Vrtáky, ako najbežnejšie rezné nástroje pri obrábaní otvorov, sa široko používajú v mechanickej výrobe, najmä na obrábanie otvorov v častiach, ako sú chladiace zariadenia, rúrkové plechy zariadení na výrobu energie a parné generátory. Ich uplatnenie je obzvlášť rozsiahle a dôležité.
I. Charakteristika vŕtania
Vrtáky majú zvyčajne dve hlavné rezné hrany. Počas obrábania vrták reže pri otáčaní. Uhol čela vrtáka sa zväčšuje od stredovej osi k vonkajšiemu okraju; rýchlosť rezania je vyššia bližšie k vonkajšiemu kruhu a klesá smerom k stredu, pričom v strede otáčania dosahuje nulu. Okraj dláta vrtáka sa nachádza v blízkosti stredovej osi otáčania. Má veľký sekundárny uhol čela, žiadny priestor pre triesky a nízku reznú rýchlosť, čím vytvára významný axiálny odpor. Ak je ostrie dláta brúsené na typ A alebo C podľa DIN 1414, ostrie v blízkosti stredovej osi bude mať kladný uhol čela, čo môže znížiť rezný odpor a výrazne zlepšiť rezný výkon.
Vrtáky možno rozdeliť do mnohých typov na základe tvaru, materiálu, štruktúry a funkcie obrobku, ako sú vrtáky do rýchloreznej ocele (skrutkové vrtáky, vrtáky s viacerými otvormi, ploché vrtáky), vrtáky z tvrdokovu, vymeniteľné vrtáky na plytké otvory, vrtáky na hlboké diery, vrtáky s vrtákmi a vrtáky s vymeniteľnou hlavou.
II. Rozbitie a odstránenie triesok
Rezanie vrtákom prebieha v obmedzenom priestore otvoru a triesky sa musia odstraňovať cez rezné drážky vrtáka. Preto tvar triesky výrazne ovplyvňuje rezný výkon vrtáka. Bežné tvary triesok zahŕňajú vločkové triesky, rúrkové triesky, ihličkové-štiepky, kužeľovité špirálové triesky, stuhové-štiepky, vejárové-štiepky a práškové triesky.
Kľúč k vŕtaniu – kontrola triesok
Ak je tvar čipu nevhodný, vyskytnú sa nasledujúce problémy:
① Jemné triesky upchávajú rezné drážky, čo ovplyvňuje presnosť vŕtania, znižuje životnosť vrtáka a dokonca spôsobuje zlomenie vrtáka (napr. práškové triesky, triesky v-tvaru atď.);
② Dlhé triesky sa ovíjajú okolo vrtáka, bránia prevádzke, spôsobujú zlomenie vrtáka alebo bránia vniknutiu reznej kvapaliny do otvoru (napr. špirálové triesky, triesky atď.).
Ako vyriešiť problém nevhodného tvaru čipu:
① Metódy, ako je zvýšenie rýchlosti posuvu, prerušovaný posuv, preostrenie ostria dláta a inštalácia lámačov triesok možno použiť samostatne alebo v kombinácii na zlepšenie lámania a odstraňovania triesok, čím sa eliminujú problémy spôsobené trieskami.
② Môžete použiť špecializované vrtáky na-lámanie triesok. Napríklad pridaním navrhnutého ostria na lámanie triesok-do drážok vrtákov sa triesky rozbijú na ľahšie odstrániteľné úlomky. Úlomky sú hladko vypúšťané pozdĺž drážok, čím sa zabraňuje upchávaniu. Preto nové vrtáky na lámanie triesok-dosahujú oveľa hladší rezný efekt ako tradičné vrtáky.
Súčasne krátke fragmentované kovové triesky uľahčujú tok chladiacej kvapaliny k hrotu vrtáka, čím sa ďalej zlepšuje odvod tepla a rezný výkon počas obrábania. Navyše, keďže novo pridaná hrana na lámanie triesok-preniká celou drážkou vrtáka, zachováva si svoj tvar a funkciu aj po niekoľkých cykloch preostrenia. Okrem vyššie uvedených funkčných vylepšení stojí za zmienku, že tento dizajn posilňuje tuhosť tela vrtáka, čím sa výrazne zvyšuje počet otvorov, ktoré je možné vyvŕtať v rámci jedného cyklu preostrenia.
III. Presnosť vŕtania
Presnosť otvoru je určená hlavne faktormi, ako je priemer otvoru, presnosť polohy, koaxiálnosť, kruhovitosť, drsnosť povrchu a otrepy v otvore otvoru.
Faktory ovplyvňujúce presnosť obrobeného otvoru počas vŕtania:
① Presnosť upnutia vrtáka a rezné podmienky, ako je držiak nástroja, rýchlosť rezania, rýchlosť posuvu a rezná kvapalina;
② Veľkosť a tvar vrtáku, ako je dĺžka vrtáka, tvar reznej hrany a tvar jadra;
③ Tvar obrobku, ako je tvar bočnej steny otvoru, tvar otvoru otvoru, hrúbka a stav upnutia.
Zväčšovanie
Zväčšovanie je spôsobené kmitaním vrtáka pri obrábaní. Oscilácia držiaka nástroja výrazne ovplyvňuje priemer otvoru a presnosť polohovania. Preto by sa mal držiak nástroja po silnom opotrebovaní okamžite vymeniť. Meranie a nastavenie oscilácie je pri vŕtaní malých otvorov náročné, preto je najlepšie použiť vrták s veľkou-stopkou, malým-priemerom s dobrou koaxiálnosťou medzi reznou hranou a stopkou. Pri použití prebrúsených vrtákov je pokles presnosti otvoru často spôsobený asymetriou zadného tvaru. Ovládanie rozdielu výšky reznej hrany môže účinne potlačiť vystružovanie otvoru.
Okrúhlosť otvoru
V dôsledku vibrácií vrtáka je tvar vyvŕtaného otvoru ľahko polygonálny, čo vedie k nitovaniu na stene otvoru. Bežné polygonálne otvory sú často trojuholníkové alebo päťuholníkové. Dôvodom trojuholníkových otvorov je, že vrták má pri vŕtaní dva stredy otáčania, ktoré vibrujú s frekvenciou raz za 600 stupňov. Hlavnou príčinou týchto vibrácií je nerovnováha rezného odporu. Po jednej otáčke vrtáka v dôsledku zlého zaoblenia otvoru sa rezný odpor počas druhej otáčky stáva nevyváženým, pričom sa opakuje predchádzajúca vibrácia, ale s miernym fázovým posunom, čo vedie k nitovaniu na stene otvoru. Keď hĺbka vŕtania dosiahne určitú úroveň, trenie medzi reznou hranou vrtáka a stenou otvoru sa zvýši, vibrácie sa znížia, drážkovanie zmizne a zaoblenie sa zlepší. Tento typ otvoru vyzerá v pozdĺžnom reze-v tvare lievika. Z rovnakého dôvodu sa pri rezaní môžu objaviť aj päťuholníkové a sedemuholníkové otvory. Aby sa tento jav eliminoval, okrem kontroly faktorov, ako sú vibrácie skľučovadla, rozdiel vo výške reznej hrany a asymetria tvaru boku a reznej hrany, by sa mali prijať opatrenia na zlepšenie tuhosti vrtáka, zvýšenie posuvu na otáčku, zníženie uhla vôľa a prebrúsenie ostria dláta.
Vŕtanie na šikmých a zakrivených plochách
Keď je rezná plocha vrtáka alebo povrch prieniku naklonený povrch, zakrivený povrch alebo schod, presnosť polohovania je nízka, pretože vrták vykonáva radiálne jednostranné rezanie, čím sa znižuje životnosť nástroja.
Na zlepšenie presnosti polohovania je možné vykonať nasledujúce opatrenia:
1. Najprv vyvŕtajte stredový otvor;
2. Frézujte sedlo otvoru pomocou stopkovej frézy;
3. Vyberte vrták s dobrou penetráciou a tuhosťou;
4. Znížte rýchlosť posuvu.
Odstraňovanie otrepov
Počas vŕtania sa na vstupe a výstupe otvoru často objavujú otrepy, najmä pri obrábaní húževnatých materiálov a tenkých plechov. Je to preto, že keď sa vrták blíži k prieniku, obrobok podlieha plastickej deformácii. Trojuholníková časť, ktorá by mala byť rezaná reznou hranou blízko vonkajšej hrany, je deformovaná smerom von axiálnou reznou silou a ďalej zvlnená pôsobením skosenia a reznej hrany vrtáka, čím sa vytvorí ostrap alebo valcovaná hrana.
[obrázok]
IV. Podmienky spracovania vŕtania
Väčšina katalógov vrtákov obsahuje "Referenčnú tabuľku základných rezných parametrov" usporiadanú podľa spracovávaného materiálu. Používatelia môžu na základe poskytnutých rezných parametrov vybrať vhodné rezné podmienky pre vŕtanie. Vhodnosť zvolených rezných podmienok by sa mala posúdiť prostredníctvom skúšobného rezania, pričom sa vezmú do úvahy faktory ako presnosť obrábania, účinnosť obrábania a životnosť vrtákov.
1. Životnosť vrtákov a účinnosť obrábania
Za predpokladu splnenia technických požiadaviek obrobku by sa mala komplexne posúdiť vhodnosť použitia vrtáku na základe životnosti vrtáka a účinnosti obrábania. Dráhu rezu možno použiť ako hodnotiacu metriku životnosti vrtáka; rýchlosť posuvu môže byť použitá ako hodnotiaca metrika pre efektivitu obrábania. V prípade vysokorýchlostných vrtákov do ocele- je životnosť výrazne ovplyvnená rýchlosťou otáčania a menej posuvom na otáčku. Preto zvýšenie posuvu na otáčku môže zlepšiť efektivitu obrábania a zároveň zabezpečiť dlhšiu životnosť vrtáku. Treba však poznamenať, že nadmerný posuv na otáčku zahustí triesky, čo sťaží lámanie triesok. Preto je nevyhnutné určiť optimálny rozsah posuvu na otáčku pre úspešné prelamovanie triesky pri skúšobných rezoch. V prípade karbidových vrtákov má rezná hrana väčšie skosenie pozdĺž negatívneho smeru uhla čela, čo vedie k menšiemu voliteľnému rozsahu posuvu na otáčku v porovnaní s vrtákmi z rýchlo{7}}oceľovej ocele. Prekročenie tohto rozsahu počas obrábania zníži životnosť vrtáku. Keďže tvrdokovové vrtáky majú vyššiu tepelnú odolnosť ako vrtáky z rýchloreznej ocele, rýchlosť otáčania má minimálny vplyv na životnosť vrtákov. Preto zvýšenie rýchlosti otáčania môže zlepšiť efektivitu obrábania a zároveň zabezpečiť životnosť vrtáku.
2. Správne používanie reznej kvapaliny
Rezanie vŕtaním prebieha v obmedzenom priestore otvoru, preto typ a spôsob použitia reznej kvapaliny výrazne ovplyvňuje životnosť vrtáka a presnosť obrábania otvoru. Rezné kvapaliny možno vo všeobecnosti rozdeliť na vo vode-rozpustné a -vo vode-rozpustné typy. -Vo vode-nerozpustné rezné kvapaliny ponúkajú lepšie mazacie, zmáčacie a proti{7}}adhézne vlastnosti a tiež zabraňujú korózii. Rezné kvapaliny-rozpustné vo vode ponúkajú lepšie chladiace vlastnosti, sú nefajčiarske{10} a{11}}nehorľavé. Z dôvodu ochrany životného prostredia sa v posledných rokoch výrazne zvýšilo používanie vo vode-rozpustných rezných kvapalín. Nesprávne pomery riedenia alebo zhoršenie kvality reznej kvapaliny však môže výrazne skrátiť životnosť nástroja, preto je potrebné venovať zvýšenú pozornosť počas používania. Bez ohľadu na to, či je rezná kvapalina vo vode-rozpustná alebo -vo vode-rozpustná, je dôležité zabezpečiť, aby sa kvapalina dostala do bodu rezu primerane. Okrem toho sa musí prísne kontrolovať prietok, tlak, počet trysiek a spôsob chladenia (vnútorné alebo vonkajšie chladenie).
V.
Preostrenie vrtákov
Kritériá prebrúsenia vrtákov
Kritériá na určenie, či vrták potrebuje preostrenie, sú:
1. Miera opotrebovania reznej hrany, hrany sekáča a faziet rezného pásu;
2. Presnosť rozmerov a drsnosť povrchu obrobeného otvoru;
3. Farba a tvar čipov;
4. Rezný odpor (nepriame hodnoty ako prúd vretena, hluk a vibrácie);
5. Množstvo odvedenej práce a pod.
Pri skutočnom použití by sa malo z vyššie uvedených ukazovateľov na základe konkrétnych okolností určiť presné a vhodné kritérium. Pri použití miery opotrebovania ako kritéria by sa mala identifikovať optimálna doba pretavenia s najlepšou ekonomickou účinnosťou. Keďže hlavnými oblasťami ostrenia sú zadná časť hlavy a ostrie dláta, nadmerné opotrebovanie vrtáka vedie k dlhším časom ostrenia, väčším objemom brúsenia a menšiemu počtu cyklov prebrúsenia (celková životnosť nástroja=životnosť nástroja po prebrúsení × počet cyklov prebrúsenia), čo v konečnom dôsledku skráti celkovú životnosť vrtáka. Pri použití rozmerovej presnosti obrobeného otvoru ako kritéria by sa na kontrolu vystružovania a priamosti otvoru mali použiť meradlá alebo medzné meradlá; ak sú tieto hodnoty prekročené, vrták by sa mal okamžite prebrúsiť-. Pri použití rezného odporu ako kritéria je možné použiť metódy ako automatické zastavenie stroja pri prekročení nastavenej hraničnej hodnoty (napr. prúd vretena). Pri riadení limitov množstva obrábania by sa vyššie uvedené kritériá mali zvážiť komplexne, aby sa stanovili príslušné normy.
Metódy ostrenia vrtákov
Pri prebrusovaní vrtákov je najlepšie použiť na to určený stroj na ostrenie vrtákov alebo univerzálnu nástrojovú brúsku. To je rozhodujúce pre zabezpečenie životnosti vrtákov a presnosti obrábania. Ak je pôvodný vrták v dobrom stave, možno ho znova-nabrúsiť podľa pôvodného návrhu. Ak má pôvodný vrták chyby, zadný tvar možno vhodne upraviť a ostrie sekáča je možné prebrúsiť-podľa zamýšľaného použitia.
Pri ostrení je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:
1. Zabráňte prehriatiu, aby ste predišli zníženiu tvrdosti vrtáka;
2. Odstráňte všetky poškodenia vrtáka (najmä poškodenie reznej hrany);
3. Tvar vrtáku by mal byť symetrický;
4. Dávajte pozor, aby ste počas brúsenia nepoškodili reznú hranu a po brúsení odstráňte všetky ostriny;
5. V prípade karbidových vrtákov má tvar ostrenia významný vplyv na výkon vrtákov. Tvar vrtáku v továrni je optimálny tvar získaný vedeckým návrhom a opakovaným testovaním; preto by sa mal pri opätovnom-ostrení vo všeobecnosti zachovať pôvodný tvar reznej hrany.
