帶壓開(kāi)孔機(jī)所用的中心定位鉆頭俗稱(chēng)開(kāi)孔鉆頭,是由絲柄、緊固限臺(tái)、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(kāi)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(shí)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(kāi)孔工程施工作業(yè)中,帶壓開(kāi)孔機(jī)上的中心定位鉆頭前角由中心軸線至外緣越來(lái)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(gè)主切削刃,加工時(shí),鉆頭在回轉(zhuǎn)時(shí),同時(shí)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(wú)容屑空間,切削速度低,因而會(huì)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(kāi)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(duì)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(kāi)孔作業(yè)時(shí)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(lèi),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(kāi)孔時(shí)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(duì)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(jiàn)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(duì)管道壁鉆削加工的切屑控制
當(dāng)帶壓開(kāi)孔機(jī)的中心定位鉆在鉆透管道壁時(shí)所產(chǎn)生的切屑形狀不適當(dāng)時(shí),將產(chǎn)生以下問(wèn)題:
a.細(xì)微切屑阻塞刀刃,影響帶壓開(kāi)孔時(shí)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(kāi)孔機(jī)在帶壓開(kāi)孔施工中金屬材質(zhì)的管道很少產(chǎn)生長(zhǎng)切屑。長(zhǎng)切屑的形成主要體現(xiàn)在PE管道的開(kāi)孔作業(yè)中。長(zhǎng)切屑纏繞鉆頭,妨礙作業(yè),如進(jìn)入開(kāi)孔中會(huì)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(wú)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?wèn)題:
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(kāi)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(wèn)題。
b.可使用專(zhuān)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(huì)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(shí)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(guò)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(gè)溝槽,經(jīng)過(guò)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(kāi)孔作業(yè)中,中心定位鉆不只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)定位功能,其中還要解決其在切削管道壁時(shí)所形成的不規(guī)則的切屑問(wèn)題,從而使帶壓開(kāi)孔機(jī)鉆頭能夠輕松應(yīng)對(duì)各種管道材料并順利地進(jìn)行帶壓開(kāi)孔作業(yè)。