《深孔加工技術(shù)[文字可編輯]》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《深孔加工技術(shù)[文字可編輯]（56頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1,深孔加工技術(shù),龐俊忠,中北大學(xué)，太原,2,幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題,因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系，就以下幾個(gè)問(wèn)題做個(gè)簡(jiǎn)單,的介紹,深孔加工技術(shù)介紹,深孔加工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),中北大學(xué)工藝所深孔加工技術(shù)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(lèi)，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(chēng)為深孔,L/d5,的孔稱(chēng)為淺孔,2,深孔加工技術(shù),深孔加工技術(shù),是深孔刀具、輔具和機(jī)床及其相關(guān)技術(shù)的,統(tǒng)稱(chēng)。其中，深孔刀具及其排屑技術(shù)是決定整個(gè)技術(shù)發(fā)展,的關(guān)鍵。深孔加工技術(shù)最初是在國(guó)防軍工生產(chǎn)部門(mén)應(yīng)用,用來(lái)加工槍管和炮筒。二戰(zhàn)后，深孔加工技

2、術(shù)的主陣地由,槍炮制造逐步向廣泛的經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，成為機(jī)械制造,技術(shù)的一個(gè)重要分支。從而對(duì)深孔加工技術(shù)提出了商品化,的要求（可靠性、高工效、高加工質(zhì)量、低成本、易操,作）。但深孔加工刀具和技術(shù)的發(fā)展，始終是圍繞著解決,順利排屑，提高加工質(zhì)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(jìn)行的,4,深孔加工技術(shù)，通常指的就是深孔鉆削技術(shù)，它和車(chē)削,銑削等加工方法不同，其刀具本身進(jìn)入工件，并在封閉的條,件下進(jìn)行切削，因而受到較多的限制。其特點(diǎn)有,1,在工作過(guò)程中，無(wú)法直接觀察刀具的工作情況，目前,只能憑經(jīng)驗(yàn)通過(guò)不斷觀察鐵屑形狀和手摸鉆桿等手段來(lái)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(xì)而長(zhǎng)，鉆出的孔不可避免地會(huì)產(chǎn)生某些偏差。如走,偏，孔中心線(xiàn)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(gè)切削刃全部參加工作，切屑寬度大,易產(chǎn)生振動(dòng)；切削刃上各點(diǎn)的切削速度不同等,4,斷屑與排屑困難，在孔內(nèi)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(dòng)排出,5,刀具的散熱冷卻條件不好,引言,5,3,背景及,應(yīng),用,起源,深孔加工技術(shù)產(chǎn)生于對(duì)槍炮管的制造過(guò)程。二戰(zhàn)結(jié),束前的幾個(gè)世紀(jì)中，深孔加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用一直被局限,于相對(duì)封閉的軍工領(lǐng)域，并以其高難度、高成本和神秘性而,聞名于制造業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域,20,世紀(jì)

4、,50,年代。世界格局進(jìn)入以和平和建設(shè)為,主調(diào)的時(shí)代，深孔加工技術(shù)隨之脫穎而出，成為“軍轉(zhuǎn)民,技術(shù)中的一朵奇葩，迅速被擴(kuò)展應(yīng)用于能源采掘、航空航天,發(fā)動(dòng)機(jī)制造、機(jī)床汽車(chē)制造、石化及輕重化工、紡織機(jī)械,飼料機(jī)械、冶金、儀器儀表等廣泛的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,現(xiàn)狀,歐、日、美等先進(jìn)工業(yè)國(guó)，早在,20,世紀(jì),50,年代就紛,紛開(kāi)展了深孔加工技術(shù)的學(xué)術(shù)和應(yīng)用研究，六七十年代形成,專(zhuān)業(yè)化的深孔刀具和深孔機(jī)床裝備制造體系，少數(shù)跨國(guó)公司,迄今仍壟斷著世界深孔加工裝備市場(chǎng)，如瑞典山特維克,SANDVIK,德國(guó),TBT,公司,BOTEK,公司等。使深孔加工技,術(shù)成為制造技術(shù)門(mén)類(lèi)中成本最為昂貴的技術(shù)之一,引言,6,二、深孔加工

5、系統(tǒng),2.1,分類(lèi),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(lái)分類(lèi)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(jié)構(gòu)如圖,1,所示，主要,由機(jī)床、槍鉆、中心架、鉆套、鉆桿聯(lián)結(jié)器和冷卻潤(rùn),滑油路系統(tǒng)組成。其工作原理是：切削液通過(guò)尾架上,輸油入口進(jìn)入鉆桿內(nèi)部，到達(dá)鉆頭頭部進(jìn)行冷卻潤(rùn)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(zhì)量要低于內(nèi)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(zhì)合金槍鉆的最小直徑為,0.5mm,鉆孔深度與直徑之比超過(guò),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(gè)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(lèi)別；圖,3,顯示了槍鉆刀頭的外觀結(jié)構(gòu)及形式,圖,4,顯示了槍鉆的結(jié)構(gòu)與組成，槍鉆由頭部,1,鉆桿,2,和傳動(dòng)部,3,

7、組成，頭部材料由高速鋼和硬質(zhì)合金兩種，并與鉆桿焊接在,一起，目前主要是硬質(zhì)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(jié)構(gòu)比較完善,運(yùn)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(dǎo)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(duì),比，槍鉆同時(shí)實(shí)現(xiàn)了深孔加工的三項(xiàng)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(jìn),行刀具的潤(rùn)滑冷卻和排屑,2,由于采用單邊刃結(jié)構(gòu)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(dǎo)條的導(dǎo)向作用和對(duì)孔壁的擠壓作用，不會(huì)走偏,其特點(diǎn)有,1,避免了雙刃鉆因有橫刃而在軸心線(xiàn)上的零切削速度，有橫,刃的鉆頭，切削時(shí)金屬被擠壓而引起軸向力大為增加，使鉆,頭強(qiáng)烈振動(dòng)，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(guò)程中形成一根零位芯棒，減小了軸向力。減小了孔,中心線(xiàn)的走偏，并給鉆頭以附加的引導(dǎo),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(shí),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(zhǎng)徑比為,30,直徑為,4mm,的深孔，至少要達(dá)到,9.5MPa,的壓強(qiáng)才能保證,順利排屑,當(dāng)采

9、用鉆頭回轉(zhuǎn)方式加工時(shí)，鉆頭的轉(zhuǎn)速和鉆桿,的長(zhǎng)度均受到嚴(yán)格的制約；由于鉆桿的中心不對(duì)稱(chēng),性，和圓型鉆桿相比，其扭轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu),槍鉆,14,2.2.2,槍鉆機(jī)床,作為刀具和加工方法的載體,機(jī)床，隨著刀具材料及控制,技術(shù)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(jī)床從控制方面來(lái)講，有兩軸控制的加工回轉(zhuǎn)體的通用,槍鉆機(jī)床，也有三軸控制的加工

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

11、5000RPM,進(jìn)給速度,0,1000mm/min,快進(jìn)速度,4m/min,圖,6,微型深孔槍鉆數(shù)控機(jī),床,2,軸或,4,軸可選,17,槍鉆機(jī)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(zhuǎn)速,0,4500RPM,進(jìn)給速度,0,4000mm/min,快進(jìn)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(nèi)排屑,深孔鉆，由于該種結(jié)構(gòu)于,1945,年得到歐洲“鉆孔與套料協(xié),會(huì),Boring and Trepanning Association,縮寫(xiě)為,BTA,”的確,認(rèn)和推廣，通稱(chēng)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(shí)體材料鉆深孔,的,BTA,鉆，擴(kuò)鉆和套料鉆。擴(kuò)鉆用于對(duì)已鉆孔的進(jìn)一步擴(kuò),大和對(duì)毛坯粗孔的加工，特別用于以較小尺寸規(guī)格的深孔,機(jī)床鉆較大的孔。套料鉆用于從實(shí)體上取出大直徑或貴重,金屬料芯，其所需機(jī)床功率也小得多。在三種鉆頭中，以,BTA,實(shí)體）鉆應(yīng)用最廣，對(duì)深孔鉆發(fā)展的影響也最深遠(yuǎn),同槍鉆相比,BTA,鉆具有以下優(yōu)點(diǎn),鉆頭與鉆桿裝卸方便,BTA,系統(tǒng),19,排屑難度相應(yīng)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(duì)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(zhǎng)和鉆桿材質(zhì)相同的條件前提下,BTA,鉆桿的扭轉(zhuǎn)剛度約為槍鉆鉆桿的,2.4,倍，彎曲剛度也遠(yuǎn)高,于槍鉆鉆桿，因而,BTA,鉆可采用大進(jìn)給量，鉆桿的抗振能力,也高于槍鉆，這對(duì)提高鉆孔工效和加工質(zhì)量均為有利,鉆桿的質(zhì)心與中軸重合，且扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度與剛度大于槍鉆的,V,形鉆桿，這一優(yōu)勢(shì)使,BTA,鉆特別適合于“工件固定，鉆頭旋,轉(zhuǎn)”的鉆深孔方式,6,由于切屑從鉆桿內(nèi)部排出，切屑不會(huì)劃傷已加工表面,已加工表面質(zhì)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(jī)夾式,BTA,鉆頭的形式,包

14、括單刃內(nèi)排屑鉆頭、多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑鉆；圖,10,顯示了,BTA,鉆頭,的結(jié)構(gòu)組成，包括鉆頭體、刀片、導(dǎo)條；圖,11,顯示了其它,BTA,刀具形式，包括,BTA,擴(kuò)鉆、推鏜頭、拉,鏜頭及套料；擴(kuò)孔、鏜孔是對(duì)孔進(jìn)一步加工，擴(kuò)孔是以,擴(kuò)大已鉆孔的大小為目的，可以擴(kuò)一次、二次或多次,并不特別注重孔的加工質(zhì)量，而鏜孔則是以提高孔的加,工質(zhì)量為目的的；套料加工適合較大孔的加工，從中掏,出一個(gè)小于已加工孔徑,40-60mm,芯棒，其結(jié)果是提高了,材料的利用率，同時(shí)，也減小了機(jī)床的功率負(fù)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(cuò)齒焊接,

15、BTA,鉆頭,c,單刃機(jī)夾,BTA,鉆頭,d,多刃錯(cuò)齒機(jī)夾,BTA,鉆頭,BTA,鉆,23,圖,10 BTA,鉆頭結(jié)構(gòu)組成,BTA,鉆,24,圖,11,其它,BTA,深孔加工刀具,a) BTA,擴(kuò)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(shí)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(gè)實(shí)體的,核”。由于這種方法所需機(jī)床功率小，所以經(jīng)常用于小功,率要求的場(chǎng)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(cè)分析，或重新處理作它用,鉆盲孔時(shí)，當(dāng)“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(shí)，再次將鉆頭導(dǎo)向入孔將會(huì)十分困難,圖,12,套料加工,套料鉆,26,2.3.2 BTA,鉆深孔機(jī)床,作為,BTA,深孔刀具和深孔加工技術(shù)的載體,BTA,鉆深孔機(jī)床，隨著刀具材料及控制技術(shù)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(jī)床主要以臥式形式較多，由于鉆孔大,而長(zhǎng)，所以顯得這類(lèi)機(jī)床身長(zhǎng)個(gè)大，其運(yùn)動(dòng)配置有工,件旋轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給；工件旋轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給并旋轉(zhuǎn)；工,件進(jìn)給，刀具旋轉(zhuǎn)；工件固定，刀具旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給,目前，這類(lèi)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速多在,4000-6000RPM,這,充分體現(xiàn)了深孔機(jī)床向高速、高效、多功能、高自動(dòng),化。綠色加工的方向發(fā)展,內(nèi)排屑深孔機(jī)床,27

17、,鉆削范圍,18-65mm,18-100mm,轉(zhuǎn)速,0-6000RPM,進(jìn)給速度,0-1000mm/min,快進(jìn)速度,4m/min,內(nèi)排屑深孔機(jī)床,圖,13 BTA,深孔機(jī)床,28,內(nèi)排屑深孔機(jī)床,圖,14 BTA,深孔機(jī)床加工齒輪箱軸,29,內(nèi)排屑深孔機(jī)床,圖,15,帶有液壓加緊虎鉗的,BTA,深孔機(jī)床,30,內(nèi)排屑深孔機(jī)床,圖,16,帶有龍門(mén)式上下料的的,BTA,深孔機(jī)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(jià)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(fù)壓效應(yīng)，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(diǎn)是：首先，由于負(fù)壓效應(yīng)的,幫助，不僅改善了排屑狀況，還使整個(gè)液壓系統(tǒng)油壓,明顯降低；其次，由于這種系統(tǒng)不需要嚴(yán)格的密封,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)要求也比較簡(jiǎn)單，即便通用車(chē)床經(jīng)簡(jiǎn)單改,造也可用于深孔加工，從而大大降低了設(shè)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(duì)于噴吸鉆系統(tǒng)，其機(jī)床與,BTA,鉆機(jī)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(shè)計(jì),完全繼承了,BTA,鉆，唯一的區(qū)別是在鉆頭柄部?jī)?nèi)腔加焊上一,根壁內(nèi)管（故又稱(chēng)“雙管?chē)娢@”）。內(nèi)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(diǎn)是,1,由于負(fù)壓效應(yīng)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(wú)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(cuò)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(jì),70,年代中期由日,本冶金股份有限公司推出

20、。它是針對(duì)噴吸鉆改進(jìn)的一種深孔系統(tǒng),DF,鉆的主要貢獻(xiàn)在于：它不僅改善了,BTA,鉆的排屑狀況，同時(shí)又,擴(kuò)展了內(nèi)排屑鉆頭加工小深孔的范圍。據(jù)報(bào)道，國(guó)外使用,DF,鉆加,工小直徑深孔的最高記錄為6(無(wú)具體長(zhǎng)度和其它詳細(xì)數(shù)據(jù),有具體數(shù)據(jù)的記錄為9mm,長(zhǎng)度,300mm,國(guó)內(nèi)早在,1980,年左右開(kāi),始推廣，但用于實(shí)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(jìn)給合為一體，其組成由鉆桿夾頭、前噴嘴。后噴嘴、密封件,進(jìn)油管、出屑管等組成。從液壓站來(lái)的

21、冷卻液一分為二,2/3,進(jìn),入輸油器,1/3,進(jìn)入抽屑器；后一支冷卻液通過(guò)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(fù)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(jié)構(gòu)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(gè)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(xué)工藝所深

22、孔加工技術(shù)研究現(xiàn)狀,中北大學(xué)兵器工藝研究所（即機(jī)械制造工藝研究所），是,在我國(guó)兵工專(zhuān)家、兵總輕兵器行業(yè)總顧問(wèn)王峻教授領(lǐng)導(dǎo)下,自力更生創(chuàng)建的國(guó)內(nèi)唯一深孔加工技術(shù)研究基地。自,1982,年,成立以來(lái)，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(zhǎng)度達(dá),6,米的大型深孔加工機(jī)床,5,臺(tái)、床,身達(dá),24,米的深孔珩磨機(jī),1,臺(tái)，能進(jìn)行槍鉆加工及,DF,鉆加工的,中小深孔機(jī)床,2,臺(tái)、另外還有數(shù)控鏜銑加工心中心、數(shù)控車(chē),床、線(xiàn)切割機(jī)床若干臺(tái)）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、測(cè)試設(shè),施和小批量新型刀具的生產(chǎn)手段。自,1985,年以來(lái)，累計(jì)完成,部省級(jí)重大深孔科研成果,6,項(xiàng)，完成自擬課題,

23、20,余項(xiàng)，申請(qǐng),國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,4,項(xiàng),40,重要研究成果有,單出屑口內(nèi)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(jì)對(duì)外排屑深孔刀具（槍鉆）的一,次劃時(shí)代革命，可以全面取代槍鉆而成為國(guó)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(zhì)量好、且可加工超深小孔）；油壓?。ū葮屻@低,50,；結(jié)構(gòu)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?chē)娢@負(fù)壓抽屑器,ZL93115084.1,它是與前項(xiàng)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(jī)床或普通車(chē)床,研究成果,41,3,內(nèi)排屑單刃深孔噴吸鉸刀,ZL01249997.8,噴吸鉸刀結(jié)構(gòu)上采用與噴吸鉆相近似的構(gòu)造，可與單,管?chē)娢@機(jī)床配套使用。采用圓管狀刀桿，提高了刀具的,剛性，增強(qiáng)了出屑口的出屑能力，有利于連續(xù)型切屑的通,過(guò),4,內(nèi)排屑單刃深孔鏜頭,ZL01250001.1,5,100,130mm炮管光鏜加工新工藝,該項(xiàng)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(zhì)量的大深孔加工新工藝，極大地提高了我國(guó),炮膛加工的技術(shù)水平,6,深孔刀具系列產(chǎn)品生產(chǎn)研制,該項(xiàng)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(shù)及機(jī)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。可采用各種新型材料刀片對(duì)各種高強(qiáng)度,高硬度、超長(zhǎng)、高精度深孔進(jìn)行高速精密加工。對(duì)實(shí),心材料，可用鉆、鏜兩次高速加工，質(zhì)量高于珩磨,工效比傳統(tǒng)工效高,5,倍以上；例如，對(duì)100mm的,27SiMn,調(diào)質(zhì),HRC38,42,熱軋無(wú)縫管，切深,3mm,一次,鏜出,IT5,Ra0.4,的精密孔，每米機(jī)動(dòng)時(shí)間,13.5,分鐘,8,用于槍鉆系統(tǒng)的負(fù)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(zhǎng)深孔加工,已獲成功,9,高速、多功能深孔機(jī)床研制,一九九二年以來(lái)，我們受廠(chǎng)家委托，已設(shè)計(jì)制造,出三

26、種高速數(shù)控深孔鉆床共,5,臺(tái)，兼容,3mm25mm,小深孔的內(nèi)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(jī)廠(chǎng)軸類(lèi)零件加工而設(shè)計(jì)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(zhuǎn)速,0,5000RPM,進(jìn)給速度,0,1000mm/min,快進(jìn)速度,4m/min,44,中北大學(xué)工藝所針對(duì)目前幾種深孔鉆的特點(diǎn)，從射流和,負(fù)壓機(jī)理研究入手，找到影響負(fù)壓效應(yīng)的主參數(shù)及其作用,規(guī)律，研制一種“參數(shù)可調(diào)式”高效抽屑器，對(duì)內(nèi)排屑鉆,頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，推出一種可覆蓋大小深孔的內(nèi)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(chēng)之為,SIED,深孔加工技術(shù)或稱(chēng),SIED,技術(shù)，是單管內(nèi)排屑噴吸式深孔加工技術(shù)，英文名稱(chēng),為,Single tube Inner chip-removal Ejector Deep hole,machining Technology,研究成果,45,實(shí)際上,DF,系統(tǒng)也是單管內(nèi)排屑噴吸鉆，但其鉆頭結(jié),構(gòu)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(shù)，不僅要有完善的抽屑系統(tǒng)，而且刀具,系統(tǒng)與所有各類(lèi)深孔刀具均不相同，

28、綜合所有深孔刀具,的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)質(zhì)上又有創(chuàng)新，包含了鉆頭、擴(kuò)鉆、套,料鉆、鉸刀和鏜頭,SIED,深孔加工技術(shù)的優(yōu)越性,1,在高效能抽屑器的支持下，使單管內(nèi)排屑深孔鉆的加,工范圍覆蓋大小直徑深孔，解決國(guó)際上“內(nèi)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(duì)焊為整,體,SIED,鉆，鉆桿扭轉(zhuǎn)剛度為槍鉆的,2.8,倍，焊縫強(qiáng)度提,高,1,倍。因此在保證同一加工精度和表面質(zhì)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(guó)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(jī)床,成本遠(yuǎn)低于槍鉆，且可用其它深孔機(jī)床或車(chē)床類(lèi)機(jī)床改,裝，易于迅速普及推廣,3,與其他內(nèi)排屑深孔鉆,BTA,雙管?chē)娢@,DF,相,比，在大中口徑深孔鉆結(jié)構(gòu)中采用方牙螺紋聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的,同等條件下,SIED,鉆只需一個(gè)出屑口，不需設(shè)置斷屑臺(tái),因而有兩大優(yōu)勢(shì)：鉆頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于國(guó)產(chǎn)化制造，成,本低,SIED,可多次重磨，刀具綜合成本比其它內(nèi)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(mén)類(lèi)齊全，不僅有用于實(shí)體材料加工的,SIED,鉆,頭和套料鉆系列，而且有,SIED,擴(kuò)鉆、中小深孔精加工用鉸刀和,

30、大直徑深孔用機(jī)夾鏜頭。可全方位用于所有深孔粗精加工及對(duì),已有鑄件孔、無(wú)縫管深孔進(jìn)行深孔加工。12mm以下,SIED,鉆,采用新型的剛性復(fù)合鉆桿，解決小孔深孔鉆鉆桿細(xì)長(zhǎng)、剛性低,易折斷，進(jìn)給量小及鉆具價(jià)格高昂、難制造的問(wèn)題,5,所有,SIED,刀具構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)、工藝高度相似的成組系列,易于實(shí)現(xiàn)多品種小批量成組化生產(chǎn)。所有,SIED,刀具、輔具、機(jī),床已構(gòu)成一個(gè),SIED,深孔加工裝備編碼系統(tǒng)，從定貨、設(shè)計(jì),備料、生產(chǎn)、驗(yàn)收、交貨、成本核算,均可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理,解,決深孔裝備品類(lèi)繁多、定貨批量小、生產(chǎn)準(zhǔn)備復(fù)雜、交貨期長(zhǎng),的老大難問(wèn)題（如國(guó)外小批量交貨期為,6,個(gè)月，而,SIED,刀具的,供貨期可縮

31、短為,15,天,SIED,機(jī)床的交貨期可縮短為,3,個(gè)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(zhì)合金外，已采用涂層高速鋼、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷刀片,電鍍金剛石刀片），因此能及時(shí)保證用戶(hù)對(duì)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(wèn)題，實(shí)現(xiàn)以鏜代珩,研究成果,49,對(duì)外合作,BTA,鉆（20mm65mm）為國(guó)際通用的中大直徑,新型深孔鉆頭，因國(guó)內(nèi)需求甚廣，也是我們的一個(gè),重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。九二年已完成產(chǎn)品系列的設(shè)計(jì)和試,制，部鑒定為國(guó)際水平,自一九九零年第一次在新技術(shù)新工藝期刊,上公布我們的研制成果后，國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)

32、人來(lái)函，要,求提供新型深孔刀具、機(jī)床、輔具，委托解決深孔,關(guān)鍵件加工者，絡(luò)繹不絕，且以年增,50,的速率增加,僅九三年一年多來(lái)，累計(jì)接待參觀咨詢(xún)洽談技術(shù)支,援項(xiàng)目、簽定刀具、機(jī)床供貨合同、來(lái)料加工合同,者達(dá),200,多次，承接合同供貨總值達(dá),250,萬(wàn)元。現(xiàn)在,我所已取得了良好的發(fā)展勢(shì)頭,目前，已于西飛國(guó)際簽定百萬(wàn)元的深孔機(jī)床改,造合同，用于深孔大腹擴(kuò)孔，如圖,23,所示，并研制,出相應(yīng)的擴(kuò)孔刀具,對(duì)外合作,50,典型,圖,23,西飛國(guó)際深孔機(jī)床改造,所加工樣件,對(duì)外合作,51,在承攬深圳市冠標(biāo)電子技術(shù)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(qiáng)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(zhǎng)達(dá),4250mm,長(zhǎng)徑比達(dá),212,倍，我們通,過(guò)一次鉆孔即達(dá)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(wú)縫鋼管的精密鏜孔，鏜孔長(zhǎng)度達(dá),6300mm,孔徑,37.8mm,對(duì)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(biāo)公司高強(qiáng)度、高硬度、超長(zhǎng)孔加工,52,四,深孔加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),綜合現(xiàn)有的深孔加工技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，我,們可以預(yù)料，深孔加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是朝著高、精、尖,方面發(fā)展，但是又不會(huì)脫離現(xiàn)有的基礎(chǔ)技術(shù)，即在現(xiàn)有的深孔,加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將待加工深孔,逐步向小尺寸、高精度推進(jìn),具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,1,深孔鉆削加工技術(shù)從非自導(dǎo)式鉆頭（扁鉆、麻花鉆）發(fā)展,到自導(dǎo)鉆頭以來(lái)，又從槍鉆發(fā)展到,BTA,系統(tǒng)，進(jìn)而又發(fā)明了噴吸,鉆系統(tǒng)；最近又在總結(jié),BTA,系統(tǒng)和噴吸鉆系

35、統(tǒng)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了,單管?chē)娢@,DF,系統(tǒng)）。從目前來(lái)看，深孔鉆削加工的方法已,經(jīng)比較完善，今后的任務(wù)主要是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)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(zhì)量。隨著技術(shù)的進(jìn),步，科學(xué)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(dāng)然，也不能排除將會(huì)有新的加工系統(tǒng)出現(xiàn),53,2,隨著電加工技術(shù)的出現(xiàn),深孔電解加工,已得到應(yīng)用，這,在深孔加工技術(shù)上也是一個(gè)重大突破，它把人們習(xí)慣用刀具,切削法加工深孔轉(zhuǎn)向使用電解作用來(lái)加工深孔。這樣，隨著,深孔尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化以及電解技術(shù)的完善和改進(jìn)，成,本的降低，電解加工技術(shù)將會(huì)越來(lái)越廣泛的得到推廣應(yīng)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(duì),于那些工業(yè)生產(chǎn)中，要求孔徑公差嚴(yán)格、表面光滑，正圓度,平直度和直線(xiàn)性都好的,淺孔加工,也已廣泛的采用深孔加工方,法了,4,對(duì)于一些精密孔的加工，在單個(gè)刀具進(jìn)行加工的基礎(chǔ)上,現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)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(lái)。例如，西德伯林格公司加工液壓缸時(shí),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(shù)發(fā)展趨勢(shì),54,5,深孔加工的,自適應(yīng)控制,將逐步應(yīng)用于生產(chǎn)。自適應(yīng)控,制就是用一個(gè)自動(dòng)控制裝置，在鉆孔過(guò)程中，不斷監(jiān)測(cè)切,削扭矩的變化，據(jù)此，調(diào)整進(jìn)給量的大小，以保證將切削,扭矩

37、控制在一定范圍內(nèi)。隨著刀具的磨損，切削扭矩逐漸,增大，此裝置可使進(jìn)給量逐步減小，當(dāng)減小到容許的最小,限度時(shí)，切削自動(dòng)停止。此外，它還可同時(shí)監(jiān)測(cè)切削油的,壓力，當(dāng)油壓上升到一定限度時(shí)，即說(shuō)明發(fā)生了堵塞，機(jī),床發(fā)出信號(hào)，并在短時(shí)間內(nèi)減小切削進(jìn)給，如果油壓下降,也可自動(dòng)停止切削,6,利用,激光技術(shù),來(lái)嚴(yán)格限制待加工深孔的誤差。這是深,孔加工技術(shù)中的一個(gè)新的應(yīng)用。特別是在鏜削加工深孔的,過(guò)程中，該技術(shù)已得到了初步的應(yīng)用。可以預(yù)料，今后激,光技術(shù)必將在深孔加工技術(shù)方面大有作為,深孔加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),55,五、結(jié)束語(yǔ),以上是我所想要講的關(guān)于深孔加工技術(shù)的幾個(gè),方面。深孔加工技術(shù)作為一項(xiàng)關(guān)鍵的制造技術(shù)，在,現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，為適應(yīng)制造業(yè)的需要而得,到發(fā)展，同時(shí)也迫切需要得到人們的進(jìn)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