大深径比深孔加工工艺研究

的， 有 周边 径 向切 削力 的存在 ， 这样 会对其 加 工的精 度造 成很 大 的影 响 。 为了使这 种径 向切 削力得到有效 的减少和 控制 ， 就 需要采用导 套或 中６ ｍｍ， 是典型 的大深 径 比深孔加 工的 零件属于加 工困难 的高温合 金 者 引导孔 的方式 对其进行分担 。 通常在枪 钻专用加 工机床 上， 都有枪 钻 孔。 同普 通 的钢材 相比 ， 深孔加 工更具 有难 度， 其对 刀具 的磨损较 大 ， 但是如果 在非专用机床 上采用枪 钻 ， 缺 乏导 套和夹具 的 刀具 的寿命仅 为普通钢 材加 工的一半 ， 而且在工作效率上也很 低 ， 因为 引导 套的配备， 配备 ， 可以 通过钻 削引导孔 的方方来分 担径向切削力， 达到枪钻 切削力 多方面的负面影响 ， 使其加工的成本 比普通钢 材要 高很多。 根 据实 践总结 得 出结 论： 对 于枪钻 引导孔 来说 ， 其 深度为枪 钻 对 于大深径 比的高温合 金深孔加 工其难点 主要有： 第一 ， 因为刚度 的平 衡。 直径 的１ ． ５ 倍 左右 为宜 ， 引导 孔直径 大干 钻头直径 ０ ． ０ ０ ４ ａｍ ｒ ０ ． ０ １ ２ ｍｍ 较 高， 其需 要的 切削 力增大 ， 机床加 工功率 也大 ， 增加 了能 量的 消耗 ； 为宜 。 第二 ， 深 孔的切 削加工 ， 其加 工环境属 于半封 闭的状态 ， 在切 削的过 程 中产生的 高热无 法及时 的发 散， 同时产生 的切屑也 无法及时 排 出， 热 度 的双 重增加 作用 ， 是切 削刀具 的磨损更加 厉害， 大大 影响其 使用寿命 和
３ 深 孔加 工工 艺试 验 和结 果分 析
在 进行深孔加 工操作时， 采用软 三爪进行装 夹， 按照车端面 到按导 加 工质量 ， 因此要 注意 对切削 刀具 材料 的选择 ； 第三， 对 于高温 合金深 向孔再 到钻削深孔的顺 序进行 加工。 在 引导孔 的加 工钻 削时， 要选 择合 适 的刀具 以满 足枪 钻的 引导作 孔 的加 工采 用普通 的钻 削加 工方法很 难保证 其加工 的精度达 到理 想要 分 别选择 了进 口和国产 的两种刀头进行 了钻削试 验 ， 结果发 现进 口 求。 综 合以上加 工难点 ， 总结 出要想保证零件 深孔加 工的精度达 到理 想 用 。 刀具 在各项性能方面的表现 都要优 干国产 刀具 。 进 口刀具 中的钻头 钻速 要求 ， 就必须选 择合适 的加 工设备和加工刀具。 为 国产 刀头的３ — ４ 倍， 进给率在 ２ 倍以上 ， 而且其耐磨性 好， 成本也较 高。 ２ 、 深 孔加 工 工艺设 计 和分 析 因此 ， 如 果在加工件数少 或者加 如 果用普 通的 钻削方 式进行 大深 径比深 孔 的加工 ， 通常需 要将 麻 两 种刀具 在加 工质量上 结果相差 不多， 在保证 加 工质量的前 提下， 选择 国产刀具 可以明显的降 花钻加 长 且使 用断屑加工的加 工工 艺。 在实 践中发 现， 此 种加 工方法 加 工量 小的情况 ， 工处 理的深 孔不仅加 工的精度较 低 ， 而且工作效率 低下， 加 工 质量很 难 低 加工的成本 在 进行深 孔加工上 ， 采用两种加 工方案进行对 比试 验 。 第一种 是采 保证 。 另外 还经常会出现钻头 折断或 者堵屑的现 象， 给加 工造成 的困难 用 进入导 向孔 和退 出深孔 时使用 小转 数和进 给率 的方法 。 第二种 是以 的 同时也提 高了加 工的成 本。 因此 ， 对于深 孔加 工 ， 要选 择 专门的深 孔 小 转数和 进给率反转进 入导 向孔， 以零转数 的快速 推出深孔的方法 。 结 刀具 ， 并且 选择合适 的加工设备以满足大深 径比深孔加 工的需要。 论 得 出： 第二 种加 工方 法无论 在加 工效率上 还是加 工 质量上都 表现 良 ２ ． １选择合 适的刀具 在冷 却压力的 满足的情况 下， 使用 第二种 加工方法进行 刀具 对 于深 孔加 工的刀具 来说 ， 可分为 多种 类 型： ①喷 吸钻 。 喷 吸钻在 好 的优 势 寿命的试 验时 发现 ， 一 把枪 钻最多只能完 整加工五个零件 ， 在加 工第六 卧 式加 工中心和车床 上使用 ， 主要 在比较容 易加 工的工件 材料上使 用； 钻头容易发生折 断。 ②套料 钻和 内排屑深 孔钻 。 这 两种 刀具 加工直径在 ６ ｍｍ的小孔 上不太 个 零件时， 综 上 所述 ， 进行 大 深径 比深 孔加工 ， 最 主要 的就 是选 择合适 的高 适合 ； ③硬 质合金可转位 深孔钻适用 于钻削直径在 ２ ０ ｍｍ以上的 深孔加 在综 合主轴 转速 、 进 给速 度和冷 却压力的作用 ， 可解 工， ④亚干式深 孔加工 系统 。 此 种系统的加 工散热和 排屑主要靠 利用压 质量的钻 削刀具 。 另外枪 钻在专用 机床 缩 空气来进行 ， 这需 要有专 门的加 工设备 来操作 。 ⑤枪钻 。 枪钻适 用加 决 麻花 钻在深 孔加 工中存在 的精 度和 质量问题 。 在数控车 床和复合加 工中心都 工直径在＠３ ａｍ ｒ ２ ０ ａｍ的深 孔加 工。 ｒ 综合以上加 工刀具的性 能分析， 再 或 者满足高压冷 却和导 向需 要的情况下， 具 有很高的可行性 。 考虑 本例 要加 工的零 件的 实际要 求， 本文 认为 选择 枪钻 作为加 工刀具 可 以得到 良好的使用 ， 最为合 适。 枪钻 由三部分 组 成， 即刀柄、 钻 杆和硬 质合金钻 尖， 钻尖 上设 置油 孔。 具体结 构如图１ 所 示： 在钻 尖上 油孔可是 钻头进 行散 热冷 却和 进行排 屑， 在 钻头 表现 还 参考 文献 可进行有 助于加 强韧性 的材 料的涂 抹 ， ￣ ｕ Ｔ ｉ Ｃ 。 钻 杆通常采用４ ０ Ｃ ｒ 的无 ［ １ ］ 王世清． 深孔加工技术 ． 西北工业大学出版社 ， ２ Ｏ １ １ （ １ Ｏ ） 缝钢 管。 枪 钻在 深孔 中运用 ， 其 前角通常为零 度且没有 横刃 ， 钻尖 和 轴 【 ２ 】 王先逵． 机械制造工艺学． 机械工业 出版社 ， ２ ｏ １ ２ ．
工研 究为例，对其加工工艺进行 分析，对深孔加工的工艺设计方案进行较
为细 致 的探 讨 。
辽宁沈阳
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【 关 键词 】 深径比 ； 深孔 ； 加工； 工艺； 研究
图１枪钻基 本结构图
线偏 离， 加 工时在钻尖前有小 圆锥形成 ， 便于排屑 。 ２ ． ２选择合 适的设备 深 孔加 工对加 工的工 艺和 技术要 求都很 高 ， 一 般的加 工技 术很难 枪钻在 进行 回转工件 中心上的孔 的钻 削加工 工作时， 其工作状 态通 满 足其加 工精度和 质量的要求 。 对于 深孔加 工 ， 通常是指 孔的长 度和 直 工件来 进行旋转。 这种 方式适合的加工环境 通 径 的比值 至少要 在５ 以上 ， 在实 际工作 中， 很 多深 孔的长 度 和直径 的比 常是钻 头进给呈 直线型 ， 都 要达到 １ ０ 以 上， 涉及的加 工工艺和 技术要求更高 。 对于 大深径 比的深 常是专 门的加 工中心或者 配备了高压 冷却系统的车床 与刀具或者工件旋
工
术
Байду номын сангаас
大深径比深孔加工工艺研究
胥强 崔瑶
沈阳机床集团中捷钻 镗床厂
【 摘要ｌ 在机 械零部件的加工制造中 ， 对 于深孔 的加工， —直是加工 制造业中一项困难性高、 操作 复杂的任 务。 尤其在大深径比的深孔加工中 ， 其加工工艺要求较 高， 技 术性较 强。 本文以大深径比的喷嘴类零件深孔加
案 的设 计和加 工工艺进行研 究分析。
要。
１ 加工 概 况 本 文研 究实例是 一个用 于航 空发 动机 方面的喷 嘴 类零件 ， 加工 材
料为ＧＨ４ １ ６ ９ ， 其孔 的长度和 直径的比为 １ ７ ， 孔长 度为１ ０ ５ ｍｍ， 孔直径 为
２ ． ３枪钻 引导孔 的加工 枪 钻的钻 头具 有不平 衡性 ， 也 就是说 其产生 的切 削力也 是不平 衡
因此 ， 在设备 的选 择上 ， 要 根据 自身的 实际情况和 加工需 要来 孔加 工 ， 其加 工的刀具 因为 比较细 长 ， 在刚 度上也较 差 ， 极容 易出现 切 转场 合。 本文 实例零件的加 工综合了实际的客观情况 ， 削 的偏斜 ， 而且 因为孔 深较 大 ， 给散 热也带 来相应 的困难 ， 不容 易排屑 选择 合适的设备 和场 合。 选 择了车铣 复合加 工中心 。 此种 设备满足了零件选择 的需要 ， 同时具 有 等 问题都 会对加 工质量产生直 接的影 响， 产品合格率 较低 ， 给加 工带 来 可 以满 足枪 钻进行 深孔钻 孔加 工的应 用需 很大 的压 力。 本 文以用于 航空发动 机的某 喷嘴类零 件为例 ， 对 其加 工方 高压 内部 冷 却系统 的配备 ，