Kalkulačka hloubky záhlubníku | Volný nástroj pro přesné vrtání

Co je kalkulačka hloubky zahloubení?

Kalkulačka hloubky zahloubení vypočítá, jak hluboko vyvrtat kuželové zahloubení, aby šroub se zápustnou hlavou lícoval s povrchem. Zadávají se dva údaje: průměr zahloubení a úhel vrtáku; výsledkem je hloubka. Zahloubení vytvoří trychtýřovitou prohlubeň odpovídající zkosené spodní straně šroubu se zápustnou hlavou, takže hlava šroubu nevyčnívá nad povrch ani není zapuštěna příliš hluboko pod něj.

Jak se vypočítává hloubka zahloubení

Zahloubení má tvar kužele, jehož špička je zatlačena do materiálu. Průměr je šířka otvoru na povrchu. Úhel je celý úhel při vrcholu tohoto kužele, měřený mezi dvěma šikmými stranami. Běžné úhly vrtáků jsou 82°, 90° a 100°. Ploché (zápustné) hlavy šroubů mohou mít úhel od 60° do 120°, ale běžné hodnoty jsou 82° a 100°.

Protože zahloubení má tvar kužele, jeho hloubka vyplývá z trigonometrie pravoúhlého trojúhelníku. Rozřízneme-li kužel podélně uprostřed, vzniknou dva pravoúhlé trojúhelníky: poloměr (polovina průměru) tvoří jednu stranu, hloubka druhou stranu a polovina úhlu zahloubení leží mezi stranou představující hloubku a šikmou stranou kužele.

$\text{Hloubka} = \frac{\text{Průměr} / 2}{\tan(\text{Úhel} / 2)}$

Větší průměr vyžaduje hlubší kužel, aby se dosáhlo stejné šířky otvoru. Větší úhel činí kužel plošším, takže hloubka je při stejném průměru menší.

Praktický příklad

Pro zahloubení o průměru 10 mm vytvořené vrtákem s úhlem 90°:

• Poloměr = 10 ÷ 2 = 5 mm
• Poloviční úhel = 90 ÷ 2 = 45°
• tan(45°) = 1
• Hloubka = 5 ÷ 1 = 5,00 mm

Stejný průměr 10 mm dává při jiných běžných úhlech odlišnou hloubku:

• 82°: přibližně 5,75 mm
• 90°: 5,00 mm
• 100°: přibližně 4,20 mm

Větší úhel vždy vytvoří při stejném průměru mělčí zahloubení.

Jak tuto kalkulačku používat

1. Změřte posuvným měřítkem nebo pravítkem průměr hlavy šroubu a přidejte přibližně 0,5 mm kvůli vůli. Toto číslo zadejte jako průměr zahloubení.
2. Zkontrolujte úhel vyražený na zahlubovacím vrtáku. Pokud není vyznačen, změřte úhel hlavy šroubu úhloměrem, nebo předpokládejte 82° pro vruty do dřeva a 90° pro strojní šrouby.
3. Zadejte průměr a úhel. Výsledkem je hloubka od povrchu k vrcholu kužele.
4. Pomocí této hodnoty nastavte doraz hloubky, omotejte vrták páskou v příslušném místě nebo nastavte doraz stojanové vrtačky.

Průměr musí být větší než nula a úhel musí ležet mezi 1° a 179°. Úhel 180° by byl rovný povrch bez jakéhokoli kužele.

Běžné úhly zahloubení

Úhel vrtáku musí odpovídat úhlu hlavy šroubu. Při nesouladu vznikne kolem hlavy mezera a šroub nebude lícovat s povrchem, ani když bude hloubka přesně správná.

Zahloubení vs. válcové zahloubení

Zahloubením vzniká kužel pro šroub se zkosenou zápustnou hlavou. Válcovým zahloubením vzniká válec s rovným dnem pro šroub s hlavou s rovnými bočními stěnami, například pro šroub s válcovou hlavou a vnitřním šestihranem. Výše uvedený vzorec platí pouze pro kuželové zahloubení. Hloubka válcového zahloubení se určuje podle výšky hlavy šroubu a malé vůle, nikoli tímto trigonometrickým vztahem.

Praktické poznámky

Skutečné vrtání se jen zřídka přesně shoduje s geometrickým výpočtem. Výsledek mohou ovlivnit například tyto faktory:

• Odpružení materiálu. Měkké dřevo se pod hlavou šroubu mírně stlačí a poté se může vrátit zpět, takže šroub mírně vyčnívá. Přidáním přibližně 0,3–0,5 mm k vypočtené hloubce se to u dřeva vykompenzuje.
• Opotřebení vrtáku. Tupý vrták vyřízne o něco širší nebo drsnější kužel než ostrý.
• Povrstvené nebo vrstvené materiály. Natřené nebo pokovené kovové díly potřebují větší hloubku, aby šroub po přidání povlaku stále lícoval s povrchem.
• Extrémní úhly. Pod přibližně 30° hloubka při stejném průměru velmi výrazně roste; zahloubení 10 mm při 20° potřebuje hloubku téměř 28,4 mm. Nad přibližně 140° je kužel tak mělký, že hlavu šroubu sotva zapustí.

Proto obráběči a truhláři obvykle nejprve vyzkoušejí nastavení hloubky na odřezku a teprve potom vrtají do konečné součásti.

Často kladené otázky

Co je zahloubení?

Zahloubení je kuželová prohlubeň vytvořená v povrchu tak, aby šroub se zápustnou hlavou lícoval s povrchem nebo byl pod jeho úrovní. Bez něj spočívá rovná spodní strana hlavy šroubu na povrchu materiálu místo toho, aby do něj zapadla.

Jaký je vzorec pro hloubku zahloubení?

Hloubka se rovná polovině průměru dělené tangentou poloviny úhlu: hloubka = (průměr ÷ 2) ÷ tan(úhel ÷ 2). Průměr a úhel je třeba zadat v jednotkách, které kalkulačka očekává, tedy v milimetrech a stupních.

Jaký úhel mám použít?

Úhel vrtáku přizpůsobte úhlu hlavy šroubu; musí být stejné, aby šroub lícoval s povrchem. 82° je standard pro vruty do dřeva, 90° je běžný pro strojní šrouby a metrické spojovací prvky a 100° se objevuje v některých leteckých aplikacích.

Jaký průměr zahloubení mám použít pro daný šroub?

Změřte průměr hlavy šroubu a přidejte přibližně 0,5–1 mm vůle. Příliš těsné zahloubení způsobí, že se hlava šroubu začne vzpříčit dříve, než dosedne; příliš volné zahloubení zanechá kolem šroubu viditelnou mezeru.

Funguje tato kalkulačka i pro palce?

Vstupy kalkulačky jsou v milimetrech, ale základní vzorec funguje s libovolnou jednotnou jednotkou. Buď nejprve převeďte palce na milimetry (vynásobte číslem 25,4), proveďte výpočet a výsledek převeďte zpět, nebo použijte stejný vzorec přímo s průměrem v palcích, který pak vrátí hloubku v palcích. Například zahloubení o průměru 0,375 palce při 82° dává hloubku přibližně 0,216 palce.

Proč můj šroub stále vyčnívá, i když hloubka odpovídá výpočtu?

Nejčastější příčinou je nesoulad úhlu vrtáku a hlavy šroubu. Dalšími příčinami jsou pružné odpružení měkkého dřeva a běžné rozdíly v rozměrech hlav šroubů mezi výrobci. Vyzkoušejte nastavení na odřezku a mírně upravte hloubku, pokud šroub stále vyčnívá.

Reference

1. Barrett, R. T. Fastener Design Manual (NASA Reference Publication 1228). NASA, 1990. NASA RP-1228 (PDF) — úhly zápustných (plochých) hlav se pohybují od 60° do 120°; běžné hodnoty jsou 82° a 100°.
2. Federální letecká správa USA. Advisory Circular 43.13-1B: Acceptable Methods, Techniques, and Practices — Aircraft Inspection and Repair. FAA AC 43,13-1B (PDF) — zápustná hlava s úhlem 100 stupňů je americký standard pro zápustné letecké nýty.