Jádrový vrták (také známý jako jádrový vrták , prstencový vrták , prstencová fréza ) je vrták ve tvaru dutého válce určený pro vrtání otvorů do oceli a neželezných kovů. Odstraňuje materiál kolem obvodu díry a ponechává materiál ve středu (který je po provrtání odstraněn jako „zástrčka“) [1] . Jádrové vrtáky jsou alternativou k méně účinným a dražším a pomalejším spirálovým vrtákům. Jádrové vrtáky jsou velmi podobné děrovkám , rozdíl je pouze v materiálu a geometrii řezných hran. Jádrové vrtáky jsou produktivnější, jednodušší a přesnější než běžné spirálové vrtáky.
Jádrový vrták odstraňuje materiál pouze po obvodu otvoru, nikoli z celého otvoru jako konvenční spirálové vrtáky. Vrtáky do betonu jsou v mnohém podobné jádrovým vrtákům, liší se pouze materiály a řeznými hranami. Jádrové vrtáky jsou vyrobeny z rychlořezné oceli (HSS) nebo oceli s hroty z karbidu wolframu.
Jádrové vrtáky jsou k dispozici v různých velikostech, od 12 mm do 200 mm (a více na vyžádání). Typické délky jádrových vrtáků jsou 30, 55, 75 a 110 mm.
Jádrový vrták vynalezl a patentoval pan Dough Hougen v roce 1973 [2] . HSS jádrový vrták vynalezl Michael Beharry v roce 1983 [3] . Jádrový vrták s tvrdokovem vynalezli v roce 1985 Mikiya Toshio a Shoji Michihiro [4] .
Ačkoli někteří lidé používají jádrové vrtáky na konvenčních vrtačkách, takové použití se nedoporučuje - otáčky konvenčních vrtaček jsou příliš vysoké, což může vést ke zlomení nebo poškození nástroje.
Nevýhodou jádrového vrtáku je nemožnost vrtání slepých otvorů.
Na začátku 70. let vynalezl Dough Hougen jádrovou vrtačku Rotabroach. V té době byly obyčejné spirálové vrtačky tak populární, že myšlenka nového vrtáku nenašla mezi lidmi zájem. Hougen nabízel svou vrtačku výrobcům spirálových vrtáků, ale ti neprojevili zájem. Hougen pak ukázal vrtačku zámečníkům a montážníkům kovových konstrukcí a ti projevili velký zájem. Poté pomocí magnetických vrtaček podešve vyvrtali otvory do kovových konstrukcí. Byly velmi těžké a „přenosné“, vážily 45 kg a jejich nastavení vyžadovalo dva pracovníky. Stavitelé těmto strojům přezdívali „vdovci“, protože při vrtání spirálovými vrtáky se někdy stroj vlivem námahy odtrhl od povrchu a shodil dělníka z konstrukce [5] .
Jádrový vrták navržený Haugenem byl bezpečný a nezpůsobil odlomení stroje a pád pracovníků, ale nevyřešil hromadný problém magnetického vrtáku. Hougen později navrhl lehčí magnetický stroj na vrtání podešví, vážící pouze 12,7 kg. Nástup lehkého stroje pro práci s jádrovými vrtačkami zajistil velký objem prodeje jak strojů, tak jádrových vrtaček [5] .
Vzhledem k tomu, že jádrový vrták odstraňuje materiál pouze po obvodu otvoru, je při vytváření otvoru odstraněno méně materiálu, což znamená, že proces je rychlejší. Spirálový vrták stejného průměru odebírá z otvoru veškerý materiál, což omezuje řeznou rychlost. Jádrový vrták navíc nevyžaduje předvrtání jako děrovka, ani není potřeba postupně zvětšovat průměr vrtáku jako při vrtání tenkých materiálů spirálovými vrtáky (k tomu se používá stupňovitá vrtačka). Otvor s jádrovým vrtákem se získá jedním pohybem, což urychluje proces.
Vzhledem k tomu, že množství odebraného materiálu je menší, je na vrtání vynaloženo méně energie [6] .
Otvory vyrobené jádrovým vrtákem mají vyšší čistotu a přesnost než otvory vyrobené spirálovým vrtákem. [6]
Díky geometrii jádrového vrtáku je vrtání otvorů v nekolmých úhlech k povrchu velmi jednoduché [6] a nevyžaduje předběžné operace.
Chlazení jádrového vrtáku je vnitřní. Chladicí kapalina je přiváděna do vrtačky otvorem pomocí ovládacího čepu ventilu. Chlazení a mazání jsou zvláště důležité při vrtání hlubokých otvorů. [6]
Jádrové vrtáky vyžadují nízké otáčky (od 50 ot./min.) a jsou lehčí než spirálové vrtáky. S rostoucími průměry se rozdíl hmotnosti zvětšuje. Nízká hmotnost a nižší řezné síly umožňují použití jádrových vrtáků s lehkými magnetickými vrtáky. [6]
Jádrové vrtáky z vysokorychlostní oceli (HSS) lze přebrušovat, pokud je zachována přijatelná délka vrtáku, stejně jako spirálové vrtáky. Ale protože jádrový vrták obsahuje větší počet řezných hran, může ostření vyžadovat větší zručnost ručního ostření nebo použití speciálních ostřících strojů. Jádrové vrtáky s tvrdokovem nelze přeostřit.
Jádrové vrtáky jsou k dispozici ve dvou typech – vysokorychlostní ocel (HSS) a břity z tvrdokovu (TCT). HSS vrtáky lze přeostřit, na rozdíl od tvrdé pájky, u kterých je ostření obvykle nepraktické. HSS vrtáky s malým průměrem jsou levnější než srovnatelné hrotové vrtáky do průměru cca 40 mm. Velkoprůměrové jádrové vrtáky z tvrdokovu jsou obecně levnější než ty vyrobené z rychlořezné oceli.
Břit z tvrdokovu umožňuje použití tvrdších materiálů a vyšší řezné rychlosti než nástroje HSS.
Vrtáky mohou být potaženy ochranným povlakem, jako je nitrid titanu , který zvyšuje životnost a odolnost vrtáku proti opotřebení.
Jádrové vrtáky jsou nepřekonatelné při vrtání trubek nebo zakřivených ploch, vrtání konvenčními spirálovými vrtáky obvykle vyžaduje spoustu triků a předběžné přípravy (děrování). Kompaktnost a snadné použití vrtaček s magnetickou podrážkou navíc umožňují nainstalovat stroj na trubku v místě, kde je potřeba otvor, spíše než přepravovat trubku do stroje. Stroje na vrtání trubek mají dodatečné upevnění k trubce pomocí řetězů.
Při práci s trubkami jsou preferovány vrtáky z rychlořezné oceli (HSS), pájené vrtáky jsou náchylnější k vylamování vlivem rázového zatížení při vrtání.