張思婉

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460）

深孔加工是機(jī)械加工的重要部分，深孔加工技術(shù)難度大、質(zhì)量要求高，現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展影響重大。深孔加工和刀具材料有緊密的聯(lián)系，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工作的需要，為設(shè)備的選擇和工藝的設(shè)計(jì)路線方面做好準(zhǔn)備。

1 深孔加工技術(shù)的特點(diǎn)

深孔加工技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)。20世紀(jì)80年代后期經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)深孔加工技術(shù)提出了廣泛需求。深孔加工工作量大，成為機(jī)械加工的重要工序。隨著科技的進(jìn)步，新型高硬度的難加工零件不斷出現(xiàn)，對(duì)深孔加工效率成本提出了更高的要求。研究深孔加工新工藝材料等成為人們關(guān)注的問(wèn)題。

1.1 技術(shù)難度大

深孔加工在半封閉狀態(tài)下進(jìn)行加工，不能直接觀察走刀狀況，增加了施工難度，切屑在深孔中產(chǎn)生，容易造成機(jī)械堵塞。鉆頭細(xì)長(zhǎng)容易發(fā)生震動(dòng)，出現(xiàn)加工垂直度、粗糙度的偏差。封閉的環(huán)境導(dǎo)致散熱不便，鉆頭溫度上升，容易磨損。

1.2 工藝復(fù)雜

如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，加工出來(lái)的產(chǎn)品不能使用。深孔加工時(shí)，要考慮刀具的適應(yīng)性、材料的性質(zhì)。刀具的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生金屬碎屑，如不能及時(shí)排出，會(huì)影響深孔加工的質(zhì)量。所以其工藝較為復(fù)雜。

1.3 質(zhì)量要求高

當(dāng)深度和孔徑的比例大于5時(shí)，即為深孔加工。深孔加工質(zhì)量控制不到位，會(huì)影響機(jī)械加工效果。在機(jī)械加工中，應(yīng)該嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，以確保機(jī)械加工的效果。

2 深孔加工技術(shù)措施

影響深孔加工切削參數(shù)的因素有四點(diǎn)：（1）不同的工件材料切削難易度不同，要合理選擇進(jìn)給量。（2）鉆頭直徑越大，進(jìn)給量也越大。切削速度于直徑無(wú)關(guān)。（3）進(jìn)給量和切屑產(chǎn)生有密切關(guān)系。（4）刀具材料主要為帶有涂層的硬質(zhì)合金，要選取相應(yīng)的進(jìn)給量保證加工質(zhì)量。要達(dá)成高效加工的目標(biāo)，關(guān)鍵是合理調(diào)整基本切削參數(shù)。要綜合考慮工件材料選擇切削參數(shù)。要充分考慮工藝的特殊性，來(lái)選擇各種工藝，深孔工藝中，應(yīng)重視工藝路線，保證加工的質(zhì)量水平。

2.1 設(shè)備的選擇與準(zhǔn)備

深孔加工要求保證質(zhì)量，其前提是做好加工前的準(zhǔn)備，創(chuàng)建良好條件。要使用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備，機(jī)床和輔助設(shè)備作用巨大。為促進(jìn)機(jī)械加工創(chuàng)立良好的條件，提高整體機(jī)械加工的質(zhì)量。要選擇合適刀具，在加工前要先調(diào)試刀具。

2.2 工藝路線的選擇與設(shè)計(jì)

工藝路線是機(jī)械加工中的指導(dǎo)思路，需考慮深孔加工的方法，根據(jù)零件特點(diǎn)選擇相關(guān)的工藝手法。深孔加工分為光整加工、半精加工、半粗加工等不同階段。應(yīng)選擇合適的技術(shù)方法，如果對(duì)質(zhì)量要求不高則不必分段。其工藝路線應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)具體特征、設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。深孔加工刀具技術(shù)發(fā)展快速，深孔加工技術(shù)應(yīng)集中地安排工序，防止多次裝夾造成的誤差。要合理控制加工的余量。深孔零件的加工余量應(yīng)適當(dāng)增加余量。不同的刀具的角度余量不同，如偏角大的余量大于偏角小的，要根據(jù)質(zhì)量要求設(shè)計(jì)余量。需要綜合考慮機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征，使用合適的加工方法，以推進(jìn)深孔加工的進(jìn)行。

2.3 定位與切削

深孔加工需要準(zhǔn)確的定位。常見(jiàn)的定位方法是內(nèi)錐面的定位，注意直線度和余量，以保障定位的準(zhǔn)確性。工件不動(dòng)，刀具旋轉(zhuǎn)。工件旋轉(zhuǎn)，刀具持續(xù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成切削。工件旋轉(zhuǎn)，刀具反方向運(yùn)動(dòng)，工件轉(zhuǎn)動(dòng)，完成切削。

2.4 碎屑的處理工作

切屑不易排出，但是，如果不及時(shí)排出，會(huì)導(dǎo)致加工受阻。必須考慮冷卻與排屑的處理。切屑在鉆桿內(nèi)進(jìn)行排屑，不會(huì)在孔壁與道具間發(fā)生摩擦，有助于保持鉆桿的穩(wěn)定，還可以起到冷卻和潤(rùn)滑的作用，保證深孔加工的效果。深孔加工過(guò)程中，成孔的空間很封閉，難以排出形成的切屑，沉積的切屑嚴(yán)重影響加工和加工的質(zhì)量。排屑難度大。排屑的問(wèn)題集中在切屑的處理上。不同的材料形成不一樣的切屑。寬窄、形狀和彎曲度會(huì)影響排屑效果。排屑是加工過(guò)程中的一個(gè)重要的工藝指標(biāo)。排屑通道太長(zhǎng)，切屑熱量大，難以散熱。應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)。

2.5 選擇冷卻與潤(rùn)滑

深孔加工環(huán)境封閉，深孔加工時(shí)，孔內(nèi)的加工封閉，這會(huì)導(dǎo)致溫度的上升，不利于加工。需要降溫處理。比如，使用潤(rùn)滑液，減少加工時(shí)出現(xiàn)摩擦阻力。此外，切削時(shí)要保證潤(rùn)滑的效果。所以，要用潤(rùn)滑液達(dá)到冷卻與潤(rùn)滑的作用，保障加工質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具壽命。冷卻液與潤(rùn)滑液還可以消音及減震。

3 深孔加工技術(shù)的發(fā)展

目前，深孔加工技術(shù)處于發(fā)展階段，20世紀(jì)下半葉，有人認(rèn)為BTA鉆使深孔加工達(dá)到技術(shù)頂峰；20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入發(fā)展高潮，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)將制造業(yè)列為夕陽(yáng)工業(yè)；20世紀(jì)80年代末，美國(guó)制造業(yè)面臨巨大危機(jī)。為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提出現(xiàn)金制造技術(shù)的概念。深孔加工技術(shù)自80年代末在西方工業(yè)國(guó)處于停滯狀況。

50年代，槍鉆廣泛應(yīng)用于民用裝備制造，實(shí)現(xiàn)槍鉆機(jī)床專業(yè)化制造，80年代前推出數(shù)控槍鉆機(jī)床，40年代推出的三種BTA刀具全用于初加工，未開(kāi)發(fā)用于深孔加工刀具品種。80年代后國(guó)際深孔刀具為歐洲少數(shù)公司壟斷。深孔刀具在機(jī)床工具類產(chǎn)品中為最昂貴的品種。由于成本過(guò)高無(wú)法承受，使新型深孔加工技術(shù)開(kāi)發(fā)成為制造業(yè)發(fā)展必須克服的薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)外很多研究人員對(duì)深孔加工理論等方面進(jìn)行大量的研究，在排屑等方面提出很多解決辦法。目前世界上利用排屑深孔鉆削技術(shù)，可鉆削孔徑為φ1.8mm，多采用單管內(nèi)排屑噴吸式深孔數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)展集成化深孔加工技術(shù)研究具有重要意義。

80年代后，國(guó)內(nèi)機(jī)床工業(yè)水平迅速發(fā)展，深孔機(jī)床發(fā)展滯后，在精度品種等方面與歐美有很大差距。數(shù)控深孔鉆孔在80年代末出現(xiàn)，改革開(kāi)放初期，包括液壓件、工程機(jī)械等深孔加工技術(shù)為關(guān)鍵制造技術(shù)的各行業(yè)，預(yù)感到我國(guó)深孔加工技術(shù)落后導(dǎo)致必然后果。80年代，不少高校興起深孔加工技術(shù)研究熱潮，為中國(guó)深孔加工技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。目前，深孔加工系統(tǒng)包括槍鉆系統(tǒng)、DF系統(tǒng)、噴吸鉆系統(tǒng)等。噴吸鉆系統(tǒng)屬于排屑深孔加工系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)狹小通道后，形成低壓區(qū)域。切削液從連接器上方的輸油口輸入，60%的切削液從小孔流向切削區(qū)域。剩余切削液可進(jìn)入鉆桿內(nèi)部，形成帶有壓力的區(qū)域，推出和吸入作用使得切屑高效排出。

內(nèi)排屑深孔加工技術(shù)誕生在槍鉆系統(tǒng)后，針對(duì)槍鉆系統(tǒng)維修麻煩等問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)加工，2BTA系統(tǒng)誕生。切削液由鉆桿外部和孔內(nèi)部流向切削部分，切削液過(guò)濾后可以循環(huán)使用。30年代，槍鉆系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在槍械管制造中，有自動(dòng)導(dǎo)向功能，采取單切削切系統(tǒng)稱為槍鉆系統(tǒng)。此系統(tǒng)輸油器與2BTA系統(tǒng)大致相同。切削液分兩部分輸入，70%進(jìn)入授油器，經(jīng)過(guò)孔壁、鉆體流到切削刃。剩余30%進(jìn)入抽屑裝置內(nèi)部，在鉆桿末端形成負(fù)壓抽吸效果。

4 高效數(shù)控深孔加工機(jī)床

現(xiàn)代化機(jī)械制造加工技術(shù)研究成為綜合型技術(shù)研究。包括機(jī)械制造等技術(shù)分類。加工工藝可采取多種形式，根據(jù)實(shí)際情況選擇?，F(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)充分考慮生態(tài)資源的合理運(yùn)用，向著綠色工業(yè)發(fā)展。深孔數(shù)控加工機(jī)床正朝著可靠化、模塊化方向發(fā)展，導(dǎo)軌等技術(shù)緊隨深孔加工的需求，可促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。

4.1 機(jī)床模塊

高效數(shù)控深加工機(jī)床左側(cè)床身上設(shè)置有固定工作臺(tái)，主軸模塊移動(dòng)依賴精密T形槽，如果加工固定工件，可以拆開(kāi)螺母，再裝上裝夾工具加工。輸油器使用模塊式結(jié)構(gòu)，具有專業(yè)化、現(xiàn)代化特點(diǎn)。

4.2 刀具系統(tǒng)

當(dāng)前人們對(duì)深孔加工效率要求不斷提高，我國(guó)主要采用涂層技術(shù)，采取模塊化設(shè)計(jì)制造的方式解決刀具制造問(wèn)題?？紤]配套刀具、導(dǎo)向裝置的互相配合，通過(guò)合理設(shè)計(jì)，提高加工水平。

4.3 切削參數(shù)優(yōu)化

深孔加工技術(shù)難度大，選擇更加適合的加工刀具等具有合理性解決措施，有助于促進(jìn)深孔加工技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)深孔加工技術(shù)和信息技術(shù)融合是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，提高機(jī)械加工的質(zhì)量。機(jī)械加工中孔的深度不同，深孔加工占比較高，研究機(jī)械加工深孔加工技術(shù)具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。