Podstata vrtání, popis základních operací

Doporučené pro žáky ZŠ.

Vrtání je třískové obrábění, jímž se vytvářejí válcové díly v kovových i nekovových materiálech zpravidla dvoubřitým nástrojem - vrtákem.

 

Obr. 1: Vrták

Vrtání

Doporučené pro žáky ZŠ.

Jedná se o proces řezání, při kterém se nástroj (vrták) otáčí kolem své podélné osy a současně se ve směru osy otáčení posouvá do záběru. Hlavní (rotační) pohyb i vedlejší pohyb (posuvný) vykonává nástroj (vrták).

Výše uvedené neplatí při vrtání na soustruhu, kde rotační pohyb vykonává obrobek a posuv koná nástroj (vrták).

Vrtání je ve srovnání se soustružením a frézováním mnohem náročnější na utváření a odvod třísky z místa řezu, proto je nutné věnovat dostatečnou pozornost určování tlaku a množství chladicí kapaliny potřebné pro dobrý odvod třísky.

 

Zvláštností vrtání stejně jako ostatních osových operací je různá řezná rychlost každého bodu na ostří nástroje. Řezná rychlost je na obvodu nástroje nejvyšší a zmenšuje se směrem k ose nástroje, kde je nulová. Tím vznikají některé technologické problémy. Příčný břit v ose vrtáku vlastně třísku neodebírá, ale materiál v podstatě jen tlačí. Pro dosažení lepších výsledků při vrtání, tj. zlepšení jakosti povrchu díry a tolerance průměru díry, můžeme použít předvrtání.

Dnešní moderní vrtací nástroje  již umožňují i přímé vrtání plného materiálu jedinou operací - bez předchozího předvrtávání nebo vrtání středicích důlků v dostatečné kvalitě, při dosažení tolerance IT 9. Nejpoužívanější metodou při vrtání krátkých děr je vrtání doplna, tj. díra je vrtána v jediné operaci až do určitého průměru vrtáku.

 

Obr. 2: Příprava vrtání doplna

 

 

Obr. 3: Zahájení vrtání doplna

 

 

Obr. 4: Průběh vrtání doplna

 

 

Obr. 5: Vyvrtáno

Při vrtání děr velkých průměrů se často používá vrtání na jádro, při kterém není řezán celý materiál, ale jen mezikruží, ve středu díry zůstává jádro válcovitého tvaru. Jako nástroj se používá trepanační vrták.

 

 

Obr. 6: Trepanační vrták

Za řeznou rychlost považujeme obvodovou rychlost bodu na největším průměru ostří.

Řezná (obvodová) rychlost: “v_c“ - udává se v m.min^-1

          

 d = průměr vrtáku [mm]  v_c = řezná rychlost [m.min^-1]   n = otáčky vrtáku [min^-1]

Posuv nástroje na jednu otáčku „f_o“ - udává se v mm, slouží k výpočtu rychlosti posuvu a volí se podle materiálu obrobku, materiálu nástroje, průměru a hloubky díry, druhu vrtání (do plného materiálu nebo do předvrtané díry) a ovlivňuje životnost nástroje.

Hodnotu posuvu zjistíme z tabulek.

Posuv za minutu: „f_min “ - udává se v mm.min^-1

                      f_min = n . f_o

       n = otáčky vrtáku [min^-1]                 f_o = posuv na otáčku [mm] 

Mezi další vrtací operace patří:

Vyvrtávání

Doporučené pro žáky ZŠ.

Vyvrtáváním se zvětšují menší předvrtané díry, případně díry předlité nebo předkované. Vyvrtáváním zlepšujeme kvalitu vyvrtaných děr, jejich přesnost, tvar a jakost povrchu. Při vyvrtávání je vyřazeno z činnosti příčné ostří, což je pro kvalitu vrtání velkým přínosem.

 

Obr. 7: Vyvrtávání

Zahlubování

Zahlubování je třískové obrábění, kterým se upravuje vyvrtaná díra pro zahloubení hlavy šroubu. Zarovnává se dosedací plocha pro matici nebo hlavu šroubu, případně se sráží hrany. Záhlubníky jsou normalizované.

Obr. 8: Kuželové zahlubování

Obr. 9: Válcové zahlubování

Vyhrubování

Je třískové obrábění, kterým dosahujeme větší přesnost díry, geometrický tvar díry a lepší povrch (drsnost) než při vrtání do plného materiálu. Nástroje na vyhrubování se nazývají výhrubníky, jsou to zpravidla tří až čtyřbřité nástroje. Upínají se stejně jako vrtáky. Vyhrubovat můžeme také vyhrubovacími tyčkami.

 

Obr. 10: Vyhrubování

Vystružování

Je přesnější dokončení děr, kterým získáme přesné lícované díry. Výstružník dodává díře správný tvar, přesný rozměr a hladký povrch při malém odběru třísky, čímž se liší od vyhrubování.

 

Obr. 11: Vystružování

Zdroje

• BOTHE, Otakar. Strojírenská technologie IV pro strojírenské učební obory. Praha: SOBOTÁLES, 1996. ISBN 80-85920-30-1.
• DILLINGER, Josef a Vladimír GABRIEL. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Vyd. 1. Praha: Europa-Sobotáles, 2007, 608 s. ISBN 978-80-86706-19-1.
• DRIENSKY, CSC, Doc. Ing. Dušan, Ing. Pavel FÚRIK, Ing. Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. Druhé - nezměněné. Praha: SNTL, 1988. DT 621.9(075.3).
• FISCHER, Ulrich a Vladimír GABRIEL. Příručka obrábění: kniha pro praktiky. 1. české vyd. Překlad Miroslav Kudela. Praha: Scientia, c1997, 1 sv. (různé stránkování). ISBN 91-972-2994-6.

Obrázky:

• Pokud není uvedeno jinak, autorem obrázků je Ing. Roman Hrivnák.