Special Equipment and BTA System. Effective Technology of Deep Drilling
Fine hole treatment is fairly widespread technology nowadays. There are three main technologies that find application here, they are: single-cutter "gun" drilling, ejector method and BTA system (Boring and Trepanning Association) which is considered to be one of the leading technologies in this field.
К.А. Бобух, ООО «ВариТек»
Обработка высокоточных отверстий методом глубокого сверления ныне распространена достаточно широко. Среди трех основных технологий, применяемых с этой целью, — однорезцовое «пушечное» сверление, эжекторный метод и система ВТА (Boring and Trepanning Association).
При всем многообразии видов оборудования в мире существует всего 3 основные технологии (с которыми связаны определенные системы конструкции инструмента и вспомогательных приспособлений) глубокого сверления, имеющие следующие принятые у зарубежных специалистов названия.
ELB — однорезцовая технология, также имеющая название Gun-drilling («пушечное» сверление), которая обычно применяется для получения отверстий с внутренним диаметром от 0,7 до 40 (50) мм. Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) при этом подается внутри системы. Выведение шлама (стружечной смеси) производится по продольному желобку на внешней стороне инструмента.
BTA — эта технология применяется для получения отверстий диаметром до 250 мм при сплошном сверлении и до 400 мм — при рассверливании. Этот способ называют также однотрубным или STS (Single Tube System) сверлением. Смазочно-охлаждающая жидкость подается снаружи в пространство между сверлом и стенкой обрабатываемого материала (внешняя подача). Стружка отводится внутри системы через отверстие в сверлильной трубе.
Ejector — эжекторная технология глубокого сверления, которая применяется для получения отверстий диаметром от 18 до 180 мм (до 250 мм — при рассверливании). Смазочно-охлаждающая жидкость подается в пространство между наружной трубой и внутренней трубой (двухтрубный способ — DTS, Double Tube System). СОЖ поступает с наружной стороны сверлильной головки, омывает ее и отводится вместе со стружкой во внутреннюю трубу.
Система ВТА
ВТА (Boring and Trepanning Association) является сегодня наиболее распространенной технологией, применяемой для высокоточного и производительного глубокого сверления. Принципиальная схема системы ВТА представлена на рис. 2.
Она состоит из сверлильной головки, которая крепится к сверлильной трубе (стеблю) посредством прямоугольной резьбы с крупным шагом для обеспечения быстрого и надежного крепления. Упомянутая резьба бывает внутренняя и наружная, одно- или четырехзаходная в зависимости от типа сверла и диаметра получаемого отверстия. Диаметр трубы на 2–3 мм меньше, чем у головки, что обеспечивает зазор между стенкой отверстия и поверхностью трубы. В этот зазор под высоким давлением (10–80 бар) подается СОЖ. Такая схема подачи позволяет доставлять охлаждающую жидкость непосредственно к режущим кромкам, а большие (по сравнению с однорезцовым сверлением ELB) объемы прокачки быстрее удаляют стружку из зоны резания.
Для прямого (сплошного) сверления по данной системе используется инструмент диаметром от 6 до 250 мм. Например, один из производителей сверлильных головок для ВТА, известная компания TaeguTec, предлагает своим клиентам сверла от 8 до 245 мм (рис. 3) в комплекте с соответствующими трубами. Крепление их унифицировано с трубами от других изготовителей. Кстати, для системы DTS TaeguTec производит сверлильные головки диаметром от 18 до 168 мм.
Для трепанации (кольцевого или корончатого сверления) — разновидности операций по технологии ВТА — используют специальные фрезы диаметром до 760 мм. Глубина обработки достигает L = 100 x D и более (до 10 000 мм).
Система ВТА используется только на специализированных станках глубокого сверления, обеспечивающих необходимую схему подачи СОЖ и уплотнение между торцом обрабатываемой детали и устройством подачи жидкости (рис. 2). Эта система очень эффективна для высокопроизводительного глубокого сверления в вязких материалах с плохим стружкообразованием, таких как коррозионно-стойкие и низкоуглеродистые стали, а также сплавы на основе титана.
Качество при сверлении характеризуется несколькими показателями:
Величину этих показателей, главным образом, определяют следующие факторы:
Сверлильные головки ВТА производства компании TaeguTec позволяют достигать шероховатости отверстия до Ra 3 мкм (при механическом креплении твердосплавных пластин), до Ra 2 мкм (при напайных пластинах) и до Ra 1–2 мкм (при использовании зенкеров для рассверливания с удлиненными опорными пластинами).
Каким образом достигается столь высокое качество поверхности? Возникающие радиальные режущие силы передаются с помощью опорных (направляющих) пластин (рис. 2) на стенки обрабатываемого отверстия, поверхности которого полируются под давлением. Это воздействие можно усилить с помощью конструктивных преобразований опорных планок (прежде всего, увеличив их длину). В результате получаются поверхности высокого качества. Точность просверленного отверстия достигает квалитетов IT9–IT7.
Опорные пластины и кондукторная втулка определяют соосность геометрической оси заготовки (для тел вращения) и получаемого отверстия в начальный момент сверления — т. н. эксцентриситет. После выхода опорной пластины из кондукторной втулки головка самоцентрируется до окончания операции, поэтому стадия «засверливания» для эксцентриситета является определяющей. Увеличение длины опорных пластин в данном случае улучшает этот показатель.
Кроме того, на величину эксцентриситета оказывают влияние такие параметры, как неперпендикулярность засверливаемого торца относительно оси заготовки, точность осевого позиционирования (для деталей вращения), жесткость трубы, глубина сверления и другие факторы.
К числу достоинств системы BTA относится ее производительность, которая для ряда материалов почти вчетверо превышает аналогичный показатель для ELB. Кроме того, диапазон получаемых диаметров у ВТА больше, чем у технологий ELB и DTS.
Одним из важнейших факторов, определяющих качество и производительность при глубоком сверлении, наряду с инструментом, является оборудование. Европейские лидеры в производстве станков глубокого сверления, использующих систему ВТА, — компании TBT Tiefbohrtechnik и LOCH Prazisions-Bohrtechnik (Германия). Их оборудование позволяет обрабатывать как малогабаритные детали длиной от 200 мм и весом от нескольких килограмм (например, коленвалов ДВС), так и крупногабаритные заготовки длиной до 10 000 мм и весом до нескольких тонн (для цилиндров высокого давления, специальных валов).
ООО «ВариТек» готово выбрать оптимальную для задач клиента систему глубокого сверления, осуществить подбор и поставку инструмента, оптимизировать режимы резания, а также поставить необходимое оборудование в соответствии с требованиями и бюджетом проекта заказчика.
ООО «ВариТек»
Тел.: +380 (56) 790-70-91,
факс: +380 (56) 790-71-18
e-mail: info@varitec.com.ua
http://www.varitec.com.ua
