機械深孔加工的方式

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0前言

深孔一般是指長徑比L/D≥（5～10）的孔，對于L/D≥50~20的一般深孔，可用麻花鉆在普通鉆床、車床上加工。

1深孔鉆削特點

孔加工的幾大問題：排屑、散熱和導向問題，主要表現在：（1）鉆孔時不能直接觀察刀具的切削狀況，工作過程中只能憑借聽聲音、看切屑、觀儀表（油壓表及電表等）、摸振動等外觀現象來判斷切削過程是否正常；（2）孔的長徑比大、鉆桿細而長、剛性低、易振動、鉆孔易走偏，因此，支撐及導向十分重要；（3）切削排屑困難，必須要保證可靠的判斷，切屑的長短和形狀要加以控制，如果切屑堵塞則會引起刀具損壞，由于排屑空間受到鉆桿的限制，套料鉆鉆孔有料芯的干擾，排屑條件更為惡劣，因此要強制排屑；（4）切削熱不易散出，工作條件惡劣，必須采用有效的冷卻方式。深孔刀具按其工藝特點不同，可以分為：①單刃外排屑深孔鉆（槍鉆）；②內排屑深孔鉆，其中主要包括：BTA深孔鉆和噴吸鉆；③套料深孔鉆；④深孔鏜。

2冷卻與潤滑

深孔加工中，冷卻潤滑系統工作的可靠性和冷卻潤滑液的合理選用對加工質量、刀具耐用度和切削效率有著極大的影響。冷卻潤滑液在深孔加工中主要起冷卻、潤滑、沖刷、減振和消聲的作用。鉆削中產生的切削抗力，消耗很多的能量，而且其切向和徑向分力作用在導向塊上，與孔壁產生較大的摩擦力，都轉化為很多的切削熱，這些熱量主要靠冷卻潤滑液把它帶走。冷卻潤滑液在導向塊與孔壁之間建立起液壓支撐，可降低導向塊的摩擦，減小功率消耗。冷卻潤滑液的沖刷作用，是靠一定的壓力和流量的冷卻液將切屑由切削區沖刷出來，實現排屑作用。由于在工作區內部和鉆桿內外都充滿了一定壓力的油液，能減弱由切削運動和摩擦作用所產生的振動和噪音。

3切屑處理

深孔鉆排屑是十分重要的問題，尤其是內排屑套料鉆（環孔鉆），排屑空間只有一個不大的環形面積，排屑條件更為惡劣，排屑問題從切削過程來看，與分屑、卷屑和斷屑3個方面密切聯系，切屑的寬窄、卷曲的形狀、切屑的長短都直接影響到排屑的情況。深孔加工應在深孔專用設備上加工，主運動是工件的旋轉運動，輔助運動是刀具的軸向直線進給運動。機床主要是由主軸箱、進給箱、刀具夾緊裝置、床身、移動式支架、中心架等部分構成。

（1）主軸箱是用以支撐主軸，并使其實現各種轉速的裝置，主軸右端一般用以安裝卡盤、拔盤等附件，內部有錐孔，軸是空心的，便于裝夾細長的棒料；

（2）進給箱通過絲杠將進給電機的圓周運動轉換為刀具的直線運動；

（3）夾緊裝置用來裝夾鉆桿，通過與螺母聯接，經絲杠帶動鉆桿進行軸向移動；

（4）床身是機床的基礎部件，用以連接各主要部件，并保證各個部件之間有正確的位置。床身上有供刀架和支承架移動用的導軌，床身由床腿支承并固定在地基上。一般工廠若無深孔專用設備，也可用臥式車床進行加工。如在臥式車床上加工油缸缸套深孔時，工件采用“一夾一支”的裝夾方法，即工件的一端由四爪單動卡盤（或三爪自定心卡盤）夾緊，另一端用中心架支承；深孔加工刀具裝夾在專用刀架上（專用刀架安裝在車床的滑板上）。車削時，工件由車床主軸帶動旋轉，刀具由滑板帶動進給，完成深孔加工。另外鉆削深孔也是常用的加工方法之一，其操作要點：①盡可能使用新鉆頭，接長柄的長度能滿足孔深即可；②鉆頭的前刀面或后刀面要磨出分屑槽與卷屑槽，以利于排屑。在鉆削中要時時注意排屑是否正常，若發現異常現象，應及時退刀排屑，停機檢查原因；③借排屑之際，及時向孔內注入充足的切削液，以減少鉆頭與切屑的黏結并降低切削溫度；④在鉆削過程中，當鉆到一定深度后便及時提起鉆頭排屑。也就是在鉆削過程中，鉆一鉆，退一退，并且退鉆速度要快，這樣有利于排屑。當鉆削達到一定深度時，排屑次數應增加，而每次進給深度要相應地減小。

總之深孔加工的重要特點就是排屑困難，排屑通道長，工件處于半封閉切削狀態，切削熱量大且不易散出，所以對深孔鉆要有充分的冷卻、良好的排屑系統。故采用內排屑深孔鉆鉆削大直徑的孔。內排屑深孔鉆具有外冷內排屑及自身導向等優點，可以加工直徑在6～80mm的深孔。工作時工件旋轉，鉆頭由淺牙矩形螺紋和鉆桿連接，通過刀架帶動徑封油頭，導向裝置鉆入工件。

內排屑深孔鉆工作時，切屑是從鉆桿內部排出而不與工件已加工表面接觸，可獲得較好的已加工表面質量，鉆桿外徑可比外排屑鉆增大，因此提高其剛性，加大進給量，提高鉆孔效率，其原理圖如圖1，切削液在較高的壓力（2～6MPa）下，由工件孔壁與鉆桿外表面之間的空隙進入切削區冷卻，潤滑鉆頭切削部分，并將切屑經鉆頭前端的切屑孔沖入鉆桿內部向后排出，排屑方便，冷卻效果好，同時也有利于鉆桿的穩定，但內排屑需設置一套供液系統，輸油器、油封頭等。深孔加工通常選用礦物油、復合油作為冷卻液，用過的冷卻液經濾網后由磁性分離器凈化或在回油箱后通過過濾器凈化，在加工中，切屑排除的路程長，為了克服沿程的阻力，要傳給切屑以一定的動能，因此要求冷卻液有一定的流速，為8～10m/s，加工的孔徑越大，需要流量就越大，深孔鉆常用的切削用量v=60～120m/min，f=0.03～0.25mm/r,切削液壓力為0.49～2.9MPa，流量為50～400L/min，直徑小者，宜用高壓小流量，直徑大者宜用低壓大流量，油泵選用WBZ2～50，公稱壓力0.63MPa，公稱流量為50L/min，液壓油選用L-HL32型，采用硫化礦物油，由于加工過程中有擠壓作用，就要求冷卻液必須嚴格過濾，保持清潔，不能有切屑微粒。

油箱設計得符合液壓油進出壓力的要求，在油箱的底部設有過濾器，這樣保證回油管中油液的清潔，油箱尺寸800mm×600mm×400mm，進回油路管徑25mm，進油路油管接在與導向套相連的輸油器的封油管上，回油管與鉆桿通孔相連，從而實現內冷卻排屑。輸油器用以保證對刀，并使切削液進入切削區，使切屑在液壓力作用下排出，該裝置安裝在工件與鉆頭相接觸部分。由于采用內排屑方法鉆孔，冷卻液滲漏問題應予以重點考慮，因此輸油器的密封一定要保證。輸油器與導向架之間用密封墊緊密結合在一起以保證無泄漏。輸油器和鉆桿的接觸，支承架工件端面之間的密封采用密封圈來保證，密封效果很好。由于采用上述措施，保證了輸油器順利冷卻工件和充分的排屑，提高了鉆孔的精度。深孔加工時，切削區溫度高，為保證正常工作，冷卻液的溫度要控制在一定范圍內，一般規定冷卻液的最高工作溫度不超過45～50℃，如果超過上述極限值，應采用冷卻裝置來降低冷卻液的溫度，常采用水冷或風冷。

4結語

本文對車床進行改裝后的“深孔鉆削”加工，在不引進新設備的前提下，能夠保證加工質量。