FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 1

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 4 ABSTRAKT Všeobecný popis technologie vrtání se zvláštním zaměřením na vysoce výkonné vrtací nástroje. Jejich rozdělení jak typové, tak z hlediska využití. Rozbor a porovnání nástrojů od jednotlivých předních výrobců s doporučením pro využití v praxi. Klíčová slova Vysoce výkonné nástroje, vrtání, vrták, technologické parametry, využití. ABSTRACT General description of drilling technology with special focus on highpowered drilling tools. Their division both as for type and as for usage. Analysis and comparsion of tools by particular important producers. Technical economic results. Key words High-powered tools, drilling, drill, technological parameters, usage. BIBLIOGRAFICKÁ CITACE MALINA Jiří. Název bakalářské práce: Rozbor a využití vysoce výkonných vrtacích nástrojů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 47s, 7 tabulek, 7 grafů. Vedoucí práce: Ing. Oskar Zemčík, CSc

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 5 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Rozbor a využití vysoce výkonných vrtacích nástrojů vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pramenů, uvedených na seznamu, který tvoří přílohu této práce. Datum. Jméno a příjmení bakaláře

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 6 Poděkování Děkuji tímto Ing. Oskaru Zemčíkovi a doc. Ing. Antonu Humárovi, CSc. za cenné připomínky a rady při vypracování bakalářské práce.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 7 Obsah Abstrakt... 4 Prohlášení... 5 Poděkování... 6 ÚVOD... 9 1 TEORIE A TECHNOLOGIE VRTÁNÍ DĚR... 10 1.1 Vrtací nástroje...10 1.1.1 Vrtací nástroje pro vrtání krátkých děr...11 1.1.2 Vrtací nástroje pro vrtání hlubokých děr...14 1.2 Technologická charakteristika při vrtání spirálovým vrtákem..14 2 PŘEHLED NÁSTROJŮ NA VRTÁNÍ DĚR... 19 2.1 Hlavní druhy vrtáků:...20 2.1.1 Ploché kopinaté vrtáky...20 2.1.2 Šroubovité vrtáky...21 2.1.3 Tvarové vrtáky...22 2.1.4 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami...24 3 ŘEZNÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ U VRTACÍCH NÁSTROJŮ..... 24 3.1 Základní členění řezných materiálů (dle ČSN a ISO)...25 3.1.1 Nástrojové oceli dle ČSN...25 3.1.2 Slinuté karbidy (SK)...27 3.1.3 Supertvrdé řezné materiály...30 4 KONSTRUKČNÍ PRVKY VRTACÍCH NÁSTROJŮ... 31 5 TECHNICKÁ ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH VRTACÍCH NÁSTROJŮ... 32 5.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli...32 5.1.1 Vrták 1705 01 1000 výrobce WIDIA...32 5.1.2 Vrták SD203A-10.0-31-10R1 výrobce SECO...33

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 8 5.1.3 Vrták R840 1000-30-A1A výrobce SANDVIK Coromant...34 5.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli...35 5.2.1 Vrták DCM 150-052-15B-3,5D výrobce ISCAR...35 5.2.2 Vrták SD 103-15.00/15.99-50-16R7 výrobce SECO...36 5.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli...37 5.3.1 Vrták R416.2-020L25-21 výrobce SANDVIK Coromant...37 5.3.2 Vrták SD52-20-40-25R7 výrobce SECO...37 5.3.3 Vrták 802D-20 výrobce Pramet...38 6 POROVNÁNÍ A ZHODNOCENÍ TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ... 39 6.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli...39 6.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli...40 6.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli...40 7 PŘEHLED A POROVNÁNÍ POŘIZOVACÍCH CEN SROVNÁVANÝCH VRTÁKŮ... 42 7.1 Monolitní vrtáky ze slinutého karbidu o průměru 10mm...42 7.2 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými hlavicemi o průměru 15mm.42 7.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm......43 8 DOPORUČENÉ VYUŽITÍ VRTÁKŮ... 44 ZÁVĚR... 45 Seznam použitých zdrojů... 46 Seznam použitých symbolů a zkratek... 47

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 9 ÚVOD Ohlédneme-li se do historie zjistíme, že první otvory, byly podle archeologických výzkumů vrtány již v době kamenné, kdy nástrojem byla kost. Šroubovitý vrták jak jej známe, se začal vyrábět na začátku 19. století a jeho sériová výroba pak začala až koncem 19. století. Vrtání je nejpoužívanější způsob obrábění v dnešní době. Je to současně odvětví obrábění, které ještě dnes používá ve velké míře zastaralé nástroje. Jsou to šroubovité vrtáky z rychlořezné oceli, jejichž konstrukce je mnohdy starší než půl století. Tím dochází k velké ztrátě výrobního času. Tyto nástroje se používají na nových obráběcích strojích spolu s nejmodernějšími soustružnickými a frézovacími nástroji. Vzniká tak velký kontrast, který dokazuje, jak dlouhý vývoj prodělaly nástroje s vyměnitelnými destičkami. Existuje mnoho různých moderních verzí šroubovitých vrtáků z rychlořezné oceli a slinutých karbidů, ale i vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami, které umožňují mnohem efektivnější formu vrtání. Tyto nástroje jsou dalším vývojovým krokem v odvětví vrtání. Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami jsou v podstatě jakýmsi přípravkem pro mechanické upnutí břitových destiček. To umožňuje velmi snižovat náklady na výrobu, protože po otupení je stačí vyměnit a vrták lze bez problémů použít dál. Uplatnění nacházejí tyto moderní vratcí nástroje většinou v sériových výrobách. Je také velká výhoda, že na tělo vrtáku můžeme použít břitové destičky z různých typů slinutých karbidů, podle toho, do jakého materiálu budeme vrtat. Proces vrtání se dnes provádí většinou na CNC soustruzích a obráběcích centrech. Vyskytují se také specializované vrtačky. Vrtat lze několik typů děr. Většinou jsou to netolerované díry pro průchod šroubu, nebo jiného upínacího elementu, závitové díry, tolerované díry atd.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 10 Mohou být průchozí nebo neprůchozí a kladou různé nároky na řezný nástroj a metodu obrábění. Velmi často se také obrábějí již předhotovené díry, například u odlitků. 1 TEORIE A TECHNOLOGIE VRTÁNÍ DĚR Vrtání je obráběcí metoda kterou se zhotovují nebo zvětšují již předvrtané díry. Hlavní pohyb je rotační a vykonává ho obvykle nástroj, tedy vrták, a nebo obrobek. Posuv vrtáku probíhá ve směru jeho osy. Osa vrtáku bývá zpravidla kolmá k ploše, ve které vstupuje vrták do obráběného materiálu. Toto pravidlo však není nutné dodržovat, pokud používáme moderní vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami. Musíme ale upravit hodnoty posuvu za účelem bezpečnosti. Vrtání je charakteristické tím, že řezná rychlost není konstantní po celé délce hlavního ostří nástroje, ale mění se od maximální hodnoty (na vnějším obvodu nástroje) až po prakticky nulovou hodnotu v ose nástroje. To významně přispívá k tomu, že tvar, rozměry a kvalita povrchu obrobené plochy dosahují parametrů, které jsou vlastní spíše obráběcím operacím hrubovacího typu. Za řeznou rychlost se zpravidla považuje obvodová rychlost na maximálním průměru nástroje. 1 Vrtáním můžeme zhotovovat jak otvory válcové, tak i tvarové (kuželové, osazené apod. ). 1.1 Vrtací nástroje Vrtací nástroje se dělí na nástroje pro výrobu krátkých děr a nástroje pro obrábění hlubokých otvorů.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 11 1.1.1 Vrtací nástroje pro vrtání krátkých děr K vrtání krátkých děr jsou k dispozici různé druhy vrtáků, jako například šroubovité nebo kopinaté. Obr. 1.1 Šroubový vrták 3 (ČSN ISO 3002/1) Do průměru D=20 mm mají válcovou stopku, pro D=10 100 mm stopku Morse. Vysoce výkonné vrtáky jsou z rychlořezné oceli 19 857 a 19 861. Vrtáky pro běžné použití mají úhel šroubovice ω=27. Vrtáky s ω=12 jsou vhodné pro vrtání tvrdších materiálů, dávajících drobenou třísku (bronz, mosaz, slitiny

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 12 hořčíku, tvrdá pryž, bakelit, skelný laminát, tvrzený papír, umakart, novodur, silon, polystyrén, plexisklo). U nekovových materiálů se doporučuje κ r = 45. Vrtáky s κ r =40 jsou vhodné pro vrtání měkkých materiálů, dávajících dlouhou třísku (hliník, měď, teflon, měkčený PVC, polyuretan). Vysoce výkonné vrtáky jsou vhodné pro vrtání chromové, austenitické, manganové, korozivzdorné, žáruvzdorné a žárupevné oceli, oceli na odlitky, šedé litiny vysoké tvrdosti, temperované litiny apod. Pro vrtání velmi tvrdých materiálů a také pro vrtání lehkých kovů a mědi se doporučuje κ r =70. 1 Základní podmínkou pro vrtací proces je správné, zpravidla strojní ostření šroubovitého vrtáku, které se provádí podbroušením hřbetu. 1 Obr. 1.2 1 Způsoby ostření šroubovitého vrtáku a kuželová plocha, osa kužele je mimoběžná s osou vrtáku b kuželová plocha, osa kužele je kolmá na osu vrtáku c válcová plocha, osa válce je skloněná k ose vrtáku d šroubovitá plocha Kopinaté vrtáky jsou velmi tuhé a umožňují vrtat díry 28 až 128 mm do poměru L:D = 3:1 bez navrtávání. Parametry drsnosti povrchu jsou horší než pro šroubovitém vrtáku. Břitová destička zapadá do vybrání vrtáku.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 13 Obr 1.3 1 Příklad kopinatého vrtáku a celkový pohled, b geometrie břitu Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami mají vyměnitelné břitové destičky ze SK a pozitivní geometrii. Destičky jsou upnuty šroubky se zapuštěnou hlavou. Třísky se odvádějí přímými drážkami, řezná kapalina je dírami v tělese vrtáku přiváděna do místa řezu. Obr. 1.4 1 Příklad vrtáku s vyměnitelnými břitovými destičkami

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 14 1.1.2 Vrtací nástroje pro vrtání hlubokých děr Při vrtání hlubokých děr jsou kladeny vysoké požadavky na výrobu vrtacích nástrojů. K zajištění plynulého vrtacího procesu, při vrtání hlubokých děr, bez zpětného vyjíždění a vyprazdňování třísek jsou vyvinuty speciální metody a nástroje. Na tyto nástroje jsou kladeny především tyto požadavky: - rozměrová přesnost - geometrická přesnost - válcovitost, souosost - drsnost povrchu - požadavek na drobivou třísku s odplavováním z místa řezu Hluboké díry se vyrábějí především na strojích k tomu určených, běžné vrtačky nejsou k tomuto procesu vhodné. Je důležité, aby byl stroj vybaven přívodem tlakové řezné kapaliny, která odplavuje třísky z místa řezu a zároveň chladí ostří vrtáku. K vrtání těchto děr se používá např.: šroubovitý vrták s prodlouženou stopkou šroubovitý vrták s prodlouženou spirálovou částí plochý kopinatý vrták dělový jednobřitý vrták hlavňový vrták dvoubřitý s lomeným ostřím trepanační vrták korunková vrtací hlava ejektorová vrtací hlava 1.2 Technologická charakteristika při vrtání spirálovým vrtákem Kinematické souvislosti vrtacího procesu jsou naznačeny na obr. 1.1.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 15 Obr.1.5 1 Kinematika vrtacího procesu 1 směr hlavního pohybu 2 směr posuvového pohybu 3 směr řezného pohybu v c řezná rychlost v f posuvová rychlost v e rychlost řezného pohybu P fe pracovní boční rovina ϕ úhel posuvového pohybu η úhel řezného pohybu Šířka záběru ostří šroubovitého vrtáku při vrtání díry je a p = D/2, šířka záběru ostří ve směru posuvu a f = f/2 obr. 1.6. Obr. 1.6 1 Šířka záběru ostří při vrtání

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 16 Jmenovité rozměry třísky při vrtání šroubovitým vrtákem se postupně vyjádří dle obr 1.7 : Obr. 1.7 1 Jmenovité rozměry třísek při vrtání šroubovitým vrtákem f - jmenovitá tloušťka třísky h = sin 2 κ (1) r - jmenovitá šířka třísky při vrtání do plného materiálu D b = 2 sinκ (2) r - jmenovitá šířka třísky při rozšiřování díry z φd na φd D d b = (3) 2.sin κ r Jmenovitý průřez třísky A D pro šroubovitý vrták při vrtání do plného materiálu je A D D f = h b = (4) 4 a při rozšiřování předvrtané díry bude A D D d = f (5) 4

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 17 Řezné síly při vrtání šroubovitým vrtákem jsou zobrazeny na obr. 1.8. F c řezná síla F f posuvová síla F p pasivní síla Obr. 1.8 1 Řezné síly při vrtání spirálovitým vrtákem. Výpočet řezné síly při vrtání spirálovitým vrtákem do plného materiálu. Řezná síla F c D = f k f (6) 2 z c B Výpočet řezné síly při vyvrtávání. Řezná síla F c = ( D d ) 2 f z k c f B (7) Řezný výkon při vrtání šroubovitým vrtákem se určí ze vztahu : Fc vc Fc vc P c = = (8) 3 4 60 2 10 12 10 v c D n = π (9) 3 10

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 18 Tab. 1.1 Řezné podmínky pro šroubovité vrtáky z RO Obráběný materiál Ocel R m = 700 až 900 MPa Ocel korozivzdorná Šedá litina 200 HB Mosaz Měď Hliníkové slitiny Plasty V c Posuv na otáčku f [mm] [m.min - Průměr vrtáku D [mm] ] 2 5 8 12 16 25 40 25 až 0,04 0,1 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 30 8 až 12-0,05 0,10 0,12 0,15 0,20 0,20 18 až 25 60 až 70 40 až 55 70 až 85 20 až 35 0,06 0,15 0,22 0,30 0,36 0,40 0,60 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,32 0,42 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,32 0,40 0,06 0,12 0,20 0,28 0,32 0,40 0,50 0,08 0,16 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 Jednotkový čas t AS při vrtání šroubovitým vrtákem se vyjádří na základě obr. 1.9 vztahem: t AS L ln + l + l p = = (10) n f n f Obr. 1.9 1 Dráha nástroje ve směru posuvu

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 19 1.2 Technologická charakteristika při vrtání vrtákem s výměnnými břitovými destičkami Při vrtání vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami je hlavní rozdíl oproti vrtání spirálovými vrtáky v rozložení třísky obr.1.10 Obr. 1.10 6 Rozdělení řezu na vrtáku s vyměnitelnými břitovými destičkami Velký problém ve vrtání moderními vrtáky je fakt, že ve středu vrtáku je řezná rychlost minimální a na obvodu maximální. Jediným schůdným řešením je proto osazení nástroje břitovými destičkami z různých druhů SK tak, aby při volbě řezné rychlosti nástroje s ohledem na vnější destičky byla zachována doporučená hodnota i pro vnitřní destičky. Ani tento postup nezaručí stejnou trvanlivost pro všechny břitové destičky, ale rozdíly budou mnohem menší než v kterémkoli případě. 2 PŘEHLED NÁSTROJŮ NA VRTÁNÍ DĚR Vrtáky jsou nástroje, které se používají k vrtání průchozích, neprůchozích, válcových, kuželových, osazených a tvarových děr a to jak do plného materiálu, tak i do předobrobených (předlitých) děr. Vrtáky se skládají ze dvou hlavních částí: funkční (vrtací) a upínací. Funkční častí se rozumí oblast vrtáku, kde je ostří navazující na šroubovici, nebo na rovné drážky, jimiž je odváděn odebraný materiál. Upínací část stopka, může být buď kuželová nebo válcová, u vrtáků z RO, nebo válcová a

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 20 válcová s ploškou, u vrtáků monolitních z SK, nebo u vrtáků s břitovými destičkami. 2.1 Hlavní druhy vrtáků: - vrtáky ploché (kopinaté) - vrtáky s rovnými drážkami s řeznými destičkami - vrtáky šroubovité se stopkami válcovými, kuželovými, atd. - vrtáky tvarové pro středící otvory, tzv. navrtáváky - vrtáky pro hluboké díry Obr. 2.1 3 Hlavní druhy vrtáků 3 a plochý kopinatý vrták, b vrták s řeznými destičkami, c šroubovizý vrták, d;e vrtáky na hluboké díry, f;g tvarové vrtáky 2.1.1 Ploché kopinaté vrtáky Jedná se o typ vrtáků, jež jsou vyráběny podle normy ČSN od průměru 0,5 mm až do 3,0 mm jako levořezné, pro práci na automatech. V oboru jemné mechaniky, při vrtání vstřikovacích otvorů trysek, apod. se používají vrtáky malých průměru (do 0,5 mm). Funkční část kopinatého vrtáku o průměru D je zploštěna, vytváří klín, který přechází přes kuželovou část do zesílené válcové upínací stopky D 1.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 21 Obr. 2.2 3 vrtáku Schéma plochého kopinatého Ostří vytvořené dvěma břity o stejné délce, svírá úhel špičky ε r = 90 až 130, dle obráběného materiálu (měkký materiál = menší hodnoty, křehký materiál = 130 ). Břity jsou podbroušeny pod úhlem hřbetu α = 3-5 (překročení vyšší hodnoty není vhodné). Úhel hřbetu na vodících plochách vrtáku se volí α f = 3-5, čímž se snižuje vliv tření ve vyvrtaném otvoru. Úhel čela γ o je u běžných plochých vrtáků negativní. Pokud to pevnost vrtáku umožňuje, má být ostří co nejkratší. Tyto vrtáky se vyrábějí z oceli uhlíkové nebo rychlořezné. U vrtáků větších průměrů se řeší výkon a úspora materiálu řeznými destičkami a to buď připájenými nebo mechanicky upnutými. 2.1.2 Šroubovité vrtáky Tento typ vrtáků patří v současné době mezi nejpoužívanější a nejrozšířenější nástroje na vrtání děr. Jsou to dvoubřité rozměrové nástroje. Používají se k vrtání děr do plného materiálu s požadavkem menší přesnosti, dále k rozšiřování děr, k předvrtání děr pro výhrubníky, výstružníky, záhlubníky, vnitřní závity. Šroubovitý vrták je tvořen válcovým tělesem (viz. ČSN 22 11 01), které je přerušeno dvěma šroubovitými drážkami. Tyto drážky mají úhel stoupání λ s. Za účelem snížení tření mezi vrtákem a vyvrtanou dírou je vnější plocha vrtáku mírně kuželovitá se zúžením směrem ke stopce (0,12 : 100). Jmenovitý průměr D tedy měříme u hrotu vrtáku. Přes válcový krček přechází válcová funkční část vrtáku v upínací stopku. Stopka může být buď válcová nebo kuželová. Celková délka vrtáku L se měří od špičky po konec stopky. Délka šroubovité drážky l je měřena od špičky až po její výběh. Hodnota l 1 udává

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 22 délku funkční části vrtáku, hodnota l 2 udává délku přechodové části (krčku), hodnota l 3 udává délku upínací stopky. Kroutivý moment je přenášen pomocí kuželové stopky, která je samosvorná. Na konci je zploštěná, což usnadňuje vyražení vrtáku z vřetene nebo redukční vložky. Šroubovité drážky ve válcovité části vrtáku slouží jak pro odvod třísek tak pro přívod řezné kapaliny. Sklon drážek λ s současně určuje úhel čela λ, jehož optimální hodnota se měří na největším průměru (úhel čela γ se směrem k ose vrtáku zmenšuje). 1 Zbývající část válcového tělesa tvoří dvě šroubovitá žebra, která jsou na vnější části odlehčena tak, že vytváří malou vodící fazetku o šířce f, řádově v desetinách mm. Šroubovitá tělesa jsou spojena jádrem, jehož tloušťka, znázorněná vepsaným válcem o průměru d, je dána průměrem vrtáku D. Tloušťka jádra se směrem ke stopce vrátku mírně zvětšuje s úkosem 1 : 130 (zvýšení pevnosti v krutu vrtáku). Obr. 2.3 3 Základní části šroubovitého vrtáku ϕ - středový úhel příčného ostří, f vodící fazetka, J jádro vrtáku, l 1 délka válcovité části, l 2 délka krčku, l 3 délka upínací stopky s vyražečem, L celková délka 2.1.3 Tvarové vrtáky Kvůli snížení vedlejších časů při vrtání na stavebnicových strojích, linkách se používají kombinované vrtáky, které umožňují slučování operací. Mají stupňovitě uspořádané břity, k vrtání odstupňovaných otvorů, apod.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 23 Mohou být dvoustupňové a vícestupňové. Na obrázku jsou znázorněny: dvoustupňový vrták, pro vrtání a válcové zahloubení hlavy šroubu, dvoustupňový vrták pro vrtání a kuželové zahloubení hlavy šroubu. Jelikož jsou náklady na stupňovité vrtáky vyšší, jsou vhodné pro sériovou výrobu, především v linkách a na jednoúčelových strojích. Tento typ vrtáků není vhodný k vrtání hlubokých děr, obzvlášť houževnatých a těžko obrobitelných materiálů. Při konstrukci jsou doporučovány základní parametry: poměr D/d = 1,5/1 a délka prvního stupně L 3d. Vyrábí se také kombinace šroubovitých vrtáků s výhrubníky, výstružníky, závitníky. Sloučení těchto operací je z technologického hlediska velmi výhodné, ale vyžaduje změnu řezných podmínek při záběru dané části, což je často velmi obtížné. Středící vrtáky Tento typ vrtáků patří do zvláštní skupiny vrtacích nástrojů, které jsou vlastně stupňovitými tvarovými vrtáky vyznačující se zvláštní geometrií břitu a tvarem dle ČSN s vrcholovým úhlem 60 nebo 90. Obr. 2.4 3 Středící vrták tvaru A středícího důlku Na obrázku je znázorněn jednoduchý dvoustupňový oboustranný středící vrták. Válcová část výše uvedeného vrtáku o průměru d přechází v

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 24 kužel s vrcholovým úhlem 60. Břitové drážky mohou být buď přímé, rovnoběžné s osou, nebo skloněné pod úhlem ω= 5-15. Úhel čela γ se volí 5 až 6, úhel h řbetu hlavního ostří α= 8, válcová část o průměru d je odlehčena pod úhlem α 1 = 2 až 3, podbroušení k 1, kuželová část má úhel hřbetu α 2 = 8 až 10 (k 2 ). 3 2.1.4 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami - šroubovité vrtáky s vnitřními otvory pro přívod procesní kapaliny - šroubovité vrtáky bez vnitřních otvorů pro přívod procesní kapaliny - šroubovité vrtáky s vnitřními otvory pro přívod procesní kapaliny s vyměnitelnými hlavicemi - frézovací vrtáky s přímými drážkami a otvory pro přívod procesní kapaliny 3 ŘEZNÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ U VRTACÍCH NÁSTROJŮ Již před vlastní konstrukcí vrtacího nástroje je třeba řešit vhodnou volbu materiálu na řeznou část nástroje z hlediska jeho funkce. Řezný materiál by měl splňovat chemické, fyzikální i mechanické vlastnosti, podle toho, v jakých podmínkách se bude nacházet břit při odběru třísky. Vzhledem k výše uvedeným požadavkům, je vždy nutné vhodně volit výsledný nástrojový materiál. Mezi základní vlastnosti řezných materiálu patří: a) tvrdost převyšující tvrdost obráběného materiálu nejméně o 5 až 6 HRC b) odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách (až 1200 C) c) vyhovující tahová a tlaková pevnost d) vyhovující tepelná vodivost Souhrn vlastností nástrojového materiálu, která ovlivňuje jeho vhodnost k obrábění se nazývá řezivost. 3

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 25 3.1 Základní členění řezných materiálů (dle ČSN a ISO) Nástrojové oceli (ICS 77.040.77 A 77.080.20) - uhlíkové - legované - rychlořezné - slitinové na lité nástroje Slinuté karbidy (ČSN 22 08 01, ISO 513) - nepovlakované s primárním karbidem wolframu - nepovlakované s primárním karbidem nebo nitridem titanu nebo obou - povlakované s primárním karbidem WC nebo TiC, nitridem TiN Cermety - směs karbidů a nitridů W, Ti, Ta, Mo, Nb s kovovým pojivem Co, Ni Keramika (ISO 513) - oxidická s primárním obsahem Al 2 O 3, - směsná na základě Al 2 O 3 s odlišnými komponenty - neoxidická s primárním obsahem nitridu křemíku Si 3 N 4 - keramika povlakovaná Supertvrdé řezné materiály (ISO 513) - polykrystalický diamant (PKD) - kubický nitrid bóru (CBN) 3 3.1.1 Nástrojové oceli dle ČSN Nástrojové oceli jsou zařazeny ve třídě 19 a jejich rozdělení je uvedeno v následující tabulce:

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 26 Základní číselná značka 19 0xx 19 1xx 19 2xx Význam třetí číslice v základní značce oceli Dvojčíslí ze 3.a 4. číslice vyjadřuje obsah uhlíku Nástrojové oceli nelegované 19 3xx Oceli manganové, křemíkové, vanadové 19 4xx Oceli chrómové 19 5xx Oceli chrómmolybdenové Nástrojové oceli 19 6xx Oceli niklové legované 19 7xx Oceli wolframové 19 8xx Oceli rychlořezné 19 9xx Oceli na lité nástroje Tab. 3.1 Rozdělení a označování nástrojových ocelí Nástrojové oceli nelegované Největší vliv na vlastnosti těchto ocelí má obsah uhlíku. V zakaleném stavu vzrůstá tvrdost oceli se stoupajícím obsahem uhlíku. Nástroje z těchto ocelí snáší teplotu břitu do 220 C a je možné je využívat pro řezné rychlosti do 15 m.min -1. 1 Nástrojové oceli legované Karbidotvorné prvky Cr, V, W, Mo jsou hlavními legujícimi prvky těchto ocelí. Vytváří tvrdé a až do vysokých teplot stálé karbidy. Dalšími legujícími prvky jsou Ni, Si, Co, které nejsou karbidotvorné. Legované oceli jsou oproti nelegovaným ocelím charakteristické především větší prokalitelností a zvýšenou odolností proti popouštění, ale jsou náročnější na tepelné zpracování. Nástroje z těchto ocelí snáší teplotu břitu 250 C až 350 C a m ůžeme je využívat při řezné rychlosti 15 až 25 m.min -1. 1 Rychlořezné oceli Pro své zcela specifické vlastnosti a využitelnost, zejména pro vysocevýkonné řezné nástroje, jsou uváděny rychlořezné oceli (RO), jako samostatná skupina legovaných ocelí. Jsou to oceli obsahující karbidotvorné

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 27 prvky W, Cr, V, Mo a nekarbidotvorný Co. Zpravidla obsahují méně než 1% uhlíku. Podle vlastností a obsahu legujících prvků jsou vhodné pro řezné nástroje na obrábění ocelí na odlitky o vysoké pevnosti a tvrdosti a těžkoobrobitelných materiálů. Široké pole uplatnění dodává rychlořezným ocelím střední odolnost proti opotřebení a vysoká lomová pevnost. Velmi často jsou používány pro tvarové nástroje, výstružníky, závitníky, frézy menších rozměrů, protahovací trny a nástroje vystavené rázům při přerušovaném řezu. Pro optimální využití nástrojů z rychlořezných ocelí je důležitý předpoklad použití vhodného řezného prostředí tj. řezných emulzí a olejů. 1 3.1.2 Slinuté karbidy (SK) Slinuté karbidy jsou produktem práškové metalurgie a znamenaly kvalitativní skok vpřed v řezných materiálech. Tento produkt umožnil několikanásobné zvýšení řezného výkonu nástrojů vybavených těmito řeznými elementy. V současnosti se slinuté karbidy používají u většiny všech nástrojů i přes to, že jejich cena je poměrně vysoká. Slinuté karbidy jsou velmi křehké a proto vyžadují tuhou soustavu stroj nástroj obrobek. V současné době jsou základem výkonného a rychlostního obrábění kovů. Vyrábí se z různých karbidů a kovového pojiva. Mezi hlavní karbidy patří karbid wolframu WC, karbid titanu TiC, karbid tantalu TaC a karbid niobu NbC. Kobalt Co se ve většině případech využívá jako pojivo. Mezi nejdůležitější a základní vlastnosti slinutých karbidů se řadí zejména tyto: Vysoká tvrdost (88 až 95 HRC), malá pevnost v ohybu Velká odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách (stálá tvrdost do teplot 700 C až 1000 C) Dobré mechanické a fyzikální vlastnosti (pevnost v tlaku, odolnost proti korozi, malý součinitel tepelné roztažnosti, vysoká měrná hmotnost) Špatná tepelná a elektrická vodivost 3

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 28 Slinuté karbidy jsou směsí dvou nebo i několika fází a není možné je dále tepelně zpracovat. Množství těchto jednotlivých fází ovlivňuje jejich houževnatost, tvrdost a odolnost proti otěru. Jedna z vlastnosti slinutých karbidů je vysoká tvrdost, díky níž se dají karbidy tvarově a rozměrově upravovat pouze broušením, elektroerozivním obráběním a lapováním. SK jsou vyráběny ve tvaru destiček, které mají normalizovaný tvar a rozměr. Tyto destičky se dále pájí, ale nejčastěji se mechanicky upínají na řeznou část nástroje. Takto upnuté destičky mají hned několik ostří, které se využívají postupně jejím otáčením. Po otupení všech ostří je destička určena k vyřazení. Některé nástroje, jako např. vrtáky a frézy malých rozměrů se vyrábějí jako monolitické. 1 Rozdělení SK dle ISO 513 HW nepovlakované SK na bázi karbidu wolframu WC HT nepovlakované SK na bázi karbidu titanu TiC nebo nitridu titanu TiN nebo obou zmíněných HC povlakované SK 1 (HW,HT) Nepovlakované slinuté karbidy Rozdělení SK podle složení Skupina K WC + Co + (TaC.NbC) Skupina P WC + TiC + Co + (TaC.NbC) Skupina M WC + TiC + TaC.NbC + Co Karbidy uvedené v závorkách nejsou samostatnou strukturní složkou SK. Jejich úkol je zabránit růstu zrn hlavních karbidických fází. 4 Rozdělení SK podle použití Označení K pro obrábění materiálů s krátkou drobivou třískou Označení P pro obrábění materiálů dávajících plynulou třísku Označení M - pro obrábění materiálů dávajících jak krátkou tak i dlouhou třísku 3

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 29 Povlakované slinuté karbidy Řezné nástroje ze slinutého karbidu by měly disponovat s co největší otěruvzdorností a současně i velkou houževnatostí. Optimální destička by byla taková, která by měla tvrdý otěruvzdorný povrch a houževnaté jádro. Vyměnitelné destičky ze slinutého karbidu s tvrdými povlaky karbidu titanu TiC, nitridu titanu TiN nebo oxidu hlinitého Al 2 O 3 vyhovují tomuto požadavku. Jednovrstvé povlaky jsou ve většině případů tvořeny TiC, TiCN, nebo TiN, tloušťka těchto povlaků může dosahovat až 13 µm. Vícevrstvé povlaky jsou tvořeny ze dvou, tří nebo i více vrstev. Jako první se na karbid nanáší vrstvy s dobrou přilnavostí k podkladu, které ale mají nižší odolnost proti opotřebení. Na konec jsou nanášeny vrstvy, které mají dobrou přilnavost k předchozí vrstvě a současně vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. 1 Samotné vrstvy jsou obvykle od podkladu k povrchu v tomto pořadí: TiC Al 2 O 3, TiC TiN, TiC TiCN TiN, TiC Al 2 O 3 TiN. 1 Obr.3.1 Příklad třívrstvého povlaku na břitu V dnešní době se velmi často objevují povlaky čítající i více než 10 vrstev. Například vyměnitelná břitová destička firmy Krupp Widia TK15. Povlak tvoří 13 vrstev, které jsou v následujícím pořadí: TiC TiN TiC TiN TiC Al (O, N) TiN - Al (O, N) TiN - Al (O, N) TiN - Al (O, N) TiN. 4

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 30 Dnešní výrobci nástrojů ze slinutých karbidů velmi často používají vrstvy na bázi TiAlN. Dosahují vysoké tvrdosti HV až 33 Gpa, oproti vrstvám TiN (tvrdost HV do 23 Gpa) a vrstvám TiCN (tvrdost HV až 35 Gpa) a zároveň vysoké pracovní teploty někdy přesahující 800 C (vrstvy TiN 600 C a vrstvy TiCN jen 450 C).Některé vrstvy TiAlN jsou dopovány o další prvky, jako je Cr, Y, Hf apod. Tyto přísady v malém množství pozitivně ovlivňují strukturu vrstev, a tím přispívají ke zvýšení jejich užitných vlastností. 5 Obr. 3.2 Kubická plošně středěná mřížka povlaku na bázi TiAlN 12 3.1.3 Supertvrdé řezné materiály Hlavními řeznými materiály této skupiny jsou: polykristalický kubický nitrid bóru (PKNB) polykristalický diamant (PKD) V současné době je velká nevýhoda jejich vysoká cena. O tom, v jakém rozsahu se tyto řezné materiálu budou dále využívat, ukáže až nejbližší budoucnost. Tyto dva typy řezných materiálů patří mezi nejtvrdší materiály, proto se označují jako supertvrdé. V praxi jsou aplikovány jako diamantové prášky, prášky kubického nitridu bóru, diamantové brousící pasty, řezné nástroje osazené segmenty PKNB nebo PKD. Nástroje osazené segmenty ze supertvrdých materiálů jsou používány k dokončovacím operacím při obrábění tvrdých materiálů (kalené oceli, tvrzená litina). Přitom je však nutné z hlediska zatížení břitu volit poměrně nízké hodnoty tloušťky třísky, zato ale vysoké řezné rychlosti.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 31 4 KONSTRUKČNÍ PRVKY VRTACÍCH NÁSTROJŮ Vrtací nástroje se skládají ze dvou hlavních částí. Je to upínací část (válcová stopka, válcová s ploškou, kužel, ) a funkční část (vrtací, frézovací). Upínací část stopka, může být buď kuželová nebo válcová, u vrtáků z RO, nebo válcová a válcová s ploškou, u vrtáků monolitních z SK, nebo u vrtáků s břitovými destičkami viz obr. 4.1 Obr. 4.1 6 Typy upínacích stopek V dnešní době je nejčastěji používaná konstrukce špičkových vrtacích nástrojů s těmito charakteristickými znaky: - ocelový držák s přímými, nebo šroubovými drážkami - vyměnitelné břitové destičky ze slinutého karbidu - otvory pro přívod chladící kapaliny Funkční častí se rozumí oblast vrtáku, kde je ostří navazující na šroubovici, nebo na rovné drážky, jimiž je odváděn odebraný materiál. Ostří může být tvořeno materiálem, ze kterého je tělo vrtáku (vrtáky z RO, nebo z monolitního SK), nebo řeznými segmenty z SK upevňovány různými způsoby na tělo vrtáku vyrobené z konstrukční oceli. Tyto segmenty mohou tvořit celé ostří (vrtací korunka, výměnná hlavička), nebo jeho části (vyměnitelné břitové destičky) viz obr.4.2.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 32 Obr. 4.2 a výměnné břitové destičky, b výměnné hlavičky, c monolitní vrták z SK 5 TECHNICKÁ ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH VRTACÍCH NÁSTROJŮ 5.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli 5.1.1 Vrták 1705 01 1000 výrobce WIDIA Monolitní vrták vyrobený ze slinutého karbidu je určený pro vrtání do nelegované oceli. Celým vrtákem vedou otvory pro přívod procesní kapaliny na hřbet nástroje. To zaručuje chlazení nástroje a odvod třísek z místa řezu. Hlavní údaje jsou naznačeny na obr. 5.1. Obr. 5.1 10 reálný vzhled vrtáku

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 33 Hlavní údaje vrtáku: - průměr vrtáku φ d 1 = 10 mm - vrcholový úhel vrtáku = 140 - maximální hloubka vrtání = 35 mm - celková délka nástroje = 89 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 10 mm Vrták je opatřen povlakem TiAlN. To značně prodlužuje jeho životnost. Výrobce pro tento typ nástroje doporučuje následující obráběcí parametry: - v c = 94 131 m/min - f = 0,18 0,3 mm/ot 5.1.2 Vrták SD203A-10.0-31-10R1 výrobce SECO Obr. 5.2 8 reálný vzhled vrtáku Vrták od firmy SECO je určen pro vrtání do nelegované oceli. Je vyroben z povlakovaného slinutého karbidu. Jako předchozí vrták, disponuje i tento otvory pro vnitřní chlazení. Hlavní údaje vrtáku: - průměr vrtáku φ d 1 = 10 mm - vrcholový úhel vrtáku = 140 - maximální hloubka vrtání = 32,819 mm - celková délka nástroje = 89 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 10 mm

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 34 Výrobce pro tento typ nástroje s povlakem TiAlN doporučuje následující obráběcí parametry: - v c = 120-220 m/min - f = 0,23 0,38 mm/ot 5.1.3 Vrták R840 1000-30-A1A výrobce SANDVIK Coromant Třetí porovnávaný vrták je taktéž určený pro vrtání do nelegované oceli. Opět je vyroben ze slinutého karbidu, má otvory pro vnitřní chlazení a povlak TiAlN. Obr. 5.3 9 reálný vzhled vrtáku Hlavní údaje vrtáku: - průměr vrtáku φ d 1 = 10 mm - vrcholový úhel vrtáku = 140 - maximální hloubka vrtání = 32,819 mm - celková délka nástroje = 89 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 10 mm Obráběcí parametry doporučené výrobcem: - v c = 80-140 m/min - f = 0,15 0,34 mm/ot

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 35 5.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli 5.2.1 Vrták DCM 150-052-15B-3,5D výrobce ISCAR Vrták je výrobkem firmy ISCAR. Jedná se o universální vrták. Jeho určení pro nelegovanou ocel je dáno především typem výměnné hlavičky. Tělo vrtáku je vyrobeno ze zušlechtěné konstrukční oceli. Celým tělem vrtáku prochází otvory pro přívod procesní kapaliny. Obr. 5.4 11 reálný vzhled vrtáku Hlavní údaje vrtáku: - Průměr vrtací hlavy φ d 1 = 15 mm - vrcholový úhel hlavice = 140 - maximální hloubka vrtání = 52 mm - celková délka nástroje = 108,1 mm - délka stopky = 45 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 15 mm Vrták ve spojení s výměnnou hlavou ze slinutého karbidu s povlakem TiAlN nabízí podle výrobce tyto obráběcí parametry: - v c = 50-130 m/min - f = 0,25 0,35 mm/ot

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 36 5.2.2 Vrták SD 103-15.00/15.99-50-16R7 výrobce SECO Druhý vrták s výměnnými hlavicemi je od firmy SECO. Jeho použití závisí na volbě vrtací hlavy. Tělem, které je vyrobeno ze zušlechtěné konstrukční oceli, prochází otvory pro přívod procesní kapaliny. Procházejí také vrtací hlavicí. Tím je zaručeno dostatečné chlazení vrtáku, ale také odvod třísek z místa řezu. Korunka je přesně umístěna a stabilně sevřena díky patentovanému ozubení CrownLock TM. Obr. 5.5 8 reálný vzhled vrtáku Hlavní údaje vrtáku: - Průměr vrtací hlavy φ d 1 = 15 mm - vrcholový úhel hlavice = 140 - maximální hloubka vrtání = 50 mm - celková délka nástroje = 128,3 mm - délka stopky = 48 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 16 mm Při použití hlavice ze slinutého karbidu s povlakem TiAlN doporučuje výrobce tyto obráběcí parametry: - v c = 90-130 m/min - f = 0,3 0,35 mm/ot

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 37 5.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli 5.3.1 Vrták R416.2-020L25-21 výrobce SANDVIK Coromant Obr. 5.6 9 reálný vzhled vrtáku Tento nástroj od firmy Sandvik Coromant je universální vrták s výměnnými břitovými destičkami. Je vybaven otvory pro vnitřní chlazení pro přívod procesní kapaliny a pro odvod třísek z místa řezu. Hlavní údaje vrtáku: - Průměr vrtáku φ d 1 = 20 mm - maximální hloubka vrtání = 40 mm - celková délka nástroje = 117 mm - délka stopky = 56 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 25 mm Při použití břitových destiček do nelegované oceli nabízí tento vrták velmi vysokou řeznou rychlost. - v c = 230 380 m/min - f = 0,04 0,08 mm/ot 5.3.2 Vrták SD52-20-40-25R7 výrobce SECO Firma SECO nabízí universální vrták s výměnnými břitovými destičkami a otvory pro vnitřní chlazení.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 38 Hlavní údaje vrtáku: - Průměr vrtáku φ d 1 = 20 mm - maximální hloubka vrtání = 40 mm - celková délka nástroje = 131 mm - délka stopky = 56 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 25 mm Při použití břitových destiček do nelegované oceli doporučuje výrobce tyto řezné parametry. - v c = 300 330 m/min - f = 0,06 mm/ot 5.3.3 Vrták 802D-20 výrobce Pramet Obr. 5.7 7 reálný vzhled vrtáku Český výrobce nabízí vrták pro universální použití. Disponuje otvory pro vnitřní přívod procesní kapaliny a výměnnými břitovými destičkami. Hlavní údaje vrtáku: - Průměr vrtáku φ d 1 = 20 mm - maximální hloubka vrtání = 40 mm - celková délka nástroje = 131 mm

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 39 - délka stopky = 56 mm - průměr stopky vrtáku φ d 2 = 25 mm Při použití břitových destiček do nelegované oceli doporučuje výrobce tyto řezné parametry. - v c = 250 300 m/min - f = 0,06 mm/ot 6 POROVNÁNÍ A ZHODNOCENÍ TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ 6.1 Monolitní vrtáky z Sk o průměru 10 mm pro vrtání do nelegované oceli Tab. 6-1 Srovnání údajů vrtáků Graf 1.6. výrobce Posuv mm/ otáčku otáčky/min WIDIA 0,3 4171 SECO 0,38 7006 SANDVIK Coromant 0,34 4458 Porovnání maximálních otáček vrtáků od jednotlivých výrobců otáčky/min 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 WIDIA SECO SANDVIK Coromant výrobce otáčky/min

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 40 Graf 2.6. Porovnání posuvů vrtáků jednotlivých vrtáků 0,4 0,35 posuv mm/otáčku 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 WIDIA SECO SANDVIK Coromant Posuv mm/ otáčku výrobce Z výše uvedených grafů je zřejmé, že v kategorii monolitních vrtáků z SK se z porovnávaných nástrojů nejlépe zařadil vrták od firmy SECO. Jeho maximální otáčky a maximální posuv jasně převyšují nad ostatními porovnávanými vrtáky. 6.2 Vrtáky s výměnnými vrtacími hlavičkami o průměru 15 mm pro vrtání do nelegované oceli Oba výrobci vrtáků s výměnnými břitovými hlavicemi uvádějí shodnou maximální hodnoty řezné rychlosti a posuvu. Rozdílný je způsob chlazení vrtáku. Zatímco u vrtáku od firmy ISCAR vedou otvory pouze tělem vrtáku, u druhého nástroje jsou tyto otvory vedeny i skrz vrtací hlavici. To zabezpečuje menší tepelné zatížení. 6.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm pro vrtání do nelegované oceli Tab. 6-2 Srovnání údajů vrtáků výrobce Posuv mm/ otáčku Otáčky mm/min SANDVIK Coromant 0,08 6050 SECO 0,06 5254 PRAMET 0,06 4777

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 41 Graf 3.6 Srovnání maximálních otáček jednotlivých vrtáků otáčky/min 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 SANDVIK Coromant SECO PRAMET výrobce Otáčky mm/min Graf 4.6 Srovnání maximálních posuvů jednotlivých vrtáků mm/otáčku 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 SANDVIK Coromant SECO PRAMET výrobce Posuv mm/ otáčku Z nabízených grafů vyčteme, že mezi porovnávanými vrtáky s výměnnými břitovými destičkami o průměru 20 mm nabízí vrták od firmy SANDVIK Coromant nejvyšší maximální hodnoty obráběcích parametrů. Všichni uvedení výrobci ve všech porovnávaných kategoriích doporučují při prvních milimetrech vrtání snížit posuv minimálně o 50% pro vystředění. Poté je možno nastavit uváděné obráběcí parametry.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 42 7 PŘEHLED A POROVNÁNÍ POŘIZOVACÍCH CEN SROVNÁVANÝCH VRTÁKŮ V následujících tabulkách jsou uvedeny pořizovací náklady na výše porovnávané vrtáky. 7.1 Monolitní vrtáky ze slinutého karbidu o průměru 10mm Název vrtáku Výrobce vrtáku Cena vrtáku [Kč] 1705 01 1000 WIDIA 3251 SD203A-10.0-31-10R1 SECO 2585 R840 1000-30-A1A Sandvik Coromant 3933 Tab. 7-1 srovnání cen vrtáků o průměru 10mm CENY MONOLITNÍCH VRTÁKŮ O PRŮMĚRU 10mm Sandvik Coromant 3933 SECO 2585 WIDIA 3251 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Graf. 1.7 7.2 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými hlavicemi o průměru 15mm Název vrtáku Výrobce Cena těla vrtáku [Kč] Cena hlavice [Kč] Celková cena [Kč] DCM 150-052-15B- ISCAR 6739 3185 9924 3,5D SD 103-15.00/15.99-50-16R7 SECO 5683 2361 8044 Tab. 7-2 srovnání cen vrtáků o průměru 15mm a výměnných hlavic

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 43 CELKOVÁ CENA VRTÁKŮ S VÝMĚNNÝMI BŘITOVÝMI HLAVICEMI O PRŮMĚRU 15mm SECO 8044 ISCAR 9924 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Graf 2.7 7.3 Vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami o průměru 20mm Název vrtáku Výrobce Cena těla vrtáku [Kč] Cena destičky [Kč] Celková cena [Kč] R416.2-020L25-21 Sandvik 9810 514 10838 Coromant SD52-20-40-25R7 SECO 8495 332 9159 802D-20 PRAMET 9800 314 10428 Tab. 7-3 srovnání cen vrtáků o průměru 20mm a břitových destiček CELKOVÁ CENA VRTÁKŮ S VYMĚNITELNÝMI BŘITOVÝMI DESTIČKAMI O PRŮMĚRU 20mm PRAMET 10428 SECO 9159 Sandvik Coromant 10838 8000 8500 9000 9500 10000 10500 11000 Graf 3.7 - Všechny ceny byly zjišťovány od distributorů nástrojů jednotlivých výrobců. - Uvedené ceny jsou včetně 19% DPH.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 44 - Celková cena u vrtáků s výměnnými břitovými destičkami se skládá z ceny těla vrtáku a 2 x cena břitové destičky. - Celková cena u vrtáků s výměnnými hlavicemi se skládá ze ceny těla vrtáku a ceny hlavice. 8 DOPORUČENÉ VYUŽITÍ VRTÁKŮ Všechny porovnávané vrtáky naleznou uplatnění zejména v sériové výrobě. Návratnost nákladů je v kusové výrobě mnohem delší. Proto se stále setkáváme s vrtáky z materiálu HSS. Musíme také dbát na to, aby stroj, na kterém budou moderní nástroje nasazeny, byl vyhovující z hlediska tuhosti STROJ-NÁSTROJ-OBROBEK. Nízká tuhost této soustavy při vrtání moderními vrtáky výrazně snižuje jejich životnost. Důležitá je také vybavenost stroje např. chlazení vřetenem, dostatečný výkon motoru aj. To je spojeno s dalšími náklady na pořízení stroje.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 45 ZÁVĚR Závěrem lze konstatovat, že světoví výrobci dodávají na trh širokou škálu kvalitních vrtacích nástrojů. Záleží pak jen na zákazníkovi, aby si vybral ten výrobek, který nejvíce uspokojí jeho požadavky. Pro sériovou výrobu je určitě výhodné investovat do moderní technologie, jelikož návratnost nákladů je velmi rychlá. Návratnost nákladů na moderní vrtáky v kusové výrobě je citelně delší, proto se stále objevují nástroje z nástrojových rychlořezných ocelí. V kategorii monolitních vrtáků jasně zvítězil vrták od firmy SECO. Nejen parametry doporučenými výrobcem, tak i cenou. Další srovnávané nástroje se parametry od výrobců mezi sebou nijak nelišili. Nižší náklady na pořízení vrtáku od firmy SECO jistě budou hrát při rozhodování zákazníka důležitou roli. Ve třetí kategorii se nejlépe umístil, díky parametrům výrobce, vrták od firmy Sandvik Coromant.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 46 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 1. KAREL KOCMAN, JAROSLAV PROKOP Technologie obrábění, Brno, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Prosinec 2005, druhé vydání, 271 stran, ISBN 80-214-1996-2. 2. AB SANDVIK COROMANT Produktivní obrábění kovů, Švédsko, Sandvik Coromant, technické nakladatelství, CMSE,1997, 299 stran, S-811 81 3. OSKAR ZEMČÍK Nástroje a přípravky pro obrábění, Brno, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., březen2003, 193 stran, ISBN 80-2147-2336-6 4. ANTON HUMÁR Slinuté karbidy a řezná keramika po obrábění, Brno, CCB spol. s.r.o., první vydání, 265 stran, rok 1995, ISBN 80-85825-10-4 5. MM PRŮMYSLOVÉ SPEKTRUM SPECIÁL, září 2004 dostupné na World Wide Web: http://www.mmspektrum.com 6. GARANT Příručka obrábění, dostupné na World Wide Web: http://www.garant-tools.com 7. PRAMET TOOOLS Katalog vrtání 2006 dostupné na World Wide Web: http://www.pramet.com 8. SECO Vrtání dostupné na World Wide Web: http://www.secotools.com 9. AB SANDVIK COROMANT Drilling catalogue, dostupné na World Wide Web: http://www.coromant.sandvic.com 10. WIDIA KRUPP Bohren 11. ISCAR Katalogy a cd, dostupné na World Wide Web: http://www.iscar.cz 12. Antonín Kříž, Nové trendy vývoje tenkých vrstev vytvořených PVD a CVD technologií v aplikaci na řezné nástroje, Habilitační přednáška dostupné na World Wide Web: http://www.ateam.zcu.cz

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 47 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK A D [mm 2 ] jmenovitý průřez třísky a p [mm] šířka záběru ostří D [mm] průměr otvoru, průměr vrtáku d [mm] vnitřní průměr otvoru f [mm] posuv na otáčku f B faktor metody pro vrtání (vrtání do plného f B =1, vyvrtávání f B =0,9517) F c [N] řezná síla F f [N] posuvová síla f z [mm] posuv na zub k c [N] měrná řezná síla n [min -1 ] otáčky P c [kw] řezný výkon T AS [min] jednotkový strojní čas v c [m.min -1 ] řezná rychlost α f [ ] nástrojový boční úhel hřbetu α n [ ] nástrojový normálový úhel hřbetu α o [ ] nástrojový ortogonální úhel hřbetu α p [ ] nástrojový zadní úhel hřbetu γ f [ ] nástrojový boční úhel čela γ n [ ] nástrojový normálový úhel čela γ o [ ] nástrojový ortogonální úhel čela γ p [ ] nástrojový zadní úhel čela κ r [ ] nástrojový úhel nastavení hlavního ostří λ s [ ] nástrojový úhel sklonu hlavního ostří v f [m.min -1 ] posuvová rychlost v e [m.min -1 ] rychlost řezného pohybu P fe pracovní boční rovina ϕ [ ] úhel posunového pohybu η [ ] úhel řezného pohybu