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1、1,深孔加工技術,龐俊忠,中北大學，太原,2,幾個相關問題,因為時間的關系，就以下幾個問題做個簡單,的介紹,深孔加工技術介紹,深孔加工技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,中北大學工藝所深孔加工技術的研究情況,3,一、引言,1,深孔的定義,孔加工分為淺孔加工和深孔加工兩類，也包括介于兩者,之間的中深孔加工。一般規(guī)定孔深,L,與孔徑,d,之比大于,5,即,L/d,5,的孔稱為深孔,L/d5,的孔稱為淺孔,2,深孔加工技術,深孔加工技術,是深孔刀具、輔具和機床及其相關技術的,統(tǒng)稱。其中，深孔刀具及其排屑技術是決定整個技術發(fā)展,的關鍵。深孔加工技術最初是在國防軍工生產(chǎn)部門應用,用來加工槍管和炮筒。二戰(zhàn)后，深孔加工技

2、術的主陣地由,槍炮制造逐步向廣泛的經(jīng)濟建設領域轉移，成為機械制造,技術的一個重要分支。從而對深孔加工技術提出了商品化,的要求（可靠性、高工效、高加工質量、低成本、易操,作）。但深孔加工刀具和技術的發(fā)展，始終是圍繞著解決,順利排屑，提高加工質量，提高加工效率，降低加工成本,和易操作性等中心課題而進行的,4,深孔加工技術，通常指的就是深孔鉆削技術，它和車削,銑削等加工方法不同，其刀具本身進入工件，并在封閉的條,件下進行切削，因而受到較多的限制。其特點有,1,在工作過程中，無法直接觀察刀具的工作情況，目前,只能憑經(jīng)驗通過不斷觀察鐵屑形狀和手摸鉆桿等手段來判斷,刀具的工作情況,2,不可能制成具有足夠的

3、剛度與足夠牢靠的刀具和夾具,如鉆桿細而長，鉆出的孔不可避免地會產(chǎn)生某些偏差。如走,偏，孔中心線彎曲等,3,鉆頭工作條件惡劣；切屑是在不能保證其正常形成的,不良條件下產(chǎn)生的：整個切削刃全部參加工作，切屑寬度大,易產(chǎn)生振動；切削刃上各點的切削速度不同等,4,斷屑與排屑困難，在孔內鉆頭鉆桿要占據(jù)很大一部分,空間，排屑空間受到限制，而且切屑難以自動排出,5,刀具的散熱冷卻條件不好,引言,5,3,背景及,應,用,起源,深孔加工技術產(chǎn)生于對槍炮管的制造過程。二戰(zhàn)結,束前的幾個世紀中，深孔加工技術的發(fā)展和應用一直被局限,于相對封閉的軍工領域，并以其高難度、高成本和神秘性而,聞名于制造業(yè),應用領域,20,世紀

4、,50,年代。世界格局進入以和平和建設為,主調的時代，深孔加工技術隨之脫穎而出，成為“軍轉民,技術中的一朵奇葩，迅速被擴展應用于能源采掘、航空航天,發(fā)動機制造、機床汽車制造、石化及輕重化工、紡織機械,飼料機械、冶金、儀器儀表等廣泛的產(chǎn)業(yè)領域,現(xiàn)狀,歐、日、美等先進工業(yè)國，早在,20,世紀,50,年代就紛,紛開展了深孔加工技術的學術和應用研究，六七十年代形成,專業(yè)化的深孔刀具和深孔機床裝備制造體系，少數(shù)跨國公司,迄今仍壟斷著世界深孔加工裝備市場，如瑞典山特維克,SANDVIK,德國,TBT,公司,BOTEK,公司等。使深孔加工技,術成為制造技術門類中成本最為昂貴的技術之一,引言,6,二、深孔加工

5、系統(tǒng),2.1,分類,深孔加工系統(tǒng)通常以深孔加工中所用的冷卻、排,屑裝置來分類的?？煞譃?槍鉆系統(tǒng),BTA,系統(tǒng)、噴吸,鉆系統(tǒng)和,DF,系統(tǒng),下面分別就上述系統(tǒng)作一介紹,2.2,槍鉆系統(tǒng)及其配置,槍鉆系統(tǒng)屬于外排屑方式，其結構如圖,1,所示，主要,由機床、槍鉆、中心架、鉆套、鉆桿聯(lián)結器和冷卻潤,滑油路系統(tǒng)組成。其工作原理是：切削液通過尾架上,輸油入口進入鉆桿內部，到達鉆頭頭部進行冷卻潤滑,并將切除的切屑從鉆頭外部的,V,型槽中排出。由于切,屑由鉆頭和鉆桿外部排出，容易擦傷已加工孔表面,其加工質量要低于內排屑方式的系統(tǒng)（隨后介紹,該系統(tǒng)主要用于小直徑（一般,20,mm,深孔加工,7,圖,1,槍鉆系

6、統(tǒng),槍鉆是一種比較古老的深孔加工刀具，最初用于加工槍管，故,名為槍鉆。槍鉆是外排屑深孔鉆的代表，也是小直徑（10 mm,以下）深孔加工的常用方法。目前，硬質合金槍鉆的最小直徑為,0.5mm,鉆孔深度與直徑之比超過,100,最大可至,250,鉆孔精度,為,IT7,一,IT9,鉆孔表面粗糙度,Ra,為,3. 2,一,0.4m,槍鉆加工系統(tǒng),8,2.2.1,槍鉆,作為槍鉆系統(tǒng)的一個重要組成部分,槍鉆,刀具,在,其加工系統(tǒng)中占有極其重要的地位。圖,2,顯示了槍鉆的外觀以,及所加工深孔的類別；圖,3,顯示了槍鉆刀頭的外觀結構及形式,圖,4,顯示了槍鉆的結構與組成，槍鉆由頭部,1,鉆桿,2,和傳動部,3,

7、組成，頭部材料由高速鋼和硬質合金兩種，并與鉆桿焊接在,一起，目前主要是硬質合金槍鉆。焊接后校直、精磨,槍鉆是一種加工較小直徑孔的代表性工具，結構比較完善,運用范圍廣泛，已被普遍使用。槍鉆發(fā)明于,1930,年左右，它,是歷史上最早用于生產(chǎn)的具有連續(xù)供油排屑、有自導功能,能鉆出尺寸、形位精度很高深孔，而且生產(chǎn)率較高的深孔鉆,頭，以后出現(xiàn)的各種深孔刀具，都在很大程度上繼承了它切,削部分的基本特征。與扁鉆、麻花鉆等傳統(tǒng)的孔加工刀具對,比，槍鉆同時實現(xiàn)了深孔加工的三項基本要求,槍鉆,9,1,具有完善的供油排屑通道，可在高壓切削液作用下連續(xù)進,行刀具的潤滑冷卻和排屑,2,由于采用單邊刃結構使軸向切削力和扭

8、矩明顯降低，使鉆,頭的穩(wěn)定性增大,3,由于導條的導向作用和對孔壁的擠壓作用，不會走偏,其特點有,1,避免了雙刃鉆因有橫刃而在軸心線上的零切削速度，有橫,刃的鉆頭，切削時金屬被擠壓而引起軸向力大為增加，使鉆,頭強烈振動，鉆頭容易走偏，鉆出的孔偏斜,2,鉆頂和工件形成,M,形的槽，該槽有定向作用,3,加工過程中形成一根零位芯棒，減小了軸向力。減小了孔,中心線的走偏，并給鉆頭以附加的引導,能連續(xù)排屑，工,件一次裝夾鉆通，不用掉頭裝夾，節(jié)約工時,槍鉆,10,槍鉆,槍鉆主要不足之處有,冷卻系統(tǒng)壓力很高，例如鉆長徑比為,30,直徑為,4mm,的深孔，至少要達到,9.5MPa,的壓強才能保證,順利排屑,當采

9、用鉆頭回轉方式加工時，鉆頭的轉速和鉆桿,的長度均受到嚴格的制約；由于鉆桿的中心不對稱,性，和圓型鉆桿相比，其扭轉剛度、彎曲剛度較低,鉆通深孔后，必須從原路返回，容易劃傷孔壁并,可能損傷鉆頭,由于切屑與已加工孔表面接觸，也容易產(chǎn)生表面,劃傷,11,圖,2,槍鉆外觀及所加工深孔的形式,槍鉆,12,圖,3,槍鉆刀頭的外觀及形式,槍鉆,13,圖,4,槍鉆的結構,槍鉆,14,2.2.2,槍鉆機床,作為刀具和加工方法的載體,機床，隨著刀具材料及控制,技術的發(fā)展也得到了很大的提高。向著高速、高效、多功能,精密、環(huán)保的方向發(fā)展,深孔機床從控制方面來講，有兩軸控制的加工回轉體的通用,槍鉆機床，也有三軸控制的加工

10、非回轉體的通用槍鉆機床及加,工中心,FMC,以及針對加工特殊工件而設計的專用深孔機床,目前，對于微小孔深孔槍鉆機床，其轉速已達到,25000RPM,柔性制造單元的出現(xiàn)，極大地提高了加工效率，進給速度達,4m/min,中等孔徑的機床，其主軸轉速多在,4000-6000RPM,這,充分體現(xiàn)了深孔機床向高速、高效、多功能、高自動化。綠色,加工的方向發(fā)展,槍鉆機床,15,鉆削范圍,2mm,22mm,轉速,0,12000RPM,進給速度,0,1000mm/min,快進速度,10m/min,槍鉆機床,圖,5,通用槍鉆數(shù)控機床,1,軸到,4,軸可選,16,槍鉆機床,鉆削范圍,0.6mm,6mm,轉速,0,2

11、5000RPM,進給速度,0,1000mm/min,快進速度,4m/min,圖,6,微型深孔槍鉆數(shù)控機,床,2,軸或,4,軸可選,17,槍鉆機床,圖,7,深孔鉆削單元,X,Y,Z,W,B,C-6,軸控制,鉆削范圍,6mm,50mm,轉速,0,4500RPM,進給速度,0,4000mm/min,快進速度,12m/min,18,2.3 BTA,系統(tǒng)及其配置,由于槍鉆的一些缺陷,1943,年,Beisner,發(fā)明了一種內排屑,深孔鉆，由于該種結構于,1945,年得到歐洲“鉆孔與套料協(xié),會,Boring and Trepanning Association,縮寫為,BTA,”的確,認和推廣，通稱為,B

12、TA,鉆。由此產(chǎn)生了,BTA,鉆削系統(tǒng)，如,圖,8,所示,經(jīng),BTA,推薦的深孔刀具共有三種：用于實體材料鉆深孔,的,BTA,鉆，擴鉆和套料鉆。擴鉆用于對已鉆孔的進一步擴,大和對毛坯粗孔的加工，特別用于以較小尺寸規(guī)格的深孔,機床鉆較大的孔。套料鉆用于從實體上取出大直徑或貴重,金屬料芯，其所需機床功率也小得多。在三種鉆頭中，以,BTA,實體）鉆應用最廣，對深孔鉆發(fā)展的影響也最深遠,同槍鉆相比,BTA,鉆具有以下優(yōu)點,鉆頭與鉆桿裝卸方便,BTA,系統(tǒng),19,排屑難度相應減小，使,BTA,鉆削系統(tǒng)適合于加工大直徑深,孔,由于,BTA,鉆的相對供油面積比槍鉆的大得多，排屑空間,大,BTA,鉆削系統(tǒng)的冷

13、卻系統(tǒng)的壓力明顯降低,在鉆頭直徑，鉆桿全長和鉆桿材質相同的條件前提下,BTA,鉆桿的扭轉剛度約為槍鉆鉆桿的,2.4,倍，彎曲剛度也遠高,于槍鉆鉆桿，因而,BTA,鉆可采用大進給量，鉆桿的抗振能力,也高于槍鉆，這對提高鉆孔工效和加工質量均為有利,鉆桿的質心與中軸重合，且扭轉強度與剛度大于槍鉆的,V,形鉆桿，這一優(yōu)勢使,BTA,鉆特別適合于“工件固定，鉆頭旋,轉”的鉆深孔方式,6,由于切屑從鉆桿內部排出，切屑不會劃傷已加工表面,已加工表面質量較好,BTA,系統(tǒng),20,圖,8 BTA,系統(tǒng),BTA,系統(tǒng),21,2.3.1 BTA,鉆,圖,9,顯示了焊接式,BTA,鉆頭和機夾式,BTA,鉆頭的形式,包

14、括單刃內排屑鉆頭、多刃錯齒內排屑鉆；圖,10,顯示了,BTA,鉆頭,的結構組成，包括鉆頭體、刀片、導條；圖,11,顯示了其它,BTA,刀具形式，包括,BTA,擴鉆、推鏜頭、拉,鏜頭及套料；擴孔、鏜孔是對孔進一步加工，擴孔是以,擴大已鉆孔的大小為目的，可以擴一次、二次或多次,并不特別注重孔的加工質量，而鏜孔則是以提高孔的加,工質量為目的的；套料加工適合較大孔的加工，從中掏,出一個小于已加工孔徑,40-60mm,芯棒，其結果是提高了,材料的利用率，同時，也減小了機床的功率負荷。圖,12,顯示了其套料的加工原理圖,BTA,鉆,22,圖,9 BTA,鉆頭,a,單刃焊接,BTA,鉆頭,b,多刃錯齒焊接,

15、BTA,鉆頭,c,單刃機夾,BTA,鉆頭,d,多刃錯齒機夾,BTA,鉆頭,BTA,鉆,23,圖,10 BTA,鉆頭結構組成,BTA,鉆,24,圖,11,其它,BTA,深孔加工刀具,a) BTA,擴鉆,b) BTA,拉鏜頭,c) BTA,推鏜頭,d) BTA,套料鉆,BTA,鉆,25,套料鉆,套料鉆削也是在實體材料上鉆削，但是套料鉆不是將所,有的材料鉆削為切屑，而是在孔的中央留下了一個實體的,核”。由于這種方法所需機床功率小，所以經(jīng)常用于小功,率要求的場合。若加工工件材料十分昂貴，中間剩下的材料,也可用作材料檢測分析，或重新處理作它用,鉆盲孔時，當“核”掉下有可能引起崩刃，因此必須將鉆,頭取下更

16、換刀片，此時，再次將鉆頭導向入孔將會十分困難,圖,12,套料加工,套料鉆,26,2.3.2 BTA,鉆深孔機床,作為,BTA,深孔刀具和深孔加工技術的載體,BTA,鉆深孔機床，隨著刀具材料及控制技術的發(fā)展，同樣,向著高速、高效、多功能、精密、環(huán)保的方向發(fā)展,BTA,鉆深孔機床主要以臥式形式較多，由于鉆孔大,而長，所以顯得這類機床身長個大，其運動配置有工,件旋轉，刀具進給；工件旋轉，刀具進給并旋轉；工,件進給，刀具旋轉；工件固定，刀具旋轉并進給,目前，這類機床的主軸轉速多在,4000-6000RPM,這,充分體現(xiàn)了深孔機床向高速、高效、多功能、高自動,化。綠色加工的方向發(fā)展,內排屑深孔機床,27

17、,鉆削范圍,18-65mm,18-100mm,轉速,0-6000RPM,進給速度,0-1000mm/min,快進速度,4m/min,內排屑深孔機床,圖,13 BTA,深孔機床,28,內排屑深孔機床,圖,14 BTA,深孔機床加工齒輪箱軸,29,內排屑深孔機床,圖,15,帶有液壓加緊虎鉗的,BTA,深孔機床,30,內排屑深孔機床,圖,16,帶有龍門式上下料的的,BTA,深孔機床,31,2.4,噴吸鉆系統(tǒng)及其配置,噴吸鉆系統(tǒng)是為了克服槍鉆系統(tǒng)造價太高、而,BTA,鉆容易堵屑的缺陷，瑞典,SANDVIK,公司于,1963,年推出了一種利用高速流體負壓效應，從鉆桿后部抽,吸切屑的“噴吸鉆”，大大改善了

18、排屑狀況，提高了,切削效率。噴吸鉆的特點是：首先，由于負壓效應的,幫助，不僅改善了排屑狀況，還使整個液壓系統(tǒng)油壓,明顯降低；其次，由于這種系統(tǒng)不需要嚴格的密封,對機床結構要求也比較簡單，即便通用車床經(jīng)簡單改,造也可用于深孔加工，從而大大降低了設備投資。圖,17,為噴吸鉆系統(tǒng)及加工原理圖,噴吸鉆系統(tǒng),32,圖,17,噴吸鉆系統(tǒng),噴吸鉆系統(tǒng),33,噴吸鉆,對于噴吸鉆系統(tǒng)，其機床與,BTA,鉆機床一樣，所,以，我們主要介紹噴吸鉆。噴吸鉆鉆頭的切削部分和柄部設計,完全繼承了,BTA,鉆，唯一的區(qū)別是在鉆頭柄部內腔加焊上一,根壁內管（故又稱“雙管噴吸鉆”）。內管不受切削力，其尾,部切出兩排向后,30,度

19、的月牙形槽如圖,17,所示,噴吸鉆的優(yōu)點是,1,由于負壓效應的幫助，改善了排屑狀況，使液壓系,統(tǒng)壓力明顯降低,2,噴射鉆也有其自身的局限性，由于雙管的原因，使,得排屑空間受到限制。在孔小的情況下，無法替代槍鉆,加工，而在孔較大的情況下，由于排屑空間充分，也不,必要使用噴吸鉆，即不能取代,BTA,鉆。其加工孔范圍在,18,65mm較為合適,噴吸鉆,34,圖,18,噴吸鉆,a,單刃噴吸鉆,b,雙刃錯齒噴吸鉆,噴吸鉆,35,圖,19,噴吸鉆組成,噴吸鉆,36,2.5 DF,鉆系統(tǒng)及其配置,DF(Double Feeder System,鉆系統(tǒng)于,20,世紀,70,年代中期由日,本冶金股份有限公司推出

20、。它是針對噴吸鉆改進的一種深孔系統(tǒng),DF,鉆的主要貢獻在于：它不僅改善了,BTA,鉆的排屑狀況，同時又,擴展了內排屑鉆頭加工小深孔的范圍。據(jù)報道，國外使用,DF,鉆加,工小直徑深孔的最高記錄為6(無具體長度和其它詳細數(shù)據(jù),有具體數(shù)據(jù)的記錄為9mm,長度,300mm,國內早在,1980,年左右開,始推廣，但用于實際生產(chǎn)的,DF,鉆孔記錄，孔的直徑均在,14,毫米以,上,DF,鉆系統(tǒng)特別適合,6,30mm,的深孔。圖,20,顯示了,DF,系統(tǒng),的工作原理與組成，與,BTA,區(qū)別之處在抽屑裝置，抽屑裝置與刀,具進給合為一體，其組成由鉆桿夾頭、前噴嘴。后噴嘴、密封件,進油管、出屑管等組成。從液壓站來的

21、冷卻液一分為二,2/3,進,入輸油器,1/3,進入抽屑器；后一支冷卻液通過前后噴嘴的錐形,間隙而加速，在鉆桿尾端形成圓錐面的射流，從而使得鉆桿末端,產(chǎn)生負壓抽吸作用，獲得加速和順暢排屑的目的,DF,鉆系統(tǒng),37,圖,20 DF,鉆系統(tǒng),DF,鉆系統(tǒng),38,DF,鉆頭,DF,鉆頭,DF,深孔鉆頭在結構上與,BTA,鉆頭相似，幾何參,數(shù)與,BTA,鉆頭一樣，如圖,21,所示，不同之處是,DF,鉆頭的頭,部須與孔壁形成一反壓間隙，其形式有兩種：一是用鉆,頭體與鉆頭直徑之差確定反壓間隙；而是在鉆頭體上做,一個圓柱形凸起環(huán)頸，與孔壁形成反壓間隙,圖,21,圖,21 DF,鉆頭,39,三、中北大學工藝所深

22、孔加工技術研究現(xiàn)狀,中北大學兵器工藝研究所（即機械制造工藝研究所），是,在我國兵工專家、兵總輕兵器行業(yè)總顧問王峻教授領導下,自力更生創(chuàng)建的國內唯一深孔加工技術研究基地。自,1982,年,成立以來，共培養(yǎng)研究生,70,余人，研究所擁有完善的深孔加,工裝備（可加工深孔長度達,6,米的大型深孔加工機床,5,臺、床,身達,24,米的深孔珩磨機,1,臺，能進行槍鉆加工及,DF,鉆加工的,中小深孔機床,2,臺、另外還有數(shù)控鏜銑加工心中心、數(shù)控車,床、線切割機床若干臺）、計算機輔助設計、試驗、測試設,施和小批量新型刀具的生產(chǎn)手段。自,1985,年以來，累計完成,部省級重大深孔科研成果,6,項，完成自擬課題,

23、20,余項，申請,國家發(fā)明專利,4,項,40,重要研究成果有,單出屑口內排屑噴吸鉆,ZL01249999.4,目前已研制出,4mm25mm,新型深孔鉆和鉸刀并用于,生產(chǎn)完全成功，它是,20,世紀對外排屑深孔刀具（槍鉆）的一,次劃時代革命，可以全面取代槍鉆而成為國際通用的新型小,深孔加工刀具：刀桿剛度比槍鉆刀桿大,1.5,倍（因而工效高,加工質量好、且可加工超深小孔）；油壓小（比槍鉆低,50,；結構工藝完善，制造成本低；刀具壽命高（比焊片,式鉆頭、鉸刀總壽命提高一倍,單管噴吸鉆負壓抽屑器,ZL93115084.1,它是與前項發(fā)明配套使用的新型輔具，已在我們新研制,的數(shù)控高速深孔鉆床上正式配置成功

24、，也可以用于改造槍鉆,深孔機床或普通車床,研究成果,41,3,內排屑單刃深孔噴吸鉸刀,ZL01249997.8,噴吸鉸刀結構上采用與噴吸鉆相近似的構造，可與單,管噴吸鉆機床配套使用。采用圓管狀刀桿，提高了刀具的,剛性，增強了出屑口的出屑能力，有利于連續(xù)型切屑的通,過,4,內排屑單刃深孔鏜頭,ZL01250001.1,5,100,130mm炮管光鏜加工新工藝,該項目由兵器工業(yè)總公司軍品部簽定，是一套高效率,高精度、高質量的大深孔加工新工藝，極大地提高了我國,炮膛加工的技術水平,6,深孔刀具系列產(chǎn)品生產(chǎn)研制,該項目由兵總科技局簽定，新型深孔刀輔具研制屬于,創(chuàng)新型,研究成果,42,7,精密深孔高速鏜

25、鉸技術及機夾高速鏜頭,它用于25mm以上的所有大、中直徑深孔的高,效精加工?？刹捎酶鞣N新型材料刀片對各種高強度,高硬度、超長、高精度深孔進行高速精密加工。對實,心材料，可用鉆、鏜兩次高速加工，質量高于珩磨,工效比傳統(tǒng)工效高,5,倍以上；例如，對100mm的,27SiMn,調質,HRC38,42,熱軋無縫管，切深,3mm,一次,鏜出,IT5,Ra0.4,的精密孔，每米機動時間,13.5,分鐘,8,用于槍鉆系統(tǒng)的負壓抽屑器。用于替代現(xiàn)用的排,屑裝置，可使油路壓力降低,50,特別適用于8mm以,下的超長深孔加工,已獲成功,9,高速、多功能深孔機床研制,一九九二年以來，我們受廠家委托，已設計制造,出三

26、種高速數(shù)控深孔鉆床共,5,臺，兼容,3mm25mm,小深孔的內外兩種排屑方式加工。圖,22,所顯示的雙軸,深孔鉆床是為山西柴油機廠軸類零件加工而設計的,研究成果,43,研究成果,圖,22,雙軸深孔鉆床,鉆削范圍,6mm,30mm,轉速,0,5000RPM,進給速度,0,1000mm/min,快進速度,4m/min,44,中北大學工藝所針對目前幾種深孔鉆的特點，從射流和,負壓機理研究入手，找到影響負壓效應的主參數(shù)及其作用,規(guī)律，研制一種“參數(shù)可調式”高效抽屑器，對內排屑鉆,頭進行優(yōu)化設計，推出一種可覆蓋大小深孔的內排屑單管,噴吸鉆系列，研制一套與上述鉆頭和抽屑器配套使用的深,孔精加工刀具，即我們

27、把它稱之為,SIED,深孔加工技術或稱,SIED,技術，是單管內排屑噴吸式深孔加工技術，英文名稱,為,Single tube Inner chip-removal Ejector Deep hole,machining Technology,研究成果,45,實際上,DF,系統(tǒng)也是單管內排屑噴吸鉆，但其鉆頭結,構完全沿襲了,BTA,鉆，其抽屑器功能不完善，故發(fā)明者將,其定名為,Double Feeder System,雙供油系統(tǒng)），以示,其與,BTA,鉆的區(qū)別僅僅在于“Double Feeder”。我們所,研究的,SIED,技術，不僅要有完善的抽屑系統(tǒng)，而且刀具,系統(tǒng)與所有各類深孔刀具均不相同，

28、綜合所有深孔刀具,的優(yōu)點，但在實質上又有創(chuàng)新，包含了鉆頭、擴鉆、套,料鉆、鉸刀和鏜頭,SIED,深孔加工技術的優(yōu)越性,1,在高效能抽屑器的支持下，使單管內排屑深孔鉆的加,工范圍覆蓋大小直徑深孔，解決國際上“內排屑深孔鉆,不能鉆小孔”、“槍鉆不適用于大直徑深孔加工”兩大,難題,研究成果,46,2,與槍鉆相比，采用整體式（鉆頭與鉆桿對焊為整,體,SIED,鉆，鉆桿扭轉剛度為槍鉆的,2.8,倍，焊縫強度提,高,1,倍。因此在保證同一加工精度和表面質量的前提下,可采用比槍鉆更大的切削用量，從而獲得更高的生產(chǎn)率,SIED,鉆在制造工藝難度上比槍鉆優(yōu)越得多，制造成本低,且易于國產(chǎn)化；安裝、刃磨、密封均優(yōu)于

29、槍鉆；鉆桿可,回收重新使用,SIED,鉆的油壓僅為槍鉆的,1/3,因此機床,成本遠低于槍鉆，且可用其它深孔機床或車床類機床改,裝，易于迅速普及推廣,3,與其他內排屑深孔鉆,BTA,雙管噴吸鉆,DF,相,比，在大中口徑深孔鉆結構中采用方牙螺紋聯(lián)結結構的,同等條件下,SIED,鉆只需一個出屑口，不需設置斷屑臺,因而有兩大優(yōu)勢：鉆頭結構簡單，易于國產(chǎn)化制造，成,本低,SIED,可多次重磨，刀具綜合成本比其它內排屑鉆,頭低得多，使深孔加工的成本大幅度降低,研究成果,47,4,SIED,刀具門類齊全，不僅有用于實體材料加工的,SIED,鉆,頭和套料鉆系列，而且有,SIED,擴鉆、中小深孔精加工用鉸刀和,

30、大直徑深孔用機夾鏜頭?？扇轿挥糜谒猩羁状志庸ぜ皩?已有鑄件孔、無縫管深孔進行深孔加工。12mm以下,SIED,鉆,采用新型的剛性復合鉆桿，解決小孔深孔鉆鉆桿細長、剛性低,易折斷，進給量小及鉆具價格高昂、難制造的問題,5,所有,SIED,刀具構成一個結構、工藝高度相似的成組系列,易于實現(xiàn)多品種小批量成組化生產(chǎn)。所有,SIED,刀具、輔具、機,床已構成一個,SIED,深孔加工裝備編碼系統(tǒng)，從定貨、設計,備料、生產(chǎn)、驗收、交貨、成本核算,均可實現(xiàn)現(xiàn)代化管理,解,決深孔裝備品類繁多、定貨批量小、生產(chǎn)準備復雜、交貨期長,的老大難問題（如國外小批量交貨期為,6,個月，而,SIED,刀具的,供貨期可縮

31、短為,15,天,SIED,機床的交貨期可縮短為,3,個月,研究成果,48,6,所有新型刀具材料均可用于,SED,刀具的制造（除硬,質合金外，已采用涂層高速鋼、涂層硬質合金、陶瓷刀片,電鍍金剛石刀片），因此能及時保證用戶對各種材料工件,加工的特殊需要。在大深孔精鏜頭上采用超硬刀具材料,解決大深孔難加工管件的高速精加工問題，實現(xiàn)以鏜代珩,研究成果,49,對外合作,BTA,鉆（20mm65mm）為國際通用的中大直徑,新型深孔鉆頭，因國內需求甚廣，也是我們的一個,重點開發(fā)項目。九二年已完成產(chǎn)品系列的設計和試,制，部鑒定為國際水平,自一九九零年第一次在新技術新工藝期刊,上公布我們的研制成果后，國內企業(yè)來

32、人來函，要,求提供新型深孔刀具、機床、輔具，委托解決深孔,關鍵件加工者，絡繹不絕，且以年增,50,的速率增加,僅九三年一年多來，累計接待參觀咨詢洽談技術支,援項目、簽定刀具、機床供貨合同、來料加工合同,者達,200,多次，承接合同供貨總值達,250,萬元?，F(xiàn)在,我所已取得了良好的發(fā)展勢頭,目前，已于西飛國際簽定百萬元的深孔機床改,造合同，用于深孔大腹擴孔，如圖,23,所示，并研制,出相應的擴孔刀具,對外合作,50,典型,圖,23,西飛國際深孔機床改造,所加工樣件,對外合作,51,在承攬深圳市冠標電子技術有限公司的沖擊發(fā)生裝置試,制中，加速炮管是制造難度最大的，材料為高強度炮鋼,PCrNi3Mo

33、VA,熱處理到,HRC40,加工孔直徑20mm，粗糙度,不低于,Ra1.6m,孔長達,4250mm,長徑比達,212,倍，我們通,過一次鉆孔即達到了要求，其偏差不到,0.5mm,工件如圖,24,所示。另外，還有難加工材料,316L,不銹鋼管的精加工，如,太鋼不銹無縫鋼管的精密鏜孔，鏜孔長度達,6300mm,孔徑,37.8mm,對外合作,A,A,2,0,0,0,1,5,7,4,4,4,2,R,1,8,50,160,275,40,600,40,600,40,600,40,600,40,2790,650,500,40,260,190,55,40,82,4050,160,2-1,45,1,0,5,4,

34、0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,0.8,6,0.12,A,A,圖,24,深圳冠標公司高強度、高硬度、超長孔加工,52,四,深孔加工技術發(fā)展趨勢,綜合現(xiàn)有的深孔加工技術在機械制造領域的應用和發(fā)展，我,們可以預料，深孔加工技術的發(fā)展趨勢應該是朝著高、精、尖,方面發(fā)展，但是又不會脫離現(xiàn)有的基礎技術，即在現(xiàn)有的深孔,加工技術的基礎上，應用現(xiàn)代先進的科學技術，將待加工深孔,逐步向小尺寸、高精度推進,具體表現(xiàn)在以下幾個方面,1,深孔鉆削加工技術從非自導式鉆頭（扁鉆、麻花鉆）發(fā)展,到自導鉆頭以來，又從槍鉆發(fā)展到,BTA,系統(tǒng)，進而又發(fā)明了噴吸,鉆系統(tǒng)；最近又在總結,BTA,系統(tǒng)和噴吸鉆系

35、統(tǒng)的基礎上，發(fā)明了,單管噴吸鉆,DF,系統(tǒng)）。從目前來看，深孔鉆削加工的方法已,經(jīng)比較完善，今后的任務主要是在現(xiàn)有的基礎上，不斷,完善各,種加工系統(tǒng),提高它們的加工能力和切削質量。隨著技術的進,步，科學的發(fā)展，新型刀具材料的出現(xiàn)，它們的的切削性能將,得到提高。當然，也不能排除將會有新的加工系統(tǒng)出現(xiàn),53,2,隨著電加工技術的出現(xiàn),深孔電解加工,已得到應用，這,在深孔加工技術上也是一個重大突破，它把人們習慣用刀具,切削法加工深孔轉向使用電解作用來加工深孔。這樣，隨著,深孔尺寸的標準化、規(guī)格化以及電解技術的完善和改進，成,本的降低，電解加工技術將會越來越廣泛的得到推廣應用,3,由于深孔鉆削加工系統(tǒng)

36、不斷得到完善，它不但加工效率,高，而且精度好，因而，它已不僅僅限于加工深孔了，而對,于那些工業(yè)生產(chǎn)中，要求孔徑公差嚴格、表面光滑，正圓度,平直度和直線性都好的,淺孔加工,也已廣泛的采用深孔加工方,法了,4,對于一些精密孔的加工，在單個刀具進行加工的基礎上,現(xiàn)在在國內外已經(jīng)出現(xiàn)一種,組合式,的刀具，一次走刀完成幾,道工序把孔加工出來。例如，西德伯林格公司加工液壓缸時,采用精光和滾壓聯(lián)合工藝一次走刀加工完成,深孔加工技術發(fā)展趨勢,54,5,深孔加工的,自適應控制,將逐步應用于生產(chǎn)。自適應控,制就是用一個自動控制裝置，在鉆孔過程中，不斷監(jiān)測切,削扭矩的變化，據(jù)此，調整進給量的大小，以保證將切削,扭矩

37、控制在一定范圍內。隨著刀具的磨損，切削扭矩逐漸,增大，此裝置可使進給量逐步減小，當減小到容許的最小,限度時，切削自動停止。此外，它還可同時監(jiān)測切削油的,壓力，當油壓上升到一定限度時，即說明發(fā)生了堵塞，機,床發(fā)出信號，并在短時間內減小切削進給，如果油壓下降,也可自動停止切削,6,利用,激光技術,來嚴格限制待加工深孔的誤差。這是深,孔加工技術中的一個新的應用。特別是在鏜削加工深孔的,過程中，該技術已得到了初步的應用。可以預料，今后激,光技術必將在深孔加工技術方面大有作為,深孔加工技術發(fā)展趨勢,55,五、結束語,以上是我所想要講的關于深孔加工技術的幾個,方面。深孔加工技術作為一項關鍵的制造技術，在,現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，為適應制造業(yè)的需要而得,到發(fā)展，同時也迫切需要得到人們的進一步的重視,如有何不妥之處，希望我們能共同交流、探討,謝謝各位,龐俊忠,2009.10.30,56