Vrtáky, jako nejběžnější řezné nástroje při obrábění otvorů, jsou široce používány v mechanické výrobě, zejména pro obrábění otvorů v dílech, jako jsou chladicí zařízení, trubkovnice zařízení na výrobu energie a parní generátory. Jejich použití je obzvláště rozsáhlé a důležité.
I. Charakteristika vrtání
Vrtáky mají obvykle dvě hlavní řezné hrany. Při obrábění vrták řeže při otáčení. Úhel čela vrtáku se zvětšuje od středové osy k vnější hraně; řezná rychlost je vyšší blíže k vnější kružnici a klesá směrem ke středu, přičemž ve středu otáčení dosahuje nuly. Ostří dláta vrtáku se nachází v blízkosti centrální osy otáčení. Má velký sekundární úhel čela, žádný prostor pro třísky a nízkou řeznou rychlost, čímž vytváří významný axiální odpor. Pokud je břit dláta broušen do typu A nebo C podle DIN 1414, břit v blízkosti středové osy bude mít kladný úhel čela, což může snížit řezný odpor a výrazně zlepšit řezný výkon.
Vrtáky lze rozdělit do mnoha typů podle tvaru, materiálu, struktury a funkce obrobku, jako jsou vrtáky do rychlořezné oceli (skrutkové vrtáky, vrtáky s více -otvory, ploché vrtáky), vrtáky ze slinutého karbidu, vyměnitelné vrtáky pro mělké díry, vrtáky na hluboké díry, vrtáky s vnořenými vrtáky a vrtáky s vyměnitelnou hlavou.
II. Rozbití a odstranění třísek
Řezání vrtákem probíhá v omezeném prostoru otvoru a třísky musí být odstraněny řeznými drážkami vrtáku. Proto tvar třísky značně ovlivňuje řezný výkon vrtáku. Mezi běžné tvary třísek patří vločkové třísky, trubicové třísky, jehlové-úlomky, kuželovité spirálové třísky, páskové-úlomky, vějířovité-úlomky a práškové třísky.
Klíč k vrtání – kontrola třísek
Pokud je tvar třísky nevhodný, nastanou následující problémy:
① Jemné třísky ucpávají řezné drážky, ovlivňují přesnost vrtání, snižují životnost vrtáku a dokonce způsobují zlomení vrtáku (např. prachové třísky, vějířovité třísky atd.);
② Dlouhé třísky se obalují kolem vrtáku, brání provozu, způsobují zlomení vrtáku nebo zabraňují pronikání řezné kapaliny do otvoru (např. spirálové třísky, páskové třísky atd.).
Jak vyřešit problém s nevhodným tvarem třísky:
① Metody, jako je zvýšení rychlosti posuvu, přerušovaný posuv, přeostření ostří dláta a instalace utvařeče třísek lze použít jednotlivě nebo v kombinaci ke zlepšení lámání a odstraňování třísek, čímž se eliminují problémy způsobené třískami.
② Lze použít specializované vrtáky na lámání třísek-. Například přidáním navržené hrany pro lámání třísek-do drážek vrtáku se třísky rozbijí na snadněji odstranitelné úlomky. Úlomky jsou plynule vypouštěny podél drážek, což zabraňuje ucpávání. Proto nové vrtáky na lámání třísek- dosahují mnohem hladšího řezného účinku než tradiční vrtáky.
Krátké, fragmentované kovové třísky zároveň usnadňují tok chladicí kapaliny k hrotu vrtáku, čímž dále zlepšují odvod tepla a řezný výkon během obrábění. Navíc, protože nově přidaná hrana pro lámání třísek-proniká celou drážkou vrtáku, zachovává si svůj tvar a funkci i po několika cyklech přeostřování. Kromě zmíněných funkčních vylepšení stojí za zmínku, že tato konstrukce posiluje tuhost těla vrtáku a výrazně zvyšuje počet děr, které lze vyvrtat v jediném cyklu přeostření.
III. Přesnost vrtání
Přesnost díry je určena především faktory, jako je průměr díry, polohová přesnost, souosost, kulatost, drsnost povrchu a otřepy v otvoru díry.
Faktory ovlivňující přesnost obrobeného otvoru při vrtání:
① Přesnost upnutí vrtáku a řezné podmínky, jako je držák nástroje, řezná rychlost, rychlost posuvu a řezná kapalina;
② Velikost a tvar vrtáku, jako je délka vrtáku, tvar břitu a tvar jádra;
③ Tvar obrobku, jako je tvar boční stěny otvoru, tvar otvoru otvoru, tloušťka a stav upnutí.
Zvětšování
Zvětšování je způsobeno kmitáním vrtáku při obrábění. Kmitání nástrojového držáku výrazně ovlivňuje průměr otvoru a přesnost polohování. Proto by měl být držák nástroje okamžitě vyměněn, pokud je silně opotřebován. Měření a nastavení oscilace je při vrtání malých otvorů obtížné, proto je nejlepší použít vrták s velkou -stopkou, malým-průměrem vrtáku s dobrou souosostí mezi břitem a stopkou. Při použití přebroušených vrtáků je snížení přesnosti otvoru často způsobeno asymetrií zadního tvaru. Řízení rozdílu výšky břitu může účinně potlačit vystružování otvoru.
Kulatost otvoru
V důsledku vibrací vrtáku je tvar vrtané díry snadno polygonální, což má za následek nýtování na stěně díry. Běžné polygonální otvory jsou často trojúhelníkové nebo pětiúhelníkové. Důvodem trojúhelníkových otvorů je to, že vrták má při vrtání dva středy otáčení, které vibrují s frekvencí jednou za 600 stupňů. Hlavní příčinou těchto vibrací je nevyváženost řezného odporu. Po jedné otáčce vrtáku se kvůli špatnému zaoblení otvoru během druhé otáčky řezný odpor stane nevyváženým, přičemž se opakuje předchozí vibrace, ale s mírným fázovým posunem, což má za následek nýtování na stěně díry. Když hloubka vrtání dosáhne určité úrovně, tření mezi břitem vrtáku a stěnou otvoru se zvyšuje, vibrace se snižují, rýhování mizí a kulatost se zlepšuje. Tento typ otvoru má v podélném řezu-nálevkovitý tvar. Ze stejného důvodu se mohou při řezání objevit také pětiúhelníkové a sedmiúhelníkové otvory. Aby se tento jev eliminoval, kromě řízení faktorů, jako jsou vibrace sklíčidla, rozdíl ve výšce břitu a asymetrie tvaru boku a břitu, je třeba přijmout opatření ke zlepšení tuhosti vrtáku, zvýšení posuvu na otáčku, snížení úhlu hřbetu a přebroušení ostří dláta.
Vrtání na šikmých a zakřivených plochách
Pokud je řezná plocha vrtáku nebo povrch průniku nakloněný povrch, zakřivený povrch nebo stupeň, přesnost polohování je špatná, protože vrták provádí radiální jednostranné řezání, což snižuje životnost nástroje.
Pro zlepšení přesnosti určování polohy lze provést následující opatření:
1. Nejprve vyvrtejte středový otvor;
2. Frézujte sedlo otvoru stopkovou frézou;
3. Vyberte vrták s dobrou penetrací a tuhostí;
4. Snižte rychlost posuvu.
Odstranění otřepů
Během vrtání se na vstupu a výstupu otvoru často objevují otřepy, zejména při obrábění houževnatých materiálů a tenkých plechů. Je to proto, že jak se vrták blíží k průniku, obrobek podléhá plastické deformaci. Trojúhelníková část, která by měla být řezána řezným břitem v blízkosti vnější hrany, je deformována směrem ven axiální řeznou silou a dále zkroucena působením zkosení a řezné hrany vrtáku, čímž se vytvoří otřepy nebo válcované ostří.
[Obraz]
IV. Podmínky zpracování vrtání
Většina katalogů vrtáků obsahuje "Referenční tabulku základních řezných parametrů" uspořádanou podle zpracovávaného materiálu. Uživatelé mohou na základě poskytnutých řezných parametrů vybrat vhodné řezné podmínky pro vrtání. Vhodnost zvolených řezných podmínek by měla být posouzena zkušebním řezáním s ohledem na faktory, jako je přesnost obrábění, účinnost obrábění a životnost vrtáku.
1. Životnost vrtáku a účinnost obrábění
Za předpokladu splnění technických požadavků na obrobek by měla být vhodnost použití vrtáku komplexně vyhodnocena na základě životnosti vrtáku a účinnosti obrábění. Dráhu řezu lze použít jako hodnotící metriku životnosti vrtáku; rychlost posuvu lze použít jako hodnotící metriku pro efektivitu obrábění. U vrtáků do rychlořezné oceli-je životnost výrazně ovlivněna rychlostí otáčení a méně pak posuvem na otáčku. Proto zvýšení posuvu na otáčku může zlepšit efektivitu obrábění a zároveň zajistit delší životnost vrtáku. Je však třeba poznamenat, že nadměrný posuv na otáčku zahustí třísky, což znesnadní lámání třísek. Proto je nezbytné určit optimální rozsah posuvu na otáčku pro úspěšné proražení třísky zkušebními řezy. U karbidových vrtáků má břit větší zkosení podél negativního směru úhlu čela, což má za následek menší volitelný rozsah posuvu na otáčku ve srovnání s vrtáky z rychlořezné oceli. Překročení tohoto rozsahu během obrábění sníží životnost vrtáku. Vzhledem k tomu, že tvrdokovové vrtáky mají vyšší tepelnou odolnost než vrtáky z rychlořezné oceli, má rychlost otáčení minimální vliv na životnost vrtáku. Proto zvýšení rychlosti otáčení může zlepšit efektivitu obrábění a zároveň zajistit životnost vrtáku.
2. Správné používání řezné kapaliny
Řezání vrtáním probíhá v omezeném prostoru díry, proto typ a způsob použití řezné kapaliny výrazně ovlivňuje životnost vrtáku a přesnost obrábění díry. Řezné kapaliny lze obecně rozdělit na typy -rozpustné a -ve vodě-rozpustné. Řezné kapaliny, které nejsou -ve vodě-rozpustné, nabízejí lepší mazání, smáčení a -adhezní vlastnosti a také zabraňují korozi. Řezné kapaliny-rozpustné ve vodě nabízejí lepší chladicí vlastnosti, jsou nekuřácké{10} a{11}}nehořlavé. Z důvodu ochrany životního prostředí se v posledních letech výrazně zvýšilo používání ve vodě-rozpustných řezných kapalin. Nesprávné poměry ředění nebo zhoršení kvality řezné kapaliny však mohou drasticky zkrátit životnost nástroje, proto je třeba při používání věnovat zvýšenou pozornost. Bez ohledu na to, zda je řezná kapalina ve vodě-rozpustná nebo-ve vodě-rozpustná, je nezbytné zajistit, aby kapalina dosáhla bodu řezu adekvátně. Kromě toho musí být přísně kontrolován průtok, tlak, počet trysek a způsob chlazení (vnitřní nebo vnější chlazení).
V.
Přeostření vrtáku
Kritéria přeostření vrtáku
Kritéria pro určení, zda vrták potřebuje přeostřit, jsou:
1. Míra opotřebení ostří, ostří sekáče a faset řezného pásu;
2. Rozměrová přesnost a drsnost povrchu obrobeného otvoru;
3. Barva a tvar čipů;
4. Řezný odpor (nepřímé hodnoty jako proud vřetena, hluk a vibrace);
5. Množství odvedené práce atp.
Při skutečném použití by mělo být z výše uvedených ukazatelů na základě konkrétních okolností stanoveno přesné a vhodné kritérium. Při použití míry opotřebení jako kritéria by měla být identifikována optimální doba přeostřování s nejlepší ekonomickou účinností. Protože hlavní oblasti ostření jsou zadní část hlavy a ostří dláta, nadměrné opotřebení vrtáku vede k delším dobám ostření, větším objemům broušení a menšímu počtu cyklů přebroušení (celková životnost nástroje=životnost nástroje po přebroušení × počet cyklů přebroušení), což v konečném důsledku zkracuje celkovou životnost vrtáku. Při použití rozměrové přesnosti obrobené díry jako kritéria by měly být použity měřidla nebo mezní měrky pro kontrolu vystružování a přímosti díry; jsou-li tyto hodnoty překročeny, vrták by měl být okamžitě přeostřen-. Při použití řezného odporu jako kritéria lze použít metody, jako je automatické zastavení stroje při překročení nastavené mezní hodnoty (např. proud vřetena). Při řízení množstevních limitů obrábění by výše uvedená kritéria měla být zvážena komplexně, aby se stanovily příslušné normy.
Metody ostření vrtáků
Při přebrušování vrtáků je nejlepší použít k tomu určený stroj na ostření vrtáků nebo univerzální nástrojovou brusku. To je zásadní pro zajištění životnosti vrtáku a přesnosti obrábění. Pokud je původní vrták v dobrém stavu, lze jej znovu-nabrousit podle původního návrhu. Pokud má původní vrták vady, lze tvar hřbetu vhodně upravit a břit dláta lze znovu-nabrousit podle zamýšleného použití.
Při ostření je třeba věnovat pozornost následujícím bodům:
1. Zabraňte přehřátí, aby nedošlo ke snížení tvrdosti vrtáku;
2. Odstraňte všechna poškození vrtáku (zejména poškození ostří);
3. Tvar vrtáku by měl být symetrický;
4. Dávejte pozor, abyste během ostření nepoškodili ostří, a po broušení odstraňte veškeré otřepy;
5. U karbidových vrtáků má tvar ostření významný vliv na výkon vrtáku. Tvar vrtáku v továrně je optimální tvar získaný vědeckým návrhem a opakovaným testováním; proto by měl být při přeostřování obecně zachován původní tvar řezné hrany.
