Phương pháp gia công hiệu quả cho các lỗ sâu phức tạp!
Gia công lỗ sâu phức tạp ngày càng trở nên khó khăn. Các bộ phận thường yêu cầu các tính năng bổ sung, chẳng hạn như hoàn thiện lỗ rất nhỏ, khoang bên trong, thay đổi khẩu độ, đường viền, rãnh, ren và thay đổi hướng lỗ. Để thu được những lỗ như vậy với dung sai nhỏ một cách hiệu quả, không chỉ đòi hỏi kinh nghiệm sâu rộng và nguồn lực R&D mà còn cả khả năng kỹ thuật, cơ sở ứng dụng và sự tham gia đáng kể của khách hàng.
Gia công lỗ sâu (DHM)
Đây là một loại lĩnh vực gia công được thống trị bởi các công cụ cắt được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng hiện có. Nhiều ngành công nghiệp khác nhau liên quan đến gia công lỗ sâu, nhưng được sử dụng rộng rãi nhất là ngành năng lượng và hàng không vũ trụ. Lúc đầu, một số tính năng nhất định của các bộ phận lỗ sâu dường như không thể hình thành được, nhưng các giải pháp công cụ phi tiêu chuẩn do các chuyên gia thiết kế không chỉ giải quyết các vấn đề về quy trình mà còn đảm bảo rằng chúng được thực hiện ở một mức độ nào đó với hiệu quả cao và các tính năng không có lỗi.
Nhu cầu về các lỗ phức tạp ngày càng tăng và nhu cầu cấp thiết rút ngắn thời gian xử lý đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ xử lý lỗ sâu hiện đại. Trong nhiều thập kỷ, khoan lỗ sâu là một phương pháp gia công hiệu quả bằng cách sử dụng các dụng cụ cắt hợp kim cứng, nhưng nút thắt của việc khoan lỗ đáy đã bắt đầu xuất hiện.
Ngày nay, thành công trong lĩnh vực gia công này thường dựa trên sự kết hợp giữa các thành phần công cụ tiêu chuẩn và chuyên dụng, có kinh nghiệm thiết kế các công cụ gia công lỗ sâu chuyên dụng. Những công cụ này được trang bị các đầu cặp dao có độ chính xác cao mở rộng, các chức năng hỗ trợ và dao doa tích hợp, kết hợp với vật liệu lưỡi và rãnh cắt mới nhất, cũng như chất làm mát và kiểm soát phoi hiệu quả, để đạt được kết quả chất lượng cao cần thiết với hiệu suất cao nhất. tỷ lệ thâm nhập và an toàn xử lý.
Hình 1
Các bộ phận dừng gia công lỗ sâu trong Hình 1 trước tiên yêu cầu khoan các lỗ rất sâu, sau đó thường liên quan đến nhiều tính năng gia công phức tạp khác nhau. Sự thành công của gia công lỗ sâu thường dựa trên sự kết hợp giữa các tiêu chuẩn ứng dụng và các thành phần công cụ thông thường, có kinh nghiệm thiết kế các công cụ phi tiêu chuẩn. Loại công cụ phi tiêu chuẩn dựa trên mũi khoan T-Max 424.10 này là một phần của ứng dụng ống đơn.
Khi khoan lỗ sâu, các lỗ có đường kính nhỏ dưới 1mm được gia công bằng mũi khoan súng hợp kim cứng. Tuy nhiên, đối với các lỗ từ 15 mm trở lên, máy khoan mép hàn thường được sử dụng, trong khi đối với các lỗ từ 25 mm trở lên, máy khoan lưỡi điều chỉnh được sử dụng để khoan hiệu quả cao. Công nghệ lưỡi cắt có thể lập chỉ mục hiện đại và hệ thống ống khoan cũng mang đến những khả năng mới cho các dụng cụ cắt chuyên dụng để gia công lỗ sâu.
Khi độ sâu lỗ vượt quá 10 lần khẩu độ, lỗ được xử lý thường được coi là rất sâu. Khi độ sâu lỗ đạt tới 300 lần đường kính, cần có kỹ thuật chuyên dụng và có thể sử dụng hệ thống ống đơn hoặc đôi để khoan. Trong quá trình gia công lâu dài đến đáy của các lỗ này, cần có các cơ chế chuyển động chuyên dụng, cấu hình dụng cụ và các cạnh cắt chính xác để hoàn thành quá trình gia công khoang bên trong, rãnh, ren và khoang. Công nghệ tấm đỡ là một lĩnh vực quan trọng khác và nó cũng rất quan trọng trong việc khoan lỗ sâu. Giờ đây, là một phần của công nghệ xử lý lỗ sâu, nó đã đạt được tiến bộ đáng kể. Điều này bao gồm các công cụ cắt đủ tiêu chuẩn phù hợp với lĩnh vực này và có thể mang lại hiệu suất cao hơn.
Hình 2
Trong gia công lỗ sâu, các lỗ có đường kính nhỏ dưới 1mm được gia công bằng mũi khoan súng hợp kim cứng. Tuy nhiên, đối với các lỗ từ 15 mm trở lên, máy khoan mép hàn thường được sử dụng, trong khi đối với các lỗ từ 25 mm trở lên, máy khoan lưỡi có thể lập chỉ mục được sử dụng để thực hiện hiệu quả các quy trình này trong hệ thống ống đơn và ống phun đôi. Trung tâm Toàn cầu Xử lý Lỗ sâu Sandvik Keleman có thể cung cấp các nguồn lực phát triển, thiết kế và thử nghiệm để phát triển các quy trình bộ phận trong ngành. Ngoài các ứng dụng quy mô nhỏ, trung tâm còn hợp tác chặt chẽ với nhiều ngành công nghiệp đòi hỏi sản lượng linh kiện cao hơn và chạm tới một số ít lỗ chất lượng cao, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt và phôi thép.
Cơ hội thủ công
Các yêu cầu sản xuất hiện tại đòi hỏi một giải pháp gia công lỗ sâu hoàn toàn khác với giải pháp khoan lỗ sâu (thường được thực hiện trên các máy công cụ khác cho các quy trình doa lưỡi đơn tiếp theo). Ngay cả trên các máy đa nhiệm, phương pháp này cũng được yêu cầu cho một lần kẹp. Ví dụ, khi xử lý một lỗ sâu vài mét, khẩu độ của nó khoảng 100mm, một đầu phải có ren, và khoang bên trong xuyên vào lỗ phải có đường kính lớn hơn. Thông thường, khi quá trình khoan hoàn tất, các tính năng này sẽ được thêm vào lỗ thông qua quá trình doa sau khi di chuyển bộ phận lên máy tiện. Ngày nay, gia công lỗ sâu kết hợp khả năng của dụng cụ cắt để thực hiện các quy trình tiếp theo và không có hạn chế điều chỉnh máy công cụ. Công nghệ công cụ mới này thực sự đã mở rộng khả năng hoạt động của nó, cho phép xử lý hiệu quả hơn các tính năng đòi hỏi khắt khe này trong phạm vi hạn chế nhỏ hơn.
Một ví dụ về việc sử dụng công nghệ gia công lỗ sâu để gia công tính năng hiệu quả là các bộ phận thăm dò dầu khí. Loại bộ phận này dài khoảng 2,5m và có một số đặc điểm phức tạp với dung sai nhỏ. Để đạt được dung sai nhỏ và độ bóng bề mặt tuyệt vời, giải pháp dụng cụ trước tiên bao gồm khoan các lỗ có đường kính 90mm, sau đó sử dụng dao doa nổi để gia công chính xác. Sau đó, ở độ sâu 1,5m, hố có đường kính 115mm được mở rộng và doa. Phân vùng khác đi vào lỗ khoảng giữa chừng, sau đó nó cũng được mở rộng, doa và xử lý thông qua vát cạnh. Cuối cùng, thực hiện doa và doa để tạo thành hai khoang bên trong có vát (cũng được doa theo kích thước hoàn thiện).
Các công cụ gia công lỗ sâu phổ biến ở trung tâm gia công lỗ sâu toàn cầu mang đến các giải pháp xử lý phi tiêu chuẩn phù hợp cho các bộ phận trong ngành điện này. Thời gian cắt đã được kéo dài từ hơn 30 giờ lên 7 giờ rưỡi. Kế hoạch xử lý dụng cụ không chuẩn này có thể cung cấp dung sai nhỏ và độ sáng bề mặt cần thiết trên toàn bộ lỗ tương đối phức tạp. Quá trình này bao gồm một lần khoan lỗ sâu và sử dụng dao doa nổi để ngừng gia công chính xác. Sau đó, đạt độ sâu 1,5m, ngừng mở rộng và khoan lỗ có đường kính 115mm. Tiếp theo, dừng khoan và doa phần ngắn hơn ở một lỗ sâu khác và tạo thành một đường vát. Cuối cùng, ngừng doa và doa để tạo thành hai khoang bên trong có vát (cũng được doa theo kích thước hoàn thiện).
Trong quá trình gia công thông thường, thời gian cần thiết để hoàn thành phần này trên máy công cụ vượt quá 30 giờ. Giải pháp gia công lỗ sâu được trang bị dụng cụ cắt chuyên dụng có thể rút ngắn thời gian xuống còn 7,5 giờ.
Cải thiện hiệu quả
Hoàn toàn khác với kẹp đa thao tác, sử dụng công nghệ xử lý lỗ sâu cũng có thể nâng cao hiệu quả sản xuất với số lượng lớn. Không có gì ngạc nhiên khi thời gian cắt đã giảm đi 80%. Một ví dụ có thể chứng minh khả năng là công nghệ độc quyền trong thiết kế công cụ và lưỡi dao có thể tối đa hóa sự an toàn của tải trọng cắt. Cân bằng tải và tối ưu hóa hiệu ứng cắt trên số lượng lưỡi cắt tối ưu có thể cho phép tỷ lệ xuyên thấu cao hơn, do đó giảm thời gian xử lý. Về độ chính xác, dung sai nhỏ là điểm đặc biệt của gia công lỗ sâu, với 70% lỗ có đường kính trong đồng tâm, dung sai điển hình là 0,2mm và dung sai đường kính là 20 micron.
Lỗ sâu lệch khỏi đường tâm
Một ví dụ khác về yêu cầu cao đối với dụng cụ cắt và công nghệ độc quyền trong quá trình khoan lỗ là việc gia công các lỗ rất sâu trên trục máy phát điện của nhà máy điện. Trong trường hợp này, chuyên gia ngành sản xuất điện Generpro phải xử lý 90 tấn các bộ phận thép rèn một cách không đối xứng với các lỗ dài gần 5,5m và đường kính chỉ hơn 100mm tính từ đường tâm trục. Loại lỗ sâu này phải được khoan ở một độ lệch góc nhất định và dung sai vị trí phải trong khoảng 8 mm khi thoát ra.
Hướng khoan, sự vỡ và loại bỏ phoi cũng như việc hoàn toàn không có chất thải trong trục được gia công trước là rất quan trọng đối với ứng dụng này. Giải pháp công cụ bao gồm một mũi khoan chuyên dụng và một loại tấm đỡ mới. Trước khi áp dụng trên trục, cần phải thử nghiệm khoan và kết quả xác nhận rằng nó hiệu quả và đáng tin cậy hơn - đồng thời vị trí thoát ra cách mục tiêu trong vòng 2,5 mm.
Trong nhiều trường hợp, việc sử dụng công nghệ xử lý lỗ hiện đại cho thấy thời gian xử lý giảm đáng kể - từ nhiều giờ xuống dưới 1 giờ - và khiến nhiều tính năng phức tạp có thể gia công được.
