Verktyg med djupa hål

BTA självstyrande borrprocess kan bearbeta hål från 18 mm i diameter med längd-till-diameter-förhållanden på upp till 100 eller mer.
"BTA-processen - även känd som single-tube system eller STS - täcker djuphåliga solida borrhuvuden, drag- och försänkningshuvuden, steg- och formborrverktyg och trepaneringshuvuden."
Dessa olika typer av verktygshuvuden - var och en ger en mer effektiv djuphålsproduktionslösning än konventionell borrning och borrning - måste konfigureras och appliceras på lämpligt sätt för att uppnå optimala resultat, vilket är anledningen till att de bildade sitt BTA Application Centre.
Mr Barker säger: "På grund av sin konfiguration och hålstorlekskapacitet kräver BTA-borrning mer kraft än pistolborrning, och medan båda borrar från fast, använder högtryckskylvätska för att direkt smörja skärzonen och evakuera spån från huvudet på borren är det en markant skillnad i utformningen av en pistolborr och ett BTA-verktyg.
Pistolborrning använder ett verktygshuvud av solid hårdmetall som löds till ett rör, genom vilket kylvätska pumpas under tryck till verktygshuvudets skärkant.
Spån evakueras via ett djupt V-format spår i borrhuvudet som sträcker sig bakåt längs utsidan av röret mellan borren och den borrade delen av arbetsstycket.
"BTA-systemet har ett styvt borrhuvud - med antingen hårdlödda hårdmetallskär eller vändskär - som är fäst vid ett stöd- och matarrör.
"Kylvätska pumpas under tryck till skäreggen mellan utsidan av röret, skärhuvudet och det nyskapade hålet i arbetsstyckets material.
"Detta tryck tvingar spånen att spolas tillbaka genom borrhuvudet, röret och maskinspindeln för att samlas upp. I både BTA- och pistolborrsystem stöder styrdynor i borrhuvudet skärningen, vilket möjliggör kontinuerliga matningshastigheter. raka och runda hål med exakt storlek med hög ytfinish som ska uppnås."

Bearbetningsstabilitet
Mr Barker fortsätter med att förklara att eftersom spån evakueras genom det inre hålet i BTA-borrhuvudet och -röret, krävs inte räffling eller räfflor; detta ger ett större tvärsnitt av verktyget som ökar styvheten och därmed stabiliteten under skärförhållanden.
Samtidigt är dragborrning en BTA-baserad process som används för att noggrant förstora befintliga genomgående hål för att bibehålla - till exempel - en konstant väggtjocklek, tolerans eller ytfinish.
Processen använder ett spänt BTA-borrhuvud men med slitkuddarna placerade framför skären, så att skärverktyget kan dras tillbaka genom arbetsstycket.
Förborrning är en effektiv användning av BTA-teknik för att öppna upp befintliga förborrade hål. Här kan BTA-borrhuvudet uppnå en mer exakt diameter eller koncentricitet av en borrning - eller tillhandahålla en extra funktion som ett lager eller en oljetätningsdiameter.
Medan pistolborrning kan användas för att bearbeta hål så små som 0,5 mm i diameter, börjar BTA-hålen vid 18 mm på grund av den storlek som krävs för borrröret; och som nämnts tidigare, utvidgar användningen av trepanningsliknande huvuden BTA-konceptet till håldiametrar upp till 1,000mm.
Trepaneringsoperationen ger också en central kärna av material som kan användas för att tillverka ytterligare komponenter, och det är särskilt ekonomiskt vid bearbetning av högvärdiga material.
BTA-borrhuvuden är större i diameter än det styva röret som de skruvas in i.
Dessutom innebär konstruktionen av verktyget att det kan användas för att borra svåra material som exotiska legerade stål och rostfria stål - och med penetrationshastigheter flera gånger större än konventionella borrtyper.

Ett automatiskt verktygsbyte med långa verktyg sker med hjälp av ett pick-up magasin och prismatisk verktygsväxlare.
Vid små borrdiametrar matas kylvätskan genom frässpindeln med ett kylvätsketryck på max. 200 bar. Med större borrdiametrar är kylvätskevolymen avgörande.
Djupa hålsborrning är särskilt svårt med material som Inconel eller titan, eftersom vändskären är utsatta för hårt slitage. Detta kräver att maskintillverkaren besitter en omfattande kompetens.
Tack vare verktygsmagasinet i bearbetningscentret är det möjligt – utan mycket extra arbete – att använda olika borrverktyg i olika skeden vid arbete på extremt djupa hål.
Valfritt antal hål kan göras i vilken position som helst på nolltid. Detta ger flexibiliteten att utföra olika bearbetningssteg i följd.
Den mest grundläggande formen av intern bearbetning är borrning. I borrtermer anses hål med en diameter mellan 0.2 och 500 mm och ett borrdjup som vanligtvis är större än tre gånger diametern i allmänhet vara "djupa" hål.

Särskilda utmaningar kräver specialverktyg
De ständiga utmaningarna förknippade med djuphålsborrning är hur man inför kylande smörjmedel till skäreggen, hur man tar bort spån med jämn hastighet och hur man skapar det rakaste möjliga hålet. Vid djuphålsborrning består borrhuvudet bredvid själva huvudskärelementet (mest en individuell skäregg eller en som består av utbytbara skär) av en sekundär skäregg och ytterligare styrremsor. Detta arrangemang säkerställer att borrkronan stöds vid hålets vägg, vilket ökar noggrannheten och gör det lättare att centrera borrkronan under processen. Stödet till borrkronan ger också en utjämnande effekt, vilket förbättrar ytkvaliteten inuti hålet.

Olika processer
Processer för djuphålsborrning delas in i två huvudkategorier, beroende på om spån avlägsnas externt eller internt. Extern spånborttagning är främst förknippad med pistolborrning och, mer sällan, djuphålsborrning med två läppar, varvid kylsmörjmedel förs in i skäreggen via inloppshål i borrkronan och spån/kylsmörjmedelsblandningen transporteras bort längs ett V -formad längsgående slits i verktyget. Denna process används vanligtvis för borrdiametrar mellan 0,5 och 40 mm. Ett annat alternativ, vid borrdiametrar på 16 mm och över, är BTA-processen. Detta är en av processerna där spån/kylsmörjmedelsblandningen transporteras bort internt. Fördelen med processer där spån transporteras bort internt är att utgående spån inte längre kommer i kontakt med hålets yta och därför inte kan skada det. Ejektorborr, en speciell form av BTA-krona, kan användas vid diametrar på cirka 25 mm och uppåt baserat på ett tvårörsarrangemang. Dessa borrkronor har ytterligare kylsmörjmedelsutlopp runt kanten på borrhuvudet, och en del av smörjmedlet matas direkt in i det inre röret genom ett ringmunstycke. Detta skapar undertryck i den främre delen av borrkronan, vilket påskyndar borttagningen av spån/kylsmörjmedelsblandningen.

Integrerad bearbetning
Med extremt djupa hål eller material där bearbetning är svår kräver överdrivet verktygsslitage ofta att borrningen utförs i etapper med verktyg av olika längd men samma diameter. WFL MILLTURN-bearbetningscentra erbjuder avgörande fördelar när det gäller den här typen av bearbetningssteg. Dels kan de olika borrverktygen som används förvaras och förvaras redo i verktygsmagasinet; detta minimerar avbrott och manuella processer samtidigt som positionsnoggrannheten förbättras avsevärt. För att inte tala om det faktum att äkta sexsidig djuphålsbearbetning endast kan utföras under en spännoperation eller högst två.

Automatisk arbetsstyckesmätning och adaptiv kontroll
På grund av den stora verktygsprojektionen utsätts djupa borrade hål för hålcentrumavvikelser som ökar med håldjupet. Dessa bearbetningsfel kan inte helt elimineras, även vid bearbetning på MILLTURN-maskiner. Hålcentrumavvikelser mäts genom intelligent mätning under processen efter avslutad djuphålsborrning. Detta görs antingen med en förlängd mätsond eller med hjälp av ultraljudsväggtjockleksmätning, vilket innebär att man mäter väggtjockleken vid olika periferiska positioner och beräknar mitten av mitthålet. Nya spännpunkter produceras sedan på arbetsstycket koncentriskt till det defekta djupa borrade hålet med hjälp av svarvfräsning. Detta möjliggör realisering av alla efterföljande bearbetningsprocesser med mycket nära form- och positionstolerans mot det djupa borrade hålet. Fördelarna är tydliga. Uppställningstiderna reduceras enormt och eventuellt efterarbete på grund av deformationer som uppstår