深孔加工刀具系统

深孔加工指长径比(即孔深L与孔径d之比)大于5～10的孔。普通的深孔L/d<5～20,可将麻花钻接长做长后去加工，对于L/d>20～100的特深深孔则须在专用设备、专用深孔加工机床和深孔刀具进行加工。在深孔加工时孔为半封闭，其固有难题是：断屑、排屑难，导热差、冷却润滑不易，还会出现刀具刚性差、易抖动、震动、变形折断等情况。德国Botek公司以其强大科研开发能力与长期积累丰富经验，已研制出各种方法加工用较完整的刀具系统。包括外排屑单双刃深孔钻，喷吸钻、套料钻、立铣刀类、内排屑BTA系列类、带金刚石刀片的枪钻和各种特殊成型按需要制造的深孔刀具。

图1 切削部分形状

Botek公司的外排屑单双刃深孔钻(枪钻)共有13种型号，其中扩孔用7种型号。此类深孔钻由切削部分与钻杆钻柄组成，其应用最广。其原理是高压油由钻杆后部中孔注入，经腰形孔达切削区后迫使切屑随切削液由V型槽与工件孔壁间空间排出，故称外排屑。此类深孔钻前刀面一般为0o，以便制造。它无横刃，钻尖偏离轴线，钻孔时钻尖前方形成小圆锥，可使切屑在钻尖处断离为两段，使之以易排出。图1为所展示切削部分形状，此形状对孔的公差、切屑形成、切削液压力，流量、刀具寿命、中心线偏离及加工质量均有影响。Botek针对不同加工材料已研制出多种不同几何形状。

单刃外排屑深孔钻切削部分(鼻部)由于钻尖偏离轴心而形成外内二刃。外刃(主切削刃)较短，内刃(副切削刃)较长。外刃形成的主偏角大于内刃形成副偏角，致使作用在外刃上径向力大于作用在内刃上的径向力，而使始终有一力作用在导条上，使导条发挥其支撑导向作用，防止钻头钻偏。孔径扩大，能对孔壁产生辊光作用，提高圆度和整体加工质量，在特定切削条件下可钻出IT7级孔。导条的配置是非常重要的。直径较大的深孔钻，导条可以镶装上去。Botek已设计制造多种导条支撑形式供选择。图2为Botek单刃外排屑深孔钻的几种基本形式。

(a)整体硬质合金式

(b)切削部分(刀头)硬质合金式

图2 外排屑深孔钻

Botek单刃外排屑深孔钻适用于
加工中心及配备高压冷却系统的车床与立式机床、刀具或工件旋转场合。其最小直径仅为0.7mm。在特定条件下可使用最小量润滑方式(MQL)。单刃外排屑深孔钻不具备自定心功能，因此加工加工时需使用钻套或引导孔。单刃外排屑深孔钻靠导条支承平衡导向，双刃型的靠对称的刃带，Botek双刃深孔钻为双刃整体硬质合金式。双刃型切削部分为硬质合金式、双刃型切削部分为硬质合金式阶梯钻(钻杆钻柄为钢制)。

内排屑深孔钻的内排屑深孔钻的钻头(切削部分)和钻杆一般用螺纹连接组成，工作时高压切削油由钻杆外圆和工件孔壁间的空隙注入，切屑随同切削液由钻杆中心排出。内排屑系统深孔钻Botek称为BTA系统，各厂亦用此名。Botek内排屑系统尚包括拉镗式刀具。

Botek的喷吸钻是利用切削液体的喷射效应排出切屑，一般中心有内外两管，切削液的约2/3由内外管间空隙与钻头前部的孔流入切削区域，对切削部、导向部进行冷却和润滑，然后挟带着切屑从内管中排出，另外约1/3切削液从内管后四周的月牙形窄缝喷嘴向后喷射，由于喷嘴缝隙窄，流速快产生喷射效应，在周围形成低压区，在内管前后形成压差，产生对前段吸力，使切削液流向稳定，排屑好，提高钻削效率。除内外双管以外，另有单管式由专用喷嘴与分路装置构成。

Botek的套料钻钻孔可将材料中间料芯切取，留下可再予利用，可减少切屑提高生产率。

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