NÁZEV ŠKOLY: Střední odborné učiliště, Domažlice, Prokopa Velikého 640 ŠABLONA: NÁZEV PROJEKTU: REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU: V/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Zlepšení podmínek pro vzdělávání CZ.1.07/1.5.00/34.0639 NÁZEV A ČÍSLO MATERIÁLU: VY_52_INOVACE_05.23 VYTVOŘENO: Březen 2014 AUTOR: VZDĚLÁVACÍ OBLAST: VZDĚLÁVACÍ OBOR: SADA: NÁZEV VZDĚLÁVACÍHO MATERIÁLU: Bc. Josef Konop, Josef Johánek Odborný výcvik Mechanik seřizovač, Obráběč kovů, Strojní mechanik OV pro 1. - 3. ročníky T3-1 Vrtání druhy vrtaček, nástroje, upínání a řezné podmínky 1
ANOTACE: Prezentace slouží žákům k seznámení se s významem vrtání ve strojírenském průmyslu, technologií vrtání a volit vhodné upínání obrobků při různých způsobech vrtání. Seznámí se s jednotlivými druhy vrtaček, nástroji, vrtáky, upínacím nářadím a volbou řezných podmínek. OČEKÁVANÝ VÝSTUP: Žáci se naučí správnému chování u vrtaček, volit správné vrtačky pro jednotlivé vrtací operace. Volit správný technologický postu vrtání, rozeznávat všechny vrtáky a vrtací nářadí. Používat vhodná redukční pouzdra, výhrubníky, výstružník, záhlubníky, závitníky apod. Naučí se vyhledávat a vypočítávat správné řezné podmínky podle tabulek a řezných rychlostí. Správně upínat obrobky různými způsoby upínání a měřit rozměry. Dodržovat BP u vrtaček. ROČNÍK: 1. - 3. DRUH UČEBNÍHO MATERIÁLU: Prezentace STUPEŇ A TYP VZDĚLÁVÁNÍ: POMŮCKY: CÍL INOVACE: METODICKÉ POKYNY: Středoškolské vzdělávání Vrtačky, panel pro vrtání, vrtáky, tabulky, upínací hlavičky, redukční pouzdra, svěráky, upínky Seznámení se všemi druhy vrtaček, nástrojů a vrtáků, jejich správné upínání a rozeznávání, vyhledávání a nastavování řezných podmínek Část prezentace je zaměřena na opakování 2
Výchovný cíl: vést žáky k přesnosti a vytrvalosti při práci na jednotlivých vrtačkách k šetření strojů, nářadí a nástrojů při práci na vrtačkách vést žáky k přemýšlení a důslednosti při vrtání vést žáky k svědomitosti při upínání a osvojit si bezpečně způsoby upínání vést žáky k dodržování bezpečnosti práce Výukový cíl: seznámit žáky s jednotlivými druhy vrtaček, jejich částmi a ovládacími prvky seznámit žáky s vrtacími nástroji seznámit žáky se způsoby upínání obrobků při vrtání seznámit žáky s nářadím používaným při upínání obrobků seznámit žáky s nastavováním otáček a posuvů na jednotlivých druzích vrtaček seznámit žáky s bezpečností práce na vrtačkách Naučit: žáky ustavovat a vyrovnávat upínací nářadí žáky upínat obrobky na stůl vrtačky žáky upínat obrobky do strojního svěráku a vrtacích přípravků žáky nastavovat a používat dorazů žáky správně vyhledávat a nastavovat řezné podmínky pro vrtání dodržovat bezpečnost a hygienu práce 3
Učební pomůcky: panel vrtání vrtačky na pracovišti vrtáky, nástroje, upínací hlavičky, redukční pouzdra upínací šrouby, matky, podložky upínky a stavitelné podložky prisma a třmeny k upnutí ruční svěrky strojní svěráky strojnické tabulky Obsah instruktáže: význam vrtání seznámení s jednotlivými druhy vrtaček vrtací nástroje a jejich význam volba vrtáků upínání vrtáků ostření vrtáků význam upínání obrobků sestavování dorazů a používání přípravků význam nastavování řezných podmínek, posuvů, otáček bezpečnost práce kontrolní otázky 4
Význam vrtání: nejzákladnější prací na vrtačkách je vrtání děr do plného materiálu dále je možno na vrtačkách provádět vyhrubování, vystružování, zahlubování, odjehlování a řezání závitů 5
Seznámení s jednotlivými druhy vrtaček: stolní sloupová stojanová otočná vícevřetenová 6
Seznámení s vrtacími nástroji, způsoby upínání a ostření vrtáků: Vrtací nástroje a jejich význam: na vrtačkách je možno provádět různé druhy práce přesnost vrtání odpovídá stavu stroje a použitého nástroje vrtání většiny děr provádíme šroubovitým vrtákem podle druhu vrtaného materiálu volíme vrták s vhodnou strmostí šroubovice 7
Volba vrtáku: krátké vrtáky s dlouhou válcovou stopkou vrtáky z nástrojové oceli slitinové, rychlořezné a s břitovou destičkou SK vrtáky s rozdílným sklonem šroubovice podle druhu vrtaného materiálu vrtáky podle upínání - se stopkou válcovou, kuželovou, jehlancovou a pro speciální stroje 8
Upínání vrtáků: upínání upínací hlavičky do vřetene stroje upínání vrtáků do upínacích hlaviček upínání vrtáků s kuželovou stopkou do vřetene vrtačky používání redukčních pouzder a vyrážecího klínu 9
Ostření vrtáků: vrtáky se ostří ručně nebo na přípravcích v brusírně při ostření vrtáků se musí dodržovat vrcholový úhel vrtáku pro různé materiály vady při ostření vrtáků vliv na dodržení Ø vrtané díry a životnosti nástroje při ostření se musí vrtáky chladit 10
Způsoby upínání obrobků Význam upínání obrobků: upínání obrobků se může provádět mnoha způsoby ve všech případech je nutné upnutím zamezit pootočení nebo uvolnění obrobku při vrtání dále je nutno zabránit deformaci a povrchovému poškození obrobku 11
Upínání obrobků na stůl vrtačky: při vrtání se obrobek snaží otočit kolem osy nástroje osová síla ho buď tlačí k upínací základně, nebo ho od ní nadzvedává toto nebezpečí je tím větší, čím větší je průměr vrtané díry proto musí být obrobek upnut tak, aby se upnutím nedeformoval a při vrtání neměnil svou polohu větší obrobky se nejčastěji upínají na základnu stroje a zajišťují se dorazy a upínkami proti otáčení dorazy se nejlépe umisťují na dvou protilehlých stranách, mezi ně se vkládá vrtaná součást pokud to obrobek dovoluje svým tvarem i konstrukcí (slabá stěna), upne se ještě v jeho horní části upínkou, aby se při vyjíždění vrtáku z díry nenadzvedával menší a lehčí obrobky se upínají do svěrek, které se při vrtání drží v ruce válcové obrobky se upínají v prismatických podložkách i v tomto případě je z bezpečnostních důvodů třeba zajistit prisma proti otočení 12
Upínání obrobků ve strojním svěráku: Postup při upínání: na čistý stůl vrtačky se položí svěrák s čistou spodní plochou (základnou) svěrák leží vlastní vahou pevně na stole vrtačky, proto při vrtání malých děr (do Ø8 mm) postačí přidržovat svěrák proti otočení rukou ve většině případů je však nutné zajistit svěrák pomocí upínacích šroubů nebo upínek ke stolu vrtačky při vrtání průchozích děr se podkládá obrobek dřevěnou podložkou, nebo dvěma rovnoběžnými podložkami, aby se při dovrtávání nepoškodilo špičkou vrtáku dno svěráku podle tvaru obrobku se volí vhodný svěrák při utahování se dbá podle charakteru materiálu, tvaru obrobku, síly upnutí, aby nedošlo k deformaci nebo zničení není dovoleno k vyvinutí větší síly používat na kliky svěráku trubek, ani na ně tlouci kladivem tento způsob vrtání je vhodný u jednotlivých kusů nebo v malých seriích, kde se nevyplatí nákladnější způsob přípravy svěráky je nutno udržovat čisté, včas mazat kluzné plochy i šroub s maticí 13
Používání jednoduchých vrtacích přípravků: u větších sérií z důvodů vyšší produktivity i přesnosti je vhodnější místo orýsování zhotovit vrtací přípravek podle složitosti obrobku a požadované přesnosti se dělí přípravky na: příložné: deska vyrobená převážně z ocelového plechu místa pro vrtání jsou vypouzdřena zakalenými pouzdry, aby se díry třením vrtáku nezvětšovaly přiklápěcí: přípravek se skládá ze dvou částí: spodní část slouží k upínání obrobků vrchní s vrtacími pouzdry upevněna otočně na čepu je odklápěcí a při vrtání zajištěna západkou skříňové: součást je upevněna ve skříni, kterou se může libovolně otáčet v jejich bocích, v místech pro vrtání, jsou zalisována ocelová, kalená pouzdra čím přesnější je přípravek, tím přesnější je obrobek přípravky je nutné udržovat v čistotě a v dobrém technickém stavu v případě poškození je nutné je opravit 14
Sestavování dorazů: v sériové výrobě součást, na kterou není přípravek a jejíž orýsování by bylo zdlouhavé, orýsuje se první kus a podle něho se sestaví dorazy buď přímo na stůl vrtačky, nebo do svěráku, podle charakteru obrobku tyto dorazy pak zajišťují stále stejnou polohu všech dílců při vrtání sestavení dorazu u svěráku: u většiny svěráků je možno použít boční díru se závitem M12, do kterého se přišroubuje upínka, na které je zašroubován dorazový šroub, který slouží k seřízení přesné vzdálenosti, potřebné k vrtání pevná čelist svěráku pak tvoří jeden opěrný bod a seřizovací šroub druhý pohyblivá čelist pak obrobek upne sestavování dorazu na stole vrtačky: při sestavování dorazů přímo na stole vrtačky se použije drážek tvaru T v těch se pomocí upínacích šroubů upevní pevný opěrný bod (kostky, úhelník, upínku) druhý opěrný bod se zhotoví podobně mezi takto získané strany se vkládá obrobek a podle potřeby se zajistí na horní straně upínkami při vrtání průchozích děr nutno upínat předmět na podložku nebo seřídit dorazy tak, aby při dovrtávání špička vrtáku vyjížděla do drážky profilu T a nepoškodila stůl vrtačky při sestavování dorazů a vkládání obrobků je nutné dbát strany, od které je díra kótována 15
Praktické určování a nastavování řezných podmínek Význam nastavování řezných podmínek a posuvů při vrtání: úspěšná práce na vrtačce je vyjádřena malou spotřebou času k vyvrtání díry malým opotřebením vrtáků a jejich malou spotřebou dodržením předepsaných rozměrů i vzdálenosti děr a dokonalým využitím vrtačky bez ohrožení zdraví žáka výkonnost vrtání závisí především na tloušťce vrtaného materiálu (hloubce díry), na druhu materiálu, na volbě vhodného vrtáku a řezných podmínek, tj. otáček, posuvů a chlazení hlavním zdrojem zvyšování výkonnosti je důsledné uplatňování strojního vrtání, současného vrtání několika děr, vrtání v přípravcích samozřejmou podmínkou je včasné ostření vrtáku a pečlivá údržba pracoviště - vrtačky 16
Volba a nastavení řezných rychlostí na vrtačce: čas k vrtání závisí na délce (hloubce) díry a na tom, jak se vrták do díry posouvá posouvání musí být úměrné otáčkám vrtáku a také vlastnostem materiálu, do kterého se díra vrtá například čím je ocel tvrdší (pevnější), tím menší je posuv i řezná rychlost opak je u měkkých materiálů závislost mezi otáčkami vrtáku a posuvem přesně vysvětluje nauka o řezání kovů 17
Postup při volbě a řazení otáček, posuvů na vrtačce: provedení a výkon vrtačky musí odpovídat podmínkám hospodárné práce při vrtání, vystružování apod. vrtačka musí mít dostatečný rozsah otáček a potřebný počet stupňů otáček v daném rozsahu výkonu určovaném minimálním a maximálním průměrem vrtáku nutno nastavit takovou řeznou rychlost, jaká odpovídá obrobitelnosti vrtaného materiálu (viz. tabulky) zároveň musí být možné nastavit malé řezné rychlosti pro vystružování k docílení přesnosti práce je třeba vřeteno vrtačky dobře zajistit posuvový mechanismus u vrtaček pro malé díry zabezpečuje maximální citlivost posouvání u vrtaček pro větší díry musí mít posuvová převodovka dostatečný počet stupňů posuvu na 1 otáčku vřetene je žádoucí, aby změna otáček, posuvů, nevyžadovala mnoho času 18
Kontrolní otázky: 1. Jakým způsobem provádíte u stolní vrtačky změnu otáček vřetene? 2. Jak docílíte při vrtání více děr stejné hloubky? 3. Kdy může nastat zlomení vrtáku? 4. Proč vrták při vrtání chladíte? 5. Které jsou hlavní části stolní vrtačky? 6. Čím chladíte ocel, mosaz, hliník a litinu při vrtání? 7. Jaké třísky se vyskytují při vrtání a jak je odstraňujete? 8. Která vrtačka je vhodná k vrtání děr do oceli o průměru 30 mm, kde je nutné přesné nastavení souřadnic? 9. Jak upínáme vrták o průměru 4 mm a o průměru 20 mm? 10. Jak vyjímáte upínací hlavičku z vřetene stroje? 11. Jak upnete na stůl vrtačky válec o průměru 180 mm, délka 300 mm, tloušťka stěny 10 mm, do kterého je nutno vyvrtat díru průměr 5 mm kolmo na osu trubky? 12. Jaké výhody má vrtací přípravek? 13. Druhy dorazů a proč je používáte? 14. Jak odstraňujete při vrtání dlouhé ocelové třísky? 15. Vypočítejte řeznou rychlost vrták průměr 10 mm, 780 ot/min. 16. Jakým způsobem upínáte obrobky na stůl vrtačky? 17. Jakým způsobem upínáte obrobky ve strojním svěráku? 18. Druhy přípravků. 19. Z čeho sestavujete pevné a stavitelné dorazy? 19
Použité zdroje foto a obrázky: Snímek 3 - http://www.dzidziband.wz.cz/kniha.gif Snímek 19 - http://i.idnes.cz/09/043/gal/efl2aa40b_25ks_5_kniha_v.jpg Snímek 4, 5, 16a 17 - VÁVRA, P., LEINVEBER, J. Strojnické tabulky. Praha: SNTL, 1984. Snímek 10 a 17 - JANYŠ, B., RAFTL, K., Soustružník Technologie pro 1. ročník OU a UŠ. Praha 1: SNTL, 1968. 2579 04-240-67. Ostatní snímky - použité vlastní fotografie Použité zdroje: VÁVRA, P., LEINVEBER, J. Strojnické tabulky. Praha: SNTL, 1984. DILLINGER, J., A KOL. Moderní strojírenství pro školu i praxi. 1. vydání. Praha: Europa- Sobotáles, 2007. ISBN 978-80-86706-19-1. NĚMEC, D., A KOL. Strojírenská technologie 3. Praha 1: SNTL, 1982. 5429 04-207-82. VACH, J., Frézař Technologie pro 1. ročník OU a UŠ. Praha 1: SNTL, 1968. 2582 04-210-68. DRIENSKY, D., FÚRYK, P., LEHMANOVÁ, T., TOMAIDES, J., Strojní obrábění I. Praha 1: SNTL, 1986. 2580 04-238-86. 20