深孔加工技术演示幻灯片
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3
引言
深孔加工技术，通常指的就是深孔钻削技术，它和车削、 铣削等加工方法不同，其刀具本身进入工件，并在封闭的条 件下进行切削，因而受到较多的限制。其特点有： (1)、在工作过程中，无法直接观察刀具的工作情况，目前 只能凭经验通过不断观察铁屑形状和手摸钻杆等手段来判断 刀具的工作情况； (2)、不可能制成具有足够的刚度与足够牢靠的刀具和夹具， 如钻杆细而长，钻出的孔不可避免地会产生某些偏差。如走 偏，孔中心线弯曲等。 (3)、钻头工作条件恶劣；切屑是在不能保证其正常形成的 不良条件下产生的：整个切削刃全部参加工作，切屑宽度大， 易产生振动；切削刃上各点的切削速度不同等。 (4)、断屑与排屑困难，在孔内钻头钻杆要占据很大一部分 空间，排屑空间受到限制，而且切屑难以自动排出。 (5)、刀具的散热冷却条件不好。
5
二、深孔加工系统
2.1 分类 深孔加工系统通常以深孔加工中所用的冷却、排
屑装置来分类的。可分为枪钻系统、BTA系统、喷吸 钻系统和DF系统。下面分别就上述系统作一介绍： 2.2 枪钻系统及其配置 ➢ 枪钻系统属于外排屑方式，其结构如图1所示，主要 由机床、枪钻、中心架、钻套、钻杆联结器和冷却润 滑油路系统组成。其工作原理是：切削液通过尾架上 输油入口进入钻杆内部，到达钻头头部进行冷却润滑， 并将切除的切屑从钻头外部的V型槽中排出。由于切 屑由钻头和钻杆外部排出，容易擦伤已加工孔表面， 其加工质量要低于内排屑方式的系统（随后介绍）。 该系统主要用于小直径（一般＜20 mm）深孔加工。
4
引言
3、背景及应用
➢ 起源：深孔加工技术产生于对枪炮管的制造过程。二战结 束前的几个世纪中，深孔加工技术的发展和应用一直被局限 于相对封闭的军工领域，并以其高难度、高成本和神秘性而 闻名于制造业。 ➢应用领域：20世纪50年代。世界格局进入以和平和建设为 主调的时代，深孔加工技术随之脱颖而出，成为“军转民” 技术中的一朵奇葩，迅速被扩展应用于能源采掘、航空航天、 发动机制造、机床汽车制造、石化及轻重化工、纺织机械、 饲料机械、冶金、仪器仪表等广泛的产业领域。 ➢现状：欧、日、美等先进工业国，早在20世纪50年代就纷 纷开展了深孔加工技术的学术和应用研究，六七十年代形成 专业化的深孔刀具和深孔机床装备制造体系，少数跨国公司 迄今仍垄断着世界深孔加工装备市场，如瑞典山特维克 （SANDVIK）、德国TBT公司、BOTEK公司等。使深孔加工技 术成为制造技术门类中成本最为昂贵的技术之一。
枪钻是一种加工较小直径孔的代表性工具，结构比较完善， 运用范围广泛，已被普遍使用。枪钻发明于1930年左右，它 是历史上最早用于生产的具有连续供油排屑、有自导功能、 能钻出尺寸、形位精度很高深孔，而且生产率较高的深孔钻 头，以后出现的各种深孔刀具，都在很大程度上继承了它切 削部分的基本特征。与扁钻、麻花钻等传统的孔加工刀具对 比，枪钻同时实现了深孔加工的三项基本要求：
7
枪钻Βιβλιοθήκη Baidu
2.2.1 枪钻
作为枪钻系统的一个重要组成部分----枪钻(刀具)，在 其加工系统中占有极其重要的地位。图2显示了枪钻的外观以 及所加工深孔的类别；图3显示了枪钻刀头的外观结构及形式； 图4显示了枪钻的结构与组成，枪钻由头部1、钻杆2和传动部 3组成，头部材料由高速钢和硬质合金两种，并与钻杆焊接在 一起，目前主要是硬质合金枪钻。焊接后校直、精磨。
6
枪钻加工系统
图1 枪钻系统
➢枪钻是一种比较古老的深孔加工刀具，最初用于加工枪管，故
名为枪钻。枪钻是外排屑深孔钻的代表，也是小直径（φ10 mm
以下）深孔加工的常用方法。目前，硬质合金枪钻的最小直径为
0.5mm；钻孔深度与直径之比超过100，最大可至250；钻孔精度
为IT7一IT9；钻孔表面粗糙度Ra为3. 2一0.4μm。
8
枪钻
(1)具有完善的供油排屑通道，可在高压切削液作用下连续进 行刀具的润滑冷却和排屑； (2)由于采用单边刃结构使轴向切削力和扭矩明显降低，使钻 头的稳定性增大； (3)由于导条的导向作用和对孔壁的挤压作用，不会走偏；
其特点有： 1).避免了双刃钻因有横刃而在轴心线上的零切削速度，有横 刃的钻头，切削时金属被挤压而引起轴向力大为增加，使钻 头强烈振动，钻头容易走偏，钻出的孔偏斜； 2).钻顶和工件形成M形的槽，该槽有定向作用； 3).加工过程中形成一根零位芯棒，减小了轴向力。减小了孔 中心线的走偏，并给钻头以附加的引导；⑷.能连续排屑，工 件一次装夹钻通，不用掉头装夹，节约工时。
深孔加工技术
庞俊忠
中北大学，太原
1
几个相关问题
因为时间的关系，就以下几个问题做个简单 的介绍：
深孔加工技术介绍 深孔加工技术的现状及发展趋势 中北大学工艺所深孔加工技术的研究情况
2
一、引言
1、深孔的定义
孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，也包括介于两者 之间的中深孔加工。一般规定孔深L与孔径d之比大于5， 即L/d＞5的孔称为深孔；L/d<5的孔称为浅孔。
9
枪钻
枪钻主要不足之处有： 冷却系统压力很高，例如钻长径比为30，直径为 4mm的深孔，至少要达到9.5MPa的压强才能保证 顺利排屑； 当采用钻头回转方式加工时，钻头的转速和钻杆 的长度均受到严格的制约；由于钻杆的中心不对称 性，和圆型钻杆相比，其扭转刚度、弯曲刚度较低； 钻通深孔后，必须从原路返回，容易划伤孔壁并 可能损伤钻头 由于切屑与已加工孔表面接触，也容易产生表面 划伤；
2、深孔加工技术
深孔加工技术是深孔刀具、辅具和机床及其相关技术的 统称。其中，深孔刀具及其排屑技术是决定整个技术发展 的关键。深孔加工技术最初是在国防军工生产部门应用， 用来加工枪管和炮筒。二战后，深孔加工技术的主阵地由 枪炮制造逐步向广泛的经济建设领域转移，成为机械制造 技术的一个重要分支。从而对深孔加工技术提出了商品化 的要求（可靠性、高工效、高加工质量、低成本、易操 作）。但深孔加工刀具和技术的发展，始终是围绕着解决 顺利排屑，提高加工质量，提高加工效率，降低加工成本 和易操作性等中心课题而进行的。
引言
深孔加工技术，通常指的就是深孔钻削技术，它和车削、 铣削等加工方法不同，其刀具本身进入工件，并在封闭的条 件下进行切削，因而受到较多的限制。其特点有： (1)、在工作过程中，无法直接观察刀具的工作情况，目前 只能凭经验通过不断观察铁屑形状和手摸钻杆等手段来判断 刀具的工作情况； (2)、不可能制成具有足够的刚度与足够牢靠的刀具和夹具， 如钻杆细而长，钻出的孔不可避免地会产生某些偏差。如走 偏，孔中心线弯曲等。 (3)、钻头工作条件恶劣；切屑是在不能保证其正常形成的 不良条件下产生的：整个切削刃全部参加工作，切屑宽度大， 易产生振动；切削刃上各点的切削速度不同等。 (4)、断屑与排屑困难，在孔内钻头钻杆要占据很大一部分 空间，排屑空间受到限制，而且切屑难以自动排出。 (5)、刀具的散热冷却条件不好。
5
二、深孔加工系统
2.1 分类 深孔加工系统通常以深孔加工中所用的冷却、排
屑装置来分类的。可分为枪钻系统、BTA系统、喷吸 钻系统和DF系统。下面分别就上述系统作一介绍： 2.2 枪钻系统及其配置 ➢ 枪钻系统属于外排屑方式，其结构如图1所示，主要 由机床、枪钻、中心架、钻套、钻杆联结器和冷却润 滑油路系统组成。其工作原理是：切削液通过尾架上 输油入口进入钻杆内部，到达钻头头部进行冷却润滑， 并将切除的切屑从钻头外部的V型槽中排出。由于切 屑由钻头和钻杆外部排出，容易擦伤已加工孔表面， 其加工质量要低于内排屑方式的系统（随后介绍）。 该系统主要用于小直径（一般＜20 mm）深孔加工。
4
引言
3、背景及应用
➢ 起源：深孔加工技术产生于对枪炮管的制造过程。二战结 束前的几个世纪中，深孔加工技术的发展和应用一直被局限 于相对封闭的军工领域，并以其高难度、高成本和神秘性而 闻名于制造业。 ➢应用领域：20世纪50年代。世界格局进入以和平和建设为 主调的时代，深孔加工技术随之脱颖而出，成为“军转民” 技术中的一朵奇葩，迅速被扩展应用于能源采掘、航空航天、 发动机制造、机床汽车制造、石化及轻重化工、纺织机械、 饲料机械、冶金、仪器仪表等广泛的产业领域。 ➢现状：欧、日、美等先进工业国，早在20世纪50年代就纷 纷开展了深孔加工技术的学术和应用研究，六七十年代形成 专业化的深孔刀具和深孔机床装备制造体系，少数跨国公司 迄今仍垄断着世界深孔加工装备市场，如瑞典山特维克 （SANDVIK）、德国TBT公司、BOTEK公司等。使深孔加工技 术成为制造技术门类中成本最为昂贵的技术之一。
枪钻是一种加工较小直径孔的代表性工具，结构比较完善， 运用范围广泛，已被普遍使用。枪钻发明于1930年左右，它 是历史上最早用于生产的具有连续供油排屑、有自导功能、 能钻出尺寸、形位精度很高深孔，而且生产率较高的深孔钻 头，以后出现的各种深孔刀具，都在很大程度上继承了它切 削部分的基本特征。与扁钻、麻花钻等传统的孔加工刀具对 比，枪钻同时实现了深孔加工的三项基本要求：
7
枪钻Βιβλιοθήκη Baidu
2.2.1 枪钻
作为枪钻系统的一个重要组成部分----枪钻(刀具)，在 其加工系统中占有极其重要的地位。图2显示了枪钻的外观以 及所加工深孔的类别；图3显示了枪钻刀头的外观结构及形式； 图4显示了枪钻的结构与组成，枪钻由头部1、钻杆2和传动部 3组成，头部材料由高速钢和硬质合金两种，并与钻杆焊接在 一起，目前主要是硬质合金枪钻。焊接后校直、精磨。
6
枪钻加工系统
图1 枪钻系统
➢枪钻是一种比较古老的深孔加工刀具，最初用于加工枪管，故
名为枪钻。枪钻是外排屑深孔钻的代表，也是小直径（φ10 mm
以下）深孔加工的常用方法。目前，硬质合金枪钻的最小直径为
0.5mm；钻孔深度与直径之比超过100，最大可至250；钻孔精度
为IT7一IT9；钻孔表面粗糙度Ra为3. 2一0.4μm。
8
枪钻
(1)具有完善的供油排屑通道，可在高压切削液作用下连续进 行刀具的润滑冷却和排屑； (2)由于采用单边刃结构使轴向切削力和扭矩明显降低，使钻 头的稳定性增大； (3)由于导条的导向作用和对孔壁的挤压作用，不会走偏；
其特点有： 1).避免了双刃钻因有横刃而在轴心线上的零切削速度，有横 刃的钻头，切削时金属被挤压而引起轴向力大为增加，使钻 头强烈振动，钻头容易走偏，钻出的孔偏斜； 2).钻顶和工件形成M形的槽，该槽有定向作用； 3).加工过程中形成一根零位芯棒，减小了轴向力。减小了孔 中心线的走偏，并给钻头以附加的引导；⑷.能连续排屑，工 件一次装夹钻通，不用掉头装夹，节约工时。
深孔加工技术
庞俊忠
中北大学，太原
1
几个相关问题
因为时间的关系，就以下几个问题做个简单 的介绍：
深孔加工技术介绍 深孔加工技术的现状及发展趋势 中北大学工艺所深孔加工技术的研究情况
2
一、引言
1、深孔的定义
孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，也包括介于两者 之间的中深孔加工。一般规定孔深L与孔径d之比大于5， 即L/d＞5的孔称为深孔；L/d<5的孔称为浅孔。
9
枪钻
枪钻主要不足之处有： 冷却系统压力很高，例如钻长径比为30，直径为 4mm的深孔，至少要达到9.5MPa的压强才能保证 顺利排屑； 当采用钻头回转方式加工时，钻头的转速和钻杆 的长度均受到严格的制约；由于钻杆的中心不对称 性，和圆型钻杆相比，其扭转刚度、弯曲刚度较低； 钻通深孔后，必须从原路返回，容易划伤孔壁并 可能损伤钻头 由于切屑与已加工孔表面接触，也容易产生表面 划伤；
2、深孔加工技术
深孔加工技术是深孔刀具、辅具和机床及其相关技术的 统称。其中，深孔刀具及其排屑技术是决定整个技术发展 的关键。深孔加工技术最初是在国防军工生产部门应用， 用来加工枪管和炮筒。二战后，深孔加工技术的主阵地由 枪炮制造逐步向广泛的经济建设领域转移，成为机械制造 技术的一个重要分支。从而对深孔加工技术提出了商品化 的要求（可靠性、高工效、高加工质量、低成本、易操 作）。但深孔加工刀具和技术的发展，始终是围绕着解决 顺利排屑，提高加工质量，提高加工效率，降低加工成本 和易操作性等中心课题而进行的。