探討BTA鉆床在大型管板鉆孔加工中的應用

唱巖　陳廣路

【摘要】本文將對管板的加工方法進行介紹，并對BTA深孔的加工原理進行研究，探討BAT鉆床在比較大型的管板鉆孔加工中的應用。

【關鍵詞】BTA 鉆床；大型管板；鉆孔加工；應用；分析

一、前言

石化行業、鍋爐制造以及汽輪機行業中廣泛使用管板作為換熱器制作的關鍵工序，因此管板在換熱器的生產發展中具有至關重要的作用。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。隨著化工行業以及電站規模的不斷加大，其生產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到7米，最大的直徑可以達到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。因此大型管板的精度以及粗糙度有了更加高的精度要求，我們需要根據各行業中使用管板的特點來對管板進行加工，進而提高管板空的加工技術水平。以某一大型換熱器為例子，其主要的參數如下：管板外圓直徑4020mm；管板上的共有直徑19.25mm；深度238mm；管板材質16MnⅣ不銹鋼堆焊層；粗糙度Ra3.2。根據以上的參數可以了解到，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

原始的管板進行加工時往往使用搖臂鉆床當做主要的加工設備，隨后輔助檢驗鉆孔以及擴鉆等工藝來進行修改。傳統的加工方法不單單工人的勞動強度比較大，且加工需要的工序也極為復雜。因此管板的加工效率往往比較低，其器件的加工精度也遠遠不夠。自動化行業的發展使得管板的加工技術有所提高，管板加工中的槍鉆的應用的范圍也比較廣泛。經過大量的加工實踐發現，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堵屑，此外，孔徑的圓度以及孔徑的位置也會出現差異，最后導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行加工遠遠不能達到加工的標準，所以需要使用比較新的加工工藝來進行施工。新技術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，其應用在比較大型的管板鉆孔加工中表現出特有的優勢，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排屑深孔鉆，其使用的直徑范圍為12mm到60mm之間。在BTA機床上安裝進液器，然后利用封閉圈來把所要加工的工件進入到鉆面的部位封閉起來，其中密封圈往往是圓形的。加工中需要從進液器中的進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入到切削的區域。然后對刀具進行適宜的冷卻，經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：

BTA鉆床在進行深孔鉆的切削過程中，往往切削力比較均勻，且表現出比較好的分屑以及斷屑特點，在鉆削時往往具有很好的穩定性。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鉆桿中的鉆孔內排出，因此不會對其內孔面造成影響。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量都比較高，根據BTA鉆床的加工特點進行分析，發現其在加工大型管板的過程中具有以下的加工難點問題，具體如下：①在利用BTA 鉆床進行鉆孔時，管板往往需要豎立放置，由于其直徑較大，厚度較薄，導致工件裝夾穩定性差；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；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BTA鉆床平衡狀態發生變化，因此必須有效控制管板的旋轉；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鉆床加工難點我們可以做出加工工藝上的改進。①管板的裝夾部位。在對加工工件進行裝夾的安放時，我們需要對工件的裝夾進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行控制，避免其在加工的過程中出現移動或者轉動。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生扭轉，但是仍然會由于重力的作用導致其發生側翻，因此可以利用工藝筒節和管板相互連接進而解決這一難題。②實行管板的二次裝夾以及矯正。當管板裝夾結束之后，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，所以需要進行再次裝夾，并適當的對其進行調整。二次裝夾的過程中需要利用正銷棒來進行位置的確定，正銷棒往往表面比較光滑，可以完美的配合管孔的實際尺寸。④對管板的平面以及其進入鉆床的表面進行嚴格的要求。根據上述介紹的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，則會導致其從縫隙只能外泄，使得油量驟減，進而影響機床的冷卻效果。因此需要嚴格的控制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程的不斷推進，其重量也在逐漸減少，因此會導致裝夾板的穩定性受到影響，為了有效地控制這種現象，我們需要控制調整管孔的加工順序，確保裝夾的穩定性，保證加工的流暢性。⑤依據所加工的材料不同來對BTA鉆床的參數進行設置。

五、結語

綜上所述，利用BTA鉆床進行大尺寸的管板加工可以保障加工的質量以及加工的效率，較傳統的鉆床更加有優勢，該鉆床的使用優勢使得熱換器的制造更加新穎，并方便了后續的管板加工設備的制造，為以后的管板加工提供了具有參考價值的加工經驗。

參考文獻

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