La foratura profonda richiede un controllo preciso del refrigerante

Il refrigerante è così importante per il processo di foratura profonda che gli odierni sistemi di foratura profonda all'avanguardia lo controllano più o meno come farebbero con il mandrino o gli assi di una macchina. Un'attenta gestione della pressione, della filtrazione, della temperatura e della portata del refrigerante è fondamentale per ottimizzare i processi di foratura profonda. Ciò richiede una capacità di controllo programmabile e infinitamente variabile basata sul flusso integrata nella stessa macchina per foratura profonda. Il risultato è un sistema con la regolazione necessaria per garantire che nel sistema di raffreddamento non vi sia mai più pressione di quella necessaria per un'efficace evacuazione del truciolo e una foratura precisa.

Per molti anni, i sistemi di erogazione del refrigerante più avanzati oltre ai tipi a flusso sono stati i sistemi di raffreddamento attraverso il mandrino/l'utensile. Successivamente, l’avvento dei sistemi di raffreddamento ad alta pressione funzionanti a circa 1.000 e più psi ha cambiato il panorama della tecnologia dei refrigeranti con un raffreddamento degli utensili particolarmente efficace e un’efficiente evacuazione dei trucioli per la maggior parte delle operazioni di lavorazione convenzionali. Le applicazioni di perforazione, principalmente quelle che utilizzano punte elicoidali, sono state uno dei principali motori dello sviluppo di sistemi di raffreddamento ad alta pressione, in particolare applicazioni di perforazione di fori profondi in cui i rapporti profondità/diametro sono tipicamente 10:1 e oltre.

Tuttavia, con l’aumento della pressione del refrigerante, aumenta anche la necessità di un filtraggio e di un controllo della temperatura adeguati. Quando si considerano sistemi da oltre 1.000 psi, è necessaria una filtrazione di livello da 20 a 50 per evitare guasti alle pompe e, nella maggior parte dei casi, i sistemi di raffreddamento ad alta pressione richiederanno un refrigeratore per regolare la temperatura del liquido di raffreddamento. Sebbene la maggior parte delle officine si limiti a questi sistemi, anche per applicazioni di perforazione impegnative, la filtrazione e il refrigerante da soli non riescono a gestire una delle variabili più importanti nell'uso del refrigerante ad alta pressione, ovvero la portata.

Le officine spesso non hanno idea della quantità di refrigerante erogata o che dovrebbe erogare dal loro sistema. I tipici sistemi di raffreddamento a flusso, ad esempio, forniscono portate da circa 10 gpm a circa 40 gpm, a seconda del sistema. Tuttavia, sono necessari volumi molto più elevati per evacuare i trucioli nelle operazioni di foratura poiché i fori diventano di diametro maggiore e/o più profondi. Quando si utilizzano punte a cannone più grandi o utensili BTA, ad esempio, il flusso di refrigerante richiesto può variare da 50 gpm fino a 75-350 gpm per diametri di foro grandi da 10 a 12 pollici (da 25,4 a 30,5 cm). Al contrario, le portate per fori piccoli -Potrebbe essere necessario che i fori profondi abbiano un diametro di soli 2 gpm ma con livelli di pressione molto più elevati. Un foro di diametro 0,040" (1,016 mm), ad esempio, potrebbe richiedere una pressione del refrigerante fino a 3.000 psi.

Poiché è coinvolto un fattore esponenziale, quando il diametro del foro aumenta leggermente, l'area/la rimozione del metallo aumenta in modo significativo. Considera la differenza tra un foro con diametro di 25,4 mm (1") e uno con diametro di 38,1 mm (1,5"): un aumento del diametro del 50%. L'area risultante ammonta a 0,79 in3 (12,95 cm3) per il foro da 1" contro 1,77 in3 (29,01 cm3) per il foro da 1,5", un aumento del 100%. Raddoppiare il diametro del foro da 1 a 2" equivale a quattro volte più area e quattro volte più materiale da evacuare dal foro. In altre parole, le officine dovrebbero presumere che anche un leggero aumento del diametro del foro garantirà una modifica dei parametri del refrigerante .

Nonostante ciò, la maggior parte dei sistemi di raffreddamento offre pochissima flessibilità. I sistemi di raffreddamento a flusso, ad esempio, non hanno alcuna flessibilità: il refrigerante è acceso o spento. I sistemi di raffreddamento attraverso il mandrino possono includere impostazioni di scarico o codici M che forniscono impostazioni di bassa, media e alta pressione, ma questi non sono sufficienti per le officine che necessitano di un'erogazione di refrigerante veramente ottimizzata.

Accedi al controllo del refrigerante a variabilità infinita. Questa tecnologia consente alle officine di iniziare un foro a circa 400 psi, quindi man mano che la perforazione avanza più in profondità, aumentarla a qualsiasi livello necessario per mantenere la portata per un'efficace evacuazione dei trucioli. Tuttavia, questo è un processo difficile da effettuare manualmente. Se la portata è troppo bassa, i trucioli rimarranno nel foro e potrebbero eventualmente rompere la punta. Un flusso eccessivo può creare una pressione eccessiva che, a sua volta, genera forze indesiderate che possono ostacolare la precisione della perforazione.