W jednym z ostatnich wpisów powiedzieliśmy sobie o dostępnych na rynku wiertłach do stali, ale co jeśli średnica otworu jest na tyle duża, że tradycyjne wiertło przestaje być ekonomiczne? Z pomocą przychodzą otwornice i wiertła trepanacyjne.
Dlaczego w niektórych przypadkach wiercenie zwykłym wiertłem krętym przestaje być ekonomiczne? Z kilku powodów… ale wszystko sprowadza się do tego, że wiertła kręte posiadają stosunkowo duże opory skrawania. Tak więc będziemy zużywać więcej energii do wykonania swojego otworu a co za tym idzie więcej prądu, czasu i zdrowia a w końcowym rozrachunku naszych ciężko zarobionych pieniędzy.
Dla przykładu wiertarka magnetyczna (o tych maszynach napiszę więcej w kolejnym artykule), która posiada możliwość wiercenia wiertłem trepanacyjnym do średnicy fi76 mm, może wiercić wiertłem krętym, ale tylko do średnicy tylko fi32 mm. Wszystko jest obliczone przez producentów tych wiertarek a więc oznacza to tyle, że opór skrawania przy zastosowaniu wierteł trepanacyjnych jest ponad 2 razy mniejszy niż przy użyciu wiertła krętego o takiej samej średnicy! Dzieje się tak dlatego, że zwykłe wiertło pracuje prawie całą swoją powierzchnią i usuwa cały materiał z wierconego otworu, który zamieniany jest na wiór. Natomiast otwornica / frez trepanacyjny skrawa tylko po obwodzie otworu przy czym siły tarcia są dużo mniejsze bo i powierzchnia tarcia jest dużo mniejsza – to chyba podstawy fizyki? Po wierceniu pozostaje nam odpad ze środka otworu, który co niektórzy bardziej pomysłowi mechanicy potrafią wykorzystać a to jako przycisk do papieru a to wykonując medal dla dziecka za sprzątanie pokoju itd. Serio na forach o tematyce skrawania można się dowiedzieć ciekawych rzeczy na temat wykorzystywania takich odpadów.
Rodzaje otwornic
Na rynku występuje wiele rodzajów otwornic, ale tutaj wymienimy sobie tylko takie, które nadają się do wiercenia w stali.
-Otwornice bimetaliczne – najbardziej rozpowszechnione i stosowane głównie przez stolarzy do wiercenia w drewnie i różnych płytach, chociaż do tego akurat najmniej się nadają (o tym także będzie w jednym z przyszłych wpisów na blogu). Bardziej polecane są do wiercenia w cieńszych blachach wiertarkami ręcznymi czy stołowymi.
Otwornice bimetaliczne nazywają się tak ponieważ składają się z dwóch rodzajów metalu tj. zęby wykonane są ze stali szybkotnącej a grzbiet ze zwykłej stali miękkiej. Przynajmniej tak powinno być. Powinno, bo akurat nie jest to standardem przynajmniej przy tańszych produktach a szczególnie odradzam kupno tzw. nołnejmów, których zęby zrobione są z tak miękkiego materiału, że z trudem wwiercają się w plastik czy MDF. Moim zdaniem należy wybierać dobre markowe otwornice. Z firm, które mogę polecić to Karnasch, Luna, MK Morse, CMT. Z tego co wiem całkiem niezłe są otwornice takich marek jak Millwaukee, Makita, Bosch czy Dewalt, ale tu należy kierować się rozsądkiem ponieważ te firmy nie produkują sami tych otwornic i czasem lepiej kupić tańszą otwornicę np. Luna niż piękną i czerwoną amerykańskiej i droższej bardziej znanej marki ponieważ istnieje duże prawdopodobieństwo, że są produkowane w tej samej fabryce a cenowo wygląda na produkty z dwóch różnych planet.
Zastosowanie: Żelazo, stal (niehartowana), miedź, aluminium, drewno, płyty z materiału drewnianego (np. MDF, płyta wiórowa, sklejka) i tworzywo.
-Otwornice z zębami z węglików spiekanych – bardziej wytrzymałe niż otwornice bimetaliczne i wykonujące dokładniejsze otwory. Są one także dużo bardziej odporne na wysokie temperatury występujące przy skrawaniu niż bimetal co sprawia, że są dużo lepszym wyborem do trudno obrabialnych materiałów jak twardsze stopy stali, stale nierdzewne. Tak jak tradycyjne otwornice nadają się do wiercenia przy użyciu wiertarek ręcznych i kolumnowych a także wiertarek magnetycznych.
Zastosowanie: do stali i staliwa węglowego, stali stopowej wysokochromowanej V2A i V4A (do grubości 2,0mm), metali kolorowych oraz stopów lekkich, tworzyw sztucznych, tkanin zbrojnych, płyt gipsowych i innych lekkich płyt budowlanych, a także do drewna
Wiertła trepanacyjne (frezy trapnacyjne, wiertła rurowe, rdzeniowe)
Ten typ wierteł posiada chyba najwięcej nazw nadanych przez naszych rodzimych fachowców, ale wszystkie dotyczą tego samego typu wierteł. Generalnie są to wiertła przeznaczone do pracy z wiertarkami magnetycznymi głównie dlatego, że mają specjalny chwyt Weldon 19mm (chwyt cylindryczny z przefrezowaniem pod śrubę dociskową).
Oczywiście można je także zastosować w wiertarkach kolumnowych poprzez zastosowanie uchwytu z odpowiednim stożkiem Morse’a zakończonym chwytem Weldon 19mm
Należy zauważyć, że na rynku funkcjonują także wiertła trepanacyjne z nieco innym chwytem tj. Fein Quick-In, który zamiast 19mm ma średnicę ok. 18mm i jest przeznaczony do wiertarek tylko firmy Fein.
Wiertła trepanacyjne podobnie jak otwornice posiadają pilot, ale ma on zgoła inną funkcję. Pilot zwany też (dużo trafniej) wypychaczem służy głównie do wypychania odpadu ze środka wiertła. Dzięki niemu krążek, który zostaje po wierceniu nie zakleszcza się w środku freza co mogło by spowodować jego uszkodzenie a także stratę czasu na ręczne wydłubywanie odpadu. Przy pomocy wypychacza możemy także wycentrować otwór przed wierceniem.
Czym jeszcze odróżniają się od otwornic? – a no dużo wyższa precyzją wykonania, wiertła trepanacyjne są w całości szlifowane. Sprawia to, że otwór ma bardzo ładną powierzchnię praktycznie jak po wytaczaniu.
Ważnym aspektem jest również to, że frezy trepanacyjne mogą być stosowane w różnego rodzaju maszynach stacjonarnych takich jak wiertarki, tokarki oraz frezarki – zarówno w wersjach ze sterowaniem mechanicznym jak i numerycznym (CNC). Ze względu na to, że frez nie wymaga prowadzenia, można nim wiercić otwory otwarte (np. na krawędziach płyt) lub zachodzące na siebie (zbliżone do fasolowych).
Rodzaje wierteł trepanacyjnych
Wiertła trepanacyjne tak jak i wiertła kręte występują w kilku różnych wariantach w zależności od zastosowań. I tak mamy zwykłe wiertła HSS, wiertła ze spieków stali szybkotnącej oraz wiertła z ostrzami z węglików spiekanych.
-Wiertła trepanacyjne HSS – te markowe zawierają również domieszkę kobaltu chociaż zazwyczaj producenci nie padają jakiego rzędu jest ta domieszka. Jeśli zdecydujemy się na zakup markowych frezów trepanacyjnych to możemy nimi wiercić w większości materiałów. Za dobre wiertła uważam te markowane przez Karnasch, FN Glob oraz HD-CUT (Zalco), chociaż znajdziemy na rynku dużo porównywalnie jakościowo produktów innych producentów. Jednak największy wybór jeśli chodzi o rozmiary i długości posiada firma Karnasch. Produkują oni wiertła trepanacyjne nie tylko o większych średnicach, ale także o nietypowych długościach roboczych tj. 80 i 110mm. Zazwyczaj występują w dwóch długościach roboczych a mianowicie 25mm oraz 50mm (lub 30 i 55mm, w zależności od producenta) i to w większości wypadków jak najbardziej wystarcza, ale bywają otwory do wiercenia powyżej 55mm.
Zastosowanie: stale stopowe i konstrukcyjne, żeliwo, staliwo, stale nierdzewne, metale nieżelazne
-Wiertła trepanacyjne ze stali proszkowej ASP – właściwie jedyne znane mi tego typu wiertła produkuje firma Karnasch. Jest to seria BLUE-LINE i znajduje zastosowanie wszędzie tam gdzie zwykły HSS sobie nie radzi. Przykładem mogą być stale austenityczne, materiały hartowane lub powierzchniowo hartowane np. po paleniu laserem lub plazmą a także stale trudnościeralne typu Hardox. Poza tym nadają się do materiałów jak wyżej wymienione wiertła z HSS.
-Wiertła trepanacyjne TCT – czyli wiertła trepanacyjne z wlutowanymi ostrzami z węglików spiekanych. Jest to najbardziej wydajny gatunek tego typu wierteł i nadaje się do wszystkich najtrudniejszych w obróbce gatunków materiałów. Tutaj wybór producentów i segmentów cenowych jest już spory, ale znowu największy asortyment posiada tutaj Karnasch. Zakres średnic przez nich oferowanych mieści się w przedziale 12-150mm i występują w długościach roboczych 40 mm, 55 mm, 80 mm i 110 mm. Jednakże nie wszystkie średnice występują we wszystkich długościach co trzeba mieć na uwadze. Wiertła Karnascha w węglikami są oznaczane jako HARD-LINE lub RAIL-LINE (specjalny typ wierteł dedykowany do szyn kolejowych).
Zastosowanie: stale o twardości powyżej 40HRC, wszystkie gatunki stali nierdzewnych i kwasoodpornych, wszystkie najtrudniejsze w obróbce gatunki tj. Hardox, Inconell, stopu niklu i tytanu, metale nieżelazne
Jak widać wiertła trepanacyjne mają wiele zalet no, ale są też pewne wady. Główną wadą wierteł trepanacyjnych może okazać się to, że aby ich używać trzeba posiadać wiertarkę magnetyczną lub kolumnową. Aby zamontować wiertło trepanacyjne w wiertarce trzeba mieć specjalny uchwyt, który nie jest taki tani. No, ale w zamian otrzymujemy możliwość wykonywania bardzo dokładnych otworów, których nie trzeba już potem specjalnie obrabiać. Ponadto zakup wiertarki magnetycznej to jeszcze większa inwestycja, ale jak każda inwestycja powinna się zwrócić – taka wiertarka ma wiele zastosować i można jej także używać jako wiertarki kolumnowej w warsztacie jeśli wybierzemy odpowiedni model.
Ale o tym jak wybrać odpowiednią wiertarkę ze stopą elektromagnetyczną postaramy się wyjaśnić już wkrótce. Stay tuned!
