機械加工中的深孔加工技術研究

張思婉

（鄭州鐵路職業技術學院，河南 鄭州 451460）

深孔加工是機械加工的重要部分，深孔加工技術難度大、質量要求高，現代生產技術的發展影響重大。深孔加工和刀具材料有緊密的聯系，應該根據實際工作的需要，為設備的選擇和工藝的設計路線方面做好準備。

1 深孔加工技術的特點

深孔加工技術是工業生產的重要技術。20世紀80年代后期經濟快速發展，各行業對深孔加工技術提出了廣泛需求。深孔加工工作量大，成為機械加工的重要工序。隨著科技的進步，新型高硬度的難加工零件不斷出現，對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注的問題。

1.1 技術難度大

深孔加工在半封閉狀態下進行加工，不能直接觀察走刀狀況，增加了施工難度，切屑在深孔中產生，容易造成機械堵塞。鉆頭細長容易發生震動，出現加工垂直度、粗糙度的偏差。封閉的環境導致散熱不便，鉆頭溫度上升，容易磨損。

1.2 工藝復雜

如果出現質量問題，加工出來的產品不能使用。深孔加工時，要考慮刀具的適應性、材料的性質。刀具的運行會產生金屬碎屑，如不能及時排出，會影響深孔加工的質量。所以其工藝較為復雜。

1.3 質量要求高

當深度和孔徑的比例大于5時，即為深孔加工。深孔加工質量控制不到位，會影響機械加工效果。在機械加工中，應該嚴格控制各個環節的質量，以確保機械加工的效果。

2 深孔加工技術措施

影響深孔加工切削參數的因素有四點：（1）不同的工件材料切削難易度不同，要合理選擇進給量。（2）鉆頭直徑越大，進給量也越大。切削速度于直徑無關。（3）進給量和切屑產生有密切關系。（4）刀具材料主要為帶有涂層的硬質合金，要選取相應的進給量保證加工質量。要達成高效加工的目標，關鍵是合理調整基本切削參數。要綜合考慮工件材料選擇切削參數。要充分考慮工藝的特殊性，來選擇各種工藝，深孔工藝中，應重視工藝路線，保證加工的質量水平。

2.1 設備的選擇與準備

深孔加工要求保證質量，其前提是做好加工前的準備，創建良好條件。要使用專業的機械設備，機床和輔助設備作用巨大。為促進機械加工創立良好的條件，提高整體機械加工的質量。要選擇合適刀具，在加工前要先調試刀具。

2.2 工藝路線的選擇與設計

工藝路線是機械加工中的指導思路，需考慮深孔加工的方法，根據零件特點選擇相關的工藝手法。深孔加工分為光整加工、半精加工、半粗加工等不同階段。應選擇合適的技術方法，如果對質量要求不高則不必分段。其工藝路線應根據結構具體特征、設備進行設置。深孔加工刀具技術發展快速，深孔加工技術應集中地安排工序，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適當增加余量。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，要根據質量要求設計余量。需要綜合考慮機械設備的結構特征，使用合適的加工方法，以推進深孔加工的進行。

2.3 定位與切削

深孔加工需要準確的定位。常見的定位方法是內錐面的定位，注意直線度和余量，以保障定位的準確性。工件不動，刀具旋轉。工件旋轉，刀具持續進給運動完成切削。工件旋轉，刀具反方向運動，工件轉動，完成切削。

2.4 碎屑的處理工作

切屑不易排出，但是，如果不及時排出，會導致加工受阻。必須考慮冷卻與排屑的處理。切屑在鉆桿內進行排屑，不會在孔壁與道具間發生摩擦，有助于保持鉆桿的穩定，還可以起到冷卻和潤滑的作用，保證深孔加工的效果。深孔加工過程中，成孔的空間很封閉，難以排出形成的切屑，沉積的切屑嚴重影響加工和加工的質量。排屑難度大。排屑的問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、形狀和彎曲度會影響排屑效果。排屑是加工過程中的一個重要的工藝指標。排屑通道太長，切屑熱量大，難以散熱。應考慮冷卻系統。

2.5 選擇冷卻與潤滑

深孔加工環境封閉，深孔加工時，孔內的加工封閉，這會導致溫度的上升，不利于加工。需要降溫處理。比如，使用潤滑液，減少加工時出現摩擦阻力。此外，切削時要保證潤滑的效果。所以，要用潤滑液達到冷卻與潤滑的作用，保障加工質量，延長刀具壽命。冷卻液與潤滑液還可以消音及減震。

3 深孔加工技術的發展

目前，深孔加工技術處于發展階段，20世紀下半葉，有人認為BTA鉆使深孔加工達到技術頂峰；20世紀末，計算機技術進入發展高潮，發達工業國將制造業列為夕陽工業；20世紀80年代末，美國制造業面臨巨大危機。為促進國民經濟增長提出現金制造技術的概念。深孔加工技術自80年代末在西方工業國處于停滯狀況。

50年代，槍鉆廣泛應用于民用裝備制造，實現槍鉆機床專業化制造，80年代前推出數控槍鉆機床，40年代推出的三種BTA刀具全用于初加工，未開發用于深孔加工刀具品種。80年代后國際深孔刀具為歐洲少數公司壟斷。深孔刀具在機床工具類產品中為最昂貴的品種。由于成本過高無法承受，使新型深孔加工技術開發成為制造業發展必須克服的薄弱環節。國內外很多研究人員對深孔加工理論等方面進行大量的研究，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，可鉆削孔徑為φ1.8mm，多采用單管內排屑噴吸式深孔數控技術的發展，開展集成化深孔加工技術研究具有重要意義。

80年代后，國內機床工業水平迅速發展，深孔機床發展滯后，在精度品種等方面與歐美有很大差距。數控深孔鉆孔在80年代末出現，改革開放初期，包括液壓件、工程機械等深孔加工技術為關鍵制造技術的各行業，預感到我國深孔加工技術落后導致必然后果。80年代，不少高校興起深孔加工技術研究熱潮，為中國深孔加工技術現代化發展奠定基礎。目前，深孔加工系統包括槍鉆系統、DF系統、噴吸鉆系統等。噴吸鉆系統屬于排屑深孔加工系統，系統經過狹小通道后，形成低壓區域。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域。剩余切削液可進入鉆桿內部，形成帶有壓力的區域，推出和吸入作用使得切屑高效排出。

內排屑深孔加工技術誕生在槍鉆系統后，針對槍鉆系統維修麻煩等問題，通過改進加工，2BTA系統誕生。切削液由鉆桿外部和孔內部流向切削部分，切削液過濾后可以循環使用。30年代，槍鉆系統被廣泛應用在槍械管制造中，有自動導向功能，采取單切削切系統稱為槍鉆系統。此系統輸油器與2BTA系統大致相同。切削液分兩部分輸入，70%進入授油器，經過孔壁、鉆體流到切削刃。剩余30%進入抽屑裝置內部，在鉆桿末端形成負壓抽吸效果。

4 高效數控深孔加工機床

現代化機械制造加工技術研究成為綜合型技術研究。包括機械制造等技術分類。加工工藝可采取多種形式，根據實際情況選擇。現代機械加工技術充分考慮生態資源的合理運用，向著綠色工業發展。深孔數控加工機床正朝著可靠化、模塊化方向發展，導軌等技術緊隨深孔加工的需求，可促進生產效率的提高。

4.1 機床模塊

高效數控深加工機床左側床身上設置有固定工作臺，主軸模塊移動依賴精密T形槽，如果加工固定工件，可以拆開螺母，再裝上裝夾工具加工。輸油器使用模塊式結構，具有專業化、現代化特點。

4.2 刀具系統

當前人們對深孔加工效率要求不斷提高，我國主要采用涂層技術，采取模塊化設計制造的方式解決刀具制造問題?？紤]配套刀具、導向裝置的互相配合，通過合理設計，提高加工水平。

4.3 切削參數優化

深孔加工技術難度大，選擇更加適合的加工刀具等具有合理性解決措施，有助于促進深孔加工技術的發展。

5 結語

傳統深孔加工技術和信息技術融合是技術發展趨勢。應加強各個環節的質量控制，提高機械加工的質量。機械加工中孔的深度不同，深孔加工占比較高，研究機械加工深孔加工技術具有重要意義和經濟價值。