Hrubovací vyvrtávání

Hrubovací vyvrtávání se primárně zaměřuje na úběr kovu a na přípravu díry před dokončovacím vyvrtáváním. Hrubovací vyvrtávání se provádí za účelem zvětšení průměru stávajících děr vytvořených některou z metod, jako jsou předobrobení, odlévání, nebo kování. Nástroje pro hrubovací vyvrtávání lze nakonfigurovat pro produktivní vyvrtávání, stupňovité vyvrtávání nebo vyvrtávání jedním břitem.

Produktivní vyvrtávání

Konfigurace pro produktivní vyvrtávání představuje základní nastavení pro naprostou většinu vyvrtávacích aplikací a je nejlepší volbou pro dosažení maximální produktivity.

Využívá dva nebo tři břity současně a používá se zejména pro hrubování děr s tolerancí IT9 nebo větší, kde má nejvyšší prioritu rychlost úběru materiálu. Rychlost posuvu se vypočítá vynásobením hodnoty posuvu připadajícího na jednu břitovou destičku jejich celkovým počtem (f_n = f_z × z).

Stupňovité vyvrtávání

Při stupňovitém vyvrtávání jsou břitové destičky nástroje nastaveny na různé axiální výšky a průměry. Tato metoda se používá v případech, kdy je požadována velká radiální hloubka řezu, nebo pokud je u materiálů tvořících dlouhé třísky zapotřebí dosáhnout lepší kontroly utváření třísek, protože při tomto postupu lze celkovou tloušťku třísky rozdělit do několika třísek menší tloušťky, jejichž odvádění je snazší. Stupňovité vyvrtávání umožňuje snížení počtu potřebných nástrojů a jejich výměn.

Rychlost posuvu a kvalita obrobeného povrchu jsou stejné, jako když se vyvrtávání provádí pouze jediným břitem (f_n=f_z). Výsledná díra má toleranci IT9 nebo vyšší.

Vyvrtávání jedním břitem

Při vyvrtávání jedním břitem je využíván pouze jediný břit. Jeho použití může být výhodné při obrábění materiálů s obtížnou kontrolou utváření třísek (např. materiály tvořící dlouhé třísky), nebo v případě omezeného výkonu obráběcího stroje (f_n = f_z).

Volba břitových destiček pro hrubovací vyvrtávání

S ohledem na dosažení dobré kontroly utváření třísky a výkonnosti obráběcího procesu je velice důležité pečlivě zvolit typ břitové destičky, úhel nastavení (úhel hlavního břitu), geometrii a nástrojovou třídu.

Pozitivní nebo negativní tvar břitových destiček

Negativní břitové destičky: Negativní břitové destičky volte za stabilních podmínek, kde umožňují dosažení vyšší hospodárnosti (nižší náklady na řeznou hranu) a pro náročné aplikace vyžadující vysokou pevnost břitových destiček a vyšší provozní bezpečnost.

Pozitivní břitové destičky: Pro hrubovací vyvrtávání je výhodné používat pozitivní břitové destičky, protože při jejich použití vznikají menší řezné síly než při použití břitových destiček s negativní geometrií. K udržení nízkých hodnot řezných sil také přispívají malý úhel špičky a malý poloměr špičky břitové destičky.

Úhel nastavení/úhel hlavního břitu při hrubovacím vyvrtávání

Úhel nastavení (úhel hlavního břitu) vyvrtávacího nástroje ovlivňuje směr a velikost působících axiálních a radiálních sil. Při velkém úhlu nastavení (malém úhlu hlavního břitu) vznikají velké axiální řezné síly, zatímco při použití malého úhlu nastavení (velkého úhlu hlavního břitu) vznikají velké radiální řezné síly.

Úhel nastavení 90° (úhel hlavního břitu 0°)

První volba pro všeobecné vyvrtávací operace, stupňovité vyvrtávání a pro vyvrtávání osazených ploch.

Úhel nastavení 84°/75° (úhel hlavního břitu 6°/25°)

Pro přerušované řezy, materiály obsahující pískové vměstky, vyvrtávání ve svazku apod. Pouze pro průchozí díry.

Úhel nastavení 95° (úhel hlavního břitu -5°)

Pro vysoké rychlosti posuvu nebo zlepšení kvality obrobené plochy s pomocí hladících břitových destiček (Wiper) za stabilních podmínek.

Pozitivní břitové destičky

Negativní břitové destičky

Geometrie a třídy břitových destiček pro vyvrtávání

To, kterou geometrii a třídu břitových destiček použít, určuje materiál obráběné součásti, typ prováděné operace a podmínky obrábění. Protože pro vyvrtávání se používají soustružnické břitové destičky, podrobnější informace týkající se jejich volby naleznete v sekci Jak zvolit vhodné břitové destičky pro soustružení.

Doporučení

• Pro velké hloubky řezu zvolte hrubovací geometrii
• Pro menší hloubky řezu a pro zlepšení dělení třísek zvolte geometrii pro střední obrábění
• Velký poloměr zaoblení špičky břitové destičky (RE) umožňuje zvýšení provozní bezpečnosti a použití vyšší rychlosti posuvu, ale může být také příčinou vzniku vibrací. Doporučená počáteční hodnota poloměru zaoblení špičky je 0,08 mm (0.031 inch)

Posuzované parametry stroje pro hrubovací vyvrtávání

Při hrubování se ujistěte, že pro příslušnou vyvrtávací operaci má váš stroj požadovaný výkon a kroutící moment. Hlavními parametry, které mají největší vliv, jsou rychlost posuvu, počet břitových destiček, průměr díry a hloubka řezu.

Vyvrtávání děr velkých průměrů

Pro výrobu děr velkých průměrů je zapotřebí větší kroutící moment než pro výrobu děr malých průměrů. Hrubovací nástroje pro vyvrtávání děr velkých průměrů využívají větší břitové destičky, a proto mohou pracovat s většími hloubkami řezu, než je tomu u nástrojů určených pro díry malých průměrů. Ujistěte se, že stroj nabízí požadovaný výkon a kroutící moment.

Vyvrtávání slepých děr

Při obrábění slepých děr je velice důležité zajistit řádné a efektivní odvádění třísek.

• Pro dosažení správného utváření třísky má zcela zásadní význam volba správných řezných podmínek
• Zajistěte, aby nedocházelo k hromadění třísek a aby třísky nezpůsobovaly opotřebení břitových destiček
• Tlak a průtok řezné kapaliny by měl být dostatečně velký, aby umožňoval řádné odvádění třísek
• U vertikálních obráběcích strojů se problémy s efektivním odváděním třísek řeší mnohem obtížněji než u strojů horizontálních

Vyvrtávání s přerušovaným řezem

Obrábění s přerušovanými řezy, jako je například vyvrtávání křížících se děr, klade vysoké nároky na výběr řezných podmínek, při kterých břitová destička pracuje.

• Zvolte houževnatou nástrojovou třídu
• Pro práci za stabilních podmínek volte s ohledem na zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti obráběcího procesu odolnou čtvercovou břitovou destičku s negativním základním tvarem
• Pokud dochází k častému přerušování řezu, snižte hodnoty řezných parametrů

Vyvrtávací operace v materiálech obsahujících pískové vměstky – odlévané součásti

Pískové vměstky (tzv. zadrobeniny) v odlitcích zvyšují opotřebení břitových destiček.

• Zvolte houževnatou nástrojovou třídu
• Snižte hodnoty řezných parametrů
• S ohledem na zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti obráběcího procesu a minimalizaci opotřebení zvolte odolné čtvercové břitové destičky s negativním základním tvarem

Vyvrtávání děr vypálených plynovým hořákem

U děr vypálených plynovým hořákem se mohou vyskytovat lokálně vytvrzené oblasti, které způsobují vyšší opotřebení břitových destiček.

• Zvolte houževnatou nástrojovou třídu
• Snižte hodnoty řezných parametrů
• S ohledem na zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti obráběcího procesu a minimalizaci opotřebení zvolte odolné čtvercové břitové destičky s negativním základním tvarem

Vyvrtávání s velkou hloubkou řezu

Pokud je zapotřebí použití skutečně velké hloubky řezu, zvažte jako vhodnou alternativu také stupňovité vyvrtávání. Ujistěte se, že stroj nabízí požadovaný výkon a kroutící moment.

Vyvrtávání výstředné (vyosené) díry

Pokud osa předobrobené díry není shodná s osou vyvrtávacího nástroje, může hloubka řezu na jedné straně díry dosahovat značně velkých hodnot. K tomuto jevu obvykle dochází u odlitků.

Dobrým řešením pro tyto aplikace je stupňovité vyvrtávání, protože umožňuje dosažení značně velkých hloubek řezu. Nesymetrické řezné síly mohou způsobovat průhyb nástroje a být příčinou určitého drobného vybočení nástroje nebo vzniku vibrací, zejména v případě použití nástrojových sestav s dlouhým vyložením.

Metodický postup při hrubovacím vyvrtávání

• Rozhodněte se mezi produktivním vyvrtáváním (se třemi břity nebo se dvěma břity), stupňovitým vyvrtáváním, nebo vyvrtáváním jedním břitem
• Vyberte co největší velikost upínací spojky
• Zvolte vhodný úhel nastavení
• Zajistěte náležitou kontrolu utváření třísky. Krátké/tvrdé třísky mohou způsobovat vibrace a dlouhé třísky mohou negativně ovlivňovat kvalitu obrobeného povrchu nebo způsobit lom břitové destičky
• Odvádění třísek při vyvrtávání slepých děr se zlepšuje při obrábění v horizontálním směru a při použití řezné kapaliny.
• Volba geometrie a třídy břitových destiček:
• Zvolte nástroj s nejkratším možným vyložením, pro vyložení delší než čtyřnásobek průměru spojky použijte tlumené vyvrtávací tyče
• Zvolte vhodné řezné podmínky, přičemž vezměte v úvahu vyložení nástroje.
  Pozor: Nepoužívejte maximální doporučenou rychlost posuvu a hloubku řezu současně. Maximální doporučená počáteční řezná rychlost je s ohledem na zajištění správného odvádění třísek 200 m/min (656 ft/min)
• Velký poloměr zaoblení špičky břitové destičky (RE) umožňuje zvýšení provozní bezpečnosti a použití vyšší rychlosti posuvu, ale může být také příčinou vzniku vibrací. Doporučená počáteční hodnota poloměru zaoblení špičky je 0,8 mm (0.031 inch)
• Použijte pozitivní břitové destičky, protože ve srovnání s negativními břitovými destičkami vznikají při jejich použití menší řezné síly
• Negativní břitové destičky volte za stabilních podmínek, kde umožňují dosažení vyšší hospodárnosti (nižší náklady na řeznou hranu) a pro náročné aplikace vyžadující vysokou pevnost břitových destiček a vyšší provozní bezpečnost
• Nedostatečně velký záběr břitu může vést v důsledku tření v průběhu řezu ke zvýšení sklonů ke vzniku vibrací
• Zvýšení stability umožňuje pevné upnutí využívající kontaktu nástroje s čelem vřetena
• Příliš velký záběr břitu (velká hloubka řezu a/nebo velká rychlost posuvu) může mít za následek vznik vibrací
• Ujistěte se, že stroj je pro konkrétní vyvrtávací aplikaci schopen poskytnout potřebný kroutící moment a výkon
• Pro zlepšení kvality obrobeného povrchu nebo pro zvýšení rychlosti posuvu lze použít břitové destičky s hladící geometrií Wiper, toto řešení však nelze doporučit v případě nestabilních podmínek nebo při dlouhém vyložení nástroje
• Ujistěte se, že vyvrtávací nástroj a obrobek je řádně upnut
• S ohledem na lepší odvádění třísek, prodloužení životnosti nástroje a lepší geometrii díry používejte řeznou kapalinu
• S ohledem na dosažení maximální výkonnosti vícebřitých nástrojů je doporučeno volit pro obrábění hodnoty hloubky řezu a rychlosti posuvu v horní polovině doporučeného rozsahu, zejména pak při delším vyložení nástroje. Pozor: Maximální doporučenou hloubku řezu a rychlost posuvu nepoužívejte současně
• Dosažení maximální rychlosti penetrace umožňuje použití produktivních metod vyvrtávání. Pokud je vyžadována skutečně velká hloubka řezu, může být produktivnější využití metody stupňovitého vyvrtávání, protože tato metoda umožňuje minimalizovat dobu trvání cyklu a současně pro tuto operaci postačí menší počet nástrojů

Všeobecná doporučení viz také Metodické pokyny pro vyvrtávání.

Doporučené hodnoty utahovacích momentů viz níže uvedený návod k použití.