深孔加工刀具系統(tǒng)
深孔加工指長徑比(即孔深L與孔徑d之比)大于5~10的孔。普通的深孔L/d<5~20,可將麻花鉆接長做長后去加工,對于L/d>20~100的特深深孔則須在專用設(shè)備、專用深孔加工機(jī)床和深孔刀具進(jìn)行加工。在深孔加工時(shí)孔為半封閉,其固有難題是:斷屑、排屑難,導(dǎo)熱差、冷卻潤滑不易,還會(huì)出現(xiàn)刀具剛性差、易抖動(dòng)、震動(dòng)、變形折斷等情況。德國Botek公司以其強(qiáng)大科研開發(fā)能力與長期積累豐富經(jīng)驗(yàn),已研制出各種方法加工用較完整的刀具系統(tǒng)。包括外排屑單雙刃深孔鉆,噴吸鉆、套料鉆、立銑刀類、內(nèi)排屑BTA系列類、帶金剛石刀片的槍鉆和各種特殊成型按需要制造的深孔刀具。

圖1 切削部分形狀

(a)整體硬質(zhì)合金式

(b)切削部分(刀頭)硬質(zhì)合金式

圖2 外排屑深孔鉆
Botek公司的外排屑單雙刃深孔鉆(槍鉆)共有13種型號,其中擴(kuò)孔用7種型號。此類深孔鉆由切削部分與鉆桿鉆柄組成,其應(yīng)用最廣。其原理是高壓油由鉆桿后部中孔注入,經(jīng)腰形孔達(dá)切削區(qū)后迫使切屑隨切削液由V型槽與工件孔壁間空間排出,故稱外排屑。此類深孔鉆前刀面一般為0o,以便制造。它無橫刃,鉆尖偏離軸線,鉆孔時(shí)鉆尖前方形成小圓錐,可使切屑在鉆尖處斷離為兩段,使之以易排出。圖1為所展示切削部分形狀,此形狀對孔的公差、切屑形成、切削液壓力,流量、刀具壽命、中心線偏離及加工質(zhì)量均有影響。Botek針對不同加工材料已研制出多種不同幾何形狀。
單刃外排屑深孔鉆切削部分(鼻部)由于鉆尖偏離軸心而形成外內(nèi)二刃。外刃(主切削刃)較短,內(nèi)刃(副切削刃)較長。外刃形成的主偏角大于內(nèi)刃形成副偏角,致使作用在外刃上徑向力大于作用在內(nèi)刃上的徑向力,而使始終有一力作用在導(dǎo)條上,使導(dǎo)條發(fā)揮其支撐導(dǎo)向作用,防止鉆頭鉆偏??讖綌U(kuò)大,能對孔壁產(chǎn)生輥光作用,提高圓度和整體加工質(zhì)量,在特定切削條件下可鉆出IT7級孔。導(dǎo)條的配置是非常重要的。直徑較大的深孔鉆,導(dǎo)條可以鑲裝上去。Botek已設(shè)計(jì)制造多種導(dǎo)條支撐形式供選擇。圖2為Botek單刃外排屑深孔鉆的幾種基本形式。