BTA 深孔鉆的合理使用

    BTA 深孔鉆是內(nèi)排屑深孔鉆的一種典型結(jié)構(gòu)，它是在單刃內(nèi)排屑深孔鉆的基礎(chǔ)上改進而成，其切削刃呈雙面錯齒狀，切屑從雙面切下，并經(jīng)雙面排屑孔進入鉆桿排出孔外。BTA 深孔鉆切削力分布均勻，分屑、斷屑性能好，鉆削平穩(wěn)可靠，鉆削出的深孔直線性好。 

    1 BTA 深孔鉆的結(jié)構(gòu)特點 

    BTA 深孔鉆具有以下結(jié)構(gòu)特點：  

    刀體上分布有外刃刀片、中刃刀片、內(nèi)刃刀片、導(dǎo)向塊和雙面排屑孔，并通過刀體上的淺牙多頭矩形螺紋與空心鉆桿聯(lián)接。 

鉆芯部分由內(nèi)刀刃代替了麻花鉆的橫刃，從而克服了麻花鉆橫刃較長、軸向阻力較大的缺點；由于鉆芯相對于鉆孔軸心線偏移了一段距離，加工時鉆芯處刀刃低于中心處刀刃，因此會形成一個導(dǎo)向芯柱(見圖1)，使鉆頭具有較好的導(dǎo)向性，鉆孔時不易偏斜，該導(dǎo)向芯柱增長到一定長度后會自行折斷并隨切屑一起排出。  

    主刀刃采用非對稱的分段、交錯排列形式，可保證分屑可靠，并避免用整體硬質(zhì)合金刀片磨削卷屑槽、分屑槽時易產(chǎn)生裂紋的情況。

    圖1 BTA深孔鉆鉆孔時形成的導(dǎo)向芯柱

    刀片材料可采用幾種不同牌號的硬質(zhì)合金，以適應(yīng)各部分結(jié)構(gòu)對耐磨性和強度的不同要求，如鉆芯部分切削速度低、切削力大，在切屑擠壓作用下易發(fā)生崩刃，可選用韌性較好的硬質(zhì)合金刀片；鉆頭外緣部分則可選用耐磨性較好的硬質(zhì)合金刀片。 

    2 BTA 深孔鉆的加工原理 

    圖2 所示為BTA 深孔鉆在普通車床上的工作情況。被加工工件由車床大拖板上的V形鐵定位并用螺栓壓板夾緊。鉆孔加工時，鉆桿由主軸內(nèi)的專用夾頭夾緊并在主軸帶動下旋轉(zhuǎn)，工件則由大拖板帶動作進給運動。機床工作臺上安裝了進液器，并通過O形密封圈與工件左端面密封連接。加壓切削液由進液器的進液口注入，經(jīng)過鉆桿外徑與孔壁間的縫隙流入切削區(qū)，對刀具進行冷卻，切屑隨同切削液一起由鉆桿內(nèi)孔通過專用夾頭的出液口從排液箱排出。切削液可采用濃度5%的乳化液；切削用量可選用V=60~90m/min，S=0.035~0.23 mm/r。由于鉆桿細長，容易變形，因此在機床導(dǎo)軌上安裝了活動中心支承，可對鉆桿的任意位置進行支承。進液器與大拖板通過聯(lián)接板聯(lián)接，并隨工件一起作進給運動。   

    1.排液箱 2.鉆桿 3.中心支承 4.進液器 5.進液口 

    6.工件 7. 聯(lián)接板 8.V形鐵 9.大拖板  

    圖2 BTA深孔鉆在普通車床上的加工示意圖 

    3 深孔加工要點 

    由于深孔加工具有不同于普通孔加工的特點和不利因素，因此在使用BTA深孔鉆加工時應(yīng)注意以下幾點：  

    深孔加工無法直接觀察刀具切削情況，因此加工時只能通過聽聲音、看切屑、觀察機床負荷及切削液壓力等方法來判斷排屑及刀具磨損狀況。  

    深孔加工散熱困難，必須采用有效、可靠的切削熱冷卻方式。  

    深孔加工排屑困難，如發(fā)生切屑阻塞極易損壞刀具，因此必須合理選擇切削用量，保證斷屑可靠、排屑通暢。  

    深孔加工時孔易發(fā)生偏斜，因此在刀具及進液器結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮導(dǎo)向裝置與措施。  

    深孔加工時鉆桿長、剛性差、易振動，將直接影響加工精度及生產(chǎn)效率，因此合理選擇切削用量十分重要。 

    在以上諸問題中，以排屑、導(dǎo)向和冷卻最為重要。這幾個問題解決好了，既可保證鉆孔精度，又能延長刀具壽命、提高加工效率。因此，在深孔加工中可視具體加工要求采取以下工藝措施：  

    鉆孔前先預(yù)鉆一個與鉆頭直徑相同的淺孔，引鉆時可起到導(dǎo)向定心作用。加工直線度要求較高的小孔時這一步驟尤其必要。  

    安裝、調(diào)試機床時，盡可能保證工件孔中心軸線與鉆桿中心軸線重合。  

    根據(jù)工件材質(zhì)合理選用切削用量，以控制切屑卷曲程度，獲得有利于排屑的C形切屑。加工高強度材質(zhì)工件時，應(yīng)適當降低切削速度V。進給量的大小對切屑的形成影響很大，在保證斷屑的前提下，可采用較小進給量。  

    為保證排屑、冷卻效果，切削液應(yīng)保持適當?shù)膲毫�和流量。加工小直徑深孔時可采用高壓力、小流量；加工大直徑深孔時可采用低壓力、大流量。  

    開始鉆削時，應(yīng)首先打開切削液泵，然后起動車床，走刀切削；鉆孔結(jié)束或發(fā)生故障時，應(yīng)首先停止走刀，然后停車，最后關(guān)閉切削液泵。 

    4 深孔加工實例 

    在材質(zhì)為27SiMn、外徑f100mm 的工件上鉆削孔徑f20±0.2mm、深度1500mm 的深孔，孔壁表面粗糙度要求Ra1.6µm。選用成都深孔加工中心生產(chǎn)的BTA深孔鉆(f20)進行加工，刀片牌號YT798，鉆桿材質(zhì)45鋼(調(diào)質(zhì)處理，HB240~280)；選取切削用量：V=60m/min，S=0.21mm/r；切削液選用5%乳化液，切削液壓力2.5MPa/m²，液壓泵流量80L/min。  

    加工注意事項：  

    工件端面應(yīng)與工件軸心線垂直，以保證端面密封可靠；  

    正式加工前在工件孔位上預(yù)鉆一個f20mm 淺孔，引鉆時可起導(dǎo)向定心作用；  

    為保證刀具加工壽命，最好采用自動進給走刀；  

    進液器、活動中心支承中的各導(dǎo)向套如有磨損，應(yīng)及時更換，以免影響鉆孔精度。 

    對BTA深孔鉆的長期使用實踐表明，工件材質(zhì)對深孔鉆削質(zhì)量及加工效率影響較大，其中27SiMn 材料的可加工性最好，45鋼材料次之；40Cr材料較難加工，不易形成C形切屑，容易造成鉆桿堵塞、鉆頭損壞，因此加工40Cr材料時可預(yù)先進行調(diào)質(zhì)處理(HB240~260)，以降低加工難度。鉆削加工時應(yīng)注意觀察刀具各刀刃后角的磨損情況，當后角磨損量超過0.3mm 時，應(yīng)重新刃磨或更換新鉆頭，如繼續(xù)使用，會導(dǎo)致切削力增大，造成鉆桿堵塞，刀具損壞。