Nejste přihlášen
Přihlášení Registrace

Optimální otáčky při vrtání

Vrtání je jednou z nejčastějších operací při obrábění různých materiálů, ať už se jedná o kov, dřevo nebo plasty. Úspěšné vrtání není závislé jen na výběru správného vrtáku. Jedním z klíčových faktorů, které vedou k čistému a bezpečnému vrtání jsou správně nastavené otáčky nářadí. Příliš vysoké nebo příliš nízké otáčky mohou vést k různým problémům – poškozené vrtáky a obrobky a zbytečně komplikovaný proces vrtání.

Vynecháme však vrtání do stavebních materiálů typu beton, cihla, pórobeton apod., protože zde je třeba brát v úvahu i příklep - kde, jaký a zda vůbec. A to už je mimo rozsah tohoto článku...

Parametry vrtání

  • n - počet otáček za minutu (ot./min.)
  • vc - řezná rychlost (m/min)
  • fn - posuv na otáčku (mm/ot.)
  • vf - rychlost posuvu (mm/min.)
  • D - průměr vrtáku (mm)
Obr. 1. Parametry vrtání

Obr. 1. Parametry vrtání

Otáčky za minutu (RPM) – udávají, kolikrát se vrták otočí kolem své osy za jednu minutu. Tento parametr je rozhodující při vrtání, neboť ovlivňuje rychlost vrtání a celkovou efektivnost procesu.

Vzorec ukazuje, že čím větší je průměr vrtáku, tím nižší otáčky jsou potřebné k dosažení stejné řezné rychlosti. Naopak menší vrtáky potřebují vyšší otáčky, aby dosáhly požadované rychlosti řezání. Počet otáček přímo ovlivňuje řeznou rychlost, efektivitu vrtání a kvalitu výsledného otvoru.

Při volbě otáček pro konkrétní operaci je třeba zohlednit několik faktorů:

  • Průměr vrtáku: čím je větší průměr vrtáku, tím nižší otáčky jsou potřebné. Vrtáky menšího průměru tedy budou pracovat při vyšších otáčkách.
  • Obrobek: měkké materiály, jako dřevo, vyžadují vyšší otáčky. Naopak, při vrtání do tvrdých materiálů, jako kov nebo beton, se volí nižší otáčky, aby se zabránilo přehřívání a poškození nástroje.
  • Tepelné vlastnosti materiálu: materiály, které se rychle zahřívají (některé druhy plastů nebo tenké kovy), vyžadují nižší otáčky a častější chlazení, aby se zabránilo deformaci nebo poškození materiálu.

Správná regulace otáček je důležitá i proto, že ovlivňuje rychlost pohybu vrtáku v materiálu. Příliš nízké otáčky mohou způsobit, že vrták se zasekne nebo nevyřízne čistý otvor, zatímco příliš vysoké otáčky mohou vést k přehřívání a poškození vrtáku nebo materiálu.

Tip: Pokud budeme vrtat nižšími než optimálními otáčkami, pokazíme méně, než v opačném případě.

Řezná rychlost (vc ) – je obvodová rychlost řezné hrany vrtáku. Jedná se o rychlost, kterou se řezná hrana pohybuje po dráze na vnější straně vrtáku během jeho otáčení. Tento pohyb se děje v místě kontaktu mezi vrtákem a materiálem. Měří se v metrech za minutu (m/min.), je násobkem otáček nástroje a průměru vrtáku a vyjadřuje se vzorcem:

V praxi jsou tabulky řezných rychlostí často uváděny v technické dokumentaci nástrojů. Řezná rychlost je velmi důležitý parametr, neboť ovlivňuje kvalitu vrtání. Různé materiály vyžadují různou řeznou rychlost – například u kovů se používají nižší řezné rychlosti než u měkkých materiálů, jako je dřevo.

Obr. 2. Různé typy spirálových vrtáků HSS

Obr. 2. Různé typy spirálových vrtáků HSS

Pro vrtání do kovových obrobků se používají vrtáky HSS (obr. 2). Již z názvu základní suroviny (HSS = High Speed Steel = rychlořezná ocel) vyplývá, že vyžadují vyšší řeznou rychlost. I tyto vrtáky se však liší složením a jejich konečné vlastnosti ovlivňují různé příměsi – legúry.

Posuv na otáčku (fn ) – jde o posuv ve směru osy otáčení nástroje a označuje vzdálenost, kterou vrták postoupí do obrobku za jednu otáčku. Tento parametr je dalším z klíčových faktorů, který ovlivňuje účinnost vrtání, kvalitu povrchu otvoru a životnost nástroje. Jeho nastavení závisí na vrtaném materiálu, na velikosti vrtáku a na požadované kvalitě povrchu.

Správný posuv na otáčku má zásadní význam při prevenci opotřebování vrtáku a zajištění dobrého odvodu třísek.

Vliv posuvu na kvalitu vrtání:

  • Příliš malý posuv: může vést k nadměrnému tření, což způsobuje přehřívání vrtáku, sníženou rychlost vrtání a může vést k otupení nástroje.
  • Příliš velký posuv: zvyšuje tlak na vrták, což může mít za následek jeho zlomení nebo příliš rychlý úběr materiálu, čímž se sníží kvalita povrchu otvoru.

Doporučené hodnoty posuvu:

  • Kov: posuv na otáčku pro ocel a tvrdší materiály se pohybuje v rozmezí 0,1 až 0,2mm/ot., v závislosti na velikosti vrtáku a tvrdosti materiálu.
  • Dřevo: posuv může být vyšší, zvláště pokud je dřevo měkčí, například až do 0,4mm/ot.
  • Plasty: plasty vyžadují citlivé nastavení posuvu, aby se zabránilo jejich roztavení – obvykle kolem 0,1 až 0,2mm/ot.

Vrtání do kovu

Vrtání do kovu je jedním z nejnáročnějších úkolů, neboť kovové materiály mají vysokou hustotu a tvrdost. Pokud vrták pracuje při příliš vysokých otáčkách, dochází k jeho přehřívání a rychlému otupení.

Nelegovaná ocel:

  • Vlastnosti: ocel s nízkým obsahem legovacích prvků
  • Příklady: stavební ocel (S235), uhlíková ocel
  • Řezná rychlost (vc ): 20–30m/min.
  • o Při větších průměrech vrtáků snižte otáčky, abyste předešli přehřívání nástroje
  • Vhodný vrták: HERMAN DM-10 (obr. 3)
Obr. 3. Sada vrtáků do kovu DIN 338 HERMAN QDM-10 HSS-R

Obr. 3. Sada vrtáků do kovu DIN 338 HERMAN QDM-10 HSS-R

Obr. 4. Vrták do kovu DIN 338 HERMAN DM-20 HSS-G

Obr. 4. Vrták do kovu DIN 338 HERMAN DM-20 HSS-G

Legovaná ocel:

  • Vlastnosti: ocel s přídavkem legovacích prvků, jako jsou chrom, nikl nebo molybden, které zvyšují její tvrdost a odolnost
  • Příklady: nástrojová ocel, konstrukční oceli (42CrMo4)
  • Řezná rychlost (vc ): 12–25m/min.
  • Legované oceli jsou tvrdší, což vyžaduje nižší otáčky a dostatečné chlazení během vrtání
  • Vhodný vrták: HERMAN DM-20 HSS-G (obr. 4)

Nerezová ocel:

  • Vlastnosti: ocel s přídavkem chromu, která je odolná vůči korozi, ale těžko se opracovává
  • Příklady: austenitická nerezová ocel (AISI 304)
  • Řezná rychlost (vc ): 6–12m/min.
  • Při vrtání nerezové oceli používejte dostatečné množství chladicí kapaliny, aby se předešlo přehřátí vrtáku a materiálu
  • Vhodný vrták: HERMAN QDM-40 HSS-E Co 5% (obr. 5)
Obr. 5. Sada vrtáků do kovu DIN 338 HERMAN QDM-40

Obr. 5. Sada vrtáků do kovu DIN 338 HERMAN QDM-40

Obr. 6. Vrták do kovu HERMAN DM-30 HSS-G TiN

Obr. 6. Vrták do kovu HERMAN DM-30 HSS-G TiN

Hliník a lehké kovy:

  • Vlastnosti: měkké a snadno zpracovatelné materiály s dobrou tepelnou vodivostí
  • Příklady: hliníkové slitiny (AW-6061), dural
  • Řezná rychlost (vc ): 35–120m/min.
  • Při vrtání hliníku a lehkých kovů používejte vyšší otáčky a pravidelně odstraňujte třísky

Měděné a bronzové slitiny:

  • Vlastnosti: měkké kovy, ale s vysokou vodivostí a odolností vůči korozi
  • Příklady: měď (Cu), bronz
  • Řezná rychlost (vc ): 20–60m/min.
  • Při vrtání mědi a bronzu je důležité mazání, aby se předešlo přehřívání a zanášení vrtáku
  • Vhodný vrták: HERMAN DM-30 HSS-G TiN (obr. 6)

Vrtání do dřeva

Dřevo je materiál, který umožňuje používat vyšší otáčky, ale je důležité rozlišovat mezi různými druhy dřeva.

Měkké dřevo:

  • Vlastnosti: lehce opracovatelné dřevo s nižší hustotou
  • Příklady: borovice, smrk, jedle
  • Řezná rychlost (vc ): 15–30m/min.
  • Při vrtání měkkého dřeva můžete používat vyšší otáčky, snažte se však nepřehřívat vrták a pravidelně odstraňujte třísky
  • Vhodný vrták: HERMAN QDW-10 (obr. 7)
Obr. 7. Sada vrtáků do dřeva HERMAN QDW-10

Obr. 7. Sada vrtáků do dřeva HERMAN QDW-10

Obr. 8. Vrták do dřeva HERMAN DW-11 HSS M2

Obr. 8. Vrták do dřeva HERMAN DW-11 HSS M2

Tvrdé dřevo:

  • Vlastnosti: husté a odolné dřevo, které vyžaduje větší přesnost a trpělivost při vrtání
  • Příklady: dub, buk, ořech
  • Řezná rychlost (vc ): 10–20m/min.
  • Tvrdé dřevo vyžaduje nižší otáčky a pomalejší posuv, aby se předešlo praskání dřeva nebo znehodnocení otvoru
  • Vhodný vrták: HERMAN DW-11 HSS M2 (obr. 8)

Vrtání do plastů

Plasty jsou měkké a tepelně citlivé materiály, což znamená, že při vrtání se mohou zahřívat a deformovat.

Měkké plasty:

  • Vlastnosti: pružné plasty, které jsou náchylné k deformacím při vysokém teple
  • Příklady: polyethylen (PE), polypropylen (PP)
  • Řezná rychlost (vc ): 10–15m/min.
  • U měkkých plastů používejte nižší otáčky a ostré vrtáky, abyste předešli roztavení a přilepování plastu na vrták
  • Vhodný vrták: HERMAN DM-31 HSS-G TiN (obr. 9)

Tvrdé plasty:

  • Vlastnosti: plasty s vysokou tuhostí a odolností proti nárazům
  • Příklady: PVC, akrylát (plexisklo), polykarbonát
  • Řezná rychlost (vc ): 10–35m/min.
  • Při vrtání tvrdých plastů je důležité používat nízké otáčky a zajistit chlazení, aby se materiál neroztavil
  • Vhodný vrták: HERMAN DM-31 HSS-G TiN (obr. 9)
Obr. 9. Frézovací vrták HERMAN DM-31 HSS-G TiN

Obr. 9. Frézovací vrták HERMAN DM-31 HSS-G TiN

Tip: při vrtání plastů používejte podložku, abyste zabránili praskání materiálu při výstupu vrtáku z obrobku.

Vrtání keramiky a skla

Při práci s křehkými materiály, jako je keramický obklad a sklo, je nezbytné pracovat při velmi nízkých otáčkách a samozřejmě bez příklepu.

Keramika a porcelán:

  • Vlastnosti: tvrdé, ale křehké povrchy, které mohou při nesprávném vrtání praskat
  • Příklady: koupelnové a kuchyňské dlaždice, porcelánové dlaždice
  • Řezná rychlost (vc ): 10–20m/min.
  • Před vrtáním začněte s nízkými otáčkami a bez přílišného tlaku, aby se dlaždice nepoškodila. Na začátku vrtání můžete použít lepicí pásku na povrch, aby se vrták nesklouzl
Obr. 10. Sada čtyřbřitých TCT vrtáků HERMAN QDC-61

Obr. 10. Sada čtyřbřitých TCT vrtáků HERMAN QDC-61

Sklo:

  • Vlastnosti: extrémně křehký materiál, který se při nadměrném tlaku nebo nesprávné technice může snadno rozbít
  • Příklady: okenní sklo, tvrzené sklo, skleněné vitríny
  • Řezná rychlost (vc ): 4–10m/min.
  • Při vrtání skla používejte vrtáky s diamantovým hrotem a začínejte s nejnižšími otáčkami. Pro lepší výsledek doporučujeme chlazení vodou, aby se předešlo praskání materiálu
  • Vhodný vrták: HERMAN QDC-61 Glass (obr. 10)

 

Čísla v tabulce udávají vypočtené otáčky při dodržení doporučené řezné rychlosti vzhledem k příslušnému průměru vrtáku.

Materiál Doporučená řezná rychlost vc [m/min] Průměr vrtáku D [mm] / doporučené otáčky
2 4 6 8 10 12
Nelegovaná ocel (S235) 20 3185 1592 1062 796 637 531
Legovaná ocel (42CrMo4) 12 1911 955 637 478 382 318
Nerezová ocel (AISI304) 6 955 478 318 239 191 159
Hliníkové slitiny (AW-6061) 35 5573 2787 1858 1393 1115 929
Bronz 20 3185 1592 1062 796 637 531
Měkké dřevo (Smrk) 15 2389 1194 796 597 478 398
Tvrdé dřevo (Dub) 10 1592 796 531 398 318 265
Měkké plasty (PE) 10 1592 796 531 398 318 265
Tvrdé plasty (PVC) 10 1592 796 531 398 318 265
Keramika 10 1592 796 531 398 318 265
Sklo 4 637 318 212 159 127 106

Tab. 1. Tabulka s doporučenými otáčkami vrtání do různých materiálů

Závěr

Správná volba otáček vrtáku a výběr vhodného nástroje jsou klíčové pro úspěšné a bezpečné vrtání do různých materiálů. Používání optimálních otáček nejen zlepšuje kvalitu otvorů, ale také prodlužuje životnost nástrojů a minimalizuje riziko poškození materiálu. Při vrtání do tvrdých materiálů je nutné používat maziva, jako je chladicí kapalina nebo řezné oleje. Tyto látky pomáhají snižovat tření a teplotu, čímž zabraňují přehřívání vrtáku a prodlužují jeho životnost.

Díky těmto doporučením se můžete pustit do každého vrtacího projektu s jistotou, že dosáhnete čistých, přesných otvorů a minimalizujete riziko poškození vrtáku nebo materiálu.

Klíčová slova: vrtání, otáčky vrtáku, řezná rychlost, vrtání do kovu, vrtání do dřeva, optimalizace vrtání, HSS vrtáky, řezný olej

Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
https://cprp.sti-beziers.fr/wp-content/uploads/2020/08/COURS-SANDVIK-FORMULES.pdf


Získat kupón v hodnotě 250 Kč je jednoduché:

1. Ohodnoťte článek
Přidat recenzi

2. Odpovězte správně na otázky z článku
Spustit kvíz

Recenze článku

  1. Josef

    Česko

    Velice dobře napsaný článek plný nových užitečných informací

  2. Renáta Sliwková

    Česko

    Dozvěděli jsme se mnoho přínosných informací.

Další články

Zvolte si Vaši zemi
Zvolte zemi, kam chcete doručit Vaši objednávku.
×