深孔加工技术改进

（ 3 ）改进后加工：在加工过程中钻杆振动较 大，是因为木键太紧，与孔壁摩擦力较大引起的， 但切屑排出较为流畅，切屑为“马蹄状”，剩下 的2m长的深孔仅用了70min就完成了。当退出钻头 时，钻头完好无损，测量退出后的导向木键尺寸为
66.20m m 。经分析认为，钻头的损坏是钻头导向
块未起到导向支承作用，且与切削前速度低、进给 量小而导致钻削时失稳、钻杆颤动有关。 于是，在原有工艺装备基础上进行了改进，具 体做法如下： 针对已经加工出的800mm深的孔，在车床上用 木键支承的方式，将其扩镗至 65.6mm，使孔径差 异减小，从而使其Leabharlann Baidu向键真正起到支承导向的作 用。 用调质处理后的45钢制作一个导向支承联接套 （见图 3 ），并采用桦木材料做导向键。木键的导 向支承直径为 65.9mm，使其能紧贴管壁，经浸油 膨胀后，更能起到支承导向作用。
65m m内排屑式镶硬质合金钻
头，如图 2 所示。然后用过渡接 头把钻头和钻杆联接在一起。 （3）原始加工方法：最初
图2 内排屑式 合金钻头
所采用的加工方法是：首先在卧式车床加工引孔
65.16mm × 190mm ，然后上深孔钻镗床，进行钻
孔。加工时，主轴箱主轴转速为112r/min，钻杆箱 转速为81r/min，工件与钻头相对转速为193r/min， 切削速度为 39.4m/m i n ；进给量为 13.51m m/m i n ， 内排屑冷却油压为0.3MPa。 （4）问题：刚开始钻孔时还比较顺利，待 钻头在钻入 600m m 深后，钻杆发生颤抖；再钻到 740mm深时，钻头硬质合金镶块挤掉或崩刃。后来 连续换了两个钻头，也将硬质合金挤掉或崩刃。于
64.95m m ，小于所钻出的孔径尺寸，硬质合
金导向起不到支承导向的作用，其间隙过大， 钻杆颤动，钻头的硬质合金撞击工件内壁，导 致硬质合金头崩刃或撞掉。
3. 加工改进措施
（ 1 ）工艺装备改进：在对已加工的孔进行了 认真的测量后，证明已钻的 800m m 深的孔及其孔 径大小不一，都偏大，最小为 65.20m m ，最大为
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栏目主持 赵宇龙
深孔加工技术改进
中国船舶重工集团公司第722研究所 （湖北武汉 430079） 杨德群 徐家品
孔的加工是机械加工中最常见的加工形式。当 长径之比大于 5 时，则为深孔加工。随着机械工业 的迅速发展、新型材料的出现、加工精度要求越来 越高，孔加工难度越来越大，深孔加工往往成为 “卡脖子”工序。因而充分了解和认识深孔加工的 原理及特点，对提高深孔加工的效率，保证产品质 量都是十分重要的。
图1 活塞杆
2013年 第7期 www.metalworking1950.com
使排屑困难，切屑滞流在钻头切削部位，导致硬质
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冷加工
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合金钻头切削部位挤掉或挤裂。 二是钻头的硬质合金导向部分尺寸为
切削参数调整表
主轴转速 钻杆箱转速 相对转速 切削速度 进给速度 油压 /r·min－1 /r·min－1 /r·min－1 /m·min－1 /mm·min－1 /MPa 原始 状态 改进后 状态 112 140 81 170 193 310 39.4 63 13.51 32 0.3 0.4
线液压综合试验台中的活塞杆，该零件采用 45 钢 实体棒料经调质处理至硬度 220 ～ 255H B W 后制作 而成。加工前的毛坯尺寸为 150mm × 3 010mm ， 要求在毛坯上加工一深盲孔，孔径为 65m m 、深 2 800mm，长径之比达43倍。 （2）原始工艺装备：最初 所采用的工艺装备：一是 55mm 钻 杆 ， 其 内 孔 为 2 8 m m ； 二 是
2. 活塞杆的深孔加工
（ 1 ）加工零件特点 图 1 所示零件为某型天
是又连续换了一只高速钢钻头，又导致切削部位过 热烧蚀、退火。此时，已钻到800mm深处，就再也 无法进行下去了。 该工件完工日期迫在眉睫，即使花上几千元联 系外协加工，也没有哪个单位愿意承接。我们冷静 下来查找原因，现场分析，提出以下导致钻头损坏 的原因： 一是内排屑油压过小，钻杆排屑孔小且不圆，
65.10mm。活塞杆内孔孔径检验合格。
4. 经验与体会
通过以上深孔加工中的成功实践我们总结出以 下几点经验和体会： （ 1 ）进行深孔加工，关键是引孔的加工，引 孔的尺寸应比钻头大 0.01 ～ 0.03m m ，表面粗糙度 值为Ra=3.2μm。 （ 2 ）导向套的木质导向键最好比钻头的实际 尺寸大 0.20m m ，可减少摩擦力，又可真正起到支 承导向的作用。 （3）为了使排屑顺畅，油压选0.4～0.6MPa为 宜。 （ 4 ）切削速度为 60 ～ 85m/m i n ，给进量应为 0.009 ～ 0.15m m/r 。这条经验在加工过程中体会最 深，当切削速度和给进量增加到以上范围时，反而 切削平稳，加工十分顺畅。 通过对工件特性的分析，正确选取合适的装夹 方法、刀具材料、主要几何参数及切削用量，可以 很好地解决深孔加工中由于切削力和切削热的影 响，并且在保证工件加工质量的前提下，提高生产 效率。
1. 深孔加工的特点
由于深孔加工是在封闭状态下进行的，加工过 程中无法观察其切削状态，故有其独特的特点，具 体如下： （ 1 ）不能直接观察到刀具切削情况，只能凭 经验、听声音、看切屑、观察机床负荷和压力表、 触摸振动等来判断切削过程是否正常。 （ 2 ）切削热不易传散，须采取强制有效的冷 却方式。 （ 3 ）切屑不易排出，需要控制切屑长短和形 状，并进行强行排屑。 （ 4 ）工艺系统刚性差，由于孔的长径之比较 大，钻杆细而长，因而支承导向极为重要。
5. 结语
在科技高度发展的今天，新的材料，新的刀
图3 导向支承联接套
具，新的加工方法越来越多，应用越来越广，在满 足产品质量的前提下，如何运用合理的加工方法， 最大限度地提高生产效率将是我们永不改变的目 标。 （收稿日期：20121201）
（ 2 ）切削参数调整：在改进了工艺装备基础 上，又对切削参数进行了调整，即：提高主轴转 速、钻杆箱转速、加工切削速度，加大进给量，具 体调整值如附表所示。