[实用新型]一种深孔加工的智能高强度BTA钻头

说明书

本实用新型属于深孔加工设备的技术领域，公开了一种消除喉部堵屑和智能在线检测的BTA深孔加工钻头，包括传统BTA钻头、联结于刀杆的外内方牙联结螺纹、四个压电晶体以及两个余弦规律射流孔和消除喉部湍流的余弦规律圆角。解决了现有深孔加工中BTA钻头喉部极易的问题、排屑装置排屑效果不理想和冷却液机械能在喉部区域局部损失大、深孔加工难检测等问题。同时有效利用带有负压的BTA深孔钻头抽屑的基础上不降低钻杆刚度，提高了制孔的形状精度。

技术领域

本实用新型涉及加工制造技术领域，尤其涉及一种深孔加工的智能高强度BTA钻头。

背景技术

在深孔加工时，BTA深孔钻与工件形成内部封闭、流道狭窄的空间。这也造成了排屑难的问题一直伴随着深孔加工的发展。BTA深孔钻是采用冷却液入口加压与出口常压的压差进行强迫循环排屑。在进行强迫循环的过程中，堵屑问题与排屑效率低、以及钻头加工状况难检测一直是深孔加工的难题。完善与发展排屑理论和检测理论已经成为深孔加工理论的重中之重。在解决BTA深孔钻出现的双管喷吸钻、DF钻、以及前端带有负压的BTA深孔钻，都在使用外部做功提高冷却液的排屑动能。通过研究冷却液流动和流变特性、BTA深孔钻排屑的冷却液损耗云图、以及现有深孔的检测手段，提出一种喉部后端同时带有负压抽吸的射流孔、消减BTA深孔钻喉部湍流强度余弦规律圆角和可以实时检测钻头位姿的四块压电晶体。

深孔加工的智能高强度BTA钻头具有以下优点：

1.深孔加工的智能高强度BTA钻头由于使用螺纹联结，与现有普通BTA钻头相同，互换性高、便于推广使用。2.深孔加工的智能高强度BTA钻头相对于其他现有的普通BTA钻头强度更高。3.深孔加工的智能高强度BTA钻头利用流体能量损耗原理成熟，方便可靠。4.深孔加工的智能高强度BTA钻头可极大的降低喉部堵屑的概率。高速的冷却液通过钻头头部携带切屑分别从钻头的两个排屑口进入排屑通道这个过程，排屑面积突然增大近一倍，此时在喉部后端容易形成局部高强度湍流，极大的消耗冷却液的机械能。而高强度BTA钻头喉部的余弦规律圆角可以有效的引导冷却液混合，降低冷却液混合时的机械能损耗。5.由于BTA钻头使用方牙螺纹与钻杆联结，高强度BTA钻头由于增加了圆角降低了喉部的应力集中，提高了BTA系统的可靠性。6.深孔加工的智能高强度BTA钻头在前端带有负压的BTA深孔钻的基础上改进的，所以具备对钻头喉部的抽屑能力。7、深孔加工的智能高强度BTA钻头在导向条后部增加的压电晶体，可以实时传输BTA钻头的受力情况和位姿状态，达到智能检测的目的。

DF钻和双管喷吸钻后端抽屑装置随着钻孔深度的增加，对喉部的抽屑能力不断减弱。深孔加工的智能高强度BTA钻头从冷却液能量损耗的角度研究了BTA冷却系统，提出了对喉部结构的增加具有余弦规律的圆角。同时增加压电晶体，智能检测钻头受力。本实用新型深孔加工的智能高强度BTA钻头从喉部结构决定，有效降低了冷却液机械能的损耗，保持巨大排屑能力，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，以及利用压电效应检测钻头位姿。

发明内容

本实用新型的目的本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，结合BTA深孔加工系统的优点与前端带有负压抽屑的BTA深孔钻优点以及智能检测的优点而提供一种深孔加工的智能高强度BTA钻头。降低了冷却液局部的机械能损耗，进而提高系统的排屑能力和系统检测能力。

本实用新型采用如下技术方案：

一种深孔加工的智能高强度BTA钻头，包括BTA钻头和钻杆，钻杆内沿轴线同轴开有通长的冷却液通道，BTA钻头连接于钻杆的头部端头，钻杆尾段设有外方牙螺纹，所述钻杆的头部段上对称开有与冷却液通道贯通的射流孔，射流孔为外端口径大、内端口径小的余弦规律状，两个射流孔的轴线与冷却液通道轴线位于同一平面。