Vrtací tyč je běžný termín ve strojním a zpracovatelském průmyslu. Vrtací tyče můžete použít k výrobě různých nástrojů, jako jsou frézy, nástroje pro práci za tepla, strojní součásti, razníky, pilníky a další. Ale víme, jak vybrat správnou vrtací tyč pro naše potřeby?
Vrtací tyče se liší podle houževnatosti, trvanlivosti, teplotní odolnosti a použití. Jak zajistíme výběr správné vrtací tyče s tolika různými třídami a typy materiálů, ze kterých si můžete vybrat?
Zde přicházíme na řadu – toto je jediný průvodce, který kdy budete potřebovat k vrtání tyčí, jejich použití a aplikacím. Tato příručka je vhodná pro úplné začátečníky i profesionály v oboru.
Podívejme se na některé z nejčastěji kladených otázek na téma vrtné tyče!
Co je vrtací tyč?
Jednoduše řečeno, vrtací tyč je delší ocelový kus ze snadno tvarovatelné nástrojové oceli, který můžete použít k obrábění pro výrobu různých nástrojů a dílů.
Vrtací tyče jsou obvykle kulaté. Existují však některé čtvercové, jako jsou čtvercové kellys, které uvidíte níže. Vrtací tyče jsou obecně dostatečně měkké, aby mohly být opracovány do své konečné podoby.
Vrtací tyče musí mít čistý a hladký povrch. K jejich výrobě tímto způsobem obvykle používáme přesné broušení.
K čemu se používá vrtací tyč?
Vrtací tyče mají mnoho různých aplikací. Výrobci obvykle používají vrtací tyče pro výrobu vrtáků, hřídelí, kolíků, výstružníků, razníků, závitníků, kladiv, pilníků, řezných nástrojů, nástrojů pro práci za tepla atd.
Pro konkrétní použití jsou nejvhodnější různé třídy vrtných tyčí. Například:
- W1 je vhodný pro nástroje pro práci za studena, ruční nástroje, řezné nástroje, razníky, matrice atd.;
- Třída O1 je nejlepší pro razidla, razidla a měřidla;
- A2 a D2 mohou být vhodné pro varné desky, role, vroubkování, raznice, raznice, raznice atd.;
- S7 gade je ideální pro vyrážecí kolíky, unášecí kolíky, razítka, chapadla, pásové nástroje, říční sady, trny, kruhové řezačky trubek a další;
- H13 (nebo V44) je vhodný pro nástroje pro práci za tepla, plastové formy, nástroje pro tlakové lití, jádrové kolíky, vyhazovací kolíky a další;
Typy vrtacích tyčí podle výrobního procesu
Podle výrobní proces procházejí, existují tři různé typy vrtných tyčí: kalení vzduchem, kalení vodou a kalení olejem. Každá z těchto vrtacích tyčí má různé použití a aplikace. Pojďme si vysvětlit něco o každém z těchto různých typů výrobních procesů a vrtných tyčí.
Vzduchové kalení
Vycházíme z nejtvrdší kategorie nástrojové oceli – vzduchem kalené vrtné tyče. Vzduchem kalená ocel má více slitin, a proto je tak tvrdá a odolná. Po tepelném zpracování můžete typy vrtacích tyčí kalící na vzduchu nechat vytvrdit na klidném vzduchu.
Vrtací tyče tvrditelné na vzduchu mají vynikající obrobitelnost a odolnost proti opotřebení ve srovnání s tyčemi tvrditelnými olejem nebo vodou. Kromě toho je tvrzení vzduchem bezpečnější než tvrzení vodou nebo olejem, pokud jde o deformaci a rozměrovou stabilitu.
Kalení v oleji
Vrtací tyče kalitelné v oleji jsou druhé v řadě, pokud jde o jejich tvrdost a odolnost. Přestože tyče kalitelné v oleji mají méně slitiny než tyče tvrditelné na vzduchu, jsou stále dostatečně bohaté na to, aby vydržely svařování. Kromě toho je ocel kalitelná v oleji vhodná pro obrábění.
Pokud si nejste jisti, co znamená výraz „kalení v oleji“, znamená to zahřátí tyče, dokud nezčervená, a poté ji ponořit do kaluže teplého oleje. Tím se ocel stává tvrdou a připravenou pro obrábění nebo svařování.
Vytvrzování vodou
A konečně tu máme vrtací tyče kalitelné vodou, které vykazují nejnižší obsah slitiny, ale jsou vynikající pro obrábění. Mají však nedostatečný obsah slitin, což znamená, že nejsou strukturálně vhodné pro účely svařování.
K vytvrzení vrtací tyče vodou nejprve zahřejeme ocel, dokud nezčervená, a poté ji ponoříme do bazénu s vodou, aby se ochladila. Jakmile je kov tvrdý, lze jej snadno opracovat, ale nesvařovat. K výrobě pilníků nebo kladiv můžete obvykle použít vodou tvrdnoucí vrtací tyče.
Typy vrtacích tyčí podle různých závitů
Vrtací tyče můžeme klasifikovat do tří různých typů podle různých závitů: obyčejné vrtné tyče, čtvercové kelly tyče a těžké vrtné trubky.
Obyčejná vrtací tyč
Obyčejnou vrtací tyč poznáme snadno, protože je to centrální nebo základní část vrtací tyče. Nahoře se obyčejná vrtací tyč připojuje ke čtvercovému kelly (vysvětleno níže) a dole je připojeno k vrtacímu límci.
Při hloubení vrtů je funkcí běžné vrtací tyče prohlubovat díru, přenášet krouticí moment a pohybovat vrtákem nahoru a dolů.
Náměstí Kelly
Jak jsme uvedli výše, čtvercový kelly je v nejvyšší části vrtáku, kde přenáší krouticí moment a nese část hmotnosti vrtáku. Termín square kelly pochází ze skutečnosti, že tyto části jsou obvykle ve čtvercovém tvaru.
Čtvercový kelly se skládá z:
- Hnací část – obvykle čtvercová, ale může být šestihranná;
- Horní kloub – levý závit;
- Spodní kloub – pravý závit;
Těžká vrtací trubka
Výše jsme uvedli, že základní vrtací tyč se připevňuje k vrtacímu límci ve spodní části. Mezi těmito dvěma částmi je těžká vrtná trubka. Těžká vrtací trubka (nebo zkráceně HWDP) je přechodová část mezi běžnou vrtací tyčí a vrtacím límcem ve spodní části.
Role těžké vrtné trubky je poskytovat podporu a stabilitu vrtné koloně a zvyšovat její odolnost proti opotřebení.
Z čeho jsou vyrobeny vrtací tyče?
Vrtací tyč můžete vyrobit z různých jakostí a typů žíhané nástrojové oceli. Pojem nástrojová ocel zahrnuje různé druhy uhlíkové a legované oceli vhodné pro výrobu nástrojů.
Vrtací tyče vyrábíme z nástrojových ocelí pro jejich tvrdost a odolnost vůči teplotním šokům, deformaci a otěru. Obecně řečeno, tyto materiály nástrojové oceli jsou vysoce odolné proti opotřebení.
K výrobě vrtných tyčí můžete použít mnoho různých jakostí nástrojové oceli: W1, O1, A2, D2, S7, M2 a V44. Každá z těchto tříd má své charakteristické rysy a vlastnosti, díky kterým je lepší pro konkrétní aplikaci. V závislosti na typu jsou některé nástrojové oceli nerezová ocel, zatímco jiné jsou polonerezové.
Jaká je tvrdost vrtací tyče?
Tvrdost vrtací tyče závisí na nástrojové oceli, kterou jsme použili k její výrobě. Tvrdost materiálu můžete určit a komunikovat pomocí dvou různých stupnic: stupnice tvrdosti podle Brinella a stupnice tvrdosti podle Rockwella.
Podle Brinellovy stupnice tvrdosti by nástrojové oceli měly mít tvrdost v rozmezí od 207 do 341. Podle Rockwellových opatření by stejné materiály měly být v rozmezí 96 až 110 Rb.
Obrobitelnost vrtací tyče úzce souvisí s tvrdostí. Různé třídy nástrojové oceli mají různou obrobitelnost.
Ve srovnání s 1.0% uhlíkovou ocelí je zde výhodnost obrábění různých jakostí nástrojové oceli:
Třída nástrojové oceli |
Procento obrobitelnosti |
W1 |
100% |
O1 |
95% |
A2 |
65% |
D2 |
50% |
S7 |
95% |
M2 |
65% |
H13 |
75% |
(Tabulka obrobitelnosti jakosti nástrojové oceli)
Výrobní procesy vrtacích tyčí
Obecně existují dva hlavní typy výroby vrtných tyčí: kalení vodou a kalení olejem.
K vytvoření vrtné tyče se nástrojová ocel nejprve zahřeje, dokud nezíská zářící červenou barvu. Jakmile zčervená, musí se zchladit, aby ztvrdl a zachoval si svůj tvar. Toto chlazení lze provést buď ponořením vrtací tyče do vody, nebo do teplého oleje. Podívejme se na rozdíly mezi oběma těmito procesy.
Výroba vrtných tyčí kalených vodou
Vodou kalené vrtací tyče jsou přesně tak, jak zní – vrtací tyče kalené ponořením do vody. Nejprve se nástrojová ocel zahřívá, dokud nezíská zářivě červenou barvu. Poté se ponoří do vodního bazénu, kde se ochladí a ztvrdne.
Vodou kalená vrtná tyč má nízký obsah slitiny, díky čemuž je ideální pro obrábění, ale není dostatečně pevná pro svařování. Vodou tvrzené vrtací tyče jsou nejvhodnější pro ty, kteří hledají levné a vysoce obrobitelné díly a nástroje.
Výroba vrtných tyčí kalených v oleji
Výrobní proces kalení v oleji zahrnuje ocel, která byla tepelně zpracována a ponořena do teplého oleje, aby se ochladila.
Vrtací tyče kalené v oleji jsou bohatší na slitinu, takže jsou vhodné pro obrábění i svařování. Pokud jde o tvrdost, tyče kalené v oleji jsou mnohem vyšší na stupnici. Díky své houževnatosti jsou odolnější a odolnější vůči extrémním teplotám.
Jaká je délka vrtací tyče?
Délka průměrné vrtací tyče je buď 3 stopy (36″) nebo 12 stop (144″). Někteří výrobci vrtacích tyčí souhlasí s rozřezáním tyčí o délce 12 stop na dvě tyče o délce 6 stop, se kterými se snadněji pracuje a manipuluje se s nimi.
V metrickém systému se 36″ tyč rovná 91.44 cm a 144″ je 3.6 metru.
Jak rovná je vrtací tyč?
Pokud jde o toleranci přímosti vrtací tyče, můžeme vidět dvě různá čísla, jedno v palcích a jedno v milimetrech.
Pro žíhanou nástrojovou ocel o délce 36, 72 nebo 144 palců je tolerance +0/+0.125″ a přímost by měla být ±,005″ max. TIR na 12″.
Rozměry v milimetrech jsou následující:
- Tolerance -0.60/+2.60 mm;
- Přímost ±,13 mm max. TIR na 300 mm;
Lze vrtací tyč svařovat?
Krátká odpověď je ano – můžete svařovat vrtací tyče. Vezměte však v úvahu, že tepelné zpracování z procesu svařování se popustí s nástrojovou ocelí a vytvrdí ji. Díky tomu bude práce s materiálem a manipulace s ním náročnější.
Při svařování vrtacích tyčí tedy vždy dbejte na nejlepší svařovací postupy, abyste se vyhnuli vzniku materiálu, se kterým je příliš těžké manipulovat.
Kromě toho je většina vrtných tyčí kalených v oleji a na vzduchu vhodná pro svařování, zatímco ocel kalená vodou nikoliv. Myslete na to při přípravě výrobního procesu.
Jaká kvalita oceli je vrtací tyč?
Pro výrobu vrtných tyčí můžeme použít několik různých jakostí nástrojových ocelí: W1, O1, A2, D2, S7, M2 a V44. Podívejme se, k čemu je každý z nich nejlepší.
Nástrojová ocel W1
Typ: Vodou tvrdnoucí
Rozhodli jsme se nejprve mluvit o nástrojové oceli W1 kvůli tomu, jak široce používané a levné jsou tyto vrtací tyče. Nízká cena však přichází se sníženou houževnatostí tohoto materiálu. Ocel W1 má méně slitin než ocel kalená vzduchem nebo olejem. Méně slitiny znamená, že tento materiál je perfektní pro obrábění, ale není dostatečně tvrdý pro svařování.
Vzhledem k tomu všemu doporučujeme vrtací tyče W1 tvrditelné vodou pro aplikace bez potřeby zvláštní pevnosti a tvrdosti.
Ocelová nástrojová ocel O1
Typ: Kalení v oleji
Nástrojová ocel O1 má pozoruhodnou houževnatost, když vezmete v úvahu její skromnou cenu. Výrobci často používají vrtné tyče O1 jako vynikající náhradu za vrtné tyče W1 v aplikacích, které vyžadují větší tuhost a odolnost proti opotřebení.
Se všemi svými fantastickými vlastnostmi mají tyto vrtací tyče O1 skvělý poměr ceny a hodnoty. Vyšší obsah slitin oceli kalitelné v oleji z něj činí mnohem lepší alternativu k nástrojové oceli kalitelné vodou, jako je W1.
Nástrojová ocel A2
Typ: Kalení na vzduchu
Vrtací tyče A2 jsou kalené vzduchem, což má za následek dobrou obrobitelnost a svařovací vlastnosti. Typy nástrojové oceli kalitelné na vzduchu získávají tvrdost pouhým ochlazením na vzduchu. Protože mluvíme o chromové legované oceli vynikající kvality, má nástrojová ocel A2 vlastnosti hlubokého kalení, vysokou pevnost v tlaku a vynikající stabilitu po kalení.
Ve srovnání s O1 může A2 sloužit jako sofistikovanější náhrada, která poskytuje větší pevnost, odolnost proti opotřebení a strukturální stabilitu.
D2 nástrojová ocel
Typ: Kalení na vzduchu
Nástrojová ocel D2 je unikátní materiál s vysokým obsahem uhlíku a chromu. Hladiny chrómu a uhlíku jsou vyšší než u oceli A2, díky čemuž je odolnější a odolnější vůči opotřebení.
Není divu, že vrtací tyče D2 obvykle patří k těm nejdražším, které můžete najít. Díky vysoké odolnosti a dlouhé životnosti můžete vrtací tyče D2 použít pro tažení a kování linek.
S7 Nástrojová ocel
Typ: Kalení na vzduchu
Vrtací tyč S7 má nižší obsah uhlíku než jiné typy oceli, díky čemuž je neuvěřitelně odolná proti nárazům. To je důvod, proč jsou tyče S7 také známé jako tyče pro super šokové vrtáky.
Když jej ošetříme teplem, S7 získá vysokou úroveň tvrdosti. Vrtací tyče S7 obvykle používáme pro díly, které by měly odolat extrémně nízkým a vysokoteplotním rázům.
Ocelová nástrojová ocel M2
Typ: Tungsten-Molybden, High-Speed
Vrtací tyč M2 je nejrozšířenější třída pro výrobu řezných nástrojů a jiných vrtáků. Jako taková je M2 něco jako zlatý standard pro rychlořeznou nástrojovou ocel.
M2 vykazuje vynikající tvrdost a odolnost proti opotřebení. V minulosti jsme často používali T1 pro vysokorychlostní aplikace. Nicméně, díky svým vynikajícím vlastnostem a vlastnostem, M2 nahradil T1 v masivním měřítku.
V44 (H13) Nástrojová ocel
Typ: Chlazení vzduchem
Viscount 44 je plně předehřátý Nástrojová ocel H13. Proces předtvrzení V44 jej činí velmi vhodným pro zápustky pro práci za tepla. Použitím V44 můžeme snížit nebezpečí deformace nebo změny velikosti během tepelného zpracování.
Mezi nejběžnější použití a aplikace V44 patří vytlačovací nástroje, kovací zápustky, plastové formy a mnoho různých nástrojů pro práci za tepla.
Jaká je Rockwellova tvrdost vrtací tyče?
Rockwellova tvrdost je stupnice založená na vtiskové tvrdosti různých materiálů. Různé hodnoty mají různé písmenné/číslicové kódy podle úrovně tvrdosti.
Jak jsme již zmínili, vrtné tyče vyrábíme z žíhané nástrojové oceli, která má tvrdost podle Rockwella v rozmezí od 96Rb do 110Rb.
Typ materiálu |
Přesný průměr | Brinellova tvrdost | Tvrdost Rockwell |
Nástrojová ocel | 0.000 ″ - 0.124 ″ | 341 |
110Rb |
Nástrojová ocel |
0.125 ″ - 0.249 ″ | 275 | 104Rb |
Nástrojová ocel | 0.250 ″ - 0.875 ″ | 241 |
101Rb |
Nástrojová ocel |
0.876″ + | 207 |
96Rb |
(Tabulka tvrdosti vrtací tyče Rockwell)
Abych to shrnul
V neposlední řadě bychom se rádi vrátili k důležitosti vrtacích tyčí mít hladké povrchové úpravy bez jakýchkoliv chyb a nedokonalostí. Dále dbejte na to, aby nástrojová ocel, kterou používáte, byla vysoce kvalitní. Toho dosáhnete spoluprací s výrobcem kvalitního obrábění a sdělováním vašich požadavků.
Celkově vzato upřímně doufáme, že se nám podařilo vysvětlit vám, co je vrtací tyč, jak ji vyrábíme a všechna její různá použití. Výběr správné třídy nástrojové oceli podle použití vrtací tyče je něco, co si musíte nacvičit. S tímto průvodcem výrobou vrtacích tyčí se můžete informovaně rozhodnout.