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深孔钻加工中的DF系统设计理论


 

深孔钻加工中的DF系统设计理论

一、DF系统的分类

1.    内排屑DF系统

       内排屑DF系统有钻头、授油器、钻杆、负压抽屑装置构成,内排屑DF系统的喷嘴通常采用锥形和月牙槽形两种形式。

2.    外排屑DF系统

       外排屑DF系统由钻头负压抽屑装置和联结器构成,起工作原理是:大部分切削液从尾座输油口进入,通过钻杆内部到达切削区,冷却润滑钻头,并将切屑从钻头外部V型槽或螺旋槽中推出;另一小部分切削液从外排屑负压装置进入,通过喷嘴到达钻杆外壁,并向后喷射,在钻杆V型槽或螺旋槽内产生负压,将切削区的切削液和切屑向外抽吸,促使切屑排出。

因为外排屑负压区的截面积较小,为了喷射充分,喷嘴一般采用圆锥形喷嘴。

二、DF系统负压抽屑机理

       DF系统负压产生的机理是:切削液经负压装置高速射入排屑通道,与向外流动的切削液混合进行能量转换。排屑通道中向后流动的切削液,在射流喷嘴口处的能量转换区获得能量,切削液流速得以提高。这样,排屑通道内向后流动的切削液,在能量转换前后的流速昌盛梯度,具有不同的能量,形成压力差。在能量转换区钱的切削液压力低,在能量转换区后边的压力高,因而产生真空区,即负压区。在负压区切削液的流动速度加快,提高了排屑效果。

三、DF系统排屑特性分析

1.切屑形态及容屑系数R对排屑的影响

       在排屑通道结构确定的条件下,影响切屑阻力的主要因素是切屑形态。切屑个体的形状、尺寸与切屑的整体状况和占有容积是切屑排出顺利程度的关键,然而,由于钻头切削部分的几何参数与切削工艺参数的匹配,所得到的每片切屑状况具有很大的随机性,且难以测量,无法在意定程度上做定量描述,又由于工件材质。切削条件以及刀具的磨损等早成的切削卷曲形状及硬化程度的差异,加上每个分离的切屑个体只能表明其本身对排屑通道的适应情况,而无法表达出切屑整体对于排屑通道的适应情况。

     2.排屑通道压力和流量对排屑的作用

       当射流间隙为零时,DF系统就变为BTA内排屑系统。切削液有切削区进入排屑通道具有一定的压力和流量,是通道中的切屑获得一定能量,并在切削液压差作用下被排出。切屑在排屑通道中运动时,受到切削液推力作用,同事还受到切削液黏滞阻力和摩擦阻力作用。如果吧考虑负压效应,则可通过增大排屑通道压力和流量来提液流流速,达到提高排屑能力的目的

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