Les pistolets de forage, les systèmes BTA et les perceuses à aspiration à jet sont trois technologies courantes de traitement des trous profonds. Ils résolvent les problèmes d'élimination des copeaux et de refroidissement que les forets ordinaires ne peuvent pas résoudre. Cependant, leurs principes de mise en œuvre et leurs champs d’application sont très différents.
1. Système de forage à pistolet - Traitement des trous profonds pour l'élimination des copeaux externes
Principe de fonctionnement : la perceuse à pistolet est un outil en carbure monobloc qui ressemble à une balle de pistolet. Un fluide de coupe à haute pression (environ 2 à 10 MPa) est injecté de force à travers le canal creux à l'intérieur de la tige de forage jusqu'au bord de coupe à l'extrémité avant de la tête de forage pour le refroidissement et la lubrification. Ensuite, les copeaux sont expulsés le long de l'espace annulaire entre la rainure externe de réception des copeaux en forme de V de la tige de forage et la paroi du trou déjà usinée dans le sens inverse. "Entrée interne et sortie externe" est sa caractéristique principale. Avantages :
Haute précision : les dimensions des trous traités peuvent atteindre le grade IT7-IT9, avec une bonne rectitude et une rugosité de surface de valeur Ra allant de 0,8 à 3,2 μm.
Large plage de diamètres de trous : il est parfaitement adapté au traitement de trous profonds de petit diamètre. La plage de traitement typique va de φ1,5 mm à φ40 mm, avec un rapport profondeur/diamètre allant jusqu'à 100:1.
Bonne qualité de surface : coupe à un seul bord, avec une force asymétrique mais équilibrée par la bande de guidage, le processus de traitement est fluide.
Inconvénients :
Canal d'évacuation des copeaux limité : les copeaux doivent être évacués depuis la rainure limitée en forme de V à l'extérieur de la tige de forage. Par conséquent, les exigences en matière de bris de copeaux sont extrêmement élevées et ne conviennent pas au traitement de matériaux ductiles qui ont tendance à former de longs copeaux en forme de ruban.
Efficacité inférieure : la coupe à un seul tranchant et la capacité limitée d'évacuation des copeaux entraînent une vitesse d'avance relativement lente.
Scénarios d'application : largement utilisé dans le traitement de trous profonds de diamètres moyens et petits, de haute précision et de rendement élevé, tels que les trous d'huile de pulvérisation dans la pompe à huile et la buse d'huile, les canaux d'écoulement dans les blocs de vannes hydrauliques, les dispositifs médicaux, les trous d'eau de refroidissement des moules, etc.
II. Système BTA - Traitement interne des trous profonds par décharge de copeaux
Principe de fonctionnement : Le système BTA se compose d'un trépan, d'une tige de forage et d'un manchon de forage BTA dédié (distributeur d'huile). Un fluide de coupe à haute pression (environ 1 à 5 MPa) est injecté à travers le manchon de forage dans l'espace annulaire entre la tige de forage et la paroi du trou, s'écoule vers la tête du trépan, refroidit et lubrifie, puis évacue les copeaux de l'énorme canal creux à l'intérieur de la tige de forage dans le sens inverse. « Avance externe et décharge interne » est sa principale caractéristique. Avantages :
Le déchiquetage est fluide : le trou intérieur de la tige de forage est le seul canal d'évacuation des copeaux, avec suffisamment d'espace, capable de gérer diverses formes de copeaux, particulièrement adapté au traitement de matériaux durs tels que l'acier et l'acier allié.
Haute efficacité : il utilise principalement une coupe à plusieurs bords et permet une élimination en douceur des copeaux, permettant des vitesses d'avance plus élevées, ce qui entraîne un taux d'enlèvement de matière élevé.
Large gamme de diamètres d'alésage : il est principalement utilisé pour le traitement de trous profonds moyens et grands d'un diamètre de φ12 mm ou plus. Le rapport profondeur/diamètre est généralement inférieur à 100.
Inconvénients :
Système complexe : des porte-forets et des dispositifs d'étanchéité spéciaux BTA sont nécessaires, et la structure de la pièce doit permettre l'installation de porte-forets.
Investissement initial élevé : le coût des outils et équipements auxiliaires est relativement élevé.
Scénarios applicables : usinage grossier et semi-finition efficaces de trous profonds moyens et grands dans les grandes pièces d'arbre, les canons d'armes à feu, les équipements énergétiques (tels que les plaques tubulaires de chaudière), les tubes de vérins hydrauliques, etc.
III. Système de perçage à jet - Amélioration de l'élimination interne des copeaux
Principe de fonctionnement : Le perçage par jet est une version améliorée du BTA, utilisant également l'évacuation interne des copeaux. Sa particularité réside dans l'utilisation d'une structure de tube à double couche pour la tige de forage. Une partie du fluide de coupe à haute pression, comme le système BTA, est pressée dans la zone de coupe à travers l'espace entre les tuyaux intérieurs et extérieurs ; l'autre partie est évacuée par plusieurs buses inclinées vers l'arrière sur le tuyau intérieur, utilisant l'effet Venturi pour générer une aspiration. La « combinaison poussée-aspiration » fonctionne ensemble pour améliorer considérablement l'efficacité et la fiabilité de l'élimination des copeaux, et la pression d'huile requise est inférieure à celle du système BTA. Avantages :
Meilleur effet d'élimination des copeaux : l'action combinée de poussée et d'aspiration garantit une élimination complète et fiable des copeaux, particulièrement adaptée au traitement de trous extrêmement profonds et de matériaux présentant une difficulté de traitement élevée.
Exigence de pression d'huile inférieure : par rapport au système BTA pur, la pression d'huile requise pour obtenir le même effet est plus faible et le système est plus économe en énergie.
Inconvénients :
Structure la plus complexe : la conception du tuyau à double couche rend la fabrication de la tige de forage complexe, avec le coût le plus élevé, et le diamètre intérieur effectif du trou intérieur est relativement réduit.
Rigidité légèrement moindre : La structure du tuyau à double couche peut affaiblir la rigidité globale de la tige de forage.
Scénarios applicables : convient au traitement de trous ultra-profonds avec des exigences de fiabilité extrêmement élevées, ainsi qu'au traitement de trous profonds de matériaux difficiles à usiner (tels que l'acier inoxydable et les alliages à haute température), complétant et améliorant le champ d'application du système BTA.
Sélection récapitulative :
Pour la précision et le perçage de petits trous -> Sélectionnez une perceuse à pistolet.
Pour plus d’efficacité et percer des trous de taille moyenne à grande -> Sélectionnez BTA.
Pour des conditions de travail difficiles et des tâches extrêmement difficiles -> Pensez à une perceuse à aspiration par pulvérisation.
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