Platforma znanja

Kako geometrija svedra vpliva na življenjsko dobo in dovoljeno odstopanje izvrtin

Izraz geometrija svedrov pomeni število in položaj rezil svedra, utorov za odrezke in pri tem uporabljenih kotov. 

Glede na vrsto izvrtine, ki jo je treba izdelati, razlikujemo med naslednjimi svedri:

Spiralni sveder

Izvrtina v polno se izvede s spiralnim svedrom. Pri tem se s strojno obdelavo materiala izdela cilindrično votlo telo. Za vrtanje v območju premera do 20 mm in pri globini vrtanja do 100 mm je spiralni sveder najpogosteje uporabljeno orodje. 

Navojni sveder

Pri izdelavi navojev se najprej izdela izvrtina v polno, nato pa se z navojnimi svedri izdela navoj. To lahko izvedemo ročno ali strojno. Notranji navoj, ki pri tem nastane, je standardiziran, tako da se sklada z ustreznim zunanjim navojem.

Stopenjski sveder

S stopenjskim svedrom lahko izdelamo stopničasto izvrtino, ki omogoča, da se drug povezovalni element (npr. glava vijaka) skrije v obdelovanem materialu. Naknadna obdelava, kot je povrtavanje ali grezenje, večinoma ni potrebna.

Geometrija spiralnega svedra

Različne geometrije vplivajo na natančnost mer izvrtine in življenjsko dobo svedra.

Če želimo razumeti, kateri vidik geometrije svedrov vpliva na kateri dejavnik v povezavi z življenjsko dobo ali dovoljenimi odstopanji pri vrtanju, lahko na primer natančno opazujemo geometrijo spiralnega svedra. Tudi svedri, ki nimajo rezil, temveč obračalne rezalne ploščice, se srečujejo z enakim izzivom: kako optimalno prilagoditi odvajanje odrezkov, rezalno hitrost in hitrost podajanja.

  1. Kot konice
  2. Glavna rezila
  3. Glavna prosta ploskev
  4. Stransko rezilo
  5. Utor za odrezke
  6. Vodilni rezalni rob
  7. Stranski cepilni kot

Premer spiralnega svedra

Premer spiralnega svedra se v območju utora za odrezke zoži od vrtalne konice do držala. Konus znaša od 0,02 do 0,08 mm na 100 mm dolžine utora za odrezke in zmanjša trenje v izvrtini. Poleg tega to olajša odstranjevanje odrezkov.

Kot konice – centriranje spiralnega svedra

Kot konice je na glavi spiralnega svedra. Kot se meri med obema reziloma na konici.

Manjši kot je kot konice, lažje je centriranje v materialu. Pri ukrivljenih površinah je tako nevarnost zdrsa prav tako manjša. Za obdelavo materialov, ki so termično slabo prevodni in imajo kratke odrezke, izberemo majhen kot konice, pri katerem je glavno rezilo dolgo in je zagotovljeno dobro odvajanje toplote prek orodja. Če pa je kot konice premajhen, se lahko v primeru kopičenja odrezkov zamaši izvrtina ali utor za odrezke. Zaradi majhnega kota konice je večja tudi obraba rezila.

Pri materialih, ki so termično dobro prevodni ali imajo dolge odrezke, izberemo velik kot konice, saj ta omogoča dobro odstranjevanje odrezkov in majhno rezalno silo. Velik kot konice omogoča tudi lažje premikanje svedra in večjo izvrtino.

Kot konice pri večini spiralnih svedrov znaša 118 stopinj. Za trde umetne mase, ki se obrabljajo, se uporablja kot 90 stopinj; za mehke in žilave materiale se uporablja kot 130 stopinj; za lahke kovine z dolgimi odrezki se uporablja kot 140 stopinj.

Glavna rezila spiralnega svedra – izvajajo strojno obdelavo

Pri spiralnem svedru sta vedno na voljo dve glavni rezili, ki sta med seboj povezani s prečnim rezilom. Glavna rezila prevzamejo dejanski proces vrtanja. V primerjavi s kratkimi rezili imajo dolga rezila v osnovi boljšo zmogljivost strojne obdelave. 

Prečno rezilo spiralnega svedra – krajše kot je, bolje je

Prečno rezilo je na sredini vrtalne konice in nima rezalnega učinka. Zgolj vrši pritisk in trenje na obdelovanec in v osnovi ovira proces vrtanja. Z ustreznim postopkom brušenja je mogoče skrajšati dolžino prečnega rezila. To t. i. koničenje ali križno brušenje znatno zmanjša sile trenja in s tem tudi potrebno silo podajanja. Obenem pa se vrtalna konica v obdelovancu bolje centrira. 

Profil utora (spiralni utor) spiralnega svedra – vpliv na življenjsko dobo

Spiralni sveder ima dva nasproti ležeča spiralna utora za odrezke, ki omogočata odvajanje ostružkov in dovajanje hladilnega mazalnega sredstva. Ti so največkrat vbrušeni, vrezani ali uvaljani v obdelovanec. Široki profili utora so bolj ravni in dovoljujejo večji premer jedra svedra.

Slabo odvajanje odrezkov pomeni, da nastane več toplote, kar pa lahko privede do žarjenja in konec koncev tudi do zloma svedra.
Pri kopičenju odrezkov se lahko sveder premika v radialni smeri, kar vpliva na kakovost izvrtine in življenjsko dobo ter zanesljivost svedra, povzroči pa lahko tudi zlom svedra oz. ploščice.Širši kot je profil utora, boljše je odvajanje odrezkov.

Jedro – stabilnost spiralnega svedra

Premer jedra odločilno vpliva na stabilnost spiralnega svedra.Spiralni svedri z velikim premerom jedra so stabilnejši in so zato primerni za visoke vrtilne momente in trše materiale. 

Vodilni rezalni robovi in stranska rezila spiralnega svedra – poskrbijo za natančnost krožnega teka in kakovost površine izvrtine

  1. Glavno rezilo
  2. Prosta ploskev
  3. Stransko rezilo

Z naknadnim brušenjem vzdolž utorov za odrezke nastanejo vodilni rezalni robovi. Odvisno od premera svedra so široki od 0,1 do 5 mm in pomagajo pri vodenju svedra v izvrtini. Kakovost površine izvrtine je močno odvisna od tega, kako je izvedena. 

Stransko rezilo predstavlja prehod od vodilnega rezalnega robu do utora za odrezke. Odstranjuje in reže ostružke, ki so se zataknili ob materialu.

Dolžina vodilnega rezalnega robu in stranskih rezil je močno odvisna od spiralnega kota.

Spiralni kot (kot vzvoja) spiralnega svedra – določa uporabo glede na material

Kot vzvoja, imenovan tudi spiralni kot, tvorita usmeritev utora in os svedra. Ta kot določa velikost cepilnega kota na glavnih rezilih in s tem postopek kreiranja odrezkov.

Večji spiralni koti zagotavljajo učinkovit odvoz pri mehkih materialih z dolgimi odrezki. Manjši spiralni koti se uporabljajo pri trših materialih s kratkimi odrezki.

Spiralni svedri z zelo majhnim spiralnim kotom (10–19°) imajo dolgo spiralo. V nasprotju s tem imajo spiralni svedri z velikim spiralnim kotom (27–45°) ozko in kratko spiralo. Pri spiralnih svedrih z običajno spiralo je spiralni kot med 19 in 40°. 

Kateri sveder za kateri material – 3 tipi

Priročnik DIN za svedre in grezila v skladu s standardom DIN 1836 uporabo razdeli v tri skupine – tip N, H in W

  1. Tip N: Običajna spirala za običajno trde materiale, kot so običajna konstrukcijska jekla, neželezne kovine in lito železo. Ni primerno za mehke materiale
  2. Tip H: Dolge spirale za trde, krhke in žilave materiale s kratkimi odrezki, kot so jeklo, trde umetne mase, pleksi steklo ali kompozitni materiali
  3. Tip W: Za mehke in žilave materiale z dolgimi odrezki, kot so aluminij, baker ali mehke umetne mase.

Rezalna hitrost in obraba

Če so pogoji za rezanje pravilno izbrani, je obraba ves čas enakomerna. Neenakomerna obraba se lahko pojavi v primeru previsoke rezalne hitrosti, prevelikega podajanja ali pretrdega materiala. Prosto ploskev svedra je nato treba tako dolgo naknadno brusiti, dokler ni obraba na glavnem rezilu, prečnem rezilu in vodilnem rezalnem robu popolnoma odpravljena. Če obraba na vodilnem rezalnem robu ni odpravljena, se sveder zatika.