Hulpmiddelen voor diepe gaten

Het zelfsturende boorproces van BTA kan boringen vanaf 18 mm diameter bewerken met lengte-diameterverhoudingen tot 100 of meer.
"Het BTA-proces - ook bekend als het single-tube-systeem of STS - omvat massieve diepgatboorkoppen, trekkotter- en tegenboorkoppen, stap- en vormkottergereedschappen en trepanningkoppen."
Deze verschillende typen gereedschapskoppen - die elk een effectievere productieoplossing voor diepgaten bieden dan conventioneel boren en kotteren - moeten op de juiste manier worden geconfigureerd en toegepast om optimale resultaten te bereiken. Daarom is het BTA Application Centre opgericht.
De heer Barker zegt: "Vanwege de configuratie en de capaciteit van de gaten vereist BTA-boren meer kracht dan boren met een pistool; en hoewel beide uit massief materiaal boren, wordt onder hoge druk koelmiddel gebruikt om de snijzone direct te smeren en spanen weg te voeren van de kop van de boorkop. de boor, is er een duidelijk verschil in het ontwerp van een kanonboor en een BTA-gereedschap.
Bij het boren met een pistool wordt gebruik gemaakt van een volhardmetalen gereedschapskop die aan een buis is gesoldeerd, waardoor koelvloeistof onder druk naar de snijkant van de gereedschapskop wordt gepompt.
Spaanders worden afgevoerd via een diepe V-vormige groef in de boorkop die zich langs de buitenkant van de buis uitstrekt tussen de boor en het geboorde deel van het werkstuk.
"Het BTA-systeem heeft een stijve boorkop - met gesoldeerde volhardmetalen of wisselplaten - die is bevestigd aan een steun- en toevoerbuis.
“Koelmiddel wordt onder druk naar de snijkant gepompt tussen de buitenkant van de buis, de snijkop en de nieuw gecreëerde boring in het werkstukmateriaal.
"Deze druk dwingt de spanen terug te spoelen door de boorkop, de buis en de machinespindel om te worden opgevangen. Zowel bij BTA- als bij pistoolboorsystemen ondersteunen geleidekussens in de boorkop de snijwerking, waardoor continue voedingssnelheden kunnen worden toegepast rechte en ronde gaten met nauwkeurige afmetingen en een hoge mate van oppervlakteafwerking.

Stabiliteit van de bewerking
De heer Barker legt verder uit dat, omdat spanen worden afgevoerd via de interne boring van de BTA-boorkop en -buis, er geen ribbels of groeven nodig zijn; dit zorgt voor een grotere doorsnede van het gereedschap, waardoor de stijfheid en dus de stabiliteit onder snijomstandigheden toeneemt.
Ondertussen is trekboren een op BTA gebaseerd proces dat wordt gebruikt om bestaande doorgaande boringen nauwkeurig te vergroten om bijvoorbeeld een constante wanddikte, tolerantie of oppervlakteafwerking te behouden.
Het proces maakt gebruik van een gespannen BTA-boorkop, maar met de slijtplaten vóór de snijplaten, zodat het snijgereedschap terug door het werkstuk kan worden getrokken.
Verzinken is een effectief gebruik van BTA-technologie om bestaande voorgeboorde gaten te openen. Hier kan de BTA-boorkop een nauwkeurigere diameter of concentriciteit van een boring bereiken - of een extra kenmerk bieden, zoals een lager- of oliekeerringdiameter.
Hoewel boren met een pistool kan worden gebruikt voor het bewerken van boringen met een diameter zo klein als 0,5 mm, beginnen BTA-gaten bij 18 mm vanwege de maat die nodig is voor de boorbuis; en zoals eerder vermeld breidt het gebruik van koppen in trepanning-stijl het BTA-concept uit naar boordiameters tot 1,000 mm.
De trepanning-operatie produceert ook een centrale materiaalkern die kan worden gebruikt om verdere componenten te maken, en is bijzonder economisch bij de verwerking van hoogwaardige materialen.
BTA-boorkoppen hebben een grotere diameter dan de stijve buis waarin ze worden geschroefd.
Bovendien betekent de constructie van het gereedschap dat het kan worden gebruikt voor het boren van moeilijke materialen zoals exotisch gelegeerd staal en roestvrij staal - en met penetratiesnelheden die vele malen groter zijn dan die van conventionele boortypes.

Een automatische gereedschapswissel bij lange gereedschappen vindt plaats met behulp van een pick-upmagazijn en een prismatische gereedschapswisselaar.
Bij kleine boordiameters wordt het koelmiddel door de freesspindel geleid met een koelmiddeldruk van max. 200bar. Bij grotere boordiameters is het koelmiddelvolume cruciaal.
Diepgatboren is bijzonder lastig bij materialen als Inconel of titanium, omdat de wisselplaten onderhevig zijn aan zware slijtage. Dit vereist dat de machinefabrikant over uitgebreide expertise beschikt.
Dankzij het gereedschapsmagazijn in het bewerkingscentrum is het mogelijk – zonder veel extra werk – om in verschillende fasen verschillende boorgereedschappen te gebruiken bij het werken aan extreem diepe gaten.
In een mum van tijd kunnen op elke positie een willekeurig aantal gaten worden gemaakt. Dit biedt de flexibiliteit om verschillende bewerkingsstappen achter elkaar uit te voeren.
De meest basale vorm van inwendig bewerken is boren. In termen van boren worden gaten met een diameter tussen 0,2 en 500 mm en een boordiepte die doorgaans groter is dan drie keer de diameter over het algemeen als 'diepe' gaten beschouwd.

Speciale uitdagingen vragen om speciaal gereedschap
De eeuwige uitdagingen die gepaard gaan met het boren van diepe gaten zijn de vraag hoe koelsmeermiddel op de snijkant moet worden aangebracht, hoe spanen met een constante snelheid moeten worden verwijderd en hoe een zo recht mogelijk gat kan worden gemaakt. Bij diepgatboorprocedures bestaat de boorkop naast het eigenlijke hoofdsnijelement (meestal een individuele snijkant of een snijkant bestaande uit verwisselbare snij-inzetstukken) uit een secundaire snijkant en extra geleidingsstrips. Deze opstelling zorgt ervoor dat de boor wordt ondersteund tegen de wand van het gat, wat de nauwkeurigheid vergroot en het gemakkelijker maakt om de boor tijdens het proces te centreren. De ondersteuning van de boor zorgt ook voor een gladmakend effect, wat de oppervlaktekwaliteit in het gat verbetert.

Verschillende processen
Diepgatboorprocessen zijn onderverdeeld in twee hoofdcategorieën, afhankelijk van of spanen extern of intern worden verwijderd. Externe spaanverwijdering wordt voornamelijk geassocieerd met boren met een kanon en, zeldzamer, diepgatboren met dubbele lip, waarbij koelsmeermiddel via inlaatgaten in de boorkop naar de snijkant wordt geleid en het mengsel van spaan en koelsmeermiddel langs een V wordt weggetransporteerd. -vormige langssleuf in het gereedschap. Dit proces wordt doorgaans gebruikt voor boordiameters tussen 0,5 en 40 mm. Een andere mogelijkheid, bij boordiameters vanaf 16 mm, is het BTA-proces. Dit is een van de processen waarbij het mengsel van spanen en koelsmeermiddelen intern wordt afgevoerd. Het voordeel bij processen waarbij spanen intern worden afgevoerd is dat uitgaande spanen niet meer in contact komen met het oppervlak van het gat en dit dus niet kunnen beschadigen. Uitwerpboren, een speciale vorm van BTA-bits, kunnen worden gebruikt bij diameters van ongeveer 25 mm en meer op basis van een opstelling met twee buizen. Deze boren hebben extra uitlaatopeningen voor koelsmeermiddel rond de rand van de boorkop, en een deel van het smeermiddel wordt via een ringmondstuk rechtstreeks in de interne buis gevoerd. Hierdoor ontstaat er een negatieve druk in het voorste gedeelte van de boor, wat de verwijdering van het spaan/koelsmeermiddelmengsel versnelt.

Geïntegreerde bewerking
Bij extreem diepe gaten of materialen waar machinale bewerking moeilijk is, vereist overmatige slijtage van het gereedschap vaak dat het boren in fasen wordt uitgevoerd met gereedschappen van verschillende lengtes maar met dezelfde diameter. WFL MILLTURN-bewerkingscentra bieden beslissende voordelen bij dit soort bewerkingsstappen. Enerzijds kunnen de verschillende gebruikte boorgereedschappen in het gereedschapsmagazijn worden opgeborgen en gereed gehouden; dit minimaliseert onderbrekingen en handmatige processen, terwijl de positioneringsnauwkeurigheid aanzienlijk wordt verbeterd. Om nog maar te zwijgen van het feit dat echte zeszijdige diepgatbewerking slechts tijdens één of maximaal twee opspanbewerkingen kan worden uitgevoerd.

Automatische werkstukmeting en adaptieve regeling
Vanwege de grote gereedschapsprojectie zijn diepgeboorde gaten onderhevig aan een gatmiddenafwijking die toeneemt met de gatdiepte. Deze bewerkingsfouten kunnen zelfs bij de bewerking op MILLTURN-machines niet volledig worden geëlimineerd. Afwijkingen in het gatmidden worden gemeten door intelligente procesmetingen na voltooiing van het diepgatboren. Dit gebeurt met een verlengde meetsonde of door middel van ultrasone wanddiktemeting, waarbij de wanddikte op verschillende omtreksposities wordt gemeten en het midden van het centrale gat wordt berekend. Vervolgens worden door middel van draaifrezen concentrisch ten opzichte van het defecte diepgeboorde gat nieuwe klempunten op het werkstuk aangebracht. Dit maakt de realisatie van alle daaropvolgende bewerkingsprocessen mogelijk met zeer nauwe vorm- en positietolerantie ten opzichte van het diepgeboorde gat. De voordelen zijn duidelijk. De insteltijden worden enorm verkort en eventuele nabewerkingen als gevolg van de daaruit voortvloeiende vervormingen worden aanzienlijk verkort