深孔加工刀具系統
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備、專用深孔加工機床和深孔刀具進行加工。在深孔加工時孔為半封閉,其固有難題是:斷屑、排屑難,導熱差、冷卻潤滑不易,還會出現刀具剛性差、易抖動、震動、變形折斷等情況。德國Botek公司以其強大科研開發能力與長期積累豐富經驗,已研制出各種方法加工用較完整的刀具系統。包括外排屑單雙刃深孔鉆,噴吸鉆、套料鉆、立銑刀類、內排屑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)整體硬質合金式

(b)切削部分(刀頭)硬質合金式

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,其應用最廣。其原理是高壓油由鉆桿后部中孔注入,經腰形孔達切削區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二刃。外刃(主切削刃)較短,內刃(副切削刃)較長。外刃形成的主偏角大于內刃形成副偏角,致使作用在外刃上徑向力大于作用在內刃上的徑向力,而使始終有一力作用在導條上,使導條發揮其支撐導向作用,防止鉆頭鉆偏。孔徑擴大,能對孔壁產生輥光作用,提高圓度和整體加工質量,在特定切削條件下可鉆出IT7級孔。導條的配置是非常重要的。直徑較大的深孔鉆,導條可以鑲裝上去。Botek已設計制造多種導條支撐形式供選擇。圖2為Botek單刃外排屑深孔鉆的幾種基本形式。