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In un'operazione di foratura di routine su una fresatrice o un trapano a colonna, i taglienti di un trapano ruotano contro un pezzo fermo. È vero il contrario nella foratura su un tornio dove una punta stazionaria avanza in un pezzo rotante. Entrambi questi metodi di perforazione producono affidabilità e qualità del foro sufficienti per un'ampia gamma di applicazioni. Tuttavia, sono necessarie altre tattiche per produrre tolleranze più rigorose e rapporti profondità/diametro più ampi.

La rotazione della punta e del pezzo ha una grande influenza sulla concentricità del foro, una misura chiave della precisione della foratura. Quando la punta da sola ruota in una configurazione orizzontale comune per la perforazione di fori profondi, la precisione varierà poiché la gravità agisce sull'utensile di perforazione. Una punta rotante può produrre una concentricità sufficiente in fori relativamente poco profondi, ma le prestazioni ne risentiranno man mano che i fori diventano più profondi e meno tolleranti in termini di tolleranza.

D'altro canto, poiché la direzione delle forze gravitazionali rispetto al pezzo cambia costantemente quando la punta è ferma e il pezzo ruota, tale disposizione può produrre fori circa due volte più concentrici rispetto all'approccio con punta rotante. Mentre le officine possono eseguire la foratura profonda di pezzi rotanti su un tornio, una macchina dedicata per la foratura profonda che utilizza la cosiddetta controrotazione garantirà risultati molto migliori.

Vantaggi della controrotazione Una configurazione di perforazione che prevede la rotazione sia della punta che del pezzo in direzioni opposte bilancerà le forze di perforazione, che non sono mai statiche in una direzione netta costante. Le forze bilanciate impediscono alla punta di spostarsi per ottenere un foro molto più concentrico. Con la giusta attrezzatura e configurazione, la controrotazione è possibile per fori più piccoli praticati con punta a cannone così come per fori più grandi praticati con utensili BTA.

Nei test di controrotazione, UNISIG ha praticato un foro da ¼" di diametro in un pezzo in acciaio 4140HT da 30" di lunghezza e ¾" di diametro, con diametro esterno. Questa applicazione profondità-diametro 120:1 è quella tipica dei processi di produzione di alberi di trasmissione di potenza o collegamenti aerospaziali.

La deriva della punta alla profondità del foro di 30" è stata misurata tramite ultrasuoni. Con una punta rotante e un pezzo fermo, la deriva della punta era di 0,026"; una punta fissa e un pezzo in lavorazione rotante presentavano una deriva di 0,015"; e quando sia la punta che il pezzo in lavorazione ruotavano, la deriva della punta era di soli 0,009". Va notato che i risultati varieranno a causa di molti fattori, tra cui il materiale, il rapporto profondità/diametro e l'attrezzatura specifica coinvolta.

Macchine dedicate alla foratura profonda Anche con un'attenta applicazione delle tecniche di controrotazione della punta e del pezzo, i tipici centri di lavoro, se dotati di controrotazione, di solito non hanno le capacità di allineamento necessarie per produrre costantemente fori di alta qualità con un rapporto profondità/diametro di 20:1 o superiore. . Un allineamento superiore è fondamentale per mantenere la concentricità.

Nelle attrezzature dedicate alla perforazione di fori profondi, il basamento della macchina, i gruppi di cuscinetti rotanti e i mandrini, nonché i supporti degli utensili e dei pezzi da lavorare, sono tutti progettati tenendo come priorità assoluta l'allineamento. Le macchine per foratura profonda enfatizzano anche il controllo di altri fattori ambientali e di lavorazione, come il mantenimento costante della temperatura.

Alcune macchine non originariamente progettate per il funzionamento controrotante possono essere dotate di un gruppo controrotante secondario, ma i processi di allineamento necessari per far funzionare la disposizione saranno impegnativi e costosi. Inoltre, una macchina originariamente progettata per utilizzare la controrotazione sarà gestibile da quasi tutti gli operatori. Le macchine dedicate alla foratura profonda, ad esempio, includono interfacce operatore che forniscono informazioni dettagliate sul processo e massimizzano il controllo sui parametri di perforazione per consentire una produzione accurata, efficiente e ripetibile.

Linee guida per l'applicazione di base Ogni applicazione di foratura profonda è essenzialmente unica. Tuttavia, la guida applicativa generale per le operazioni controrotanti prevede che un terzo della velocità di foratura totale provenga dalla rotazione del pezzo e due terzi dalla punta. I parametri operativi possono quindi essere regolati per massimizzare la velocità e la precisione di perforazione.