1.0 Koncepcja reengineeringu

8. ZASTOSOWANIE WIERTAREK W PROCESIE TECHNOLO—

GICZNYM

Operacje wiercenia stanowią najpowszechniejszą technologie wykonania

otworów o średnicach do 100 mm (aczkolwiek istnieją również możliwości wyko-
nania otworów o większych ściernicach). Należy w tym miejscu zaznaczyć, że
operacje wiertarskie to nie tylko wykonanie otworów, lecz także inne operacje
technologiczne zmierzające do zwiększenia dokładności uprzednio wykonanego
otworu.

8.1. BUDOWA I RODZAJE WIERTAREK

Uogólniony schemat wiertarki przedstawiony jest na rys.8.1.

Rys.8.1. Uogólniony schemat wiertarki

Przedstawiony schemat wskazuje, że w przypadku wiercenia ruch główny

oraz ruch posuwowy wykonywany jest przez narzędzie skrawające (wyjątek sta-
nowią wiertarki do głębokich otworów). Przedmiot obrabiany pozostaje w trakcie
obróbki nieruchomy. Najbardziej rozpowszechnionymi w przemyśle wiertarkami
są wiertarki stojakowe (znane również jako korpusowe lub kadłubowe) - rys.8.2.
Ponieważ o zastosowaniu danej wiertarki decyduje zazwyczaj maksymalna średni-
ca wierconego otworu, stąd często w oznaczeniach handlowych wiertarki zawarta
jest ta podstawowa informacja. Przykładowo oznaczenie wiertarki WK—40 umoż-
liwia zorientowanie się, że możliwe jest wiercenie otworów do średnicy 40 mm.

ZESPÓŁ WYKONAWCZY

P
R
Z
E
D
M
I
O
T

S
T
E
R
O
W
A
N
I
E

NAPĘD

PRZEKŁADNIE

KORPUS

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

Rys.8.2. Schemat wiertarki stojakowej [4]

Wiertarka stojakowa składa się ze stojaka - korpusu (1) do którego w górnej jego
części przymocowana jest skrzynka prędkości (2) umożliwiająca zmiany prędkości
obrotowej wrzeciona wiertarki. Po prowadnicach stojaka przemieszcza się wrze-
ciennik (3) w którym znajduje się skrzynka posuwów umożliwiająca dobór wła-
ściwej prędkości posuwu narzędzia. Przedmiot mocowany jest na stole wiertarki
(4), który ma również możliwość pionowego przemieszczania. W przypadku
wiertarki stojakowej należy zwrócić uwagę, że odległość oznaczona na rys.8.2 jako
R

jest dla danej wiertarki wartością stałą, a więc stanowi pewne ograniczenie

technologiczne obróbki (ogranicza wymiary przedmiotu obrabianego). Inne rodzaje
wiertarek przedstawiono w tabl.6.
Na rys.8.3 przedstawiono wiertarkę promieniową. Wiertarka ta składa się z kolum-
ny (1) na którym zamontowane jest ramię (2) mogące przemieszczać się zarówno
w pionie jak również po okręgu wokół kolumny. Na ramieniu (2) znajduje się
wrzeciennik (3) mogący przemieszczać się poziomo po ramieniu. Dzięki temu nie
ma ograniczenia wymiaru R

tak jak to miało miejsce w przypadku wiertarki stoja-

kowej. Tak więc wrzeciono wiertarki w którym zamocowane jest narzędzie (czyli
obszar pracy) może przemieszczać się po okręgu o minimalnej i maksymalnej
średnicy określonej tylko względami konstrukcyjnymi danej wiertarki. Dzięki temu
można przemieszczać narzędzie na miejsce w którym ma być wykonany otwór w
przedmiocie obrabianym, a nie odwrotnie jak ma to miejsce w innych wiertarkach.
Wiertarka promieniowa jest więc szczególnie przydatna w przypadku wiercenia
otworów w ciężkich przedmiotach.

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

Tablica 6
Nazwa wiertarki

Zastosowanie

Wiertarka słupowa

Stosowana na ogół do wykonywania otworów o
średnicach od 40 do 80 mm

Wiertarka stojakowa (sto-
łowa)

Budowa tej wiertarki podobna jest do wiertarki słu-
powej, średnica wierconych otworów nie przekracza
na ogół 40 mm.

Wiertarka promieniowa —
rys.8.3.

Umożliwiają promieniowe przemieszczanie się wrze-
ciennika. Średnice wierconych otworów do 100 mm

Wiertarka rewolwerowa —
rys.8.4

Posiadają obrotową głowice rewolwerową (taką jak
tokarki rewolwerowe) przez co umożliwiają wyko-
nywanie większej ilości operacji wiertarskich. Wier-
tarki rewolwerowe najczęściej są obrabiarkami ste-
rowanymi numerycznie.

Wiertarka wielowrzecio-
nowe

Podobne budową do wiertarki stojakowej lecz w
miejsce jednego wrzeciona posiadają kilka równo-
cześnie pracujących wrzecion. Dzięki temu można
jednocześnie wiercić kilka otworów przez co zwięk-
sza się wydajność obróbki.

Wiertarki do wiercenia głę-
bokich otworów - rys. 8.10

Przeznaczone do wiercenia otworów o długości
otworu przekraczającej 10 krotność jego średnicy.
Średnica otworów może przekraczać 100 mm.

Rys.8.3. Wiertarka promieniowa [4]

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

Kolejny rysunek ( rys.8.4) przedstawia wiertarkę rewolwerową z układem stero-
wania numerycznego. Jest ona wyposażona w głowicę rewolwerową dzięki czemu
umożliwia wykonywanie wielu zabiegów przy jednym zamocowaniu przedmiotu.

Rys.8.4. Wiertarka rewolwerowa z układem NC [4]

8.2. NARZĘDZIA, MOCOWANIE NARZĘDZI I PRZEDMIOTU

OBRABIANEGO

Podstawowe narzędzia stosowane do operacji wiertarskich to:

• Wiertła kręte (rys.8.5a) służące do wykonywania otworów,
• Wiertła specjalne do głębokich otworów o których szerzej będzie mowa w

rozdz..8.4.

• Rozwiertaki (rys.8.5b) stosowane w przypadku konieczności zwiększenia do-

kładności otworu,

• Pogłębiacze (rys.8.5c) umożliwiające nadanie części wejściowej otworu okre-

ślonego kształtu,

• Gwintowniki maszynowe (rys.8.5d) umożliwiające wykonywanie gwintów w

otworach,

• Nawiertaki, np. nawiertaki do nakiełków (rys.8.5e).

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

Rys. 8.5. Narzędzia przeznaczone do operacji wiertarskich: wiertło kręte zamocowane w tulei reduk-

cyjnej (a), różne rozwiertaki wykańczające (b), pogłębiacze stożkowy i walcowy (c), gwintownik (d),

nawiertak do nakiełków (e).

Typowym narzędziem wiertarskim jest wiertło kręte (rys.8.5a). Wiertło składa się z
dwóch części; części roboczej i części chwytowej zakończonej charakterystyczną

Wiertło zamocowane w tulei redukcyjnej

Pogłębiacze
•

Stożkowy

•

walcowy

Rozwiertaki

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

płetwą. Skrawanie materiału następuje krawędzią skrawającą ukształtowaną przez
powierzchnię przyłożenia i powierzchnię natarcia. Wiór powstały w trakcie skra-
wania „transportowany” jest poza strefę obróbki rowkiem śrubowym.

Narzędzia wiertarskie mocowane są we wrzecionie wiertarki w następujący

sposób:
• bezpośrednio (rys.8.6a) w przypadku kiedy wymiar części chwytowej narzę-

dzia wiertarskiego (tzw. stożek Mores’ea) jest zgodny z wymiarem gniazda we
wrzecionie wiertarki,

• bezpośrednio lecz przy pomocy tulei redukcyjnej (rys.8.6b) w przypadku kiedy

wymiar części chwytowej narzędzia wiertarskiego (tzw. stożek Mors’ea) nie
jest zgodny z wymiarem gniazda we wrzecionie wiertarki,

• pośrednio w uchwytach wiertarskich — rys.8.6c, sposób stosowany głównie

dla wierteł o mniejszych średnicach.

Przedmiot w którym wiercone są otwory mocowany jest najczęściej w ima-

dle maszynowym. Jest to stosunkowo najprostszy i najszybszy zarazem sposób
mocowania przedmiotu. Imadło mocowane jest bezpośrednio na płycie stołu przy
pomocy zacisków podobnie jak w przypadku mocowania przedmiotu na frezar-
kach. Również przy pomocy zacisków można mocować przedmiot bezpośrednio
do stołu wiertarki.

8.3. PODSTAWOWE OPERACJE WYKONYWANE NA

WIERTARKACH

Operacje wiertarskie związane są bezpośrednio z narzędziami stosowany-

mi podczas obróbki.

Wiercenie i powiercanie
Wiercenie polega na wykonaniu otworu w pełnym materiale (rys.8.7).

Rys.8.6. Sposoby mocowania narzędzi wiertarskich

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

Otwory tak wykonane mogą być otworami przelotowymi lub nieprzeloto-

wymi nazwanymi potocznie otworami ślepymi. W przypadku otworów ślepych
koniec otworu kształtuje końcówka wiertła krętego.
Powiercanie (rys.8.7) jest operacją następującą po wierceniu i ma na celu zwięk-
szenie średnicy wykonywanego otworu. W przypadku wiercenia warstwa skrawana
jest niekiedy tak duża, iż moc wiertarki nie umożliwia wykonanie otworu w mate-
riale pełnym (występują znaczne siły skrawania). W takiej sytuacji celowe jest wy-
konanie otworu o mniejszej średnicy, a uzyskanie wymaganej średnicy otworu
możliwe jest przez zastosowanie operacji powiercania. Przy zastosowaniu tej ope-
racji, warstwa skrawana jest mniejsza niż w przypadku wiercenia w materiale peł-
nym (stąd również mniejsze siły skrawania). Zazwyczaj powiercanie stosuje się
podczas wykonywania otworów o średnicach powyżej 30 mm, przy czym warto
przestrzegać „warsztatowego” zalecenia, że średnica otworu wierconego winna
wynosić od 0,2 do 0,3 średnicy otworu gotowego. Przykładowo wiercąc otwór o
średnicy 40mm wskazane jest wiercenie wiertłem o średnicy od 8 do 12 mm i na-
stępnie powiercanie do wymiaru wymaganego tj. 40 mm.
Pogłębianie — rys.8.8.

Pogłębiacze umożliwiają odpowiednie ukształtowanie „wejścia” otworu. Na
rys.8.8a przedstawiono pogłębianie pogłębiaczem stożkowym, natomiast rys. 8.8b
pogłębianie pogłębiaczem walcowym. Pogłębiacz walcowy posada tzw. pilot, a

Rys.8.7. Operacja wiercenia (a) i powiercania (b)

Rys.8.8. Przykłady operacji pogłębiania pogłębiaczem walcowym (a) i stożkowym (b)

8. Zastosowanie wiertarek w procesie technologicznym

więc wymienną część prowadzącą umożliwiającą współosiowość otworu poprzed-
nio wierconego oraz walcowego pogłębienia tego otworu. Pilot ten jest wymienny,
a jego średnica zależy od średnicy uprzednio wykonanego otworu.

Rozwiercanie — rys.8.9

Rozwiercanie stosuje się przede wszystkim w celu zwiększenia dokładności wier-
conego uprzednio otworu jak i zmniejszenie jego chropowatości powierzchni. W
zależności od wymagań dotyczących dokładności i chropowatości wykonanych
otworów stosuje się rozwiercanie zgrubne lub rozwiercanie zgrubne i wykańczają-
ce. W przypadku szczególnych wymagań jakościowych otworów stosować można
nawet dwa rozwiertaki wykańczające, przy czym rozwiertak wykańczający wstęp-
ny ma średnicę o 0,03 do 0,15 mm większą od rozwiertaka wykańczającego osta-
tecznego. Uzyskiwana podczas operacji rozwiercania jakość powierzchni otworu
przedstawiona została w rozdz. 8.5.

Rys.8.9. Rozwiercanie