سوراخکاری عمیق و یا deep hole drilling چیست ؟
سوراخکاری ، شایع ترین نوع ماشین کاری در ماشین سنتر ها میباشد. هنگامیکه این عملیات شامل سوراخکاری عمیق می شود ، یکی از چالش برانگیز ترین عملیات خواهد بود. با این حال ، راه حل های بسیار موثر برای مقابله با این چالش وجود دارد.
هدف این است که این سوراخ ها را با دقت ، تکرار پذیری و با سطحی عالی تر تولید کنیم به نحوی که صرفه اقتصادی داشته باشد!
مهمترین عنصر در سوراخکاری عمیق درک است. شما باید درک کنید که در داخل سوراخ در زمان ماشینکاری چه اتفاقی می افتد و چگونه این درک و دانش شما را برای انتخاب تکنیک های موثر راهنمایی میکند.
دینامیک سوراخکاری عمیق
استراتژی سوراخکاری عمیق سه مسئله اساسی را مطرح مینماید :
سایر عوامل مهم دیگر عبارتند از : دقت ، تکرارپذیری و صافی سطح
به طور معمول ، سوراخکاری عمیق با نسبت قطر به عمق تعریف میگردد.معمولا نسبت 1:5 یا بیشتر را سوراخکاری عمیق می نامند. به عنوان مثال ، یک سوراخ عمق 5 اینچ با قطر 1 اینچ ،عمیق است همانطور که سوراخ قطر 0.125 اینچ در عمق 1 اینچ عمیق است.
تراشه های حاصله باید به اندازه ای کوچک باشند تا بتوانند از شیار های مته به بالا حرکت و خارج شوند.تراشه های بلند و رشته ای می توانند به صافی سطح قطعه آسیب برسانند و موجب تخریب نابهنگام مته و یا شکست آن گردند. مایع خنک کننده باید به نوک ابزار برسد تا ابزار و قطعه را خنک نگه دارد و همچین با نیروی حاصله تراشه ها را از طریق شیار به بیرون هدایت کند.یک ماشین ابزار با ویژگی های خوب انعطاف پذیری و مقاومت و اسپیندل با توانایی بالا که کمترین لرزش و استهلاک و بالاترین دقت و تکرار پذیری را سبب شود ، مورد نیاز است. قطعا بررسی صحیح هندسه ی سوراخ ،عملیات سوراخکاری عمیق را بسیار کارآمد تر می نماید.
کنترل اندازه و شکل تراشه
برخی از مواد به نحوی هستند که تراشه های بسیار ریز در زمان ماشینکاری ایجاد مینمایند و آنها از طریق شیار های مته به راحتی به بیرون جریان می یابند. برخی دیگر مواد ، ساختاری دارند که تراشه های رشته ای و طولانی ایجاد میکنند. یک روش برای کنترل سایز و شکل تراشه ها استفاده از سایکل های ماشینکاری ویژه است. سایکل سوراخکاری عمیق برای شکستن تراشه ها و تبدیل آنها به اندازه ای که از شیار های ابزار به راحتی جریان یابند بدون اینکه به سطح یا پوشش ابزار آسیب برسانند ، کاربرد دارند.
به طور کلی دو نوع سایکل سوراخکاری عمیق وجود دارد :
1- استفاده از سوراخکاری با عمق های یکسان و متناوب برای رسیدن به عمق نهایی
2- استفاده از سوراخکاری با عمق های متغیر و غیر متناوب ، که هر سوراخ از پیک های افزایش ضریب پیوسته پیروی می کند.
اکثر کنترل های ماشین ابزار سایکل سوراخکاری عمیق را فراهم میکنند که مته را در یک فاصله مشخص وارد قطعه می نماید و سپس ابزار را در همان راه از قطعه بیرون میکشد و مجددا عملیات را تکرار مینماید. با این نوع سایکل سوارخکاری عمیق ، تراشه ها ممکن است در زمانیکه مته دریل از سوراخ بیرون می آید به داخل سوراخ بیافتند. زمانیکه ابزار دوباره بارگذاری میگردد ، با تراشه ها در انتهای سوراخ برخورد میکند. تراشه هایی که با ابزار مواجه شده اند ، شروع به چرخش می نمایند. فشار وارده ابزار ، موجب ذوب شدن و بریدن تراشه ها میگردد. در فرز دستی اپراتور چرخش تراشه ها را احساس می کند و عملیات ماشینکاری را برای زدودن تراشه ها ، متوقف مینماید . هرچند این سایکل های دریل کاری را می توان برنامه ریزی کرد تا به درستی در آخرین پک توقف کنند تا از این وضعیت جلوگیری شود.
یک مثال برای سوراخکاری با عمق های متغیر : شروع یک سایکل سوراخکاری با سوراخ 1 اینچ و سوراخ بعدی با افزیش فقط 0.50 اینچ عمیق تر می شود و به دنبال آن 0.25 اینچ عمیق تر است و نهایتا سوراخ 0.05 عمیق تر از سوراخ قبلی. همانطور که مته عمیق تر پیش می رود عمق سوراخ ها به طور متناوب کاهش می یابد بدین ترتیب تراکم تراشه در اطراف ابزار بین می رود. هر چه مته در سوراخ عمیق تر می رود مایع خنک کننده سخت تر به داخل آن نفوذ میکند ، بنابراین پک ها( سایکل های سوراخکاری) هم برای تخلیه تراشه ها استفاده میشود و هم برای خنک تر شدن نوک ابزار.
رساندن مایع خنک کننده به انتهای سوراخ
برای جلوگیری از بروز مشکلات در حین عملیات سوراخکاری عمیق میتوان از سیستم خنک کاری استفاده نمود. سه نوع سیستم خنک کاری وجود دارد
1- سیستم خنک کاری معمولی که جریان مایع خنک کننده به صورت عادی است (flood coolant)
2- سیستم خنک کاری به وسیله انتقال مایع از داخل اسپیندل با فشار پایین (low pressure CTS)
3- سیستم خنک کاری به وسیله انتقال مایع از داخل اسپیندل با فشار بالا ( high pressure CTS)
با استفاده از خنک کاری معمولی مایع خنک کننده کمتر و کمتر به نوک ابزار در عمق های بیشتر ، خواهد رسید که قاعدتا این نوع سیستم مناسب نخواهد بود. ماهیت یک سوراخکاری عمیق موفق به متدی نیازمند است که مایع خنک کننده را به نوک ابزار ، جائیکه گرما و تراشه ها را خارج نماید ، برسد . سیستم خنک کاری CTS و یا coolant –through-spindle بهترین راه حل است. بسیاری از سازندگان ماشین ابزار این گزینه را به عنوان یک آپشن برای فروش در نظر میگیرند.
سیستم های خنک کاری که با فشار بالا (high pressure) کار میکنند مثلا فشاری در حدود 1000 PSI ، خروج سفاله و گرما را بهتر انجام مینمایند. در مواردی که افزایش بهره وری و نرخ تولید در سایکل های سوراخکاری عمیق بیشتر و مهم تر است باید از سیستم خنک کاری با فشار بالا و در موارد دیگر از سیستم فشار پائین استفاده کرد. بهره گرفتن از سیستم CTS به افزایش عمر ابزار و صافی سطح بهتر قطعه منجر میگردد.
هندسه مته
نوع هندسه و ساختار مته از مهمترین عوامل در یک سوارخ کاری عمیق موفق می باشد. سایز شیار ها و فاصله آنها در تخلیه مناسب تراشه موثر است. امروزه سازندگان ابزار به لطف تکنولوژی های برتر توانسته اند مته هایی با ساختار مناسب تولید نمایند تا به جلوگیری حداکثری درافزایش دما و افزایش تخلیه مناسب تراشه ها موجب گردد. مته هایی که مایع خنک کننده از داخل ها آنها عبور میکنند از جمله آنها است. البته استفاده از این ابزار بسیار گران میباشد و لازمه بهره بردن از آنها ، داشتن دستگاهی با قابلیت CTS است.
موارد فوق عواملی مهم در ایجاد بهره وری و افزایش سرعت و دقت میباشد.
شرکت خاوران صنعت پاسارگاد با مشاوره فنی و شفاف ساختن بسیاری از المان های تولید سعی در انجام آن دارد. بدین گونه که با تجهیز و تحویل کالاهای مختلف با قابلیت های متفاوت گام های مناسبی را تاکنون در جهت مرتفع ساختن نیاز صنعتگران ایران اسلامی ، برداشته است.
این مقاله در واحد تحقیق و توسعه شرکت خاوران صنعت پاسارگاد تهیه و تنظیم گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
