Vrtání

Vrtání  je druh mechanického zpracování materiálů řezáním , při kterém se pomocí speciálního rotačního řezného nástroje ( vrtáku ) získávají otvory různých průměrů a hloubek nebo mnohostranné otvory různých průřezů a hloubek.

Účel vrtání

Vrtání je nezbytnou operací k získání otvorů v různých materiálech během jejich zpracování, jehož účelem je:

• Vytváření otvorů pro závitování, zahlubování , vystružování nebo vyvrtávání .
• Vytváření otvorů (technologické) pro umístění elektrických kabelů, kotevních šroubů , spojovacích prvků atd.
• Oddělování ( odřezávání ) obrobků od plátů materiálu.
• Oslabení zničitelných struktur.
• Pokládka výbušné náplně při těžbě přírodního kamene.

Vrtačky a nástroje

Vrtání válcových otvorů, jakož i vrtání mnohostranných (trojúhelníkových, čtvercových, pěti- a šestihranných, oválných) otvorů se provádí pomocí speciálních řezných nástrojů - vrtáků . Vrtáky, v závislosti na vlastnostech zpracovávaného materiálu, jsou vyrobeny v požadovaných standardních velikostech z následujících materiálů:

• Uhlíkové oceli (U8, U9, U10, U12 atd.): Vrtání a vystružování dřeva, plastů, měkkých kovů.
• Nízkolegované oceli (X, V1,9KhS, 9KhVG atd.): Vrtání a vystružování dřeva, plastů, měkkých kovů. Zvýšená tepelná odolnost (až 250 °C) a řezná rychlost oproti uhlíkovým ocelím.
• Rychlořezné oceli (R9, R18, R6M5, R9K5 atd.): Vrtání všech konstrukčních materiálů v nekaleném stavu. Tepelná odolnost do 650 °C.
• Vrtáky vybavené tvrdou slitinou (VK3, VK8, T5K10, T15K6 atd.): Vrtání vysokou rychlostí do nekalených ocelí a neželezných kovů. Tepelná odolnost do 950 °C. Může být pevná, s pájenými deskami nebo s vyměnitelnými deskami (připevněnými šrouby)
• Vrtáky vybavené borazonem : Vrtání kalených ocelí a bílé litiny , skla , keramiky , neželezných kovů.
• Diamantové vrtáky : Vrtání do tvrdých materiálů, skla, keramiky, kamenů.

Vrtací operace se provádějí na následujících strojích:

• Vertikální vrtačky : Vrtání je hlavní činností.
• Horizontální vrtačky : Vrtání je hlavní činností.
• Vertikální vyvrtávačky: Vrtání je pomocná operace.
• Horizontální vyvrtávačky: Vrtání je pomocná operace.
• Vertikální frézky: Vrtání je pomocná operace.
• Horizontální frézky: Vrtání je pomocná operace.
• Univerzální frézky: Vrtání je pomocná operace.
• Soustruhy: Vrtačka stojí a obrobek se otáčí.
• Opravovací soustruhy: Vrtání je pomocná operace. Vrtačka je stacionární.
• Agregátní stroj .
• Revolverové soustruhy : Vrtání je pomocná operace. Vrtačka může být stacionární (statický blok) nebo rotační (hnaný blok)

A na ručním zařízení:

• Mechanické vrtačky : Vrtání s využitím síly lidských svalů.
• Elektrické vrtačky: Vrtání při instalaci s přenosným elektrickým nářadím (včetně příklepového vrtání).
• perforátory

Pro usnadnění procesu řezání materiálů se používají následující opatření:

• Chlazení: Chladiva a plyny ( voda , emulze, kyselina olejová , oxid uhličitý, grafit atd.)
• Ultrazvuk : Ultrazvukové vibrace vrtáku zvyšují produktivitu a lámání třísek.
• Zahřívání: Zahřívání oslabuje tvrdost těžkoobrobitelných materiálů.
• Foukání : Při rázovém rotačním vrtání (vrtání) kamene, betonu .

Typy vrtání

• Vrtání válcových otvorů.
• Vrtání mnohostranných a oválných otvorů.
• Vystružování válcových otvorů (zvětšení průměru).
• Centrování: vrtání malého množství materiálu pro umístění dalšího vrtáku (například při hlubokém vrtání) nebo pro upevnění dílu zadním středem.
• Hluboké vrtání: Vrtání do hloubky 5 nebo více průměrů otvoru. Často vyžaduje speciální technická řešení.

Chlazení při vrtání

Velkým problémem při vrtání je silné zahřívání vrtáku a zpracovávaného materiálu vlivem tření . V místě vrtání může teplota dosáhnout několika set stupňů Celsia .

Při přílišném zahřátí může materiál začít hořet nebo se tavit. Mnoho ocelí při silném zahřátí ztrácí svou tvrdost, v důsledku toho se břity ocelových vrtáků rychleji opotřebovávají, čímž se pouze zvyšuje tření, což v konečném důsledku vede k rychlému selhání vrtáků a prudkému poklesu účinnosti vrtání. Obdobně při použití tvrdokovového vrtáku nebo indexového vrtáku karbid přehřátím ztrácí svou tvrdost a začíná plastická deformace břitu, což je nežádoucí druh opotřebení.

Pro boj s přehříváním se používá chlazení pomocí chladicích emulzí nebo řezných kapalin (chladicí kapaliny). Při vrtání na stroji je často možné zorganizovat dodávku kapaliny přímo na místo vrtání. Chladicí kapalina může být také přiváděna přes kanály v samotné vrtačce, pokud to stroj umožňuje. Takové kanály se vyrábějí v mnoha masivních vrtácích a ve všech vrtačkách na tělo. Vnitřní přívod chladicí kapaliny je nutný při vrtání hlubokých otvorů (hloubka 10 a více průměrů). V tomto případě není důležité ani tak chlazení, ale odstraňování třísek. Tlak chladicí kapaliny vyplavuje třísky z oblasti řezu, čímž se zabrání uvíznutí třísek nebo opětovnému řezání. Pokud v tomto případě není možné zorganizovat dodávku chladicí kapaliny, je nutné provést vrtání s pravidelným vytahováním vrtáku, aby se odstranily třísky. Tato metoda je extrémně neefektivní.

Při vrtání ručním nástrojem se vrtání čas od času přeruší a vrták se ponoří do nádoby s kapalinou (čím nižší má tepelnou kapacitu a větší tepelnou vodivost, tím lépe půjde chlazení vrtáku).

Literatura

• Kozhevnikov DV, Kirsanov SV Obráběcí nástroje. Učebnice (známka UMO). Tomsk: Vydavatelství Tomské univerzity. 2003. 392 s. (250 výtisků).
• Kozhevnikov DV, Kirsanov SV Řezné materiály. Učebnice (známka UMO). M.: Mashinostroenie. 2007. 304 s. (2000 výtisků).

Viz také

• Mechanická obnova

Odkazy

• Vrtání a perforace v polygrafickém průmyslu