帶壓開孔定位鉆設(shè)計(jì)方案

帶壓開孔機(jī)所用的中心定位鉆頭俗稱開孔鉆頭，是由絲柄、緊固限臺、鉆頭導(dǎo)向桿、鉆頭柄、U型卡環(huán)、排屑槽、硬質(zhì)合金刀頭等組成。帶壓開孔鉆頭主要的作用是先于套刀切削管道壁之前鉆透管道，使套刀切削時更加穩(wěn)固，提供中心定位點(diǎn)作用；另外，中心定位鉆所具有的U型卡環(huán)是保證管道壁被套刀切透后，由于U型卡環(huán)卡住管道壁，使之不掉入管道之中，而是保證其隨鉆頭一并帶出的作用。

在帶壓開孔工程施工作業(yè)中，帶壓開孔機(jī)上的中心定位鉆頭前角由中心軸線至外緣越來越大，越接近外圓部分鉆頭的切削速度越高，向中心切削速度遞減，鉆頭的旋轉(zhuǎn)中心切削速度為零。中心定位鉆通常有兩個主切削刃，加工時，鉆頭在回轉(zhuǎn)時，同時進(jìn)行切削。

中心定位鉆的鉆頭橫刃位于回轉(zhuǎn)中心軸線附近，橫刃的副前角較大，無容屑空間，切削速度低，因而會產(chǎn)生較大的軸向抗力。因此在實(shí)際的生產(chǎn)中，中心定位鉆的中心軸線附近切削刃按《先鋒管道帶壓開孔鉆生產(chǎn)流程》TJXF-SC03中3.4.1條款適當(dāng)調(diào)整切削角度（具體角度可參照《流程》附件3表中參閱不同口徑中心定位鉆角度表格），即可減小管道壁的切削抗力，顯著提高對管道的鉆削性能，加強(qiáng)了耐磨程度和減少了管道表面的軸向抗力。

根據(jù)帶壓開孔作業(yè)時的管道材料、介質(zhì)及口徑的不同，中心定位鉆的鉆頭制作可分為很多種類，例如：高速鋼鉆頭（麻花鉆、扁鉆等）、整體硬質(zhì)合金鉆頭和分布式可換頭鉆頭等。

1.中心定位鉆的斷屑與排屑

帶壓開孔時中心定位鉆頭的初期切削，是在管道壁上刀刃所觸及空間狹窄的孔中進(jìn)行，切屑必須經(jīng)鉆頭刃邊排出，因此切屑形狀對定位鉆頭的切削性能影響很大。不同的中心定位鉆所產(chǎn)生的切屑形狀不同，常見的切屑形狀有片狀屑、管狀屑、針狀屑、錐形螺旋屑、帶狀屑、扇形屑、粉狀屑等。粉狀屑一般表現(xiàn)在合金鋼管的切削作業(yè)中，例如：美標(biāo)X系列管道。

1.1中心定位鉆對管道壁鉆削加工的切屑控制

當(dāng)帶壓開孔機(jī)的中心定位鉆在鉆透管道壁時所產(chǎn)生的切屑形狀不適當(dāng)時，將產(chǎn)生以下問題：

a.細(xì)微切屑阻塞刀刃，影響帶壓開孔時的鉆孔進(jìn)度，造成較大熱量，并可能使鉆頭形成崩刀，更進(jìn)一步加重刀具磨損，降低鉆頭的使用壽命，甚至使鉆頭折斷（如粉狀屑、扇形屑等）；

b.帶壓開孔機(jī)在帶壓開孔施工中金屬材質(zhì)的管道很少產(chǎn)生長切屑。長切屑的形成主要體現(xiàn)在PE管道的開孔作業(yè)中。長切屑纏繞鉆頭，妨礙作業(yè)，如進(jìn)入開孔中會引起熱熔現(xiàn)象，粘度增大，增加了液壓泵站功率的耗損，并可能使中心定位鉆頭折損無法切削作業(yè)（如螺旋屑、帶狀屑等）。

1.2解決切屑形狀不適當(dāng)?shù)膯栴}：

a.可分別或聯(lián)合液壓泵站采用增大進(jìn)給量、進(jìn)刀總成實(shí)施斷續(xù)進(jìn)給、帶壓開孔前修磨橫刃、等方法改善斷屑和排屑效果，消除因中心定位鉆切削管道壁形成的不正常切屑引起的問題。

b.可使用專業(yè)的斷屑鉆頭打孔。例如：在鉆頭的溝槽中增加設(shè)計(jì)的斷屑刃將切屑打斷成為更容易清除的碎屑。碎屑順暢地沿著刀刃排除，不會發(fā)生在孔內(nèi)堵塞的現(xiàn)象。因而先鋒管道新型斷屑鉆可以獲得比傳統(tǒng)中心定位鉆頭流暢許多的切削效果。

同時短碎的鐵屑更容易排出切削工作區(qū)，進(jìn)一步改善了加工過程中的散熱效果和切削性能。而且新增的斷屑刃貫穿鉆頭的整個溝槽，經(jīng)過多次修磨之后依然能夠保持其形狀和功能。除上述功能改善外，值得一提的是在中心定位鉆的生產(chǎn)制造中強(qiáng)化了鉆體的剛性，顯著地增加了單次修磨前鉆孔的數(shù)量。

綜上所述，帶壓開孔作業(yè)中，中心定位鉆不只是簡單地實(shí)現(xiàn)定位功能，其中還要解決其在切削管道壁時所形成的不規(guī)則的切屑問題，從而使帶壓開孔機(jī)鉆頭能夠輕松應(yīng)對各種管道材料并順利地進(jìn)行帶壓開孔作業(yè)。