Technologie obrbn Pednka 10 vrtn sly pi vrtn

Technologie obrábění Přednáška 10 vrtání síly při vrtání nástroje na vrtání vyhrubování vystružování zahlubování stroje na vrtání vyvrtávání

Vrtání Je to výrobní metoda kterou se zhotovují otvory do plného nebo se zvětšují již předpracované díry (předvrtané, předlité, předkované, apod. Hlavní pohyb je rotační a koná ho nástroj a vedlejší pohyb je přímočarý (ve směru osy) a vykonává je také vrták. Osa vrtáku ze pravidla kolmá k obráběné ploše. Charakteristickou vlastností všech nástrojů na díry je změna řezné rychlosti podél celého ostří.

Síly při vrtání Při vrtání je materiál oddělován současně dvěma břity nástroje. Výsledné síly jsou potom tvořeny součtem hodnot na obou břitech. řezná síla posuvová síla pasivní síla Pokud je nástroj správně naostřen, potom jsou síly na obou břitech shodné (platí pro všechny tři síly).

Dělení vrtacích operací Podle technologie vrtání, druhu, konstrukci a geometrii vrtáku lze vrtání rozdělit na: • navrtávání začátku díry středicím vrtákem do plného materiálu • vrtání krátkých děr (poměr D/L=1/5÷ 1/10) • vrtání krátkých děr do předpracovaných děr • vrtání hlubokých děr (poměr D/L>1/10) do plného materiálu nebo předpracovaných děr • vrtání průchozích děr, zejména větších průměrů, „na jádro“, tj. odřezáváním obráběného materiálu ve tvaru mezikruží • speciální případy vrtání, např. vrtání děr v plechu, odstupňované vrtání, sdružené vrtání (současně s vystružováním) • vrtání díry se současným vystružováním, závitováním, zahlubováním nebo hlazením (sdružené nástroje), • vrtání děr v těžkoobrobitelných, kompozitních a nekovových materiálech pomocí vrtáků se speciální konstrukcí nebo geometrií.

Nástroje - vrtáky Podle technologie a druhu vrtání, konstrukce, geometrie lze vráky dělit do několika skupin: • středicí vrtáky • šroubovité vrtáky (nejčastěji používané) • kopinaté vrtáky • vrtáky s vyměnitelnou špičkou • vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami • korunkové vrtáky • dělové a hlavňové vrtáky • ejektorové vrtáky • BTA (Boring and Trepanning Association) nebo STS (Single Tube Systém) • odstupňované vrtáky • vrtáky do plechu • speciální sdružené nástroje

Středicí vrtáky Říká se jim také vrtáky na středicí důlky. Slouží k navrtávání začátku díry do plného materiálu. Velmi často se používají k navrtání středicího otvoru pro uchycení materiálu do soustruhu (koníku).

Šroubovité vrtáky Na válcovitém těle jsou tvořeny dvě protilehlé šroubovité drážky pro odvod třísky. Hlavní ostří vrtáku jsou spojena příčným ostřím. Toto nám nepříznivě ovlivňuje pracovní podmínky a proto se snažíme různými úpravami příčné ostří odstranit (podbroušení). Jsou nejčastěji vyráběny z RO, pro těžší podmínky s monolitních SK s povlakem nebo s pájenými VBD. Mohou mít i cebtrální přívod řezné kapaliny nebo bát v provedení se třemi břity.

Kopinaté vrtáky Mají vysokou tuhost a umožňují bez předchozího předvrtání vrtat poměrně velké otvory (až 128 mm). Většina umožňuje vnitřní přívod kapaliny. VBD mají speciální vyrábějí se z RO nebo SK. Dosahovaná drsnost je horší než u šroubovitých vrtáků.

Vrtáky s vyměnitelnou špičkou Vyrábějí se ve dvou provedeních. Se špičkou: - ve formě břitové destičky - ve formě hlavice. Umožňují centrální přívod řezné kapaliny do místa řezu. Jsou vesměs vyráběny z SK.

Vrtáky s VBD Mají několik destiček z SK upnutých v tělese vrtáku pomocí šroubů se zapuštěnou hlavou. Používají se VBD rozmanitých tvarů a velikostí. Jsou obvykle vybaveny přívodem řezné kapaliny. Většina může být použita i na soustružení vnitřních a vnějších válcových ploch a čelních rovinných ploch.

Korunkové vrtáky Používají se při vrtání tzv. na jádro. Tzn. Odřezáváním obráběného materiálu ve tvaru mezikruží jedno nebo více břitým korunkovým vrtákem.

Dělové a hlavňové vrtáky Používají se pro vrtání dlouhých otvorů. Dělové vrtáky se používají pro menší hloubky a musí se po určité vyvrtané hloubce vytáhnout kvůli odstranění třísek. Hlavňové vrtáky se používají pro vrtání přesnějších děr. Na těleso nástroje jsou připájeny destičky a spolehlivé vedení zajišťují tzv. vodítka. Řezná kapalina je přiváděna otvory.

Ejektorové vrtáky Skládá se z hlavice, která je našroubována do vnější vrtací trubky. Řezná kapalina je přiváděna mezikružím, přičemž malé množství odcházející štěrbinami v zadní části vnitřní trubky způsobuje ejektorový efekt (nasávání kapaliny od břitů vrtáků a strhávání třísek). Lze jimi vrtat až do 100 x. D

BTA nebo STS vrtáky Umožňují vrtat do plného nebo předvrtaného otvoru i metodou na jádro. Lze je použít po větší rozsahy průměrů než ejektorové vrtáky. Řezná kapalina je přiváděna mezi stěnou vrtané díry a středem trubky. Proto musí bít tlaková voda utěsněna z obou stran.

Vrtáky do plechu Používají se několik způsobů: - termální tvářecí vrták - vrták do plechu pro široký rozsah - odstupňovaný vrták do plechu

Odstupňované vrtáky Na vrtání dvou a více průměrů současně.

Speciální sdružené nástroje Používají se pro vrtání díry se současným vystružování, závitování, zahlubováním, nebo hlazením.

Vyhrubování Vrtání samo o sobě je hrubovací operace (vysoká drsnost, špatná kruhovitost a válcovitost, apod. ). Je proto nutné použít další operace a to vyhrubování a vystružování. Vyhrubování se používá u děr od průměru 10 a musí po něm vždy následovat vystružování. Úkolem vyhrubování je zpřesnit geometrický tvar a zlepšit drsnost povrchu. Přídavek na vyhrubování závisí na mnoha činitelích (druh obráběného materiálu, konstrukci nástroje, nástrojovém materiálu…) Vyrábí se ve dvou provedeních. Stopkové (do průměru 32 mm) a nástrčné (od průměru 24 mm). Zuby jsou frézované v pravé šroubovici a materiálem je většinou RO. Mají většinou 4 a více zubů. a – stopkový b, c – nástrčné 1 – řezný kužel 2 – tělo 3 – upínací stopka 4 – upínací díra 5 – VBD z SK

Vystružování Díry do průměru 10 se pouze vystružují. Je to dokončovací operace na výrobu děr s předepsaným geometrickými parametry. Přídavek na vystružování by neměl být příliš malý, aby nedocházelo k tváření místo obrábění a tím i k rychlejšímu opotřebování. Výstružníky mají zuby přímé nebo ve šroubovice. Využívá se zde nerovnoměrné rozteče zubů. Toto nám zabezpečí dobrou kruhovitost díry, vysokou kvalitu povrchu a zamezí případným vibracím. . Počet zubů se pohybuje od 4 do 18 a volí se přednostně lichý počet. Podle způsobu práce lze dělit výstružníky na: - ruční - strojní a podle způsobu upínání na: - stopkové (kuželová nebo válcová) - nástrčné

Výstružníky Ruční výstružníky – většinou s válcovou stopkou zakončenou čtyřhranem. Mají delší řeznou část než strojní. Strojní výstružníky – dělají se buď s válcovou nebo kuželovou stopkou, větší průměry jako nástrčné. Rozpínací výstružníky – mají duté těleso a v podélném směru jsou mezi zuby rozříznuté. Vtlačováním kužele do díry zvětšují průměr. Stavitelné výstružníky – mají zuby posuvné na kuželové ploše tělesa. Posouváním zubů se průměr zvětšuje nebo zmenšuje.

Zahlubování Slouží k obrobení souosého válcového nebo kuželového zahloubení děr. Lze sem zařadit i zarovnání čelní plochy (c). V souladu s těmito požadavky lze záhlubníky dělit na: - válcové (a) – stopkové, nástrčné - kuželové (b) - ploché (c) Válcové záhlubníky mají válcovou vodící část pro vedení v předvrtané díře. Kuželové mají samovodící efekt. Pro zahlubování v nepřístupných místech se používá tzv. zpětné zahlubování.

Stroje - vrtačky Vrtání vyhrubování, vystružování a zahlubování se provádí nejčastěji na vrtačkách. Lze je také vykonávat v případě potřeby na soustruzích, vodorovných vyvrtávačkách a obráběcích centrech. Podle konstrukčního provedení se dělí na: - ruční - stolní - sloupové - stojanové - otočné - vodorovné na hluboké díry - speciální

Stolní vrtačky Mají velmi jednoduchou konstrukci. Vřeteník je posuvný po krátkém sloupu a lze tak nastavovat výšku vzhledem k pracovnímu stolu. Otáčky vřetene se mění pomocí stupňů řemenic, na které se ručně mění řemen. Posuv vřetene je ruční.

Sloupové a stojanové vrtačky Sloupové vrtačky: Umožňují vertikální posuv vřeteníku i pracovního stolu po sloupu, který je základním prvkem stroje. Otáčky lze stupňovitě měnit pomocí vestavěné převodovky. Posuv vřetene je mechanický. Upínání obrobků se provádí na pracovní stůl, vetší součásti na základovou desku vrtačky. Stojanové se liší tím, že pracovní stůl a vřeteník se výškově přesouvají po vedení stojanu který á skříňový průřez.

Otočné vrtačky Používají se pro vrtání do těžších a rozměrnějších obrobků. Jejich charakteristickou částí je rameno, po němž se pohybuje ve vodorovném směru pracovní vřeteník. Rameno se pohybuje svisle po vedení stojanu a je otočne uloženo na broušeném sloupu.

Vyvrtávání Je to metoda obrábění, při které se rozšiřují předlité, předkované, předvrtané, apod. otvory na požadovaný tvar a rozměr. Dá se použít jak pro hrubování, tak i pro práci na čisto. Obrábí se vyvrtávacími noži upevněnými na vyvrtávacích tyčích nebo hlavách. Obrobené plochy mají geometrický tvar válce, kužele, čelního mezikruží apod. (viz obr. ). Hlavní řezný pohyb koná většinou obrobek nebo nástroj (rotační) a vedlejší pohyb nástroj (přímočarý). V případě potřeby je možno všechny výše uvedené tvary obrábět i na vnějším povrchu.

Stroje - vyvrtávačky Vyvrtávání lze provádět na běžných soustruzích, vrtačkách, jednoúčelových strojích, vyvrtávacích centrech, soustružnických a frézovacích centrech. Nejčastěji však na vodorovných vyvrtávačkách (stolové, deskové, jemné, souřadnicové).

Obrázky použité v této přednášce byly převzaty od doc. Ing. Antona HUMÁRA, CSc. (VUT Brno) Děkuji za pozornost