Zváranie

VÝZNAM A ROZDELENIE ZVÁRANIA
Zváranie je nerozoberateľné spájanie materiálov pomocou sústredeného tepelného zdroja alebo tlaku, s použitím alebo bez použitia prídavného materiálu, zvyčajne podobného zloženia ako sú spájané materiály. Podstata zvárania kovov je vytvorenie metalurgického spojenia, t. j. spojenia založeného na pôsobení medziatómových síl, ktoré zároveň zabezpečujú stály tvar kovových predmetov.

V základnom rozdelení zvárania poznáme tri hlavné skupiny:
a) zváranie teplom, pri ktorom sa spojenie materiálov dosiahne roztavením materiálov za pomoci tepelného zdroja.
b) Zváranie teplom a tlakom, pri ktorom sa spojenie materiálov dosiahne roztavením materiálov za súčinnosti tepla a tlaku, alebo ich ohriatím do plastického stavu a spojení tlakom.
c) zváranie tlakom, pri ktorom sa spojenie súčiastok z tvárnych kovov dosiahne veľkým tlakom bez prívodu tepelnej energie z okolia.

ROZDELENIE ZVÁRANIA
Zváranie tavné:
- lejárske
- termitom
- plameňom - ručné - bez prídavného materiálu
- s prídavným materiálom
- strojné
- arcatónové
- elektrickým oblúkom - ručné -uhlíkovou elektródou
- poloautomatické - holou elektródou
- automatické - pod tavidlom
- v atmosfére plynov
- vo vákuu
- obalenou elektródou
- netaviacou elektródou
- rotujúcim oblúkom
- elektrotroskové
- elektrónovým lúčom
- plazmovým lúčom
- svetelným lúčom

Zváranie teplom a tlakom:
- kováčske
- trením
- plameňotlakové
- elektrickým odporom - bodové
- švové
- výstupkové
- stykové stlačením
- odtavením
- indukčné
- difúzne

Zváranie tlakom:
- za studena
- ultrazvukom
- výbuchom

ZÁKLADNÉ POJMY ZVÁRANIA A DRUHY ZVAROVÝCH SPOJOV

Zvariteľnosť - je komplexná charakteristika materiálu, ktorá určuje za daných podmienok zvárania jeho technickú vhodnosť pre spoje predpísanej akosti.
Zvarok (zvarenec) - je súčiastka alebo konštrukcia zhotovená zváraním.
Zvarový spoj - spoj dvoch alebo viacerých častí zvarom (obr. 2.2.1),
Zvar - je časť zvarového spoja, ktorá sa vytvorí zváraním a je najčastejšie určená oblasťou roztavenia.
Základný materiál - je kovový materiál, ktorý sa zvára alebo sa naň navára.
Prídavný materiál - je materiál, zúčastňujúci sa popri základnom materiály zváracieho pochodu, ktorý sa používa na vytvorenie zvaru alebo návaru.
Zvarový kov - je kov odtavený z prídavného materiálu bez premiešania so základným materiálom.
Zvarový kov spoja - je kov odtavený z prídavného materiálu a premiešaný so základným materiálom.
Koreň zvaru – je časť zvarového spoja v mieste rubu prvej zvarovej vrstvy.
Zvarová plocha - je časť povrchu základného materiálu určená pre zvarový spoj.
Zvarový úkos – je skosenie základného materiálu pre potrebu zvárania.
Skosená zvarová plocha - je zvarové plocha upravená skosením.
Styčná medzera - je medzi zváranými časťami pred zváraním.

1. ZVÁRANIE ELEKTRICKÝM OBLÚKOM V OCHRANNEJATMOSFÉRE PLYNOV

Pri tomto spôsobe zvárania elektróda, oblasť oblúka a zvarový kúpeľ sú chránené prúdom ochranného plynu. Plyn prechádza cez zvárací horák a hubicu (z keramiky alebo medi), v strede ktorej sa podáva elektróda. Medená hubica je chladená vodou a izolovaná od iných častí horáka a prívodu prúdu. Ochranné plyny majú spravidla dobré izolačné schopnosti, preto zabezpečujú stabilné horenie oblúka, a to aj pri nízkych zváracích prúdoch. Ako ochranné plyny sa používajú inertné plyny (Ar a He) a aktívne plyny (CO2, N2, H2 a i.), niekedy zmesi dvoch alebo viacerých plynov. U nás je najrozšírenejší argón a oxid uhličitý.

Argón je bezfarebný plyn, 1,38-krát ťažší ako vzduch. S väčšinou prvkov netvorí chemické zlúčeniny a nie je rozpustný v tekutých ani tuhých kovoch. Argón sa získava zo vzduchu podchladeného na veľmi nízke teploty selektívnym vyparovaním pri teplotách nad –185,5 °C. Technický argón má čistotu 99,99 % s nepatrnými nečistotami dusíka, vodíka, kyslíka atď. Argón sa dodáva a skladuje v plynnom stave stlačený v oceľových nádobách pod tlakom 15 Mpa. Fľaše majú pravý závit a sú označené modrozelenou farbou.

Oxid uhličitý (CO2) je bezfarebný plyn so slabým zápachom, 1,52-krát ťažší ako vzduch a nerozpustný v tekutých kovoch. CO2 pôsobí oxidačne na roztavené kovy, najmä po tepelnej disociácii na CO a O. Získava sa z vypúšťaných plynov chemických výrobní v skvapalnenom alebo tuhom stave (suchý ľad). Nie je jedovatý, ale bráni dýchaniu. Pri 4 % obsahu CO2 vo vzduchu zhasína horiaca sviečka. Pri obsahu 15 % CO2 vo vzduchu sa človek zadusí. Pozor na hromadenie CO2! Podľa STN vyrába sa aj pre potreby zvárania. Musí vyhovieť technickým podmienkam: obsah CO2 min. 99,5 % obj. a obsah vody zodpovedajúci rosnému bodu –25 °C, t.j. ani pri tejto teplote sa nesmie vytekajúcim plynom orosiť zváraný povrch. Jeden liter kvapalného CO2 pri atmosférickom tlaku a teplote 0 °C dá 413 l plynu. Oxid uhličitý sa plní do oceľových fliaš (vodný obsah obyčajne 40 l). Kvapalným CO2 sa plnia fľaše len do 3/4, t.j. 0,75 kg kvapalného CO2 na 1 liter objemu fľaše pri teplote 15 °C. Do 40 l fľaše sa teda naplní 25 až 30 kg CO2 a odparením tohto množstva sa vytvorí asi 12 až 15 m3 plynu.

1.1 Zváranie v ochrannej atmosfére argónu

Týmto spôsobom možno zvárať netaviacou a taviacou elektródou. Zváranie s netaviacou elektródou sa používa spravidla pri spájaní kovu hrúbky 0,1 až 6 mm, s taviacou elektródou od hrúbky 2 mm a vyššie. Rozdelenie podľa hrúbky je podmienečné. Často, keď produktivita nie je hlavným ukazovateľom zváracieho procesu, aj kov veľkej hrúbky sa zvára netaviacou elektródou mnohovrstvovým zvarom. V atmosfére argónu netaviacou wolfrámovou elektródou možno zvárať len s natavením základného materiálu (hrúbky do 3 mm) a pri nevyhnutnosti zosilnenia zvaru alebo vyplnenia zvarového úkosu hrán (hrúbky vyše 3 mm) aj s prídavným materiálom (tyčkou alebo drôtom). Pri zváraní s prídavným drôtom sa zvára ručne (obr. 1.1a) alebo s mechanickým podávaním (obr. 1.1b) zo strany oblúka.

Netaviacou elektródou sa zvára jedmosmerným prúdom pri priamej polarite. V takomto prípade sa oblúk ľahko zapaľuje a horí stabilne pri napätí 10 až 15 V. Možno používať pomerne vysoké prúdové hustoty bez veľkého ohriatia a opotrebenia elektródy. Oblúk zostáva stabilný aj pri celkom malých prúdoch (asi 1 A), čo podmieňuje možnosť zvárať aj veľmi tenký materiál (0,1 mm).

Obr. 1.1 Rôzne spôsoby zvárania v ochranných plynoch
1 – prídavný drôt alebo tyčka, 2 – hubica, 3 – prívod prúdu, 4 – teleso horáka, 5 – V elektróda, 6 – rukoväť horáka, 7 – atmosféra ochranného plynu, 8 – zvárací oblúk, 9 – tekutý kovový kúpeľ, 10 – zásobník drôtu, 11 – podávací mechanizmus, 12 – taviaci sa prídavný zvárací drôt

Pri obrátenej polarite vzrastá napätie oblúka, znižuje sa stabilita jeho horenia a zvyšuje sa ohrev a spotreba elektródy. Tieto vzláštnosti oblúka na obrátenej polarite ho robia nevhodným na bezprostredné použitie vo zváracom procese. Ale oblúk na obrátenej polarite má jednu dôležitú technologickú vzláštnosť: pri ňom s z povrchu zváraného materiálu odstraňujú oxidy. Jedným z vysvetlení tohoto úkazu je to, že povrch kovu sa bombarduje ťažkými kladnými iónmi Ar, ktoré mechanicky rozrušujú oxidické vrstvičky. Uvedené vlastnosti oblúka s obrátenou polaritou sa využívajú pri takých silne oxidujúcich kovoch, ako je hliník, horčík a ich zliatiny, používajúc na napájanie oblúka striedavý prúd.

Pri zváraní netaviacou elektródou na striedavom prúde v určitej miere sa sčitujú výhody oblúka na priamej a obrátenej polarite. Ale asymetria elektrických vlastností oblúka, podmienená jeho menšou elektrickou vodivosťou pri obrátenej polarite v porovnaní s priamou, vedie k viacerým neželateľným sprievodným úkazom. V dôsledku usmerňujúcej schopnosti oblúka sa objavuje konštantná zložka prúdu priamej polarity. Za týchto podmienok oblúk horí nestabilne, zhoršuje sa čistiaci účinok na povrchu zvarového kúpeľa od vysokotavných oxidov a narušuje sa proces formovania zvaru. Preto na napájanie oblúka v argóne striedavým prúdom sa používajú špeciálne zdroje prúdu. Do obvodu sa zapája stabilizátor horena oblúka – zariadenie dávajúce impulz doplnkovým napätím na oblúku v polperióde jeho horenia na obrátenej polarite. Takto sa zabezpečuje stabilita oblúka, stálosť prúdu a procesu formovania zvaru pri obidvoch polaritách prúdu.

Schéma zvárania v argóne taviacou elektródou je na obr. 1.1c,d. Normálny priebeh procesu zvárania a dobrá kvalita zvaru sa zabezpečuje pri vysokej hustote prúdu (100 A.mm-2 a viac). Pri nevysokých prúdových hustotách je hrubokvapkový prenos roztaveného kovu z elektródy do zvarového kúpeľa, pri ktorom sa vyskytuje pórovitosť zvaru, malé prevarenie základného materiálu a silný rozstrek. Pri vysokých prúdových hustotách prenos roztaveného kovu z elektródy sa stáva jemnozrnný alebo prúdový. V podmienkach pôsobenia veľkých elektromagnetických síl sa rýchlo pohybujúce drobné kvapky zlievajú do spojitého prúdu tekutého kovu. Takýto prenos kovu. Takýto prenos kovu z elektródy zapríčiňuje hlboký prievar základného materiálu, hutný zvar s rovným a čistým povrchom a rozstrek je v prípustnom rozmedzí.

V súlade s nevyhnutnosťou použitia vysokých prúdových hustôt pri zváraní taviacou elektródou sa používa zvárací drôt malého priemeru (0,6 až 2,5 mm) a veľká rýchlosť podávania drôtu (vp) do oblúka. Takýto režim zvárania možno zabezpečiť len mechnizovaným podávaním drôtu do zvaru. Zvára sa jednosmerným prúdom pri obrátenej polarite. V danom prípade elektrické vlastnosti oblúka sa vo veľkej miere určujú prítomnosťou ionizovaných atómov kovu anódy v stĺpci oblúka v dôsledku vyparovania elektródy. Preto oblúk na obrátenej polarite pri taviacej sa elektróde horí stabilne a zabezpečuje sa normálne formovanie zvaru a zároveň je aj zvýšené odtavovanie drôtu, čím stúpa aj produktivita zváracieho procesu.

1.2 Zváranie v ochrannej atmosfére CO2

Zvára sa len taviacou elektródou (drôtom) pri zvýšených prúdových hustotách jednosmerného prúdu pri obrátenej polarite (obr. 1.1c,d). Zvárací režim je podmienený tými istými zvláštnosťami prenosu kovu z elektródy a formovania zvaru ako pri zváraní taviacou sa elektródou v argóne.

Pri použití CO2 ako ochranného plynu treba brať do úvahy niektoré metalurgické zvláštnosti procesu zvárania spojené s oxidačným účinkom CO2 vzhľadom na roztavený kov. Pri vysokých teplotách zváracieho oblúka CO2 disociuje na CO a O, ktorý, ak sa neurobia osobitné opatrenia, okysličuje zváraný materiál a legujúce prvky. Oxidačné pôsobenie CO2 sa neutralizuje tým, že zvárací drôt obsahuje nadbytočné množstvá odkysličovadiel Mn a Si. Preto na zváranie konštrukčných uhlíkových a nízkolegovaných ocelí v CO2 sa používajú špeciálne druhy zváracích drôtov so zvýšeným obsahom týchto prvkov.

Zváranie v ochrannej atmosfére plynov v závislosti od stupňa mechanizácie procesov podávania prídavného alebo zváracieho drôtu a posuvu zváracieho horáka môže byť ručné, poloautomatické a automatická. Používajú sa všetky rôzne spôsoby zvárania v ochrane argónu, no najrožšírenejšie je ručné zváranie (obr. 1.1a) a automatické (obr. 1.1b) netaviacou elektródou, a aj poloautomatické zváranie tavicou elektródou (obr. 1.1). Zváranie v CO2 sa používa najmä jako poloautomatické zváranie (obr. 1.1d).

Zariadenie pracoviska na zváranie v plynoch sa skladá z horáka, fľaše Ar alebo CO2, plynového (kyslíkového) redukčného ventilu na znižovanie tlaku plynu, ochranného štítu, hadice a zdroja prúdu. Pri poloautomatickom a automatickom zváraní sa zariadenie dopĺňa príslušným mechanizmom podávania alebo automatom s vlastným pohonom. Pri použití CO2 sa dopĺňa zariadenie ohrievačom plynu a jeho sušením. Toto je nevyhnutné, aby sa predišlo zamrznutiu redukčného ventilu v dôsledku absorbovania tepla pri vyparení tekutého CO2 a odstránenia vlahy v plyne.

Podľa systému podávania drôtu do miesta zvaru sú rôzne poloautomaty. Pri poloautomate s tlačením zváracieho drôtu do zváracieho horáka je podávacie zariadenie umiestnené pri zváracom zdroji spolu s fľašou CO2 (obr. 1.2 A). Pracovný okruh je 3 až 5 m od zváracieho zdroja. Aby bol pracovný dosah väčší, podávacie zariadenie je vyňaté zo zdroja a môže byť umiestnené ako samostatná časť až do vzdialenosti 20 m od zváracieho zdroja. Dĺžka hadicového kábla (bowdenu) zostáva 3 až 5 m (obr. 1.2 B). Na obr. 1.2 C je schéma zváracieho automatu.

Obr. 1.2 Schémy zváracích poloautomatov (A, B) a automatu (C)

Oblasti použitia zvárania v ochranných plynoch zaberajú veľmi široký okruh materiálov a výrobkov, pri výrobe ktorých zváranie obalenou elektródou alebo automatické zváranie pod tavivom nezabezpečuje nevyhnutnú kvalitu zvarového spoja, alebo ich nemožno použiť z dôvodu ich ohraničených technologických možností. V porovnaní s uvedenými spôsobmi zváranie v ochranných plynoch má tieto výhody:
- vysoký stupeň ochrany roztaveného kovu od účinku vzduchu,
- neprítomnosť oxidov a troskových vtrúsenín na povrchu zvaru pri použití argónu,
- možnosť zvárať vo všetkých polohách,
- možnosť vizuálne sledovať proces formovania zvaru a jeho reguláciu,
- vyššiu produktivitu procesu ako pri ručnom oblúkovom zváraní,
- nízke náklady pri zváraní v CO2.

Výhody zvárania v ochranných plynoch podmienili oblasti jeho použitia. Zváranie v argóne sa používa pri výrobe konštrukcií z ľahkých kovov (Al a Mg), z Ti, Nb, V, Zr a ich zliatin a najmä konštrukčných legovaných a vysokolegovaných ocelí. V poslednom prípade sa široko používajú zmesi Ar s 3 až 5 % O2 alebo s CO2. Oblúk horiaci v zmesiach plynov má lepšie technologické vlastnosti v porovnaní s čistým Ar: zvyšuje sa stabilita horenia oblúka, zlepšuje sa formovanie zvaru apod. V CO2 sa zvárajú najmä konštrukcie z konštrukčných uhlíkových a nízkolegovaných ocelí (plynovody, naftovody, kostry lodí atď.). Pri tomto sa často používa zmes CO2 s 10 a viac % O2. Výhody poloautomatického zvárania CO2 z hľadiska nákladov a produktivity často vedú k náhrade za ručné oblúkové zváranie obalenými elektródami.

OBRÁBANIE.

Základné pojmy obrábania

- obrábanie je technologický proces, ktorým vytvárame povrch obrobku určitého tvaru, rozmeru a akosti postupným odoberaním alebo oddeľovanín častíc materiálu mechanickými, elektrickými, chemickými spôsobmi, prípadne ich kombináciou
- obrobok je obrábaný alebo už obrobený predmet
- obrábaná plocha je časť povrchu obrobku odstraňovaná obrábaním
- obrobená plocha je plocha výrobku vznikajúca obrábaním
- plocha rezu je plocha obrobku vznikajúca tesne za rezným klinom nástroja
- rezný pohyb je relatívny pohyb medzi nástrojom a obrobkom
- hlavný pohyb je zložka rezného pohybu, ktorý sa zhoduje so základným pohybom obrábacieho stroja. Koná ho buď nástroj alebo obrobok, môže byť točivý, priamočiary alebo zložený
- p o s u v je pohyb nástroja alebo obrobku, prípadne obidvoch, ktorý spolu
s hlavným pohybom umožňuje postupné odoberanie triesok. Spravidla sa koná v smere kolmom na smer hlavného pohybu a to plynule alebo prerušovane
- rezná rýchlosť je rýchlosť rezného pohybu; obyčajne sa počíta za reznú rýchlosť hlavného pohybu. Označuje sa písmenom “v“ a udáva sa v m/min alebo m/sec. Pri rotačných pohyboch sa počíta podľa vzorca:
kde D je priemer obrobku alebo nástroja v mm
n je počet otáčok nástroja alebo obrobku za minútu
- rýchlosť posuvu je dráha, ktorú vykoná rezný klin nástroja voči obrobku v smere posuvu za jednotku času
- prísuv je pohyb nástroja alebo obrobku, ktorým sa nastavuje nástroj do pracovnej polohy
- hĺbka rezu je vzdialenosť medzi plochou obrábanou a obrobenou, meraná kolmo na obrobenú plochu. Označujú ju písmenom t (mm).

2. OBRÁBANIE DIER

Obrábanie dier je v strojárenskej technológií pomerne časté. Vyplýva to z ich určenia, pretože slúžia nielen k ukladaniu hriadeľov a osí, ku spájaniu skrutkami atď., ale aj pre cesty kvapalín a plynov a na ďalšie účely. Obrábanie dier patrí medzi spôsoby obrábania vnútorných plôch strojových súčastí. Tvary týchto plôch bývajú rôzne, a to podľa ich funkcie. Najčastejšie sú rotačné, ich obrábanie je v porovnaní s nerotačnými menej náročné. Výklad v tomto celku bude zameraný iba na obrábanie vnútorných rotačných plôch vŕtaním a vyvŕtavaním.

2.1 Základné pojmy

Pri volbe technológie vŕtania, resp. vyvŕtavania, sa vychádza z konštrukčných požiadaviek na tvar a rozmery; konkrétne podľa charakteru vstupujúcich polovýrobkov, so zreteľom na požiadavky kvality a hospodárnosti.

2.1.1 Konštrukčné požiadavky

Diery zhotovujeme vŕtaním zvyčajne do plného materiálu, alebo vyvŕtavame už existujúce diery a podľa požiadaviek na presnosť sa ešte vyhrubujú a vystružujú.

Pri vŕtaní záleží na tom, či ide o diery priechodné alebo nepriechodné. Vŕtanie priechodných dier je z technologického hľadiska ľahšie. Nepriechodné diery sa musia vŕtať so zreteľom na ich ukončenie, na zabezpečenie presnej hĺbky vŕtania, na nutnosť odrezávania zbytku triesky na dne diery a takisto na úpravu zakončenia pri rezaní závitov.

Hĺbka vŕtania pri ručnom posuve sa zisťuje na merítku upevnenom na pohyblivej pinole vŕtačky, zatiaľ čo šípka je nepohyblivo uchytená na stroji. Pri mechanickom posuve sa zabezpečuje zvolená hĺbka vŕtania nastaviteľnými narážkami. Pri automatickej výrobe sa hĺbka vŕtania riadi programom.

Zbytok triesky zo dna diery sa odrezáva tak, že vrták vykoná po zastavení osového posuvu ešte niekoľko otáčok.

Napriek tomu, že sa v praxi vyskytujú prevážne diery valcového tvaru, môže nastať nutnosť obrábať diery kužeľové. Nehlboké kužeľové diery možno obrábať sústružením a rovnako vystružovaním dier valcových. Hlbšie kužeľové diery je výhodné vyvŕtať pomocou prípravkov.

V praxi sú bežné aj diery s rozdielnymi priemermi alebo zápichmi. Ak je nutné obrábať diery s rozdielnymi priemermi, je vhodné voliť postup obrábania od menších priemerov k väčším. Z technologického hľadiska je účelné zväčšovanie priemerov diery smerom od ich začiatkov (obr. 2.1a). Diery so zápichmi (obr. 2.1b) sa zvyčajne vyvŕtavajú.

Obr. 2.1 Priechodná diera
a – s rôznymi priemermi, b – so zápichom

Obrábanie diery rôznych priemerov od desatín mm až po niekoľko stoviek mm, zvlášť extrémnych veľkostí v jednom i druhom smere, je technologicky náročné. Vývoj i prax postupne vymedzujú oblasti použitia rôznych metód obrábania. Pre zhotovovanie priemerov od niekoľko desatín do jedného mm sa používajú mikrovrtáky. Stále viac sa aplikujú i niektoré nekonvenčné metódy, napr. tok elektrónov, laser a pod. Diery o priemere do 10 mm sa vŕtajú zvyčajne skrutkovitými vrtákmi. Ak majú priemery nad 4 mm, sú osadené britmi zo SK. Pre vŕtanie priemerov nad 10 mm je výber širší. Používajú sa skrutkovité i kopinaté vrtáky a stále častejšie i vŕtacie hlavy.

Rozlišujú sa diery normálnej hĺbky a hlboké diery, u nich hĺbka presahuje priemer viac ako 10-krát. Pri vŕtaní hlbokých dier sa nedá bežným spôsobom zabezpečiť presnosť vedenia nástroja pre jeho nedostatočnú tuhosť. Tu sa zvyčajne využíva princíp samonavádzania. Pre túto metódu bolo vyvinutých veľa presných a výkonných nástrojov.

Kvalita obrábania dier znamená tvarovú a rozmerovú presnosť, priamosť osy diery a drsnosť jej steny. Každá z používaných metód však spĺňa kvalitatívne ukazovatele len do určitej miery.

2.1.2 Kinematika vŕtania

Hlavný rotačný pohyb i posuv v smere osy pri vŕtaní koná zvyčajne nástroj. Pri vŕtaní hlbokých dier koná hlavný pohyb obrobok. Zloženie rotačného a priamočiareho pohybu opisuje každý bod na ostrí nástroja skrutkovice (na valci, resp. na kuželi).
Rýchlosť hlavného rezného pohybu na obvodu nástroja je rezná rýchlosť
V =  . d . n
1000
kde d je priemer vrtáku v mm
n - otáčky vrtákov v min-1

Rýchlosť smerom k osi vrtáka sa postupne zmenšuje do nuly.
Posuv sa zvyčajne udáva:
- na otáčku
sot = vf
n
- na zub
sz = vf
z. n
Hĺbka rezu h je daná:
- polovicou priemeru nástroja pri vŕtaní plného materiálu(obr. 2.2a),
- rozdielom polomerov pri vŕtaní vopred zhotovenej diery(obr. 2.2b)
h = D – D0
2

Obr. 2.2 Hĺbka rezu
a – pri obrábaní skrutkovitým vrtákom, b – u vopred zhotovenej diery

2.2Vŕtanie kratších dier

Spôsob vŕtania bezprostredne súvisí s druhom vŕtacieho nástroja. Pre vŕtanie do plného materiálu sa používajú skrutkovité a kopinaté vrtáky a vŕtacie hlavy. Pre obrábanie vopred zhotovenej diery sa používajú taktiež vrtáky a naviac aj výhrubníky a výstružníky.

2.2.1 Skrutkovité vrtáky

Skrutkovitý vrták je dvojbritvý nástroj s britmi naostrenými symetricky ku osi. Patria medzi nástroje s vonkajším odvodom triesky. Dve drážky, ktoré slúžia k prívodu reznej kvapaliny a k odvodu triesok, sú zhotovené v skrutkovici (obr. 2.3).

Obr. 2.3 Skrutkovité vrtáky s rôznym sklonom drážok
a – bežný typ, b – menší uhol sklonu drážky, c – väčší uhol sklonu drážky

Bežný typ skrutkovitého vrtáka tvorí rezná časť (s drážkami) a upínacia časť, ktorá je valcová alebo kužeľová. Valcová stopka sa uplatňuje u vrtákov menších priemerov (do 12 mm) a upína sa do vŕtacej hlavy. Vrtáky väčších priemerov sa upínajú priamo vo vretene stroja kužeľovou stopkou.

Obr. 2.4 Profil reznej časti skrutkovitého vrtáka
1 – priečne ostrie, 2 – fazetka

Reznú časť zakončuje špička s dvoma britmi, ktoré zvierajú uhol . Jeho veľkosť sa volí podľa obrábaného materiálu: pre bežné ocele a šedú liatinu je 116 - 118, pre tvrdšie materiály 130 – 160 a pre mäkké materiály 80 - 90.

Profil reznej časti je na obr. 2.4. Brity spojuje priečne ostrie, ktoré vzniká ako priesečník obidvoch chrbtových plôch. Dĺžka priečneho ostria závisí na priemere jadra d0, tj. na hĺbke a tvare drážok a na uhle jeho sklonu k hlavnému ostriu vrtáka p. Fazetka slúži k odľahčeniu pri trení vrtáka o stenu diery a vedie ho v diere.

Uhol čela 0 býva zvyčajne kladný, zmenšuje sa od obvodu k jadru. Jeho veľkosť závisí na sklone drážky. Pre vŕtanie tvrdších materiálov sa volí 0 menší, a tým je aj uhol sklonu drážky menší (obr. 2.3b). Pre vŕtanie mäkkších materiálov sa volí naopak uhol čela väčší a sklon drážky rovnako väčší (obr. 2.3c).

Smerom k stopke sú drážky plytšie a priemer jadra sa zväčšuje, čo zvyšuje torznú tuhosť a ohybovú pevnosť vrtákov. Smerom k stopke sa priemer vrtáka zmenšuje, približne o 0,02 až 0,08 mm na 100 mm dĺžky reznej časti, aby sa zmenšilo trenie o steny diery.

Torzná tuhosť vrtákov sa výrazne zvyšuje úpravou profilu. Jeden spôsob úpravy vrtákov z RO je na obr. 2.5, kde plná čiara označuje upravený profil a prerušovaná čiara klasický profil vrtákov. Vzhľadom k rozloženiu šmykových napätí v priereze vrtáka bol odvodený vzťah pre vyjadrenie pomernej torznej tuhosti
Kt = dv . 100
de

Obr. 2.5 Profil skrutkovitého vrtáka so zvýšenou torznou tuhosťou

Torzná tuhosť vrtáka je teda daná vzťahom priemeru kružnice dv vpísanej do rebra nástroja ku jeho efektívnemu priemeru de. Úprava nástroja umožňuje vŕtať diery do hĺbky až 15D i u ocelí s pevnosťou 1000 Mpa.

Plocha chrbta sa upravuje podbrusovaním. Tým sa preostrujú i otupené vrtáky. Existuje niekoľko spôsobov ostrenia. Najčasteším je ostrenie na kužeľovú plochu, pričom os kužeľa mimobežná s osou vrtáka (obr. 2.6) je odklonená o uhol , takže vzdialenosť jeho vrcholu od osi vrtáka lv = 1,19D. Vyosenie kužeľa je D/15.

Obr. 2.6 Schéma ostrenia skrutkovitého vrtáka na kužeľovú plochu

Optimálny uhol chrbta 0 závisí od priemeru vrtáka a od tvrdosti obrábaného materiálu. U vrtákov s priemerom pod 1 mm sa volí uhol chrbta až 20, u vrtákov s priemerom nad 30 mm len 10. Pri vŕtaní mäkkších materiálov sa volí 0 väčší ako pri vŕtaní tvrdších materiálov.

Priečne ostrie sa skracuje o hodnotu 2a vzbrúsením (obr. 2.7). Tým sa zmenší osová zložka reznej sily až o 30%.

Obr. 2.7 Skrutkovitý vrták so skráteným priečnym ostrím

Obr. 2.8 Skrutkovitý vrták s lomeným ostrím

Aby sa znížilo nebezpečenstvo vylamovania britu, zhotovujú sa niekedy brity s lomeným ostrím (obr. 2.8).

Odvádzanie triesky z miesta rezu je u vrtákov všetkých typov značne obtiažné. U skrutkovitých vrtákov toto odvádzanie umožňuje ich delenie pomocou drážok na chrbtovej ploche.

Najrozšírenejšie sú vrtáky z RO. U väčších priemerov sa zvyšujú ich rezné podmienky pripájaním reznej doštičky zo SK (obr. 2.9).

Obr. 2.9 Skrutkovitý vrták s pripojenou doštičkou zo SK

Skrutkovité vrtáky sú normalizované v STN a vyrábajú sa v rôznych formách: s kužeľovou alebo valcovou stopkou, ľavorezné alebo pravorezné, s normálnou, strmou alebo nízkou skrutkovicou, mormálnej dĺžky alebo predĺžené.

Ďalším vývojovým stupňom sú vrtáky s vymeniteľnými reznými doštičkami a s drážkami rovnobežnými s osou vrtáka (obr. 2.10). Majú pomerne vysokú torznú a ohybovú tuhosť a sú vhodné pre výkonné a presné vŕtanie priechodných i nepriechodných krátkych dier s priemerom nad 15 mm na konvenčných strojoch i na obrábacích centrách.

Teleso vrtáka (obr. 2.10) sa osádza párovo dvoma i viac doštičkami odlišných tvarových kombinácií z rôznych SK. Úber materiálu v celom priereze závisí na presnosti uloženia a na vzájomnom prekrytí doštičiek. Poloha vnútornej doštičky určuje presnosť rozmeru diery.

Obr. 2.10 Vrták s vymeniteľnými reznými doštičkami
1 – teleso vrtáka, 2 – rezné doštičky, 3 – kanáliky na reznú kvapalinu

Rezné doštičky sa upínajú do lôžka v telese vrtáka buď priamo, alebo u väčších vrtákov pomocou kaziet (obr. 2.11), ktoré uľahčujú výmenu a chránia lôžko pred opotrebením. Takisto umožňujú zmenu pracovného priemeru vrtáka.

Obr. 2.11 Kazeta pre upínanie rezných doštičiek do vŕtacích hláv

Rezná kvapalina sa k miestu rezu privádza kanálmi, ktoré ústia do čela nástroja. Prúd kvapaliny súčasne odplavuje triesku drážkami.

Skrutkovité vrtáky i s vymeniteľnými doštičkami patria medzi vŕtacie nástroje s vonkajším odvodom triesky, čo neprispieva kvalite obrábania. U prvých typov možno dosiahnuť presnosť IT 10, u druhých IT 8 pri drsnosti Ra = 3,2 m.

2.2.2 Kopinaté vrtáky

Kopinaté (ploché) vrtáky patria do skupiny dvojbritvých nástrojov s priečnym ostrím a s vonkajším odvodom triesky. Súčasné typy týchto nástrojov (obr. 2.12) tvoria teleso, do ktorého sa upína rezná doštička z RO alebo SK. Do stroja sa upína kužeľom.

Uhol čela sa zhotovuje podľa obrábaného materiálu: pre mäkkšie býva väčší, pre tvrdšie menší až záporný. Uhol chrbta sa obvykle volí 7. Na čele vrtáka sa zhotovuje vytvárač triesky a na chrbte drážky pre ich delenie (obr. 2.13).

Obr. 2.12 Kopinatý vrták s vymeniteľnou reznou doštičkou

Kopinaté vrtáky sa konštruujú pre diery priemerov 25 až 150 mm. Výhodou je, že pre určitú skupinu priemerov dier sa dá použiť jedno teleso a vymieňajú sa iba rezné doštičky.

Vysoká tuhosť telesa a pevnosť špičky umožňuje vŕtanie velkých priemerov do plného materiálu s pomernou presnosťou, ale s nižšou kvalitou povrchu. Tieto vrtáky majú pri veľkom zaťažení vlastné tlmenie a umožňujú pracovať s pomerne veľkými posuvmi.

Pre pomocné práce i v hromadnej výrobe sa často používajú rôzne typy združených nástrojov.

Obr. 2.13 Geometria britu reznej doštičky kopinatého vrtáka
1 – vytvárač triesky, 2 – drážky

2.3 Vŕtanie hlbokých dier

Hlavný problém pri vŕtaní hlbokých dier je presné navádzanie nástroja a odvádzanie triesky z miesta rezu. V súčasnej praxi sa to rieši aplikáciou princípu samonavádzania a trieska sa odplavuje reznou kvapalinou privádzanou k miestu rezu pod určitým tlakom. Podmienkou plynulého vyplavovania je vhodne delená trieska.

Princíp samonavádzania nástroja je založený na stálom zabezpečení polohy nástroja voči osy diery. Jediným miestom dotyku nástroja a obrobku nie je len ostrie nástroja. Tým sa líši metóda samonavádzania od iných obrábacích metód. Preto sa musia u týchto nástrojov uvažovať normálne a trecie sily pôsobiace v mieste styku vodítok a povrchu diery.

2.3.1 Vrtáky s vonkajším odvodom triesky

Nástroje tohto typu sa vyskytujú v niekoľkých modifikáciach. Ich použitie závisí od priemeru a hĺbky diery.
Na obr. 2.17 je typ vrtáka s pripojenou reznou doštičkou 1 s lomeným ostrím. Ostrie je upravené asymetricky so špičkou mimo os nástroja, takže vzniká výrazná radiálna zložka reznej sily, ktorú zachytávajú vodítka 2. Nástroj 3 je k vŕtacej tyči 6 pripojovaný. Odstupňované ostrie uľahčuje delenie triesky. Otvorom 4 priteká rezná kvapalina k miestu rezu a vyplavuje triesku drážkou 5.

Obr. 2.17 Jednobritvý vrták s vonkajším odvodom triesky

Inou modifikáciou je jednodrážkový vrták, u ktorého funkciu reznej doštičky vykonáva hlava 1 s drážkou tvaru V a s lomeným asymetrickým usporiadaním ostria (obr. 2.18). Hlava sa pripája k valcovému telesu 4 s drážkou, ktoré je uložené v púzdre a upnuté v stroji. Rezná kvapalina sa privádza otvrom 5 a odplavuje triesku drážkou.

Obr. 2.18 Vrták s vŕtacou hlavou a s vonkajším odvodom triesky

Modifikácia jednodrážkového vrtáka na obr. 2.17 sa používa iba vo výnimočných prípadoch vzhľadom k nízkej produktivite. Modifikácia na obr. 2.18 je produktívnejšia, a preto sa používa k vŕtaniu dier s priemerom 3 až 20 mm až do hĺbky 1500 mm. V oboch prípadoch vykonáva hlavný pohyb obrobok. Brity aj vodítka sú u oboch variantov zo SK.

2.3.2 Vrtáky s vnútorným odvodom triesky

Nástroje tohto typu predstavujú v súčasnej dobe zmes špeciálnej vŕtacej hlavy. Plochým závitom sú spojené s dutými nástavcami alebo s vŕtacími tyčami.

Vŕtacie hlavy s vnútorným odvodom triesky sa osádzajú reznými doštičkami obvykle z výkonných SK. Jednoduché alebo zdvojené vodítka vyrobené rovnako z SK sú dve, zatiaľčo počet rezných doštičiek je rôzny.

Vŕtacie hlavy do priemeru dier asi 30 mm sa osádzajú jednou až troma reznými doštičkami pripojenými k hlave. Vŕtacia hlava pre vŕtanie plného materiálu osadená troma reznými doštičkami a dvomi vodítkami je na obr. 2.19. Na obr. 2.20 je výkonná vŕtacia hlava osadená siedmymi reznými doštičkami a dvomi zdvojenými vodítkami pre vŕtanie dier väčších priemerov do plného materiálu. Doštičky sú vymeniteľné a upevňujú sa kazetami.

Obr. 2.19 Vŕtacia hlava (BTA) pre obrábanie do plného materiálu

Obr. 2.20 Vŕtacia hlava (BTA) pre obrábanie väčších priemerov do plného materiálu

Oba typy vŕtacích hláv pre obrábanie do plného materiálu používajú pre vyplavovanie triesky pretlakový systém (BTA). Rezná kvapalina s tlakom 4 až 6 Mpa postupuje cez utesňovacie objímky priestorom medzi telesom hlavy a stenou diery k miestu rezu a vyplavuje triesku dutinami hlavy do dutej vŕtacej tyče, na ktorej je hlava naskrutkovaná.

Iný systém vŕtacích hláv pre obrábanie dier do plného materiálu pracuje na princípe odsávania triesky (ejektorový systém). Rezná časť hlavy je obdobná ako u pretlakového systému. Rozdiel spočíva v spôsobe vyplavovania triesky. Vŕtacia hlava je rovnako spojená s dutou vŕtacou tyčou plochým závitom. Vo vnútri vŕtacej tyče je však vložená rúrka, do ktorej ústia dutiny hlavy a do ktorej smeruje aj rezná kvapalina s trieskou. Vnútorná rúrka má v blízkosti svojho konca vo vŕtacej hlave perforáciu, ktorou preteká časť reznej kvapaliny. Táto kvapalina sa k miestu rezu privádza pod tlakom len 0,5 až 2,0 Mpa medzikružím medzi rúrkou a vŕtacou tyčou. Pri pretekaní perforovanými otvormi vyvoláva sací efekt v rúrke, a tým strháva z miesta rezu triesku. Pri vŕtaní dier s priemerom nad 120 mm do plného materiálu je množstvo odrezávaného materiálu už nadmerné a rezný odpor značne narastá. Preto je vhodné používať pre väčšie priemery systém vŕtania na jadro, kde sa materiál odrezáva len v medzikruží so šírkou 20 až 50 mm podľa priemeru a uprostred zostáva celistvé jadro s priemerom D1. Na obr. 2.21 je vŕtacia hlava pre priemery dier 120 až 250 mm. Hlava 1 s plochým závitom 2 je osadená štyrmi reznými doštičkami 3, upevnenými kazetami 4 a rozmiestnenými tak, aby sa odrezával materiál po celej ploche medzikružia. Vedenie hlavy zabezpečujú dve trojdielne vodítka 5. Odrezané jadro sa posúva vnútorným otvorom hlavy a vŕtacej tyče spolu s trieskou.

Obr. 2.21 Vŕtacia hlava pre systém vŕtania na jadro

Na obr. 2.22 je iný typ hlavy pre vŕtanie dier s priemerom nad 200 mm na jadro. Hlava je osadená piatymi reznými doštičkami.

Obr. 2.22 Vŕtacia hlava pre vŕtanie väčších priemerov na jadro

Systém samonavádzania vŕtacích nástrojov zabezpečuje tvarovú presnosť a priamosť osy diery. Vnútorný odvod triesky a hladiaci účinok vodítok umožňuje získavať diery s kvalitným povrchom s drsnosťou Ra = 1,6 m i nižšou. Metódy slúžia predovšetkým k vŕtaniu hlbokých dier, niekedy až do hĺbky 2500 mm.

Väčšie priemery (avšak často aj priemery menšie) sa obrábajú vyvŕtavaním. V súčasnej dobe sa však stále častejšie používajú vrtáky na hlboké diery i pre vŕtanie kratších dier, kde sa prejavuje ich výkonnosť a kvalita práce.

2.4 Vyvŕtavanie dier

Vyvŕtavním sa obrábajú kratšie aj hlboké diery. Vyvŕtavacie operácie sa prevádzajú nielen na špeciálnych vyvŕtavacích strojoch, ale aj na bežných vŕtačkách, frézkach, sústruhoch a takisto NC výrobných centrách.

2.4.1 Spôsoby vyvŕtavania

Pre obrábanie sa používajú vyvŕtavacie tyče osadené nožmi alebo hlavami rôznych typov. Niektoré typy nožov sú na obr. 2.23. Ich upínanie je u moderných systémov stavané s veľkou presnosťou.

Obr. 2.23 Nože pre vyvŕtavanie dier

Pre vyvŕtavanie kratších dier sa používajú letmé vyvŕtavcie tyče s nastavitelným nožom alebo reznou časťou osadenou reznou doštičkou (obr. 2.24). Letmé vyvŕtavcie tyče sa uplatňujú pri obrábaní dier s priemerom 2 až 20 mm.

Obr. 2.24 Letmá vyvŕtavacia tyč

Pri práci na vodorovnej vyvŕtavačke sa používajú letmé vyvŕtacie tyče upnuté priamo do vretena stroja, aj vyvŕtavacie tyče pre obrábanie diery viac vzdialenej od vretena, resp. sústavy súosových dier. Tuhosť tyčí sa zvyšuje ich uchytením do operného ložiska.

Pre priemery kratších dier do 150 mm sa používajú presné nastavitelné jednobritvé hlavy s vymenitelnými doštičkami (obr. 2.25) letmého uloženia. Nastavitelné zariadenie pracuje na princípe mikrometrickej skrutky s presnosťou až 0,005 mm.

Obr. 2.25 Vyvŕtavacia hlava s presne nastavitelným britom

Vyvŕtavanie kratších dier s priemerom do 500 mm umožňujú rôzne typy nástrojov. Na obr. 2.26 je dvojbritvá hlava s presným nastavovaním priemeru. Teleso nástroja sa upína do vretena kužeľom.

V kusovej i v sériovej výrobe pri obrábaní na frézkach, vŕtačkách, vyvŕtavačkách i na súradnicových strojoch sa rovnako uplatňujú univerzálne čelné a vyvŕtavacie hlavy so sadou vymeniteľných nástrojov.

Obr. 2.26 Nastaviteľná vyvŕtavacia hlava pre priemery do 500 mm
1 – teleso nástroja, 2 – predlžovacie rameno, 3 - držiaky

Obr. 2.27 Univerzálna čelná a vyvŕtavacia hlava

Vyrábajú sa s pracovným rozsahom do priemeru 1200 mm (obr. 2.27). Hlava 1 sa do vretena stroja upína kužeľom. Sane 2 sa posúvajú kolmo na os vretena. Nástroje 3 a 4 sa upínajú do hniezd na čele a pre väčšie priemery na boku, tj. kolmo k osi vretena. Po osadení sa poloha nástroja nastavuje radiálnym posuvom saní.

Hlboké diery sa vyvŕtavajú vyvŕtavacími hlavami zvyčajne s jednou reznou doštičkou (obr.2.28).

Obr. 2.28 Vyvŕtavanie dier velkej hĺbky vyvŕtavacou hlavou s jednou reznou doštičkou
a – smerom dopredu, b - zpätné

Vývoj vyvŕtavacích nástrojov stále smeruje k zvyšovaniu výkonnosti obrábania aj kvality výroby. Existujú konštrukcie letmých vyvŕtavacích tyčí pre obrábanie dier malých priemerov rádovo do niekoľko mm. Vyvíjajú sa rovnako systémy prenosného charakteru pre obrábanie aj v montážnych podmienkach. Značná pozornosť sa venuje nástrojom stavebnicového typu, vhodným pre kusovú aj sériovú výrobu.

2.4.2 Geometria britu

U britov vyvŕtavacích nástrojov je uhol chrbta o niečo väčší ako u sústružníckych nožov, kôli zakriveniu steny diery. Uhol nastavenia sa volí taktiež väčší, aby sa zmenšila radiálna zložka reznej sily a zabránilo sa priehybu vyvŕtavacej tyče (r = 75 až 90):
-brity RO: 0 = 6 až 25, 0 = 13 až 18,
-brity SK: 0 = 5 až 10, 0 = 12 až 16.

Záporné uhly čela nie sú vhodné, pretože zvyšujú nebezpečenstvo rozkmitania sústavy. Uhol nastavenia vedľajšieho ostria r = 4 až 6, čo prispieva k znižovaniu drsnosti. Polomer špičky r je obvykle 0,2 a 0,5 mm. U vyvŕtavacích hláv sa volia menšie uhly nastavenia, aby vznikol potrebný tlak na vodítka.

Vyvŕtavacie nože pre priechodné diery sa upínajú kolmo na os tyče, čo zabezpečuje väčšiu tuhosť upnutia (obr. 2.29a). Pre obrábanie otvorov a zápichov sa nôž upína šikmo na os pod uhlom 25 až 30 (obr. 2.29b).

Obr. 2.29 Upínanie dožov do vyvŕtavacej tyče
a – kolmo na os tyče, b – šikmo na os tyče

Nástroje pre jemné vyvŕtavanie sa osádzajú prevažne britmi zo SK. Uhol chrbta je 5 až 10 a uhol nastavenia 85 až 90. Dosahuje sa pri tom rozmerovej presnosti IT 8 až IT 5 pri drsnosti Ra = 1,6 až 0,4 m.

2.5 Výrobné zariadenia

Výrobné systémy pre obrábanie dier sa zvyčajne delia na stroje pre vŕtanie (vŕtačky) a stroje pre vyvŕtavanie (vyvŕtavačky). Súčasné stroje umožňujú popri základných úkonoch (vŕtanie, vyvŕtavanie, vyhrubovanie, vystružovanie, zahlubovanie) aj iné operácie, napr. rezanie vnútorných závitov.

Pre obrábanie dier sa však používajú aj iné druhy strojov, napr. sústruhy, frézy a číslicové výrobné centrá.

2.5.1 Vŕtačky

Vŕtačku väčšinou tvorí stĺp, stojan alebo skriňa ako základná časť, ktorá nesie ostatné časti a zároveň zachytáva sily vznikajúce pri obrábaní. Ďalšími časťami sú prevodové skrine, vretená, upínacie systémy pre nástroje aj obrobky, zariadenia pre chladenie a pohonné jednotky (elektromotory).

Dôležitou časťou vŕtačky je vreteno konajúce súčasne hlavný (rotačný) pohyb aj osový posuv. Jeho uloženie musí zaručovať kľudný a presný chod nástroja. Rotačný pohyb dodáva vretenu elektromotor E cez prevodovú skriňu (obr. 2.30). Osový pohyb vretena 1 umožňuje pinola 2, ktorou vreteno prechádza. Pinola sa neotáča, ale len axiálne posúva pomocou ozubenej tyče a pastorku. Rotačný pohyb od prevodovej skrine na vreteno sa prenáša prostredníctvom drážkového hriadeľa 3. Pinola sa pri osovom pohybe vretena opiera o axiálne valčeky ložiska 4. Ručný posuv sa realizuje mechanicky pákou od pomocného elektromotora cez posuvovú skriňu.

Obr. 2.30 Vreteník vŕtačky s pinolou

Obrobky sa upínajú buď priamo na pracovný stôl vŕtačky, alebo deliacou hlavou a inými prípravkami do zveráka. Velkosť vŕtacích strojov je väčšinou úmerná výkonu, tj. priemeru vŕtanej diery.

Vŕtacie stroje sa delia podľa polohy vretena na vertikálne a horizontálne, podľa počtu vretien na jednovretenové a viacvretenové a podľa možnosti prestavenia vretena na stroje s premenným alebo nepremenným uložením vretena. Toto delenie platí pre konvenčné stroje. NC systémy sa delia podľa iných kritérií.

Do skupiny vertikálnych jednovretenových vŕtačiek s nepremenným uložením vretena patria stolné, stĺpové a stojanové vŕtačky. Používajú sa v kusovej aj sériovej výrobe.

Stolné vŕtačky vŕtajú otvory maximálne do priemeru 20 mm. Väčšie typy majú vreteník posuvný po stĺpe, čo umožňuje vŕtať obrobky rôznych velkostí. U menších typov (do priemeru diery 6 mm) sú vreteníky pevné, namiesto stĺpu má vŕtačka pevný stojan a pracuje s vysokými otáčkami. Pri priemere vrtákov pod 1 mm sú otáčky až 20000 min-1.

Stĺpové vŕtačky (obr. 2.31) majú zvyčajne vreteník 1 stavaný podobne ako väčšie typy stolných vŕtačiek. Líšia sa dlhým stĺpom 2, na jeho hornej časti sa výškovo aj otočne nastavuje vreteník a na dolnej časti pracovný stôl 3 pomocou ozubenej tyče a pastorku. Stĺp je ukotvený v základovej doske 4, ktorá má upínaciu plochu pre väčšie obrobky.

Obr. 2.31 Stĺpová vŕtačka

Stojanové vŕtačky (obr. 2.32) majú pevný stojan 1 skriňového tvaru spojený so základovou doskou 2 a slúži na vŕtanie väčších otvorov. Prevodová skriňa 3 je je pevne osadená na hornej časti stojana. Vreteník 4 je vertikálne nastaviteľný po vedení stojana spolu s posuvnou skriňou 5. Po tomto vedení sa posúva pracovný stôl (ako ukazujú šípky pohybu s1 a s2 na obr. 2.32).

Obr. 2.32 Stojanová vŕtačka

Do skupiny vertikálnych jednovretenových vŕtačiek s premenným uložením vretena patria radiálne (otočné), súradnicové a prenosné vŕtačky.

Radiálne vŕtačky (obr. 2.33) vykonávajú takmer všetky vŕtacie operácie (vrátane rezania závitov) na stredne veľkých a veľkých obrobkoch, čo umožňuje značný počet možností nastavovania nástroja do pracovnej polohy, a tým odpadá ďalšia nutná manipulácia s obrobkami. Stroje majú pevný kruhový stĺp1 pevne spojený so základovou doskou 2, ktorá zároveň nesie pracovný stôl. Na stĺpe sa vertikálne posúva rameno 3 a otáča sa o 360. Niektoré typy majú skriňový stojan, ktorý sa otáča na axiálnom ložisku. Po ramene sa horizontálne posúva vreteník 4 s hlavným elektromotorom E1. Reverzný elektromotor E2 slúži k manipulácii s ramenom. Vreteník je šikmo nastavitelný, čo umožňuje vŕtať aj sklonené diery. Velký rozsah otáčok vretena av aj posuvu sv prispieva spolu s reveznými otáčkami vretena k širokému uplatneniu týchto strojov. Pri použití prípravkov sa dá používať aj v sériovej výrobe.

Obr. 2.33 Radiálna vŕtačka

Súradnicové vŕtačky obrábajú presné diery s presnými rozsahmi. Umožňujú nastavenie vretena voči obrobku vo dvoch na seba kolmých súradniciach ležiacich v horizontálnej rovine, a to opticko-mechanickým zariadením. Dosahuje sa na nich presnosť dier IT 5 až IT 2 a presnosť rozsahov až v tisícinách mm. Používajú sa v kusovej výrobe pre najpresnejšie práce. Vybavujú sa presnými prípravkami, napr. optickými deliacimi hlavami apod. Vyrábajú sa ako jednostojanové s krížovým pracovným stolom na obrábanie menších obrobkov. Dvojstojanové vŕtačky majú v pozdĺžnom smere nastavitelný stôl a priečnom smere nastavitelný vreteník. Priečnik sa zvislo pohybuje na stojanoch. Niektoré typy majú ešte bočný vreteník pohyblivo umiestnený na jednom zo stojanov.

Prenosné vŕtačky obrábajú diery v ťažkých súčastiach a pri montážach. Vŕtačku tvorí stĺp upevnený na saniach, pohybujúci sa po vedení dosky, ktorá sa dá priskrutkovať na improvizovaný základ, na základovú dosku alebo priamo na rozmerovú súčasť. Po stĺpe sa vertikálne, horizontálne aj otočne pohybuje rameno. Na jednom jeho konci je na kĺbe uchytený vreteník, ktorý sa dá šikmo nastavovať, a preto nástroj môže byť v ľubovolnej polohe.

Zo súboru konvenčných strojov sa v sériovej výrobe používajú rôzne typy viacvretenových vŕtačiek. Majú pevné alebo nastavitelné vretená, a to v rade alebo v rovine.

Horizontálne vŕtacie stroje sú určené predovšetkým na vŕtanie hlbokých dier. Svojou konštrukciou predstavujú sústruh špeciálneho určenia. Skladajú sa z dlhej lože, na jej jednom konci je upevnený vreteník so sklíčidlom. Po loži sa pohybuje hlavný suport, ktorý posúva vŕtaciu tyč. K hlavnému suportu sa privádza rezná kvapalina. Pomocný suport vedie vŕtaciu tyč. Obrobok je upnutý v sklíčidle a podopretý lunetou.

2.5.2 Vyvŕtavačky

Konštruujú sa ako horizontálne alebo vertikálne. Horizontálne sú stolové alebo doskové. Na obr. 2.34 je konvenčná horizontálna stolová vyvŕtavačka.

Obr. 2.34 Horizontálny vyvŕtavací stroj

Základ tvoria lože1, ktoré majú vedenie po pozdĺžnych saniach 2, na nich sa pohybujú priečne sane 3 s otočným pracovným stolom 4. Na ľavej strane loží je stojan 5, po ktorom sa zvislo pohybuje vreteník 6 s pracovným vretenom 7 a upínaciou lícnou doskou 8. Vreteno koná hlavný rotačný pohyb av aj posuv sv. Na pravej strane loží je pozdĺžny nastavitelný oporný stojan 9, po jeho vedení sa viazane s pohybom vretena posúva oporné ložisko 10.

Doskové vyvŕtavačky nemajú pracovný stôl a obrobok sa upína na upínaciu dosku.

Veľkosť vyvŕtavačiek sa udáva podľa priemeru pracovného vretena. Klasické stolové vyvŕtavačky sa vyrábajú do priemeru 300 mm.

Jemné vyvŕtavacie operácie sa prevádzajú na horizontálnych aj vertikálnych strojoch. Vyžaduje sa pevná konštrukcia skeletu s masívnymi vyvŕtavacími tyčami, s dokonale uloženými vretenami a s dynamickým vyvážením všetkých rotujúcich častí.

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Zváranie, vŕtanie, obrábanie