深孔加工的特點以及槍鉆機床工裝的應用

梁耀云

（中國重汽大同齒輪公司， 山西 大同 037000）

引言

為降低變速箱內部齒面的摩擦，變速箱在設計過程中增加了內部潤滑系統。通過對變速箱主軸增加軸向通孔，同時增加若干徑向孔，在主軸轉動過程中，潤滑油通過主軸軸向孔以及徑向孔將潤滑油分布到變速箱內部各個零件上，達到系統潤滑的作用。為實現這一功能，在主軸零件加工過程中，需對主軸零件進行軸向孔及徑向孔的加工。軸向孔的長徑比達到了50左右，因此稱為深孔加工。深孔一般是指孔的長徑比（即孔深和孔徑之比）大于5～10的孔。對于長徑比在5～20的普通深孔，可以使用長的麻花鉆在車床或鉆床上加工。對于長徑比在20～100的特殊深孔，需要在專用的深孔加工機床上用深孔刀進行加工。下面將對主要長徑比大于20的特殊深孔進行介紹。

1 深孔加工特點

深孔鉆削是一種較為復雜的工藝過程，需要解決導向、排屑和冷卻潤滑三個主要問題。

1.1 導向

由于孔的“長徑比”大，鉆桿細長，剛性差，鉆孔刀具在加工中容易震動，引起刀具偏斜及與壁的摩擦。因此，除了在深空刀具的設計上，一兩個導向塊和一個副切削刃自行導向外，在工件前面采用比刀具直徑大0.005～0.01mm的導向套以及便刀具正確導入。深孔鉆刀頭上均具有不同數量的導向支撐塊，在鉆孔過程中起導向支撐作用，保證孔的直線度，同時也起擠光作用，降低加工孔的表面粗糙度；根據實際需要設計刀桿支撐套以較少刀桿的變形和振動。

1.2 排屑

深孔鉆削的切削多，排屑通道長且狹窄，故鐵屑不容易排出，易發生阻塞而造成鉆頭蹦刃。可采用控制鐵屑的長短和形狀，同時通過高壓切削液的內排屑或外排屑刀具結構排出鐵屑。

1.3 冷卻潤滑

深孔加屬于半封閉式切削，摩擦大，切削液不容易進入切削區，切削溫度高，散熱困難，鐵屑只能帶走40%的熱量，刃口的切削溫度高達600℃。通過高壓切削液對刀具進行冷卻潤滑[1]。

2 深孔鉆的類型及結構特點

2.1 外排屑深孔鉆

外排屑深孔鉆以單面刃的應用較多。單面刃外排屑深孔鉆最早用于加工槍管，故又名槍鉆。槍鉆的結果簡單，它由切削部分和鉆桿部分所組成，工作時，高壓切削液由鉆桿后端的中心孔注入，經月牙形孔和切削部分的進油小孔到達切削區，然后迫使鐵屑隨同切削液由V型槽和工件孔壁的空間排出。這種槍鉆的切削部分常用硬質合金或高速鋼制造。鉆桿一般用無縫鋼管制成，與切削部分焊接成一體。

2.2 內排屑深孔鉆

內排屑深孔鉆一般由鉆頭和鉆桿用螺紋連接組成。工作時，高壓切削液由鉆桿外圓和工件孔壁間的空隙注入，鐵屑隨同切削液由鉆桿的中心的中心孔推出，故名內排屑。內排屑深孔鉆一般用于 Φ15～Φ120mm、長徑比小于 100、表面粗糙度Ra3.2μm的深孔[2]。

2.3 深孔麻花鉆

隨著深孔加工工藝的不斷擴大，在單間小批量加工中，較多選用可在普通機床上使用的深孔麻花鉆，如蝸桿型鉆頭、V型槽鉆頭、四棱帶麻花鉆等。深孔麻花鉆一般采用分級進給的鉆削方式，每次鉆深可參考表（加表）推薦指進行加工。

3 深孔加工的現場應用

中國重汽大同齒輪公司目前使用外排屑深孔加工方法加工Φ8～Φ20mm、長徑比在30～50之間的產品。使用設備為ZK2102數控深孔鉆床。該設備類型為槍鉆機床，采用數控系統控制，不但有單動功能，它還具有自動循環的功能。因此，它能適合于小批量的加工，特別適合大批量生產的加工要求。它既能鉆削通孔，也能加工盲孔或階梯孔在現場加工過程中，根據被加工零件的尺寸要求，還需增加相應的輔助工裝。

工裝包括：用于支撐槍鉆刀桿部分的支撐套1（見圖1）和支撐套2（見圖2），作用是確保在加工過程中槍鉆的剛性，上述兩種工裝的材料均為耐油橡膠；用于消除在加工過程中刀具產生震動的消振套（見圖3），該工裝材料同樣為耐油橡膠。導向套（見圖4）的左端設計成為60°倒角的結構，與被加工零件中心孔接觸，槍鉆通過導向套內部到達工件中心孔處開始對零件進行加工。加工完成后槍鉆從導向套內部推出工件，完成工件深孔的加工。

圖1 支撐套1

圖2 支撐套2

圖3 消振套

圖4 導向套

4 結語

通過介紹深孔加工的加工特點及加工原理，進一步掌握深孔加工在變速箱零件生產過程中的應用。在新品試制過程中需根據技術要求選用合理的加工方法以及相應的輔助工裝。