U tohoto článku nebylo technicky možné zajistit fotografie a obrázky.
Vrták? Jeden na všechno nestačí!
Kategorie: Dílna | Autor: Petr Černý, FOTO IVAN POLTAVEC A Archiv
Klasický spirálový vrták je vyroben ze stočeného profilu kvalitní oceli. Otvor v materiálu vytvářejí dvě ostří, svírající úhel 95 až 130°, tzv. tříska je odváděna drážkou ve stočeném profilu. Jednotlivé úhly a stoupání šroubovice však nebývají stejné – pro různé materiály se značně liší.
Každý z materiálů má jiné fyzikální vlastnosti a při vrtání klade vrtáku jiný mechanický odpor; tomu je nutno přizpůsobit tvrdost vrtáku a jeho geometrii, počet otáček a velikost tlaku, kterým na vrták působíme. Překročení optimálních otáček či přítlaku má za následek snížení kvality vrtu i životnosti vrtáku, někdy i vyhřátí jeho ostří či zlomení.
Vrtáky na dřevo
Pro dřevo a materiály na bázi dřeva se používají jak vrtáky “klasické” (se spojovacím ostřím), tak podobné spirálové, u nichž však řezná ostří s osou vrtáku svírají pravý úhel nebo dokonce záporný (asi 15°) a v ose vrtáku je tzv. středicí hrot. Velmi výkonným typem vrtáků, vhodným zejména pro větší průměry otvorů, jsou tzv. vrtáky dlabací. Jsou to zdokonalené vrtáky kopinaté, vykované buď z jednoho kusu, nebo složené z válcového dříku a výměnného ostří. Největší otvory ve dřevě se vytvářejí buď tzv. pilovými děrovači, nebo výkružníky (ramenovými vrtáky). Pro některé účely se vyrábějí další odlišné konstrukce vrtáků, například sukovníky, Forstnerovy vrtáky a dlouhé vrtáky na bednění (délka až 600 mm) či vrtáky hadovité s odlišným tvarem šroubovice. Tyto typy zřejmě v domácí dílně nevyužijeme, mimoto jsou poměrně drahé.
Práce s vrtáky na dřevo
Otvory ve dřevě vrtáme pokud možno vrtačkou stojanovou nebo běžnou ruční upnutou do stojanu; kromě toho, že otvor je přesně souosý a vrták “neujede”, je práce bezpečnější, také se dá nastavit hloubka otvoru, takže nepoškodíme středicí hrot. Jestliže máme k dispozici vrtáky dlabací, musíme se naučit odlišné technice vrtání: volíme vysoké otáčky a malý přítlak. Protože tyto vrtáky nevynášejí třísku, musíme piliny odstraňovat vyfouknutím nebo odsáním vysavačem.Vrták musí být dostatečně ostrý, aby se dřevo netrhalo a nepálilo. Při vrtání průchozích děr je vhodné vytvořit nejprve otvor menšího průměru a pak jej zvětšovat velkým vrtákem z obou stran. Podobně bychom měli postupovat při vytváření otvoru pilovým děrovačem – při vrtání jen z jedné strany jinak bývá výstupní otvor potrhaný.
Vrtáky na kov
Pro vrtání do masivních profilů i plechu používáme spirálové vrtáky z legovaných ocelí nebo oceli HSS s výbrusem normálním nebo křížovým. Vrtáky s válcovým dříkem se dodávají v průměrech od 0,3 mm do 13 mm, někteří výrobci nabízejí spirálové vrtáky i do 40 mm. Pro průměry nad 13 mm bývají vrtáky opatřeny dříkem kónického tvaru nebo některým z rychloupínacích systémů.Poslední dobou se vrtáky opatřují slabým (o tloušťce jen několik molekul) povlakem titannitridu (HSS-TiN); ten sníží tření a umožní zvýšení řezné rychlosti. Pro průmysl se vyrábějí rovněž vrtáky s vrstvičkou TiAlN (titan-aluminium nitrid).Tyto vrtáky poznáme podle zlatého zbarvení a výrazně vyšší ceny.Vrtáky na kov se vyrábějí v provedení se středicím hrotem; ty jsou vhodné zejména pro otvory do plechu.
Práce s vrtáky na kov
Než začneme vrtat do kovu, je dobré vyznačit si vrtané místo tzv. důlčíkem. Při vrtání zejména masivnější nebo kalené oceli se vrták intenzivně zahřívá, takže bychom jej měli průběžně chladit (olejovou emulzí či mýdlovou vodou), nebo po několika desítkách sekund vrtání přerušit a vrták ponořit do vody; jinak by se jeho břity vyhřály a ztratily svou tvrdost. Při vrtání kovů se nežádoucně uplatňuje tzv. spojovací ostří na vrcholu vrtáku – jeho délka je dána tloušťkou ocelového profilu, z něhož je vrták stočen. Pro některé aplikace je možné jeho šířku zmenšit tzv. podbroušením, jednodušší však je otvor předvrtat takovým vrtákem, jehož průměr je zhruba stejný jako šířka tohoto ostří. Předvrtání je vhodné i při vrtání plechů, zejména tenkých. U nich hrozí tzv. zakousnutí vrtáku, při němž se může naše dosavadní práce zcela znehodnotit – jestliže se plech navine na vrták, u otvoru vznikne trhlina. Vrták se při tom také často zlomí, a pokud se při “zakousnutí” vrtáku vrtaný materiál roztočí, hrozí nebezpečí úrazu. Vrtaný materiál je proto nutno co nejlépe upevnit a ruce si chránit silnějšími rukavicemi.Otvory v kovech potřebujeme někdy vyvrtat velmi přesně. Vzhledem k tepelné roztažnosti kovů se doporučuje otvory vyvrtat vrtákem menšího průměru a definitivní průměr otvoru získat vystružením. Ruční výstružníky se však vyrábějí v omezeném výběru.
Vrtáky na zdivo a kámen
Pro vyvrtání otvoru například pro hmoždinku musíme použít tzv. tvrdokovový (vidiový) vrták. Při práci s ním volíme malé otáčky a většinou zapínáme příklep, což je zařízení dodávající vrtáku vedle točivého pohybu ještě pohyb axiální se zdvihem několika milimetrů a s kmitočtem až 2000 úderů za minutu. Tímto způsobem výrazně zvýšíme výkon vrtačky a i poměrně malý stroj s vhodným vrtákem pronikne poměrně rychle například do betonu (ještě výhodnější je elektropneumatické kombinované kladivo). Vidiové vrtáky s válcovými dříky, které se dají upnout do každé běžné vrtačky, se prodávají jednotlivě (nejčastěji o průměrech 6, 8 a 10 mm), nebo v sadách od 4 nebo 5 mm. Vrtáky o větších průměrech, s většími délkami a s četnými vylepšeními mívají odlišný způsob upínání (nejčastěji SDS systém, Tritec); jejich kvality jsou nesporné, ale ceny bývají značně vysoké. Některé konstrukce jsou poněkud neobvyklé – pro vrtání betonu se vyrábějí vrtáky s trojicí nebo čtveřicí břitů (například vrták Quadro-X s dvěma dvojicemi břitů firmy Bosch), šroubovice TWINMAX kombinující užší a širší spirálu, atd.Pro vytváření otvorů o velkých průměrech (například pro instalační krabice pro silnoproudý rozvod) se vyrábějí tzv. vrtací korunky, které rovněž mají pracovní plošky z karbidu wolframu. Konstrukčně poněkud odlišné jsou vrtáky na kámen. Tyto vrtáky mají řezné plošky ze slinutých karbidů, od vrtáků do betonu se liší vrcholovým úhlem hrotu; ten je odlišný u vrtáků do tvrdých hornin (např. žula) a měkčích (břidlice). Vedle běžných vrtáků s dvojitým břitem se vyrábějí vrtáky se třemi i čtyřmi břity, které mají větší produktivitu práce. Pro některé horniny jsou vhodnější nástroje dlátovitého tvaru, které se neotáčejí, ale kámen rozrušují intenzivními rázy.
Vrtání zdiva a kamene
Jestliže nemůžeme pracovat s vrtačkou stojanovou (např. na stavbě), doporučuje se používání přídavné rukojeti. Ta prakticky odstraní riziko úrazu, pokud se vrták “kousne”. Kromě běžných příklepových vrtaček se pro práci se stavebními materiály, kamenem a betonem s úspěchem používají elektropneumatická kladiva. Ta jsou schopna například do betonu vrtat otvory o průměru až 40 mm či rozbíjet jej dláty o šířce až 100 mm. Při sekání s vypnutým otáčením lze úhel natočení dláta nastavit podle potřeby. Použití výkonného vrtacího kladiva je nutností u vrtání do kamene.Před vrtáním je nutno ověřit, zda ve zdi není potrubí nebo kabel. Při práci si občas zkontrolujeme, zda se vrták nepřehřívá. Některé stavební materiály šroubovice vrtáku špatně vynáší, takže bychom měli po vyvrtání několika centimetrů otvoru vrták povytáhnout, aby se otvor neucpával. Při začátku vrtání do tvrdých materiálů (kámen) je vhodné vypnout příklep a zapnout jej až po proniknutí hrotu vrtáku do hloubky asi 10 mm.Jestliže chceme použít vrtací korunku, musíme zvolit co nejnižší otáčky.
Volba otáček vrtačky
Pro různé druhy materiálů je nutné zvolit jiný počet otáček, proto jsou vrtačky vybaveny dvoustupňovou převodovkou a dnes i plynulou regulací otáček. Hodnoty uvedené na štítku vrtačky (například 1000 a 2500 ot/min) odpovídají otáčkám naprázdno (bez zatížení) při nastavení regulátoru na maximum. Zatížením otáčky klesají o 10 až 20 %, skutečné otáčky u nejdražších typů ukazuje displej. Tato funkce je vcelku zbytečná, protože vrtáky i jiné nástroje nejsou na volbu otáček příliš citlivé – zvýšené opotřebení nastává až při několikanásobném překročení doporučených otáček, naopak při nižších než doporučených otáčkách se práce zpomalí, ale vrták ani materiál se nijak nepoškodí.
Druhy upínání
Vrtáky byly do starých vrtaček na kliku a později i do sklíčidel prvních elektrických vrtaček upínány sevřením mezi tři nebo čtyři segmenty, případně se používal způsob, držící kónické vrtáky samosvorně (tzv. Morse kužel). Později byla sklíčidla vybavena ozubeným prstencem, který umožnil pevnější sevření vrtáku či stopky nástroje pomocí kličky. Tento typ později nahradila sklíčidla rychloupínací, u nichž vrchní a nosná část jsou vzájemně spojeny závitem s malým stoupáním. U větších vrtaček bývá rychloupínací sklíčidlo doplněno pružinovou pojistkou, která zabraňuje jeho uvolnění otřesy. Největší vrtačky a bourací kladiva jsou vybaveny rychloupínacím systémem SDS (SDS-plus, SDS-max, SDS-top – liší se průměrem dříku), u kterých výstupky upínacího mechanismu zapadají do drážek v dříku nástroje. Do sklíčidel typu SDS se vrták bez použití síly vsune a zajistí převlečnou částí upínacího pouzdra; to zároveň uzavírá upínací mechanismus a chrání jej tak proti pronikání prachu. Systém SDS zároveň umožňuje větší přenos točivého momentu vrtačky na vrták, zatímco vrták s válcovitým dříkem při větším zatížení v běžných (a zejména v levnějších rychloupínacích) sklíčidlech prokluzuje. Vrtáky s upínacím systémem SDS, popř. “tisícihran” Bosch, se proto hodí pro nejtěžší práce včetně kamenických a vrtání do betonu. Upínání SDS je vhodné i pro stroje, u kterých se používají sekací dláta bez otáčení.
Údržba vrtáků
Kvalitně nabrousit vrtáky dovedou v každé nožířské provozovně, přičemž cena není vysoká. Vrtáky vyrobené z HSS ocelí lze ostřit i v domácí dílně – pro broušení bychom měli používat výhradně brusku s malými otáčkami, vrták se musí chladit, aby se nevyhřál a neztratil tvrdost. Dokonalé nabroušení vrtáku není jednoduché – například obě řezná ostří musí mít dokonale shodný vrcholový úhel a stejné rozměry. I když se dají koupit brusné kotouče pro ostření vrtáků se slinutými karbidy, odborníci svépomocné broušení těchto vrtáků nedoporučují.Pokud se pro broušení v domácích podmínkách rozhodneme, postupujeme takto: Na brusku upevníme arch papíru, na který podle úhloměru vyneseme některé častěji používané vrcholové úhly vrtáků. Některé vrtáky můžeme upravit tak, abychom jimi mohli zahlubovat otvory, do nichž budou zapuštěny šrouby se zápustnou hlavou (úhel 90°), pro dosažení válcových slepých děr musíme přebrousit vrták tak, aby pracovní ostří byla kolmá na osu vrtáku.Vrtáky lze také ostřit přípravky, které lze za nevelkou částku koupit. Ty sice nevyžadují žádná měření ani znalosti obsluhy, ale řemeslníci je příliš nepoužívají, protože broušeným vrtákům “vnucují” pevně daný vrcholový úhel a malé nebo žádné podbroušení řezných ploch.
Materiály pro vrtáky
Pro výrobu vrtáků se nejčastěji používají nástrojové a legované oceli s vyšším množstvím uhlíku, zejména tzv. rychlořezná ocel (značená HSS: Hart-Schnell-Stahl), což je ocel s vysokou tvrdostí. Pro legování se používají kovy, které oceli dodávají mimořádnou tvrdost; je to zejména kobalt, wolfram, molybden, vanad a chrom. Výsledná tvrdost vrtáků umožňuje po zakalení obrábět většinu kovových materiálů včetně houževnaté nerezové oceli (a samozřejmě i plasty a dřevo).Na řezné části nástrojů se používají vysoce tvrdé sloučeniny kovů s uhlíkem – zejména karbid wolframu. Tyto tzv. slinuté kovy se používají zejména pro výrobu soustružnických nožů, zubů pil a řezných částí vrtáků – u nás jsou známé pod názvem vidiové nástroje. Vrtáky s tímto typem ostří se používají pro vytváření otvorů v kameni, keramice, cihlách a dalších stavebních materiálech.
FOTO 1 – Dlabací vrtáky na dřevo se prodávají v sadách, nejčastěji v průměrech od 10 do 25 mm. Mají rovněž středicí hrot, břity jsou broušeny pod úhlem asi 15°
FOTO 2 – DO DŘEVA
FOTO 3 – NA KOV
“Klasický” spirálový vrták s vrcholovým úhlem 118° z HSS oceli v průměrech od 0,5 do 13 mm nabízejí všichni výrobci; někteří vyrábějí i větší průměry a délky
DO KAMENE A DO BETONU
FOTO 4 – Příklady vrtáků pro práci s velmi tvrdými materiály: vrtáky ze speciální oceli s břitem z tvrdokovu
FOTO 5 – Hadovitý vrták do dřeva se závitovým samocentrovacím hrotem je vhodný pro vrtání hlubokých, přesných otvorů do trámů
FOTO 6 – Pro vrtáky do dřeva je typický středicí hrot. Vrtáky lze použít i pro vrtání slabších ocelových plechů, je ale nutno je upnout do stojanové vrtačky
FOTO 7 – Vrták s novou verzí hlavy Quadro-X si poradí s každým typem betonu i s armaturami, jeho životnost je přitom extrémně dlouhá. Má SDS upínání
