlavicemi je od firmy SECO. Jeho použití závisí na volbě vrtací hlavy. Tělem, které je vyrobeno ze zušlechtěné konstrukční oceli, prochází otvory pro přívod procesní kapaliny. Procházejí také vrtací hlavicí. Tím je zaručeno dostatečné chlazení vrtáku, ale také odvod třísek z místa řezu. Korunka je přesně umístěna a stabilně sevřena díky patentovanému ozubení CrownLockTM.



Průměr vrtací hlavy φ d1 = 15 mm

-

vrcholový úhel hlavice = 140°

-


-

celková délka nástroje = 128,3 mm

-


-


Při použití hlavice ze slinutého karbidu s povlakem TiAlN doporučuje výrobce tyto obráběcí parametry: -

vc = 90 - 130 m/min

-

f = 0,3 – 0,35 mm/ot

FSI VUT


List 37

5.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli 5.3.1 Vrták R416.2-020L25-21 – výrobce SANDVIK Coromant


Tento nástroj od firmy Sandvik Coromant je universální vrták s výměnnými břitovými destičkami. Je vybaven otvory pro vnitřní chlazení pro přívod procesní kapaliny a pro odvod třísek z místa řezu. Hlavní údaje vrtáku: -

Průměr vrtáku φ d1 = 20 mm

-


-


-


-


Při použití břitových destiček do nelegované oceli nabízí tento vrták velmi vysokou řeznou rychlost.

5.3.2

-

vc = 230 – 380 m/min

-

f = 0,04 – 0,08 mm/ot

Vrták SD52-20-40-25R7 – výrobce SECO

Firma SECO nabízí universální vrták s výměnnými břitovými destičkami a otvory pro vnitřní chlazení.

FSI VUT


List 38



-


-


-


-


Při použití břitových destiček do nelegované oceli doporučuje výrobce tyto řezné parametry. -

vc = 300 – 330 m/min

-

f = 0,06 mm/ot

5.3.3 Vrták 802D-20 – výrobce Pramet


Český výrobce nabízí vrták pro universální použití. Disponuje otvory pro vnitřní přívod procesní kapaliny a výměnnými břitovými destičkami.



-


-


FSI VUT


-


-


List 39

Při použití břitových destiček do nelegované oceli doporučuje výrobce tyto řezné parametry.

6

-

vc = 250 – 300 m/min

-

f = 0,06 mm/ot

POROVNÁNÍ PARAMETRŮ

A

ZHODNOCENÍ

TECHNOLOGICKÝCH

6.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli Tab. 6-1 Srovnání údajů vrtáků

výrobce WIDIA SECO SANDVIK Coromant

Posuv mm/ otáčku otáčky/min 0,3 4171 0,38 7006 0,34 4458

Graf 1.6. Porovnání maximálních otáček vrtáků od jednotlivých výrobců 8000

otáčky/min

7000 6000 5000 4000

otáčky/min

3000 2000 1000 0 WIDIA

SECO výrobce

SANDVIK Coromant

FSI VUT


List 40

Graf 2.6. Porovnání posuvů vrtáků jednotlivých vrtáků 0,4 posuv mm/otáčku

0,35 0,3 0,25 Posuv mm/ otáčku

0,2 0,15 0,1 0,05 0 WIDIA

SECO

SANDVIK Coromant

výrobce

Z výše uvedených grafů je zřejmé, že v kategorii monolitních vrtáků z SK se z porovnávaných nástrojů nejlépe zařadil vrták od firmy SECO. Jeho maximální otáčky a maximální posuv jasně převyšují nad ostatními porovnávanými vrtáky.

6.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli Oba výrobci vrtáků s výměnnými břitovými hlavicemi uvádějí shodnou maximální hodnoty řezné rychlosti a posuvu. Rozdílný je způsob chlazení vrtáku. Zatímco u vrtáku od firmy ISCAR vedou otvory pouze tělem vrtáku, u druhého nástroje jsou tyto otvory vedeny i skrz vrtací hlavici. To zabezpečuje menší tepelné zatížení.

6.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli Tab. 6-2 Srovnání údajů vrtáků výrobce SANDVIK Coromant SECO PRAMET

Posuv mm/ otáčku 0,08 0,06 0,06

Otáčky mm/min 6050 5254 4777

FSI VUT


List 41

Graf 3.6 Srovnání maximálních otáček jednotlivých vrtáků 7000

otáčky/min

6000 5000 4000 Otáčky mm/min

3000 2000 1000 0 SANDVIK Coromant

SECO

PRAMET

výrobce

Graf 4.6

mm/otáčku

Srovnání maximálních posuvů jednotlivých vrtáků 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0

Posuv mm/ otáčku

SANDVIK Coromant

SECO

PRAMET

výrobce

Z nabízených

grafů

vyčteme,

že

mezi

porovnávanými

vrtáky

s výměnnými břitovými destičkami o průměru 20 mm nabízí vrták od firmy SANDVIK Coromant nejvyšší maximální hodnoty obráběcích parametrů.

Všichni

uvedení

výrobci

ve

všech

porovnávaných

kategoriích

doporučují při prvních milimetrech vrtání snížit posuv minimálně o 50% pro vystředění. Poté je možno nastavit uváděné obráběcí parametry.

FSI VUT

7


PŘEHLED A POROVNÁNÍ SROVNÁVANÝCH VRTÁKŮ

V následujících

tabulkách

List 42

POŘIZOVACÍCH

CEN

jsou uvedeny pořizovací náklady na

výše

porovnávané vrtáky.

7.1 Monolitní vrtáky ze slinutého karbidu o průměru 10mm Název vrtáku

Cena vrtáku [Kč]

Výrobce vrtáku

1705 01 1000 SD203A-10.0-31-10R1 R840 1000-30-A1A

WIDIA

3251

SECO

2585

Sandvik Coromant

3933

Tab. 7-1 srovnání cen vrtáků o průměru 10mm

CENY MONOLITNÍCH VRTÁKŮ O PRŮMĚRU 10mm

Sandvik Coromant

3933

SECO

2585

WIDIA

3251

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Graf. 1.7

7.2 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými hlavicemi o průměru 15mm Název vrtáku

Výrobce

Cena těla

Cena

vrtáku [Kč] hlavice [Kč] DCM 150-052-15B-

Celková cena [Kč]

ISCAR

6739

3185

9924

SECO

5683

2361

8044

3,5D SD 103-15.00/15.9950-16R7 Tab. 7-2 srovnání cen vrtáků o průměru 15mm a výměnných hlavic

FSI VUT


List 43

CELKOVÁ CENA VRTÁKŮ S VÝMĚNNÝMI BŘITOVÝMI HLAVICEMI O PRŮMĚRU 15mm

SECO

8044

ISCAR

9924

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Graf 2.7

7.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm Název vrtáku

Výrobce

Cena těla

Cena

Celková

vrtáku [Kč] destičky [Kč] R416.2-020L25-21

Sandvik

cena [Kč]

9810

514

10838

Coromant SD52-20-40-25R7

SECO

8495

332

9159

802D-20

PRAMET

9800

314

10428

Tab. 7-3 srovnání cen vrtáků o průměru 20mm a břitových destiček

CELKOVÁ CENA VRTÁKŮ S VYMĚNITELNÝMI BŘITOVÝMI DESTIČKAMI O PRŮMĚRU 20m m

PRAMET

10428

SECO

9159

Sandvik Coromant

8000

10838

8500

9000

9500

10000

10500

11000

Graf 3.7 -

Všechny ceny byly zjišťovány od distributorů nástrojů jednotlivých výrobců.

-

Uvedené ceny jsou včetně 19% DPH.

FSI VUT

-


List 44

Celková cena u vrtáků s výměnnými břitovými destičkami se skládá z ceny těla vrtáku a 2 x cena břitové destičky.

-

Celková cena u vrtáků s výměnnými hlavicemi se skládá ze ceny těla vrtáku a ceny hlavice.

8

DOPORUČENÉ VYUŽITÍ VRTÁKŮ

Všechny porovnávané vrtáky naleznou uplatnění zejména v sériové výrobě. Návratnost nákladů je v kusové výrobě mnohem delší. Proto se stále setkáváme s vrtáky z materiálu HSS. Musíme také dbát na to, aby stroj, na kterém budou moderní nástroje nasazeny, byl vyhovující z hlediska tuhosti STROJ-NÁSTROJ-OBROBEK . Nízká tuhost této soustavy

při vrtání

moderními vrtáky výrazně snižuje jejich životnost. Důležitá je také vybavenost stroje např. chlazení vřetenem, dostatečný výkon motoru aj. To je spojeno s dalšími náklady na pořízení stroje.

FSI VUT


List 45

ZÁVĚR Závěrem lze konstatovat, že světoví výrobci dodávají na trh širokou škálu kvalitních vrtacích nástrojů. Záleží pak jen na zákazníkovi, aby si vybral ten výrobek, který nejvíce uspokojí jeho požadavky. Pro sériovou výrobu je určitě výhodné investovat do moderní technologie, jelikož návratnost nákladů je velmi rychlá. Návratnost nákladů na moderní vrtáky v kusové výrobě je citelně delší, proto se stále objevují nástroje z nástrojových rychlořezných ocelí. V kategorii monolitních vrtáků jasně zvítězil vrták od firmy SECO. Nejen parametry doporučenými výrobcem, tak i cenou. Další srovnávané nástroje se parametry od výrobců mezi sebou nijak nelišili. Nižší náklady na pořízení vrtáku od firmy SECO jistě budou hrát při rozhodování zákazníka důležitou roli. Ve třetí kategorii se nejlépe umístil, díky parametrům výrobce, vrták od firmy Sandvik Coromant.

FSI VUT


List 46

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 1. KAREL KOCMAN, JAROSLAV PROKOP Technologie obrábění, Brno, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Prosinec 2005, druhé vydání, 271 stran, ISBN 80-214-1996-2. 2. AB SANDVIK COROMANT Produktivní obrábění kovů, Švédsko, Sandvik nakladatelství, CMSE,1997, 299 stran, S-811 81

Coromant,

technické

3. OSKAR ZEMČÍK Nástroje a přípravky pro obrábění, Brno, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., březen2003, 193 stran, ISBN 80-2147-2336-6 4. ANTON HUMÁR Slinuté karbidy a řezná keramika po obrábění, Brno, CCB spol. s.r.o., první vydání, 265 stran, rok 1995, ISBN 80-85825-10-4 5. MM PRŮMYSLOVÉ SPEKTRUM SPECIÁL, září 2004 –dostupné na World Wide Web: http://www.mmspektrum.com 6. GARANT Příručka obrábění, http://www.garant-tools.com

dostupné

na

World

Wide

Web:

7. PRAMET TOOOLS Katalog vrtání 2006 – dostupné na World Wide Web: http://www.pramet.com 8. SECO Vrtání – dostupné na World Wide Web: http://www.secotools.com 9. AB SANDVIK COROMANT Drilling catalogue, dostupné na World Wide Web: http://www.coromant.sandvic.com 10. WIDIA KRUPP Bohren 11. ISCAR Katalogy a cd, dostupné na World Wide Web: http://www.iscar.cz 12. Antonín Kříž, Nové trendy vývoje tenkých vrstev vytvořených PVD a CVD technologií v aplikaci na řezné nástroje, Habilitační přednáška – dostupné na World Wide Web: http://www.ateam.zcu.cz

FSI VUT


List 47

SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK

AD ap D d f fB

[mm2] [mm] [mm] [mm] [mm]

Fc Ff fz kc n Pc TAS vc αf αn αo αp γf γn γo γp κr λs vf ve Pfe ϕ η

[N] [N] [mm] [N] [min-1] [kW] [min] [m.min-1] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [ °] [m.min-1] [m.min-1] [ °] [ °]

jmenovitý průřez třísky šířka záběru ostří průměr otvoru, průměr vrtáku vnitřní průměr otvoru posuv na otáčku faktor metody pro vrtání (vrtání do plného fB=1, vyvrtávání fB=0,9517) řezná síla posuvová síla posuv na zub měrná řezná síla otáčky řezný výkon jednotkový strojní čas řezná rychlost nástrojový boční úhel hřbetu nástrojový normálový úhel hřbetu nástrojový ortogonální úhel hřbetu nástrojový zadní úhel hřbetu nástrojový boční úhel čela nástrojový normálový úhel čela nástrojový ortogonální úhel čela nástrojový zadní úhel čela nástrojový úhel nastavení hlavního ostří nástrojový úhel sklonu hlavního ostří posuvová rychlost rychlost řezného pohybu pracovní boční rovina úhel posunového pohybu úhel řezného pohybu

FSI VUT


List 48

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 1

Recommend Documents