روش ماشینکاری کارآمد برای سوراخ های عمیق پیچیده!

ماشینکاری پیچیده با سوراخ عمیق به طور فزاینده ای چالش برانگیز شده است. قطعات اغلب به ویژگی های اضافی نیاز دارند، مانند اتمام سوراخ های بسیار کوچک، محفظه های داخلی، تغییر در دیافراگم، خطوط، شیارها، رزوه ها و تغییر جهت سوراخ ها. برای به دست آوردن کارآمد چنین حفره هایی با تلورانس های کوچک، نه تنها به تجربه گسترده و منابع تحقیق و توسعه نیاز دارد، بلکه به قابلیت های مهندسی، امکانات کاربردی و مشارکت قابل توجه مشتری نیز نیاز دارد.
ماشینکاری سوراخ عمیق (DHM)
این یک نوع زمینه ماشینکاری است که تحت تسلط ابزارهای برشی است که به طور خاص برای کاربردهای موجود طراحی شده اند. بسیاری از صنایع مختلف شامل ماشینکاری با سوراخ های عمیق هستند، اما پرکاربردترین آنها صنایع انرژی و هوافضا هستند. در ابتدا ممکن است شکل گیری برخی از ویژگی های قطعات سوراخ عمیق غیرممکن به نظر برسد، اما راه حل های ابزار غیر استاندارد طراحی شده توسط متخصصان نه تنها مشکلات فرآیند را حل می کنند، بلکه تضمین می کنند که تا حدی با کارایی بالا و ویژگی های بدون خطا اجرا می شوند.
تقاضای فزاینده برای سوراخ های پیچیده و نیاز فوری به کوتاه کردن زمان پردازش، توسعه فناوری مدرن پردازش حفره های عمیق را ارتقا داده است. برای چندین دهه، حفاری سوراخ عمیق یک روش ماشینکاری کارآمد با استفاده از ابزارهای برش آلیاژی سخت بوده است، اما گلوگاه حفره سوراخ پایین شروع به ظهور کرده است.
امروزه موفقیت در این زمینه ماشینکاری معمولاً مبتنی بر ترکیبی از اجزای ابزار استاندارد و تخصصی است که دارای تجربه در طراحی ابزارهای تخصصی ماشینکاری سوراخ عمیق هستند. این ابزارها مجهز به نگهدارنده ابزار با دقت بالا، عملکردهای پشتیبانی، و ریمرهای یکپارچه، همراه با جدیدترین مواد شیار و تیغه لبه برش، و همچنین کنترل کارآمد خنک کننده و تراشه، برای دستیابی به نتایج با کیفیت بالا با بالاترین کیفیت هستند. نرخ نفوذ و ایمنی پردازش

شکل 1
قطعاتی که در شکل 1 ماشین کاری سوراخ عمیق را متوقف می کنند، ابتدا نیاز به حفاری سوراخ های بسیار عمیق دارند، و سپس اغلب شامل ماشینکاری با ویژگی های پیچیده مختلف می شوند. موفقیت ماشینکاری سوراخ عمیق معمولاً بر اساس ترکیبی از استانداردهای کاربردی و اجزای ابزار رایج است که در طراحی ابزارهای غیر استاندارد تجربه دارند. این نوع ابزار غیر استاندارد مبتنی بر مته T-Max 424.10 بخشی از کاربرد تک لوله ای است.
در حفاری سوراخ عمیق، سوراخ های با قطر کوچک زیر 1 میلی متر با استفاده از مته های تفنگ آلیاژی سخت ماشین کاری می شوند. با این حال، برای سوراخ های 15 میلی متر و بالاتر، معمولا از مته های لبه جوش استفاده می شود، در حالی که برای سوراخ های 25 میلی متر و بالاتر، از مته های تیغه ای قابل تنظیم برای حفاری بسیار کارآمد استفاده می شود. فن آوری مدرن تیغه شاخص و سیستم های لوله حفاری نیز امکانات جدیدی را برای ابزارهای برش تخصصی برای ماشینکاری سوراخ عمیق فراهم می کند.
هنگامی که عمق سوراخ بیش از 10 برابر دیافراگم باشد، سوراخ پردازش شده به طور کلی بسیار عمیق در نظر گرفته می شود. هنگامی که عمق سوراخ به 300 برابر قطر می رسد، تکنیک های تخصصی مورد نیاز است و می توان از سیستم های تک یا دو لوله برای حفاری استفاده کرد. در فرآیند طولانی ماشین کاری تا انتهای این سوراخ ها، مکانیزم های حرکتی تخصصی، تنظیمات ابزار و لبه های برش صحیح برای تکمیل ماشین کاری محفظه داخلی، شیارها، رزوه ها و حفره ها مورد نیاز است. فناوری صفحه پشتیبانی یکی دیگر از زمینه های مهم است و همچنین در حفاری سوراخ های عمیق بسیار مهم است. اکنون، به عنوان بخشی از فناوری پردازش حفره عمیق، پیشرفت قابل توجهی داشته است. این شامل ابزارهای برش واجد شرایطی است که برای این زمینه مناسب هستند و می توانند عملکرد بالاتری ارائه دهند.

شکل 2
در ماشین کاری سوراخ عمیق، سوراخ های با قطر کوچک زیر 1 میلی متر با استفاده از مته های تفنگ آلیاژی سخت ماشین کاری می شوند. با این حال، برای سوراخ‌های 15 میلی‌متری و بالاتر، معمولاً از مته‌های لبه جوشکاری استفاده می‌شود، در حالی که برای سوراخ‌های 25 میلی‌متری و بالاتر، از مته‌های تیغه‌ای شاخص برای اجرای کارآمد این فرآیندها در سیستم‌های تک لوله و دو لوله اجکتور استفاده می‌شود. مرکز جهانی پردازش حفره عمیق Sandvik Keleman می تواند منابع توسعه، طراحی و آزمایش را برای توسعه فرآیندهای قطعه در صنعت فراهم کند. علاوه بر کاربردهای در مقیاس کوچک، این مرکز همچنین با بسیاری از صنایعی که به خروجی قطعات بالاتر نیاز دارند و تعداد کمی سوراخ با کیفیت بالا مانند مبدل های حرارتی و بیلت های فولادی را لمس می کنند، همکاری نزدیکی دارد.
فرصت های صنایع دستی
الزامات فعلی تولید نیاز به یک راه حل ماشینکاری سوراخ عمیق دارد که کاملاً متفاوت از حفاری سوراخ عمیق است (که معمولاً روی ماشین ابزارهای دیگر برای فرآیندهای حفاری تک تیغه بعدی انجام می شود). حتی در ماشین های چندوظیفه ای، این روش برای یک گیره لازم است. به عنوان مثال، هنگام پردازش یک سوراخ به عمق چندین متر، دهانه آن حدود 100 میلی متر است و یک انتهای آن باید دارای نخ باشد و محفظه داخلی که به داخل سوراخ نفوذ می کند باید قطر بیشتری داشته باشد. معمولاً هنگامی که حفاری به پایان می رسد، این ویژگی ها پس از انتقال قطعه بر روی ماشین تراش، از طریق فرآیند حفاری به سوراخ اضافه می شوند. امروزه ماشینکاری سوراخ عمیق توانایی یک ابزار برش را برای انجام فرآیندهای بعدی ترکیب می کند و هیچ محدودیتی برای تنظیم ماشین ابزار وجود ندارد. این فناوری ابزار جدید در واقع قابلیت‌های عملیاتی خود را گسترش داده است و امکان پردازش کارآمدتر این ویژگی‌های درخواستی را در محدوده کوچک‌تری از محدودیت‌ها فراهم می‌کند.
نمونه ای از استفاده از فناوری ماشینکاری سوراخ عمیق برای ماشینکاری کارآمد، قطعات اکتشاف نفت است. این نوع قطعه حدود 2.5 متر طول دارد و دارای ویژگی های پیچیده با تلرانس های کوچک است. برای دستیابی به تلورانس‌های کوچک و پرداخت سطح عالی، راه‌حل ابزار ابتدا شامل حفاری سوراخ‌هایی با قطر 90 میلی‌متر و سپس استفاده از یک ریمر شناور برای ماشین‌کاری دقیق است. سپس در عمق 1.5 متری، سوراخ با قطر 115 میلی متر بزرگ شده و دوباره شکل داده شد. پارتیشن دیگر تقریباً در میانه راه وارد سوراخ می شود و سپس آن را نیز منبسط و باز می کند و از طریق پخ کردن پردازش می شود. در نهایت، حوصله و ریمینگ را انجام دهید تا دو محفظه داخلی با پخ‌ها (همچنین به اندازه نهایی باز شده) تشکیل شود.
ابزارهای رایج ماشینکاری سوراخ عمیق در مرکز جهانی ماشینکاری سوراخ عمیق راه حل های دفع غیر استاندارد مناسب برای قطعات در این صنعت برق را ارائه می دهند. زمان برش از بیش از 30 ساعت به 7 ساعت و نیم افزایش یافته است. این طرح دفع ابزار غیر استاندارد می تواند تحمل کوچک و روشنایی سطح مورد نیاز را در سراسر سوراخ نسبتا پیچیده فراهم کند. این فرآیند شامل یک حفاری سوراخ عمیق و استفاده از یک ریمر شناور برای متوقف کردن ماشینکاری دقیق است. پس از آن، با رسیدن به عمق 1.5 متر، از گسترش و باز کردن سوراخ با قطر 115 میلی متر جلوگیری کنید. سپس، حفاری و باز کردن قسمت کوتاه‌تر را در یک سوراخ عمیق دیگر متوقف کنید و یک پخ تشکیل دهید. در نهایت، خسته کننده و باز کردن را متوقف کنید تا دو محفظه داخلی با پخ تشکیل شود (همچنین به اندازه تمام شده باز می شود).
در طول ماشینکاری معمول، زمان لازم برای تکمیل این قسمت بر روی ماشین ابزار بیش از 30 ساعت است. محلول ماشینکاری سوراخ عمیق مجهز به ابزارهای برش تخصصی می تواند زمان را تا 7.5 ساعت کوتاه کند.

بهبود کارایی
کاملاً متفاوت از گیره چند عملیاتی، استفاده از فناوری پردازش سوراخ عمیق نیز می تواند به بهبود راندمان تولید در دسته های بزرگ دست یابد. جای تعجب نیست که زمان برش 80٪ کاهش یافته است. مثالی که می تواند توانایی را ثابت کند این است که فناوری اختصاصی در طراحی ابزار و تیغه می تواند ایمنی بارهای لبه برش را به حداکثر برساند. متعادل‌سازی بار و بهینه‌سازی اثرات برش بر روی تعداد بهینه تیغه‌ها می‌تواند نرخ نفوذ بالاتری داشته باشد و در نتیجه زمان پردازش را کاهش دهد. از نظر دقت، تلرانس‌های کوچک تخصص ماشین‌کاری حفره‌های عمیق است که 70 درصد سوراخ‌ها دارای قطر داخلی متحدالمرکز، تلورانس معمولی 0.2 میلی‌متر و تحمل قطر 20 میکرون هستند.
سوراخ های عمیقی که از خط مرکزی منحرف می شوند
نمونه دیگری از الزامات بالا برای ابزارهای برش و فناوری اختصاصی در حین حفاری سوراخ، ماشینکاری سوراخ های بسیار عمیق در شفت ژنراتور یک نیروگاه است. در این مورد، متخصص صنعت تولید برق Generpro باید 90 تن قطعات فولادی فورج شده را به صورت نامتقارن با سوراخ هایی به طول نزدیک به 5.5 متر و قطرهای کمی بیش از 100 میلی متر از خط مرکزی شفت پردازش کند. این نوع سوراخ عمیق باید در یک انحراف زاویه مشخص حفاری شود و تحمل موقعیت باید در هنگام خروج در 8 میلی متر باشد.
جهت حفاری، شکستن و حذف تراشه، و همچنین عدم وجود ضایعات در شفت پیش ماشینکاری شده، برای این کاربرد بسیار مهم است. راه حل ابزار شامل یک مته اختصاصی و یک نوع جدید صفحه پشتیبانی است. قبل از اعمال بر روی شفت، آزمایش‌های حفاری مورد نیاز است و نتایج تأیید می‌کنند که کارآمدتر و قابل اعتمادتر است - و موقعیت خروج در 2.5 میلی‌متر از هدف است.
در بسیاری از موارد، استفاده از فناوری مدرن پردازش حفره ای نشان دهنده کاهش قابل توجه زمان پردازش - از چند ساعت به کمتر از 1 ساعت - است و بسیاری از ویژگی های پیچیده را قابل ماشینکاری می کند.