Vrtání otvorů

Proces mechanického opracování materiálu, při kterém se do něj vyrobí otvory s požadovanou přesností, se nazývá vrtání. Vrtání kovů se aktivně používá ve stavebnictví, elektronickém průmyslu, strojírenství, výrobě nástrojů a mnoha dalších odvětvích.

Každý typ vrtání zahrnuje použití vhodných nástrojů a provádí se na vlastním zařízení. Při výrobě se zpravidla vyrábí několik typů otvorů po částech. Liší se nejen hloubkou a průměrem. Díl je zpracován podle technologické mapy. Popisuje použitou technologii, rozměry otvorů, tolerance, požadavky na srážení hran (na jedné nebo obou stranách) a další konstrukční vstupy.

Zařízení pro vrtání kovu ve výrobě

Doma můžete vrtat ruční nebo elektrickou vrtačkou. Přesnost a produktivita jsou v tomto případě velmi náročné. Obrobek je pevně upevněn. Vrtání se provádí rotačním řezným pracovním nástrojem (vrtákem), postupně se pohybujícím podél osy výsledného otvoru. Nejčastěji se používají spirálové vrtáky. Používají se také kuželové, středící nebo kombinované.

Vrtačka může být vertikální nebo radiální. Pokud je obrobek relativně malý, můžete použít vertikální. Při kalibraci na shodu os se pohybuje po stole. U radiálních vrtaček je eliminován pohyb součásti. Vrtací stroje lze použít k provádění skutečného vrtání, jakož i operací zahlubování, vystružování a řezání závitů.

Řezné nástroje

Kromě vrtáků se jako řezné nástroje používají výstružníky, záhlubníky a frézy. Obráběcí nástroje jsou vyrobeny z uhlíkových nebo legovaných ocelí a jsou vybaveny tvrdokovovými břitovými destičkami. Skládá se z pracovní části (řezání a centrování), krčku a stopky. Řezná část má nejčastěji dvě pracovní hrany. V podstatě se jedná o úkosy – na hraně nástroje se sbíhají a tvoří můstek. V závislosti na režimu zpracování a materiálu se zvolí vrták s požadovaným úhlem úkosu (hlavní úhel). Spirálové drážky jsou zodpovědné za odstraňování třísek a přívod kapaliny pro mazání a chlazení.

Druhy vrtacích prací

Společnost LANIT poskytuje služby pro vrtání děr do kovu v Moskvě. Používáme různé metody vrtání, včetně:

• Vrtání je jednoduché

Obvyklý postup: po označení se požadované místo na obrobku označí hrotem a kladívkem. Upíná se svěrkou nebo do svěráku. Je vybrán a nainstalován vhodný vrták. Nástroj je vycentrován, poté dojde k slepému nebo průchozímu vrtání.

Někdy je nutné zvětšit velikost otvoru dříve vytvořeného nástroji s větším průměrem. Poté se používá postupné nebo konvenční vrtání. První je relevantní v malých průmyslových odvětvích nebo v každodenním životě.

• Zahlubování a zahlubování

Technologie vyžadují další řezný prvek – záhlubník. Při zahlubování se opracovávají obrobky získané lisováním, odléváním nebo kováním. Zahlubování zahrnuje práci na kuželových a válcových vybráních, stejně jako srážení děr vyvrtaných pro šrouby, nýty nebo šrouby.

• Hluboké vrtání děr do kovu

Když je hloubka díry 25krát větší než průměr, považuje se díra za hlubokou. Při takové práci je třeba věnovat zvláštní pozornost odstraňování třísek, aby nedošlo k zaseknutí pracovního nástroje; Používají se jádrové nebo spirálové vrtáky.

• Zpracování silných plechů

Takové plechy lze dobře vrtat jádrovými nebo kuželovými vrtáky. Posledně jmenovaný může být účinný u kovů o tloušťce až 30 mm. Silnější plechy se vrtají jádrovými vrtáky. Je důležité, aby rychlost otáčení vrtačky byla co nejnižší.

• Zpracování tenkých plechů

Používají se kuželové nebo stupňovité vrtáky. Je nutné, aby proces nedeformoval obrobek. K tomuto účelu se využívá postupné zvětšování průměru použitých vrtáků.

• Vytváření slepých děr

Takový otvor by měl jít do velmi specifické určené hloubky a neměl by vycházet na opačné straně součásti. Jeho omezení je možné pomocí speciálních strojových pravítek. Na vrtáky můžete nasadit dorazy pouzdra nebo použít sklíčidla, která doraz upraví.

Otvory v masivním kovu jsou vytvořeny vrtáním. Vrtání a vystružování na soustruzích používá se hlavně jako metoda předúpravy.

Vrtání se provádí rotačním obrobkem a méně často rotačním vrtákem upevněným ve vřetenu stroje

Vrtání otvorů zajišťuje rozměrovou přesnost otvoru do 12. třídy a drsnost do 3.-4. Vrtání zvětšuje průměr dříve vyvrtaného otvoru a za určitých podmínek zvyšuje jeho přesnost přibližně o jeden stupeň.

Zvažováno soustružení kovů, vyrábí se na soustruzích a jako řezné nástroje se používají především spirálové vrtáky.

Spirálová vrtačka je dvouzubý řezný nástroj skládající se z pracovní části, krčku a stopky. Pracovní část obsahuje řezné a vodicí části.

Instalace vrtáků na stroj

Vrtání na soustruhu je vyrobena nerotačním vrtákem, který je upevněn v pinole koníka.

Vrtáky s kuželovou stopkou se instalují přímo do otvoru pinoly, pokud jsou jejich rozměry stejné, nebo pomocí adaptérového pouzdra 2 (obr. 54), umístěný na stopce vrtáku 1.

Vrtáky s válcovou stopkou jsou na stroji upevněny pomocí vrtacích sklíčidel, jejichž jedno z provedení je znázorněno na rýže. 55, a. V šikmých otvorech pouzdra 3 jsou instalovány vačky 4 ve formě válcových tyčí s úkosy pro upevnění vrtáku a závitové části na vnějším povrchu. Uvnitř spojky 5 je matice s kónickým závitem, která se připojuje k závitům vaček. Otočíte-li spojkou klíčem 2, vačky pohybující se v nakloněných otvorech se stlačí, čímž se zajistí upevnění a vystředění vrtáku. Pouzdro 8 na zadní straně má slepý kónický otvor, kterým je pevně namontováno na stopce 1. Taková sklíčidla jsou k dispozici ve třech velikostech: PS-6, PS-9, PS-16 (čísla označují největší průměr vrták se opravuje).

Pokud potřebujete často měnit nástroje nainstalované v koníku, je vhodné použít rychlovýměnná sklíčidla (rýže. 55, b). Náboj se skládá z těla 2 s kuželovou stopkou 6 a dvěma otvory, ve kterých jsou volně odvalovány kuličky 3. V těle je instalováno pouzdro adaptéru 1 s Morse kuželovým otvorem. Na vnějším povrchu pouzdra jsou dvě radiální drážky, do kterých padají kuličky, když je kartuše v pracovní poloze. Na tělese je volně namontována spojka 4, jejíž podélná poloha je omezena pružnými kroužky 7 a 9 a odpruženou koulí 5, která zajišťuje spojku v provozním stavu. Otvor 5 je určen pro výstup vzduchu při instalaci objímky adaptéru do kazety.

Působení sklíčidla je následující: Požadovaný vrták se vloží do upínacího pouzdra a spolu s ním se namontuje do sklíčidla. Spojka je posunuta doprava. Poté spojka při pohybu doleva tlačí na kuličky, které zapadají do vybrání objímky a zajišťují ji. Pro výměnu nástroje stačí posunout spojku doprava a pouzdro s vrtákem lze libovolně vyjmout ze sklíčidla.

Pro vrtání s mechanickým posuvem se někdy používá jednoduché zařízení v podobě pouzdra s pravoúhlým výstupkem, kterým se zajistí v držáku třmenového nástroje.

Při hlubokém vrtání je nutné často vytahovat vrták z otvoru, aby se odstranily třísky. V tomto případě můžete výrazně zkrátit dobu zatažení vrtáku a jeho vrácení do původní polohy použitím docela jednoduchého sklíčidla (Obrázek 55, c). Skládá se z tělesa 2 s kuželovou stopkou, držáku vrtáku 1 s rukojetí 3, do kterého je našroubováno Tělo má podlouhlou drážku s řadou příčných drážek. Chcete-li vrták zasunout, jednoduše vyjměte rukojeť z drážky a posuňte vrták doprava. Návrat vrtačky do pracovní polohy se provádí v opačném pořadí.

Rýže. 54. Objímka adaptéru s vloženou stopkou vrtáku

Rýže. 55. Sklíčidla vrtáků: a – vačka; b – rychlá výměna; c – pro hluboké vrtání

Příprava vrtání

Důležité podmínky pro kvalitu vyvrtání díry vrtačkou: pevné upevnění obrobku bez znatelného házení, kolmost jeho konce k ose rotace, absence nerovností a konvexity na konci, shoda osy pinoly s osou vřetena, dávající původní směr vrtáku.

Obrobek nainstalovaný ve sklíčidle soustruhu je v případě potřeby vyrovnán a pevně zajištěn. Jeho konec je před vrtáním čistě oříznut. Chcete-li dát počáteční směr vrtáku, zejména pokud je dlouhý, doporučuje se vytvořit malé kónické vybrání ve středu konce. Provádí se perzistentním řezačem (Obrázek 56, a) nebo krátký tuhý vrták (Obrázek 56, b). Úhel středového vybrání je o 20-30° menší než úhel v horní části pracovního vrtáku. Za této podmínky se vrtací propojka nebude podílet na řezání v počátečním okamžiku (rýže. 56, b), což značně snižuje riziko pohybu vrtáku do strany.

Pro zvýšení tuhosti dlouhých vrtáků se doporučuje podepřít je na začátku vrtání zadní částí frézy, upevněnou v držáku nástroje mírně nad středovou osou.

Před vrtáním hluboké díry by měl být obrobek nejprve vyvrtán krátkým vrtákem o stejném průměru do hloubky přibližně rovné průměru díry. V tomto případě se hlavní vrták po obdržení původního směru nebude moci odchýlit na stranu.

Stejně důležitá je správná instalace vrtačky. Jeho dřík a otvor pro brk by měly být vytřeny do sucha a zářezy na dříku by měly být odstraněny pilníkem. Vrták se instaluje do pinoly ostrým axiálním tlakem.

Rýže. 56. Vystředění konce obrobku před vrtáním

Techniky vrtání

Obvykle se používá následující metoda vrtání na soustruhu (obr. 57). Po přípravných pracích zapněte vřeteno a ručně otáčejte ručním kolem koníku, aby se vrták dostal na konec rotujícího obrobku. V takovém případě byste se měli vyvarovat nárazu, jinak se může vrták zlomit. Zpočátku se vrták posouvá dopředu pomalu, ale když se zařízne do kovu do hloubky o něco větší, než je délka řezné části, lze posuv zvýšit. Posuv vrtáku by měl být prováděn hladce, bez trhání.

Zvláštní opatrnosti je třeba věnovat tomu, když vrták vyjíždí z průchozího otvoru. V tomto místě dochází k nerovnoměrnému zatížení řezných hran a mohou se drolit. Proto na výstupu musí být dodávka prudce snížena.

Před vypnutím otáčení vřetena musí být vrták vyjmut z otvoru, jinak v důsledku elastické deformace kovu může dojít k jeho zaseknutí v otvoru.

Při vrtání třísky obtížně vycházejí z otvorů, proto je nutné vrták pravidelně čistit drátěným kartáčem.

Hloubka slepého otvoru je udržována podle milimetrové stupnice pinoly, podle číselníku setrvačníku koníku a v případě jejich nepřítomnosti – podle křídové značky, která se nanáší na vrtačku.

Pro zvýšení trvanlivosti vrtáku se doporučuje chladit. Ocel se vrtá pomocí emulze, neželezné kovy se vrtají za chlazení nebo nasucho, do litiny se vrtá bez chlazení. Proud chladicí kapaliny je směrován na vrták blízko konce obrobku a je zapnut současně se začátkem řezání.

Ruční podávání vrtáku, zejména při obrábění otvorů s velkým průměrem, je příliš obtížné. Proto řada modelů moderních soustruhů poskytuje zařízení pro mechanický pohyb koníka. Představuje
zámek. který se skládá ze dvou čtverců, příslušně připevněných k příčnému šoupátku třmenu a plotny koníku. Před zapnutím mechanického posuvu se koník odpojí od lože.

Rýže. 57. Vrtání na soustruhu

Vrtání otvorů

Vrtání otvorů velký průměr je velmi obtížný kvůli značné síle posuvu. Proto se otvory o průměru nad 30 mm vyrábějí dvěma vrtáky. Průměr prvního z nich se považuje za přibližně ½ průměru otvoru. Díky tomu se můstek druhého vrtáku nezapojuje do řezání, výrazně se snižuje posuvová síla a snižuje se pravděpodobnost pohybu vrtáku do strany. Techniky vrtání jsou stejné jako u vrtání.

Řezné režimy pro vrtání a vystružování

Hloubka řezu t při vrtání je charakterizována velikostí vrtáku a je rovna ½ jeho průměru. Při vrtání je určena polovičním rozdílem průměrů otvorů po a před zpracováním.

Posuv S při vrtání a vystružování odpovídá axiálnímu pohybu vrtáku na otáčku obrobku a je vyjádřen v mm/ot.

Rychlost řezání v u nerotačního vrtáku se rovná obvodové rychlosti otáčení obrobené plochy otvoru v m/min.

Posuv vrtačky na soustruzích se nejčastěji provádí ručně. Při práci s mechanickým posuvem pro otvory o průměru 5 až 30 mm v ocelových obrobcích lze volit v rozsahu 0,1–0,4 mm/ot. U vrtáků většího průměru jsou akceptovány velké posuvy v rámci specifikovaných limitů. Při vrtání litiny lze rychlost posuvu zvýšit přibližně 1,5krát; totéž platí pro vrtání otvorů.

Řezná rychlost pro vysokorychlostní vrtáky při obrábění otvorů v ocelových a litinových obrobcích se volí v rozmezí 20–40 m/min; u vrtáků vybavených karbidovými břitovými destičkami lze zvýšit 2-3x. Pro vrtáky menšího průměru se používají vyšší řezné rychlosti.

Vlastnosti vrtání hlubokých děr

Při opracování hlubokých děr se prudce zhorší provozní podmínky spirálového vrtáku: ztížené uvolňování třísek a přívod chladicí kapaliny k břitům, klesá tuhost vrtáku a hrozí jeho vytažení do strany. V takových případech se doporučuje použít vrtáky pro hluboké vrtání, jejichž konstrukce umožňuje tyto nedostatky částečně nebo úplně odstranit.

Chlazení břitů a odvod třísek z hluboké díry se zlepší při použití spirálových vrtáků s kanálky pro přívod chladicí kapaliny pod tlakem (rýže. 58, a). Takové vrtáky, které mají nedostatečnou tuhost, však nezaručují přísnou přímost osy otvoru a používají se pouze pro opracování otvorů s nízkou přesností.

Pro zlepšení nasměrování vrtáku v díře a podmínek chlazení břitů se používají čtyřpásové spirálové vrtáky (rýže. 58, b). Tyto vrtáky mají mírně zvýšenou tloušťku jádra a na zadní straně každého zubu jsou dva vodicí pásy. Díky tomu vytvořené dodatečné drážky 1 umožňují kapalině volně se přibližovat k řezným hranám, aniž by na své cestě narazila na horké třísky. Při použití takových vrtáků se přesnost opracování otvorů poněkud zvyšuje, ale nevýhody vlastní konvenčním spirálovým vrtákům (nízká tuhost, přítomnost propojky) zůstávají.

Hluboké otvory se zvýšenou přesností jsou obráběny pistolí a pistolovými vrtáky. Charakteristickým rysem jejich designu je přítomnost jednoho zubu a velké vodicí plochy.

Gun Drill (rýže. 58, v) je kruhová tyč s válcovou stopkou 3. Pro vytvoření břitu 1 a prostoru pro výstup třísek se pracovní část 2 vrtáku ořízne podél poloměru a pro snížení tření o stěny otvoru se vytvoří malý na vodicí části je vytvořen zpětný kužel. Nevýhody takových vrtáků jsou: obtížné odstraňování třísek z otvoru a nedostatečně účinné chlazení břitu.

Dělová vrtačka (rýže. 58, g) je obvykle vyroben z rychlořezné ocelové trubky. Po celé délce, s výjimkou stopky 3, je vyválcována úhlová drážka pro třísky. V tomto případě je uvnitř vrtáku vytvořen kanál ve tvaru půlměsíce, kterým je přiváděna chladicí kapalina. Vysokotlaký proud kapaliny nejen intenzivně ochlazuje břit, ale také vyplavuje třísky z otvoru. Díky členitému tvaru břitu 1 se oddělí široké třísky a na dně otvoru se vytvoří středící kužel, který zlepšuje směrování vrtáku při řezání.

Aby vrtání pistole a pistole získalo původní směr, je otvor předvrtán krátkým spirálovým vrtákem.

Rýže. 58. Vrtáky pro hluboké vrtání: a – s kanály pro chladicí kapalinu; b – čtyřpáska; c – dělo; g – puška