一种基于BTA系统的高强钢深孔钻削技术
三切削刃BTA深孔钴钴削过程研究
而 ｏ ｔ
三切 削 刃 Ｂ ＴＡ 深 孔 钴 钴 削 过程 研 究
关世玺， 国勇 范
（ 北 大 学 机 电工 程 学院 ， 中 山西 太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
摘 要 ： 通过 试验 对 ３个切 削刃 Ｂ Ａ 深 孔钻 削过程进 行 了研 究 ， Ｔ 主要 分 析 了在 特 定 的深 孔奈 件 下切
１ 试 验 设 备和 步 骤
整个试 验 系统主要 由深孔 钻床 和数据测 试 装置
组成。
２ 切 屑 的 变 形
２ １ ３条切 屑 刃上 的切屑 变形 ． 根据 金 属 切削 原 理 ， 切屑 变 形可 以用 下 列公 式
得到：
ｙ ＣＳ Ｏ
１ １ 试 验 设 备 ．
１ ）冷却 系统 。冷却液 流动速 度 ｑ ０ ／ ｉ， ：１ ０ Ｌ ｒ ｎ ａ 冷却液 压力 Ｐ ２ ８ ＭＰ ， 却 液 为 机 油 和 煤 油 的 一 ． ａ冷
道 截面是 钻头 的喉部 ， 际可用 的排屑 空间很 有 限 ， 实 较 易造 成在钻 削过 程 中 产生 啃钻 、 向振 动 和 受 力 轴
涂层 刀片推 荐寿命 值 的 ８ 作 为 刀具 的 寿命 标 准 ， Ｏ， ９ ６
这个数 值也 适用 于通 用 的 Ｂ Ａ 类 型 的钻 头 的工作 Ｔ 寿命 。 １ ２ 试验 步骤 ． １ ）安装好 工件及 刀具 系统 ；
式 中： Ｐ为工件 材料 的密度 。
深孔盲孔套料切断刀具的设计
深孔盲孔套料切断刀具的设计
祝海珍;袁艳;田春雷
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2022(56)9
【摘要】小直径(∅50≤D≤∅100)深孔盲孔套料加工中,由于工作空间小,芯棒往往不能顺利取出,给实际加工带来诸多困难。
针对此问题设计了一种用于深孔盲孔套料的切断刀具,其工作空间较小,对芯棒的形状尺寸没有要求,能够很好地解决刀具芯棒无法取出的加工难题,扩大了盲孔套料加工的使用范围。
【总页数】4页(P113-116)
【作者】祝海珍;袁艳;田春雷
【作者单位】西安工业大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG713;TH122
【相关文献】
1.盲孔套料切断一例
2.BTA深孔套料刀具的结构与受力状态
3.重型油缸侧缸BTA 深孔套料加工刀具过度磨损崩刃的研究
4.TC4钛合金深孔(钻削)套料加工系统及其刀具研究
5.小直径深盲孔中套料芯棒切断刀的研制和应用
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A review of research into the role of guide pads 外文翻译
A review of research into the role of guide pads（导向块） inBTA (深孔加工)deep-hole machining关于导向块在深孔加工中作用的评论R. Richardson*, R. BhattiSchool of Engineering, University of Greenwich, Chatham ME4 4AW, UK Accepted 14 August 2000Abstract摘要A review is made of the literature dealing with the role of the guide pads in the boring trepanning association Heller (BTAH) deep-hole machining process.本文将对导向块在深孔加工中的作用进行评论。
The link between processing（加工、处理） and performance （性能）and the burnishing action （抛光）of the guide pads is examined.导向块的加工手段、性能、抛光处理之间的联系已经研究过。
This burnishing action which has previously been described as a finishing operation is in fact an extremely abusive process.抛光这一以前被描述成最终的一步操作实际上是一个十分常用的加工手段。
It is shown that the area of guide pads in contact with（接触） the cut surface（剖面） is at best only 1.2% of their projected surface area during burnishing.已经有研究表明，当导向块和加工表面的投影面只有1.2%的接触时，抛光才能达到最好的效果。
深孔钻削中工件的动力学特性研究
得到 工件动 力学模型 的动态响应 特性 。给 出了深孔 加工工程 中工件振 动的幅值及 固有频率的 预估 的理论计算 方法 ，并给出算 例。计算 了不 同钻削深度下 工件的动态 响应特性 ，显示 了加 工过程中工件动态 响应特性 的变化 规律 。 关键词 ：工件振动模型 ；深孔加 工 ；变截 面梁 ；受迫振动
图１ ＢＴＡ深 孔 钻 削 不 意 图
对 变 截 面 梁 振 动 进 行 的 研 究 多 集 中 于 对 自 由振动
特性 的 分析 ’ 。而 金 属 切 削 加工 过 程 中工 件 的 振
由于 工 件 两 端 分 别 固定 在 卡 盘 与 导 向套 上 ， 工 件 两 端 的 横 向 位 移 与 转 角均 为 零 ，所 以可 将 工 件 简 化 为 两 端 固 定 支承 的变 截 面 梁 。 以工 件 在 导 向套 固 定 端 的 轴 心为 直 角坐 标 系ｘ Ｏｙ 的原 点 Ｏ，ｘ 轴 及Ｙ 轴 正 方 向如 图２ 所 示 ，建 立 深 孔 钻 削 工 件 的
中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ６ ； Ｔ ＠ ５ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ （ 下） －０ ０ ７ ７ －０ ４
Ｏ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ （ 下） ． ２ ３
界 条件 ｕ 。 、 深孔 钻 削 动 力 系统 的 弯 曲变 形 等 几 个 方 面进 行 了研 究 口 。国外 学者 则通 过 对深 孔 钻 削颤
振 测 量 实 验 的结 果 进 行 时 域 及 频 域 分 析 ，从 而 得
到 不 同钻 削深 度 下颤 振 的本 征频 率及 振
深孔加工
（目录）一、深孔加工的概况二、深孔加工的概念三、深孔加工的方式及选择四、蒸发器管板加工的装夹五、正确理解工艺规范操作六、深孔钻在加工过程中容易发生的问题七、努力学习成为合格的核电设备制造员工（草稿）一、深孔加工的概况深孔加工技术是机械加工发展的产物，它是集麻花钻、绞刀等多类加工刀具与一身的新型切削工具，适用范围很广，真正运用到大型管板类群孔加工，是随着发电设备制造规模和能力不断提高，才逐渐进入人们的视线，特别是核能发电的方式，已经成为现阶段电能产出的主导形式，作为加工核电设备关键部件蒸发器管板的深孔加工，就更加受到人们的关注。
成为核电设备制造过程中必不可少的关键加工工序。
二、深孔加工的概念孔加工一般分为浅加工与深加工两类，当然也包括介于两者之间的中深孔加工。
按照现在行业内普遍认同的观点，深度与直径之比（D/L）等于或大于三十的孔加工，称之为深孔加工。
但是，深度与直径的比差越大，深孔加工的难度也就越大，铁屑排出和冷却液流量的选择等一系列问题也会随之产生。
三、深孔加工的方式及选择了解深孔加工的种类，并掌握合理选择的要领。
是每一个参与深孔加工人员所必备的。
目前，深孔加工的形式有很多种，有外排屑钻（枪钻）、内排屑钻、深孔麻花钻、套料钻等等。
我们现在着重讨论的是外排屑钻和内排屑钻。
1、枪钻是外排屑钻最典型的代表。
相对其他深孔加工方式来讲，它是一种比较古典的加工形式。
（1）枪钻的特点枪钻的特点是一次加工就具备良好的精度和表面粗糙度低。
枪钻比较适合小直径孔的加工，通常情况下，直径小于10mm的孔，用枪钻加工是比较妥当。
最有利的是，它可使铁屑顺利排出。
（2）枪钻的构成枪钻是由枪头、钻杆和钻柄构成。
枪头常用的是硬质合金材料，钻杆是由高强度的合金管经压制而成，钻柄是将钻头和机床连接起来的部分。
枪钻有两条主切削刃和一条副切削刃，靠近钻心的叫内刃，另一条称之为外刃，其交点称之为钻尖。
（３）枪钻的几何参数钻尖几何参数的选择。
第七章 钻削与钻头
2）可在车、钻、镗床上使用，操作方便，钻孔效 率高。 3）由于钻杆内还有一层内管，排屑空间受到限制， 较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。
第五节 深 孔 钻
三、喷吸钻
1—工件 2—夹爪 3—中心架 4—引导架 5—向导管 6—支持座 7—连接套 8—内管 9—外管 10—钻头
第五节 深 孔 钻
第一节 麻 花 钻
二、麻花钻的几何角度 5、 几何角度小结
第二节 钻削原理
一、切削用量与切削层参数 1.钻削用量
钻削背吃刀量（mm）
ap d / 2
每刃进给量（mm／z）
钻削速度（m／min）
fz f /2
v( dn )/1000
2.切削层参数
钻削厚度（mm） 钻削宽度（mm）
h fsin( / 2 ) D
第三节 钻头的修磨
一、修磨横刃 1、目的 在保持钻尖强度的前提下，尽可能增大钻尖部分 的前角、缩短横刃的长度，降低进给力，提高钻尖定 心能力。 2、两种较好的修磨形式
a）加大横刃前角
b）磨短横刃并加大前角
第三节 钻头的修磨
二、修磨主切削刃 ——改变刃形或顶角，以增大前角，控制分屑断屑。
a) 磨出内凹圆弧刃
第二节 钻削原理
二、钻削过程特点 2.钻削力 钻头每一切削刃都产生切削力，包 括切向力（主切削力）、背向力（径向 力）和进给力（轴向力）。当左右切削 刃对称时，背向力抵消，最终构成对钻 头影响的是进给力Ff 与切削转矩Mc。 钻削力实验公式：
F C d f f F f
zF yF f f
K F f
思考题：
1.试述孔加工刀具的类型及其用途。 2.作图表示麻花钻结构、标注结构参数与 刃磨角度。 3.分析麻花钻前角、后角、主偏角及端面 刃倾角的变化规律。 4.为什么要对麻花钻进行修磨?有哪些修磨 方法？
刀具几何参数
第一.合理的刀具几何参数是提高刀具切削性能的重要因素，传统的刀具合理几何参数的研究方法一般是先设计并选择不同的刀具几何参数及工艺参数，并借助于一定的测试手段，来进行实际的切削实验。
用这种方法来进行研究，往往要经历一个很长的过程，耗时、耗力、实验成本高。
所以刀具合理几何参数的选择是切削理论与实践的重要课题。
所谓刀具的合理的(或者最佳)几何参数是在保证加工质量的前提下，能够满足生产效率高、加工成本高的刀具几何参数。
一般的说，选定刀具几何参数的合理值问题，本质上是多变量函数针对某一目标计算求解最佳值的问题，但是，由于影响切削加工效益的因素太多，而且影响因素之间又是相互作用的，因而建立数学模型的难度很大。
实用的优化或最佳化工作，只能在固定若干因素后，改变少量参数，取得实验数据，并且采用适当方法(例如方差分析法、回归分析法)进行处理，得出优选结论。
可见，选择合理的刀具几何参数的重要性，所以利用相关软件进行直接模拟优化结构、几何参数有其极其重要的现实意义。
刀具角度包括主切削刃的前角、后角、主偏角、刃倾角和副切削刃的副后角、副偏角等。
不同的角度对刀具具体切削过程的影响是不同的。
1、前角变化对切削过程中的切削力、切屑变形等有很大的影响，其中前角对切削力的影响最大。
有人曾研究认为:前角每变化一度，主切削力约改变1.5%。
在切削过程中，切削力随着前角的增大而减小。
这是因为当前角增大时，剪切角也随之增大，金属塑性变形减小，变形系数减小，沿前刀面的摩擦力也减小，因此切削力降低。
这种变化趋势在较低速的切削中尤为明显。
通过前述有限元分析，将刀具上沿接触长度上各节点的应力值相加可以获得主切削力，而在构成主切削力的各节点应力值中，刀刃部分具有最大等效力值的节点贡献最大。
因此可以这么说，为其前角变化对于切削力的影响，可以通过研究刀具前刀面上具有最大等效应力的节点的应力状况而表现出来。
所以，我们选取刀具接触长度上节点的最大等效应力作为刀具前角优化的标准。
亚干式BTA深孔加工中钻头材质的选型研究
ａｄ ｒｐｎｉｇ ｓ ｃ ｔ ｎ 系统 钻 削 【试验 。 别 对４ 钢 和 不 锈钢 两 种 工件 材质 进行 ４ ｏｍ 小孔 加 工 ， 到 了加 工 过 程 ｎ ｅａｎｎ ｓ ｉ ｉ ） Ｔ Ａ ｏ ａｏ ２ 分 ５ ， ｍ ２ 得
中不同的力与力矩 、 刀具磨损及崩刃情况等加 工数据 ， 优选 出加 工这 两种 工件材质的适 宜刀具材 料 ， 对亚干式深孔加工时
效 的冷却润 滑方式 ， 为最少 润滑 油技术 。 称
相 比长型 麻 花钻 、 钻 、 刃钻 和 喷 吸钻 ， 小 枪 双 在
孔 径 深 孔 加 工 中 ， Ｂ Ａ 系 统 钻 削 最 能 兼 顾 经 济 性 和 用 Ｔ
钻孔 质量 … 。 实 验采 用 最 少润 滑 油技 术 对孔 径 为２ 本 ０ ｍｍ 的 深 孑 用 Ｂ Ａ 系 统 的 深 孔 钻 床 进 行 钻 削 ， 到 不 Ｌ Ｔ 得 同钻 头 刀具 材料 在加 工 中的受 力及 磨 损情 况 ， 确定 以
深 孔 加 工 难 度 高 ， 工 量 大 ， 机 械 加 工 中 的 关 键 性 工 加 是 序 。 于加 工 过 程 中 不 能 直 接 观 察 到 刀 具 的 切 削 情 况 ， 由
切 屑不 易排 出 ， 削热 不 易传 散 ， 艺 系统 刚性 差 ， 切 工 导
致 在 深 孔 加 工 中广 泛 地 使 用 切 削 液 ， 于 冷 却 、 滑 及 用 润 辅 助排屑 。
Ｋ１ Ｏ
Ｍ１ Ｏ Ｋ１ Ｏ Ｋ３ Ｏ
６ ９２ ２ ． Ｏ ５ ． ５ ８ ９ ． １ ５ ８ ２ ９．
种 绿色 制造 工艺 ， 保 护环 境 、 省 能源 、 低 制造 对 节 降
成 本 有重 要意 义 。 发达 国家这 项 技术 被 越来 越 广泛 在