Hlavní techniky vrtání a obrábění

1.
Tipy pro použití chladicí kapaliny
Správné použití chladicí kapaliny je zásadní pro dosažení dobrého vrtacího výkonu, protože přímo ovlivňuje odvod třísek, životnost nástroje a kvalitu otvoru během obrábění.
(1) Jak používat chladicí kapalinu
1) Konstrukce vnitřního chlazení
Konstrukce vnitřního chlazení je vždy první volbou, aby se zabránilo zablokování třísek, zejména při zpracování materiálů s dlouhými třískami a vrtání hlubších otvorů (větší než trojnásobek otvoru). U horizontálního vrtáku by při vytékání chladicí kapaliny z vrtáku nemělo docházet k žádnému proudu řezné kapaliny směrem dolů po délce alespoň 30 cm.

2) Konstrukce vnějšího chlazení
Pokud jsou třísky dobře tvarované a hloubka otvoru je malá, lze použít externí chladicí kapalinu. Pro zlepšení odvodu třísek by měla být v blízkosti osy nástroje umístěna alespoň jedna tryska chladicí kapaliny (nebo dvě trysky v případě nerotačních aplikací).

3) Suché techniky vrtání bez použití chladicí kapaliny
Suché vrtání se obvykle nedoporučuje.
a) Lze použít v aplikacích s materiály s krátkou třískou a hloubkou otvoru až do 3násobku průměru
b) Vhodné pro horizontální obráběcí stroje
c) Navrhněte snížení řezné rychlosti
d) Životnost nástroje se sníží
Nedoporučuje se používat suché vrtání pro:
a) Materiály z nerezové oceli (ISO M a S)
b) Vyměnitelný vrták

4) Vysokotlaké chlazení (HPC) (~70 bar)
Výhody použití vysokotlaké chladicí kapaliny jsou:
a) Díky zvýšenému chladicímu efektu je životnost nástroje delší
b) Zlepšit účinek odstraňování třísek při zpracování nerezové oceli a jiných materiálů s dlouhou třískou a může prodloužit životnost nástroje
c) Lepší výkon při odstraňování třísek, tudíž vyšší bezpečnost
d) Zajistěte dostatečný průtok na základě daného tlaku a velikosti otvoru pro udržení přívodu chladicí kapaliny
(2) Tipy pro používání chladicí kapaliny
Ujistěte se, že používáte rozpustný řezný olej (emulzi) obsahující přísadu EP (extrémní tlak). Aby byla zajištěna optimální životnost nástroje, měl by být obsah oleje ve směsi oleje a vody mezi 5-12 % (při zpracování nerezové oceli a materiálů z vysokoteplotních slitin by měl být mezi 10-15 %). Při zvyšování obsahu oleje v řezné kapalině je nutné jej zkontrolovat pomocí odlučovače oleje, zda nepřekračuje doporučený obsah oleje.
Pokud to podmínky dovolí, je vždy upřednostňováno vnitřní chlazení před externím.
Čistý olej může zlepšit účinnost mazání a přinést výhody při vrtání aplikací z nerezové oceli. Ujistěte se, že jej používáte společně s EP přísadami. Integrální vrtáky z tvrdé slitiny i vrtáky s vyměnitelnými kotouči mohou používat čistý olej a dosahovat dobrých výsledků.
Stlačený vzduch, mlhová řezná kapalina nebo MQL (mikromazání) se mohou stát úspěšnou volbou za stabilních pracovních podmínek, zejména při zpracování určitých litin a slitin hliníku. Vzhledem k potenciálnímu negativnímu dopadu nárůstu teploty na životnost nástroje se doporučuje snížit řeznou rychlost.
2.
Techniky kontroly čipů
Blokující úlomky mohou způsobit radiální pohyb vrtáku, a tím ovlivnit kvalitu otvoru, životnost a spolehlivost vrtáku nebo vést ke zlomení vrtáku/ostří.

Když lze třísky z vrtáku hladce vypouštět, je tvorba třísek přijatelná. Nejlepší způsob, jak to identifikovat, je sledovat během procesu vrtání. Nepřetržitý zvuk signalizuje dobré odstranění čipu, zatímco přerušovaný zvuk indikuje zablokování čipu. Zkontrolujte sílu posuvu nebo monitor výkonu. Pokud dojde k abnormalitě, může být příčinou zablokování čipu. Zobrazit žetony. Pokud jsou třísky dlouhé a zakřivené, ale nejsou stočené, znamená to zablokování třísek. Zobrazit otvory. Po zablokování nečistotami bude viditelný drsný povrch.

Dobrý odvod třísek (vlevo) a otvory ovlivněné zablokováním třísek (vpravo)
Tipy, jak se vyhnout ucpání úlomky:
1) Zajistěte použití správných řezných parametrů a tvaru drážky vrtáku/špičky nástroje
2) Zkontrolujte tvar třísky - upravte rychlost posuvu a rychlost
3) Zkontrolujte průtok a tlak řezné kapaliny
4) Zkontrolujte ostří. Když celá drážka pro třísky nefunguje, poškození břitu/vyštípnutí může mít za následek dlouhé třísky
5) Zkontrolujte, zda se řezný výkon nezměnil v důsledku nových dávek obrobků - upravte řezné parametry
(1) Třísky z výměnných vrtáků
Kónické třísky tvořené centrální čepelí jsou snadno rozpoznatelné. Třísky tvořené obvodovými lopatkami jsou podobné soustružení.

(2) Třísky z integrovaných vrtáků z tvrdé slitiny
Tříska může být vytvořena od středu k okraji řezné hrany. Stojí za zmínku, že počáteční třísky generované při vrtání do obrobku jsou vždy velmi dlouhé, ale nezpůsobí to žádné problémy.

(3) Třísky z výměnných vrtáků

3.
Řízení posuvu a řezné rychlosti

(1) Vliv řezné rychlosti Vc (m/min)
Kromě tvrdosti materiálu je hlavním faktorem ovlivňujícím životnost nástroje a spotřebu energie také řezná rychlost.
1) Řezná rychlost je nejdůležitějším faktorem určujícím životnost nástroje
2) Řezná rychlost ovlivňuje výkon Pc (kW) a kroutící moment Mc (Nm)
3) Vyšší řezná rychlost bude generovat vyšší teploty a zvýšit opotřebení zadního povrchu nástroje, zejména na obvodovém hrotu nástroje
4) Při zpracování určitých měkčích a delších třískových materiálů (tj. nízkouhlíkové oceli) je vyšší řezná rychlost prospěšná pro tvorbu třísky
Příliš vysoká řezná rychlost:
a) Opotřebení povrchu zadního nože je příliš rychlé
b) Plastická deformace
c) Špatná kvalita otvoru a příliš velký otvor
Řezná rychlost příliš nízká:
a) Tvorba troskových nádorů
b) Špatný odvod třísek
c) Delší doba řezání
(2) Vliv posuvu fn (mm/r)
1) Vliv na tvorbu třísky, kvalitu povrchu a kvalitu otvoru
2) Rázový výkon Pc (kW) a točivý moment Mc (Nm)
3) Vysoký posuv ovlivní posuvnou sílu Ff (N), kterou je třeba vzít v úvahu, když jsou pracovní podmínky nestabilní
4) Ovlivňuje mechanické namáhání a tepelné namáhání
Vysoká rychlost posuvu:
a) Zlomení tvrdé třísky
b) Krátká doba řezání
c) Menší opotřebení nástroje, ale zvýšené riziko zlomení břitu vrtáku
d) Snížená kvalita otvoru
Nízká rychlost posuvu:
a) Třísky jsou delší a tenčí
b) Zlepšení kvality
c) Zrychlené opotřebení nástroje
d) Delší doba řezání
e) Při vrtání tenkých a tuhých dílů by měl být zachován nízký posuv

4
Tipy pro získání vysoce kvalitních otvorů
(1) Odstranění třísek
Ujistěte se, že výkon odstraňování třísek splňuje požadavky. Zablokování třískou ovlivňuje kvalitu otvoru, spolehlivost a životnost nástroje. Rozhodující je tvar drážky a řezné parametry vrtáku/ostří.
(2) Stabilita, upnutí nástroje
Použijte co nejkratší vrták. Použijte rafinovanou tuhou rukojeť nože s minimálním skákáním. Ujistěte se, že vřeteno obráběcího stroje je v dobrém stavu a přesně vyrovnáno. Ujistěte se, že díly jsou pevné a stabilní. Aplikujte správnou rychlost posuvu na nepravidelné povrchy, svahy a protínající se otvory.
(3) Životnost nástroje
Zkontrolujte opotřebení břitů a přednastavte program řízení životnosti nástroje. Nejúčinnější metodou je použití monitoru síly posuvu ke sledování vrtání.
(4) Údržba
Pravidelně vyměňujte upínací šrouby čepele. Nejprve očistěte držák čepele, potom čepel vyměňte a ujistěte se, že používáte momentový klíč. Před přebroušením celého vrtáku z tvrdé slitiny nepřekračujte maximální míru opotřebení.
5
Techniky vrtání do různých materiálů
(1) Techniky vrtání do nízkouhlíkové oceli
Pro nízkouhlíkovou ocel běžně používanou pro svařování dílů může být vytváření třísek problémem. Čím nižší je tvrdost, obsah uhlíku a obsah síry oceli, tím delší jsou třísky produkované.
1) Pokud se problém týká utváření třísky, zvyšte řeznou rychlost VC a snižte posuv fn (upozorňujeme, že při zpracování běžné oceli by se měl posuv zvýšit).
2) Použijte vysokotlaký a vnitřní přívod chladicí kapaliny.
(2) Techniky vrtání austenitické a duplexní nerezové oceli
Austenitické, duplexní a super duplexní materiály mohou vést k problémům souvisejícím s formováním třísek a odstraňováním třísek.
1) Správný tvar drážky je zásadní, protože může pomoci správnému formování třísek a napomáhá jejich vypouštění. Obecně lze říci, že je nejlepší používat ostré řezné hrany. Pokud problém souvisí s utvářením třísek, zvýšením posuvu fn budou třísky náchylnější k lámání.
2) Konstrukce vnitřního chlazení, vysoký tlak.
(3) Techniky vrtání CGI (litina s vermikulárním grafitem).
CGI obvykle nevyžaduje zvláštní pozornost. Bude produkovat větší třísky než šedá litina, ale třísky jsou náchylné k rozbití. Řezná síla je vyšší, což ovlivní životnost nástroje. Je třeba používat materiály odolné proti opotřebení. Bude docházet ke stejnému typickému opotřebení břitu nástroje jako u všech litin.
1) Pokud problém souvisí s tvářením třísky, zvyšte řeznou rychlost Vc a snižte posuv fn.
2) Konstrukce vnitřního chlazení.
(4) Techniky vrtání z hliníkových slitin
Problémem může být tvorba otřepů a odstraňování třísek. Může to také vést ke krátké životnosti nástroje kvůli adhezi.
1) Pro zajištění optimální tvorby třísky používejte nízký posuv a vysoké řezné rychlosti.
2) Aby se zabránilo krátké životnosti nástroje, může být nutné testovat různé povlaky, aby se minimalizovala adheze. Tyto povlaky mohou zahrnovat diamantové povlaky nebo nemusí používat žádné povlaky (v závislosti na podkladu).
3) Použijte vysokotlakou emulzi nebo mlhu chladicí kapalinu.
(5) Techniky vrtání titanových slitin a vysokoteplotních slitin
Pracovní zpevnění povrchu otvoru má vliv na následné procesy. Obtížné dosažení dobrého výkonu při odstraňování třísek.
1) Při výběru tvarů drážek pro zpracování titanových slitin je nejlepší mít ostré řezné hrany. Robustní tvar drážky je rozhodující při zpracování slitin na bázi niklu. Pokud se vyskytnou problémy s opracováním, zkuste zvýšit rychlost posuvu.
2) Vylepšený výkon s vysokotlakou chladicí kapalinou až do 70 barů.
(6) Techniky vrtání do kalené oceli
Získejte přijatelnou životnost nástroje.
1) Snižte rychlost řezání, abyste snížili teplo. Upravte rychlost posuvu, abyste získali přijatelné a snadno vypouštěné třísky.
2) Vysokokoncentrovaná směsná emulze.