帶壓開(kāi)孔切屑分析可有效促進(jìn)刀具改進(jìn)

在管道進(jìn)行帶壓開(kāi)孔作業(yè)中，帶壓開(kāi)孔機(jī)鉆桿轉(zhuǎn)速、切削進(jìn)給量以及刀具刀齒切削密度是影響帶壓開(kāi)孔作業(yè)的三大要素。帶壓開(kāi)孔刀具新材料的使用，一定要在相同的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給量的前提下來(lái)衡量帶壓開(kāi)孔刀具的切削效果。在帶壓開(kāi)孔的刀具測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，可采用非密封式測(cè)驗(yàn)，用以開(kāi)放式近距觀(guān)察切削狀況?？墒褂梦⒕嘞鄼C(jī)對(duì)切削的過(guò)程進(jìn)行拍攝以便形成視頻資料來(lái)進(jìn)行比較，挑選出適合解決方案和開(kāi)孔刀具型構(gòu)。

在切削的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，管道的不同材質(zhì)有不同的切屑形成過(guò)程。帶壓開(kāi)孔刀在管道表面劃過(guò)后，有的切屑形成螺卷狀，但距離短，到一定長(zhǎng)度時(shí)自行折斷；有的切屑折斷成C形、6字形；有的碎成針狀或小片，在帶壓開(kāi)孔機(jī)底座內(nèi)的空間飛濺；但沒(méi)有長(zhǎng)切屑圍繞于鉆頭及鉆桿形成危險(xiǎn)，這是因?yàn)閳A形的帶壓開(kāi)孔刀在管道上切削的行程及切削角度而決定的，最長(zhǎng)的切削長(zhǎng)度為管道厚度的1.7倍。分析一些不良的排屑狀態(tài)會(huì)改善帶壓開(kāi)孔機(jī)對(duì)管道切削性能，從而整體提高帶壓開(kāi)孔機(jī)的作業(yè)效率。

1.影響帶壓開(kāi)機(jī)切屑的因素

1.1 管道材料

ISO標(biāo)準(zhǔn)金屬材料分為6種不同的類(lèi)型組，每種類(lèi)型在可加工性方面都具有獨(dú)特的特性，金屬材料分為6大類(lèi)：P-鋼、M-不銹鋼、K-鑄鐵、N-有色金屬、S-耐熱合金、H-淬硬鋼。其中作為管道材料中，S及H系列很少用到，這里就不再詳細(xì)講述。

管道材料的組成以及合金元素、硬度、熱處理狀態(tài)等會(huì)影響帶壓開(kāi)孔刀在切削管道時(shí)的切屑厚度及切屑卷曲度。軟鋼比硬鋼形成切屑厚度較大；硬鋼比軟鋼不易卷曲，且切屑呈藍(lán)色，不易卷曲切屑的厚度??；但當(dāng)被切削的管道軟鋼材料切屑厚度太大時(shí)，切屑也不產(chǎn)生卷曲現(xiàn)象。同時(shí)管道的通徑型號(hào)也是一個(gè)重要影響因素。

1.2帶壓開(kāi)孔刀具切削區(qū)幾何參數(shù)

合理的刀具切削區(qū)幾何參數(shù)是提高管道表面切屑形成的可控性及斷屑的可靠性最常用的方法。帶壓開(kāi)孔刀具的前角與切屑厚度成反比，也就是說(shuō)前角的角度越大，其切屑越薄，而且對(duì)于不同的被切削管道材料都存在最佳值，按照《先鋒管道帶壓開(kāi)孔生產(chǎn)規(guī)程》中附表六TJXFGD-6.2中所列各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

帶壓開(kāi)孔刀具的主偏角直接影響管道切屑厚度與寬度，主偏角大，則會(huì)使帶壓開(kāi)孔刀具的刀齒容易斷屑，而刀尖的圓弧半徑關(guān)系到切屑厚度與寬度以及流屑方向，一般來(lái)說(shuō)，帶壓開(kāi)孔刀的直徑越大，越適宜用大的半徑。

而帶壓開(kāi)孔刀的刀齒排列應(yīng)選用奇偶規(guī)則。為保證切削管道時(shí)管道壁為光滑且無(wú)毛刺的平整界面時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持刀齒的奇數(shù)性排列；但為了減少管道切削時(shí)的震動(dòng)應(yīng)當(dāng)盡量選擇偶數(shù)性排列。因此，在數(shù)量有限的小口徑帶壓開(kāi)孔刀制作時(shí)，震動(dòng)帶來(lái)的影響可以忽略不計(jì)，從而達(dá)到最佳的平面刀削效果。

2.帶壓開(kāi)孔進(jìn)給量

管道的帶壓開(kāi)孔切削量影響較大的是進(jìn)給量、背吃刀量，而帶壓開(kāi)孔機(jī)的切削速度在常規(guī)帶壓開(kāi)孔作業(yè)中對(duì)切屑的形成影響最小。進(jìn)給量與切屑厚度成正比；背吃刀量與切屑寬度成正比；帶壓開(kāi)孔機(jī)的切削速度與切屑厚度滿(mǎn)足反比理論，即帶壓開(kāi)孔機(jī)鉆桿轉(zhuǎn)速的提高，帶動(dòng)了帶壓開(kāi)孔刀的切削速度，而使得切屑范圍變窄。為保證良好的切削效果，在高轉(zhuǎn)速的帶壓開(kāi)孔刀切削時(shí)，應(yīng)減少進(jìn)給量，從而減少刀具磨損和良好切削效率。

3.帶壓開(kāi)孔機(jī)刀切削過(guò)程中的冷卻潤(rùn)滑狀態(tài)

在實(shí)際的帶壓開(kāi)孔作業(yè)中，帶壓開(kāi)孔刀進(jìn)行管道表面切削作業(yè)時(shí)幾乎沒(méi)有條件進(jìn)行潤(rùn)滑。在自來(lái)水、冷卻水、循環(huán)水等介質(zhì)管道作業(yè)中，水介質(zhì)可以有效對(duì)帶壓開(kāi)孔刀進(jìn)行冷卻，刀具在切削管道壁形成的局部高溫?zé)崃亢苋菀妆唤橘|(zhì)帶走，使刀具磨損減少，并且有效斷屑范圍變寬，特別表現(xiàn)于小進(jìn)給斷屑易卷曲。

而介質(zhì)為油或氣的介質(zhì)管道在進(jìn)行切削時(shí)，帶壓開(kāi)孔刀工作于既無(wú)潤(rùn)滑也無(wú)冷卻條件，在帶壓開(kāi)孔刀齒的切削下，應(yīng)當(dāng)使切屑形成細(xì)小且均勻的顆粒，以達(dá)到快速散熱和有效排屑。

總之，管道的帶壓開(kāi)孔作業(yè)中，帶壓開(kāi)孔切屑的形成具有一定的規(guī)律性，按照不同管道材質(zhì)、口徑來(lái)進(jìn)行帶壓開(kāi)孔刀具的細(xì)分制作，并且應(yīng)當(dāng)結(jié)合帶壓開(kāi)孔機(jī)鉆桿轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給量來(lái)達(dá)到高效快速的帶壓開(kāi)孔作業(yè)。

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