1 機械加工中深孔加工的特征分析機械加工中的深孔加（jiā）工是針對孔深與（yǔ）直徑之比（L/d≥5）較大的孔進行（háng）鑽（zuàn）孔加工，因為孔的深（shēn）度大直徑（jìng）小，因（yīn）此工藝特征也較其他（tā）普（pǔ）通孔有所差異，特征如下：

      1.1 加工難度大：深孔加工的過程多數都是在半封閉和全封閉（bì）的工況，不能直接觀察刀具切削的過程（chéng）和走刀的情（qíng）況；深孔加工因為半徑和孔深比例差異大（dà），因此形成的金屬屑不易排出（chū），容易堵（dǔ）塞而影響加工；鑽頭長度大剛性也就低，容易（yì）出現抖動和偏孔的情（qíng）況，且表麵精度不易保證；散熱也是（shì）影響加工的重要因素，相（xiàng）對封閉的孔內易導致溫度升高而造成鑽頭磨損。

      1.2 運動方式：在（zài）加工中工件與刀具的運行與進（jìn）給方式（shì）有多種選擇，如工（gōng）件轉動而刀具進給；工件固定而刀具旋轉進給；工件（jiàn）與刀（dāo）具按照（zhào）相反的方向進行旋轉並進行進給；工件旋轉並（bìng）進給而刀具靜止，此方式很（hěn）少應用。

      1.3 深孔加工的排（pái）屑：在加工中應用的排屑方式有兩種，一種是外排（pái）屑，冷卻液進入空心鑽杆（gǎn）從切削區域（yù）將切屑帶出，從加工零（líng）件的孔和鑽杆（gǎn）外壁排除；一種是內排屑：冷卻液從零件的孔和鑽杆外壁進入，經過切削區域帶出切屑（xiè），從（cóng）空心鑽杆的孔中排除；兩種方式中通常先考慮（lǜ）選擇內排屑的方式，此類方（fāng）式不會對孔壁形成（chéng）二次摩擦，而影響加工（gōng）表麵質量，鑽杆的剛性也高。

      擦，而影（yǐng）響（xiǎng）加工表麵質量，鑽杆的剛性也高。

2 機械加工中深孔加工技術的分（fèn）析（xī）

      2.1 工藝路線的設計與選擇（zé）

      機械加工中工藝路線是必要的指導思路，深孔加工也不例外，首先（xiān）應綜合考慮深孔加工方法和刀具的適應性，針對加工零件（jiàn）的特征選擇相關工（gōng）藝方法，同時還應考慮零件的材料性質，針對其特征再精細設計工藝過程。其次，對加工過程進（jìn）行段落劃分，通常分為：粗加工、半精加工、精加工、光整加（jiā）工（gōng），進行工藝設計，選擇合適的技術措施，並以此提高（gāo）加工效率和質量，如果質量要求和薄壁零件、工餘量不（bú）大的（de）則不需要分段。第三（sān），工藝路線的設計（jì），深孔加工的工藝路線應按照（zhào）其結構特征和加工（gōng）方法（fǎ）、設備因素等來設置，因為深孔刀具（jù）技術的（de）發展，深孔加工已經進（jìn）入（rù）了精密加工時代，集中安排工序可以優化加工的過程，從而避免多次裝夾（jiá）而出現誤差。最後，合理控製加工餘量，深孔零件的（de）加工餘量（liàng）與其他孔不同，餘量應增加，不同刀具和刀具角度餘量也不同，如單刃鉸刀比多刃鉸刀餘量大，偏角大的比偏（piān）角小的餘量大等（děng），所以在（zài）加工中必須（xū）按照（zhào）相應的工藝和質量要求來設計餘量。

      2.2 深孔加工的刀具（jù）選擇

      按照（zhào）不同的深孔表麵要求，選擇適應的刀具也十分重要（yào）。在加（jiā）工中常見的刀具有：扁鑽、麻花鑽、外排屑深孔鑽、內排屑（xiè）深孔鑽、噴吸鑽、槍鑽、複合刀具等。具體應用情況如下：

      （1）扁鑽：從結（jié）構上分為整體扁鑽和裝配扁鑽（zuàn），整體扁鑽結構相對簡單，生產與加工容易，對硬度高的鑄件和鍛（duàn）件適用。裝配式扁鑽刀杆（gǎn）的剛性大，刀片則（zé）是高速鋼或（huò）者合金，可（kě）實現快速更（gèng）換，且（qiě）可以打磨成各種形狀，切削液容易導入（rù），加工（gōng）範（fàn）圍廣，適用於自動化加工。

      （2）麻花鑽：該刀具應用廣泛，通常在粗加工階段應用。

      （3）外排屑深孔（kǒng）鑽：通常是單雙（shuāng）刃深孔鑽，原理是高壓（yā）油進入到鑽杆孔，經過腰孔進（jìn）入到切削區域（yù），迫使碎屑隨著切削液從V 型的導槽和工（gōng）件壁之間排出。這種深孔鑽刀（dāo）麵為0°，方便加工（gōng）。沒有橫刃，鑽尖與軸線形成一個角度，鑽孔中鑽尖形成小圓錐，可（kě）以讓（ràng）切屑斷（duàn）裂，容易排出。切削部分（fèn）形狀對孔的公差、切屑（xiè）成型、切削（xuē）液壓力、刀具壽命、偏離角度等都會對其成孔過程產生影響。

      （4）內排屑鑽頭：鑽頭和鑽杆之間有螺紋連接，工作時高壓切削液從鑽（zuàn）杆外圓和工（gōng）件壁之（zhī）間注入，切削同時產生的切屑從鑽杆（gǎn）的（de）中心排（pái）出。

      （5）噴（pēn）吸鑽：主要是利用切削液產生的噴射效應來排出切屑，通常該鑽（zuàn）有內外兩根管，其中三分之二的切削（xuē）液從（cóng）內外管的空隙和鑽頭（tóu）前部流（liú）入到切削區域（yù），起到導向（xiàng）和冷卻、潤（rùn）滑的效果，並可以將切屑從孔內排出，另外的（de）三分之一，切削液從內（nèi）管後部噴射，產生快速（sù）的噴（pēn）射（shè）流，形成一個低壓區域由此與前端配合形成壓差，起到一（yī）個噴吸效果，提高了鑽削的效率。

2.3 定位選擇

      深孔加工與其他成孔（kǒng）加工一樣都需要保證（zhèng）定位基準，在實踐中錐麵定位是常見的方式，主要應用在回轉體、中小直徑孔、管坯鏜孔等；也可采用內錐麵定位，是應用在中等直徑的內排（pái）切削加工（gōng）方式；而小孔直徑的外排切（qiē）削加工或槍鑽加工則可以利（lì）用外錐麵定位。如果采用錐麵定位必須（xū）注意對直線度和餘量的（de）保證（zhèng），必須在（zài）鑽孔、鏜孔前的端麵進行內外錐麵的處理。對於大直徑深孔則利用外圓進行定位。如果采用圓定位，應在外（wài）圓上加（jiā）工安裝麵、定位麵、找正麵，並保證三者之間是（shì）同心圓，對於非（fēi）回轉體則應利用（yòng）安裝麵作為定位基準。

2.4 冷卻潤滑的保證

      深孔（kǒng）加（jiā）工中因（yīn）為孔內在（zài）加工中相對（duì）封閉，因此容易造成溫度急劇升高，因此必須進行降溫（wēn）處（chù）理，同（tóng）時還應保證切削（xuē）過程中潤滑效果。所以必須利用潤滑液（yè）來（lái）起到冷卻與潤滑作用。冷卻液（yè）、潤滑液必須進行合理的配合，使得工件（jiàn）在加工中保證質量並保證刀具壽命延長（zhǎng）。另外，冷卻液和潤滑液在深孔加工中還可以起到衝（chōng）刷、減（jiǎn）震、消音等作用。鑽（zuàn）削中因為（wéi）孔徑小且（qiě）深（shēn）度大，就會在加工中產生較大的抗力和阻（zǔ）力，克服這些阻力而順利完成（chéng）加（jiā）工則會消（xiāo）耗較多的能量，同時切向和徑向的力同時作用在導向塊上，此時孔壁和刀具就會產生摩擦，摩擦能量（liàng）就會產生熱量（liàng）和溫度升高。這些（xiē）熱量隻能借助於冷卻措施來降低。同時冷（lěng）卻液的存在可以讓（ràng）導向塊和孔壁之間形成一種（zhǒng）液壓支撐係（xì）統，以此有效降低導向塊摩擦，也可降低摩擦力對（duì）功率的消耗，在（zài）節（jiē）能方麵也可以起到一定的作用。再有，潤滑液和冷卻液可以通過壓力和流量來幫助清（qīng）理切屑。利用冷卻（què）液將工作區（qū）域的（de）切（qiē）屑衝刷（shuā）到加工區以外，實現清理排屑的（de）效果，保（bǎo）證成（chéng）孔過程的順（shùn）利進行。因為在工作區域和鑽杆內部、外部充（chōng）滿了油性的（de）液體，從而減少了切削（xuē）過程中的摩（mó）擦、震動等，降低了噪聲。

2.5 排屑處理

      深孔（kǒng）加工中（zhōng）因為成孔的空間相對封閉，因此形成的切屑很（hěn）難排除，沉積切屑會影響加工的（de）過程和質量。尤其是內排屑鑽的過程中，排屑受到空間和環境的影響，隻有有限的空間可以利用進行（háng）排屑，所以排屑工作難度大不（bú）易開展。從切（qiē）削的角度看（kàn），深孔成孔排（pái）屑的問題集中在切屑的處理上，如分屑、斷屑、排屑三個連續過程。針對（duì）不同的（de）材料會（huì）形成不同特征的切屑，形狀、寬窄、彎（wān）曲程度、尺寸等都會影響排屑的效果。所以在深孔加工中排屑問題是重（chóng）要的工藝指標。然而深孔（kǒng）加工中排屑通道過長，工作中屬於（yú）半封閉的狀態，切削熱量大散熱難度也大（dà）。所以在深孔成孔（kǒng）工藝中必須考（kǎo）慮冷卻與（yǔ）排屑兩個係統，以內（nèi）排屑深孔鑽工（gōng）藝為例，該工藝具備較為明顯的優勢，最主要的是具有外冷內排屑（xiè）和自身導向，能夠加工直徑6-80mm 深孔。在成孔過程中，工（gōng）件首先進（jìn）行旋轉，鑽頭借助（zhù）螺紋與鑽杆進行連接（jiē），封油頭在刀架的（de）帶動下開始成孔，使得導向裝置進入到（dào）工件中。內排屑（xiè）深孔（kǒng）鑽進的過程中，切屑在鑽杆內（nèi）實現（xiàn）排（pái）屑，不會在孔壁和刀具之間發生摩擦，這樣可以最大限度地保證加工表麵的質量和精（jīng）度（dù）。該技術采用（yòng）的鑽杆外徑（jìng）要大於外排屑裝置，因此剛性得（dé）到（dào）了提高，且（qiě）增加了供給量，成孔的效率也（yě）得（dé）到了大幅提高。內排的原（yuán）理就是在切削液的壓力作用下，從（cóng）孔壁和鑽杆外表（biǎo）麵尋覓空隙，進入到切（qiē）削區域的冷卻和潤滑部位，將前端的切屑衝入到鑽杆內，然後從鑽杆後部排除。此類排除（chú）切屑的方式（shì）容易實現，且兼具冷卻和潤滑的效果。同（tóng）時也（yě）可保證（zhèng）鑽杆的（de）穩定，但是（shì）因為需要獨立設置內排屑供液係統，加工造（zào）價稍高。

3 深孔加工中應用的設備

      深孔加工中往往利（lì）用專業的設備（bèi）來完（wán）成工件加工，主要按照運動（dòng）模式進行選擇，通常是工件（jiàn）旋轉輔助刀具進行軸向進給，使（shǐ）得加工工（gōng）藝可以順利完成。其中最為（wéi）重要的設（shè）備就是機床的選擇。機床是整個加工工藝（yì）的基礎，主要由主軸箱、進給箱、刀具夾（jiá）裝（zhuāng）設備、機床（chuáng）主體、中心（xīn）架、移動輔助裝（zhuāng）置（zhì）共同構成。主軸箱是支撐主軸，控製旋轉和移動不同（tóng）級的轉變，卡盤和撥盤等附屬部件通常安裝（zhuāng）在主軸的右端，轉軸多為空心（xīn），內部有錐孔，這樣可以為夾裝細長（zhǎng）的刀具提供（gòng）設置環境。進給箱是利（lì）用絲杆將電機產生的動能傳遞到刀具上，推動刀具完成直線運動。夾裝裝置主要夾（jiá）裝鑽杆（gǎn），利（lì）用（yòng）螺（luó）母相互連接，在（zài）絲杠的帶動下，鑽杆可以沿著軸向完成加工進給。機床（chuáng）床身是基本結構，可以（yǐ）將多個部件組合起來，除（chú）了保證各個部件都處在正確的（de）位置，還能（néng）協調各個（gè）部分的工作狀況。床身（shēn）上設置刀架和支架導軌等（děng），床（chuáng）身下有支撐支架等，保（bǎo）證其固定在基礎上，穩定整個加工係統。當然（rán）在深孔加工中，工件的情況不同也就不能一概而（ér）論，在設備選擇上如果不能完全采用深孔加工設備（bèi），則可以采用臥式的車床來取（qǔ）代成孔設備。如以臥式機床加工油缸缸套深孔為例，通常采用的是一夾一支的（de）裝夾方式，一端則利用（yòng）四爪單動或者（zhě）其他類型的卡盤來進行夾緊，另一端則利用中（zhōng）心架完成對軸向的支撐。深孔刀具的夾裝則需要（yào）配置專用的刀具架。專用的刀具架安裝在滑（huá）板上保證進給。車削過程中，車床主軸帶動刀具（jù）完成（chéng）旋（xuán）轉，滑板則帶動刀（dāo）具完成加（jiā）工（gōng）的進給。

      還有輸油器，該（gāi）設備（bèi）也是深孔加工的重要輔助裝置，主要的功能就是保證切削液進入到指定（dìng）的區域，使得切屑（xiè）能夠（gòu）在液壓的推動下完成排屑的過程，主要設置在工件（jiàn）和鑽頭相（xiàng）互接觸的位置上。同時內排屑的方法中，鑽孔（kǒng）的冷卻液容易出現滲漏的情況，應重視這個問題，這就要求輸油器的密封達到（dào）一定的標準，加工中需要調整保證其狀態。輸油器和導向（xiàng）架之間應利用密封墊來完成連接，這樣就是要控製漏油的問題。同時輸油器和鑽杆的接觸麵、支承（chéng）架工件端麵之（zhī）間也應利用密封（fēng）圈進行控製，由此提高防漏的效果。

4 結束語

      綜合來看，機械加工中深度和孔徑之間的比例（lì）大（dà）於5 的時候（hòu），就屬於深孔加（jiā）工工藝，這一類加工成孔困難且複雜，孔深大則會導致加工工藝特征的改變，如刀（dāo）杆（gǎn）細長剛性低，鑽削容易抖動（dòng）且容（róng）易產生偏移等。因此在加工（gōng）的（de）過程中（zhōng）需要考慮工藝的特殊性來選擇各種工藝措施，對於深孔工藝而言，技術水平和實施（shī）方（fāng）法必須重視從工藝路線到排屑方式等細節，這樣才能在（zài）加工中獲得較好的（de）工藝效果，保證深（shēn）孔加工的質量。