為什么管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)還未完成，鉆頭已經(jīng)失效？

管道在帶壓開(kāi)孔刀切削管道表面前，是需要進(jìn)行定位孔來(lái)輔助做圓周切削動(dòng)作的。這就好比你想用圓規(guī)在圖紙上畫一個(gè)圓形出來(lái)，但需要圓規(guī)尖先在紙上扎透紙張使圓規(guī)固定下來(lái)，而帶壓開(kāi)孔刀好比是圓規(guī)上的素鉛芯。這個(gè)比喻雖然不能全面解釋帶壓開(kāi)孔的切削過(guò)程，但作為定位的定位孔作用還是比較貼切的。

中心定位鉆在管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)的切削加工中占有重要地位，不僅要進(jìn)行鉆透管道壁作業(yè)，并且還要承受帶壓開(kāi)孔刀切削管道壁時(shí)管道的反作用力。中心定位鉆的整體材質(zhì)是需要一定的強(qiáng)度以及耐磨度。

中心定位的加工中定位鉆鉆頭加工約占機(jī)械加工量的1/3。其中鉆頭成形約占22%～25%，其余刀片槽加工約占11%～13%。 而管道鉆孔的的刀具種類很多，按其用途可分為兩類：一類是在實(shí)心材料上加工出孔的刀具，如麻花鉆、扁鉆、深孔鉆等；另一類是對(duì)工件已有孔進(jìn)行再加工的刀具，如擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀等。

而實(shí)際的帶壓開(kāi)孔作業(yè)并不是指管道的鉆孔的單一動(dòng)作，重要的是要在整個(gè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)在承受現(xiàn)有管道壓力的條件開(kāi)孔成功后的整體密封的結(jié)果。這將在后續(xù)的文章中進(jìn)行講解。

中心定位鉆頭根據(jù)管道材質(zhì)及開(kāi)孔性質(zhì)不同分為直柄、麻花鉆頭等，其中麻花鉆通常由柄部、頸部、工作部分組成，其中工作部分又由導(dǎo)向部分、切削部分組成。

麻花式中心定位鉆由六個(gè)刀面、五條刃組成：包括兩個(gè)前刀面、兩個(gè)后刀面、兩個(gè)副后面，兩條主切削刃、兩條副切削刃、一條橫刃，即“一尖三刃”。

在進(jìn)行薄板類管道進(jìn)行帶壓開(kāi)孔作業(yè)時(shí)，用普通的麻花鉆進(jìn)行打孔，會(huì)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)，切削困難，同時(shí)薄板會(huì)出現(xiàn)凹陷，加工后孔的反面會(huì)有較大的毛刺，所以在這種情況下，我們采用點(diǎn)接觸的鉆頭進(jìn)行滑削，這就是滑鉆類麻花中心定位鉆。

帶壓開(kāi)孔作業(yè)時(shí)，中心定位鉆對(duì)管道進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一般角度為垂直管道與管道中心線重合的加工路線，當(dāng)管道壁較厚或在管道蒙板上進(jìn)行帶壓開(kāi)孔時(shí)，則會(huì)遇到鉆孔時(shí)鉆頭磨損嚴(yán)重、鉆孔排屑等困難。中心定位鉆實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)在于精確地加工出這些孔，并達(dá)到良好的重復(fù)定位精度和表面光滑程度以及良好的經(jīng)濟(jì)性。

解決厚壁管道鉆孔加工的三個(gè)主要問(wèn)題：排出鉆屑且不能使鉆頭過(guò)度磨損；當(dāng)無(wú)法采用任何冷卻方式來(lái)降低鉆頭冷卻時(shí)高溫磨損 ；以及使中心定鉆頭鉆透管道壁的周期最小化。通常來(lái)說(shuō)，我們習(xí)慣上將中心定位鉆加工直徑與管道壁厚度之比大于等于5:3的情況認(rèn)為是管道特殊帶壓開(kāi)孔作業(yè)。

合金管道及硬化碳鋼等管道材料形成了細(xì)小的鉆屑，且能夠通過(guò)鉆槽容易地排出，但其材料本身具有較高的黏性及硬度特性，使中心定位鉆鉆頭材料選用更好的加工材料才能夠?qū)崿F(xiàn)有效切削和降低磨損。而不銹鋼、普通碳鋼管道卻形成長(zhǎng)的帶狀鉆屑，增需要我們?cè)趲洪_(kāi)孔作業(yè)中和鉆頭的生產(chǎn)過(guò)程中控制鉆屑尺寸和形狀的方法是采用特殊的加工周期。鉆孔加工與退刀相結(jié)合可以破碎鉆屑，令其斷裂后足以從鉆槽排出，并且不會(huì)造成表面的損傷，實(shí)現(xiàn)有效避免鉆頭的過(guò)早磨損。

帶壓開(kāi)孔作業(yè)過(guò)程中，中心定位鉆進(jìn)行管道壁鉆削過(guò)程中，鉆屑必須足夠小才能從鉆槽中排出。而其中長(zhǎng)的帶狀鉆屑可以破壞表面精度并造成過(guò)早的刀具磨損與斷裂。因此，中心定位鉆的鉆頭在生產(chǎn)過(guò)程中要嚴(yán)格按照《先鋒管道帶壓開(kāi)孔生產(chǎn)規(guī)范》中7.2.7條款所規(guī)定的圖紙及鉆頭材料生產(chǎn)才能保證其在鉆孔過(guò)程中能夠有效避免產(chǎn)生帶狀鉆屑并能夠在1.5-3mm自動(dòng)斷屑功能。穩(wěn)固的帶壓開(kāi)孔鉆桿及密封軸等設(shè)備結(jié)構(gòu)具有良好的減震性能以及很小的軸向跳動(dòng)是獲取管道鉆孔加工精度、重復(fù)定位精度及表面粗糙度所必需的。

鉆頭的幾何形狀對(duì)成功進(jìn)行厚壁管鉆孔是一個(gè)關(guān)鍵因素。鉆槽的尺寸與空間影響鉆屑的排出。例如，中心定位鉆上開(kāi)放的凹槽使鉆屑能夠向上流動(dòng)并從孔內(nèi)容易排出，但在孔的底部如果沒(méi)有液流，開(kāi)放凹槽設(shè)計(jì)也會(huì)遭受鉆屑堵塞和鉆的斷裂。此時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)退刀，以免在鉆孔時(shí)使鉆頭受損。

中心定位鉆頭在帶壓開(kāi)孔作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的切削熱，鉆頭的鉆心處由于切削角度較小并且是始終保持切入加工件的最前沿，承受的軸向力占到57%左右，鉆頭切削管道壁過(guò)程產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出，是整個(gè)鉆頭溫度最高的部分。鉆心和鉆頭刃部紅色區(qū)域的溫度為最高，而鉆心橫刃處熱度最為集中，因此在中心定位鉆設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著力改善鉆尖角度可以適當(dāng)提高鉆孔效率及鉆頭的使用壽命。