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管道在压力开孔刀切割管道表面前,需要定位孔来协助圆周切割动作。这就像你想在图纸上画一个圆形的规则,但你需要在纸上扎一张纸来固定规则,而压力开孔刀就像规则上的普通铅芯。
虽然这个比喻不能充分解释压力开孔的切割过程,但定位孔的作用更合适。
中心定位钻在管道带压开孔的切割加工中起着重要作用。不仅要钻管壁,还要承受带压开孔刀切管壁时管道的反作用力。中心定位钻的整体材料,需要一定的强度和耐磨性。
在中心定位加工中,定位钻头加工约占机械加工量的1/3。其中,钻头成型约占22%~25%,其余刀片槽加工约占11%~13%。管道钻孔的刀具有很多种,可分为两类:一类是在实心材料上加工出孔的刀具,如麻花钻、扁钻、深孔钻等;另一种是对工件现有孔进行再加工的刀具,如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
实际的带压开孔操作并不是指管道钻孔的单一动作,重要的是在整个过程中实现现有管道压力开孔成功后的整体密封。这将在后续的文章中解释。
根据管道材料和开孔性质,中心定位钻分为直柄、麻花钻等。其中,麻花钻通常由手柄、颈部和工作部分组成,工作部分由导向部分和切割部分组成。
带压开孔作业时,当中心定位钻进行管道作业时,一般角度为垂直管道与管道中心线重叠的加工路线。当管壁较厚或在管道蒙板上进行带压开孔时,钻头磨损严重,钻头排屑困难。中心定位钻的目的是准确加工这些孔,达到良好的重复定位精度、表面光滑度和良好的经济性。
解决厚壁管钻孔处理的三个主要问题:排出钻屑,不得过度磨损,降低冷却时的高温磨损,较大限度地减少管壁周期。一般来说,我们习惯于将中心定位钻孔处理直径与管壁厚度的比例大于或等于5:3。
合金管、硬化碳钢等管道材料形成小钻屑,可通过钻槽轻松排出,但其材料本身具有较高的粘度和硬度特性,使中心定位钻头材料选择更好的加工材料,实现有效切割,减少磨损。不锈钢、普通碳钢管形成长带钻屑,增加要求我们在压力开孔操作和钻生产过程中,控制钻屑尺寸和形状的方法是采用特殊的加工周期。
钻孔加工与刀的结合可以破碎钻屑,使其断裂足以从钻槽中排出,不会造成表面损坏,有效避免钻头过早磨损。