基于數(shù)控加工中心深孔加工的槍鉆應用技術探析

摘要：深孔加工在實際生產加工中較為常見，由于要求過高，很多設備都不能滿足要求。槍鉆技術憑借諸多優(yōu)勢在此方面頗為適用。首先對槍鉆的構成及工作原理做了簡單介紹，然后從應用條件、實例分析以及排屑問題幾方面對槍鉆的實際應用進行了分析。排屑在鉆孔中極為重要，使用槍鉆加工時，務必要做好排屑工作。

關鍵詞：數(shù)控加工中心；深孔加工；槍鉆；排屑

引言

深度與直徑的比值超過10，即屬于深孔加工范圍。在制造行業(yè)或生產中，常會遇到細長孔的加工，如結晶器銅板加工中，孔深約1100mm，而直徑為10mm—11mm。若采用傳統(tǒng)接長麻花鉆的加工方法，在鉆進一定深度后就需要排屑，易影響效率和精度，且可能出現(xiàn)鉆頭折斷的現(xiàn)象。深孔加工技術在航天、核能等諸多領域都有應用，但對形位公差等要求較為嚴格，操作難度也大。為提高深孔加工水平，首先應選擇合適的鉆孔設備。

1.槍鉆及其工作原理

1.1 介紹

槍鉆早期用于槍管加工，并因此而得名，在小徑深孔加工中十分適用。隨著深孔加工研究力度的加大，槍鉆的作用也更為突顯。其一次鉆削成功率較高，且質量和精度均有所保障，鉆孔的深徑比可達100—250，在當前深孔加工中倍受青睞。

槍鉆的組成部分如下：

①鉆尖

與鉆桿部分焊接在一起，特殊情況下也采用其他連接方式。主要負責鉆削工作，是槍鉆的核心部件，所以對其強度、耐磨性等要求很高。硬質合金和高速鋼是較為常用的兩種鉆尖材料，但前者的綜合性能較好，使用也最廣泛。深孔加工需保持孔的高精確度，為此常在其周圍設置導向塊。影響鉆削水平的因素有很多，如內外刃角、倒錐度、鉆尖偏心距等，在實際應用中應根據(jù)具體狀況進行合理設置。

②鉆桿

多采用“V”型結構，角度通常設計為120°，高者可達160°。為提供足夠的扭矩，對其強度和剛度有嚴格限制，所以鉆桿經常使用合金鋼管材質。在旋轉鉆進時，會產生較大的震動，這就要求鉆桿還需有足夠的韌性。鉆尖部分的排屑和潤滑極為重要，因此，盡量保持鉆桿中空，并將排屑空間及冷卻液孔按最大值設計。

③鉆柄

即鉆桿尾端的部分，鉆孔時的傳遞力較大，鉆柄必須有足夠的承載力，其穩(wěn)定性尤為重要，需確保其安裝的牢固性。鉆柄是連接鉆桿和機床的中間物，其直徑設計時應盡量大于鉆桿的直徑，以便鉆桿能夠順利鑲嵌其中。

1.2 工作原理

槍鉆采用的是內切削外排屑的結構，鉆尖負責鉆削，對準加工對象后，內刃、外刃同時旋轉鉆進，盡量帶有槍鉆導套，與鉆尖保持約0.01mm的距離。因安裝有導向塊，可保持其鉆削時的精準度。鉆柄部分則應與機床主軸緊緊相連。冷卻液流經鉆頭中間的通道到達切削部位，起到冷卻、潤滑鉆刃的作用，同時將切屑帶出，完成高質量的切削加工。

2.槍鉆在深孔加工中的實際應用

2.1 應用條件

槍鉆的使用有一定的條件限制，影響最大的兩個因素便是機床和切削液。在機床方面有苛刻的要求，考慮到鉆進時的排屑、冷卻等工作，機床必須配置有高壓冷卻系統(tǒng)。這樣才能吸收因高速鉆進產生的熱量，以保證切屑能夠順利排出。在購置時，若發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床配置的是低壓冷卻系統(tǒng)，則不宜使用槍鉆。另外，機床行程也極為關鍵，行程必須足夠大，才能滿足鉆削時的需要。

除了機床，在切削液方面也有著嚴格要求。鉆孔的精確度與切削液質量密切相關，為實現(xiàn)高精度鉆孔，盡量選擇摻入了極壓添加劑的優(yōu)質切削液。如此可在操作中生成一層油膜，否則鉆進時極易出現(xiàn)干磨現(xiàn)象，影響到鉆削效果。小孔徑的粘度較低，對其粘度也應加強重視。另外，槍鉆加工過程中產生的壓力較大，流量也大，而且過濾精確度較高。為順利將切屑排出，隨著鉆進深度的加大，切削液的流量也應隨之增大。最后，為防止出現(xiàn)切屑堆積、槍鉆折斷等情況，必須保證冷卻液的充足。

2.2 實際應用

某汽車零件制造加工公司在制造一款新車的部件，該零件選用440C材料，孔徑為Φ7.2 ，孔深85，內控對外圓的同軸度要求為Φ0.02

若按照以往的鉆鏜加工方法，為保證整個過程的質量，應先進行鉆孔，在安排研磨工序補充加工內孔，然后以內孔定位磨削加工外圓。在鉆孔過程中，需要多次將鉆刀退出，才能排出切屑，且孔質難以保證；若鉆頭折斷，很難取出。最終加工的表面粗糙度為Ra1.4，直線度為0.08% ，且加工效率較低。

若采用槍鉆鉆孔，施工程序較為簡便，可一次完成所有工作。鉆削過程中，切屑便可將切屑排出，孔徑尺寸、形式都比較穩(wěn)定；當鉆頭折斷時，也極易取出。最終加工的零件精度高，表面粗糙度僅為o.3 ，直線度為0.039%，加工效率也大幅提升。

3.鉆削中的排屑

鉆削時必然會產生大量排屑，若不及時處理，會阻礙鉆削工作的進行。一般出現(xiàn)排屑故障，會有以下幾種原因：

①切屑呈螺旋狀，且難以斷裂，或多股切屑寬窄不同互相夾雜，形成纏繞性切屑。另外。棒形切屑、剛性螺卷切屑等都不易排出。這些故障多與鉆頭參數(shù)、進給量、刀具材質等因素有關，所以要做出相應的調整。

②鉆頭、鉆桿震動時，切屑形態(tài)會變得不正常，應檢查鉆頭是否受力損傷，或調整切削用量，針對性地加以排除。

4.結束語

深孔加工在當前很多領域都有應用，但對其各方面的要求也很高，普通鉆削技術不但效率低、精確度差，而且極易出現(xiàn)設備損壞的情況。為此，介紹了一種新技術，即槍鉆。槍鉆在提高精確度和效率方面有著很大優(yōu)勢，值得推廣應用。在實際操作中，務必要合理應用，按照規(guī)定要求進行，否則會影響到鉆孔效果。而且，在今后應用中，還應對該技術不斷加以完善。

5.參考文獻：

[1] 姚東成.槍鉆在數(shù)控加工中心深孔加工中的應用技術分析[J].中國科技投資，2013，20（3）：140-141

[2] 何錚，胡鳳蘭.槍鉆加工的排屑故障及處理對策[J].湖南工程學院學報，2012，24（2）：183-184

[3] 梁瑞敏，葉文華.槍鉆在數(shù)控車床上的深孔加工應用[J].機械與電子，2009，21（4）：144-145

6.作者簡介：

周琪（1985-），女，湖南人，研究方向為機械制造與自動化、數(shù)控技術。

工作單位：湖南長沙南方職業(yè)學院