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高效的内排屑深孔钻工作原理及套料钻刀齿分布

【摘要】:单刃外排屑深孔钻最早用于枪管加工,故又称为枪钻。图6-20所示为高效、高质量的内排屑深孔钻的工作原理。套料钻的刀齿分布在圆形的刀体上,如图6-21所示套料钻有四个刀齿,同时在刀体上装有分布均匀的导向块。图6-21套料钻1—料芯;2—刀片;3—钻体;4—导向块;5—钻杆;6—工件

深孔一般指孔的深径比在5倍以上的孔。深孔加工时,孔的深径比较大,钻杆细而长,刚性很差,切削时很容易产生弯曲变形和振动,使孔的位置偏斜,难以保证孔的加工精度。另外,刀具在近似封闭的状态下工作,切削液难以进入切削区域起到充分的冷却与润滑作用,切削热不易扩散,排屑也很困难。针对深孔加工的特点,深孔刀具应具有足够的刚性和良好的导向能力、可靠的断屑和排屑能力,以及有效的润滑和冷却功能。

对深径比为5~20倍的普通深孔,可在车床或钻床上用加长麻花钻钻孔;对深径比在20倍以上的深孔,应在深孔钻床上用深孔钻加工;对于要求较高且直径较大的深孔,可以在深孔镗床上加工。

图6-19(a)所示为单刃外排屑深孔钻。单刃外排屑深孔钻最早用于枪管加工,故又称为枪钻。它主要用来加工3~20mm的深孔,孔的深径比可大于100倍。它的切削部分用高速钢或硬质合金、工作部分用无缝钢管压制成形。其工作原理(图6-19(b))是:高压切削液从钻杆和切削部分的油孔进入切削区,以冷却、润滑钻头,并把切屑沿钻杆与切削部分的V形槽冲出孔外。

图6-20所示为高效、高质量的内排屑深孔钻(又称喷吸钻)的工作原理。它用于加工深孔径比小于100倍,直径为20~65mm的深孔。它由钻头、内钻管及外钻管三部分组成,内、外钻管之间留有环形空隙。喷吸钻工作时,高压切削液从进液口进入连接套,2/3的切削液以一定的压力经内外钻管之间输送至钻头,并通过钻头上的小孔喷向切削区,对钻头进行冷却和润滑,此外1/3的切削液通过内管上6个月牙形的喷嘴向后喷入吸管。由于喷速高,故在内管中形成低压区而将前端的切屑向后吸,在前推后吸的作用下使排屑顺畅。

图6-19 单刃外排屑小深孔枪钻

(a)单刃外排屑孔钻;(b)工作原理
1—工件;2—切削部分;3—钻杆

图6-20 喷吸钻工作原理

(a)喷吸钻体;(b)喷吸钻装置
1—工件;2—夹爪;3—中心架;4—引导架;5—导向管;6—支持座;7—连接套;8—内管;9—外管;10—钻头

图6-21所示为套料钻。套料钻又叫环孔钻,用于加工直径大于60mm的孔。采用套料钻加工,只切出一个环形孔,在中心部位留下料芯。由于它切下的金属少,不但节省金属材料,还可节省刀具和动力的消耗,并且生产率极高,加工精度也高。因此在重型机械的孔加工中应用较多。

套料钻的刀齿分布在圆形的刀体上,如图6-21所示套料钻有四个刀齿,同时在刀体上装有分布均匀的导向块(4~6个)。加工时,通常将工件上一圈环形材料切除,从中间套出一个尚可利用的芯棒。导向块起导向作用。

图6-21 套料钻

1—料芯;2—刀片;3—钻体;4—导向块;5—钻杆;6—工件