Wiercenie głębokie

Precyzyjna obróbka długich otworów

Wiercenie głębokie jest specjalistycznym procesem obróbki skrawaniem przeznaczonym do wykonywania otworów o znacznej głębokości w stosunku do ich średnicy.

Technologia znajduje zastosowanie przede wszystkim w produkcji elementów, w których wymagane jest wykonanie długiego, prawidłowo prowadzonego otworu przy zachowaniu odpowiedniej dokładności wymiarowej i geometrycznej.

W odróżnieniu od klasycznego wiercenia proces wiercenia głębokiego wymaga odpowiednio dobranego systemu narzędziowego, skutecznego doprowadzania cieczy chłodząco-smarującej do strefy skrawania oraz ciągłego odprowadzania wiórów z wnętrza wykonywanego otworu.

W JURGAL realizujemy wiercenie głębokie otworów o średnicach od Ø 30 do Ø 385 mm i długości do 6000 mm, a w przypadku indywidualnie uzgodnionych realizacji również do 9000 mm. Dla średnic od Ø 250 mm istnieje możliwość zastosowania metody trepanacyjnej.

Co to jest wiercenie głębokie?

Za wiercenie głębokie przyjmuje się zazwyczaj wykonywanie otworów, których głębokość jest co najmniej kilkukrotnie większa od ich średnicy, a w praktyce przemysłowej często przekracza stosunek długości do średnicy wynoszący 10:1.

Wraz ze wzrostem długości otworu zwiększają się wymagania dotyczące stabilności narzędzia, jego prowadzenia, usuwania wiórów oraz chłodzenia strefy skrawania. Z tego względu stosuje się wyspecjalizowane technologie umożliwiające kontrolowane prowadzenie procesu na znacznej głębokości.

Prawidłowo zaprojektowane wiercenie głębokie pozwala wykonywać zarówno otwory przelotowe, jak i nieprzelotowe, w elementach o znacznych gabarytach i zróżnicowanej geometrii.

Metody wiercenia głębokiego

Dobór technologii wiercenia głębokiego zależy między innymi od średnicy oraz długości otworu, rodzaju materiału, geometrii detalu, wymaganej dokładności oraz możliwości jego zamocowania.

Do najważniejszych metod należą:

Wiercenie lufowe – Gundrilling

Wiercenie lufowe jest metodą wykorzystującą specjalistyczne narzędzie najczęściej wyposażone w pojedynczą efektywną krawędź skrawającą oraz elementy prowadzące.

Ciecz chłodząco-smarująca doprowadzana jest wewnętrznym kanałem narzędzia bezpośrednio do strefy skrawania. Wióry są następnie odprowadzane na zewnątrz otworu specjalnym rowkiem znajdującym się wzdłuż narzędzia.

Technologia ta umożliwia wykonywanie długich otworów przy zachowaniu dobrej kontroli przebiegu ich osi oraz stabilności procesu.

Wiercenie BTA / STS

System BTA, określany również jako STS – Single Tube System, jest jedną z podstawowych technologii przemysłowego wiercenia głębokiego.

Ciecz chłodząco-smarująca doprowadzana jest do strefy skrawania po zewnętrznej stronie żerdzi wiertarskiej, natomiast wióry wraz z cieczą odprowadzane są wewnętrznym kanałem narzędzia.

Rozwiązanie to zapewnia efektywne usuwanie wiórów i znajduje zastosowanie przede wszystkim podczas wykonywania otworów o większych średnicach oraz znacznych długościach.

System Ejector

System Ejector wykorzystuje układ dwóch współosiowych rur.

Ciecz chłodząco-smarująca kierowana jest w stronę narzędzia przestrzenią pomiędzy rurą zewnętrzną i wewnętrzną, a następnie wraz z wiórami odprowadzana jest wewnętrznym kanałem systemu.

Rozwiązanie umożliwia stabilną realizację procesu wiercenia głębokiego przy skutecznym odprowadzaniu produktów skrawania.

Zakres wiercenia głębokiego JURGAL

Wykonujemy wiercenie głębokie w zakresie:

• Średnica otworu: Ø 30–385 mm
• Wiercenie metodą trepanacyjną: od Ø 250 mm
• Długość wiercenia: do 6000 mm
• Realizacje specjalne: długość wiercenia do 9000 mm

Możliwość wykonania konkretnego detalu jest każdorazowo analizowana indywidualnie z uwzględnieniem jego geometrii, materiału, wymaganej średnicy i długości otworu, sposobu mocowania oraz wymagań dotyczących dokładności obróbki.

Zastosowanie wiercenia głębokiego

Wiercenie głębokie stosowane jest podczas produkcji oraz regeneracji elementów wymagających wykonania długich kanałów wewnętrznych.

Technologia umożliwia wykonywanie między innymi:

• otworów osiowych w wałach i wałkach,
• kanałów olejowych,
• kanałów chłodzących,
• kanałów technologicznych,
• otworów w elementach hydraulicznych,
• otworów w cylindrach i tulejach,
• otworów w korpusach maszyn,
• otworów w elementach przekładni,
• kanałów w formach i narzędziach,
• otworów w elementach maszyn ciężkich,
• otworów w częściach wykorzystywanych w energetyce,
• otworów w elementach stosowanych w przemyśle lotniczym, maszynowym i wydobywczym.

Proces znajduje zastosowanie zarówno w produkcji jednostkowej, jak i seryjnej.

Gdzie stosuje się wiercenie głębokie?

Technologia wiercenia głębokiego wykorzystywana jest przede wszystkim w gałęziach przemysłu, w których produkowane są elementy wymagające wykonywania długich i precyzyjnie prowadzonych otworów.

Najważniejsze obszary zastosowania to:

• przemysł maszynowy,
• przemysł ciężki,
• hydraulika siłowa,
• motoryzacja,
• przemysł lotniczy,
• energetyka,
• przemysł wydobywczy,
• przemysł naftowy i gazowy,
• przemysł narzędziowy,
• produkcja form,
• produkcja wałów i wałków,
• produkcja elementów układów napędowych,
• produkcja specjalistycznych części maszyn.

Jakie materiały można poddawać wierceniu głębokiemu?

Technologia umożliwia obróbkę szerokiej grupy materiałów metalowych.

Wierceniu głębokiemu mogą być poddawane między innymi:

• stale konstrukcyjne,
• stale stopowe,
• stale o podwyższonej i wysokiej wytrzymałości,
• stale nierdzewne,
• stale narzędziowe,
• stale utwardzane wydzieleniowo,
• stale typu Maraging,
• żeliwa,
• stopy aluminium,
• stopy tytanu,
• stopy niklu,
• nadstopy niklu,
• materiały typu Inconel,
• inne specjalistyczne materiały konstrukcyjne stosowane w przemyśle.

Możliwość wykonania otworu zależy od właściwości konkretnego materiału, jego twardości, wytrzymałości, skrawalności oraz stanu po wcześniejszych procesach technologicznych lub obróbce cieplnej.

Właściwości materiału mają również bezpośredni wpływ na dobór narzędzia, geometrii ostrza, parametrów skrawania oraz warunków chłodzenia.

Jak należy przygotować detal do wiercenia głębokiego?

Prawidłowe przygotowanie przedmiotu obrabianego ma istotne znaczenie dla stabilności procesu oraz końcowej jakości wykonywanego otworu.

Przed rozpoczęciem obróbki należy określić przede wszystkim:

• gatunek materiału,
• stan materiału i ewentualną obróbkę cieplną,
• średnicę otworu,
• długość lub głębokość wiercenia,
• położenie osi otworu,
• wymagane tolerancje wymiarowe,
• wymagania geometryczne,
• wymagania dotyczące powierzchni otworu,
• sposób dalszej obróbki detalu.

Detal powinien umożliwiać stabilne i powtarzalne zamocowanie oraz prawidłowe bazowanie względem projektowanej osi otworu.

W zależności od zastosowanej technologii może być również konieczne przygotowanie powierzchni wejściowej, wykonanie otworu pilotowego lub zapewnienie właściwego prowadzenia narzędzia.

Sposób przygotowania detalu powinien być każdorazowo dostosowany do konkretnego elementu oraz planowanego procesu technologicznego.

Zalety wiercenia głębokiego

Wiercenie głębokie umożliwia wykonywanie otworów, których realizacja za pomocą klasycznego wiercenia byłaby utrudniona, mało stabilna lub technologicznie nieuzasadniona.

Do najważniejszych zalet procesu należą:

• możliwość wykonywania bardzo długich otworów,
• możliwość uzyskania dużego stosunku długości otworu do jego średnicy,
• kontrolowane prowadzenie osi otworu,
• stabilny przebieg procesu skrawania,
• skuteczne odprowadzanie wiórów ze znacznych głębokości,
• bezpośrednie doprowadzanie cieczy chłodząco-smarującej do strefy obróbki,
• możliwość wykonywania otworów w elementach o dużych gabarytach,
• możliwość obróbki szerokiej grupy materiałów,
• możliwość wykonywania zarówno otworów przelotowych, jak i nieprzelotowych,
• możliwość przygotowania otworu do dalszej dokładnościowej obróbki,
• ograniczenie liczby dodatkowych operacji technologicznych w odpowiednio zaprojektowanym procesie.

Co daje proces wiercenia głębokiego?

Wiercenie głębokie pozwala przede wszystkim na kontrolowane wykonanie długiego otworu wewnętrznego przy jednoczesnym zapewnieniu skutecznego chłodzenia strefy skrawania i ciągłego odprowadzania wiórów.

Odpowiednio dobrany proces umożliwia:

• uzyskanie wymaganej średnicy otworu,
• zachowanie prawidłowego przebiegu jego osi,
• ograniczenie odchyłek geometrycznych,
• uzyskanie powtarzalnych parametrów obróbki,
• wykonanie otworów o znacznej długości,
• przygotowanie powierzchni do dalszych procesów wykańczających.

Jeżeli wymagania dotyczące dokładności wymiarowej, kształtowej lub jakości powierzchni są wyższe niż możliwe do uzyskania bezpośrednio w procesie wiercenia, otwór może zostać poddany kolejnym operacjom technologicznym, takim jak wytaczanie lub honowanie.

Pozwala to zbudować kompletny proces technologiczny: od wykonania otworu w materiale pełnym, poprzez obróbkę dokładnościową, aż do uzyskania wymaganych parametrów geometrycznych i powierzchniowych.

Wiercenie głębokie w JURGAL

JURGAL wykonuje specjalistyczną obróbkę długich otworów w elementach przemysłowych i maszynowych.

Dysponowane możliwości technologiczne pozwalają realizować wiercenie w zakresie średnic Ø 30–385 mm oraz długości do 6000 mm, a dla indywidualnie uzgodnionych zleceń również do 9000 mm.

Dla otworów o średnicy od Ø 250 mm możliwe jest zastosowanie metody trepanacyjnej.

Każde zlecenie analizowane jest indywidualnie pod względem geometrii detalu, materiału, średnicy i długości otworu, wymagań jakościowych oraz kolejnych operacji obróbkowych.

Połączenie wiercenia głębokiego z możliwościami JURGAL w zakresie wytaczania, honowania oraz pozostałych procesów mechaniki precyzyjnej umożliwia realizację kompleksowej obróbki wymagających elementów przemysłowych.