探討B(tài)TA鉆床在大型管板鉆孔加工中的應(yīng)用

唱巖　陳廣路

【摘要】本文將對(duì)管板的加工方法進(jìn)行介紹，并對(duì)BTA深孔的加工原理進(jìn)行研究，探討B(tài)AT鉆床在比較大型的管板鉆孔加工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】BTA 鉆床；大型管板；鉆孔加工；應(yīng)用；分析

一、前言

石化行業(yè)、鍋爐制造以及汽輪機(jī)行業(yè)中廣泛使用管板作為換熱器制作的關(guān)鍵工序，因此管板在換熱器的生產(chǎn)發(fā)展中具有至關(guān)重要的作用。管板的管孔間距的加工精度以及管徑的公差精度等對(duì)于整個(gè)換熱器的組裝具有重要的作用，會(huì)影響著換熱器的使用效果等。隨著化工行業(yè)以及電站規(guī)模的不斷加大，其生產(chǎn)中所使用的換熱器的直徑也逐漸變大，常見的管板直徑可以達(dá)到7米，最大的直徑可以達(dá)到10米左右。而比較大型的管板除了直徑比較大以外，還具有孔徑小以及孔徑深等特點(diǎn)。因此大型管板的精度以及粗糙度有了更加高的精度要求，我們需要根據(jù)各行業(yè)中使用管板的特點(diǎn)來(lái)對(duì)管板進(jìn)行加工，進(jìn)而提高管板空的加工技術(shù)水平。以某一大型換熱器為例子，其主要的參數(shù)如下：管板外圓直徑4020mm；管板上的共有直徑19.25mm；深度238mm；管板材質(zhì)16MnⅣ不銹鋼堆焊層；粗糙度Ra3.2。根據(jù)以上的參數(shù)可以了解到，該管板的直徑比較大，且該種管板屬于深孔加工的管板。

二、加工方法

原始的管板進(jìn)行加工時(shí)往往使用搖臂鉆床當(dāng)做主要的加工設(shè)備，隨后輔助檢驗(yàn)鉆孔以及擴(kuò)鉆等工藝來(lái)進(jìn)行修改。傳統(tǒng)的加工方法不單單工人的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，且加工需要的工序也極為復(fù)雜。因此管板的加工效率往往比較低，其器件的加工精度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展使得管板的加工技術(shù)有所提高，管板加工中的槍鉆的應(yīng)用的范圍也比較廣泛。經(jīng)過(guò)大量的加工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，若槍鉆的加工深度大于管孔的四倍時(shí)，很容易在加工的過(guò)程中出現(xiàn)堵屑，此外，孔徑的圓度以及孔徑的位置也會(huì)出現(xiàn)差異，最后導(dǎo)致器件的加工效率變低。因此，對(duì)于比較大直徑的管板，利用搖臂鉆以及槍鉆進(jìn)行加工遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到加工的標(biāo)準(zhǔn)，所以需要使用比較新的加工工藝來(lái)進(jìn)行施工。新技術(shù)不單單可以使得加工的精度提高，還可以使得加工的效率有所提高。BTA作為深孔鉆床的新技術(shù)，其應(yīng)用在比較大型的管板鉆孔加工中表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢(shì)，逐漸被廣泛使用。

三、BTA的工作原理

BTA鉆床屬于一種比較典型的內(nèi)排屑深孔鉆，其使用的直徑范圍為12mm到60mm之間。在BTA機(jī)床上安裝進(jìn)液器，然后利用封閉圈來(lái)把所要加工的工件進(jìn)入到鉆面的部位封閉起來(lái)，其中密封圈往往是圓形的。加工中需要從進(jìn)液器中的進(jìn)液口放入加壓切削液，切削液會(huì)從鉆桿的外徑以及孔壁兩者之間的空間進(jìn)入到切削的區(qū)域。然后對(duì)刀具進(jìn)行適宜的冷卻，經(jīng)過(guò)加工后的切屑將和縫隙匯總的切削液一同從鉆桿部位的出液口，流入到排液口，具體的BAT示意圖如下所示：

BTA鉆床在進(jìn)行深孔鉆的切削過(guò)程中，往往切削力比較均勻，且表現(xiàn)出比較好的分屑以及斷屑特點(diǎn)，在鉆削時(shí)往往具有很好的穩(wěn)定性。因此鉆削出來(lái)的深孔具有很好的直線性。BAT鉆床中的切屑是從BAT鉆桿中的鉆孔內(nèi)排出，因此不會(huì)對(duì)其內(nèi)孔面造成影響。所以加工出來(lái)的器件的粗糙度在3.2到0.8之間，加工的效率比一般的鉆槍高4倍以上，利用多軸的BTA鉆床進(jìn)行鉆孔時(shí)的工作效率會(huì)更加明顯。

四、利用BTA深孔鉆加工工藝

BTA鉆床具有很好的加工性能，且加工器件的效率和質(zhì)量都比較高，根據(jù)BTA鉆床的加工特點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其在加工大型管板的過(guò)程中具有以下的加工難點(diǎn)問(wèn)題，具體如下：①在利用BTA 鉆床進(jìn)行鉆孔時(shí)，管板往往需要豎立放置，由于其直徑較大，厚度較薄，導(dǎo)致工件裝夾穩(wěn)定性差；②很難確保二次加工的管孔與已完成的管孔間的位置精度是個(gè)難點(diǎn)；③ BTA 深孔鉆對(duì)管板入鉆表面的平面度的要求往往比較高；④管板因重量減少引起B(yǎng)TA鉆床平衡狀態(tài)發(fā)生變化，因此必須有效控制管板的旋轉(zhuǎn)；⑤需要合理地選擇切削用量，保證斷屑可靠、排屑通暢。

為了有效克服以上的BTA鉆床加工難點(diǎn)我們可以做出加工工藝上的改進(jìn)。①管板的裝夾部位。在對(duì)加工工件進(jìn)行裝夾的安放時(shí)，我們需要對(duì)工件的裝夾進(jìn)行六個(gè)自由度的限制。在施工中，我們需要豎放管板，因此要對(duì)管板的軸向以及徑向的自由度進(jìn)行控制，避免其在加工的過(guò)程中出現(xiàn)移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)。利用壓板壓住所加工的管板外部的壓塊沒(méi)事的其受到壓緊的力，雖然在加工過(guò)程中可以有效的防止其發(fā)生扭轉(zhuǎn)，但是仍然會(huì)由于重力的作用導(dǎo)致其發(fā)生側(cè)翻，因此可以利用工藝筒節(jié)和管板相互連接進(jìn)而解決這一難題。②實(shí)行管板的二次裝夾以及矯正。當(dāng)管板裝夾結(jié)束之后，僅僅依靠一次裝夾無(wú)法保證管板在加工的全過(guò)程都保持不動(dòng)，所以需要進(jìn)行再次裝夾，并適當(dāng)?shù)膶?duì)其進(jìn)行調(diào)整。二次裝夾的過(guò)程中需要利用正銷棒來(lái)進(jìn)行位置的確定，正銷棒往往表面比較光滑，可以完美的配合管孔的實(shí)際尺寸。④對(duì)管板的平面以及其進(jìn)入鉆床的表面進(jìn)行嚴(yán)格的要求。根據(jù)上述介紹的BTA鉆床工作原理，鉆床中的切削油往往是起到了排除廢屑以及潤(rùn)滑的作用。由于加工的直徑比較小，則切削油使用的量也比較小，若油壓比較大時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致其從縫隙只能外泄，使得油量驟減，進(jìn)而影響機(jī)床的冷卻效果。因此需要嚴(yán)格的控制BTA鉆床的表面平整度。④管板管孔的加工順序分析。隨著BTA鉆穿對(duì)大型管板的加工進(jìn)程的不斷推進(jìn)，其重量也在逐漸減少，因此會(huì)導(dǎo)致裝夾板的穩(wěn)定性受到影響，為了有效地控制這種現(xiàn)象，我們需要控制調(diào)整管孔的加工順序，確保裝夾的穩(wěn)定性，保證加工的流暢性。⑤依據(jù)所加工的材料不同來(lái)對(duì)BTA鉆床的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用BTA鉆床進(jìn)行大尺寸的管板加工可以保障加工的質(zhì)量以及加工的效率，較傳統(tǒng)的鉆床更加有優(yōu)勢(shì)，該鉆床的使用優(yōu)勢(shì)使得熱換器的制造更加新穎，并方便了后續(xù)的管板加工設(shè)備的制造，為以后的管板加工提供了具有參考價(jià)值的加工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]董正凱.大型管板孔陣振動(dòng)深孔鉆削加工工藝參數(shù)的研究[J].燕山大學(xué)，2015.