深孔通孔的加工

刘好胜

摘 要：当零件的内孔长度与直径之比为L/D≥5时称为深孔，在加工深孔时由于冷却液不易进入，刀杆细而长等原因造成加工时比较困难，在车床上加工技术难度较大。本文通过详细分析深孔加工的特点，对所用刀具、切削用量等方面进行一些改进，为单件、小批量生产提供有效的加工方法。

关键词：深孔；光洁度；加工质量

一、深孔加工中常见的问题

1）在钻削时易将钻头烧坏，钻头易在孔内折断。2）深孔车削时刀杆刚性差，易产生振动及让刀现象，甚至可能造成锥形误差，影响工件孔壁的光洁度、尺寸精度。3）由于孔比较深，冷却液不容易进去，排屑困难，往往因堵塞而拉坏孔壁，使刀具磨损加剧，降低刀具寿命。4）刀具在深孔里面切削，不能直观地看到加工面，加工的精度和光洁度难以控制。5）加工深孔时，在进口和出口处经常出现波纹及喇叭口，车削直线度公差保证难度增大，也会降低加工精度。

二、控制措施和解决方法

1）粗、精加工分工序进行。2）加工精度和光洁度要求较高的深孔件，建议按钻孔、扩孔、精加工及抛光工序进行。3）刀具。

深孔钻削时的控制措施：

深孔的加工常采用能进行强制冷却，且使切屑能顺利排出并有一定强度和刚性的特殊结构深孔钻。

1）扁钻。扁钻是广泛采用的一种深孔钻，这种钻头使用方便。钻削时，冷却润滑液由钻杆内部注入孔中，切屑在一定压力冷却润滑液的作用下，从工件内孔中排出，不需退刀排屑，利于连续钻削。适合精度、光洁度要求不高且较短的深孔加工。

2）外排屑单刃深孔钻。外排屑单刃深孔钻适用于钻削直径2～30mm的深孔。该种钻头只在轴线的一侧有切削刃，从而消除了横刃对切削过程的不利影响。钻头的圆柱部分有几条圆柱刃带，钻孔时支撑在孔壁上，起到引导作用。为了断屑方便，可在主切削刃上磨出分屑台，在刀刃上有一个120°的v形槽，是切屑排出孔外的通道，冷却润滑液经钻杆内孔，从钻头后部的进油孔处进入到切削部位，再通过排屑槽与切屑一起排出。

3）单刃内排屑深孔钻头。适用于钻削直径大于25mm以上的深孔。在钻头上镶有两条硬质合金导向块，钻削时起导向和支撑作用。在主刀刃上磨成阶梯状，并磨有断屑槽，使切屑在排出时易于分开和折断，使排屑顺利。在切屑刃上有排屑孔直通钻杆，切屑在有一定压力的切屑液作用下，从钻杆内孔中排出。单刃内排屑深孔钻头刚性好、钻削平稳，可以进行高速钻削。适用于表面光洁度和尺寸精度都较高的深孔加工。

4）内排屑错齿深孔钻。内排屑错齿深孔钻是在内排屑单刃深孔钻头的基础上改进而成的。切削刃呈双面错齿状。适用于钻削直径大于45mm的深孔，特点是切削力分布均匀，钻削平稳可靠，所钻深孔具有良好的直线性，切屑从双面切下，并从双面排屑孔中进入钻杆，将切屑排出孔外。

5）深孔扩孔钻。深孔扩孔钻的刀头可以进行更换。适用于加工直径大于40mm的深孔。另外还有整体深孔扩孔钻，它是根据深孔的直径来确定钻头直径的大小。这种钻的作用是在加工深孔时校正钻削时产生的缺陷，并能提高表面光洁度和尺寸精度，適用于深孔的半精加工和精加工。

6）喷吸钻。喷吸钻是在排屑系统中利用喷吸原理，改善加工时的排屑条件，所用冷却润滑液的压力较低。适于钻削加工效率要求较高、长径比较大的深孔。

7）麻花钻。使用标准的麻花钻也可用来钻削深孔。缺点是不能进行连续的排屑和冷却，必须进行多次的排屑和冷却润滑。这就增加了辅助时间，使工作效率降低。在使用麻花钻进行钻削时，钻头最好采用群钻，如采用普通的钻型，应把钻头的横刃磨短，以减小轴向力。每次进刀的钻削深度不应太多，防止容屑太多，导致钻头和孔的摩擦力增大，将钻头卡在孔内不易退出。

三、车削时的车刀选择

（一）选择合适的刀杆

1）由于孔的深度比较长，造成刀杆伸出刀架也比较长，容易产生振动，因此应尽量加大刀杆的刚性和强度，使其尽量减少振动，提高工件的光洁度和精度。2）在冷却液不容易进入深孔时，将刀头直接焊接在无缝管上，使冷却液通过无缝管直接作用于孔的加工面，提高冷却液的利用率，降低切削产生的热量，提高刀具的耐用度。3）刀杆的伸出长度应尽可能缩短。如果刀杆伸出太长，那么就会降低刀杆的刚性，容易引起振动，因此刀杆伸出长度只要略大于孔的深度就可以了，这样就要求刀杆的伸长能够根据孔的深度加以调整。

（二）选择合适的刀具角度

为了提高车削深孔时工件的光洁度和直线度，同时由于孔的深度比较大，造成排屑困难，容易引起铁屑刮伤已加工表面，造成光洁度比较差。应在刀具的角度方面进行一些改进。1）前角。其大小直接影响着切削力、切削温度和切削效率。增大前角，可以使被切削金属层的塑性变形减小，切削力明显减小。增大前角可以降低切削力，前角一般取15°～20°左右。车刀前刀面应磨有断屑槽，断屑槽宽约3.5mm～4mm，配磨0.1mm左右的负倒棱，使径向分力减少，出屑流畅，卷屑性能好，切削温度低。2）主偏角。为了减小径向切削力，防止振动，主偏角应取得大一些，一般在60°～75°之间。副偏角取15°～30°之间，为了防止刀头后面和孔壁的磨擦以及不使刀头的后角磨的太大，一般应磨成两个后角。3）刃倾角。为了使切屑向未加工表面排出，防止切屑划伤已加工表面，提高工件的光洁度，刃倾角一般取-3°～-6°，以使切削流向待加工表面。

（三）选择合适的切削用量

1）吃刀深度。由于刀杆伸出的太长，造成了刀杆的刚性差，因此在刀杆的刚性和强度已经确定的前提下，应尽可能的减少吃刀深度，可采用小切深、多次切削的方法进行加工。

2）进给量。进给量如果增大，会使切削力、使切削厚度随之增加，造成排屑比较困难，因此应适当的降低进给量，提高工件的光洁度。

（四）切削速度

由于孔的深度比较深，造成排屑比较困难，切削速度太高时，产生的离心力也将会随之增大，从而使排屑更加困难，可能造成切屑划伤已加工表面，造成工件的光洁度比较低，影响工件加工质量，应适当降低切削速度。

四、结论

深孔（通孔）的加工是车床加工中比较常见的一种加工方式，由于孔的深度比较深，造成刀杆伸出比较长，使刀杆的刚性比较差，排屑比较困难，从而造成了工件的加工质量难以保证，通过对刀具的改进，切削用量和切削速度的合理选择，可以保证深孔（通孔）加工的质量要求。

参考文献：

[1] 北京第一通用机械厂.机械工人切削手册[M].第二版.机械工业出版社.1978，07.

[2] 车工工艺学[M].第一版.机械工业出版社.1980，07.