Metodické pokyny pro vyvrtávání

Aby bylo možné dosáhnout optimalizovaného průběhu vyvrtávacích operací, je třeba vzít v úvahu několik faktorů. Dosažení dobré kontroly utváření třísek vyžaduje důkladné uvážení výběru vhodné nástrojové sestavy, břitových destiček a hodnot řezných parametrů. Chcete-li dosáhnout dobré kvality obráběných součástí, dbejte na dodržování našich rad.

Stabilita nástrojové sestavy pro vyvrtávání

Nejdůležitějšími hledisky při volbě nástrojového držáku pro vyvrtávací operace jsou jeho ohybová tuhost a schopnost přenosu krouticího momentu. S ohledem na maximální stabilitu a kvalitu díry použijte spojku Coromant Capto nebo modulární systém pro nástroje malých průměrů.

Spojka Coromant Capto® je jediný modulární nástrojový systém vhodný pro všechny typy operací, se kterými se lze setkat při obrábění kovů, včetně všech metod pro výrobu děr. Stejné obráběcí nástroje a adaptéry lze použít pro různé typy aplikací a obráběcích strojů. Díky tomu lze sjednotit a standardizovat nástrojový systém používaný v rámci celého závodu. Dodržujte následující pokyny:

• Zvolte co nejkratší adaptér
• Zvolte adaptér s co největší pevností a tuhostí
• Pokud je nutné použití redukčního adaptéru, pak jestliže je to možné, použijte kónickou verzi
• Pro dlouhá vyložení (> 4 × DCON) použijte tlumené adaptéry
• Pokud je to možné, v případě dlouhého vyložení zajistěte tuhé upnutí s čelním kontaktem s vřetenem

Modulární systémy pro nástroje malých průměrů jako např. Coromant® EH nabízí obrovskou flexibilitu nástrojového vybavení. Umožňují volbu z široké a typově rozmanité nabídky hlavic, adaptérů a stopek. Díky zúžení nástrojového inventáře tvořícího standardní nástrojové vybavení se zkracují prostoje obráběcího stroje na minimum.

Vhodné pro:

• Vyvrtávací operace vyžadující dlouhý dosah nástroje, jako např. na velkých obráběcích centrech, s rozsahem vyvrtávaných průměrů v rozmezí 1–36 mm (0.039–1.42 inch)
• Hluboké dutiny, protože umožňují požadovaný dosah, aniž by docházelo ke snížení bezpečnosti obráběcího procesu

Užitečné návody a rady

• S ohledem na co největší stabilitu zvolte největší možnou velikost spojky a co nejkratší vyložení nástroje
• Zvyšte dynamickou tuhost přidáním tlumicího mechanismu
• Pro dlouhá vyložení (> 4 × průměr spojky) použijte tlumené adaptéry
• Pokud je nutné použití redukčního adaptéru, pak jestliže je to možné, použijte kónickou verzi
• K dispozici jsou redukční/prodlužovací adaptéry Coromant Capto® v provedení na zakázku (Tailor Made), které umožňují optimalizaci konstrukce, a tudíž i dosažení maximální stability
• Při dlouhém vyložení nástrojů lze nejlepší funkce a výkonnosti dosáhnout při použití obráběcích strojů se spojkou, která má rozhraní využívající jako styčnou plochu také přírubu, např. Spojka Coromant Capto®, HSK nebo BIG-PLUS®.

Úspěšná kontrola utváření třísek při vyvrtávání

Při vyvrtávacích operacích, především při obrábění slepých děr, představují kontrola utváření třísek a jejich odvádění naprosto zásadní otázky.

Zkontrolujte, zda dělení a odvádění třísek probíhá uspokojivě. Hromadění třísek má vliv na kvalitu díry, spolehlivost a životnost nástroje. Rozhodující vliv má geometrie břitové destičky a řezné podmínky. S ohledem na lepší odvádění třísek, prodloužení životnosti nástroje a lepší geometrii díry používejte řeznou kapalinu.

Nevhodně zvolené řezné podmínky mohou vést ke vzniku příliš krátkých/dlouhých třísek a nadměrně velkých řezných sil, což má za následek průhyb a vibrace nástroje. Příliš dlouhé, vláknité třísky se mohou hromadit uvnitř díry a negativně ovlivňovat kvalitu obrobené plochy a jejich zasekávání může mít za následek lom břitové destičky

Ideální tvar třísky představují buď krátké rovné třísky, nebo třísky ve tvaru spirály, které lze z díry nejsnadněji odvést. Faktory, které ovlivňují dělení třísky jsou:

• Mikro- a makrogeometrie břitových destiček
• Hloubka řezu, posuv a řezná rychlost
• Materiál
• Poloměr špičky
• Úhel nastavení (úhel hlavního břitu)

Řezné podmínky při vyvrtávání

Při práci s delším vyložením nástroje je nutné snížit řeznou rychlost. Diagramy obecným způsobem ukazují princip, jak musí být snížena řezná rychlost při různém vyložení nástroje a pro různé geometrie břitu.

v_c

L₁ / D_5m

Řezná rychlost ve vztahu k vyložení nástroje při použití různých geometrií břitu

Modře: -PR

Červeně: -WM

v_c

L₁ / D_5m

Řezná rychlost ve vztahu k vyložení nástroje

Modře: Konvenční adaptér

Červeně: Tlumený adaptér

Pozor:

Informace uvedené na tomto obrázku mají za cíl pouze ukázat, jaký je obecný vztah mezi řeznou rychlostí a poměrem vyložení nástroje vůči velikosti spojky.

Obecně lze použít hodnoty řezných parametrů doporučené pro danou břitovou destičku a nástrojovou třídu, ale s následujícími výjimkami:

• Doporučená počáteční hodnota řezné rychlosti zaručující spolehlivé odvádění třísek je pro hrubování 200 m/min (656 ft/min) a pro dokončování 240 m/min (790 ft/min)
• Doporučená počáteční hodnota řezné rychlosti při použití vyvrtávacích tyčí pro jemné vyvrtávání: při použití krátkých ocelových a karbidových tyčí s břitovými destičkami: 120 m/min (395 ft/min)Při použití dlouhých ocelových tyčí: 90 m/min (295 ft/min)Při použití monolitních karbidových tyčí s broušenou geometrií: 60 m/min (195 ft/min)
• Nedostatečně velký záběr břitu může být příčinou vzniku vibrací, protože namísto hladkého průběhu řezu dochází ke tření
• Pokud je nástroj seřízen na nejmenší možný průměr, odvádění třísek se stává ještě důležitějším a může být nutné snížení hloubky řezu
• Maximální posuv při jemném vyvrtávání je omezen požadovanou kvalitou obrobené plochy

Jak dosáhnout prodloužení životnosti nástroje při vyvrtávání

Třemi hlavními parametry obrábění jsou při vyvrtávacích operacích řezná rychlost, posuv a hloubka řezu. Všechny tři ovlivňují životnost nástroje. Nejmenší vliv má hloubka řezu, po ní následuje rychlost posuvu. Zdaleka největší vliv na životnost břitových destiček má řezná rychlost.

Vliv řezné rychlosti

Příliš nízká hodnota

• Vytváření nárůstku na břitech
• Otupení břitu
• Nehospodárnost

Příliš vysoká hodnota

• Rychlé opotřebení hřbetu
• Špatná drsnost povrchu
• Rychlé opotřebení ve tvaru žlábku
• Plastická deformace

Na životnost nástroje má velký vliv řezná rychlost, v_c.
Proto v_c upravte tak, aby použitá hodnota zajišťovala co nejvyšší hospodárnost. (Životnost nástroje při obrábění v ose Y)

Vliv rychlosti posuvu

Příliš nízká

• Vláknité třísky
• Rychlé opotřebení hřbetu
• Vytváření nárůstku na břitu
• Nehospodárnost

Příliš vysoká

• Horší kontrola utváření třísky
• Špatná kvalita obrobené plochy
• Opotřebení ve tvaru žlábku / plastická deformace
• Vysoké nároky na výkon stroje
• Navařování třísek
• Zasekávání třísek

Posuv, f_n, má na životnost nástroje menší vliv než v_c.
(Životnost nástroje při obrábění v ose Y)

Vliv hloubky řezu

Příliš malá

• Ztráta kontroly třísky
• Vibrace
• Tvorba příliš velkého množství tepla
• Nehospodárnost

Příliš velká

• Vysoké nároky na výkon stroje
• Lom břitové destičky
• Vyšší řezné síly

Hloubka řezu, a_e, má na životnost nástroje malý vliv.
(Životnost nástroje při obrábění v ose Y)

Jak při vyvrtávání zvolit vhodné břitové destičky

Pro dosažení uspokojivé kontroly utváření třísek je velice důležité zvolit správnou velikost a tvar břitové destičky, její geometrii a poloměr zaoblení špičky.

• S ohledem na pevnost a hospodárnost zvolte největší možný úhel špičky břitové destičky
• S ohledem na pevnost zvolte největší možný poloměr zaoblení špičky břitové destičky
• V případě sklonů ke vzniku vibrací zvolte menší poloměr zaoblení špičky

l = délka řezné hrany (velikost VBD)

RE = poloměr špičky

Úhel špičky

Podrobnější informace viz Hrubovací vyvrtávání a Dokončovací vyvrtávání.

Tvar břitové destičky pro vyvrtávání

Tvar břitové destičky a úhel špičky se při vyvrtávání může značně lišit, od trojúhelníkového tvaru s malým úhlem špičky až po kruhové břitové destičky.

Každý tvar nabízí specifické vlastnosti. Některé disponují nejvyšší pevností potřebnou pro hrubovací operace, zatímco jiné umožňují nejlepší přístup do místa řezu při jemném vyvrtávání.

Každý tvar má také svá specifická omezení. Například dosažení velmi dobrého přístup nástroje do místa řezu v průběhu obrábění s sebou nese snížení pevnosti břitu.

Pevnost břitu (velký úhel špičky)

• Pevnější břit
• Vyšší rychlosti posuvu
• Vyšší řezné síly
• Vyšší sklony k vibracím

Menší sklony ke vzniku vibrací (malý úhel špičky)

• Méně pevný a odolný břit
• Lepší přístup do místa řezu
• Nižší řezné síly
• Menší sklony k vibracím

Kruhové břitové destičky

Kruhové břitové destičky mají pevnější řeznou hranu a tudíž jsou při velkých hloubkách řezu odolnější než břitové destičky trojúhelníkového tvaru.

Kruhové břitové destičky představují produktivní řešení pro obrábění plátovaných materiálů, např. vyvrtávání v navařovaném materiálu Inconel 625, které je jednou z aplikací při výrobě zařízení pro ropný a plynárenský průmysl.

Poloměr špičky břitové destičky a hloubka řezu

Při vyvrtávacích operacích je poloměr zaoblení špičky břitové destičky, RE, klíčovým faktorem. Volba poloměru špičky závisí na hloubce řezu a posuvu a má vliv na kvalitu obrobené plochy, dělení třísek a pevnost břitové destičky.

Malý poloměr špičky

• Ideální pro malé hloubky řezu
• Omezení sklonů ke vzniku vibrací
• Menší pevnost a odolnost břitu

Velký poloměr špičky

• Značně vysoké rychlosti posuvu
• Velké hloubky řezu
• Pevnější a odolnější břit
• Zvýšení radiálního tlaku

Poměr mezi poloměrem špičky a hloubkou řezu má vliv na sklony ke vzniku vibrací. Často může být výhodné zvolit poloměr špičky břitové destičky menší, než je hloubka řezu.

Při malých hloubkách řezu je výsledná řezná síla vždy radiální a vytlačuje břitovou destičku ve směru kolmém k povrchu díry. Při zvýšení hloubky řezu se výsledná řezná síla mění na axiální.

Základním pravidlem je, že hloubka řezu by neměla být menší než 2/3 příslušného poloměru špičky břitové destičky. Při dokončování s malými hloubkami řezu se vyvarujte použití hloubky řezu menší než 1/3 poloměru zaoblení špičky břitové destičky.

Díky malému poloměru špičky břitové destičky lze udržet na minimální hodnotě radiální řezné síly, naproti tomu k výhodám vyplývajícím z použití velkého poloměru špičky patří vyšší pevnost břitu, lepší struktura obrobeného povrchu a rovnoměrnější tlak na břit.

Na kvalitu obrobeného povrchu má přímý vliv kombinace poloměru špičky břitové destičky a rychlosti posuvu. Více informací viz Jak dosáhnout uspokojivé kvality obrobené plochy.

Hladící břitové destičky

Použití hladících břitových destiček (Wiper) umožňuje dosažení lepší kvality obrobené plochy při použití standardních hodnot řezných parametrů nebo stejné kvality obrobené plochy při použití podstatně vyšších rychlostí posuvu.

Použití břitových destiček s hladící geometrií Wiper není doporučeno v případě nestabilních podmínek a při dlouhém vyložení nástroje.

Řezná kapalina a chlazení při vyvrtávání

Základní funkcí řezné kapaliny je odvádění třísek, chlazení a lubrikace v místě kontaktu mezi nástrojem a obráběným materiálem. To má vliv na kvalitu díry a životnost nástroje. Využívejte vnitřní přívod řezné kapaliny, který umožňuje její přivedení až do těsné blízkosti břitu.

• Použijte roztok rozpustného oleje s koncentrací 5–8 %
• Při vyšším tlaku a průtoku se zlepšuje odvádění třísek
• Především u hliníkových slitin lze použít olejovou mlhu nebo mikrolubrikaci (MQL)
• V případě materiálů tvořících krátké třísky lze vyvrtávání provádět za sucha, přednostně v horizontálním směru nebo jedná-li se o průchozí díry Dochází ke zkrácení životnosti nástrojeZnačného zlepšení odvádění třísek lze dosáhnout použitím stlačeného vzduchu

Pozor:

• Obrábění za sucha není v žádném případě doporučeno v případě korozivzdorných ocelí (ISO M) a žárovzdorných slitin (ISO S)
• U materiálů tvořících krátké třísky lze použít vnější přívod řezné kapaliny, řeznou kapalinu je však nutné přivádět do místa řezu nepřetržitě. Pokud to není možné, vyzkoušejte vyvrtávání za sucha

Montáž vyvrtávacího nástroje

Složené vyvrtávací nástroje musí být pro konkrétní operaci často sestavené z několika částí:

• Posuvné držáky nebo kazety
• Vyvrtávací adaptéry
• Redukce
• Nástavce
• Základní držáky

Při montáži je vždy velice důležité dodržovat doporučené hodnoty utahovacího momentu a používat vhodné upínací přípravky a spolehlivý seřizovací přístroj.

Momentový klíč

S ohledem na dosažení co nejlepší funkce a výkonnosti vyvrtávacích nástrojů je třeba používat momentový klíč, který zaručuje správné dotažení prvků smontovaného vyvrtávacího nástroje a upnutí břitové destičky. Příliš vysoký utahovací moment negativně ovlivňuje funkci nástroje a je příčinou lomu břitových destiček, podložek, talířových pružin a šroubů. Příliš nízký utahovací moment má za následek pohyby posuvných držáků nebo břitových destiček, vibrace a znehodnocuje výsledky obrábění.

Doporučené hodnoty utahovacích momentů pro jednotlivé vyvrtávací nástroje viz katalog Rotační nástroje.

Údržba nástrojů

Pravidelně kontrolujte, zda během obrábění nebo při manipulací nedošlo k poškození lůžek břitových destiček. Přesvědčte se, že lůžka břitových destiček nejsou znečištěna prachem nebo zbytky kovových třísek po obrábění.

Vyměňte opotřebené nebo poškozené šrouby, podložky a talířové pružiny. Opatřete si momentový klíč, který umožňuje správné dotažení šroubů.

Pro zajištění co nejlepší funkce je doporučeno všechny vnější a vnitřní styčné plochy součástí nástrojové sestavy alespoň jednou ročně vyčistit a namazat olejem. V případě potřeby ošetřete mazivem také závity a dosedací plochy hlav šroubů.

• Před montáží vyčistěte všechny díly nástrojové sestavy
• Šrouby ošetřete pastou Molycote
• Alespoň jednou ročně promažte všechny díly nástrojové sestavy olejem
• Hlavy pro jemné vyvrtávání a hlavy pro čelní zapichování vyčistěte a namažte olejem. Při permanentním použití jednou měsíčně, minimálně však jedenkrát ročně
• Použijte lehký strojní olej bez obsahu kyselých přísad Mobil Vectra Oil Nr. 2BP Energol HLP-D32Klueber Isoflex PDP 94

Mazání se provádí stlačením odpružené kuličky a přidáním několika kapek lehkého oleje. Působením odstředivé síly je olej vytlačován směrem ven a brání pronikání nečistot do adaptéru.

Hlava pro jemné vyvrtávání

Vyvrtávání v různých typech materiálů

Viz informace týkající se soustružení různých typů materiálů v sekci Všeobecné soustružení, protože stejná doporučení platí i pro vyvrtávání.