7) Vrtání

6) Vrtání Vrtání se provádí zpravidla při strojním obrábění. Strojem je vrtačka. Vrtání je po soustružení druhou nejpoužívanější operací při třískovém obrábění součásti. Díry se vrtají do plného materiálu. Takto získané otvory se mohou dále vyhrubovat, vystružovat a zahlubovat. Vrtání je jednou z nejstarších metod, jíž se vytvářejí kruhové díry v kovových i nekovových materiálech. Díry se z materiálu vyřezávají řeznými nástroji ( nejčastěji vrtáky ) a to na vrtačkách, často také na soustruzích, frézkách, automatech atd. Díry lze v součástech vytvářet také tvářením ( tj. bez odebírání třísek ), např. lisováním, protlačováním, řezáním plamenem, předlitím atd. Žádný z těchto způsobů ( kromě přesného lití ) nedosahuje tak přesných rozměrů a jakosti jako vrtání. Vrtání je třískové obrábění válcových děr nástrojem ( vrtákem ), který vykonává všechny řezné pohyby současně. Řezný pohyb u vrtání vykonává nástroj, méně často obrobek. Osa nástroje je kolmá k ploše v místě vstupu vrtáku do obráběného materiálu. Posuv vrtáku probíhá ve směru jeho osy. Stroje pro vrtání, vyhrubování a vystružování K vrtání, vyhrubování, vystružování a zahlubování se používá převážně vrtaček. V menším rozsahu se těmito metodami obrábí rovněž na soustruzích, vodorovných vyvrtávačkách i na některých typech frézek, u NC strojů navíc na obráběcích centrech. Vrtačky dělíme podle konstrukce na: • stolní, • sloupové, • stojanové, • otočné, • vodorovné na hluboké díry • speciální. Vřeteno vrtačky koná současně dva pohyby, rotační a posuvný – axiální. Posuvný pohyb umožňuje pinola, ve které je vřeteno uloženo. Pinola se neotáčí a dá se vysouvat buď ručně nebo mechanicky ( strojní posuv ). Nástroj se upíná obvykle do kužele ve vřetení. Vrtáky s válcovou stopkou se upínají do sklíčidel. Pohon vřetena a posuvů se uskutečňuje většinou přes příslušné převodové skříně od elektromotoru přístroje. Velikost vrtaček se posuzuje podle maximálního průměru díry, kterou lze na vrtačce vrtat zplna do oceli střední pevnosti. Rotační pohyb nazýváme hlavním řezným pohybem, přímočarý pohyb ve směru osy nazýváme posuvem. Velikost rychlosti hlavního řezného pohybu a posuvného pohybu závisí zejména na druhu obráběného materiálu, na způsobu obrábění díry, na tvaru nástroje a na požadované kvalitě povrchu obrobku. Řezná rychlost každého bodu ostří vrtáku je jiná. Největší je na obvodu vrtáku, směrem k ose otáčení se rychlost zmenšuje prakticky až k nule. Podle technologie vrtání, druhu, konstrukce i geometrie použitého vrtáku můžeme vrtání rozdělit : a) Navrtávání začátku otvoru do plného materiálu středícím vrtákem, b) Vrtání kratších děr zplna do poměru díry k jejich délce 1 : 5 až 1 : 10. Používají se šroubovité a kopinaté vrtáky, c) Vrtání kratších děr zplna nebo do předvrtané díry. Používají se šroubovité, kopinaté vrtáky, výjimečně dělové nebo hlavňové vrtáky. d) Vrtání hlubokých děr zplna nebo do předvrtané díry. Používají se vrtáky dělové, hlavňové nebo ejektorového systemu BTA, e) Vrtání průchozích děr větších průměrů jedno nebo vícebitovou vrtací hlavou, f) Vrtání ve speciálních případech g) Vrtání s použitím operačních vrtáků speciální konstrukce nebo geometrie. Řezné podmínky při vrtání Charakteristickou vlastností všech nástrojů na díry je, že řezná rychlost se u nich zmenšuje od obvodu směrem ke středu nástroje. Za řeznou rychlost v pak považujeme obvodovou rychlost na maximálním průměru ostří nástroje. Ještě častěji se podle tabulek určují všechny hodnoty – řezná rychlost, otáčky i posuv. Určování řezné rychlosti a posuvu při vrtání se řídí určitými zásadami :  Vyšší pevnost a tvrdost obrobku zvyšuje řezný odpor a proto je třeba k vrtání zvolit nižší řezné rychlosti a posuvy,  Řezná rychlost se zvětšujícím se průměrem vrtáku roste až do průměru 25 mm, potom obvykle klesá  Čím větší průměr vrtacího nástroje, tím je nástroj pevnější a tužší, což dovoluje používat větší posuvy  Velikost zené rychlosti závisí na materiálu nástroje. Nástroje s destičkami s SK dovolují použít vyšší řezné rychlosti než nástroje z RO. Chlazení Vlivem tepla při vrtání může nástroj ztratit svou tvrdost a rychle se otupit. Produktivitu a kvalitu vrtání je možné zvýšit použitím řezných kapalin přiváděných v dostatečném množství k hrotu vrtáku. Při běžném vrtání děr v oceli se používá 3 % až 10M % chladících olejových emulzí. Při vrtání větších průměrů otvorů je nutné předvrtání otvoru z důvodu snížení řezné síly a zachování požadované přesnosti vrtaného otvoru. Je vyroben z válcovitého tělesa, do něhož jsou zplna vybroušeny, vytvářeny nebo vyfrézovány dvě protilehlé šroubovité drážky pro odchod třísek. Po vytvoření drážek zůstane na vrtáku jádro průměru 0,25 až 0,50 mm, které zajišťuje pevnost vrtáku v krutu. Fazetky zajišťují vedení vrtáku v otvoru a snižují tření. Kopinaté vrtáky se používají pro vrtání děr s větší požadovanou přesností roztečí, pro vrtání na NC strojích, pro vrtání děr do materiálů s kůrou atd. Jejich předností je vysoká tuhost, která u krátkých vrtáků umožňuje navrtávání otvorů, snadná výměna a uplatnění různých materiálů řezné části, možnost vrtání i velkých otvorů zplna. Pro vrtání hlubokých děr jsou určeny dělové am hlavňové vrtáky. Dělové vrtáky jsou vhodné pro méně hluboké díry, protožer nástroj je nutno po vrtání do určité hloubky vytáhnout k odstranění třísek. Hlavňové vrtáky jsou vhodné pro přesnější díry. K nástroji je přiváděna v dostatečném množství tlaková řezná kapalina, která odplavuje třísky buď vnějškem nebo vnitřkem nástavné rubky, na kterou je vrták připevněn. Používají se průměry 4 – 250 mm a hloubky 10 m, výjimečně až 25 m.