Témata
Reklama

Vrtání hlubokých otvorů na obráběcích centrech

Nejrozšířenější metodou zpracování průmyslových materiálů je třískové obrábění, při kterém je část obráběného materiálu odebrána nástrojem s pevně definovanou geometrií břitu. Samostatnou kapitolou třískového obrábění je výroba otvorů, která zaujímá hned po soustružení největší objem. Specifickou problematiku v tomto segmentu pak představuje výroba hlubokých otvorů.

Nástroj

Pro vrtání hlubokých otvorů na obráběcích centrech je možno použít jednobřité dělové vrtáky, jejichž výrobcem je v České republice např. firma Gühring, s. r. o.Správný název těchto nástrojů je vlastně hlavňový vrták, ale přidržme se v praxi rozšířeného označení dělový vrták. Tyto nástroje se běžně vyrábějí od průměru 0,7 mm do průměru 40 mm.

Reklama
Reklama
Reklama
Jednobřitý dělový vrták

Obráběcí stroj

Rozhodujícím kritériem pro nasazení jednobřitých dělových vrtáků je dostatečně dimenzované čerpadlo chladicí kapaliny. Nejdůležitějším úkolem chladicí kapaliny při hlubokém vrtání je transport vzniklých třísek z místa řezu a z vyvrtaného otvoru. Druhým důležitým úkolem je mazání pro snížení tření nástroje ve vyvrtaném otvoru a také pro snížení tření mezi odcházejícími třískami a nástrojem, resp. již vyvrtaným otvorem. Teprve podružnou úlohou je snížení teploty v místě řezu.Při obrábění s chladicí emulzí je nutno zajistit dostatečnou koncentraci oleje. Ta by v ideálním případě měla být cca 15 %, neměla by však poklesnout pod 10 %.Potřebný tlak a průtok chladicí kapaliny je možno odečíst z uvedených grafů.

Doporučené hodnoty tlaku řezné kapaliny
Doporučené hodnoty průtoku řezné kapaliny

Proces vrtání

Máme-li tedy k dispozici vhodný obráběcí stroj a vhodný nástroj, je možno přistoupit k samotnému procesu vrtání. Zde je třeba si uvědomit, že jednobřitý dělový vrták není rotačně symetrický nástroj. To má za následek dvě věci: jednak nástroj nemá schopnost se sám zavrtat do materiálu, tudíž je nutné zajistit mu v počáteční fázi zavrtávání vhodné vedení, jednak kvůli umístění těžiště nástroje mimo osu rotace vznikají během obrábění odstředivé síly, které namáhají nástroj na ohyb. To v kombinaci s axiálními silami může způsobit vzhledem k délce a štíhlosti nástroje namáhání na vzpěr.

Z toho vyplývají následující pravidla, která je bezpodmínečně nutné dodržovat.

  • Pro zavedení nástroje do obráběného materiálu zajistit vhodný pilotní otvor.
  • Nikdy nezapínat pracovní otáčky vřetena s upnutým dělovým vrtákem, pokud není nástroj zaveden do pilotního otvoru. Otáčky vřetena vypnout vždy ještě před vyjetím nástroje z vyvrtaného otvoru.
  • Volná délka nástroje bez nutnosti podpěry je omezena. Jako směrná hodnota se uvádí max. 40 x D (v případě, že je nutno vrtat otvor o hloubce větší než 40 x D, je nutno použít dva nebo více nástrojů po sobě).
  • 1) Výroba pilotního otvoru
    2) Přijetí do předvrtaného pilotního otvoru s nízkými otáčkami (otáčky max. 200 min–1, posuv cca 500 mm.min–1)
    3) Zapnutí tlaku chladicí kapaliny a pracovních otáček
    4) Kontinuální vrtání bez přerušování až do dosažení naprogramované hloubky
    5) Vypnutí přívodu chladicí kapaliny po dosažení naprogramované hloubky vrtání
    6) Výjezd z vyvrtaného otvoru rychloposuvem se stojícím vřetenem

    Pilotní otvor by měl být vyvrtán do hloubky nejméně 1,5 x D a jeho průměr by měl být minimálně o 0,01 mm větší než skutečný průměr dělového vrtáku, maximálně však o 0,03 mm. Zde je možno využít například vrtáky typu RT 100, dodávané firmou Gühring, které jsou vyrobeny v toleranci m7, tedy plusové, zatímco dělové vrtáky stejného výrobce jsou vyráběny v toleranci h5, tedy do minusu. Při volbě nástroje pro zhotovení pilotního otvoru je nutno brát v úvahu i počet přeostření dělového vrtáku, protože vlivem stažení řezného průměru, které se standardně používá v poměru 1 : 800, ztrácí dělový vrták při každém přeostření o 8 mm zhruba 0,01 mm z průměru.

    Zavrtání s příliš velkým pilotním otvorem

    Pokud je pilotní otvor příliš velký, dělový vrták je při svém zavrtávání působením řezných sil odtlačován směrem do osy vrtání, vytváří tedy otvor, který je menší než jeho jmenovitý průměr. V okamžiku, kdy je zavrtán tak hluboko, že do vrtaného otvoru je přivedena i vodicí lišta umístěná zpravidla naproti fazetce na obvodu, je dělový vrták odtlačován směrem od středu a vedlejší ostří je nuceno zvětšit dosud vyvrtaný otvor.

    Opotřebení fazetky vedlejšího ostří (nahoře) a vodicí lišty dělového vrtáku (dole)

    Protože však není pro tuto činnost uzpůsobeno - jeho úkolem je vést dělový vrták, nikoli řezat -, dochází ke značnému opotřebení jak fazetky, tak i vodicí lišty. Toto opotřebení musí být při přeostřování nástroje kompletně odbroušeno, čímž dochází ke značné ztrátě životnosti dělového vrtáku. Jsou-li zajištěny optimální podmínky, je možno dosáhnout při nasazení dělových vrtáků dobrých výkonů obrábění a oproti klasickým spirálovým vrtákům i lepší kvality vrtaných otvorů, hlavně co do přímosti, osové odchylky a kvality povrchu.

    Důležitým parametrem, který je třeba před objednáním dělového vrtáku zvážit, je určení jeho délky. Jak správně stanovit délku nástroje vzhledem k vrtané hloubce, to schematicky znázorňuje tento obrázek.
    Orientační hodnoty řezných podmínek pro různé druhy obráběných materiálů
    Orientační hodnoty řezných podmínek pro různé druhy obráběných materiálů

    Ostření dělových vrtáků

    Dalším důležitým bodem pro správnou funkci nástroje je jeho ostření. Ostření standardních dělových vrtáků je zpravidla poměrně jednoduché, pokud je k dispozici správné zařízení. Výrobci CNC ostřiček dnes již nabízejí řešení ostření dělových vrtáků na těchto strojích, to se však vyplatí až pro ostřírny s velkým obratem dělových vrtáků. Pro malá množství je možno zakoupit speciální konvenční ostřičku pro dělové vrtáky nebo ostřicí adapter pro dělové vrtáky, který je možno přidělat na běžné nástrojové brusky. Příklady těchto zařízení, dodávaných mimo jiné také firmou Gühring, s. r. o., jsou na následujících obrázcích.

    Přípravek TBV 116 pro ostření dělových vrtáků na konvenčních nástrojových bruskách
    Pro ostření vrtáků malých průměrů slouží inovovaná verze přípravku ozn. TBV 216.

    Pokud jsou splněny základní podmínky uvedené v tomto článku, tedy především dostatečný tlak chladicí kapaliny, správná příprava pilotního otvoru a dodržení správného postupu při vrtání, lze dělové vrtáky s velmi dobrými výsledky použít při vrtání hlubokých otvorů na obráběcích centrech. Jejich hlavní výhodou je obecně lepší kvalita vyvrtaného otvoru jak co do přímosti, osové odchylky a tolerance průměru, tak i co do drsnosti povrchu. Samozřejmě je nutno si uvědomit, že se jedná o jednobřitý nástroj, který nedovoluje tak velké hodnoty posuvů, jako je tomu u dvoubřitých nebo vícebřitých nástrojů.

    Ing. Oldřich Bosman

    Gühring

    oldrich.bosman@guehring.de

    //www.guehring/

    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 60707
    Datum: 17. 07. 2006
    Rubrika: Výroba / Obrábění
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Prestižní ocenění Zlatá medaile

    Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

    Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

    Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

    Produktivní vrtání otvorů do hliníku

    Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

    Související články
    Úspora vedlejších časů

    V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Automatizovaná upínací technika

    Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

    Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

    Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

    Univerzální brusky pro broušení na kulato

    Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

    Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

    Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

    Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

    Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

    Progres v navyšování podílu na trhu

    Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

    Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

    Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

    Chytré měření upínací síly

    Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

    Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

    Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

    Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

    Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit