機械加工過程中的深孔加工方法探究

馮新肖 祖妍 譚寶龍

摘 要：隨著經濟的發展，分工化作業成為目前工業活動中最重要的組成部分。在機械加工中，深孔加工也變得越來越專業和精細。該文進一步明確了深孔加工的特點，進而根據不同的情況，提出了具體的加工方法，也根據具體的問題，提出了深孔加工的方法和注意事項。

關鍵詞：機械加工 深孔 加工方法中圖分類號：TG52

文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0036-02

1 深孔加工的特點

深孔加工是機械加工過程中，經常遇到的問題之一。而且其加工方法和效果，對其整個機械的加工過程和效果都有著重要的影響。因此，必須予以重視。

1.1 操作難度大

深孔加工過程中，加工者所處的環境都比較特殊。一般情況下，都是半封閉或者全封閉的，這就使得深孔加工的難度在一定程度上增加。在這樣的情況下，首先，加工操作人員很難掌握刀具切削的實際過程和實時效果，只能根據經驗，看儀表、聲音以及看切屑等外部的現象來進行判斷；其次，加工工具的限制，也加大了深孔加工的難度。在實際的加工過程中，工具自身的長度是有限的，尤其是對于一些性能較低的工具，而無法保證深孔的質量；最后，由于深孔加工環境的限制，很容易在短時間內溫度升高，不僅影響加工工具的性能，還會對加工操作人員的狀態造成一定的影響。這些都會造成深孔加工的難度加大。

1.2 排屑難度大

在機械的深孔加工過程中，深孔鉆排屑一直是比較棘手的問題之一，處理起來難度很大。在一定程度上，我們可以說排屑的完成程度，幾乎直接影響著機械的使用進度和施工進度。在這個過程中，一方面由于排屑的空間有限，在排屑過程中，稍不留神，就可能造成刀具的損壞。同時，在強制排屑的過程中，也會由于深孔的形狀、長度等不同，造成切屑存在很大差異，進而影響到排屑工作的最終完成質量。另外，由于切屑造成的熱太大，也會對刀具和零件造成影響，因此，在排屑過程中，必須要采取有效的冷卻方式。

1.3 工具的運動方式多樣

在機械加工過程中，存在很多種不同的工具運動方式。在這當中，有一個嚴重的問題是，深孔自身長徑較大，因而使用的鉆桿通常都很細，在加工過程中就特別容易出現振動和走偏的情況，無法保證深孔加工的精準性。一般情況下，在工件固定的情況下，刀具的運動方式主要是旋轉進給方式，而在工件轉動情況下，刀具的運動方式主要是旋轉進給方式。但是在實際情況當中，由于受到深孔加工環境限制，幾乎很少有采用工件固定的情況下刀具旋轉進給方式[1]。

2 不同直徑的深孔加工方法選擇

在深孔加工中，由于實際作業的要求，需要加工的深孔直徑大小不一。這就對操作人員的技術以及加工方法要有所選擇，進而實現最大程度地滿足加工的實際需要。直徑的大小，直接關系著加工方法的選擇。

2.1 小直徑深孔

一般情況下，直徑為2～10 mm，可以稱之為小直徑深孔。當對小直徑深孔進行作業時，主要可以采用的方法有兩種：第一種是采用改進的普通麻花鉆，第二種是用槍鉆。這兩種方法都是很好的加工小直徑深孔的具體方法。

在傳統的小直徑深孔加工中，利用傳統的麻花鉆，存在著很多問題。如橫刃太長、軸向阻力大、定心差、主刀刃長等，在排屑的過程中，切屑較寬、造成大量卷屑，進而排屑困難。因此，就需要在機械加工中，對已有的麻花鉆的結構參數進行不斷完善。手動進給的方式加工，具有其明顯的優勢和特點。每次的鉆削深度都相對合適，尤其是當鉆頭加工到達一定深度后，就退出工件。在這樣的情況下，還可以排出切屑，對工作環境進行有效冷卻，之后再開始進行加工。不過這種手動進給加工方式，通常情況下，比較適合運用在單件、小批量生產中，在大批量生產中效率往往有些低。第二種方法是用槍鉆來加工小直徑深孔。這種采用深孔鉆頭在深孔加工機床上進行作業的方法比較適合批量生產，可以很大程度地提高效率。對于小直徑深孔來說，槍鉆是一種可以優先選擇的加工方法。不過這對工件的要求就會相對較高。在利用槍鉆加工的過程中，加工人員都會采用的是一次進給的深孔鉆削方式，這不僅要求鉆預制孔，同時還要要求預制孔的表面粗糙度很高。但是，在利用槍鉆的過程中，切屑是被具有一定壓力和流速的切削液沖走的，這個過程是人力無法控制的，很容易造成壓力不均，而導致切屑不能及時排出。同時，在槍鉆過程中經常出現槍鉆斷裂的情形，這主要是由于槍鉆鉆削采用的是自動進給的方式，因而操作者的視線范圍受到限制，無法直觀地感知切削的進展情況[2]。

2.2 大直徑深孔

當車削深度超過1 200 mm的孔，就可以認為是直徑較大的深孔。在這種情況下，如果采用傳統的加工方法，不僅很難達到效果，而且費時費力。同時，在加工過程中，特別容易引起刀桿的振動，從而使得零件表面粗糙度增加或者變小，而難以達到設計值。因此，在之后的大直徑深孔作業中，就可以采用專用的刀桿來解決這一問題，主要是采用能提高車削加工質量的刀桿。這種刀桿前端有一個鑄鐵圓導向塊，同時，在中間也會裝有兩端焊有硬質合金刀片的車刀，在最后面裝上一個鑄鐵套圈。在這樣的構造下，加工時，刀桿就會裝在車床尾座的錐孔內，同時，工件一端裝在卡槽內，另一端也會用中心架作為支承[3]。

3 深孔加工的具體方法

除了在實際操作中，要根據深孔直徑的大小進行不同方法的選擇。在深孔加工過程中，對于一些共有的問題，也要注意其共同的方法、步驟的選擇與運用。

3.1 刀具的選擇

刀具的選擇，是深孔加工中，首先要進行的步驟之一。因為在機械加工過程中，由于機械不同，深孔表面的要求也不盡相同。刀具的選擇成功與否，直接關系著后續工作的進行。因此，根據加工要求，選擇合適的加工刀具是十分必要的，直接關系到之后的加工工序。通常情況下，在深孔加工中，可能應用的加工刀具主要有以下幾種：第一是麻花鉆，這主要是運用于小直徑的深孔加工中。麻花鉆在機構加工過程中應用較為廣泛，也主要應用在深孔加工初期的粗加工階段。第二是內排屑鉆頭，由于在深孔加工過程中，一個很重要的問題是排屑問題。而利用內排屑鉆頭在加工過程中，因為自身工藝的不同，在進行切削時，所產生的切屑更容易排出。相比其他刀具來說，可以很好地解決一部分排屑問題。第三是扁鉆，與一般其他加工工具相比，相對來說，扁鉆的結構比較簡單，在操作過程中，容易操作，更適合硬度較高的鑄件加工[4]。以上提到的3種刀具，是在現代機械深孔加工中使用最為廣泛和普遍的刀具。

3.2 工藝路線設計與選擇

除了刀具的選擇之外，在機械加工過程中，工藝路線的設計和選擇，也十分重要。因為工藝線路的設計與選擇是加工的主要思路，在整個深孔加工過程中，起著指導性的作用。深孔加工的工藝路線設計與選擇主要從以下幾個方面進行。首先，要對加工過程進行分段。不同的加工時段，所需要的工藝也有極大的差異。這就需要根據實際的情況，選擇出最佳的工藝線路；其次，在深孔加工工藝路線設計時，也需要同時配合其他各項因素。在這一過程中，要結合深孔加工的方式、加工工具的選擇，確定出深孔加工的工藝路線；最后，合理有效地控制好深孔加工余量也是十分重要的。當加工刀具的角度偏大或者偏小，都很難滿足深孔加工的需要。

3.3 切屑的處理

在深孔加工中，加工操作人員面臨的最為嚴峻的問題就是排屑問題。這部分工作主要是由于排屑通道長，且工作環境特殊所引起的。再加上切削產生的熱量大，排散熱難度較高使得切屑問題始終不能得到最大程度的解決。在排屑過程中，雖然內排屑鉆可以很好地解決一部分排屑問題。為了有效排除深孔內部的切屑，在進行內排屑深孔鉆時，可以盡可能地做到不與機械接觸，這樣就能夠使得已加工的表面質量大大得到提升。但是，這種工藝的使用范圍也是有限的，因為受環境影響，在實際運用當中，排屑工作開展難度還是很大，并且造價也相對較高[5]。

另外，隨著排屑技術的不斷發展。目前存在一種排屑方式，這種排屑方式主要是利用交錯齒進行作業。這種加工技術主要應用于鋼件上，這種技術的刀片交錯排列，這就使得切削可以從兩個喇叭孔來通入空心刀桿從而向外排出，起到很好的分屑效果，在這種情況下，刀具的受力相對均勻，鉆孔的實際效果也更好，更易保持直線，這就大大提高了鉆孔的質量[6]。

4 結語

機械加工中，深孔作業是一項十分重要的工作流程。在深孔作業中，無論是刀具的選擇，還是工藝的設計與選擇，以及最重要的切屑清理工作，都對深孔的最終效果有著十分重要的影響。這就要求在實際操作中，特別對以上幾點問題予以關注。同時，由于深孔本身的特點與特性不同，這也就使得在具體的操作中，要選擇適合的方法，最終才能達到滿意的效果。該文就是立足于深孔加工的特點，為不同直徑的深孔提出有針對性的方法，進行一一對應。同時，也更加注重整體的流程和方法選擇。該文尤其針對不同直徑大小的深孔加工方法，進行分類和解釋，更加明確了在機械過程中深孔加工方法的選擇。

但是，由于篇幅所限，該文所提出的方法，未能得到更加細致的闡述。這就要求今后的文章中，對方法的描述方面更加細致。

參考文獻

[1] 劉威.機械加工過程中的深孔加工方法探究[J].科技創業家，2014（5）：84.

[2] 李淑彩.小直徑深孔的常用加工方法[J].新技術新工藝，2011（3）：6-7.

[3] 陳昭蓮.加工大直徑深孔的新方法[J].機械，2003（30）：231-233.

[4] 王貴德.機械加工過程中的深孔加工方法探究[J].科技向導，2015（5）：200.

[5] 賀鵬.淺析機械加工過程中的深孔加工方法[J].科技創新與運用，2013（24）：17.

[6] 孟濤.機械加工過程中的深孔加工技術分析[J].科技向導，2013（9）：161.