深孔通孔的加工

劉好勝

摘 要：當零件的內孔長度與直徑之比為L/D≥5時稱為深孔，在加工深孔時由于冷卻液不易進入，刀桿細而長等原因造成加工時比較困難，在車床上加工技術難度較大。本文通過詳細分析深孔加工的特點，對所用刀具、切削用量等方面進行一些改進，為單件、小批量生產提供有效的加工方法。

關鍵詞：深孔；光潔度；加工質量

一、深孔加工中常見的問題

1）在鉆削時易將鉆頭燒壞，鉆頭易在孔內折斷。2）深孔車削時刀桿剛性差，易產生振動及讓刀現象，甚至可能造成錐形誤差，影響工件孔壁的光潔度、尺寸精度。3）由于孔比較深，冷卻液不容易進去，排屑困難，往往因堵塞而拉壞孔壁，使刀具磨損加劇，降低刀具壽命。4）刀具在深孔里面切削，不能直觀地看到加工面，加工的精度和光潔度難以控制。5）加工深孔時，在進口和出口處經常出現波紋及喇叭口，車削直線度公差保證難度增大，也會降低加工精度。

二、控制措施和解決方法

1）粗、精加工分工序進行。2）加工精度和光潔度要求較高的深孔件，建議按鉆孔、擴孔、精加工及拋光工序進行。3）刀具。

深孔鉆削時的控制措施：

深孔的加工常采用能進行強制冷卻，且使切屑能順利排出并有一定強度和剛性的特殊結構深孔鉆。

1）扁鉆。扁鉆是廣泛采用的一種深孔鉆，這種鉆頭使用方便。鉆削時，冷卻潤滑液由鉆桿內部注入孔中，切屑在一定壓力冷卻潤滑液的作用下，從工件內孔中排出，不需退刀排屑，利于連續鉆削。適合精度、光潔度要求不高且較短的深孔加工。

2）外排屑單刃深孔鉆。外排屑單刃深孔鉆適用于鉆削直徑2～30mm的深孔。該種鉆頭只在軸線的一側有切削刃，從而消除了橫刃對切削過程的不利影響。鉆頭的圓柱部分有幾條圓柱刃帶，鉆孔時支撐在孔壁上，起到引導作用。為了斷屑方便，可在主切削刃上磨出分屑臺，在刀刃上有一個120°的v形槽，是切屑排出孔外的通道，冷卻潤滑液經鉆桿內孔，從鉆頭后部的進油孔處進入到切削部位，再通過排屑槽與切屑一起排出。

3）單刃內排屑深孔鉆頭。適用于鉆削直徑大于25mm以上的深孔。在鉆頭上鑲有兩條硬質合金導向塊，鉆削時起導向和支撐作用。在主刀刃上磨成階梯狀，并磨有斷屑槽，使切屑在排出時易于分開和折斷，使排屑順利。在切屑刃上有排屑孔直通鉆桿，切屑在有一定壓力的切屑液作用下，從鉆桿內孔中排出。單刃內排屑深孔鉆頭剛性好、鉆削平穩，可以進行高速鉆削。適用于表面光潔度和尺寸精度都較高的深孔加工。

4）內排屑錯齒深孔鉆。內排屑錯齒深孔鉆是在內排屑單刃深孔鉆頭的基礎上改進而成的。切削刃呈雙面錯齒狀。適用于鉆削直徑大于45mm的深孔，特點是切削力分布均勻，鉆削平穩可靠，所鉆深孔具有良好的直線性，切屑從雙面切下，并從雙面排屑孔中進入鉆桿，將切屑排出孔外。

5）深孔擴孔鉆。深孔擴孔鉆的刀頭可以進行更換。適用于加工直徑大于40mm的深孔。另外還有整體深孔擴孔鉆，它是根據深孔的直徑來確定鉆頭直徑的大小。這種鉆的作用是在加工深孔時校正鉆削時產生的缺陷，并能提高表面光潔度和尺寸精度，適用于深孔的半精加工和精加工。

6）噴吸鉆。噴吸鉆是在排屑系統中利用噴吸原理，改善加工時的排屑條件，所用冷卻潤滑液的壓力較低。適于鉆削加工效率要求較高、長徑比較大的深孔。

7）麻花鉆。使用標準的麻花鉆也可用來鉆削深孔。缺點是不能進行連續的排屑和冷卻，必須進行多次的排屑和冷卻潤滑。這就增加了輔助時間，使工作效率降低。在使用麻花鉆進行鉆削時，鉆頭最好采用群鉆，如采用普通的鉆型，應把鉆頭的橫刃磨短，以減小軸向力。每次進刀的鉆削深度不應太多，防止容屑太多，導致鉆頭和孔的摩擦力增大，將鉆頭卡在孔內不易退出。

三、車削時的車刀選擇

（一）選擇合適的刀桿

1）由于孔的深度比較長，造成刀桿伸出刀架也比較長，容易產生振動，因此應盡量加大刀桿的剛性和強度，使其盡量減少振動，提高工件的光潔度和精度。2）在冷卻液不容易進入深孔時，將刀頭直接焊接在無縫管上，使冷卻液通過無縫管直接作用于孔的加工面，提高冷卻液的利用率，降低切削產生的熱量，提高刀具的耐用度。3）刀桿的伸出長度應盡可能縮短。如果刀桿伸出太長，那么就會降低刀桿的剛性，容易引起振動，因此刀桿伸出長度只要略大于孔的深度就可以了，這樣就要求刀桿的伸長能夠根據孔的深度加以調整。

（二）選擇合適的刀具角度

為了提高車削深孔時工件的光潔度和直線度，同時由于孔的深度比較大，造成排屑困難，容易引起鐵屑刮傷已加工表面，造成光潔度比較差。應在刀具的角度方面進行一些改進。1）前角。其大小直接影響著切削力、切削溫度和切削效率。增大前角，可以使被切削金屬層的塑性變形減小，切削力明顯減小。增大前角可以降低切削力，前角一般取15°～20°左右。車刀前刀面應磨有斷屑槽，斷屑槽寬約3.5mm～4mm，配磨0.1mm左右的負倒棱，使徑向分力減少，出屑流暢，卷屑性能好，切削溫度低。2）主偏角。為了減小徑向切削力，防止振動，主偏角應取得大一些，一般在60°～75°之間。副偏角取15°～30°之間，為了防止刀頭后面和孔壁的磨擦以及不使刀頭的后角磨的太大，一般應磨成兩個后角。3）刃傾角。為了使切屑向未加工表面排出，防止切屑劃傷已加工表面，提高工件的光潔度，刃傾角一般取-3°～-6°，以使切削流向待加工表面。

（三）選擇合適的切削用量

1）吃刀深度。由于刀桿伸出的太長，造成了刀桿的剛性差，因此在刀桿的剛性和強度已經確定的前提下，應盡可能的減少吃刀深度，可采用小切深、多次切削的方法進行加工。

2）進給量。進給量如果增大，會使切削力、使切削厚度隨之增加，造成排屑比較困難，因此應適當的降低進給量，提高工件的光潔度。

（四）切削速度

由于孔的深度比較深，造成排屑比較困難，切削速度太高時，產生的離心力也將會隨之增大，從而使排屑更加困難，可能造成切屑劃傷已加工表面，造成工件的光潔度比較低，影響工件加工質量，應適當降低切削速度。

四、結論

深孔（通孔）的加工是車床加工中比較常見的一種加工方式，由于孔的深度比較深，造成刀桿伸出比較長，使刀桿的剛性比較差，排屑比較困難，從而造成了工件的加工質量難以保證，通過對刀具的改進，切削用量和切削速度的合理選擇，可以保證深孔（通孔）加工的質量要求。

參考文獻：

[1] 北京第一通用機械廠.機械工人切削手冊[M].第二版.機械工業出版社.1978，07.

[2] 車工工藝學[M].第一版.機械工業出版社.1980，07.