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亚干式深孔加工对刀具的要求

①由于深孔切削加工是在封闭状态下进行，又没有循环切削油冷却、润滑刀具，进行热量交换，因此切削区温度较高，这就要求刀片材料必须具有较高的强度、硬度以及良好的耐热性、红硬性和抗冲击性，同时刀具与切屑之间的摩擦系数应尽可能小。

②在深孔加工中，刀具的排屑通道较长，切屑不易顺畅排出，对于采用空气排屑的亚干式加工而言，这一问题更为突出。为了***排屑顺畅和迅速散热，必须增大排屑出口，减少空气阻力，加快排屑速度，缩短切屑停留时间。

③亚干式深孔加工采用压缩空气排屑和雾化切削液冷却，因此切屑形状不能太宽太长。为防止切屑堵塞，是形成细小的“C”型切屑;为使切屑更快脱离刀面，刀具与切屑的接触面不宜过大，为此可采用分屑刃或强制断屑措施。

TA系统加工原理BTA单管钻系统

　　属于外冷内排屑方式，切削液通过授油器从钻杆外壁与工件已加工表面之间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑由钻杆内部推出。授油器除了具有导向功用之外，还提供了向切削区输油的通道。该系统使用广泛，但受钻杆内孔排屑空间的限制，主要用于直径￠﹥12mm的深孔钻削加工。与喷吸钻相比，高的切削液压力使得单管钻系统更加可靠，当钻削难以断屑的材料（如低碳钢和不锈钢等）时尤为如此。相较喷吸钻来说，BTA单管钻系统是大批量、高负荷连续加工的。

喷吸钻系统工作原理图[5]喷吸钻系统　　◇系内排屑深孔钻削加工。切削液由联结器上输油口进入，其中大部分的切削液向前进入内外钻杆之间的环形空间，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑推入内钻杆内腔向后排出；另外小部分的切削液，利用了流体力学的喷射效应，由内钻杆上月牙状喷嘴高速喷入内钻杆后部，在内钻杆内腔形成一个低压区，，对切削区排出的切削液和切屑产生向后的抽吸，在推吸双重作用下，促使切屑迅速向外排出。这种相对独立的系统较BTA系统而言所需的切削液压力***，同时还降低了钻削系统的密封要求。由于有内管，喷吸钻加工最小直径范围受到限制，一般不能小于￠18mm。

亚干式深孔加工与传统深孔加工的性能比较

通过上述试验分析，可以确定YD15刀片材料比较适合中碳钢的亚干式深孔加工。但是，其加工性能和刀具耐用度与湿式深孔加工相比是否有差别，将是亚干式深孔加工技术能否获得推广应用的关键。为此，我们进行了一个对比切削试验，即在传统的深孔加工条件下，采用YD15和YG8深孔钻头(刀具几何参数相同)钻削同样长度的45钢工件(v=800r/min，f=0.01mm/r，10#机械油冷却润滑)。由测得的各项试验数据可以看出，用传统方法加工时，刀具的后刀面磨损和切削力均比在亚干式加工条件下要小，这表明亚干式加工时刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦力比传统加工时更大，即切削液的润滑性能较差，这与所使用的切削液有关。亚干式加工中采用的是水基乳化液(其雾化性优于切削油)，而传统加工中使用的是切削油(其润滑性更好)。这也为我们今后的研究确定了方向，即需要找到一种既有良好的雾化性，又有较好润滑性的切削液。另外，两种加工方式的刀具磨损量差距并不很大，说明在亚干式深孔加工条件下也能***一定的刀具耐用度。

将用两种方式加工的试件剖开后进行检测，发现内孔表面硬度几乎没有差异，而亚干式加工的内孔表面粗糙度值更小，即表面质量更好。这也说明在亚干式深孔加工中，内孔表面的冷却效果良好，切削温度并不高。此外，由于采用了特殊配方的乳化液，具有一定的耐挤压效果，因此钻头的导向块并未出现撕裂磨损，也***了内孔表面加工质量。