专利名称：内排屑单管喷吸钻抽屑器的制作方法
技术领域：
本发明属内排屑单管喷吸钻抽屑装置。
现有的内排屑单管喷吸钻抽屑装置如成都工具研究所研制的内排屑单管喷吸钻抽屑装置与钻孔抽屑直接相关的技术参数是经验推荐值，不是经过优化设计得到的最佳匹配值，而且喷射角、负压间隙、不可调整，故影响抽屑效果，因抽屑力小普遍不能解决Ф16mm以下长径比80以上小深孔的加工，尤其无法解决Ф8mm以下长径比50以上小深孔的加工。
本发明的目的是提供一种与深孔钻抽屑直接相关的技术参数可调的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，使不同孔直径都能产生更大的抽屑力，使现有结构内排屑单管喷吸钻能加工长径比与枪钻钻孔相同的Ф5-Ф16mm的超深孔。
为实现上述目的，取得最佳抽屑效果，先进行理论推导，求出影响钻孔抽屑的主要技术参数，先建立负压区射流能量平衡方程式，经简化运算及回归处理，得出影响负压效应的主要技术参数为负压喷射流速度、喷射角、射流每分钟流量。当射流每分钟流量不变时，喷射流速度与负压间隙成反比。然后根据以上理论进行装置设计，求出实验数据总结出钻孔直径为Ф2-Ф35mm范围内，直接影响抽屑效果的各参数的优化组合如下加工孔直径喷射角负压间隙范围S总流量负压流量(mm)K(°)(mm)(L/min)(L/min)2-512.5-150.1-0.2106>5-1015-180.15-0.251510>10-1518-200.25-0.352012>15-20200.3-0.42515>20-25200.4-0.54020>25-35250.5-0.650-7525-30
注切削液粘度偏大时，K及S取大值根据上述数据，设计决定喷射角的凸、凹两种相配、锥角相等的若干对空心锥套，设置轴向移动调节其中一个空心锥套的机构，以调节负压间隙，供油总流量和向本发明的抽屑器供油的负压流量，可由油箱的分配阀调节，由配置的流量计得知。
按照上述构思，为适应工件回转式钻头进给钻削和工件不转钻头回转钻削，本发明的抽屑装置采取下述两种方案。
方案一适用于工件回转式钻头进给钻削加工。
本方案的内排屑单管喷吸钻抽屑装置包括一个密封箱体、两个固定衬套，密封箱体有能与输油管相连通的通油孔，两个固定衬套分别安装在密封箱体前、后壁的安装孔内，其特征是有若干对凸凹相对的凸空心锥套和凹空心锥套，凸空心锥套和凹空心锥套是一端为锥形的空心管;每对空心锥套的凸空心锥套与凹空心锥套的锥角相等;各凸空心锥套和凹空心锥套的锥角逐个增大，最小锥角等于或大于25°，最大锥角小于或等于50°，两固定衬套安装一对凸、凹空心锥套，它们的锥端相对凸空心锥套安装在前壁的固定定衬套内，凹空心锥套安装在后壁的固定衬套内，凸、凹空心锥套的轴线在同一直线;凹空心锥套的后段有螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接。
本抽屑装置与输油器配合钻床或车床工作，接通油箱的输油管，在分配阀的两输油管各安一个流量计，根据钻孔孔直径选择喷射角、负压间隙、油的总流量和负压流量即输入本抽屑装置的流量，采用锥角与2倍喷射角相等或接近的一对凸、凹空心锥套，由调节机构调节凹空心锥套使凸、凹空心锥套锥面之间的间隙等于负压间隙，由分配阀调节负压流量和输入输油器的油量，两者等于总流量，用钻杆卡头卡住钻杆，即可进行钻削工作。
方案二适用于工件不转钻头回转钻削加工。
本方案的内排屑单管喷吸钻抽屑装置包括一个密封箱体、带主动轮的电动机、固定衬套、带从动轮的主轴、钻杆卡头，固定衬套安装在密封箱体的后壁的安装孔内，密封箱体内有一横壁，主轴由轴承安装在密封箱体的前壁和横壁的安装孔内，钻杆卡头安装在主轴的密封箱体外端其特征是配备若干对凸凹相对的凸空心锥套和凹空心锥套，凸空心锥套和凹空心锥套是一端为锥形的空心管;每对空心锥套的凸空心锥套与凹空心锥套的锥角相等;各凸空心锥套和凹空心锥套的锥角逐个增大，最小锥角等于或大于25°，最大锥角小于或等于50°;密封箱体同时安装一对凸、凹空心锥套，它们的轴心在同一直线，它们的锥端相对;凹空心锥套安装在固定衬套内，它的后段螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接;凸空心锥套安装在横壁的安装孔，它的尾部套在主轴的密封箱体内的一端并与主轴的该端相配。
用方案一的方法选好锥角调整好凸、凹空心锥套锥面间的间隙，调好负压流量和总流量，用钻杆卡头卡住钻杆、开动电动机即可钻削。
上述两个方案的抽屑装置各配置3对凸、凹空心锥套，它们的锥端锥角分别为30°-36°、36°-40°、40°，即可用于加工Ф5-25mm的超深孔。
为了与本申请人发明的刀体与钻杆焊接为一体的内排屑单管喷吸钻钻削Ф2-5mm超深孔配合，上述两个方案的抽屑装置采用一对凸、凹空心锥套，它们的锥端锥角为25-30°。
锥角为50°的凸、凹空心锥套可适用于加工Ф25-35mm的深孔。
上述两个方案的抽屑装置的轴向移动调节机构可采用下面三种形式的任一种。
在密封箱体后壁的固定衬套的尾部孔内设置螺纹，与凹空心锥套的螺纹相配，在凹空心锥套外套锁紧螺母，转动凹空心锥调节两锥面之间的间隙，调好后拧紧锁紧螺母。
可在密封箱体后壁的固定衬套的尾部设置外螺纹，调整套拧在该螺纹上，调整套的另一螺纹同时拧在凹空心锥套的尾部，在该锥套的尾部有锁紧螺母，在凹空心锥套外有轴向槽，固定在固定衬套的止动销一端在该槽内，固定衬套的螺纹螺距大于凹空心锥套的螺距;另一种是固定衬套的螺纹与凹空心锥套的螺纹的旋转方向相反;在调整整套外侧圆周有刻度，根据刻度可知凹空心锥套的轴向移动距离，调好两锥面间的间隙后，拧紧锁紧螺母。
由于本发明采取上述结构，特别是配有若干对锥角等于2倍喷射角的凸凹空心锥套及设置调负压间隙的机构，使喷射角及负压间隙与钻孔直径很好匹配，用油箱的分配阀和流量计配合使用，调节负压流量与输向输油器的油量，对Ф2-35mm的超深孔加工产生最佳抽屑力，抽吸产生-(8-9)×104Pa的压强，排屑力强、工效高、加工孔的长径比大，使现有结构的内排屑单管喷吸钻能加工Ф16mm以下至Ф5mm的超深孔，如采用本申请人发明的刀体与钻杆焊接为一体的内排屑单管喷吸钻可加工Ф5mm以下至Ф2mm的超深孔，也可配置锥角50°的凸，凹空心锥套加工Ф25-35mm的深孔。
本发明的抽屑装置的详细结构由实施例及其附图给出。
实施例一、二、三、四属方案一的抽屑装置。
实施例五、六、七、八属方案二的抽屑装置。
图1是本发明的内排屑单管喷吸钻抽屑装置实施例一的轴向剖视及与输油器配合图。
图2是本发明的用调整套的轴向移动调节机构轴向剖视图。
图3是本发明的内排屑单管喷吸钻抽屑装置实施例五的轴向剖视图。
本发明的内排屑单管喷吸钻抽屑装置方案一的基本结构见图1，它包括一个密封箱体(14)、两个固定衬套(15)、(12)，密封箱体有能与输油管相连通的通油孔(7)，两个固定衬套分别安装在密封箱体前、后壁(6)、(13)的安装孔内，并有若干对凸空心锥套(8)和凹空心锥套(9)，凸空心锥套(8)和凹空心锥套(9)是一端为锥形的空心管;每对凸空心锥套(8)与凹空心锥套(9)的锥角2K相等;各凸空心锥套(8)和凹空心锥套(9)的锥角2K逐个增大，最小锥角2K等于或大于25°，最大锥角2K小于或等于50°，两固定衬套(15)、(12)安装一对凸、凹空心锥套，它们的锥端相对。凸空心锥套(8)安装在前壁(6)的固定衬套(15)内，凹空心锥套(9)安装在后壁(13)的固定衬套(12)内，它们之间有密封圈，凸、凹空心锥套(8)、(9)的轴线在同一直线;凸空心锥套(8)的前端有钻杆卡头，凹空心锥套的后段有螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接，钻杆卡头(16)卡住钻杆(17)。S为负压间隙，(11)为排屑管。
实施例一、见图1，本实施例的抽屑装置的轴向移动调节机构是在密封箱体(14)后壁的固定衬套(12)的尾部孔内设置螺纹，与凹空心锥套(9)的螺纹相配，在凹空心锥套(9)外套锁紧螺母(10)。
本实施例有4对凸、凹空心锥套(8)、(9)，各对的锥角分别为25°、30°、36°、40°。图1中(1)为工件，分配阀(4)经流量计(3)、(5)和输油管分别与输油器(2)和密封箱体(14)连通，由分配阀(4)可调节输入输油器(2)和密封箱体(14)的流量。
实施例二、本实施例的轴向移动调节机构见图2，它是在密封箱体(14)后壁(13)的固定衬套(12)的尾部设置外螺纹，调整套(19)拧在该螺纹上，调整套(19)同时拧在凹空心锥套(9)的尾部，在该锥套的尾部有锁紧螺母(10)，在凹空心锥套外有轴向槽，固定在固定衬套(12)的止动销(18)一端在该槽内，本实施例固定衬套(12)的螺纹螺距为凹空心锥套(9)的螺距2倍，在调整套(19)外侧圆周有刻度。
本实施例有4对凸、凹空心锥套、各对凸、凹空心锥套的锥角分别为28°、32°、38°、40°。其余零部件结构与实施例一的相同，见图1。
实施例三、本实施例的轴向移动调节机构见图2，本实施例中固定衬套(12)的螺纹螺距是凹空心锥套(9)的螺距的2.5倍，本实施例有3对凸、凹空心锥套，各对凸凹空心锥套的锥角分别为30°、36°、40°。其余零部件结构与实施例一的相同，见图1。
实施例四、本实施例的轴向移动调节机构见图2，本实施例的固定衬套(12)采用右旋螺纹，凹空心锥套(9)采用左旋转螺纹，两螺距比为2∶1，本实施例有5对凸、凹空心锥套，各对的锥角分别为28°、34°、36°、40°、50°，其余零部件结构与实施例一的相同，见图1本实施例可加工Ф2-35mm的超深孔。
本发明的内排屑单管喷吸钻抽屑装置方案二的基本结构见图3，它包括一个密封箱体(14)、带主动轮(23)的电动机(25)、固定衬套(12)、带从动轮(22)的主轴(21)、钻杆卡头(16)，固定衬套安装在密封箱体(14)的后壁(13)的安装孔内，密封箱体(14)内有一横壁(20)，主轴(21)由轴承安装在密封箱体(14)的前壁(6)和横壁(20)的安装孔内，钻杆卡头(16)安装在主轴(21)的密封箱体外端，它配备若干对凸空心锥套(8)和凹空心锥套(9)，凸空心锥套和凹空心锥套是一端为锥形的空心管;每对空心锥套的凸空心锥套与凹空心锥套的锥角2K相等;各凸空心锥套(8)和凹空心锥套(9)的锥角2K逐个增大，最小锥角2K等于或大于25°，最大锥角2K小于或等于50°;密封箱体(14)同时安装一对凸、凹空心锥套，它们的轴心在同一直线，它们的锥端相对;凹空心锥套(9)安装在固定衬套(12)内，它的后段螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接;凸空心锥套(8)安装在横壁(20)的安装孔，它的尾部套在主轴(21)的密封箱体(14)内的一端并与主轴(21)的该端相配，主轴(21)经传动带(24)带其转动，电动机(25)绞接连接在密封箱体(14)，在主轴(21)和凹空心锥套(9)有密封圈。
实施例五、见图3，本实施例的抽屑装置的轴向移动调节机构是在密封箱体(14)后壁(13)的固定衬套(12)的尾部设置外螺纹，调整套(19)拧在该螺纹上，调整套(19)的另一螺纹同时拧在凹空心锥套(9)的尾部，在该锥套的尾部有锁紧螺母(10)，在凹空心锥套(9)外有轴向槽，固定在固定衬套(12)的止动销(18)一端在该槽内，本实施例固定衬套(12)的螺纹螺距是凹空心锥套(9)的螺距的2倍，在调整套(19)外侧圆周有刻度。
本实施例配置4对凸、凹空心锥套(8)、(9)，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为25°、30°、36°、40°。
实施例六、本实施例的结构见图3，固定衬套(12)的螺纹螺距是凹空心锥套(9)的螺距2.5倍，配置4对凸、凹空心锥套(8)、(9)，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为28°、32°、38°、40°。
实施例七、本实施例的结构见图3，固定衬套(12)采用右旋螺纹、凹空心锥套(9)采用左旋螺纹，两螺距之比为2∶1，配置3对凸、凹空心锥套(8)、(9)，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为30°、36°、40°。
实施例八、本实施例的轴向移动调节机构与实施例一的相同，见图1中的轴向移动调节机构部分，在固定衬套(9)尾部孔内有内螺纹与凹空心锥套(9)的螺纹相配，在凹空心锥套(9)外有锁紧螺母(10)，本实施例有5对凸、凹空心锥套(8)、(9)，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为28°、35°、36°、40°、50°，本实施例其余零件的结构见图3，本实施例也可适用于加工Ф2-35mm的超深孔。
上述八个实施例可根据需要只配置适用于钻削Ф16-25mm的3对凸、凹空心锥套。
权利要求
1.一个内排屑单管喷吸钻抽屑装置，它包括一个密封箱体、两个固定衬套，密封箱体有能与输油管相连通的通油孔，两个固定衬套分别安装在密封箱体前、后壁的安装孔内，其特征是有若干对凸凹相对的凸空心锥套和凹空心锥套，凸空心锥套和凹空心锥套是一端为锥形的空心管；每对空心锥套的凸空心锥套与凹空心锥套的锥角相等；各凸空心锥套和凹空心锥套的锥角逐个增大，最小锥角等于或大于25°，最大锥角小于或等于50°，两固定衬套安装一对凸、凹空心锥套，它们的锥端相对凸空心锥套安装在前壁的固定衬套内，凹空心锥套安装在后壁的固定衬套内，凸、凹空心锥套的轴线在同一直线；凹空心锥套的后段有螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接。
2.按照权利要求1所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是轴向移动机构是在密封箱体后壁的固定衬套的尾部孔内设置螺纹，与凹空心锥套的螺纹相配，在凹空心锥套外套锁紧螺母。
3.按照权利要求1所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是轴向移动机构是在密封箱体后壁的固定衬套尾部设置外螺纹，调整套拧在该螺纹上，调整套的另一螺纹同时拧在凹空心锥套的尾部，在该锥套的尾部有锁紧螺母，在凹空心锥套外有轴向槽，固定在固定衬套的止动销一端在该槽内。
4.按照权利要求1、2、3、所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是它有5对凸空心锥套和空心锥套，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为25°-30°、30°-38°、38°-40°、40°、50°。
5.按照权利要求4所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是有3对锥角为30°-38°、38°-40°、40°的凸、凹空心锥套。
6.一个内排屑单管喷吸钻抽屑装置，它包括一个密封箱体、带主动轮的电动机、固定衬套、带从动轮的主轴、钻杆卡头，固定衬套安装在密封箱体的后壁的安装孔内，密封箱体内有一横壁，主轴由轴承安装在密封箱体的前壁和横壁的安装孔内，钻杆卡头安装在主轴的密封箱体外端其特征是配备若干对凸凹相对的凸空心锥套和凹空心锥套，凸空心锥套和凹空心锥套是一端为锥形的空心管;每对空心锥套的凸空心锥套与凹空心锥套的锥角相等;各凸空心锥套和凹空心锥套的锥角逐个增大，最小锥角等于或大于25°，最大锥角小于或等于50°;密封箱体同时安装一对凸、凹空心锥套，它们的轴心在同一直线，它们的锥端相对;凹空心锥套安装在固定衬套内，它的后段螺纹与轴向移动调节机构的螺纹相配并连接;凸空心锥套安装在横壁的安装孔，它的尾部套在主轴的密封箱体内的一端并与主轴的该端相配。
7.按照权利要求6所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是轴向移动调节机构是在密封箱体后壁的固定衬套的尾部孔内设置螺纹，与凹空心锥套的螺纹相配，在凹空心锥套外套锁紧螺母。
8.按照权利要求6所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是轴向移动调节机构是在密封箱体后壁的固定衬套尾部设置外螺纹，调整套拧在该螺纹上，调整套的另一螺纹同时拧在凹空心锥套的尾部，在该锥套的尾部有锁紧螺母，在凹空心锥套外有轴向槽，固定在固定衬套的止动销一端在该槽内。
9.按照权利要求6、7、8所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是它有5对凸空心锥套和凹空心锥套，各对凸、凹空心锥套的锥角分别为25°-30°、30°-38°、38°-40°、40°、50°。
10.按照权利要求9所述的内排屑单管喷吸钻抽屑装置，其特征是有3对锥角分别为30°-38°、38°-40°、40°的凸、凹空心锥套。
全文摘要
本发明属内排屑单管喷吸钻抽屑装置，一种是把凸、凹空心锥套由固定衬套安装在密封箱体上；另一种是在密封箱体内设置横壁，带从动轮的主轴安装在密封箱体的前壁和横壁，凸空心锥套安装在横壁并套在主轴一端，凹空心锥套由固定衬套安装在密封箱体后壁，每对凸、凹空心锥套锥角相等，轴向移动调节机构由螺纹与凹空心锥套相连调节两锥面的间隙，更换凸、凹空心锥套、再配调节油量装置，达到最佳抽屑效果，排屑力强。
文档编号B23Q11/00GK1103020SQ9311508
公开日1995年5月31日 申请日期1993年11月19日 优先权日1993年11月19日
发明者王峻, 汪志明 申请人:太原机械学院