Wiercenie otworów w metalu i tworzywie sztucznym

Jednym z procesów obróbki CNC jest wiercenie otworów w obrabianym przedmiocie. Pozornie proces ten wydaje się dość prosty, ale w rzeczywistości wymaga umiejętności oraz użycia odpowiedniej metody i narzędzi do uzyskania doskonałych jakościowo efektów. Wybór sposobu działania zależy od rodzaju wybranego materiału i jego właściwości.

Jak przygotować  wiercenie otworów w metalu?

Proces tworzenia otworów rozpoczyna się od wyboru odpowiedniej wiertarki. Wiertarka stołowa ma regulowany stół umieszczony pod wrzecionem napędzanym silnikiem. Posiada również uchwyt mocujący wiertło, które wirujące będzie opuszczane w metal. Operator podnosi lub opuszcza stół wiertarki stołowej lub ustawia ogranicznik głębokości, aby skutecznie kontrolować głębokość wierconego otworu. Zależnie od grubości metalu, do wykonywania otworów stosuje się dwa główne rodzaje wierteł. Pierwszym jest wiertło do blachy idealne do wiercenia cienkich metali, gdyż w trakcie wiercenia nie rozrywa metalu. Drugi rodzaj wiertła to wiertło szybkoobrotowe, które jest z kolei odpowiednie do grubszych metali i posiada trzonek i rowek, które usuwają zanieczyszczenia z otworu. Zanim rozpocznie się wiercenie otworów warto dobrać odpowiednie wiertło.

Wiercenie i jego etapy

Na początku oznacza się miejsce, w którym ma znaleźć się otwór. Najwygodniej będzie zrobić małe wgniecenie w zaznaczonym punkcie środkowym za pomocą punktaka, aby zapobiec wędrowaniu wiertła podczas wiercenia. Następnie należy dostosować lub zmienić prędkość wiercenia oraz dopasować ułożenie wiertła w uchwycie. Wiercony przedmiot umieszcza się na stole maszynowym lub w imadle. Należy kontrolować równomierne rozłożenie nacisku w trakcie wiercenia, jak i zadbać o czystość przedmiotu i otoczenia, szczotkując wióry podczas wiercenia. Warto też dodać płyn do skrawania podczas pracy, aby zmniejszyć tarcie i zapewnić płynne cięcie. Aby zakończyć wiercenie należy wycofać wiertło z otworu i wyłączyć zasilanie.

Wiercenie metalu a zasady bezpieczeństwa

Jak każda praca na maszynie, tak i wiercenie otworów może być ryzykowne. Zbyt luźno zamocowany przedmiot obrabiany może zostać złapany i odrzucony przez obracające się wiertło. Absolutnie nie należy go dotykać ręką w trakcie wiercenia, co odruchowo może oczywiście kusić.  Należy unikać również noszenia rękawiczek podczas korzystania z wiertarki stołowej, gdyż materiał rękawiczek może zostać wciągnięty w wiertło. Za to warto założyć okulary ochronne, aby uniknąć zranienia oczu odpryskującym wiórem czy opiłkiem.

Jak odbywa się wiercenie otworów w tworzywach sztucznych?

W przeciwieństwie do wiercenia w metalach, nieprawidłowe wiercenie otworów w plastiku może skutkować pęknięciami lub zadziorami. Wady te mogą popsuć estetykę i funkcjonalność detalu. Co jest niezbędne wobec tego, aby tego uniknąć?

• przygotowanie odpowiednio dobranych narzędzi,
• zaznaczenie miejsca wiercenia,
• zabezpieczenie plastiku za pomocą zacisku na stabilnej i wystarczającej dużej powierzchni, aby pomieścić obszar plastiku, w którym chce się wiercić,
• dopasowanie rozmiaru wiertła oraz umieszczenie go w uchwycie wiertarki,
• rozpoczęcie wiercenia od najniższej prędkości, a po jej zwiększeniu obserwowanie czy wióry się nie spiekają, gdy to nastąpi należy przerwać i poczekać na wystudzenie materiału,
• wiercenie należy często przerywać, aby uniknąć przegrzania.

Rodzaje wiertarek do otworów

Wiertarka stołowa CNC z ramieniem promieniowym

Ma ona wrzeciono zamontowane na obrotowym ramieniu. Ramię to obraca się wokół kolumny, umożliwiając promieniowy ruch wrzeciona, mechanizmu posuwu i głowicy wiertarskiej. Maszyna ta umożliwia wiercenie w wielu miejscach bez zmiany położenia przedmiotu obrabianego.

Wiertarka wielowrzecionowa

Wierci jednocześnie kilka otworów w jednym elemencie obrabianym, postępując zgodnie z tym samym wzorem dla każdej sekcji. Jest idealna do produkcji podobnych części w dużych ilościach.

Wiertarka rzędowa

Wiertarka zespołowa składa się z wielu niezależnych kolumn, z których każda jest zamontowana na wspólnej podstawie i wyposażona w silnik i wrzeciono. Zwykle używa się jej do wykonania do wykonania kilku kolejnych operacji, takich jak wiercenie czy gwintowanie otworów.

Wiertarka rewolwerowa

Centralnym punktem tej wiertarki jest wirująca wieżyczka. Maszyna ta jest doskonała do wiercenia masowej produkcji, gdzie wiele otworów o różnych rozmiarach i głębokościach musi zostać wywierconych w jednym kawałku. Tylko jeden otwór jest wiercony na raz przez sprzęt wiertniczy typu rewolwerowego.

Mikro wiertarka stołowa

Jest małym urządzeniem wiertniczym, które wykorzystuje ręcznie sterowany posuw, aby wykonywać niezwykle precyzyjne mikroskopijne otwory. Tego typu wiertarki są używane w takich branżach jak elektronika czy jubilerstwo, gdzie potrzebne są małe otwory.

Pionowa wiertarka stołowa CNC

Jest ona wyposażona w mechanizm posuwu, który wprawia narzędzie w obrabiany przedmiot bez ingerencji człowieka. Ponadto wiertarki pionowe są idealne do ciężkich zastosowań ze względu na ich solidną konstrukcję.

Rodzaje narzędzi do wykonywania otworów

Wiertła

Działają poprzez osiowe wchodzenie w obrabiany przedmiot przed przecięciem otworu, dzięki czemu wiercenie otworów jest ekonomiczne i łatwe. Można wyróżnić wiertła kręte, centralne, gwintowane, punktowe, do muru czy stopniowe. Zależnie od branży, w której są stosowane.

Rozwiertaki

Są często używane po wierceniu, aby uzyskać otwory o najdokładniejszej średnicy otworu. Najczęściej używany jest rozwiertak uchwytowy, ale istnieją też stożkowe, samochodowe, do sprzętu spawalniczego, do kołków stożkowych i do wykrojników.

Frezy do otworów

Służą do precyzyjnego wycinania okrągłych otworów w metalu, drewnie i innych materiałach. Mogą one wycinać znacznie szersze średnice niż typowe wiertło. Są również bardzo skutecznym zamiennikiem innych narzędzi, ponieważ muszą po prostu wyciąć obwód otworu. Frezy te mają oddzielne zęby tnące z węglików spiekanych, podobnie jak tarcze pił tarczowych.

Wiertła stożkowe i fazujące

Umożliwiają wiercenie otworów stożkowych w przedmiotach. Ponadto, wiertło stożkowe rozszerza istniejący otwór o stożkowy otwór na górze, gdy wchodzi w obrabiany przedmiot osiowo. Te komercyjne urządzenia do dziurkowania pozwalają na dobre osadzenie elementów złącznych na obrabianym przedmiocie.

Wiertła centrujące

Posiadają wiertło pilotujące i pogłębiacz stożkowy. Są zwykle wykorzystywane do tworzenia otworu centralnego w celu łatwego obracania i podparcia obciążenia podczas jego obrotu. Ze względu na ich ekstremalną sztywność i niską skłonność do wędrowania są one polecane do wykonywania otworów.

Przeciągacze

To wielozębne narzędzie, które wierci otwory i jest idealne do wykonywania głębszych cięć. Przeciąganie jest ważną fazą wiercenia, gdyż ułatwia produkcję części o wysokiej jakości wykończenia powierzchni.

Wiertła stożkowe

Służą do rozwiercania, które jest wykonywane zazwyczaj po wierceniu. Stosowane tam, gdzie łącznik musi być ustawiony prostopadle do powierzchni przedmiotu obrabianego. Mają dwie różne średnice cięcia.

Wiercenie otworów a wytyczne ułatwiające obróbkę

Istnieje wiele problemów związanych z wierceniem, których można uniknąć, dobierając odpowiednie wiertło oraz głowicę wiertarską. O wyborze decyduje konstrukcja, projekt i przeznaczenie detalu. Nie należy również zapominać o usuwaniu wiórów w trakcie wiercenia, a pomóc w tym może użycie specjalnego wiertła do łamania wiórów. Ich zmniejszenie poprawia wydajność wiercenia i rozpraszanie ciepła. Należy też przerywać posuw w trakcie zwiększania jego prędkości zależnie od rodzaju i kształtu materiału. Metale mogą wymagać dużej szybkości posuwu, gdy wiercenie tworzyw sztucznych z dużą szybkością może skutkować odpryskami i pęknięciami. Warto też pamiętać, że wiercenie nie powinno być głębsze niż 12-krotność średnicy stosowanego wiertła. Długie wiertła im dłuższe, tym bardziej tracą sztywność i zdolność do utrzymywania ścisłej tolerancji i są bardziej narażone na pękanie. Warto wtedy przemyśleć czy nie wykonać szerszego otworu.