深孔加工技术ppt课件
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深孔加工技术
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。
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：
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。
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；
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枪钻加工系统
图1 枪钻系统Βιβλιοθήκη Baidu
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。
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。
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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。
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。
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枪钻
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。
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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。
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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
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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。
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：
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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。
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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；
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枪钻加工系统
图1 枪钻系统Βιβλιοθήκη Baidu
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。
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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。
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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。
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。
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枪钻
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。
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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。