金紅基 蔣永敏

摘要：隨著機械加工行業的日益發展，對于各項技術的要求與標準也逐漸提高。為了保障內燃機的整體質量，對機體、罩殼等零部件都擁有嚴格的加工要求。在對零部件進行加工的過程中，除了主要表面與孔隙之外，還需要進行深孔加工操作，并且這項技術憑借自身的高效性和高精度已經成為一種特殊工藝，得到了廣泛的研究與探討。因此，本文針對槍鉆技術在內燃機零部件深孔加工中的應用進行分析探討。

Abstract： With the development of mechanical processing industry， the requirements and standards for various technologies are also gradually improved. In order to ensure the overall quality of the internal combustion engine， there are strict processing requirements for the body， casing and other parts. In the process of processing parts， in addition to the main surface and pores， but also need to carry out deep hole processing operations， and this technology has become a special process by virtue of its high efficiency and precision， has been widely studied and discussed. Therefore， this paper analyzes and discusses the application of gun drilling technology in deep-hole machining of internal combustion engine parts.

關鍵詞：槍鉆技術;內燃機零部件;槍鉆結構;排屑

Key words： gun drilling technology;internal combustion engine parts;gun drill structure;chip removal

中圖分類號：TG523? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0110-02

0? 引言

深孔加工通常是指加工深度在鉆頭直徑的八倍以上。在當前階段，隨著內燃機加工制造行業的快速發展，呈現出高速度、高精密的發展趨勢，對于主要零部件的加工要求逐漸提高，因此使深孔加工技術得到了更多的關注。以往的深孔加工在進行切削時候會采用接長麻花鉆，在進行時需要不斷采取退刀來進行排屑，并且在加工精度和加工效率方面不夠理想，操作過程會消耗一定的體系，還容易出現堵屑或者鉆頭折斷的情況。槍鉆技術與其相比分屑較為可靠，切削力平衡，并且擁有較高的精密度，已經成為了國內廣泛應用的深孔鉆技術。

1? 槍鉆工作原理

槍鉆系統當中包括了鉆削機床、單刃、雙刃的槍鉆和高壓冷卻系統。鉆柄會被夾持在機床的主軸上面，鉆頭則會借助引導孔和導套帶入到工件表面位置，在進入內部之后，鉆刃的特殊結構會發揮出自導向作用，能夠有效保障切削精度[1]。在進行切削工作時，冷卻液會由鉆頭通道到達切削部位，將切屑從排屑槽帶出，并且會運用鉆刃對背部支撐凸臺進行打磨，進而提升加工的質量與效率。

1.1 應用范圍

鉆孔系統具有較高的適應性，被廣泛運用機械加工制造行業。目前，鉆孔系統在數控加工中心、銑床、鏜床、車床等廣泛應用。隨著鉆孔技術的發展與進步，在應用過程中已經不再依賴專用深孔鉆機床，只需配套完善的深孔鉆系統便可以實現高精度的深孔加工。

1.2 槍鉆結構

槍鉆由鉆頭、鉆桿以及鉆柄共同組成。其中鉆頭使這個槍鉆的核心部分，在進行切削工作的過程中還會展現出自導向的作用。在選擇切削刃形狀的時候可以根據切削工件的材料與樣式進行，這樣可以更好地保障切削時保持平衡切削和斷屑的目的，同時能夠將切削力傳輸到支撐凸肩處，維持良好的直線度和同軸度，使鉆孔能夠確保高精度。一般情況下，鉆頭會有一個微小的倒錐度，直徑略大于鉆桿，能夠使鉆桿在切削孔內時自由旋轉卻不會造成孔內壁切削表面的損壞。根據不同的加工要求和標準，刀頭存在不同形狀的冷卻液通道與鉆桿油道進行連接，這樣可以加工切屑帶出工件。槍鉆的鉆桿通常會使用專用合金鋼材進行熱處理之后進行制造，備有凹槽。高壓切削冷卻液會通過鉆柄、鉆桿通道達到鉆頭部位，并且從凹槽排除，使切屑能順利帶出，進而為切削的直線度和同軸度給予保障。為了保證加工操作質量，鉆桿需要擁有足夠的強度，能夠在扭轉變形的情況下為切削工作帶來扭矩，保持較高的韌性，減低鉆桿在高速旋轉過程中產生的振動。槍鉆的鉆桿為圓柱形，側面會帶有兩個平面，供夾持套筒夾緊整個鉆頭本體[2]。與鉆桿連接位置的凸肩部位能夠借助凹槽消除應力，這樣可以避免應力過于集中造成部件的損壞。

1.3 高壓冷卻系統

在進行加工制造的過程中，高壓冷卻系統可以起到潤滑、冷卻、排屑等作用。將輸入內容的壓縮空氣一部分驅動脈沖泵，使成為噴霧狀態，將另一部分空氣連續驅動活塞泵，并且借助雙路管線和高流量噴霧裝置進行加壓，此時將切削液輸送到鉆到切削部位。霧化后的切削液能夠將切削加工造成的熱量進行吸收冷卻，潤滑槍鉆刀頭，并且將切屑帶出工件外部。

2? 槍鉆在深加工中的優點

運用槍鉆進行深孔加工的過程中，具有較高的加工精度和加工效率。運用槍鉆進行深孔控加工的時候使用一次性升孔成型的加工便可以有效達到預期深孔加工深度。這樣的加工效果可以有效避免琢鉆造成深孔表面的過差粗糙度。不僅可以有效達到深孔加工的加工深度，還可以有效提升加工光潔度和加工直線度。與此同時，能夠有效促進深孔加工生產效率的提高，更好地滿足當前機械加工制造業的發展需求[3]。

運用槍鉆進行深孔加工的時候，通常只需要投入較低的加工成本。在我國機械制造行業的發展過程中，以往傳統形式的深孔加工工作，通常需要考慮到鉆床的形式來進行深孔加工工作的安排與設置。在實際情況下，深孔加工過程中會應用到很多的深孔鉆床，這樣的深孔加工工藝不僅需要專業的深孔鉆床，還需要經驗豐富的現場操作人員才能夠保持加工整體質量。運用加工中心和鉆槍鉆工藝，不僅可以有效降低加工過程的資金投入，還能夠降低操作人員的數量以及技術要求，降低加工成本的同時保證加工質量。

3? 槍鉆在深加工過程的工藝試驗分析

首先，在運用槍鉆進行深孔加工工作的過程中，由于加工地批量不是很大，所以在進行加工操作的過程中無需展開針對性進行導向套的設計，而是運用預鉆孔進行導向孔的加工，這樣的加工設計可以有效達到導向套的鉆孔輔助效果。在機械加工制造行業的深孔加工過程中，由于導向孔直徑通常會比槍鉆的直徑要大，公差一般處于0.01～0.02之間。通常情況下，當加工公差等級到達H7的時候，鉆孔的深度便可以到達鉆孔直徑的2.5倍左右。由于導向孔的加工精度在深孔加工過程中具有重要的作用，因此只有保障導向孔加工操作達到了相應的加工標準，才能夠為后續的深孔加工工作給予可靠保障，使加工精密度能夠滿足實際加工需求。在進行深孔加工的過程中，導向孔主要起到了定心的作用[4]。若是在深孔加工過程中沒有定心鉆，就需要采用以往傳統形式的導向孔加工。在這個過程中，由于實際的加工過程中因導向孔不達標造成導向孔失去定心作用時，鉆具便很可能會出現折斷的情況，因此需要對導向孔的定心作用給予足夠的關注。除此之外，將槍鉆放入到導向孔內時，由于槍鉆難以在導向孔外部進行槍鉆的選裝，因此鉆孔操作完成之后需要快速進行退鉆措施。最后再進行槍鉆深孔加工的過程中。孔深度前進5mm。槍鉆的主軸旋轉速度應當下降至一半的速度，給進速度也需要進行同步下降。當主軸旋轉停止的時候，應當及時停止冷卻液的供給。

4? 深孔加工的注意事項

4.1 排屑

在進行深孔加工的過程中，深孔鉆削時的切屑應當有鉆桿內的排屑通道順利排除。當孔徑越小，排屑的難度就越大。一般情況下，鉆屑為帶狀。當鉆削過程中承載著冷卻和沖刷切屑的切削液壓力不穩定出現了波動，或者出現壓力降低的情況時，很可能造成切屑的瞬時直流、折疊造成堵塞情況。這樣不僅會影響整個加工工序的順利推進，還會造成鉆刃損壞或者鉆桿扭斷。為了避免這樣的情況，需要在鉆頭切削刃方面設計出科學合理的短屑和分屑臺，使斷屑工作保持操作標準，并且提升切削液對鉆屑帶來的排屑作用力。除此之外，還應當運用切分退刀深度和逐步遞減的方式進行深度加工[5]。

4.2 鉆桿剛度

由于深孔鉆削所使用的鉆桿較為細長，所以為了保證鉆桿的使用壽命，需要適當提升刀具槍鉆的剛度。在傳統的設計過程當中，會將鉆桿與鉆頭進行螺紋聯接，這樣的方式很可能對降低鉆桿的剛度和強度，影響鉆桿的使用壽命和加工質量。在當前階段，通常會選用低溫銀焊、銅焊或者粘接將鉆頭與鉆桿進行聯接。通過試驗對比可以得知，這樣的方式與以往的螺紋聯接相比擁有更好的強度和剛度。這樣一來，可以適當提升小深孔鉆削時的進給量，促進了生產效率與生產速度的提升。

4.3 充分冷卻

在進行深孔加工操作的過程中，冷卻液是否能夠充分達到鉆頭頂端位置具有重要的作用，保障充分冷卻可以有效排除切屑。在當前階段，較為常用的冷卻系統為高壓穿軸式冷卻系統，冷卻液會在高壓作用下使鉆屑破碎，使其能從鉆槽處向上配出工件孔外。此外運用較高的進刀速率會展現出相對較細的鉆屑，當將主軸和進刀速率都提升的時候，排屑退刀的過程也可以取消，這樣能夠較少加工過程的工序步驟，更好的縮短加工周期所需時間。

4.4 槍鉆速度

在槍鉆進入引導孔之前應當保持低速運轉狀態。這主要是因為很多槍鉆都是焊接硬質合金頭制作而成的。槍鉆在進入引導孔之前，如果保持全速運轉狀態，勢必會造成槍鉆甩彎或者折斷的情況。

5? 深孔加工過程槍鉆受到的切削刃損傷分析

5.1 因不充分冷卻液供給引發槍鉆切削刃的損傷

槍鉆屬于高速切削刀具，在運轉過程中通常會伴隨著較高的運轉速度。由于切屑可以從加工孔中排除，不需要在鉆削過程中進行退刀進行排屑，所以可以有效促進加工效率的提升[6]。但是在這個過程中如果出現冷卻液供給不充分，很容易令切屑堆積在排屑槽當中，擠壓的切屑會影響槍鉆的旋轉。如果槍鉆因此承受了過大的扭矩，將會造成刀頭與刀桿的分離，使槍鉆嚴重損壞。

5.2 不配套的鉆套配置造成槍鉆切削刃的損傷

鉆套在槍鉆進行加工過程中發揮著導向作用。當鉆套與鉆頭之間的旋轉區域呈現出的不同軸度過大時，槍鉆的鉆尖難以固定，脆弱的硬質合金刀尖會因承受彎曲應力造成刀片的損壞。雖然可以通過加長刀具長度來改善這種情況，但是整體長度過長會引發刀桿顫動，造成疲勞實效。

6? 結束語

槍鉆技術在當前的內燃機深孔加工過程的應用可以有效解決以往深孔加工的缺陷，不僅能夠提升加工質量，還可以促進生產效率的加快。由于深孔加工具有一定的特殊性，使其為槍鉆等深加工技術的應用帶來了促進作用。

參考文獻：

[1]張思婉.機械加工中的深孔加工技術研究[J].中國設備工程，2021（14）：198-199.

[2]錢清，程寓，鄭立輝.基于最大穩定度的深孔加工槍鉆結構參數優化[J].組合機床與自動化加工技術，2021（06）：155-158.

[3]牟信虎，李毳.槍鉆技術在普通鏜床深孔加工中的應用[J].科學技術創新，2021（05）：195-196.

[4]毛明清.機械加工的深孔加工技術[J].設備管理與維修，2019（20）：109-111.

[5]馬艷萍，郭輝，沈勇，雍虎軍.槍鉆在車床上深孔加工技術的研究[J].機械工程師，2019（09）：172-173，178.

[6]劉明.數控槍鉆組合機床關鍵部件的優化設計[J].組合機床與自動化加工技術，2019（12）：143-144，154.