ال أنبوب الحفر العميق هو المكون الأساسي لأنظمة الحفر العميق BTA (Boring and Trepanning Association). تم تصميمه لتصنيع الثقوب العميقة بكفاءة عالية مع نسبة العمق إلى القطر (D:d) ≥ 10:1، ويستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والطاقة والسيارات. وهو متوافق مع كل من أنظمة الأنبوب الفردي (STS) والأنبوب المزدوج (DTS/Ejector)، باستخدام سائل التبريد عالي الضغط والتصميم الصلب لضمان إخلاء الشريحة بشكل مستقر.
تحديد المواقع الأساسية ومبدأ العمل
- الجوهر: هيكل أنبوبي مجوف يعمل برؤوس حفر/تجويف متخصصة لنقل قوة القطع، وتوفير سائل تبريد عالي الضغط، وإخلاء الرقائق.
- أنبوب واحد (STS/BTA): يدخل سائل التبريد إلى منطقة القطع من خلال الحلقة الموجودة بين الأنبوب OD وجدار الثقب؛ يتم إخلاء الرقائق من خلال التجويف الداخلي للأنبوب. يتطلب ختم الشغل ورأس الضغط. مثالية لقطر الثقب 12-850 مم ونسب العمق ≥ 100:1. الكفاءة هي 3-5 مرات من الحفر بالبندقية.
- أنبوب مزدوج (DTS/القاذف): يتدفق سائل التبريد عبر الحلقة بين الأنابيب الداخلية والخارجية؛ يتم إخلاء الرقائق من خلال الأنبوب الداخلي. لا توجد حاجة لرأس ضغط، مما يجعلها قابلة للتكيف مع أدوات الآلة القياسية. الحد الأقصى الموصى به للعمق هو 1000 مم (يصل إلى 2000 مم مع محولات خاصة)، مناسب للثقب بأقطار 18-250 مم.
الهيكل الرئيسي والمواد
| مكون | وظيفة | المواصفات النموذجية |
| جسم الأنبوب | ينقل عزم الدوران، ويسلم المبرد، ويخلي الرقائق | القطر الخارجي: 16–300 مم، سمك الجدار: 3–20 مم، الطول: 1–6 م |
| ربط الموضوع | يتصل بالرأس/حامل الأدوات الممل | خيط أحادي/متعدد البدء (على سبيل المثال، 4ST/1ST)، دقة فئة 6g، متوافق مع معايير ISCAR/UNISIG |
| منصات الدليل | يضمن الاستقامة والانتهاء من السطح | إدراجات كربيد التنغستن، العرض: 5-15 مم، الخلوص مع الفتحة: 0.01-0.03 مم |
| مادة | يضمن الصلابة ومقاومة التآكل | سبائك الصلب (4140/4340)، سطح مطلي بالنيتريد/الكروم، الصلابة: HRC 30–45 |
المعلمات الفنية (مرجع عام)
| فئة المعلمة | أنبوب واحد (STS) | أنبوب مزدوج (القاذف) | ملاحظات |
| قطر الثقب المناسب | 12-850 ملم | 18-250 ملم | النطاق المشترك للصناعة |
| نسبة العمق الموصى بها | ≥ 200:1 | ≥ 100:1 | يتم الضبط بناءً على صلابة الماكينة ونظام التبريد |
| ضغط سائل التبريد | 5-20 ميجا باسكال | 3-10 ميجا باسكال | يضمن تعليق الرقاقة أثناء الإخلاء |
| معدل تدفق سائل التبريد | 50-800 لتر/دقيقة | 30-500 لتر/دقيقة | يزداد مع قطر الثقب وعمقه |
| استقامة الأنبوب | ≥ 0.02 مم/م | ≥ 0.03 مم/م | حاسم لاستقامة الثقب والأسطوانة |
| خشونة السطح | معرف را ≥ 1.6 ميكرومتر | معرف را ≥ 3.2 ميكرومتر | يقلل من خطر انسداد الشريحة |
| دقة الاتصال | تشغيل الخيط ≥ 0.01 مم | نفس اليسار | يضمن التركيز والتوازن الديناميكي |
سيناريوهات التطبيق ودليل الاختيار
- المواد المناسبة: الكربون الصلب، سبائك الصلب، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك التيتانيوم، سبائك عالية الحرارة. فعالة بشكل خاص للمواد التي تنتج رقائق طويلة وخيطية.
- معايير الاختيار:
- القطر/العمق: بالنسبة للثقوب التي يقل حجمها عن 18 مم، قم بإعطاء الأولوية لأنبوب واحد. للأعماق > 1000 مم، قم بإعطاء الأولوية لأنبوب واحد + رأس ضغط.
- نوع الجهاز: استخدم الأنبوب المزدوج للمخارط القياسية/مراكز المعالجة العمودية؛ استخدم أنبوبًا واحدًا لآلات الحفر العميقة المخصصة.
- الكفاءة: يوفر الأنبوب الواحد كفاءة أعلى؛ يوفر الأنبوب المزدوج مرونة أكبر.
المزايا والملاحظات التشغيلية
- المزايا الأساسية: قدرة عالية على نسبة العمق إلى القطر، ودقة تصنيع عالية (Hole Tolerance IT7–IT9، Surface Ra ≥ 1.6 μm)، وإخلاء سلس للرقائق، وقدرة على التكيف مع المواد على نطاق واسع.
- الملاحظات التشغيلية:
- يجب أن تكون دقة ترشيح سائل التبريد ≥ 10 ميكرومتر لمنع الانسداد.
- يلزم وجود ثقب تجريبي (القطر = معرف أنبوب التجويف - 0.5 مم، الطول ≥ قطر الثقب 2x).
- التحكم في معلمات القطع: السرعة v = 30–100 م/دقيقة، التغذية f = 0.1–0.3 مم/لفة (يتم الضبط بناءً على المادة).
مثال على المواصفات النموذجية (معيار UNISIG)
| قطر الثقب المناسب (مم) | أنبوب الحفر OD (مم) | معرف أنبوب الحفر (مم) | الطول الموصى به (م) |
| 20-30 | 19.05 | 15.00 | 1.5 |
| 31-40 | 28.58 | 22.00 | 2.0 |
| 41-50 | 38.10 | 30.00 | 3.0 |
| 51-65 | 50.80 | 42.00 | 4.0 |
