單管內(nèi)排屑深孔鉆削技術(shù)

單管內(nèi)排屑深孔鉆削技術(shù)第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1.1單管內(nèi)排屑深孔鉆的由來單管內(nèi)排屑深孔鉆產(chǎn)生于槍鉆之后。其歷史背景是：槍鉆的發(fā)明，使小深孔加工中自動(dòng)冷卻潤滑排屑和自導(dǎo)向問題獲得了滿意的解決，但由于存在鉆頭與鉆桿難于快速拆裝更換和鉆桿剛性不足，進(jìn)給量受到嚴(yán)格限制等先天缺陷，而不適用于較大直徑深孔的加工。如能改為內(nèi)排屑，則可以保持鉆頭和槍桿為中空?qǐng)A柱體，使鉆頭快速拆裝和提高刀具剛性問題同時(shí)得到解決。1單管內(nèi)排屑深孔鉆的產(chǎn)生和發(fā)展第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日20世紀(jì)內(nèi)排屑深孔鉆的發(fā)展，可概括為以下6項(xiàng)有里程碑的成果：1、單出屑口單管內(nèi)排屑深孔鉆基本結(jié)構(gòu)的形成；2、用硬質(zhì)合金取代工具鋼和高速鋼作切削刃及導(dǎo)條，使加工效率大幅度提高；3、由單出屑口單切削刃發(fā)展成雙出屑口的錯(cuò)齒結(jié)構(gòu)；4、錯(cuò)齒焊接式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展為硬質(zhì)合金刀片機(jī)夾結(jié)構(gòu)，最后發(fā)展為機(jī)夾可轉(zhuǎn)位涂層刀片結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化制造；5、雙管噴吸鉆和DF系統(tǒng)噴吸鉆的問世；6、SIED抽屑器和SIED刀具系列的發(fā)明。第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1.2最初的內(nèi)排屑深孔鉆結(jié)構(gòu)有三種模式1)

圖2-1莫爾斯鉆頭?？梢院芊奖愕貙?shí)現(xiàn)可快速拆裝的方牙螺紋連接，一舉克服了槍鉆與鉆桿不可拆卸的弊端，成為內(nèi)排屑深孔刀具柄部的通用模式。2)整體深孔鉆頭第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日鉆頭由整體的合金工具鋼或高速鋼制成。其切削刃部繼承了槍鉆的單邊刃自導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，柄部則借鑒了莫爾斯鉆頭和槍鉆：當(dāng)鉆頭直徑＞22mm時(shí)采用方牙螺紋連接；鉆頭直徑≤22mm時(shí)采用鉆柄與鉆桿對(duì)焊。這種鉆頭曾采用兩種分屑方法以克服排屑故障。缺點(diǎn)：制造成本高，而且工效低（平均切削速度不超過20m/min），不易重磨。

第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3）Beisner深孔鉆二戰(zhàn)后期的1942年，德國人Beisner設(shè)計(jì)出一種帶3片硬質(zhì)合金鑲片（一片為切削刃，其余2片為導(dǎo)條）組成的單出屑口內(nèi)排屑深孔鉆（圖2-3）。其外刃后刀面上磨出1~2個(gè)分屑刃，外刃前刀面磨有斷屑臺(tái)。鉆頭有一個(gè)封閉的空腔，后部有制口和方牙螺紋，與鉆桿相應(yīng)的外制口和外方牙螺紋構(gòu)成快速連接副。第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日直到Beisner鉆頭的出現(xiàn)，內(nèi)排屑深孔鉆都是單出屑口的結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)排屑鉆頭的明顯優(yōu)點(diǎn)在于鉆頭和槍桿的快速拆卸功能和剛度遠(yuǎn)大于槍鉆，因而可以采用更大的進(jìn)給量，工效高于槍鉆。但在實(shí)用中很快就暴露出以下各種缺陷：鉆頭出屑口通道面積不足，對(duì)切屑的寬度和形態(tài)要求苛刻，必須根據(jù)工件材質(zhì)的變化刃磨出與之相適應(yīng)的斷屑臺(tái)（高度，寬度和過渡圓角R），使切屑成為小“C”形，并且切屑寬度不大于鉆頭直徑的1/3。曾經(jīng)有不少史料報(bào)道過這種單出屑口的內(nèi)排屑硬質(zhì)合金深孔鉆的極限加工記錄（例如，最小鉆孔直徑達(dá)φ6mm，達(dá)到的鉆孔深度超過孔徑的300倍以上，等等）。第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日但是，這些實(shí)驗(yàn)記錄與生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用效果并不能相提并論。要求操作人員根據(jù)不同的工件材質(zhì)、鉆頭直徑、進(jìn)給量大小相應(yīng)地控制斷屑臺(tái)尺寸參數(shù)和分屑刃參數(shù)，并且在切削刃重磨時(shí)，保持?jǐn)嘈寂_(tái)的參數(shù)不變，這在實(shí)踐中幾乎是行不通的?；谏鲜鲈?，當(dāng)時(shí)歐洲的跨國研究機(jī)構(gòu)“鉆鏜孔與套料協(xié)會(huì)”（BoringandTrepanningAssociation,簡(jiǎn)稱BTA）對(duì)這種內(nèi)排屑鉆頭加以總結(jié)后，推出了由雙出屑口單管內(nèi)排屑深孔鉆和擴(kuò)孔鉆、套料鉆三種內(nèi)排屑深孔刀具組成的BTA刀具系列。20世紀(jì)60年代后，BTA刀具基本上由瑞典SANDVIK/COROMANT公司獨(dú)家生產(chǎn)，單出屑口的實(shí)體鉆結(jié)構(gòu)一律由雙出屑口結(jié)構(gòu)取代，又稱為STS（single-tubesystem，單管鉆）鉆頭。第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日STS鉆由φ18.4~65mm為焊接刀片結(jié)構(gòu)，φ65~180mm的大直徑鉆頭采取機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的組裝結(jié)構(gòu)，分別見圖2.4（a）和（b）。第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日焊接刀片型BTA鉆原來為可重磨式，其切削刀片和導(dǎo)條較長(zhǎng)。但由于斷屑臺(tái)的刃磨涉及工件材質(zhì)、進(jìn)給量等復(fù)雜因素，加上刀具為錯(cuò)齒結(jié)構(gòu)，中間齒的切削刃與其他齒的切削刃不在一個(gè)圓錐面上，因而一般企業(yè)用戶基本不具備重磨條件，不得不在一次使用后尚可重磨的情況下將鉆頭報(bào)廢。20世紀(jì)80年代后，這種焊片式鉆頭一律改為短刀齒的一次性使用（Disposible）產(chǎn)品。

BTA擴(kuò)鉆由BTA實(shí)體鉆所派生，其排屑方法與實(shí)體鉆相同。BTA擴(kuò)鉆的主要用途是對(duì)工件已有的粗孔（如無縫管孔、鑄孔等）進(jìn)行加工，也可對(duì)已鉆出的較小孔進(jìn)行擴(kuò)大。第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日目前，以商品形式提供的BTA擴(kuò)鉆，一律采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片型結(jié)構(gòu)，僅有一片刀齒，見圖2.5。直徑大于100mm的擴(kuò)鉆，則設(shè)計(jì)成一種結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的直徑可調(diào)式機(jī)夾結(jié)構(gòu)。第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D2.6為BTA套料鉆。其直徑由φ120~250mm，可套出料芯φ32.5~142.5mm，全部為機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)。套料鉆用于在大型棒料上鉆出φ120mm以上的深孔。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2.2BTA刀具的工作原理單管內(nèi)排屑深孔機(jī)床的基本配置如圖2-7。實(shí)體鉆、擴(kuò)鉆或套料鉆，都采用相同的供油和排屑方式。鉆頭的柄部有方牙螺紋與鉆桿相連接。具有一定壓力的切削液進(jìn)入輸油器5后通過鉆桿外部的環(huán)狀空隙流向切削刃部（鉆桿與輸油器的右端有密封），將切削刃上形成的切屑反向壓入鉆頭的出屑口，經(jīng)鉆桿的中空內(nèi)腔向后排出，直至積屑盤。切削液經(jīng)過濾網(wǎng)回落到油箱中，經(jīng)過若干層過濾網(wǎng)后，重新供油泵抽出，反復(fù)使用。第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日20世紀(jì)70年代以前，內(nèi)排屑深孔鉆床主要用于加工管形工件，絕大多數(shù)深孔機(jī)床屬于主軸（帶工件）旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給，或刀具與主軸反向旋轉(zhuǎn)，工件進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)方式。80年代以后，在固定工件上鉆系列孔、坐標(biāo)孔的事例越來越多，工件固定、刀具旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給的內(nèi)排屑深孔機(jī)床已經(jīng)很常見。圖2.8（a）、（b）、（c）分別示出BTA實(shí)體鉆、擴(kuò)孔鉆和套料鉆的供油和出屑情況。圖中箭頭表示切削液進(jìn)入通道和切屑排出通道的走向。第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D2-9為輸油器（或稱油壓頭）的示意圖。輸油器是內(nèi)排屑深孔鉆床上一個(gè)十分重要的部件（也稱輔具），它同時(shí)要承擔(dān)以下三項(xiàng)重要功能：（1）將高壓切削液輸向鉆頭切削刃，以完成冷卻，潤滑和排屑三重使命。（2）對(duì)工件定心和實(shí)行軸向夾緊。（3）對(duì)鉆頭進(jìn)行導(dǎo)向。以上（2）、（3）兩項(xiàng)功能一般都由鉆套來完成。鉆套的外部與車床的尾頂尖相似，通常加工成60°錐面，而內(nèi)腔為鉆頭導(dǎo)向孔。鉆套的內(nèi)外徑須高度同軸，軸的中心線與主軸中心嚴(yán)格保持一致。鉆套孔與鉆頭之間的間隙必須嚴(yán)格控制。第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日這種兼有工件后頂尖作用的導(dǎo)向套，又稱空心頂尖，是棒料毛坯鉆深孔時(shí)常見的一種定位和鉆頭導(dǎo)向方法。采用這種定位方法的棒料，在鉆深孔之前一般應(yīng)先切平端面，預(yù)鉆頂尖孔并粗車外圓，以保證在工件旋轉(zhuǎn)情況下不發(fā)生振擺。頂尖孔推薦圖2.10所示三種型式第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)工件過重、過長(zhǎng)或彎曲度較大時(shí)，不適于采用帶有外錐的空心頂尖。常見的對(duì)策有兩種：（1）工件以鉆入一端支承在中心架上，用帶有平頭端面和密封環(huán)的鉆套頂緊工件的端面（見圖2.11）。工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，鉆套也隨之旋轉(zhuǎn)。第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日鉆套內(nèi)徑與鉆頭之間的間隙，對(duì)深孔鉆切入階段的正常工作有重大影響，間隙過大還會(huì)加大鉆頭走偏。2）將工件鉆入端的外部車出60°錐面，在輸油器前端相應(yīng)設(shè)置帶有60°內(nèi)錐的定位套，如圖2.12。第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于φ50mm以下的鉆頭，新鉆頭與新鉆套之間的直徑差應(yīng)不大于0.01mm；已磨損的鉆套，其直徑的最大磨損量應(yīng)控制在0.005mm范圍內(nèi)。φ50mm以上的鉆頭與新鉆套之間的間隙應(yīng)不大于0.02mm，鉆套的直徑磨損量應(yīng)不大于0.01mm。為此，應(yīng)從鉆頭直徑和鉆套內(nèi)徑兩方面入手加以保證。φ50mm以內(nèi)的鉆頭，其直徑公差不大于0.005mm，φ50mm以上不大于0.01mm。鉆套內(nèi)徑一般經(jīng)研磨而成，新鉆套的內(nèi)徑應(yīng)允許尺寸為鉆頭直徑上限的柱塞規(guī)剛剛能通過。鉆套的內(nèi)外徑應(yīng)嚴(yán)格同軸。一般是先研出鉆套孔，再以孔為基準(zhǔn)，套在錐度芯棒上磨出外圓。第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日輸油器后端與鉆桿的密封也很重要。除了保證切削液不泄露這一基本功能以外，密封件實(shí)際上還起到鉆桿輔助支承的作用。密封件因磨損而必須及時(shí)調(diào)節(jié)或更換；當(dāng)更換不同直徑的鉆桿時(shí)，需相應(yīng)地?fù)Q裝不同直徑的密封件。因此，換裝密封件是否方便快速，將直接影響機(jī)床的工作效率。裝配好的輸油器，其鉆套中心線應(yīng)與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)中心嚴(yán)格保持一致。第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3內(nèi)排屑深孔鉆設(shè)計(jì)中的分屑、斷屑和導(dǎo)向條設(shè)計(jì)問題2.3.1由于解決排屑通道不足而采取的對(duì)策之一——分屑和斷屑最大難題是如何克服排屑通道截面積不足的問題。圖2.13是同一直徑槍鉆和單出屑內(nèi)排屑深孔鉆的橫截面示意。槍鉆的排屑通道（圖2.13a）是前后一致的1100V形槽。設(shè)兩種鉆頭的直徑相同，并以D表示，則槍鉆的排屑通道斷面積為：A=（πD2/4）·（110/360）=0.24D2第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日再看單出屑口內(nèi)排屑鉆頭的情況（圖2.13b）。與槍鉆不同，內(nèi)排屑鉆頭的排屑通道截面是先后不一致的：在切屑的入口處（鉆頭喉部），切屑通道最狹窄；當(dāng)切屑進(jìn)入鉆頭內(nèi)腔后，通道變大，直到鉆桿的末端均保持不變。因此，喉部的最小斷面積就是實(shí)際的排屑通道面積。按照內(nèi)排屑鉆頭設(shè)計(jì)的通常數(shù)據(jù)，取鉆頭內(nèi)腔（同鉆桿孔徑）直徑為0.55D，出屑口張角θ=1350，可求得其喉部通道面積為：A′=〔π（0.55D）2/4〕·（135/360）=0.09D2僅為槍鉆的A′/A=37.5%。第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日再比較二者的供油通道面積。與前相反，槍鉆頭部進(jìn)油孔的截面積是供油通道中面積最小的部位。按出油孔直徑為D/4計(jì)，則其有效供油面積為：B=π（D/4）2/4=0.049D2。單出屑口內(nèi)排屑鉆頭的進(jìn)油通道最小截面積，位于鉆頭體外圓與孔壁之間，并扣除二導(dǎo)條寬度所占有的部分。每一導(dǎo)條的寬度按直徑的25%計(jì)，則其進(jìn)油通道斷面積為：B′=（π/4）〔D2-（0.9D）2〕·（1-0.50/π）=0.125D2相應(yīng)求得B′/B=2.5。從上述對(duì)比可知，在鉆頭直徑相等的條件下，單出屑口內(nèi)排屑深孔鉆的排屑通道截面僅及槍鉆的37.5%，但供油面積為槍鉆的2.5倍。從而證明，內(nèi)排屑鉆頭的主要障礙在于排屑，槍鉆由于供油通道不足，必須依靠加大油壓，但排屑條件遠(yuǎn)比內(nèi)排屑鉆頭為佳。第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日如進(jìn)一步比較內(nèi)排屑鉆排屑與供油通道面積得A′/B′=72%。這意味著，切削液通過鉆頭喉部時(shí)，其流速必須增大30%左右。但如果考慮到切削液在流經(jīng)喉部之間的瞬間，還必須以其動(dòng)量將切削刃部產(chǎn)生的切屑一起帶入喉部。此時(shí)，受切屑干擾的一部分切削液，流速將會(huì)降低，并同時(shí)產(chǎn)生干擾流。在這種情況下，切屑如何順利通過喉部進(jìn)入面積為0.09D2的空腔，將成為一個(gè)焦點(diǎn)。這就是內(nèi)排屑深孔鉆排屑問題的實(shí)質(zhì)所在。第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日不難設(shè)想，要想讓切削液攜帶切屑加速而順利地通過鉆頭喉部，必要的條件應(yīng)當(dāng)是：切屑必須具有適當(dāng)?shù)妮喞叽缍仪行夹螒B(tài)規(guī)律一致，切屑液的粘度也不應(yīng)太大。所謂“適當(dāng)?shù)妮喞叽纭?，就是要切屑的長(zhǎng)、寬、高任何一項(xiàng)，均必須小于喉部的最狹窄部位（d/2）。所謂“切屑形態(tài)規(guī)律一致”，就是要保持切屑輪廓尺寸不發(fā)生大的變化，特別要避免長(zhǎng)卷切屑和漫卷無規(guī)律切屑的出現(xiàn)。在各種可能產(chǎn)生的切屑形態(tài)中，顯然以“小C形”、錐形片狀切屑兩種為最佳，其次為短螺卷狀，見圖2.14（a）、（b）、（c）。第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日為了獲得以上的切屑形態(tài)，可供選擇的措施有三項(xiàng)：1、將外刃形成的切屑分割為2~4條，即“分屑”；2、采取斷屑措施，使切屑長(zhǎng)度受到控制；3、對(duì)鉆頭進(jìn)給方向施加周期性的脈沖振動(dòng)，以獲得理想的斷屑效果。由于第3項(xiàng)措施實(shí)施起來有種種困難，一般難于采用。只有在特定情況下（例如工件材質(zhì)加工難度高，但又有足夠的產(chǎn)量時(shí)）才考慮采用。另外，在數(shù)控機(jī)床上通過編程實(shí)現(xiàn)鉆頭的周期性進(jìn)給中斷，也是一個(gè)有前景的方向。在實(shí)踐中，分屑和斷屑就成為解決內(nèi)排屑深孔鉆排屑問題的基本措施。第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、分屑

把切削刃后刀面磨成臺(tái)階，是最簡(jiǎn)單易行的分屑方法。圖2.15是單出屑口內(nèi)排屑深孔鉆常見的兩種分屑方案。其中方案（a）是將外刃磨出一個(gè)臺(tái)階（即分成兩個(gè)外刃）。此時(shí)內(nèi)刃寬度為0.2R，兩外刃分別為0.4R。本方案適用于鉆頭直徑相對(duì)較小的情況（例如φ40mm以下）。當(dāng)鉆頭直徑較大時(shí)，仍保持內(nèi)刃寬度B=0.2R，將外刃磨出兩個(gè)分屑臺(tái)從而形成三個(gè)外刃，三刃的寬度相等?；蚴棺钔鈧?cè)的外刃稍寬一些，達(dá)到R/3。由于采取了上述分屑措施，使切屑由槍鉆加工時(shí)的內(nèi)外兩支增加為3~4支，切屑寬度相對(duì)減小。但為了達(dá)到使各支切屑寬度大致相等的目的，而使內(nèi)刃寬度變小。第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日與槍鉆相比，內(nèi)排屑鉆的鉆尖位置相對(duì)地移近鉆頭軸線。為使作用于第二導(dǎo)條（即與切削刃相對(duì)的導(dǎo)條）所受反作用力不致過大，相應(yīng)采取了減小外刃偏角α的措施，通常取α=12°~15°。分屑后的第一外刃，其偏角α1應(yīng)稍大于α，以利于外側(cè)的切屑分支流向出屑口。一般取α1=α+（2°~3°）。與此相應(yīng)，內(nèi)刃偏角β取較大值18°~20°。為了使分屑得到可靠保證，分屑臺(tái)的高度一般不得小于鉆頭進(jìn)給量的3倍，但也不應(yīng)過大。通常取值范圍在0.3~0.8mm之間，視鉆頭直徑而定。分削刃的設(shè)置，使外刃的拐點(diǎn)后移。內(nèi)刃寬度B的減小，加上外刃拐點(diǎn)的后移，使得內(nèi)刃偏角必須相應(yīng)增大，以保持導(dǎo)條的合理滯后量。為此，內(nèi)排屑鉆頭的內(nèi)刃偏角β應(yīng)適當(dāng)大于外刃偏角α。第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2.斷屑僅僅采取分屑措施是不夠的。分屑后，外刃將形成幾條細(xì)長(zhǎng)的卷屑，當(dāng)在出屑口喉部交匯時(shí)，很容易互相糾纏而堵塞出屑口。而出屑口一旦被堵塞，后續(xù)的切屑很快被壓實(shí)。此時(shí)，如操作者未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停車，將會(huì)發(fā)生刀具崩刃以至鉆桿損傷，工件報(bào)廢等事故。因此，能否通過斷屑獲得理想的排屑效果，就成為決定BTA實(shí)體鉆排屑成敗的另一個(gè)關(guān)鍵。圖2.16(a)為斷屑臺(tái)的示意圖。其主要參數(shù)為寬度b、高度h和過渡圓角R。第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日斷屑臺(tái)的幾何參數(shù)必須與工件材質(zhì)、鉆頭直徑和鉆頭進(jìn)給量相適應(yīng)，才能獲得圖2.16（b）所示的理想的“小C形”切屑。如果斷屑臺(tái)過寬或進(jìn)給量太小，就會(huì)產(chǎn)生圖示的長(zhǎng)卷切屑。這種切屑是排屑中的大忌，發(fā)現(xiàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)加大進(jìn)給量予以消除。如斷屑臺(tái)太窄，會(huì)產(chǎn)生圖示的卷筒狀切屑，使切削刃壽命縮短。當(dāng)切削刃有顯著磨損時(shí)，切屑呈無規(guī)則的時(shí)斷時(shí)續(xù)，切屑長(zhǎng)度加大，外層由光亮變?yōu)榛野荡植凇４藭r(shí)應(yīng)及時(shí)停車更換新鉆頭。表2-1為斷屑臺(tái)幾何參數(shù)的推薦數(shù)據(jù)。實(shí)際采用時(shí)，最好先針對(duì)加工材質(zhì)、切削用量和設(shè)備條件的實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)，然后再對(duì)斷屑臺(tái)的幾何參數(shù)進(jìn)行必要的修正。第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日在斷屑臺(tái)的三個(gè)因素中，不應(yīng)當(dāng)忽視R的作用。R太大，切屑易成為帶狀，不易折斷，在進(jìn)入鉆桿空腔后形成堵屑，在孔徑較小時(shí)應(yīng)特別注意避免。R太小，切屑會(huì)直接撞及斷屑臺(tái)，造成崩刃。為保證順利排屑，切削液應(yīng)有好的流動(dòng)性（30℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度范圍應(yīng)在10~20mm2/s間），在油溫變化時(shí)粘度變動(dòng)不大。此外，作為前提條件，機(jī)床的液壓系統(tǒng)必須工作正常。特別在鉆孔直徑較小時(shí)，應(yīng)有足夠的油壓（2~5MPa）。第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3.2雙出屑口錯(cuò)齒BTA鉆——使內(nèi)排屑深孔鉆臻于完善的新結(jié)構(gòu)對(duì)單出屑口內(nèi)排屑深孔鉆采取分屑和斷屑措施，原本是在出屑口面積無法進(jìn)一步擴(kuò)大的前提下，為解決堵屑問題而采取的被動(dòng)措施。但分屑的思路引發(fā)了錯(cuò)齒結(jié)構(gòu)的誕生。錯(cuò)齒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案使內(nèi)排屑深孔鉆不僅在排屑方面得到進(jìn)一步改善，而且在其他功能上也帶來重大的改觀。將錯(cuò)齒鉆（圖2-4）與單出屑口鉆（圖2-3）進(jìn)行對(duì)比，如果把分屑口的單出屑口鉆頭每段切削刃看作一個(gè)刀齒，而把其中互成間隔的1~2個(gè)齒繞中軸轉(zhuǎn)180°左右，并在原出屑口對(duì)方相應(yīng)地開辟出第二出屑孔，就成為錯(cuò)齒鉆的基型。因此可以認(rèn)為，錯(cuò)齒鉆是單邊刃切削深孔鉆的一種衍生結(jié)構(gòu)，它既保留了單邊刃切削鉆頭的某些特征，又具有雙刃鉆的某些特征。第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日錯(cuò)齒鉆雖可認(rèn)為是通過將單齒鉆的中間齒轉(zhuǎn)位180°而衍生的結(jié)構(gòu)，但在功能上卻發(fā)生了一些重要的變化。除了排屑通道面積增大，各支切屑減少了互相干擾之外，各個(gè)鉆齒的切削條件也發(fā)生了變化。整個(gè)鉆頭和導(dǎo)條受力情況更加合理。與此同時(shí)，鉆頭設(shè)計(jì)和制造難度也大大增加，引發(fā)了內(nèi)排屑深孔鉆的專業(yè)化和現(xiàn)代化生產(chǎn)。錯(cuò)齒鉆排屑條件的變化錯(cuò)齒鉆由于比單齒鉆增加了一個(gè)出屑孔，其喉部通屑面積有所增大，見圖2-17。單齒鉆的排屑口張角一般相當(dāng)于135°左右（圖2-17（a））。錯(cuò)齒鉆第一排屑口的張角約為100°，第二排屑口的面積稍小，約相當(dāng)于張角70°時(shí)的面積。兩者相加，其總排屑斷面約為單出屑口鉆頭的170/135=1.26倍，即相對(duì)增大了四分之一。此為錯(cuò)齒鉆排屑條件明顯可見的變化。第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日另一個(gè)不易直接察覺的變化是，由于錯(cuò)齒，與大出屑口相應(yīng)的外刃切屑分支被互相隔開，當(dāng)它們進(jìn)入喉部窄狹通道之前相互糾纏在一起的機(jī)率明顯減小。小出屑口如果只有一支切屑，即使切屑稍長(zhǎng)也不致堵塞在喉部；如果有兩支切屑（當(dāng)鉆齒總數(shù)為5時(shí)，將有2個(gè)鉆齒移向小出屑口一側(cè)），由于二支切屑之間存在間隔，仍不易互相發(fā)生干擾。由此可見，錯(cuò)齒鉆的排屑條件比單出鉆有明顯改善。第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日錯(cuò)齒鉆使內(nèi)排屑深孔鉆的受力條件大有改觀盡管錯(cuò)齒鉆發(fā)明的原始動(dòng)因在于改善單齒鉆排屑狀況，但由此帶來了內(nèi)排屑深孔受力條件的合理化，提高了內(nèi)排屑鉆的功能，最終幾乎完全取代了單齒鉆。圖2-18（a）、（b）分別為磨出分屑刃的單齒鉆和錯(cuò)齒鉆的受力示意圖，其各分屑刃和刀齒按實(shí)際比例畫出。由圖（a）可以看出，單齒鉆的各刃所受主切削力PMA，PMB和PMD，方向相同，均指向第一導(dǎo)條，由第一導(dǎo)條所受的支反力PG1來平衡。再看圖（b）中的錯(cuò)齒鉆，其a、b、d三個(gè)刃的主切削力PMA、PMB、PMD指向第一導(dǎo)條，而c齒的主切削力PMC則相反，并抵銷了a，b，d三齒主切削力合力的一部分，從而使第一導(dǎo)條的支反力PG1也相應(yīng)減小，第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日水平方向的切削分力情況也與上類似。單齒鉆b、d刃的徑向切削分力PRB、PRD指向第二導(dǎo)條，僅有a刃與之相反。其合力仍指向第二導(dǎo)條，因此第二導(dǎo)條所受支反力PG2也較大。錯(cuò)齒鉆因c齒所受徑向切削分力PRC與PRB和PRD方向相反，所以相應(yīng)減小了第二導(dǎo)條所受支反力。由于錯(cuò)齒鉆兩個(gè)導(dǎo)條壓力的減小，也相應(yīng)降低了整個(gè)鉆頭的摩擦轉(zhuǎn)矩，并合乎邏輯地導(dǎo)致切削功率降低，導(dǎo)條壽命增加，切削熱減小，鉆桿扭轉(zhuǎn)變形減小從而工作平穩(wěn)性提高等一系列正面效果。第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日錯(cuò)齒BTA鉆的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位化和刀片涂層化，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的：（1）解決了錯(cuò)齒鉆重磨的難題機(jī)夾可轉(zhuǎn)位錯(cuò)齒鉆一般選用三角或四角形的剛性標(biāo)準(zhǔn)刀片。導(dǎo)向條一端磨損后，可轉(zhuǎn)位重新安裝。因此，各鉆齒和導(dǎo)條可以隨時(shí)（包括在機(jī)床上）更換。使用機(jī)夾刀齒、導(dǎo)條備件時(shí)，刀體可長(zhǎng)期使用。第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日（2）焊接式錯(cuò)齒鉆使用專用刀片，而機(jī)夾可轉(zhuǎn)位錯(cuò)齒鉆采用標(biāo)準(zhǔn)刀片，刀具成本可相對(duì)降低。（3）容易改換刀片材料和斷屑臺(tái)參數(shù)，例如可針對(duì)工件材質(zhì)選用不同的刀片材料（包括硬質(zhì)合金基體和涂層材料），使加工條件達(dá)到最優(yōu)化。（4）由于刀齒的分工和安裝角度、位置的可操作性，可使切削力降低，鉆頭工作更加平穩(wěn)，從而使加工效率和鉆頭壽命提高。第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日BTA刀具的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位化也有其局限性。首先，它使鉆頭的結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜化，對(duì)于φ65mm以下（常用鉆頭直徑多在此范圍內(nèi)）的實(shí)體錯(cuò)齒鉆很難實(shí)現(xiàn)。其次，錯(cuò)齒機(jī)夾可轉(zhuǎn)位BTA鉆的價(jià)位過高。第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3.4導(dǎo)向條參數(shù)的確定二導(dǎo)向條的位置，導(dǎo)向條的寬度、長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)型式、前后倒錐角度和導(dǎo)條材料的選擇。導(dǎo)向條的位置確定：第一導(dǎo)向條85°±5°，第二導(dǎo)向條183°±5°導(dǎo)條寬度：取二導(dǎo)條總寬度為鉆頭直徑的50%。此時(shí)，供油通道面積為排屑口喉部通道面積的0.125D2/0.09D2=1.4倍。由于兩導(dǎo)條的受力大小懸殊（第一導(dǎo)條受力為第二導(dǎo)條的2.5~4倍），為了使