CN208680606U - 一种具有射流孔的bta深孔加工钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头，属于深孔加工钻头的技术领域，包括BTA钻头以及前端与所述BTA钻头连接的连接杆；连接杆为贯通的管体，沿着周向均匀设置有多个射流孔；射流孔轴线与连接杆轴线的交点位于所述射流孔之后。该钻头的钻头喉部在深孔加工过程中可以一直产生和保持负压和抽屑能力，减小切屑在钻头喉部的滞留时间，使钻头喉部的切屑能顺利排出。

Description

一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头

技术领域

本实用新型涉及深孔加工钻头的技术领域，特别是涉及一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头。

背景技术

BTA深孔钻是内排屑深孔钻的一种典型结构，在深孔加工过程中，切削液通过授油器从钻杆外壁与工件已加工表面之间的环形间隙进入，到达切削区进行冷却润滑，并将切屑由钻杆内部推出。由于切削不会划伤工件已加工表面，加之环形间隙中的高压切削液能起到阻尼钻杆振动的作用，因此，BTA深孔钻具有加工表面粗糙度值低、精度高、钻孔效率高及刀具系统性能好等优点。但是，在深孔加工过程中，BTA深孔钻的喉部到钻杆末端冷却液出口的压力差逐渐减小，使得切屑容易聚集在钻头喉部，切屑难以排出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于以现有的BTA深孔加工钻头为基础，提供一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头，钻头喉部在深孔加工过程中可以一直产生和保持负压和抽屑能力，减小切屑在钻头喉部的滞留时间，使钻头喉部的切屑能顺利排出。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头，包括BTA钻头以及前端与所述BTA钻头连接的连接杆；连接杆为贯通的管体，沿着周向均匀设置有多个射流孔；射流孔轴线与连接杆轴线的交点位于所述射流孔之后。

进一步地，连接杆的后端设置有用于与钻杆连接的外方牙螺纹。

进一步地，射流孔为圆柱形孔，轴线与连接杆轴线之间的夹角为29-31度。

进一步地，连接杆上沿着轴向设置有两组所述射流孔。

进一步地，射流孔的截面面积之和等于供油面积的1/3。

本实用新型的有益效果是：

当钻头喉部区域(A)因为产生带状切屑发生耦合导致排屑不畅时，由于不断输入的冷却液通过钻杆外壁与工件已加工表面之间的环形间隙流入钻头端部和工件已加工表面之间的区域形成高压区域(B)，高压区域(B)压力不断上升，直到蔓延至钻头后部的射流孔区域(C)，由于从钻头喉部区域(A)流往钻头喉部后端区域I(E)的冷却液减少，与钻头喉部后端区域I(E)连通的钻头喉部后端区域II(D)压强呈下降趋势，对前端冷却液-切屑混合流的单位面积的有效推力下降。由于射流孔的进出口压力差增加，射流孔的流量增加。钻头喉部后端区域II(D)和I(E)形成超低压和低压区域，同时作用于钻头喉部区域(A)，聚集在钻头喉部区域(A)内的切屑在压差作用下顺着钻头喉部后端区域II(D)和I(E)排出。由上可知使用该深孔加工钻头可以实现对钻头喉部精准和有效的负压抽屑和排屑，同时可根据切削实时情况，在一定范围调节负压对钻头喉部的抽屑效果，进而减小切屑在钻头喉部的滞留时间和切屑散热对刀片的负面影响，以及因为堵屑产生的打刀和钻杆折断现象。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的具有射流孔的BTA深孔加工钻头的第一结构示意图；

图2为图1所示具有射流孔的BTA深孔加工钻头的立体图；

图3为图1所示具有射流孔的BTA深孔加工钻头产生负压的原理图；

图4为图1所示具有射流孔的BTA深孔加工钻头工作时冷却液的流动示意图；

图5为本实用新型实施例提供的具有射流孔的BTA深孔加工钻头的第二结构示意图。

图中：1-BTA钻头；2-连接杆；3-射流孔；4-外方牙螺纹；100-工件。

具体实施方式

本实施例提供一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头，如图1和图2所示，包括BTA钻头1以及前端与BTA钻头1连接的连接杆2；连接杆2为贯通的管体，沿着周向均匀设置有多个射流孔3；射流孔3轴线与连接杆2轴线的交点位于射流孔3之后。

本实施例提供的具有射流孔的BTA深孔加工钻头，与传统BTA钻头一样安装于钻杆头部。如图3和图4所示，当钻头喉部区域(A)因为产生带状切屑发生耦合导致排屑不畅时，由于不断输入的冷却液通过钻杆外壁与工件100已加工表面之间的环形间隙流入钻头端部和工件100已加工表面之间的区域形成高压区域(B)，高压区域(B)压力不断上升，直到蔓延至钻头后部射流孔区域(C)，由于从钻头喉部区域(A)流往钻头喉部后端区域I(E)的冷却液减少，与钻头喉部后端区域I(E)连通的钻头喉部后端区域II(D)压强呈下降趋势，对前端冷却液-切屑混合流的单位面积的有效推力下降。由于射流孔的进出口压力差增加，射流孔的流量增加。钻头喉部后端区域II(D)和I(E)形成超低压和低压区域，同时作用于钻头喉部区域(A)，聚集在钻头喉部区域(A)内的切屑在压差作用下顺着钻头喉部后端区域I(E)和II(D)排出。

本实施例提供的具有射流孔的BTA深孔加工钻头正常工作时，当冷却液系统供油压力不变的情况下，可以增加冷却系统的流量降低了单位体积内冷却液内的切屑，有效降低了冷却液-切屑混合流对钻杆内部的摩擦力，降低了能量损失，提高了功能转化和能量的利用率；同时为缩小BTA钻杆排屑截面面积，提高BTA系统刚度和强度提供支持；当冷却液系统的供油流量不变时，冷却液系统的供油油压有效降低，有效降低冷却液系统对密封能力的要求；由于射流孔3联通钻头喉部后端区域（I和II）和钻杆外壁与工件100已加工表面之间的环形间隙，间接的因钻头喉部区域(A)而限制的冷却液的流量得到补充，钻杆内部流量增加，单位时间内流入流量不变，流出流量增加，冷却液系统压力下降。

本实施例所述的具有射流孔的BTA深孔加工钻头上的射流孔3联通冷却液进入与回流通道，使一部分冷却液不经过切削区直接回流产生速度与压强差，形成负压抽屑作用，该结构决定钻头喉部能产生和保持负压和抽屑能力，进而维持着钻头喉部到钻杆末端冷却液出口的压力差,保证切屑的顺利排出。而且由于BTA钻头1材料强度刚度高于钻杆，BTA钻头1后端开孔不会降低BTA系统的整体刚度强度，相对于其他现有的后端抽屑方式的造价更低，性价比高，原理简单成熟，维修方便。

进一步地，如图1和图2所示，连接杆2的后端设置有用于与钻杆连接的外方牙螺纹4。该BTA深孔加工钻头由于使用了螺纹联结，相对其它抽屑装置拆装方便，装置集约性高。

进一步地，射流孔3为圆柱形孔，轴线与连接杆2轴线之间的夹角为29-31度。夹角增大，可以减小压力损失，但也同时减小了流体的轴向速度，削弱了射流孔3湍流动能和强度，使得负压效果减弱；夹角增大，可以增大流体的轴向速度，但是能量损失较大，负压效果减弱。优选地，夹角为30度时，产生的负压效果最好，夹角为29度时次之。

进一步地，如图5所示，连接杆2上沿着轴向设置有两组射流孔3，形成多级负压。选用是需要注意冷却液泵的最大功率。

进一步地，一组射流孔3共14个均等分布。

进一步地，射流孔3的截面面积之和等于供油面积的1/3。负压抽屑效果由负压区的负压值(即排屑通道压差或射流孔3内外压差)确定，而负压值的提高只能通过提高负压射流的能量及其转换来实现。射流孔3的射流通道流量Qn对负压效应的影响：Qn太小时，即使射流间隙很小，射流速度很高，负压射流也没有足够的能量与排屑通道中的切削液进行能量转换，负压效应不好；随着Qn增大，负压效应随之提高，但射流能量损失以及后排屑通道（射流孔3之后的钻头喉部后端区域II(D)）的能量损失也相应增加；当Qn大于某值时，能量损失严重，负压效应反而下降。在负压装置结构确定后，Qn的合理值应随钻削直径的增大而增大，并受到前排屑通道（钻头后部射流孔区域(C )）流量Qc的影响。经现有相关理论和实验证明，前排屑通流量Qc选取合理时，分流比q＝Qn/Qc的合理值为1/3左右，且分流比q的数值和射流孔3的截面面积之和与供油面积的比值之间具有一致性。

综上所述，上述具有射流孔的BTA深孔加工钻头通过射流孔3产生负压作用于钻头喉部使切屑更容易排出钻头喉部与钻杆，同时结构简单制造方便，射流孔3为圆柱形，大大增加了该BTA深孔加工钻头的实用性和性价比，与其它后置抽屑装置如单位脉冲式抽屑装置相比费用降低90%，抽屑能力更强，而且加工工艺性更高；可以根据实际需要，通过流量与压强计算，采用多组射流孔3，形成多级负压；还可以与更小内径的钻杆配合，提高了整个系统刚度强度。从而提高所加工孔的直线度与圆度等形状精度，最大程度的减小了深孔加工钻削所带来的弊端。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有射流孔的BTA深孔加工钻头，其特征在于，包括BTA钻头以及前端与所述BTA钻头连接的连接杆；

所述连接杆为贯通的管体，沿着周向均匀设置有多个射流孔；

所述射流孔轴线与连接杆轴线的交点位于所述射流孔之后。

2.根据权利要求1所述的具有射流孔的BTA深孔加工钻头，其特征在于，所述连接杆的后端设置有用于与钻杆连接的外方牙螺纹。

3.根据权利要求1所述的具有射流孔的BTA深孔加工钻头，其特征在于，所述射流孔为圆柱形孔，轴线与连接杆轴线之间的夹角为29-31度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有射流孔的BTA深孔加工钻头，其特征在于，所述连接杆上沿着轴向设置有两组所述射流孔。

5.根据权利要求4所述的具有射流孔的BTA深孔加工钻头，其特征在于，所述射流孔的截面面积之和等于供油面积的1/3。