探討B(tài)TA鉆床在大型管板鉆孔加工中的應(yīng)用

唱 巖 陳廣路哈電集團(tuán)（秦皇島）重型裝備有限公司 河北秦皇島 066206

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
哈電集團(tuán)（秦皇島）重型裝備有限公司 河北秦皇島 066206

本文將對管板的加工方法進(jìn)行介紹，并對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。

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于整個換熱器的組裝具有重要的作用，會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)來對管板進(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。

圖1 管板的示意圖

二、加工方法

原始的管板進(jìn)行加工時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)鉆等工藝來進(jìn)行修改。傳統(tǒng)的加工方法不單單工人的勞動強(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，很容易在加工的過程中出現(xiàn)堵屑，此外，孔徑的圓度以及孔徑的位置也會出現(xiàn)差異，最后導(dǎo)致器件的加工效率變低。因此，對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，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，然后利用封閉圈來把所要加工的工件進(jìn)入到鉆面的部位封閉起來，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。然后對刀具進(jìn)行適宜的冷卻，經(jīng)過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:

圖2 BTA鉆床的原理圖

BTA鉆床在進(jìn)行深孔鉆的切削過程中，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)，在鉆削時往往具有很好的穩(wěn)定性。因此鉆削出來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，因此不會對其內(nèi)孔面造成影響。所以加工出來的器件的粗糙度在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)行鉆孔時的工作效率會更加明顯。

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程中具有以下的加工難點(diǎn)問題，具體如下：①在利用BTA 鉆床進(jìn)行鉆孔時，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難點(diǎn)；③ BTA 深孔鉆對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。在對加工工件進(jìn)行裝夾的安放時，我們需要對工件的裝夾進(jìn)行六個自由度的限制。在施工中，我們需要豎放管板，因此要對管板的軸向以及徑向的自由度進(jìn)行控制，避免其在加工的過程中出現(xiàn)移動或者轉(zhuǎn)動。利用壓板壓住所加工的管板外部的壓塊沒事的其受到壓緊的力，雖然在加工過程中可以有效的防止其發(fā)生扭轉(zhuǎn)，但是仍然會由于重力的作用導(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法保證管板在加工的全過程都保持不動，所以需要進(jìn)行再次裝夾，并適當(dāng)?shù)膶ζ溥M(jìn)行調(diào)整。二次裝夾的過程中需要利用正銷棒來進(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，則會導(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對BTA鉆床的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

五、結(jié)語

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，該鉆床的使用優(yōu)勢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值的加工經(jīng)驗(yàn)。

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