黃振宇 秦志恒 孫鳴遠(yuǎn) 劉孟軍

摘要：在機(jī)械加工中孔加工占比較大，深孔加工屬于孔加工的一種形式，因?yàn)楣に囂厥馇覠o(wú)法觀察內(nèi)部的成孔情況，所以深孔加工制作難度相對(duì)較大。在生產(chǎn)制造中含有深孔的元件利用率較高，如何保障深孔加工質(zhì)量達(dá)標(biāo)成為技術(shù)人員需研究與解決的問(wèn)題。本文通過(guò)研究基于機(jī)械加工的深孔加工技術(shù)，以期為提升深孔加工技術(shù)水平提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;深孔加工技術(shù);工藝路線

深孔加工技術(shù)在機(jī)械加工中的技術(shù)難度較大，在全封閉或半封閉的工況下加工，無(wú)法對(duì)刀具的切削情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，孔深與半徑比例差異大金屬屑不便排出，存在堵塞器具及降低鉆頭剛性的風(fēng)險(xiǎn)，可能出現(xiàn)偏孔的現(xiàn)象，加工時(shí)表面精度無(wú)法得到保證，同時(shí)散熱問(wèn)題亦影響機(jī)械加工的穩(wěn)定性，這與孔內(nèi)溫度升高損壞鉆頭有關(guān)。基于此，為保障機(jī)械加工質(zhì)量不斷提高研究深孔加工技術(shù)顯得尤為重要。

一、設(shè)計(jì)與選擇良好的深孔加工工藝路線

基于機(jī)械加工的深孔加工技術(shù)若想有效應(yīng)用需先設(shè)計(jì)并選好工藝路線，為有關(guān)加工技術(shù)的有效應(yīng)用提供指導(dǎo)思路，考慮刀具、加工方式的適應(yīng)性，根據(jù)零件特征篩選工藝方法，還需考慮零件材質(zhì)，確保加工方案精細(xì)、全面、可用。深孔加工技術(shù)路線主要分為三大階段，粗加工、精加工及光整加工，在工藝路線設(shè)計(jì)與選擇時(shí)需以提高加工綜合效益為指向，關(guān)注零件的質(zhì)量及加工成本。深孔加工工藝路線與設(shè)備、加工方式等因素關(guān)系緊密，要按照加工方式及結(jié)構(gòu)特征優(yōu)化配置所需資源。需要注意的是，深孔刀具技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，在精密加工時(shí)要運(yùn)用相關(guān)器具并優(yōu)化加工流程，繼而在減少裝夾次數(shù)的基礎(chǔ)上控制深孔加工誤差。在深孔加工過(guò)程中余量需得到合理的控制，根據(jù)不同的刀具設(shè)定余量控制方案，還要考慮工藝難度及生產(chǎn)加工的質(zhì)量要求，繼而提高深孔加工技術(shù)應(yīng)用有效性。

二、妥善利用深孔加工刀具

刀具的選用影響著深孔加工綜合質(zhì)量，在機(jī)械加工中噴吸鉆、內(nèi)排屑深孔鉆等刀具較為常見，不同的刀具加工優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)各異，具體分析如下：一是扁鉆，分為裝配扁鉆、整體扁鉆兩種結(jié)構(gòu)，前者鉆刀桿剛性大，由合金或高速鋼制成，能快速更換，可打磨諸多形狀，易導(dǎo)入切削液，加工范圍大，在自動(dòng)化加工中較為常用，后者加工技藝簡(jiǎn)單，在加工制造鍛件、鑄件等硬度高的零件時(shí)較為適用;二是麻花鉆，主要廣泛用于粗加工階段;三是外排屑深孔鉆，常見的為單雙刃深孔鉆，用高壓油注入鉆桿孔并經(jīng)腰孔進(jìn)到切削區(qū)，碎屑從工件壁、切削液導(dǎo)槽之間排出，此鉆刀面0°，具有加工方便的特點(diǎn)，并無(wú)橫刃，軸線、鉆尖形成夾角，鉆尖在鉆孔時(shí)形成小圓錐，能切斷碎屑助其排出。需要注意的是，在應(yīng)用此工具的過(guò)程中切削液壓力、偏離角度、切削成型、孔的公差、刀具壽命等因素會(huì)對(duì)成孔質(zhì)量帶來(lái)影響;四是噴吸鉆，運(yùn)用切削液增強(qiáng)噴射效應(yīng)并將切屑排出，在鉆中有兩根管，切削液從鉆頭前端及內(nèi)外管空隙流入切削區(qū)，發(fā)揮潤(rùn)滑、冷卻、導(dǎo)向的作用，同時(shí)可把切屑排出孔外，少部分切削液由內(nèi)管噴射并形成低壓區(qū)，壓差隨之產(chǎn)生優(yōu)化噴吸效果，鉆削效率有所提高，繼而完成深孔加工任務(wù)[1]。

三、在深孔加工中注重定位

在機(jī)械加工中精準(zhǔn)定位極為重要，深孔優(yōu)質(zhì)加工亦需建立在定位精準(zhǔn)的前提下，在加工活動(dòng)中錐面定位法較常應(yīng)用，可滿足管坯鏜孔、中小直徑深孔、回轉(zhuǎn)體等構(gòu)件的深孔加工需求，亦可使用內(nèi)錐面定位法，主要解決中等直徑深孔內(nèi)排屑加工定位難題，對(duì)于外排切屑的小孔直徑加工定位來(lái)講，可采用外錐面定位法，該法亦適用于槍鉆深孔加工。需要注意的是，錐面定位需關(guān)注余量及直線度，需在鏜孔及鉆孔前做好內(nèi)外錐面的定位工作。若深孔直徑較大可運(yùn)用外圓定位法，采用此法定位要保障定位面、加工安裝面、找正面為同心圓，安裝面是非回轉(zhuǎn)體定位基準(zhǔn)。在深孔加工方案日益復(fù)雜的背景下定位方法需靈活選擇，為的是提高深孔加工整體質(zhì)量。

四、優(yōu)化深孔加工冷卻潤(rùn)滑條件

因?yàn)樯羁准庸?nèi)部空間封閉，所以會(huì)出現(xiàn)溫度上升迅速并損壞鉆頭的現(xiàn)象，對(duì)深孔加工精度帶來(lái)負(fù)面影響，這就需要在機(jī)械加工中注重降溫處理，還需優(yōu)化切削工具的潤(rùn)滑效果，在深孔加工中潤(rùn)滑液的作用隨之凸顯。潤(rùn)滑液、冷卻液需配合得當(dāng)，確保刀具可延長(zhǎng)使用壽命且保障深孔零件的質(zhì)量。值得一提的是，潤(rùn)滑液、冷卻液在加工制造中還可發(fā)揮消音、減震及沖刷的作用。元件孔徑較深，加工阻力及抗力較大，克服這些力并達(dá)成深孔加工目標(biāo)需消耗諸多能量，徑向、切向的力會(huì)共同作用于導(dǎo)向塊，刀具與孔壁摩擦力隨之變大，摩擦力將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃坎⑹箍變?nèi)溫度上升，熱量在冷卻液對(duì)沖下會(huì)降低，冷卻液還可優(yōu)化孔壁與導(dǎo)向塊之間的液壓支撐系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上減少摩擦及功耗，使深孔加工能朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。冷卻液、潤(rùn)滑液能通過(guò)流量及壓力清理切屑，將切屑沖刷到非加工區(qū)，確保深孔加工活動(dòng)更加順利，還可優(yōu)化排屑及冷卻兩大系統(tǒng)，在解決排屑問(wèn)題的同時(shí)提高深孔加工質(zhì)量[2]。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，深孔加工技術(shù)的有效應(yīng)用利于提高零件的整體質(zhì)量，為滿足零部件生產(chǎn)制造需求技術(shù)人員需在運(yùn)用深孔加工技術(shù)之前設(shè)計(jì)并選定工藝路線，根據(jù)零部件的特點(diǎn)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理選用深孔加工工具，還需注重定位及冷卻與潤(rùn)滑，使切屑能更好的排出深孔，避免深孔加工熱量對(duì)零部件精度及鉆頭穩(wěn)定性帶來(lái)消極影響，在此基礎(chǔ)上延長(zhǎng)刀具使用壽命，同時(shí)加強(qiáng)刀具養(yǎng)護(hù)，確保刀具可在深孔加工中起效，繼而提高深孔加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張思婉. 機(jī)械加工中的深孔加工技術(shù)研究[J]. 中國(guó)設(shè)備工程，2021（14）：198-199.

[2] 張傳勇，劉海川，張媛. 基于機(jī)械加工的深孔加工技術(shù)[J]. 設(shè)備管理與維修，2020（8）：157-158.