A fúrás célja
A különböző alkatrészek szerkezeti összeköttetéséhez különböző nagyságú és alakú lyukakra (furatokra) van szükség. Ezeket a lyukakat a lyukasztáson kívül fúrással készíthetjük.
Fúráson azt a forgácsoló eljárást értjük, amellyel fúrószerszámmal a teli anyagokból hengeres lyukat (furatot) munkálunk ki.
A furat kétféle: átmérő és zsákfurat. Az előbbi a munkadarabból “kifut” azon teljesen átmegy, az utóbbi csak bizonyos mélységig terjed.
Fúrószerszámok
A fúrást fúrószerszámmal, fúrógéppel és a szükséges segédeszközökkel végezzük. Fúrószerszámként fúrót használunk. A fúró anyaga szerszámacél, gyorsacél vagy keményfém. A fúró kétélű forgácsolószerszám.
A legegyszerűbb, egyben a legkorszerűtlenebb fúró a szívfúró. Ma már csak nagyon ritkán, általában kemény anyagok megmunkálásához használják. A szívfúró legnagyobb előnye, hogy könnyen elkészíthető.
A korszerű furatmegmunkálás szerszáma a csigafúró.
A csigafúró elnevezés a spirálfúró magyaros változata. Alapjában a csigafúró csavar alakú s így a csigafúró elnevezés nem fedi a valóságot. Ez az elénevezés azonban annyira átment a köztudatba, hogy a szabvány is ezt fogadta el.
A csigafúró két fő része : a szár és a dolgozó rész.
A dolgozó részen találjuk a forgácshornyot, a vezetőszalagot és a vágóélet.
A szár a fúró befogására való.
A csigafúrót kétféle szárformával készítik: kúpos és hengeres szárral.
Az 1. ábrán a hengeres, a 2.ábrán a kúpos szárú fúró látható. A 10mm-nél kisebb átmérőjű csigafúrót nagyrészt hengeres, a 10 mm-nél nagyobb átmérőjűek kúpos szárral készülnek.
A forgácshorony csavarvonal kiképzésű. Arra való, hogy a keletkező fúróforgácsot fúrás közben a furatból eltávolítsa. Ezt a csavarvonal kiképzése teszi lehetővé.
A csigafúrónak két forgácshornya van.
A két vezetőszalag a fúrót vezeti. A szalagfelület átmérője a szár fölé fokozatosan csökken. Ez a csökkenés azonban igen kicsi, a furatátmérőtől függően 100 mm-enként 0,03…0,2 mm-ig változik. Célja, hogy a szalagfelület enyhén kúpos legyen, és így a fúró ne szorulhasson a furatba.
A forgácshornyok között megmaradó teljes anyagkeresztmetszetet a fúró magjának vagy lelkének nevezzük.
A csigafúró fővágóéle végzi a furat megmunkálását, forgácsolását.
A forgácsolás csak akkor eredményes, ha a fúró élkiképzése megfelel a műszaki követelményeknek.
A csigafúró élkiképzését a fúró hegyének kúposra való köszörülésével valósítjuk meg.
Az élkiképzést a következő elemek befolyásolják: (3. ábra)
hátlap: a fővágóél mögötti felület;
homloklap: a fővágóél előtti terület;
hátszög, α: a csigafúró hátlapja és a vágóél által bezárt szög. Értéke 6…8°
ékszög β: a csigafúró hátlapja és homloklapja által bezárt szög. Értéke kemény és rideg anyagokhoz 70°, lágy anyagokhoz 45…50°
homlokszög, ill. forgácsszög, γ: a csigafúró homloklapja és a vágási felületre húzott merőleges által bezárt szög. A homlokszöget a fúrón végigfutó csavarhorony kiemelkedési szöge határozza meg, ezért ennek értéke állandóan 23°
metszőszög δ: a hátszög és az ékszögek összege;
csúcsszög φ: a két fővágóél által bezárt szög. Értéke acélanyagokhoz 118°, könnyűfémekhez 130°.
keresztél: a csigafúró csúcsának közepén helyezkedik el.
A keresztél nem forgácsol, hanem az anyagot nyomja, roncsolja, a fúrást nehezíti. Ezért méretét köszörüléskor minél kisebbre kell venni, értéke a fúróátmérő 1/5-ét nem haladja meg.
A forgácsolás alapfogalmai
A csigafúró fúrás közben forgó és haladó mozgást végez. A forgó mozgást forgácsoló főmozgásnak, a tengelyirányú haladó mozgást forgácsoló mellékmozgásnak vagy előtolásnak nevezzük.
Előtolás
A fúrószerszámmal fúrás közben be kell hatolni az anyagba. A behatoláshoz a szerszámot rá kell nyomni az anyagra. Ehhez meghatározott állandó erőre van szükség. Ezt a tengelyirányú erőt előtolási erőnek nevezzük. A fúró behatolása az anyagba meghatározott tengelyirányú nyomás és sebesség mellett mehet végbe. Ezt a tengelyirányú sebességet előtolási sebességnek nevezzük. Az előtolás mértékegysége a mm/fordulat vagy mm/perc. Fúráskor az előtolást mm/fordulatban adják meg.
A gyorsacélfúrókra vonatkozó vágósebességet és eltolások értékeit az 1. táblázat tartalmazza.
Éltartam
A szerszám a forgácsolási művelet közben felmelegszik. Nagyobb sebességnél nagyobb a szerszám hőmérséklete. Minden szerszámacél a növekvő hőmérséklet hatására egy bizonyos hőmérsékletértéktől felfele már elveszíti keménységét, kilágyul. Ha a hőmérsékletet tovább növeljük, a szerszám egyes pontjai megolvadnak, leégnek.
Minél életlenebb a szerszám, annál inkább melegszik. Ezért van nagy jelentősége a szerszám munka közbeni kopásának. A szerszámkopás ugyanazon szerszámacélra, ugyanazon megmunkálandó anyagra és egyazon forgácsolósebesség mellett mindig ugyanannyi idő elmúltával következik be. Ezt az időt a szerszám éltartamának nevezzük. Minden forgácsolósebességhez más-más éltartam tartozik. A szerszámacél éltartama a legkisebb, a gyorsacélé közepes, a keményfémé a legnagyobb.
Forgácsolósebesség
A forgó mozgásban levő test minden pontja körvonalon mozog, e körök pontjainak kerületi sebességei a középtől kifelé nagyobbak, mint a középhez közelebb levőké (4. ábra). A legkülső köríven fekvő pont sebessége a legnagyobb, ez a sebesség a fúró tényleges kerületi sebessége. A forgácsolásban a kerületi sebességet forgácsoló- (vágó-) sebességnek nevezzük, mértékegysége v=m/min.
Fúróknál forgácsolósebességen a fúró kerülete egy pontjának kerületi sebességét értjük. A v forgácsolósebesség tehát az alkalmazott n fordulatszámtól és a fúró d átmérőkétől függ. Képletben: v=dπn/1000 m/min, ebből n=1000v/πd
A fúrógépek és a fúróeszközök
A fúrót a kézi vagy gépi hajtású, hordozható vagy helyhez kötött fúrógépekkel forgatjuk. Néhány jellegzetes fúrógép:
Mellfurdancs: (5. ábra) A forgó mozgást kézzel, az egyenes vonalú mozgást pedig a kéznek a furdancsra gyakorolt nyomásával vagy a mell nyomásával hozzuk létre. A mellfurdancsnak ma már a vas- és a fémiparban nincs jelentősége.
A kézi fémfurdancsot (6. ábra ) kézzel a fogantyúval együtt forgó tányérkerékkel hajtjuk. A tányérkerék két kúpkereket forgat, közülük a felső a tányérkereket kotyogásmentesen vezeti, az alsó pedig a fúrótokmányt hajtja.
A fúróbefogás eszközei
A hárompofás tokmányok közül kétfajta gyakori:
A kulcsszorítású hárompofás tokmányt (8. ábra) többnyire kis fúrógépeken alkalmazzák.
A szorításról az 1 szorítópofák gondoskodnak, amelyek a 2 tokmánytestben ferde helyzetben fekszenek. A szorítást a pofák lefelé mozgatása által a 4 fogaskulcs segítségével az 5 fogashüvely végzi. A pofákat lefelé a 6 kúpos anya mozgatja. Ez kúpos menetével a pofákhoz kapcsolódik.
Központosítása jobb, de szorítása gyengébb, mint a kétpofás tokmányé. Mivel kényes szerszám, megerőltetni, ütni nem szabad. Ha nehezen működik, javítással, tisztítással tesszük üzemképessé.
A munkadarab be-, ill. felfogása
A munkadarabot gyakran gépsatuba fogjuk be, ez gyors darabcserét tesz lehetővé (10. ábra).
Gondoskodni kell a munkadarab jó felfekvéséről, mert már kis eltérés esetén is ferde lesz a furat.
A fúrás munkaszabályai
Csak jól élezett szerszámmal lehet jó munkát végezni.
Fúrás előtt vizsgáljuk meg, hogy a fúró kifuthat-e az asztalhoronyba vagy a forgácslyukra.
Az ellenőrzőkör alapján győződjünk meg arról, hogy a fúró nem mászott-e el.
A fúrást kézi előtolással kezdjük el akkor is, ha gépi előtolású géppel dolgozunk.
Nagy lyukat fúrjunk elő kisebb fúróval.
A csigafúró köszörülése
A jól élezett csigafúrónak a következő követelményeknek kell megfelelnie:
- helyes csúcsszög
- helyes hátszög
- helyes keresztélszög és hosszúság
- egyforma magasságban levő és központos élek
A követelményeket a csigafúró élezésekor kell megvalósítani.
A csigafúró élezését a hátfelület köszörülésével érjük el.
A hátfelület előírásnak megfelelő kialakítása kézi köszörüléssel eléggé bonyolult feladat, és nagy gyakorlatot kíván, több mozdulat összehangolásának eredménye.
Ha a fúró jól köszörült, az α hátszög a fúró közepe felé növekszik (kb. 25°), míg a kerületen kisebb (kb. 6°). A hátfelület ilyen kialakítását csak úgy tudjuk elérni, ha a fúrót egy elképzelt kúp tengelye körül – az ún. lengetési tengely körül – lengetjük, s közben a fúrót saját tengelye körül elforgatjuk. Ezt a két mozdulatot a leggyorsabban úgy tudjuk összehangolni és begyakorolni, ha egy szabályosan köszörült, nagyobb átmérőjű csigafúrót hátfelületénél fogva egy függőleges helyzetű egyenes síkon többször legördítünk. A pontos legördítéskor a csigafúró azokat a mozgásokat végzi, amelyeket köszörüléskor alkalmaznunk kell.
Az élek egyenlőtlen hosszából és eltérő hajlásából eredő hibákat a 13. ábrán láthatjuk. Az a ábrán az egyenlőtlen élhosszak hatását látjuk. Következmény: a fúró átmérőjénél nagyobb furatot fúr. A b ábra az élek eltérő hajlásszögének hatását szemlélteti. Következmény a fúrót a meredekebb él átnyomja az ellenkező oldalra, s a fúró kitér a középvonalból. A két hiba együttesen is jelentkezhet, ezt látjuk a c ábrán. Következmény: lépcsős, a fúróátmérőnél tágasabb a furat, ugyanakkor a fúró kitér a középvonalból.
