حفاری تفنگ - راهنمای نهایی
حفاری به شما این امکان را می دهد که با استفاده از یک ابزار دوار سوراخ های دایره ای در مواد جامد ایجاد کنید. یکی از رایج ترین هاست عملیات ماشینکاری به شما راهی برای ایجاد سوراخ هایی با قطر و عمق مشخص ارائه می دهد. روش های مختلفی برای حفاری وجود دارد و در اینجا به حفاری تفنگی می پردازیم.
حفاری تفنگی چیست؟
با حفاری تفنگی، می‌توانید عملیات حفاری دقیق و عمیق را در بسیاری از مواد انجام دهید. این روش حفاری در ابتدا در ساخت لوله های تفنگ مورد استفاده قرار گرفت و نام خود را از آنجا گرفت. با این وجود، حفاری با تفنگ به عنوان یک فرآیند، برای یافتن کاربرد در عملیات حفاری با دقت بالا تکامل یافته است.
با حفاری تفنگی، می توانید به سوراخ های مستقیم با عمق بسیار زیاد با نسبت طول به قطر بیش از 300:1 دست یابید. مایع خنک‌کننده از طریق حفره ابزار حفاری تحویل داده می‌شود که امکان دستیابی به یک سطح صاف را برای حذف گرما و تخلیه تراشه فراهم می‌کند.
مزایای حفاری تفنگی روی ماشین تراش
استفاده از حفاری تفنگی روی ماشین تراش، تطبیق پذیری دستگاه تراش و دقت حفاری تفنگ را با هم ترکیب می کند. در اینجا چند مزیت در پیکربندی تجهیزات حفاری به این روش وجود دارد:
- تراش به شما امکان می دهد ابزار حفاری تفنگ را با قطعه کار تراز کنید. به این ترتیب، سوراخ‌های مستقیم و عمیقی به‌ویژه در قطعات کار که بلند و باریک هستند و دقت بالایی دارند، به‌طور چشمگیری به دست می‌آورید.
- سطوح تلورانس در حفاری با تفنگ بسیار کم است. با ماشین تراش، می توانید عملیات حفاری تفنگ را برای نتایج ثابت تکرار کنید.
- چرخش دستگاه تراش فرآیند تغذیه ثابت را ارتقا می دهد و تضمین می کند که سطح صاف و بدون نیاز به پردازش پس از پردازش را به دست آورید.
- اجرای ماشین تراش در عملیات حفاری تفنگ، ثبات فرآیند را ارائه می دهد و خطای ناهماهنگی و انحراف ابزار را کاهش می دهد. به این ترتیب، عملیات حفاری تفنگ شما کارآمد است و امکان دستیابی به حداکثر نسبت طول به قطر را فراهم می کند.
- سیستم تامین مایع خنک‌کننده ماشین تراش، تحویل ثابت به ابزار حفاری تفنگ را تضمین می‌کند و امکان تخلیه تراشه را افزایش می‌دهد. با چنین مواردی، هنگام ایجاد سوراخ‌هایی با طول زیاد، گرفتگی و حتی خرابی ابزار کاهش می‌یابد.
- تطبیق پذیری ماشین های تراش به شما این امکان را می دهد که عملیات حفاری تفنگی را روی قطعات کار با اندازه های مختلف انجام دهید. قطعات کار با قطرها و طول های مختلف را می توان قبل از عملیات حفاری در دستگاه تراش نگه داشت.
- پایداری ارائه شده توسط دستگاه تراش، شرایط برش کنترل شده را تضمین می کند و بارهای ضربه و ارتعاشات را به حداقل می رساند. این به افزایش عمر ابزار کمک می کند و اطمینان حاصل می کند که حداکثر بازده عملیات را به دست می آورید.
- با ترکیب تجهیزات حفاری تراش و تفنگ، زمان و هزینه لازم برای نصب را در مقایسه با استفاده از چندین تجهیزات کاهش می دهید. این کارایی بیشتری دارد.
نحوه انتخاب دستگاه حفاری تفنگی
موفقیت عملیات حفاری تفنگ شما به انتخاب ماشین حفاری شما بستگی دارد. انتخاب شما به طور ایده آل تحت تأثیر چندین عامل است که برخی از آنها در زیر آورده شده است:
· نوع مواد
شما می توانید مواد مختلفی را با خواص فیزیکی و مکانیکی متفاوت سوراخ کنید. در حالی که برخی از مواد مانند آلومینیوم نرم هستند برخی دیگر مانند فولاد سخت هستند. در نتیجه، یک دستگاه حفاری تفنگی که برای آلومینیوم استفاده می شود، به طور موثر روی فولاد کار نخواهد کرد.
· پارامترهای سوراخ
پارامترهای کلیدی موثر در انتخاب دستگاه حفاری تفنگی، قطر و عمق است. یک مقدار حداکثر و حداقل اغلب بین 1 میلی متر تا 50 میلی متر برای قطر ارائه شده است. عمق با نسبت طول به قطر که اغلب به 300:1 می رسد تعیین می شود.
· حجم تولید
بسته به تعداد مقالاتی که قصد تولید آن را دارید، می توانید یک دستگاه حفاری با تفنگ دستی یا CNC داشته باشید. یک دستگاه حفاری تفنگ با کنترل CNC ویژگی های خودکار و سیستم های ایده آل برای تولید با حجم بالا را تشکیل می دهد.
· اندازه و شکل قطعه کار
اندازه قطعه کار طول بستر دستگاه و ظرفیت آن برای نگه داشتن قطعه کار را تعیین می کند. در جایی که قطعه کار شما طولانی است، دستگاه حفاری تفنگ شما باید به راحتی آن را در خود جای دهد. علاوه بر این، دستگاه باید دارای وسایل ایده آل برای نگه داشتن ایمن قطعه کار با هر شکل باشد.
· ساختار ماشین
حفاری با تفنگ یک عملیات بسیار دقیق است که به خوبی به مسائلی مانند ارتعاش و بارهای تنش پاسخ نمی دهد. در غیر این صورت، ممکن است منجر به ناکارآمدی سوراخ و در بدترین حالت آسیب ابزار شود. ماشینی با ویژگی هایی مانند راهنماها و پیچ های توپی، ثبات را برای حرکت نرم ابزار فراهم می کند.
· سازگاری با ابزار
با توجه به ابزارهای مختلف مورد نیاز برای عملیات حفاری تفنگ، برخی از ماشین‌ها فقط می‌توانند ابزار خاصی را پشتیبانی کنند. ماشین‌های دیگر بسیار تطبیق‌پذیر هستند و می‌توانند طیف متنوعی از ابزارها را در خود جای دهند. مگر اینکه عملیات حفاری سرگرم کننده بسیار تخصصی انجام شود، دومی همیشه ایده آل است.
· تخلیه مایع خنک کننده و تراشه
با توجه به عمق برش به دست آمده توسط حفاری تفنگی، داشتن سیستمی که بتواند به طور موثر مایع خنک کننده را هدایت کند، ضروری است. یک سیستم فشار بالا با سینی جمع آوری برای فعال کردن بازیافت ترجیح داده می شود. به این ترتیب می توانید به طور موثر خرده ها را جدا کرده و ابزار را روغن کاری کنید.
· هزینه
هزینه خرید دستگاه حفاری با توجه به اندازه و سطح اتوماسیون دستگاه که بر اساس مقیاس کار شما تعیین می شود، متفاوت خواهد بود. برای عملیات با حجم کم، نیازی به سرمایه‌گذاری در ماشین‌های خودکار بزرگ نیست. همچنین بدانید که هزینه های عملیاتی به طور مستقیم با اندازه مرتبط هستند.
مراحل فرآیند حفاری تفنگی
در حفاری با تفنگ، مراحل ضروری خاصی برای دستیابی به سوراخ‌های عمیق و دقیق وجود دارد. حفاری با تفنگ یک عملیات بسیار تخصصی است که برای نتایج با کیفیت نیاز به تنظیم و اجرای صدا دارد.
1. راه اندازی
ابتدا قطعه کار را به گونه ای روی دستگاه محکم می کنید که در حین عملیات سوراخ کاری بدون حرکت باقی بماند. می توانید از وسایل پشتیبانی اضافی مانند بوش ها و تکیه گاه های ثابت برای قطعات کار طولانی استفاده کنید. پس از آن، مته تفنگ را روی نگهدارنده ابزار دستگاه نصب می کنید.
2. تراز
بوش راهنما به شما کمک می کند تا مته را با مکانی که قصد ایجاد سوراخ را دارید تراز کنید. به این ترتیب مته تفنگ را روی قفل نگه می دارد و اطمینان حاصل می کند که هیچ انحرافی وجود ندارد. سپس نوک مته را در محل سوراخ خود وسط قرار دهید.
3. حفاری
چرخاندن مته تفنگی با سرعت بالا فرآیند حفاری را آغاز می کند. سرعت تغذیه کند ایده آل است زیرا نوک مته را هنگام برش در مواد هدایت می کنید. نرخ تغذیه آهسته تضمین می کند که شما انباشته تراشه ندارید و به شما کمک می کند تا سطح صافی داشته باشید. همچنین از سایش ابزار و آسیب های زودرس جلوگیری می کند.
4. تزریق خنک کننده
این به طور همزمان با فرآیند حفاری اتفاق می افتد. نقش های متعددی را ایفا می کند. خنک کردن ابزار به دلیل گرمای ناشی از اصطکاک و خارج کردن تراشه ها. مایع خنک کننده از طریق سوراخ مته تفنگی تا نقطه عمل هدایت می شود.
5. حذف تراشه
برداشتن مداوم براده ها در طول فرآیند حفاری برای جلوگیری از انسداد مسیر و اطمینان از پایان با کیفیت بالا ضروری است. شما مایع خنک کننده را به اندازه کافی تحت فشار بالا تحویل می دهید تا به زور آنها را از حفره سوراخ خارج کند.
6. بازرسی سوراخ
بازرسی به دنبال تأیید دقت ابعادی سوراخ و کیفیت در رابطه با صافی و پرداخت سطح است. پس از اتمام فرآیند حفاری، مته را جمع می‌کنید تا بازرسی انجام شود. ابزار دقیق مانند سنج های مبتنی بر لیزر برای تأیید مشخصات سوراخ ضروری است.
عواملی که در فرآیند حفاری تفنگ باید در نظر گرفته شود
هنگام انجام عملیات حفاری با تفنگ، باید کنترل دقیقی روی پارامترهای متعدد برای یک نتیجه موفقیت‌آمیز نشان دهید. در زیر برخی از عوامل مهمی که باید در نظر گرفته شوند آورده شده است:
· خواص مواد
سختی، چقرمگی، شکل پذیری و سایندگی مواد قطعه کار بر فرآیند حفاری تفنگ تاثیر می گذارد. مواد سخت و ساینده به ابزار سفت‌تر، سرعت برش کندتر و خنک‌کننده فشار بالا نیاز دارند. مواد انعطاف پذیر تراشه های رشته ای تولید می کنند که ممکن است بر تخلیه تراشه تأثیر بگذارد.
· طراحی ابزار
لبه برش ابزار را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل کنید که بین حذف مواد و تشکیل تراشه ها تعادل ایجاد می کند. مته تفنگی خود را با قطر سوراخ مورد نظر مطابقت دهید که بر سرعت تغذیه، جریان مایع خنک کننده و نسبت طول به قطر تأثیر می گذارد. از HSS به عنوان مواد ابزار برای مواد نرم و کاربید برای مواد سخت تر استفاده کنید.
· مشخصات سوراخ
پارامتر اصلی که در حفاری تفنگ باید در نظر گرفته شود، نسبت طول به قطر است. در حالی که می توانید به 300:1 دست پیدا کنید، باید ابزار مناسبی برای حفظ دقت و رفع تخلیه تراشه داشته باشید. برای جلوگیری از انحراف، در ابتدا از بوش های راهنما استفاده کنید.
· نرخ تغذیه و سرعت برش
هنگام حفاری با تفنگ، برای افزایش دقت و کاهش سایش ابزار، توصیه می شود از نرخ تغذیه کم استفاده کنید. داشتن سرعت برش بالا به ایجاد یک برش صاف کمک می کند. با این وجود، باید میزان تغذیه و سرعت برش را بسته به ماده قطعه کار متعادل کنید.
· سیستم خنک کننده
از سیستم های خنک کننده با فشار بالا به ویژه برای سوراخ های عمیق استفاده کنید تا از انسداد تراشه ها، گرمای بیش از حد، پوشش ضعیف سطح و سایش ابزار جلوگیری کنید. انواع مختلف خنک کننده وجود دارد که می توانید بسته به شرایط برش و مواد، از مایع مصنوعی گرفته تا روغن های محلول در آب را انتخاب کنید.
· کنترل تراشه
اگر تراشه‌های مدیریت نشده در حین حفاری تفنگ ایجاد شوند، می‌توانند باعث انسداد، آسیب ابزار، نقص سطح و/یا انحراف سوراخ شوند. استفاده از مته تفنگی با شیار مارپیچ به تخلیه تراشه ها کمک می کند. همچنین می‌توانید استفاده از تراشه‌شکن‌ها را در نظر بگیرید که فرآیند تخلیه را ساده می‌کند.
· پشتیبانی از قطعه کار
جلوگیری از حرکت در حین سوراخ کاری با تفنگ ضروری است و بستن قطعه کار می تواند در این زمینه مفید باشد. هنگام کار بر روی قطعات کار طولانی، از بوش ها و تکیه گاه های ثابت یا بوشینگ ها برای پشتیبانی اضافی برای جلوگیری از انحراف استفاده کنید.
· پوشیدن ابزار
پس از استفاده طولانی مدت، مطمئناً سایش ابزار را تجربه خواهید کرد. میزان سایش را از طریق بازرسی منظم کنترل کنید و مداخلاتی مانند تعویض را در نظر بگیرید. علاوه بر این، می توانید از پوشش های مقاوم در برابر سایش مانند نیترید تیتانیوم استفاده کنید تا با کاهش اصطکاک، عمر ابزار را افزایش دهید و در نتیجه عملکرد را بهبود بخشید.
برنامه های کاربردی کلیدی
چندین برنامه وجود دارد که در آنها نیاز به سوراخ های مستقیم، عمیق، صاف و دقیق با دقت بالا وجود دارد. در نتیجه، استفاده از حفاری با تفنگ را به عنوان یک تکنیک ساخت در صنایع زیر می بینید:
· صنعت هوافضا
سوراخ‌های دقیق و با قطر کوچک در نازل‌های انژکتور سوخت که برای کنترل جریان سوخت در موتورهای هواپیما استفاده می‌شوند، با تفنگ حفر می‌شوند. بخش هایی از ارابه فرود با کانال های توخالی برای استعداد ساختاری ساخته شده است. علاوه بر این، سیستم های هیدرولیک مورد استفاده برای انتقال سیالات فشار بالا از طریق حفاری تفنگ حفاری می شوند.
· صنعت خودرو
انژکتورهای سوخت با دقت بالا از حفاری تفنگی برای دستیابی به طراحی موثر خود برای پشتیبانی از احتراق استفاده می کنند. اجزای موتور مانند گیربکس و میل لنگ از طریق این تکنیک ساخته می شوند تا یکپارچگی ساختاری و کانال های روانکاری را فراهم کنند.
· ساخت سلاح
همانطور که قبلا ذکر شد، حفاری با تفنگ در ساخت لوله های تفنگ از جایی که نام خود را گرفته است، استفاده می شد. تا به امروز، حفاری با اسلحه تکنیکی است که برای ساخت لوله های تفنگ های دستی مانند تفنگ و تفنگ ساچمه ای استفاده می شود. همچنین از ساخت گلوله های توپخانه و مهمات و همچنین قطعات راکت استفاده می کند.
· تجهیزات پزشکی
ابزارهای جراحی مانند سوزن های بیوپسی و ابزارهای آندوسکوپی از سوراخ کردن با تفنگ برای ایجاد سوراخ های مستقیم و عمیق استفاده می کنند. شما همچنین از این روش در ساخت ایمپلنت های ارتوپدی که به کانال های توخالی برای قرار دادن در بدن نیاز دارند، استفاده می کنید.
· بخش انرژی
حفاری تفنگی سوراخ های عمیقی را برای تعادل ابزار و توزیع وزن در یقه های مته مورد استفاده در اکتشاف نفت ایجاد می کند. سیستم های هیدرولیک مانند منیفولدها و شیرها با استفاده از تجهیزات حفاری تفنگی ساخته می شوند. پره های توربین که با بخار یا گاز تغذیه می شوند از حفاری تفنگی برای اجرای گذرگاه ها برای دفع گرما استفاده می کنند.
· ساخت قالب و قالب
حفاری تفنگی در ایجاد کانال های خنک کننده بسیار دقیق در قالب ها برای خنک سازی یکنواخت و در نتیجه کاهش زمان چرخه مفید است. هنگامی که در ساخت قالب دقیق استفاده می شود، حفاری با تفنگ به طراحی قالب های مهر زنی و سایر فرآیندهای آهنگری کمک می کند.
· تجهیزات و ماشین آلات سنگین
کانال های سیال در سیلندرهای هیدرولیک مورد استفاده در ماشین آلات سنگین به این روش ساخته می شوند که دقت بالایی را به دست می آورند. علاوه بر این، دوک‌های ماشین‌ابزار از مسیرهای استوانه‌ای برای خنک‌سازی و روانکاری استفاده می‌کنند که توسط حفاری تفنگی ساخته شده‌اند.
سوالات متداول
1. تفاوت بین حفاری تفنگی و حفاری BTA چیست؟
حفاری با تفنگ و حفاری BTA (Boring and Trepanning Association) هر دو تکنیک های حفاری سوراخ عمیق هستند. با این وجود، حفاری تفنگی در ایجاد سوراخ هایی با عمق و قطر کمتر معمولاً بین 1 تا 50 میلی متر کاربرد معمولی دارد. حفاری BTA می تواند سوراخ هایی با قطرهای بزرگ معمولاً بیش از 50 میلی متر ایجاد کند.
2. یک مته تفنگ چقدر می تواند عمق داشته باشد؟
عوامل مختلفی بر حداکثر عمق قابل دستیابی با مته تفنگی مانند قطر سوراخ و نوع مواد تأثیر می‌گذارند. با این حال، یک مته تفنگی معمولاً می تواند نسبت طول به قطر بیش از 300:1 را بدست آورد. با این حال، هر چه قطر بیشتر باشد، نسبت طول به قطر کمتر است.
3. محدودیت حفاری تفنگی چیست؟
ما مزایای اصلی استفاده از حفاری با تفنگ را برای پروژه شما ذکر کرده ایم. با این حال، محدودیت های زیر کم نیست:
- در مقایسه با سایر روش‌های حفاری، حفاری با تفنگ نسبتاً کندتر است، به خصوص برای سوراخ‌های بزرگ‌تر که منجر به زمان چرخه طولانی‌تر می‌شود.
- حفاری تفنگی فقط با سوراخ هایی با قطر کوچک (بین 1 تا 50 میلی متر) قابل اجرا است و برای حفاری سوراخ هایی با قطر بسیار زیاد مناسب نیست.
- تخلیه تراشه به ویژه در اعماق بیشتر چالش برانگیز است که منجر به مشاهده افزایش سایش ابزار و پوشش ضعیف سطح می شود.
- طراحی باریک مته های تفنگ همراه با یک لبه برش، آنها را مستعد افزایش سایش و شکستگی احتمالی می کند. این امر به ویژه در اعماق زیاد و هنگام استفاده بر روی مواد سخت تر صادق است.
- راندمان حفاری هنگام استفاده بر روی مواد سخت تر یا سخت تر مانند فولادهای سخت شده و آلیاژهای فوق العاده کاهش می یابد.
- در حالی که قادر به دستیابی به نسبت عمق به قطر شدید، دستیابی به صافی، دقت و حذف تراشه بیش از 300:1 به طور فزاینده ای دشوار می شود.
4. تحمل حفاری با تفنگ چقدر است؟
دقت بالا یکی از مزایای اصلی حفاری تفنگ ایده آل است که در آن تلرانس های محکم و موقعیت دقیق سوراخ ها بسیار مهم است. در حالی که مواد قطعه کار و تنظیم دستگاه می تواند بر تحمل تأثیر بگذارد، حفاری با تفنگ می تواند تحمل ابعادی را به دست آورد. ±0.0008 اینچ تا 0.002 ± اینچ.
نتیجه
فرآیند حفاری با تفنگ یک تکنیک بسیار موثر در هنگام تجهیز سوراخ ها و کانال های با قطر کوچک با دقت و قوام بالا است. تطبیق پذیری آن به شما این امکان را می دهد که آن را در کارگاه خود برای پروژه های کوچک و در طبقات تولیدی بزرگ تا تلورانس های محدود اجرا کنید.
منابع مرتبط:
ماشین آلات حفاری – منبع: TSINFA
قطعات ماشین حفاری شعاعی – منبع: TSINFA
ماشین آلات حفاری و فرز – منبع: TSINFA
فرآیند حفاری – منبع: ویکی پدیا
تولید کنندگان ماشین آلات حفاری – منبع: TSINFA
