基于机械加工的深孔加工技术研究

黄振宇 秦志恒 孙鸣远 刘孟军

摘要：在机械加工中孔加工占比较大，深孔加工属于孔加工的一种形式，因为工艺特殊且无法观察内部的成孔情况，所以深孔加工制作难度相对较大。在生产制造中含有深孔的元件利用率较高，如何保障深孔加工质量达标成为技术人员需研究与解决的问题。本文通过研究基于机械加工的深孔加工技术，以期为提升深孔加工技术水平提供参考。

关键词：机械加工;深孔加工技术;工艺路线

深孔加工技术在机械加工中的技术难度较大，在全封闭或半封闭的工况下加工，无法对刀具的切削情况进行实时观察，孔深与半径比例差异大金属屑不便排出，存在堵塞器具及降低钻头刚性的风险，可能出现偏孔的现象，加工时表面精度无法得到保证，同时散热问题亦影响机械加工的稳定性，这与孔内温度升高损坏钻头有关。基于此，为保障机械加工质量不断提高研究深孔加工技术显得尤为重要。

一、設计与选择良好的深孔加工工艺路线

基于机械加工的深孔加工技术若想有效应用需先设计并选好工艺路线，为有关加工技术的有效应用提供指导思路，考虑刀具、加工方式的适应性，根据零件特征筛选工艺方法，还需考虑零件材质，确保加工方案精细、全面、可用。深孔加工技术路线主要分为三大阶段，粗加工、精加工及光整加工，在工艺路线设计与选择时需以提高加工综合效益为指向，关注零件的质量及加工成本。深孔加工工艺路线与设备、加工方式等因素关系紧密，要按照加工方式及结构特征优化配置所需资源。需要注意的是，深孔刀具技术与时俱进，在精密加工时要运用相关器具并优化加工流程，继而在减少装夹次数的基础上控制深孔加工误差。在深孔加工过程中余量需得到合理的控制，根据不同的刀具设定余量控制方案，还要考虑工艺难度及生产加工的质量要求，继而提高深孔加工技术应用有效性。

二、妥善利用深孔加工刀具

刀具的选用影响着深孔加工综合质量，在机械加工中喷吸钻、内排屑深孔钻等刀具较为常见，不同的刀具加工优势与特点各异，具体分析如下：一是扁钻，分为装配扁钻、整体扁钻两种结构，前者钻刀杆刚性大，由合金或高速钢制成，能快速更换，可打磨诸多形状，易导入切削液，加工范围大，在自动化加工中较为常用，后者加工技艺简单，在加工制造锻件、铸件等硬度高的零件时较为适用;二是麻花钻，主要广泛用于粗加工阶段;三是外排屑深孔钻，常见的为单双刃深孔钻，用高压油注入钻杆孔并经腰孔进到切削区，碎屑从工件壁、切削液导槽之间排出，此钻刀面0°，具有加工方便的特点，并无横刃，轴线、钻尖形成夹角，钻尖在钻孔时形成小圆锥，能切断碎屑助其排出。需要注意的是，在应用此工具的过程中切削液压力、偏离角度、切削成型、孔的公差、刀具寿命等因素会对成孔质量带来影响;四是喷吸钻，运用切削液增强喷射效应并将切屑排出，在钻中有两根管，切削液从钻头前端及内外管空隙流入切削区，发挥润滑、冷却、导向的作用，同时可把切屑排出孔外，少部分切削液由内管喷射并形成低压区，压差随之产生优化喷吸效果，钻削效率有所提高，继而完成深孔加工任务[1]。

三、在深孔加工中注重定位

在机械加工中精准定位极为重要，深孔优质加工亦需建立在定位精准的前提下，在加工活动中锥面定位法较常应用，可满足管坯镗孔、中小直径深孔、回转体等构件的深孔加工需求，亦可使用内锥面定位法，主要解决中等直径深孔内排屑加工定位难题，对于外排切屑的小孔直径加工定位来讲，可采用外锥面定位法，该法亦适用于枪钻深孔加工。需要注意的是，锥面定位需关注余量及直线度，需在镗孔及钻孔前做好内外锥面的定位工作。若深孔直径较大可运用外圆定位法，采用此法定位要保障定位面、加工安装面、找正面为同心圆，安装面是非回转体定位基准。在深孔加工方案日益复杂的背景下定位方法需灵活选择，为的是提高深孔加工整体质量。

四、优化深孔加工冷却润滑条件

因为深孔加工内部空间封闭，所以会出现温度上升迅速并损坏钻头的现象，对深孔加工精度带来负面影响，这就需要在机械加工中注重降温处理，还需优化切削工具的润滑效果，在深孔加工中润滑液的作用随之凸显。润滑液、冷却液需配合得当，确保刀具可延长使用寿命且保障深孔零件的质量。值得一提的是，润滑液、冷却液在加工制造中还可发挥消音、减震及冲刷的作用。元件孔径较深，加工阻力及抗力较大，克服这些力并达成深孔加工目标需消耗诸多能量，径向、切向的力会共同作用于导向块，刀具与孔壁摩擦力随之变大，摩擦力将转变为热量并使孔内温度上升，热量在冷却液对冲下会降低，冷却液还可优化孔壁与导向块之间的液压支撑系统，在此基础上减少摩擦及功耗，使深孔加工能朝着节能环保的方向发展。冷却液、润滑液能通过流量及压力清理切屑，将切屑冲刷到非加工区，确保深孔加工活动更加顺利，还可优化排屑及冷却两大系统，在解决排屑问题的同时提高深孔加工质量[2]。

结束语：

综上所述，深孔加工技术的有效应用利于提高零件的整体质量，为满足零部件生产制造需求技术人员需在运用深孔加工技术之前设计并选定工艺路线，根据零部件的特点、材质、结构合理选用深孔加工工具，还需注重定位及冷却与润滑，使切屑能更好的排出深孔，避免深孔加工热量对零部件精度及钻头稳定性带来消极影响，在此基础上延长刀具使用寿命，同时加强刀具养护，确保刀具可在深孔加工中起效，继而提高深孔加工质量。

参考文献：

[1] 张思婉. 机械加工中的深孔加工技术研究[J]. 中国设备工程，2021（14）：198-199.

[2] 张传勇，刘海川，张媛. 基于机械加工的深孔加工技术[J]. 设备管理与维修，2020（8）：157-158.