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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