小直径深孔机械加工论文
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小直径深孔加工是一种封闭状态下的加工过程，受各种内外部因素的制约，小直径深孔加工过程很不稳定，比一般的孔加工困难和复杂，经常产生各种故障和问题，影响到最终产品的质量。一是，小直径深孔加工的钻头容易被折断。小直径深孔孔径较长，不得不使用细长的钻头，钻头越小，刚度和强度越低，抗扭矩能力越差，很容易发生偏移或者振动的问题，大大影响了加工精度。而且小直径深孔加工要求主轴有较高的转速，钻头位置承受的切削力较大，钻头又比较小，两个主切削刃在刃磨时很难保证绝对对称，在受力不均衡的情形下，很容易发生钻头折断的问题。另外，钻头转速较高，产生较高的热量，由于孔径较长，冷却液不易注入切削区，热量又不能顺畅的散发出来，钻头钻芯和外刃在高温作用下容易被烧伤。二是，精度难以有效控制。由于条件限制，小直径深孔加工不能直接观察刀具的切削和走刀情况，给加工过程控制增加了难度。而且在小直径深孔加工过程中，产生的切屑残留在深孔内，容易堵塞，加剧了钻头与工件的摩擦且无法连续加工，导致小直径深孔加工的精度达不到要求。如果加工件的材质比较差，例如材质的硬度、粘度、粗糙度等都达不到加工的要求，当钻头遇到硬的质点时容易发生偏斜，即钻头易发生“引偏”，都会影响加工后的精度要求。
2小直径深孔加工技术的改进
2.1对传统麻花钻工艺的改进
目前，小直径深孔加工大多采用传统的钻扩、铰等工艺。由于小直径深孔加工对刀具要求十分严格，不仅钻头要锋利，而且钻头与主刃之间的角度要严格相等，主切削刃长度也要保持一致，不然在加工过程中会发生倾斜等问题，影响加工精度。其中麻花钻是小直径深孔加工最常用的方法。近年来，随着机械加工工艺的不断改进，我们对传统的小直径深孔加工方法进行了很多改进和完善，麻花钻的结构参数不断优化，加工稳定性和精度越来越高。但一些固有的症结依然难以解决，例如轴向阻力大、切屑宽、排屑困难、切削液难以注入等问题。在实践中，经常出现排屑不畅、钻头温度过高，导致钻头损坏的问题。如果采用人工注入切削液的方法，尽管可以解决切削液难以浇筑的问题，但每次钻削的深度比较浅，钻头要反复的进出，既影响了加工效率，又极大增加了工人负担。在大规模机械零件加工中并不适用。为了解决这一问题，可以通过适当增大钻头顶角的大，在两主刀刃后刀面上交错磨出小窄槽。这种开分屑槽的方法能在切削用量不变的情况下降低单刃上的切削热量，切屑的长度不改变，切屑体积变小即切屑横截面积变小，从而改善了排屑和冷却情况。试验表明，由于改善了切削时排屑和冷却条件，可以适当地提高加工切削用量，提高加工效率，钻头的使用寿命也延长了许多。
2.2用枪钻加工小直径深孔
枪钻钻削是一种高效、经济的小直径深孔加工方法，枪钻由带有V形切削刃和一个切削液孔的钻头、钻杆及适用于某种设备而设计的钻柄组成，枪钻结构如上图所示。因最早应用于枪管的加工而得名，适合大批量零件生产加工。枪钻钻削效率高、精度高，因而得到广泛的应用。枪钻钻削是一次进给深孔钻削，并且要求钻预制孔，对工件的要求比较高，如果待加工工件的硬度和粗糙度不符合标准，无法一次性采用枪钻加工方法，要事先进行铰孔来达到要求。在实际生产实践中，枪钻加工很难进行一次进给深孔钻削，大多是采用分级进给的钻削方式，在加工轧机方放置一处移动块，上面设计一处Ф8x450的深孔。枪钻加工的切削液从钻头的进油孔送到切削区进行冷却、润滑，有时工人并不清楚小直径深孔中的切削状况，在压力的作用下，切屑有时并不能被切削液及时冲走，会造成枪钻折断的问题。因此，枪钻钻削加工要保持较高的转速，钻削开始时刀具的导向性要求高，如果车床本身主轴转速达不到枪钻钻削的要求，可以利用增速器来提高转速。如何进一步提高枪钻加工效率成为厂家和研究机构的重要研究课题。
2.3小直径深孔精加工技术
小深孔精加工又称为深孔的二次加工，通常是在首次钻孔或者扩孔后，如何加工精度达不到预期的要求，就要进行第二次或者更多的深孔加工。小直径深孔精加工难度大、要求高，一直是孔加工领域的重要研究内容。通常，需要精加工的深孔加工零件有液压缸、泵筒、武器发射管、仪器仪表用精密管、钻膛刀杆、有特定技术要求的流体管道和用于进行物理化学反应的管道腔、精密传感器管体等。值得注意的是，由于小直径深孔精加工是二次加工，是在原有孔的基础进行加工，因此不存在排屑等问题，加工过程中可以灵活选择刀具的种类和排屑的方式。但由于二次加工仍然是在孔的封闭内腔中进行的，加之受工件长度、零件结构、孔径尺寸、工件刚度和刀杆刚度等因素的影响，所以小深孔二次加工的难度仍然远高于浅孔的精加工。目前小深孔精密加工所采用的常用方法主要包括研磨加工、珩磨加工和电镀珩具加工等。经过多年的研究和发展，小直径深孔精加工技术得到不断的改良和创新，例如美国研发的整体式珩磨技术，采用了金刚石或立方氮化硼磨粒所制作的电镀珩具，不仅提高了加工效率和加工精度，而且极大的降低了加工成本，是未来精密孔加工技术的一个重要发展方向。
3结语
总之，孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺，约占整个加工工作量的1/4，小直径深孔加工在孔加工中占有较高的比例，由于其应用的广泛性和在机械零件中的所起的关键作用，一直是孔加工领域的重点研究内容。随着机械加工工艺的不断发展，小直径深孔加工有着广阔的发展前景。
作者：叶宝根 单位：江西工程高级技工学校
