董伟康 关世玺 郭镇豪 刘 亚

1.中北大学机电工程学院，太原，030051

2.首都航天机械有限公司，北京，100076

0 引言

在机械制造领域，深孔加工占到孔加工的40%以上［1］。深孔加工具有不可观测、排屑难、油温高等特性［2］，对于超大长径比（L/D＞10）的深孔加工，其排屑更是一个难题［3］。目前常用技术是内排屑DF（double feeder）系统，通过油泵供给的切削液分成前后两支：前一支油液流经切削刃，将切屑推入钻头喉部，经钻头内腔进入钻杆，流入负压装置；后一支液流经负压装置喷嘴处的射流间隙，由于射流通道窄小而获得较大的流速和能量，在钻杆末端产生负压区域，使排屑流被吸入并与被加速的主射流混合，通过剪切作用，排屑流速度和能量增大，从而加速排出切屑。但现有负压排屑装置对长距离抽吸切削液的效果不太理想［4］。本文重点研究如何提高内排屑DF系统负压排屑能力。通过对现有深孔加工负压装置的结构及工作原理的分析，采用减少前后分离区能量损耗的方法，设计楔形结构负压装置填充该区域，减少非必要的能量损耗［5］，以达到增强排屑动力的效果。

1 现有负压射流技术简介

在现有深孔负压排屑装置中，喷嘴处附近的切削液与射流油液进行能量交换，在喷嘴处形成真空区、前分离区、射流区、后分离区、能量转换区、混流区6个区域［6］，见图1。

图1 负压射流模型Fig.1 Negative pressure jet model

（1）射流区——喷嘴流体通道。

（2）前/后分离区——射流区外侧与主排屑通道交汇处。射流区流体从喷嘴进入排屑通道的过程中，通道截面急剧扩大，流体与固体壁面脱离形成分离区，该区具有强烈的紊动性，伴随着很大的能量损失。……