王龍　王歡

摘 要：介紹了深孔概念、深孔加工特點(diǎn)，闡述了深孔加工的難點(diǎn)和解決方法。

關(guān)鍵詞：深孔加工；難點(diǎn)；解決辦法

機(jī)械制造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，在整個(gè)的機(jī)械加工中，孔的加工占了很大比例。其中深孔加工占了孔加工中大約百分之三十；所以對(duì)深孔加工的研究顯得非常重要。深孔加工不但要求機(jī)械本體（Z軸拖動(dòng)部分和主軸箱部分）擁有一定的剛性保證在加工過(guò)程中不產(chǎn)生震刀現(xiàn)象，而且對(duì)冷卻系統(tǒng)的沖屑能力也有一定的要求，下面介紹下深孔加工的各項(xiàng)特點(diǎn)和對(duì)應(yīng)問(wèn)題的解決方法。

一、何為深孔

在機(jī)械制造中，孔深與孔徑之比大于5，即可稱(chēng)之為深孔；深孔加工有很多技術(shù)難點(diǎn)，比如：孔的精度不易保證、刀屑不易排除容易劃傷已加工表面、切削熱不易排除，刀具磨損快等等。因此，孔徑深度與孔徑比值越大，加工就越困難。

二、深孔加工特點(diǎn)

（一）由于深孔加工的實(shí)際工況，所用刀桿和刀具大部分都是細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度和剛性較差，所以切削時(shí)容易震刀，故精度不易保證。

（二）由于刀具和機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)的原因，所以孔軸線(xiàn)的直線(xiàn)度容易偏斜。

（三）深孔加工時(shí)，加工位置比較深，鐵屑不容易排除，尤其是小孔時(shí)會(huì)更加困難，鐵屑不但會(huì)劃傷已加工的表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成崩刃、斷刀等現(xiàn)象。

（四）深孔加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若不能及時(shí)進(jìn)行散熱，就會(huì)造成刀具磨損加劇，降低刀具的耐用度，提高客戶(hù)的加工成本。

（五）深孔加工完成后，由于空間相對(duì)封閉或半封閉，測(cè)量比較困難。

三、深孔加工需要解決的幾個(gè)問(wèn)題

（一）冷卻方式的選擇。

深孔加工時(shí)，機(jī)床的整個(gè)加工工藝系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量熱，尤其是刀具，嚴(yán)重影響刀具的使用壽命，降低經(jīng)濟(jì)效益，故需要進(jìn)行冷卻。由于深孔加工，加工區(qū)是一個(gè)非常密閉的空間，熱量不易排出，目前在深孔加工中有兩種方式進(jìn)行刀具冷卻。

1.鉆頭加工一段深度或一段時(shí)間后，退出工件一定距離進(jìn)行冷卻，然后重復(fù)進(jìn)刀、退刀，直至加工完成，這種加工方式效率相對(duì)較低，而且對(duì)于如果孔內(nèi)表面有較高要求的話(huà)，也不易保證。但是從機(jī)床成本方面考慮比較經(jīng)濟(jì)，適合前期投入小的中小制造商。這種方法適合小批量生產(chǎn)的工況。

2.使用刀具中心孔出水的形式，保證冷卻液充分進(jìn)入加工區(qū)域，進(jìn)行刀具冷卻，這樣可以保證刀具的耐用度和工件的加工質(zhì)量，這種加工方式可以提高經(jīng)濟(jì)效益，而且機(jī)床的造價(jià)會(huì)略微高出一些，一般需要內(nèi)冷20bar，對(duì)于更深的孔可能提高到70bar壓力，機(jī)床需要加裝頂蓋以免迸濺傷人。對(duì)于安全性和環(huán)保要求較高的廠(chǎng)商會(huì)加裝安全門(mén)鎖和集成有霧收集系統(tǒng)，這樣雖然會(huì)增加一部分成本，但是管理和維修方面的成本也是相對(duì)低廉的。適合比較大型成規(guī)模的制造商。這種方法適合大批量生產(chǎn)。

（二）排屑的方式方法。

深孔加工是否順利很大程度上是由鐵屑排出是否順利決定的，鐵屑在排出時(shí)不但會(huì)劃傷已加工表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使刀具崩刃或斷刀。需要使用專(zhuān)門(mén)的深孔鉆頭，提高排屑能力。也可以修改工藝參數(shù)和加工方式來(lái)提升孔的表面質(zhì)量，節(jié)約刀具的使用成本，降低客戶(hù)的直接材料成本。

刀具合理和工藝參數(shù)理基礎(chǔ)上，還要使用主軸刀具中心孔出水的方式進(jìn)行沖屑，保證鐵屑能及時(shí)排屑保證加工的進(jìn)一步進(jìn)行。

四、深孔加工方式方法的探討

對(duì)于工藝選擇的方式，主要是依據(jù)圖紙上對(duì)孔要求的精度，再根據(jù)客戶(hù)實(shí)際的工況和已有的現(xiàn)場(chǎng)工藝人員，制定成本低，效率高，一致性好，加工成品率高的加工方法。因?yàn)楦鱾€(gè)機(jī)床廠(chǎng)商提供的機(jī)床，在性能方面會(huì)有些許不同，所以適合自身機(jī)床的參數(shù)和加工方法才是最為重要的。比如，國(guó)外機(jī)床自然不必多說(shuō)，機(jī)械本體材料優(yōu)質(zhì)，加工和裝配精度高，所以剛性和穩(wěn)定性也會(huì)比較高，可以追求比較優(yōu)質(zhì)的工藝參數(shù)。相反的，國(guó)內(nèi)機(jī)床從機(jī)床本體材質(zhì)到裝配的方式方法都沒(méi)有達(dá)到國(guó)際水平，自然一致性差，影響客戶(hù)的成品率。這就像人的身體條件差，就得依靠后天的努力不斷的修煉方能達(dá)到要求。

（一）在單件、小批量生產(chǎn)、精度要求不高工況下，通常使用普通鉆攻中心或者常用的機(jī)床搖臂鉆床達(dá)到使用要求，使用接長(zhǎng)麻花鉆頭進(jìn)行加工，這種加工方式需要反復(fù)進(jìn)給退出來(lái)排屑和冷卻，效率不高，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，但是因?yàn)闄C(jī)床相對(duì)簡(jiǎn)單容易達(dá)到比較高的穩(wěn)定性。

（二）在大批量生產(chǎn)工況下，就需要深孔鉆頭在深孔鉆床上進(jìn)行加工。這種大批量高強(qiáng)度的生產(chǎn)自然需要依靠數(shù)控機(jī)床CNC進(jìn)行。這樣既能充分保證加工效率又能保證加工質(zhì)量和一致性問(wèn)題。

（三）對(duì)于一些深孔精度要求較高時(shí)，如果孔位較小可以先進(jìn)行鉆攻留有部分余量再進(jìn)行鉸孔；如果一些孔較大精度要求也相對(duì)較高的孔，可以先進(jìn)行預(yù)鉆，擴(kuò)孔，再粗鏜最后再精鏜等后續(xù)的加工。

其實(shí)講到這里，鉆孔的方式方法已經(jīng)講的差不多了。但是對(duì)于數(shù)控機(jī)床還需要提及的就是環(huán)境溫度和機(jī)床的本體溫度對(duì)產(chǎn)品一致性的問(wèn)題了，即溫度補(bǔ)償控制。隨著大批量的生產(chǎn)，雖然數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床會(huì)有半閉環(huán)控制，既然是半閉環(huán)就是控制不完全。而且世間萬(wàn)物都有熱脹冷縮的固有屬性，機(jī)床自然也不例外。所以合理的溫度控制和溫度補(bǔ)償也是衡量機(jī)床好壞，能否勝任大批量生產(chǎn)的重要指標(biāo)。

五、結(jié)束語(yǔ)

深孔加工在整個(gè)機(jī)械加工中，是一個(gè)難點(diǎn)也是重點(diǎn)。加工產(chǎn)品的質(zhì)量好壞直接影響產(chǎn)品的可靠性。在加工過(guò)程中尤其要解決冷卻、排屑和工藝方式方法等問(wèn)題就夠了，但是對(duì)于機(jī)床制造廠(chǎng)商需要研究的不僅僅是客戶(hù)的問(wèn)題還要分離出機(jī)床本身的不足，再進(jìn)行提高和完善。傳統(tǒng)的加工方法成本較高，效率低、精度不易保證，但是隨著國(guó)內(nèi)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的不斷崛起，CNC的普及傳統(tǒng)的加工方式早已經(jīng)寫(xiě)在了歷史的教科書(shū)里。追求卓越才是機(jī)床人的行業(yè)態(tài)度，當(dāng)然光有態(tài)度是不夠的，還要有扎實(shí)的功底和大量的研究實(shí)驗(yàn)不斷總結(jié)才會(huì)提高的更快。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊叔子主編. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003，01.