Utensili per fori profondi

Il processo di foratura autopilotata BTA può realizzare fori a partire da 18 mm di diametro con rapporti lunghezza/diametro fino a 100 o più.
"Il processo BTA, noto anche come sistema a tubo singolo o STS, copre le teste di perforazione integrali per fori profondi, le teste per alesatura e svasatura, gli utensili per alesatura a gradino e a forma e le teste di trapanazione."
Questi diversi tipi di teste portautensili, ciascuno dei quali fornisce una soluzione di produzione di fori profondi più efficace rispetto alla perforazione e alesatura convenzionale, devono essere opportunamente configurati e applicati per ottenere risultati ottimali, motivo per cui è stato creato il BTA Application Centre.
Barker afferma: "A causa della sua configurazione e della capacità delle dimensioni del foro, la foratura BTA richiede più potenza rispetto alla foratura con cannone; e mentre entrambe forano dal pieno, utilizzando refrigerante ad alta pressione per lubrificare direttamente la zona di taglio ed evacuare i trucioli lontano dalla testa del foro rispetto al trapano, c'è una marcata differenza nella progettazione di un trapano a pistola e di uno strumento BTA.
La foratura a cannone utilizza una testa dell'utensile in metallo duro integrale brasata su un tubo, attraverso il quale il refrigerante viene pompato sotto pressione sul tagliente della testa dell'utensile.
I trucioli vengono evacuati attraverso una profonda scanalatura a forma di V nella testa della punta che si estende lungo l'esterno del tubo tra la punta e la parte forata del pezzo.
"Il sistema BTA è dotato di una testa di perforazione rigida, con inserti in metallo duro integrale brasato o indicizzabili, fissata a un tubo di supporto e di alimentazione.
"Il refrigerante viene pompato sotto pressione sul tagliente tra la parte esterna del tubo, la testa di taglio e il foro appena creato nel materiale del pezzo.
"Questa pressione costringe i trucioli a essere respinti attraverso la testa di perforazione, il tubo e il mandrino della macchina per essere raccolti. Sia nei sistemi BTA che con punta a cannone, i pattini di guida nella testa di perforazione supportano l'azione di taglio, consentendo di applicare velocità di avanzamento continue si possono ottenere fori diritti e rotondi di dimensioni precise con elevati gradi di finitura superficiale."

Stabilità della lavorazione
Il signor Barker prosegue spiegando che, poiché i trucioli vengono evacuati attraverso il foro interno della testa e del tubo della perforatrice BTA, non sono necessarie scanalature o scanalature; ciò fornisce una maggiore sezione trasversale dell'utensile che aumenta la rigidità e quindi la stabilità in condizioni di taglio.
Nel frattempo, il pull-boring è un processo basato su BTA utilizzato per allargare con precisione i fori passanti esistenti per mantenere, ad esempio, uno spessore di parete, una tolleranza o una finitura superficiale costanti.
Il processo utilizza una testa di alesatura BTA tensionata ma con i pattini antiusura posizionati davanti agli inserti da taglio, in modo che l'utensile da taglio possa essere tirato indietro attraverso il pezzo.
La svasatura è un uso efficace della tecnologia BTA per aprire fori preforati esistenti. In questo caso la testa di perforazione BTA può ottenere un diametro o una concentricità più precisa del foro oppure fornire una caratteristica aggiuntiva come il diametro del cuscinetto o del paraolio.
Mentre la perforazione a cannone può essere utilizzata per realizzare fori piccoli fino a 0,5 mm di diametro, i fori BTA iniziano a 18 mm a causa delle dimensioni richieste per il tubo di perforazione; e come accennato in precedenza, l'uso di teste tipo trapanatura estende il concetto BTA a diametri di foro fino a 1,000 mm.
L'operazione di trapanazione produce anche un nucleo centrale di materiale che può essere utilizzato per realizzare ulteriori componenti ed è particolarmente economico quando si lavorano materiali di alto valore.
Le teste di perforazione BTA hanno un diametro maggiore rispetto al tubo rigido in cui sono avvitate.
Inoltre, la struttura dell'utensile fa sì che possa essere utilizzato per la foratura di materiali difficili come acciai legati esotici e acciai inossidabili, e con velocità di penetrazione molte volte superiori rispetto ai tipi di punta convenzionali.

Il cambio utensile automatico con utensili lunghi avviene tramite un magazzino pick-up e un cambio utensile prismatico.
Nei diametri di foratura piccoli il refrigerante viene alimentato attraverso il mandrino di fresatura con una pressione del refrigerante di max. 200 bar. Con diametri di foratura maggiori, il volume del refrigerante è fondamentale.
La foratura profonda è particolarmente difficile con materiali come Inconel o titanio, perché gli inserti indicizzabili sono soggetti a forte usura. Ciò presuppone che il produttore della macchina possieda una competenza completa.
Grazie al magazzino utensili nel centro di lavoro è possibile, senza molto lavoro aggiuntivo, utilizzare diversi utensili di foratura in fasi diverse quando si lavora su fori estremamente profondi.
È possibile eseguire qualsiasi numero di fori in qualsiasi posizione in un batter d'occhio. Ciò fornisce la flessibilità necessaria per eseguire diverse fasi di lavorazione consecutivamente.
La forma più elementare di lavorazione interna è la foratura. In termini di perforazione, i fori con un diametro compreso tra 0,2 e 500 mm e una profondità di perforazione generalmente superiore a tre volte il diametro sono generalmente considerati fori "profondi".

Sfide speciali richiedono strumenti speciali
Le sfide perenni associate alla foratura profonda riguardano come introdurre il lubrificante di raffreddamento sul tagliente, come rimuovere i trucioli a una velocità costante e come creare il foro più dritto possibile. Nei processi di foratura profonda la testa di foratura accanto all'elemento tagliente principale vero e proprio (per lo più un tagliente singolo o composto da inserti da taglio intercambiabili) è costituita da un tagliente secondario e da listelli di guida aggiuntivi. Questa disposizione garantisce che la punta del trapano sia supportata sulla parete del foro, il che aumenta la precisione e facilita il centraggio della punta durante il processo. Il supporto fornito alla punta produce anche un effetto levigante, che migliora la qualità della superficie all'interno del foro.

Processi diversi
I processi di foratura profonda si dividono in due categorie principali, a seconda che l'asportazione dei trucioli venga eseguita esternamente o internamente. L'asportazione esterna dei trucioli è principalmente associata alla foratura a cannone e, più raramente, alla foratura profonda a doppio labbro, in cui il lubrorefrigerante viene introdotto sul tagliente attraverso i fori di ingresso della punta e la miscela truciolo/lubrorefrigerante viene trasportata via lungo una V fessura longitudinale sagomata nell'utensile. Questo processo viene generalmente utilizzato per diametri di foratura compresi tra 0,5 e 40 mm. Un'altra opzione, per diametri di foratura pari o superiori a 16 mm, è il processo BTA. Questo è uno dei processi con cui la miscela trucioli/lubrorefrigerante viene trasportata internamente. Il vantaggio nelle lavorazioni con convogliamento dei trucioli all'interno è che i trucioli in uscita non entrano più in contatto con la superficie del foro e quindi non possono danneggiarla. Le punte da trapano per espulsore, una forma speciale di punta BTA, possono essere utilizzate con diametri di circa 25 mm e superiori in base a una disposizione a due tubi. Queste punte da trapano sono dotate di uscite aggiuntive per il lubrorefrigerante attorno al bordo della testa di perforazione e una parte del lubrificante viene immessa direttamente nel tubo interno attraverso un ugello ad anello. Ciò crea una pressione negativa nella parte anteriore della punta che accelera la rimozione della miscela di trucioli e lubrorefrigerante.

Lavorazione integrata
Con fori estremamente profondi o materiali in cui la lavorazione è difficile, l'eccessiva usura dell'utensile spesso richiede che la foratura venga eseguita in più fasi utilizzando utensili di diverse lunghezze ma dello stesso diametro. I centri di lavoro WFL MILLTURN offrono vantaggi decisivi per quanto riguarda queste fasi di lavorazione. Da un lato i diversi utensili di perforazione utilizzati possono essere riposti e tenuti a portata di mano nel magazzino utensili; ciò riduce al minimo le interruzioni e i processi manuali migliorando significativamente la precisione del posizionamento. Per non parlare del fatto che la vera lavorazione di fori profondi su sei lati può essere eseguita solo durante una o due operazioni di serraggio al massimo.

Misurazione automatica del pezzo e controllo adattivo
A causa dell'ampia sporgenza dell'utensile, i fori profondi sono soggetti a una deviazione del centro del foro che aumenta con la profondità del foro. Questi errori di lavorazione non possono essere completamente eliminati nemmeno durante la lavorazione su macchine MILLTURN. Le deviazioni del centro del foro vengono misurate tramite una misurazione intelligente durante il processo dopo il completamento della foratura profonda. Ciò viene eseguito con una sonda di misurazione estesa o mediante misurazione dello spessore della parete ad ultrasuoni, che comporta la misurazione dello spessore della parete in varie posizioni circonferenziali e il calcolo del centro del foro centrale. Successivamente tramite torni-fresatura vengono realizzati nuovi punti di bloccaggio sul pezzo in modo concentrico rispetto al foro profondo difettoso. Ciò consente la realizzazione di tutti i processi di lavorazione successivi con tolleranze di forma e posizione molto strette rispetto al foro profondo. I vantaggi sono chiari. I tempi di attrezzaggio si riducono enormemente e gli eventuali lavori di finitura dovuti alle deformazioni risultanti