Wiertarki są to obrabiarki, których głównym zadaniem obróbczym jest wykonywanie otworów.
Najczęściej wykorzystywanym narzędziem wiertarki jest wiertło kręte, które może wykonywać ruch obrotowy i ruch posuwowy prostoliniowy. Wiertło skrawa dwoma ostrzami przedmiot metalowy, który znajduje się podczas wykonywania tego zadania w pozycji nieruchomej.
Na wiertarkach można realizować też bardziej skomplikowane zadania obróbcze, do wykonania których należy wyposażyć wiertarkę w specjalne noże, np. głowiczki. Nóż wykonuje wtedy ruch obrotowy i posuwowy prostoliniowy, a przedmiot który jest obrabiany pozostaje nieruchomy.
Podczas wiercenia największą siłą z sił skrawania jest siła wzdłużna. Musi ją pokonać siła posuwowa. W stojaku wiertarki dochodzi do naprężeń gnących i rozciągających. Stojak, w wyniku siły wzdłużnej, ugina się sprężyście w stronę tyłu wiertarki. Stół wspornikowy podobnie, ugina się sprężyście do dołu, a w jego stronę pochyla się wrzeciono. Stosunek pochylenia wrzeciona, mimo że jest niewielki, ujemnie wpływa na dokładność pracy maszyny. Ugięcia stojaka i stołu odpowiedzialne są za to, że oś wierconego otworu nie jest prostopadła do powierzchni, w której jest wiercony otwór. Siła oddziałująca na wiertło powoduje naprężenia i odkształcenia sprężyste skrętne, ale nie wpływają one znacząco na dokładność wiercenia.
Wiertarka koordynacyjna BKOE 400X630
W czasie wiercenia stojaki i stoły wiertarek muszą być sztywne. Im bardziej są sztywne, tym mniejsze są ich odkształcenia podczas procesu wiercenia. Dopuszcza się odchyłkę prostopadłości osi wrzeciona do powierzchni stołu wiertarki wynoszącą 1mm na długość 1000 mm, przy wierceniu z największą siłą posuwową wiertarki.
Od wytrzymałości wiertła zależny jest podczas wiercenia posuw wrzeciona, a wielkość średnicy wiertła ma wpływ na jego wytrzymałość. Najbardziej wytrzymałe są wiertła o dużej średnicy, ponieważ mogą one przenieść większy moment obrotowy skrawania i większą siłę wzdłużną.
Od średnicy wiertła zależy też prędkość obrotowa wrzeciona. Do ekonomicznego wiercenia otworu o najmniejszej średnicy dla danej wiertarki, wykorzystuje się największą prędkość obrotową wrzeciona. Jeśli jest ona już ustalona i zaprojektowany jest mechanizm napędowy wiertarki, sprawdza się wtedy maksymalne prędkości obwodowe kół zębatych. Przy tych z zębami nacinanymi nie mogą przekraczać v=7m/s, przy kołach z zębami szlifowanymi v=10 m/s, a przy kołach z zębami skośnymi v=15 m/s.
Prędkości obrotowe wrzecion są ograniczane przez największe dopuszczalne prędkości obwodowe kół zębatych.
Wiertarka przeznaczona do wiercenia otworów o niewielkich średnicach ma tylko pasowy napęd, bezstopniowy napęd cierny lub ich wrzeciono sprzęgnięte jest bezpośrednio z wałem silnika napędowego. Wiertarka szybkobieżna ma z kolei największą prędkość obrotową wrzeciona, która przystosowuje się do wiercenia otworów w brązie lub w wielkich stopach o małych średnicach.
W zwykłych wiertarkach do małych otworów maksymalne prędkości dochodzą do 3000 obr/min. Umożliwia to ekonomiczne wiercenie otworów w stali już od średnicy 2,5 mm.
Prędkości obrotowe wrzeciona, uszeregowane według ciągu arytmetycznego stosuje się w wiertarkach o stopniowanym napędzie pasowym. Napęd stopniowany wrzeciona, za pomocą przekładni zębatych wykorzystuje się w nowoczesnych wiertarkach, stosowanych przy obróbce otworów o większych średnicach. W takich maszynach prędkości obrotowe tworzą znormalizowany ciąg geometryczny.
Nowoczesne wiertarki wspornikowe dużej wielkości mogą wykorzystać swoją pełną moc podczas wiercenia wiertłami z płytkami z węglików spiekanych. Wiercą one otwory (np. w: żeliwie, stalach stopowych, twardych stalach węglowych), przy małych kątach natarcia. Wykorzystywane są też do skrawania w masach plastycznych lub szkle. Można nimi również wiercić otwory w stopach lekkich, wykorzystując dużą prędkość skrawania, przy małym posuwie.
Wiertarki do metalu, szczególnie duże i nowoczesne wspornikowe z płytkami z węglików spiekanych, mogą przy wierceniu uzyskiwać pełną moc (co jest niemożliwe przy wierceniu otworów o największej średnicy, wiertarkami z wiertłami ze stali szybkotnącej, bo muszą mieć małe posuwy). Mogą one skrawać otwory w twardych stalach węglowych i stopowych, narzędziami z węglików spiekanych.
Wiertła z ostrzami z węglików spiekanych osiągają podczas wiercenia prędkości obrotowe wrzeciona większe o dwa razy niż podczas wiercenia (z tym samym posuwem) wiertłami ze stali szybkotnącej.
Do wiercenia narzędziami o ostrzach z węglików spiekanych najbardziej nadają się wiertarki stosowane do wiercenia otworów o dużych średnicach, ponieważ mają one większą moc. Wolniejsze jest na nich jednak osiąganie szybkości skrawania, bo ograniczają średnicę najmniejszych wierconych otworów i mają małe prędkości obrotowe wrzeciona (trudno je zwiększyć, przy dużych prędkościach obwodowych kół zębatych).
W wiertarkach do wiercenia narzędziami o ostrzach z węglików spiekanych wykorzystuje się często napęd kół zębatych ze skośnymi zębami, ponieważ lepiej przenosi większe moce, niż koła o prostych zębach (w sytuacji, gdy osiąga większe prędkości obrotowe).
Podczas wiercenia osiąga się największą siłę skrawania ze wszystkich możliwych rodzajów obróbki otworów. Napędzający wiertarkę silnik elektryczny napędza pompę chłodziwa, oleju smarującego i pompę olejową obiegu sterowania hydraulicznego. Mała prędkość posuwu powoduje, że moc napędu posuwu wrzeciona też jest niewielka.
W oparciu o moc skrawania dobiera się w wiertarkach moc silnika elektrycznego. Nowoczesne wiertarki posiadają pompki, które są osobno napędzane małymi silnikami elektrycznymi.
Wiertarki wyposażone w narzędzia o ostrzach z węglików spiekanych, przy wyższych prędkościach obrotowych mają stały zakres mocy wiertarki, a przy niższych prędkościach mają stały moment obrotowy i zmienną moc.
