机械加工过程中的深孔加工方法探究

冯新肖 祖妍 谭宝龙

摘 要：随着经济的发展，分工化作业成为目前工业活动中最重要的组成部分。在机械加工中，深孔加工也变得越来越专业和精细。该文进一步明确了深孔加工的特点，进而根据不同的情况，提出了具体的加工方法，也根据具体的问题，提出了深孔加工的方法和注意事项。

关键词：机械加工 深孔 加工方法中图分类号：TG52

文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（c）-0036-02

1 深孔加工的特点

深孔加工是机械加工过程中，经常遇到的问题之一。而且其加工方法和效果，对其整个机械的加工过程和效果都有着重要的影响。因此，必须予以重视。

1.1 操作难度大

深孔加工过程中，加工者所处的环境都比较特殊。一般情况下，都是半封闭或者全封闭的，这就使得深孔加工的难度在一定程度上增加。在这样的情况下，首先，加工操作人员很难掌握刀具切削的实际过程和实时效果，只能根据经验，看仪表、声音以及看切屑等外部的现象来进行判断；其次，加工工具的限制，也加大了深孔加工的难度。在实际的加工过程中，工具自身的长度是有限的，尤其是对于一些性能较低的工具，而无法保证深孔的质量；最后，由于深孔加工环境的限制，很容易在短时间内温度升高，不仅影响加工工具的性能，还会对加工操作人员的状态造成一定的影响。这些都会造成深孔加工的难度加大。

1.2 排屑难度大

在机械的深孔加工过程中，深孔钻排屑一直是比较棘手的问题之一，处理起来难度很大。在一定程度上，我们可以说排屑的完成程度，几乎直接影响着机械的使用进度和施工进度。在这个过程中，一方面由于排屑的空间有限，在排屑过程中，稍不留神，就可能造成刀具的损坏。同时，在强制排屑的过程中，也会由于深孔的形状、长度等不同，造成切屑存在很大差异，进而影响到排屑工作的最终完成质量。另外，由于切屑造成的热太大，也会对刀具和零件造成影响，因此，在排屑过程中，必须要采取有效的冷却方式。

1.3 工具的运动方式多样

在机械加工过程中，存在很多种不同的工具运动方式。在这当中，有一个严重的问题是，深孔自身长径较大，因而使用的钻杆通常都很细，在加工过程中就特别容易出现振动和走偏的情况，无法保证深孔加工的精准性。一般情况下，在工件固定的情况下，刀具的运动方式主要是旋转进给方式，而在工件转动情况下，刀具的运动方式主要是旋转进给方式。但是在实际情况当中，由于受到深孔加工环境限制，几乎很少有采用工件固定的情况下刀具旋转进给方式[1]。

2 不同直径的深孔加工方法选择

在深孔加工中，由于实际作业的要求，需要加工的深孔直径大小不一。这就对操作人员的技术以及加工方法要有所选择，进而实现最大程度地满足加工的实际需要。直径的大小，直接关系着加工方法的选择。

2.1 小直径深孔

一般情况下，直径为2～10 mm，可以称之为小直径深孔。当对小直径深孔进行作业时，主要可以采用的方法有两种：第一种是采用改进的普通麻花钻，第二种是用枪钻。这两种方法都是很好的加工小直径深孔的具体方法。

在传统的小直径深孔加工中，利用传统的麻花钻，存在着很多问题。如横刃太长、轴向阻力大、定心差、主刀刃长等，在排屑的过程中，切屑较宽、造成大量卷屑，进而排屑困难。因此，就需要在机械加工中，对已有的麻花钻的结构参数进行不断完善。手动进给的方式加工，具有其明显的优势和特点。每次的钻削深度都相对合适，尤其是当钻头加工到达一定深度后，就退出工件。在这样的情况下，还可以排出切屑，对工作环境进行有效冷却，之后再开始进行加工。不过这种手动进给加工方式，通常情况下，比较适合运用在单件、小批量生产中，在大批量生产中效率往往有些低。第二种方法是用枪钻来加工小直径深孔。这种采用深孔钻头在深孔加工机床上进行作业的方法比较适合批量生产，可以很大程度地提高效率。对于小直径深孔来说，枪钻是一种可以优先选择的加工方法。不过这对工件的要求就会相对较高。在利用枪钻加工的过程中，加工人员都会采用的是一次进给的深孔钻削方式，这不仅要求钻预制孔，同时还要要求预制孔的表面粗糙度很高。但是，在利用枪钻的过程中，切屑是被具有一定压力和流速的切削液冲走的，这个过程是人力无法控制的，很容易造成压力不均，而导致切屑不能及时排出。同时，在枪钻过程中经常出现枪钻断裂的情形，这主要是由于枪钻钻削采用的是自动进给的方式，因而操作者的视线范围受到限制，无法直观地感知切削的进展情况[2]。

2.2 大直径深孔

当车削深度超过1 200 mm的孔，就可以认为是直径较大的深孔。在这种情况下，如果采用传统的加工方法，不仅很难达到效果，而且费时费力。同时，在加工过程中，特别容易引起刀杆的振动，从而使得零件表面粗糙度增加或者变小，而难以达到设计值。因此，在之后的大直径深孔作业中，就可以采用专用的刀杆来解决这一问题，主要是采用能提高车削加工质量的刀杆。这种刀杆前端有一个铸铁圆导向块，同时，在中间也会装有两端焊有硬质合金刀片的车刀，在最后面装上一个铸铁套圈。在这样的构造下，加工时，刀杆就会装在车床尾座的锥孔内，同时，工件一端装在卡槽内，另一端也会用中心架作为支承[3]。

3 深孔加工的具体方法

除了在实际操作中，要根据深孔直径的大小进行不同方法的选择。在深孔加工过程中，对于一些共有的问题，也要注意其共同的方法、步骤的选择与运用。

3.1 刀具的选择

刀具的选择，是深孔加工中，首先要进行的步骤之一。因为在机械加工过程中，由于机械不同，深孔表面的要求也不尽相同。刀具的选择成功与否，直接关系着后续工作的进行。因此，根据加工要求，选择合适的加工刀具是十分必要的，直接关系到之后的加工工序。通常情况下，在深孔加工中，可能应用的加工刀具主要有以下几种：第一是麻花钻，这主要是运用于小直径的深孔加工中。麻花钻在机构加工过程中应用较为广泛，也主要应用在深孔加工初期的粗加工阶段。第二是内排屑钻头，由于在深孔加工过程中，一个很重要的问题是排屑问题。而利用内排屑钻头在加工过程中，因为自身工艺的不同，在进行切削时，所产生的切屑更容易排出。相比其他刀具来说，可以很好地解决一部分排屑问题。第三是扁钻，与一般其他加工工具相比，相对来说，扁钻的结构比较简单，在操作过程中，容易操作，更适合硬度较高的铸件加工[4]。以上提到的3种刀具，是在现代机械深孔加工中使用最为广泛和普遍的刀具。

3.2 工艺路线设计与选择

除了刀具的选择之外，在机械加工过程中，工艺路线的设计和选择，也十分重要。因为工艺线路的设计与选择是加工的主要思路，在整个深孔加工过程中，起着指导性的作用。深孔加工的工艺路线设计与选择主要从以下几个方面进行。首先，要对加工过程进行分段。不同的加工时段，所需要的工艺也有极大的差异。这就需要根据实际的情况，选择出最佳的工艺线路；其次，在深孔加工工艺路线设计时，也需要同时配合其他各项因素。在这一过程中，要结合深孔加工的方式、加工工具的选择，确定出深孔加工的工艺路线；最后，合理有效地控制好深孔加工余量也是十分重要的。当加工刀具的角度偏大或者偏小，都很难满足深孔加工的需要。

3.3 切屑的处理

在深孔加工中，加工操作人员面临的最为严峻的问题就是排屑问题。这部分工作主要是由于排屑通道长，且工作环境特殊所引起的。再加上切削产生的热量大，排散热难度较高使得切屑问题始终不能得到最大程度的解决。在排屑过程中，虽然内排屑钻可以很好地解决一部分排屑问题。为了有效排除深孔内部的切屑，在进行内排屑深孔钻时，可以尽可能地做到不与机械接触，这样就能够使得已加工的表面质量大大得到提升。但是，这种工艺的使用范围也是有限的，因为受环境影响，在实际运用当中，排屑工作开展难度还是很大，并且造价也相对较高[5]。

另外，随着排屑技术的不断发展。目前存在一种排屑方式，这种排屑方式主要是利用交错齿进行作业。这种加工技术主要应用于钢件上，这种技术的刀片交错排列，这就使得切削可以从两个喇叭孔来通入空心刀杆从而向外排出，起到很好的分屑效果，在这种情况下，刀具的受力相对均匀，钻孔的实际效果也更好，更易保持直线，这就大大提高了钻孔的质量[6]。

4 结语

机械加工中，深孔作业是一项十分重要的工作流程。在深孔作业中，无论是刀具的选择，还是工艺的设计与选择，以及最重要的切屑清理工作，都对深孔的最终效果有着十分重要的影响。这就要求在实际操作中，特别对以上几点问题予以关注。同时，由于深孔本身的特点与特性不同，这也就使得在具体的操作中，要选择适合的方法，最终才能达到满意的效果。该文就是立足于深孔加工的特点，为不同直径的深孔提出有针对性的方法，进行一一对应。同时，也更加注重整体的流程和方法选择。该文尤其针对不同直径大小的深孔加工方法，进行分类和解释，更加明确了在机械过程中深孔加工方法的选择。

但是，由于篇幅所限，该文所提出的方法，未能得到更加细致的阐述。这就要求今后的文章中，对方法的描述方面更加细致。

参考文献

[1] 刘威.机械加工过程中的深孔加工方法探究[J].科技创业家，2014（5）：84.

[2] 李淑彩.小直径深孔的常用加工方法[J].新技术新工艺，2011（3）：6-7.

[3] 陈昭莲.加工大直径深孔的新方法[J].机械，2003（30）：231-233.

[4] 王贵德.机械加工过程中的深孔加工方法探究[J].科技向导，2015（5）：200.

[5] 贺鹏.浅析机械加工过程中的深孔加工方法[J].科技创新与运用，2013（24）：17.

[6] 孟涛.机械加工过程中的深孔加工技术分析[J].科技向导，2013（9）：161.