Fúrás (fémmegmunkálás)
A fúrás olyan forgácsolási eljárás, munkafolyamat, amikor tömör anyagba készítünk furatot. Furatbővítés pedig az, amikor a már meglévő furatot nagyobb átmérőjű furattá munkálják meg. A forgácsolómozgást és az előtolómozgást végezheti a munkadarab is és a szerszám is. A fúrást többféle eszközzel lehet végezni: kéziszerszámmal és szerszámgépekkel (fúrógéppel, esztergagéppel, fúró-maróművel stb.). Fúrógépeken a forgácsolómozgást és az előtolómozgást is a szerszám végzi. A legjellegzetesebb megmunkáló szerszám a csigafúró.
A fúrás szerszámai szerkesztés
Csigafúrók szerkesztés
A legfontosabb és legelterjedtebb fúrószerszám a csigafúró, amelynek elsődleges feladata a telibefúrás, de alkalmazható furatbővítésre, felfúrásra is. Csigafúrókat 0,1–80 mm közötti átmérőhatárok között gyártanak.
A csigafúró egy olyan hengeres testű, kétélű, szabályos élgeometriájú szerszám, amelynek kúpos hegyén a két főélt úgy alakítják ki, hogy a fúró dolgozó részén két spirálisan végigfutó hornyot marnak ki. A fúráskor keletkező súrlódás csökkentésére a csigafúró hengeres felületét úgy lemunkálják, hogy csak egy keskeny szalagot hagynak meg. Ez a szalag vezeti a fúrót a furatban, és ezen mérhető a csigafúró átmérője is. Annak érdekében, hogy fúráskor a dolgozó rész be ne szoruljon a furatba, enyhén kúposra (1:1000) készítik.
A fúró két főélét a keresztél köti össze, amely nagyon kedvezőtlen forgácsolási viszonyok között dolgozik, mert gyakorlatilag kaparja az anyagot. Ezzel magyarázható, hogy csigafúróval végzett fúráskor az előtoló erő csaknem azonos nagyságú a főforgácsoló erővel.
A csigafúrón kialakított hornyoknak az a feladata, hogy elvezesse a forgácsot a furatból. Ennek érdekében a horony csavarvonal-szerűen helyezkedik el a szerszámon. A lélek a fúró tengelyvonala körül elhelyezkedő, a hornyokat belülről érintő képzeletbeli henger, átmérője azonos a keresztéllel. A lélek átmérőjét szilárdsági okok miatt nem nagyon lehet csökkenteni, pedig a forgácsolási viszony ezt kívánná. Ezért átmeneti megoldásként a lélek átmérőjét a fúró hegyénél a lehető legkisebbre veszik, amely a szár felé folyamatosan növekszik, ezáltal a képzeletbeli hengerből képzeletbeli kúp lesz.
A csigafúrók hengeres és kúpos szárral készülnek. A hengeres szárú csigafúrót tokmányba vagy szorítóhüvelybe lehet befogni. Hengeres szárral csak 30 mm-nél kisebb átmérőjű csigafúrók készülnek. A fúrótokmányban a szerszámot három, ferde elhelyezésű, egymástól 120°-ra lévő pofa szorítja, amelyeket a szorítókulccsal forgatott és a recézett hüvelybe erősített kúpos menetű gyűrű mozgat lefelé (szorítás), vagy felfelé (lazítás).
A kúpos szárú csigafúrót a szerszámgép Morse-kúpos furatába lehet befogni, szükség esetén csökkentő kúpos hüvely közbeiktatásával. A fúráshoz szükséges csavarónyomatékot a kúp adja át. A szár végén levő lap feladata az, hogy lehetővé tegye a fúrónak a hüvelyből való kiütését.
Laposfúrók szerkesztés
A korszerű, merev felépítésű számjegyvezérlésű esztergák nagy teljesítményű fúrószerszáma a laposfúró. A keményfémbetétes kések alakja egyszerű, könnyen cserélhető. A használatos átmérőtartomány: 25–128 mm. A szerszámszalag 0,1/50 arányban hátrafelé kúpos.
Központfúrók szerkesztés
Ha a munkadarabot csúcsok közé kell befogni, akkor központfuratokra (csúcsfészkekre) van szükség. Ezeket a furatokat rendszerint szabványos központfúrókkal készítik. A központfúró lényegében a fúró és a kúpsüllyesztő párosításából származó kombinált szerszám. A központfúrók védősüllyesztő nélkül és védősüllyesztővel készülnek. A védőkúpos központfúró szerszám a 60°-os kúpon kívül még egy rövidebb, 120°-os kúpot is készít, ami a 60°-os központosító kúp külső szélének elverődésétől, sérülésétől védi meg a furatot.
A központosító furatokat alakhűen és pontosan kell megmunkálni, ellenkező esetben a felületi nyomás vagy a kúpfelületen, vagy a csúcson nagyon megnő, ami berágódáshoz vezethet. Fontos a kitámasztó csúcs és a központosító furat kúpfelületének pontos illeszkedése, azonos kúpszöge és egytengelyűsége.
A furatbővítés szerszámai szerkesztés
A furatbővítés szerszámai a süllyesztők, a fúrórudak és a dörzsárak. Ezek közül a dörzsárak kizárólag befejező megmunkáláshoz valók.
Süllyesztők szerkesztés
Nagy furatok készítésekor minden esetben célszerű kis átmérőjű csigafúróval elvégezni a telibefúrást, majd az átmérőt süllyesztővel kell a kívánt méretre bővíteni. A süllyesztők főbb típusai a csigasüllyesztő, a kúpsüllyesztő és csapos süllyesztő.
A csigasüllyesztő a csigafúrónál merevebb háromélű szerszám, amelynek nincs keresztéle, ezért a furatbővítést nagyobb anyagleválasztási sebességgel végzi, mint a fúró. A csigasüllyesztőnek nincs csúcsa, az elején van egy 60°-os vágókúp, ezután következik a hengeres dolgozó rész, amelynek átmérője kb. 0,1 mm/100 mm-t csökken a szár felé.
A kúpsüllyesztőket csúcsfuratok és kúpos csavarfejfészkek készítésére használják. 45, 60, 75, 90 és 120° kúpnyílásszöggel készülnek, előfúrt furatok bővítésére.
A csapos süllyesztőt (fejsüllyesztőt) hengeres csavarfejek fészkeinek a készítéséhez használják. Négyélű szerszám. A vezetőcsap a süllyesztés egytengelyűségét biztosítja a kisebb furattal.
Fúrórudak szerkesztés
Elterjedt furatbővítő szerszámok az egyélű furatkések és a változatos kivitelű fúrórudak, amelyeket főleg vízszintes fúró-maró műveken, de más szerszámgépeken is alkalmaznak. A fúrórudak állandó átmérőjű, vagy lépcsős furatok megmunkálására is alkalmasak. A kések rögzítése, utánállítása különböző szerkezeti megoldásokkal lehetséges.
Dörzsárak szerkesztés
A dörzsárak gondos kezelést igénylő, befejező megmunkáló többélű szerszámok. Szükség esetén a dörzsölést két lépésben kell elvégezni, nagyoló és simító dörzsárral. A forgó főmozgást kézzel vagy géppel lehet biztosítani. Ennek megfelelően van kézi és gépi dörzsár. A dörzsár önvezető szerszám, mindig követi az előfurat irányát és helyzetét.
A dörzsárak dolgozó részének főbb elemei:
- bekezdő kúp (45°) – bevezeti a szerszámot,
- forgácsoló kúp – forgácsol,
- vezető rész – méretet biztosít (kalibrál),
- hátsó kúp – a beszorulást akadályozza meg.
Fúrógépek szerkesztés
A fúrógépek megfelelően kialakított szerszámmal tömör anyagba végzett fúrásra, előfúrt, előöntött, előkovácsolt, vagy előlyukasztott furatok bővítésére, illetve alakos furatok megmunkálására alkalmasak egyedi és sorozatgyártásban. A fúrógépek jellemzője, hogy a forgácsoló mozgást (forgó mozgás) és az előtolómozgást is a gép orsójába fogott szerszám végzi. A szerszámgépek szerkezeti felépítésük szerint lehetnek egy- és többorsós fúrógépek, fúróművek és különleges fúrógépek.
Kézi fúrógépek szerkesztés
A kézi elektromos fúrógépek maximum 10–13 mm átmérőjű furatok készítéséhez alkalmasak. Általában 450 W körüli motorral hajtják meg. A hobbi kategóriába tartozó fúrógépeket gyakran ütvefúró funkcióval is ellátják, ami alkalmassá teszi tégla- és betonfal fúrására. Vannak kézi erővel hajtható fúrógépek is (amerikánerek), amik csak lágyabb munkadarabok (pl. fa, műanyag) megmunkálására alkalmasak. A kézi fúrógépek pontossága nem közelítheti meg a fúró szerszámgépek pontosságát, és elsősorban vékony darabok fúrására alkalmasak.
Asztali fúrógépek szerkesztés
Az asztali fúrógépek egyszerű szerkezeti felépítésű gépek, maximum 10–15 mm átmérőjű furatok készítéséhez alkalmasak kézi előtolással. A főhajtómű három vagy négy fokozatú ékszíjtárcsás hajtómű. Az egyes fokozatokat úgy lehet beállítani, hogy az ékszíjat a kívánt fordulatszámmal megfelelő átmérőjű tengelyrészre helyezik át. Mivel az előtolás kézi, mellékhajtómű nincs. Az előtolást egy karral mozgatott fogaskerék és fogasléc segítségével valósítják meg. Az előtoló kar elengedésekor a fúróorsót rugó vagy súlyterhelés viszi vissza eredeti helyzetébe. A munkadarabot közvetlenül az asztalra, alátétre helyezve, vagy gépsatuba fogva fúrják.
Állványos fúrógépek szerkesztés
Az állványos fúrógépek közepes és nagyobb méretű munkadarabok fúrására alkalmasak, 40–60 mm maximális furatátmérőig. Az üreges alaplapban van a hütő-kenő folyadék. Az állvány négyzet keresztmetszetű üreges öntvény. Ebben helyezik el a főhajtóművet, a mellékhajtóművet, az orsóhüvelyt a fúróorsóval és az ellensúlyt. Az állvány mellső részén van a fecskefarok alakú függőleges vezeték, ezen csúszik a konzolos kiképzésű asztal. Az asztal magassági irányban állítható és tetszés szerinti helyzetben rögzíthető. T alakú hornyaiban rögzíthető a munkadarab vagy a készülék. A főhajtómű fogaskerekes fokozathajtómű, amely a motortól kapott forgómozgást módosítja, és az orsóhüvelyen keresztül a főorsónak továbbítja. A mellékhajtómű ugyancsak fogaskerekes fokozathajtómű, amely a főhajtásról levezetett forgómozgást lelassítja, és a fogaslécen keresztül a fúróorsónak továbbítja.
Oszlopos fúrógépek szerkesztés
Az oszlopos fúrógépeken közepes nagyságú munkadarabok fúrhatók, max. 40 mm furatátmérőig. Szerkezeti felépítése gyakorlatilag megegyezik az állványos fúrógéppel. A gép állványa az oszlop, ami egy vastag falú cső. Ezen állítható függőleges irányban a konzolos asztal, amely függőleges tengely körül elfordítható. A kör alakú asztal felfogólapja excentrikus, ami a munkadarab finomabb beállítását teszi lehetővé. Az egyszerűbb és kisebb méretű oszlopos fúrógépek fő- és mellékhajtóműve ékszíjtárcsás fokozathajtómű, a nagyobb gépek fogaskerekes hajtásúak.
Sugárfúrógépek szerkesztés
A gépgyárakban leggyakrabban használt fúrógépek, amelyek közepes és nagyméretű munkadarabok furatainak az elkészítésére alkalmasak egyedi- és sorozatgyártásban. Az alaplapban van a hűtő-kenő folyadék. Felső részén hosszanti T-hornyok vannak az asztal, ill. a nagyméretű munkadarabok lefogásához. Az alaplapon áll az oszlop, erre csapágyazzák a hüvelyt, amely a függőleges tengely körül elforgatható. A hüvelyhez illeszkedik a szántartó kar, amely magassági irányban külön emelőmotorral mozgatható. A konzol mellső részén csúszik a fúrószán, amely fogaskerék és fogasléc segítségével mozgatható. A fúrószánba építik a fő- és mellékhajtóművet és az orsóhüvelyt a főorsóval.
Vízszintes fúróművek szerkesztés
Az egyedi gépgyártás nélkülözhetetlen, egyetemes szerszámgépei a vízszintes fúróművek, mert velük több művelet végezhető egy időben, vagy egymás után dolgozó szerszámokkal. A leggyakrabban előforduló műveletek: fúrás, felfúrás, süllyesztés, dörzsárazás, furatesztergálás, beszúrás, oldalazás, sík és alakos felületek, lépcsők és hornyok marása. A vízszintes fúróművek különösen alkalmasak nagyméretű gépalkatrészek megmunkálására. Szerkezeti felépítésüket tekintve állóoszlopos mozgóasztalú és mozgóoszlopos állóasztalú kivitelűek lehetnek.