Aktualności

Seria: Dlaczego wiertła zawodzą | Artykuł 11
Słowa kluczowe: konstrukcja rowka wiórowego wiertła, odprowadzanie wiórów, kąt pochylenia linii śrubowej wiertła, wiertło z rowkiem parabolicznym, grubość rdzenia, pakowanie wiórów, wiercenie głębokich otworów HSS, rowek standardowy a rowek paraboliczny

W poprzednim artykule z tej serii omówiono, jak kąt wierzchołkowy jest dopasowywany do różnych materiałów – momentu, w którym krawędź skrawająca ścina materiał z obrabianego przedmiotu. Ten artykuł porusza temat tuż po tym: po odcięciu wióra, nadal musi on opuścić otwór. Jeśli tego nie zrobi, wszystko, co było wcześniej – gatunek materiału, obróbka cieplna, geometria wierzchołka – traci znaczenie. Wiertło można odkuć z prawdziwego M35 i zeszlifować do podręcznikowego kąta 135°, a i tak ulegnie awarii, jeśli rowek wiórowy nie będzie w stanie wystarczająco szybko usunąć wióra.

Gdzie właściwie trafia chip

Wiertło kręte usuwa materiał z końcówki, ale oczyszcza go wzdłuż rowka wiórowego – spiralnego kanału, który spiralnie biegnie od krawędzi skrawającej z powrotem do trzonka. Wiór nie wypada z otworu samoczynnie; przemieszcza się w górę tego kanału, popychany przez obrót wiertła i kształt ścianki rowka wiórowego. Trzy zmienne decydują o tym, jak dobrze przebiega ten ruch: jak stroma jest spirala (kąt pochylenia linii śrubowej), ile litego metalu znajduje się w środku wiertła (grubość rdzenia) oraz ile wolnej przestrzeni faktycznie oferuje rowek wiórowy (kształt rowka wiórowego). Żadnego z tych czynników nie da się zoptymalizować samodzielnie – są one wzajemnie sprzeczne, a właściwa równowaga zależy od materiału i głębokości otworu, a nie od pojedynczej „lepszej” wartości.

Kąt spirali: prędkość ewakuacji w stosunku do siły rdzenia

Kąt spirali to kąt spirali rowka wiórowego mierzony względem osi wiertła. Większy kąt spirali szybciej wypycha wióry i skraca długość krawędzi skrawającej stykającej się z materiałem w danym momencie — ale jednocześnie zwiększa siłę nacisku osiowego i usuwa więcej materiału z korpusu wiertła, co osłabia rdzeń. Płytszy kąt spirali zatrzymuje więcej stali w rdzeniu i lepiej trzyma się pod wpływem momentu obrotowego, ale wióry wypływają wolniej, co staje się poważnym ograniczeniem, gdy otwór jest głębszy.

Dlatego kąt pochylenia linii śrubowej jest dopasowywany do rodzaju wióra, a nie ustalany na podstawie jednej wartości. Długie, ciągliwe wióry – takie, które powstają z miękkich lub podatnych na obróbkę materiałów – wymagają bardziej stromej linii śrubowej, aby się poruszać; krótkie, kruche wióry z twardszych materiałów nie wymagają takiego samego nacisku i bardziej korzystają z dodatkowej wytrzymałości rdzenia wynikającej z mniejszego kąta pochylenia. Nie ma uniwersalnego, „najlepszego” kąta pochylenia linii śrubowej. Istnieje tylko kąt, który odpowiada sposobowi formowania się wióra.

Grubość sieci: sztywność w stosunku do przestrzeni na wióry

Rdzeń to solidny rdzeń biegnący przez środek wiertła, pomiędzy dwoma rowkami. Zapewnia on wiertłu wytrzymałość na skręcanie – odporność na skręcanie lub pękanie pod wpływem momentu skrawającego. Grubość rdzenia nie jest stała na całej długości wiertła; jest celowo zwężana, cieńsza na końcu i grubsza w kierunku trzonu, dzięki czemu wiertło zyskuje sztywność dokładnie tam, gdzie skumulowany moment obrotowy jest najwyższy.

Kompromis jest bezpośredni: większa grubość rowka wiertniczego oznacza większą wytrzymałość, ale mniej miejsca w rowku wiertniczym na gromadzenie się wiórów podczas ich wychodzenia. Zbyt duża grubość rowka wiertniczego powoduje zanik tej relacji — gdy rowek wiertniczy przekracza około 40% średnicy wiertła, pozostały kanał rowka wiertniczego staje się zbyt wąski, aby skutecznie odprowadzać wióry, a ryzyko przesuwa się z „zużycia wiertła” na „zacięcia i pęknięcia wiertła”. Ten szczegół rzadko pojawia się w specyfikacji technicznej, ale jest to jeden z najczęstszych powodów, dla których wiertło pęka w otworze, a nie stępi się na czubku.

Flet standardowy kontra flet paraboliczny: dwie odpowiedzi na ten sam problem

Produkujemy oba rodzaje fletów. Nie są one „podstawową” i „ulepszoną” wersją tego samego wiertła — są przeznaczone do różnych zadań.

Standardowy rowek wiórowy utrzymuje węższy kanał i lżejszą strukturę, co wystarcza do większości wierceń ogólnego przeznaczenia: otworów o małej lub średniej głębokości, standardowych prac o długości wiertła udarowego oraz materiałów, które nie generują długich, trudnych do opanowania wiórów. Większość codziennych prac wiertniczych mieści się w tej kategorii i nie ma sensu przesadzać z parametrami poza nią.

Rowek paraboliczny otwiera ten kanał. Ścianka rowka jest szlifowana do szerszego, zakrzywionego profilu, który zapewnia wiórom więcej miejsca i gładszą drogę na zewnątrz, w połączeniu z szybszą spiralą, która przesuwa je bardziej agresywnie. Szerszy kanał oznacza również, że można pogrubić spód wiertła – około 25–50% średnicy wiertła, w porównaniu do około 12–25% w standardowym rowku – dzięki czemu wiertło zyskuje jednocześnie pojemność wiórową i wytrzymałość rdzenia, zamiast zamieniać jedno na drugie. To połączenie pozwala rowkowi parabolicznemu wytrzymać głębsze otwory i materiały generujące dłuższe, bardziej ciągłe wióry, takie jak stal nierdzewna, miedź i aluminium, bez konieczności tak częstego wydłubywania otworu.

Grubsza warstwa faktycznie zwiększa siłę nośną osiową, dlatego wiertła z rowkiem parabolicznym są powszechnie łączone z wiertłem rozdzielonym — tą samą geometrią 135°, o której mowa w artykule 9 — w celu zmniejszenia siły nośnej do poziomu, z którym można sobie poradzić.

W naszej linii frezów parabolicznych oferujemy również dwie szerokości rowka. Większy rowek w kształcie litery V maksymalizuje przestrzeń na wióry i szybkość ich odprowadzania, co jest odpowiednie dla trudniejszych w obróbce materiałów, ale wiąże się z mniejszą ilością stali w rdzeniu. Mniejszy rowek w kształcie litery V pozwala zachować więcej stali w korpusie, co sprawdza się w pracach, w których sztywność ma większe znaczenie niż maksymalna objętość rowka. Wybór zależy od tego, czy czynnikiem ograniczającym jest materiał, czy sztywność obrabianego przedmiotu, a nie od tego, który z nich brzmi bardziej technologicznie.

flet standardowy kontra flet paraboliczny

Co się dzieje, gdy flet przegrywa kłótnię

Gdy geometria rowka wiórowego nie jest dopasowana do materiału lub głębokości otworu, wiór zatrzymuje się, zanim dotrze do jego górnej krawędzi. Zamiast z niego wyjść, gromadzi się w kanale. Od tego momentu sekwencja uszkodzeń jest powtarzalna: spiętrzone wióry zwiększają tarcie o ścianki rowka wiórowego i otworu, tarcie generuje ciepło szybciej, niż jest ono w stanie się rozproszyć, a krawędź skrawająca zaczyna ponownie skrawać usunięty materiał zamiast świeżego materiału. Widocznymi skutkami są: nierówny lub przewymiarowany otwór, nagły wzrost momentu obrotowego oraz – jeśli spiętrzenie jest wystarczająco duże – zacinanie się i pękanie wiertła wewnątrz otworu.

To ten sam schemat, do którego ciągle powraca ta seria: kupujący nie kupuje tak naprawdę wiertła, ale stałą zdolność do wiercenia otworów. Konstrukcja rowka wiórowego to punkt krytyczny, który łatwo przeoczyć, ponieważ standardowy rowek wiórowy i rowek paraboliczny wyglądają podobnie na zdjęciu. Różnica ujawnia się dopiero, gdy otwór jest wystarczająco głęboki lub gdy materiał generuje wióry zbyt długie, by wąski kanał mógł je obsłużyć.

Co to oznacza przy porównywaniu dostawców

Nie chodzi tu tak naprawdę o to, który flet jest „lepszy”. Chodzi o to, który flet jest stworzony do konkretnego zadania. Oceniając wiertło pod kątem konkretnego zastosowania, warto zadać sobie pytanie:

•Jaka jest planowana głębokość otworu i czy rowek ma wystarczająco dużo wolnego kanału, aby usuwać wióry na tej głębokości bez częstego dziobania?
•Czy grubość rdzenia jest proporcjonalna do materiału — wystarczająca wytrzymałość rdzenia bez wypychania kanału wiórowego?
•Jeśli dostawca oferuje flet paraboliczny, czy jest on wyposażony w rozgałęzienie, które ma za zadanie zrównoważyć dodatkowy ciąg, czy ten szczegół został pominięty?

Pytania te powiedzą Ci, czy flet został zaprojektowany do danego materiału i głębokości otworu, czy też jest po prostu odpowiednio oznaczony.

O tej serii

Dlaczego wiertła zawodzą to seria artykułów technicznych napisana przez nasz zespół produkcyjny. Każdy artykuł koncentruje się na jednym konkretnym czynniku wpływającym na wydajność wierteł – od surowca po opakowanie. Cel jest prosty: pomóc kupującym zrozumieć, co tak naprawdę kupują i jakie pytania zadać.