所謂深孔,就是孔的長度與孔的直徑比大于6的孔。而一般的深孔多數(shù)情況下深徑比L/d≥100,如油缸孔、軸的軸向油孔,空心主軸孔和液壓閥孔等等。
這些孔中,有的要求加工精度和表面質(zhì)量較高,而且有的被加工材料的切削加工性較差,經(jīng)常成為生產(chǎn)中一大困難。
目前深孔加工常見的加工系統(tǒng)有以下六種!
1、傳統(tǒng)鉆削深孔加工
傳統(tǒng)鉆削深孔加工起源于美國人發(fā)明的麻花鉆。這種鉆頭的結(jié)構(gòu)相對簡單,切削液導(dǎo)入方便,便于制造出不同直徑和長度的鉆頭以適用于加工不同尺寸的孔。
2、槍鉆
深孔槍管鉆最初是應(yīng)用于槍管(俗稱深孔管,槍管并非用無縫精密管制作,精密管制作工藝根本上無法滿足精度要求)制造業(yè)因此得名槍鉆。
隨著科技的不斷發(fā)展和深孔加工系統(tǒng)制造商的不懈努力,深孔加工已經(jīng)成為一種方便高效的加工方式。
并被廣泛應(yīng)用于如:汽車工業(yè)、航天工業(yè)、結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)、醫(yī)療器材工業(yè)、模具/刀具/治具工業(yè)及油壓、空壓工業(yè)等領(lǐng)域。
槍鉆是理想的深孔加工解決方案,采用槍鉆可以獲得精密的加工效果,加工出來的孔位置精、確,直線度、同軸度高,并且有很高的表面光潔度和重復(fù)性。能夠方便的加工各種形式的深孔,對于特殊深孔,比如交叉孔,盲孔及平底盲孔等也能很好的解決。
3、BTA系統(tǒng)
國際孔加工協(xié)會發(fā)明的一種內(nèi)排屑深孔鉆,BTA 系統(tǒng)中鉆頭與鉆桿為中空圓柱體,提高了刀具剛性和快速拆裝問題。其工作原理如圖所示,切削液經(jīng)加壓從入口進入授油器后通過鉆桿與孔壁形成的密封環(huán)狀空間,流向切削部分進行冷卻潤滑,并將切屑壓入鉆頭上的出屑口,經(jīng)鉆桿內(nèi)腔從出口排出。BTA 系統(tǒng)主要適用于直徑φ》12mm 的深孔加工。
4、噴吸鉆系統(tǒng)
噴吸鉆系統(tǒng)是瑞典Sandvik 公司利用流體力學(xué)的噴吸效應(yīng)原理發(fā)明的雙管內(nèi)排屑深孔鉆削方法。
其噴吸鉆系統(tǒng)采用雙層管刀桿,切削液經(jīng)加壓后從入口進入,其中2/3的切削液進入內(nèi)、外鉆桿間的環(huán)形空間,流向切削部分進行冷卻和潤滑,并將切屑推入鉆桿內(nèi)腔;
其余 1/3 的切削液,從內(nèi)鉆桿上月牙狀噴嘴高速噴入內(nèi)鉆桿,在內(nèi)鉆桿內(nèi)腔形成一個低壓區(qū),對攜帶切屑的切削液產(chǎn)生抽吸作用,在噴、吸雙重作用下,促使切屑快速從出口排出。
噴吸鉆系統(tǒng)主要適用于直徑 φ》18mm 的深孔加工。
5、DF系統(tǒng)
DF 系統(tǒng)是日本冶金股份有限公司研制出的雙進油單管內(nèi)排屑系統(tǒng),其切削液分為前后兩支,分別從兩個入口進入。前一支 2/3的切削液經(jīng)過鉆桿與己加工孔壁形成的環(huán)狀區(qū)域流向切削部分,并將切屑推入鉆頭上的出屑口進入鉆桿,流向抽屑器;后一支 1/3 的切削液直接進入抽屑器,經(jīng)前、后噴嘴之間喇叭口狀的窄狹錐形間隙后獲得加速,產(chǎn)生負(fù)壓抽吸作用,達到加速排屑的目的。
DF 系統(tǒng)前半部分起“推”作用的結(jié)構(gòu)類似于 BTA 系統(tǒng),后半部分起“吸”作用的結(jié)構(gòu)類似于噴吸鉆系統(tǒng),由于 DF 系統(tǒng)采用了雙進油裝置,僅用一根鉆桿即完成推壓和抽吸的切屑方法,所以鉆桿直徑可以做得很小小,能夠加工更小的孔,目前,DF 系統(tǒng)的最小加工直徑 φ 可達 6mm。
6、SIED系統(tǒng)
SIED 系統(tǒng)是一種由中北大學(xué)發(fā)明的單管內(nèi)排屑噴吸鉆系統(tǒng)。
該技術(shù)以 BTA、噴吸鉆、DF 系統(tǒng) 3 種內(nèi)排屑鉆削技術(shù)為基礎(chǔ),增加了分調(diào)式功率增補型抽屑裝置,可實現(xiàn)冷卻和排屑液流的獨立控制。
其基本原理是切削液由液壓泵輸出后,分為兩個分支:前一支切削液流入輸油器,經(jīng)鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀空間流向切削部分,將切屑推入鉆頭上的出屑口;后一支切削液流入抽屑器,經(jīng)錐形噴嘴副之間的間隙進入后噴嘴內(nèi)腔,產(chǎn)生高速射流和負(fù)壓。
SIED 系統(tǒng)對兩支液流各設(shè)獨立的調(diào)壓閥,可以分別調(diào)整至最、佳冷卻、抽屑狀態(tài)。SlED 系統(tǒng)是一種正在逐漸推廣的系統(tǒng),也是目前較先進的系統(tǒng)。
目前,SlED 系統(tǒng)可將最小鉆孔直徑縮小 φ5mm 以下。