V každé dílně, ať už profesionální, nebo hobby, se mnohdy setkáváme s potřebou vytvořit otvor, který je nejen přesný, ale také specifického tvaru. Často se stává, že nemáme po ruce nástroj, který právě potřebujeme, a improvizujeme. Právě zde se uplatní frézovací vrták, který je dobré mít po ruce vždy.
Mohli bychom ho zadefinovat, že „jde o vrták, který může i frézovat“, nebo „jedná se o frézu, se kterou lze vrtat“. Tento nástroj efektivně řeší situace, kdy potřebujeme vyvrtaný otvor poněkud zvětšit nebo upravit do požadovaného tvaru. Část jeho dříku se na frézu také podobá a tak trochu evokuje žlutý kukuřičný klas.
Frézovací vrták HERMAN DM-31
Vrták HERMAN DM-31 patří do kategorie univerzálních frézovacích vrtáků (angl. Universal Milling drill, něm. Universal-Fräsbohrer). Pro práci tohoto nástroje, podobně jako pro práci vrtáku nebo frézy, je nutné, aby se otáčel. Úhel špičky frézovacího vrtáku HERMAN DM-31 je 135° s děleným hrotem (split point) a zábrusem podle DIN 1412 C. Krátká spirála přechází do tvaru frézy. Není to fréza v pravém slova smyslu, ale umožňuje na principu podobném frézování upravovat vyvrtané otvory.
Materiál a provedení
Frézovací vrtáky se nejčastěji vyrábějí s oválnou stopkou, ale občas se může na trhu objevit i ¼“ šestihran. Jsou vyrobeny z vysokolegované rychlořezné oceli M2, přesně takové, jako jsou vrtáky HERMAN HSS-G. Materiál M2 se používá v kvalitativně nejvyšší třídě vrtáků HSS-G a není vždy standardem u jiných výrobců. Povrch frézovacího vrtáku je zpevněn titanium-nitridovým povlakem (TiN), který mu „přidává“ na nárazuvzdorných vlastnostech. Povlak TiN vytváří na povrchu nástroje extrémně tvrdou a hladkou vrstvu, která výrazně zvyšuje jeho tvrdost, snižuje tření a zároveň chrání ostří proti opotřebení. To znamená, že vrták si déle zachová svou ostrost, méně se zahřívá a je schopen zvládnout i náročnější provoz bez ztráty výkonu. Tato úprava zajišťuje delší životnost nástroje a stabilně vysokou kvalitu řezu.
Díky preciznímu broušení je vrták schopen čistého a přesného řezu bez otřepů, což je zvláště důležité při práci se dřevem, kde záleží nejen na funkčnosti, ale i na výsledném vzhledu opracovaného místa.
Čtěte také: Typy vrtáků do betonu 40mm
Použití a univerzálnost
Univerzálním frézovacím vrtákem můžeme vrtat do kovu přesně tak, jako s vrtákem do kovu. Konstrukční parametry špičky frézovacího vrtáku HERMAN DM-31 v kombinaci se surovinou M2 však umožňují také vrtání do kovových materiálů vyšších tvrdostí. Jeho výhodou je právě možnost frézování. S malým průměrem vrtáku umíme vyhotovit různé velké otvory různého i nepravidelného tvaru. Stačí k tomu jen obyčejná vrtačka. Neměl by chybět v žádné montážní tašce mezi ostatními drobnostmi. Ne vždy totiž máme po ruce vrtací korunku nebo vykružovací nástroj potřebného průměru a ne vždy je po ruce přímočará nebo ocasní pila s potřebným pilovým listem.
Frézovací vrtáky do dřeva jsou nepostradatelným nástrojem všude tam, kde je třeba vytvářet nejen přesné, ale i tvarově specifické otvory. Oproti klasickým vrtákům umožňují nejen provrtání základního otvoru, ale také následné rozšíření nebo úpravu jeho tvaru pomocí bočního pohybu, tedy frézování. Tento princip činí z frézovacích vrtáků ideální řešení pro tvarování otvorů při montáži nábytku, instalacích, dřevostavbách nebo při výrobě dekorací a doplňků. Díky své univerzálnosti jsou oblíbené nejen u profesionálních řemeslníků, ale i u domácích kutilů, kteří hledají jednoduchý a efektivní způsob, jak si poradit s různými druhy otvorů v dřevě i dalších měkčích materiálech.
Po vytvoření pilotního otvoru lze vrták využít jako frézu a snadno jím „vyřezat“ například kruhové, čtvercové nebo i nepravidelné otvory, což je ideální při instalaci zásuvek, vypínačů, průchodů pro kabely nebo při konstrukci nábytku a interiérových prvků. Kromě dřeva je tento vrták vhodný i pro práci s dalšími měkkými materiály jako je překližka, sádrokarton, plasty nebo lehké kovy.
Vrtání do dřeva a správné nářadí
Vrtání do dřeva je jednou z nejčastějších činností v dílně. Když ale chcete, aby každý otvor seděl na milimetr a měl čisté hrany, vyplatí se znát několik zásad a sáhnout po tom správném nářadí. Bez vhodného vrtáku nemá smysl se do práce pouštět. Každý typ má své výhody a hodí se pro jiné situace. Důležité je vědět, jaký typ dřeva budete vrtat - měkké, tvrdé, překližku či lamino - a k čemu bude otvor sloužit.
Typy vrtáků do dřeva:
- Spirálový vrták - univerzální volba pro kolmé vrtání do dřeva, laminátu nebo dřevotřísky.
- Hadovitý vrták - ideální pro hluboké otvory v masivu a trámech.
- Plochý (kopinatý) vrták - rychlé vrtání větších průměrů, vhodný pro hrubší práce.
- Sukovník (Forstnerův vrták) - pro přesné, čisté otvory s rovným dnem (např. pro zapuštění pantů).
- Frézovací vrták - umožňuje nejen vrtání, ale i frézování otvorů a tvarů v dřevě.
Doporučené vybavení a techniky:
- Vrtání do dřeva nevyžaduje oproti jiným materiálům tolik síly, tudíž vám postačí vrtačka bez příklepu. Pokud byste vrtali se zapnutým příklepem, údery by mohly poškodit vlákna materiálu a zanechat kolem otvoru nevzhledné otřepy.
- Výbornou volbou je vrtačka s regulací otáček, která umožní přizpůsobit rychlost průměru vrtáku a tvrdosti dřeva.
- Pokud vrtáte často, a to nejen do dřeva, zvažte pořízení stojanové vrtačky.
- Otáčky a přítlak jsou zásadní pro kvalitu výsledného otvoru. Příliš vysoké otáčky mohou dřevo spálit, příliš nízké způsobí trhání vláken. Správnou rychlost vrtání a tlak na nástroj proto vždy přizpůsobte typu dřeva a průměru vrtáku. Přítlak musí být plynulý a přiměřený. Tvrdší dřeviny vyžadují pomalejší postup a více citu.
- Dobrá příprava je polovina úspěchu. Přesnost vrtání do dřeva začíná ještě před tím, než se hrot dotkne povrchu.
- Při opakovaném vrtání použijte vrtací šablonu, aby všechny otvory byly přesně stejné a v jedné linii.
- Pro vrtání bez otřepů podložte materiál zespodu kusem dřeva a přes místo vrtání nalepte papírovou pásku.
- Někdy potřebujete otvor nejen kolmý, ale i pod přesně daným úhlem. Šikmé vrtání do dřeva je běžné například při výrobě spojů nebo montáži konstrukcí.
- Při práci na konstrukcích, instalacích nebo výrobě nábytku se můžete setkat s potřebou vytvořit otvor o průměru větším než 20 mm. Správně zvolený nástroj a technika jsou zde klíčové pro zachování pevnosti materiálu i kvality okraje.
Bezpečnost při práci:
Ať už vrtáte malý otvor nebo velký průvlak, bezpečnost by měla být vždy na prvním místě. Dodržováním základních zásad chráníte nejen sebe, ale i svůj nástroj a materiál. Používejte ochranné brýle, materiál upínejte pevně a pracujte v přiléhavém oblečení.
Čtěte také: Korunkový vrták 60mm – recenze
Rozdíl mezi frézováním a vrtáním
Vrtání lze jednoduše definovat jako vytváření otvoru na pevném povrchu pomocí nástroje zvaného vrták. Na druhé straně frézování vytváří řezné prvky na součásti, jako jsou drážky, žebra, sloupy nebo žebra, pomocí konkrétních nástrojů pro konkrétní tvary a velikosti. Tyto operace jsou dvě nejběžnější operace v CNC obrábění a jsou to různé operace. Mnozí si však myslí, že mezi nimi nejsou žádné rozdíly.
Vrtání
Vrtání je jednoduchá operace a její základní funkcí je otvírání válcových otvorů v součásti otáčením řezného nástroje zvaného vrták. Hlavním účelem vrtání je vytvořit přesný otvor v souladu se specifikacemi. Vrtání zahrnuje pouze lineární pohyb. Vrták se pohybuje pouze podél osy a vytváří přímý otvor. Vrtání primárně používá řezný nástroj zvaný vrták. Vrták má špičatý konec a vytváří otvor podél své osy. Dokáže otevřít otvory s požadovanými průměry, délkou a vzory. Vrtání provádí řeznou operaci přímým vnikáním do součásti a úběrem materiálu po jeho dráze. Cílem je vytvořit otvor s přesnými průměry a velikostmi.
Typické operace vrtání:
- Bodové vrtání: Při této operaci se na obrobku vytvoří malý zářez.
- Vystružování: Tato operace zvyšuje hladkost a přesnost již vyvrtaného otvoru. Je to druh dokončovací operace.
- Vyvrtávání: Tato operace se opět provádí na již vyvrtaném otvoru, aby se zvětšil jeho průměr nebo zlepšila přesnost.
- Závitování: Tato operace má za cíl vytvořit vnitřní závity v již vyvrtané díře. Tímto způsobem můžete zašroubovat šroub nebo šroub do otvoru.
Frézování
Jedná se o flexibilní CNC řezací operaci, která odebírá materiál z dílu otáčením frézy, což je vícebodový řezný nástroj. Fréza je všestranný nástroj a může vytvářet širokou škálu tvarů, včetně plochých povrchů, drážek, závitů, ozubených kol a složitých obrysů. Frézování se provádí otáčením frézy. Různé frézy se používají pro vytváření různých tvarů, jako jsou ploché povrchy nebo drážky.
Naopak frézování využívá širokou škálu řezných nástrojů, včetně stopkových fréz, čelních fréz a kulových fréz, k dosažení libovolného požadovaného tvaru nebo velikosti. Frézování přistupuje k dílu z různých bodů, což má za následek použití kombinace axiálních, radiálních a tečných sil. Zatímco vrtání má přímý účel, kterým je vytvoření otvoru, frézování provádí své operace flexibilnějším a všestrannějším způsobem.
Vlastnosti a geometrie vrtáků
Abychom pochopili, jaký aspekt geometrie vrtáku ovlivňuje příslušný faktor v případě životnosti či tolerance otvoru, můžeme se například blíže podívat na geometrii vrtáku ve šroubovici.
Čtěte také: Jak používat motorový vrták
- Zúžení průměru: Průměr vrtáku ve šroubovici se zužuje v oblasti drážek pro odvádění třísek od špičky vrtáku směrem ke stopce. Zúžení činí 0,02 až 0,08 mm na 100 mm délky drážky pro odvádění třísek a snižuje tření ve vrtaném otvoru.
- Vrcholový úhel: Vrcholový úhel se nachází u hrotu vrtáku ve šroubovici. Čím menší vrcholový úhel je, tím snadnější je jeho středění v materiálu. Na klenutém povrchu je tak riziko sklouznutí rovněž nižší. Pro obrábění křehkých materiálů se špatnou tepelnou vodivostí se volí malé vrcholové úhly, které v případě dlouhých hlavních břitů umožňují dobré odvádění tepla přes nástroj. V případě příliš malého vrcholového úhlu ovšem může v důsledku stlačování třísek dojít k ucpání vrtaného otvoru nebo drážky pro odvádění třísek. Při obrábění materiálů s dlouhou třískou s dobrou tepelnou vodivostí se volí velký vrcholový úhel, protože zajistí dobré odvádění třísek a umožňuje nízkou řeznou sílu. Většina vrtáků ve šroubovici vykazuje vrcholový úhel 118 stupňů.
- Hlavní a příčné břity: Vrtáky ve šroubovici disponují vždy dvěma hlavními břity, které jsou propojeny příčným břitem. Hlavní břity přebírají vlastní proces vrtání. Příčný břit se nachází uprostřed špičky vrtáku a nemá žádný řezný účinek. Vytváří pouze tlak na obrobek a vyvolává tření a pro vlastní proces vrtání je negativní. Pomocí příslušného broušení lze délku příčného břitu omezit. Toto takzvané ostření nebo křížový výbrus zajistí podstatné snížení třecích sil a tím i zmenšení potřebného posuvu.
- Drážky pro odvádění třísek: Vrták ve šroubovici disponuje dvěma protilehlými spirálovými drážkami, které umožňují odvádění třísek a přivádění chladicího média. Většinou se zabrušují, frézují nebo zaválcovávají do neobrobeného kusu. Rychlé odvádění třísek s sebou přináší větší zahřívání, které může způsobit vyžíhání a nakonec i zlomení vrtáku. Masivní zasekávání třísek může zapříčinit pohyby vrtáku v radiálním směru a ovlivnit kvalitu otvoru, životnost i spolehlivost vrtáku a rovněž může vyvolat zlomení vrtáku.
- Vodicí fazetky a vedlejší břity: Prostřednictvím podbroušení podél drážek pro odvádění třísek vzniknou vodicí fazetky. V závislosti na průměru vrtáku jsou široké 0,1 až 5 mm a podílejí se na vedení vrtáku ve vrtaném otvoru. Vedlejší břit tvoří přechod od vodicí fazetky k drážce pro odvádění třísek.
- Úhel stoupání šroubovice: Směr drážky a osa vrtáku utvářejí úhel stoupání šroubovice. Větší úhel stoupání šroubovice garantuje efektivní odvádění třísek při obrábění měkkých, houževnatých materiálů. Vrtáky ve šroubovici, které mají velmi malý úhel stoupání šroubovice (10° - 19°), vykazují protáhlou šroubovici. Oproti tomu disponují vrtáky ve šroubovici s velkým úhlem stoupání šroubovice (27° - 45°) sraženou, krátkou spirálu.
- Typ N (normální šroubovice): Normální šroubovice pro materiály s normální tvrdostí, jako jsou konstrukční oceli obecně, neželezné kovy a litina.
Opotřebení vrtáků:
V případě správně zvolených řezných parametrů je otěr všude stejnoměrný. K nerovnoměrnému otěru může docházet v případě příliš vysoké řezné rychlosti, velkého posuvu nebo příliš tvrdého materiálu. Vrták se pak musí na podbrusu naostřit natolik, až se zcela odstraní otěr na hlavním břitu, příčném břitu a vodicí fazetce.
CNC stroje pro vrtání a frézování
CNC stroje provádějí mnoho operací, včetně frézování, vrtání, vystružování, vyvrtávání, závitování, povrchového frézování a drážkování, aby získaly obrobek požadovaný tvar a velikost. Každá operace má specifický účel řezání a poskytuje součásti další funkce.
CNC frézky:
CNC frézka lze definovat jako počítačově podporované zařízení, které provádí operaci frézování pomocí předem naprogramovaných příkazů a parametrů nahraných do počítače. Díky výpočetní technice stroj provádí frézovací operace s maximální přesností a precizností. Jednou z hlavních výhod CNC frézky je její univerzálnost. CNC systém kombinuje software a hardware. Příkazy nahrané v počítači jsou přenášeny jako hmatatelné pohyby stroje do hardwaru stroje. CNC systém se skládá z CNC řadiče, kodérů ovládacích panelů a senzorů. Nejprve se vytvoří G-kód. G-kód definuje a instruuje operace a pohyby obráběcích řezných nástrojů. Na ovládacích panelech jsou ovládány pohyby. Jsou detekovány chyby a jsou vydávána varování. Kodéry a senzory zajišťují zpětnou vazbu v reálném čase. Pokyny zadané CNC systémem se projeví jako rotační pohyb vřetena systémem vřetena. Vřeteno podpírá a otáčí řezné nástroje. Zajišťuje také stabilitu obrobku. Nakonec provádí operace podle pokynů systému CNC s maximální přesností a precizností. Většina CNC frézek má systém Automatic Tool Changer (ATC), takže řezné nástroje se automaticky mění na vřetenu. Tento systém řídí pohyb součásti a řezného nástroje proti stroji. Provádí pohyb podél os X, Y a Z (lineární osy) a případně podél os A, B a C (rotační osy). Systém posuvu funguje pomocí komponent, jako jsou vedení nebo kuličkové šrouby, kde je pohyb vytvářen. Tyto komponenty zajišťují přesný, přesný, stabilní a hladký pohyb dílu a řezných nástrojů. Skládá se ze základny, sloupu, beranu a rámu a ohrazení. Základna je primární podpěra pro CNC frézku. Zajišťuje stabilitu stroje a absorbuje vnější síly při jeho provozu. Sloup je spojení mezi základnou a beranem. Vertikálně podpírá stroj a zaručuje konstrukční tuhost. Beran podpírá řezné nástroje a obrobky během procesu řezání. Zajišťuje stabilitu a přesnost řezání.
CNC vrtačky:
CNC stroj je strojní nástroj, který přesně a přesně provádí vrtací operace díky počítačově podporovanému CNC systému.
- CNC vrtačky mají velmi úzké tolerance.
- Jsou extrémně efektivní a rychlé.
- Mohou vytvářet sofistikované vzory.
Ovládací panel je mozkem stroje a řídí vrtací operace. Vřeteno realizuje rotaci vrtáků. Vrtáky jsou řezné nástroje, které provádějí operaci řezání a vytvářejí otvory v povrchu součásti. Vzhledem k tomu, že vrtání zahrnuje jednoduchou operaci, je konstrukce vrtaček ve srovnání s konstrukcí frézek jednoduchá. Používají minimální nastavení, konfigurace a programování. Mohou okamžitě vytvářet jednoduché otvory ve velkém počtu.
Frézky však potřebují sofistikovanější a složitější nastavení, konfigurace a programování. V tomto ohledu jsou to univerzálnější stroje a dokážou generovat širokou škálu tvarů lišících se složitostí.
Doporučené průměry vrtáků pro běžné velikosti vrutů
| Průměr vrutu (mm) | Doporučený průměr předvrtání (mm) |
|---|---|
| 3,0 | 1,5 - 2,0 |
| 3,5 | 2,0 - 2,5 |
| 4,0 | 2,5 - 3,0 |
| 4,5 | 3,0 - 3,5 |
| 5,0 | 3,5 - 4,0 |
| 6,0 | 4,0 - 4,5 |
| 8,0 | 5,0 - 6,0 |
tags: #vrtak #s #frezou #na #predvrtani #a