机械加工中深孔加工技术研究

机械加工中深孔加工技术研究

刘春亮

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

黑龙江 哈尔滨 150060

摘要：深孔加工作为机械加工中的重要工序，具有较高的加工难度。深孔加工是指孔的深径比大于等于6的机械加工，其加工工艺和加工技术都面临较大的考验，孔的深度越大，孔径越小，加工难度越大。在加工过程中，受到孔径的限制，会降低刀杆的刚性和强度，且在加工过程中容易出现振动、波纹和锥度等问题，对工件的直线度和表面质量产生一定影响。想要保证深孔加工质量，需要在加工工艺、装夹形式及刀具优化等方面深入研究，不断提升机械加工质量。

关键词：机械加工；深孔加工技术；应用

前言

作为传统行业，机械加工制造行业对于我国经济发展有着不可或缺的重要作用。在机械加工领域中，深孔加工技术对于我国机械加工技术水平的提升有着至关重要的意义。所谓深孔，其指的是孔直径与其长度比值＜5~10的孔。一般来说，在机械加工过程中，深孔的加工量约占总数的近一半左右。由此可见，深孔加工质量对于机械整体加工质量的提升有着密切的联系。因此，为了提升我国整体机械加工制造水平，需要首先对深孔加工技术进行积极的研究与探索，以便通过深孔加工技术水平的提升来带动我国机械制造行业总体的发展水平，对于我国机械制造行业的发展有着重要的意义。

1分析机械加工中深孔加工的特征

1.1深孔加工难度大

一般来说，在深孔加工过程中，通常采用半封闭或者全封闭的加工环境，所以导致难以有效地观察深孔的加工质量。另外，对于深孔而言，其直径与孔长有着较大的比值，所以金属屑在加工环节中难以有效的排出，进而容易造成一定程度的堵塞现象，影响加工效率。除此之外，在深孔加工过程中，通常采用长度较长的钻头来进行加工，所以钻头一旦出现刚性不足的情况，则难免会导致抖动现象，进而造成偏孔问题的发生，影响深孔表面的加工精度。最后，在金属切削过程中，不同程度的热量会在此过程中出现，如散热不好，便会导致钻头因温度过高而出现磨损，进而影响深孔的加工质量。

1.2存在复杂的运动方式

在深孔加工环节中，被加工工件与刀具之间通常存在复杂的运动与进给方式。例如，工件固定放置而刀具则呈现旋转进给、刀具静止而工件旋转进给等，所以在选择运动方式过程中，应根据实际被加工工件的特点进行有针对性的选择，以便提升深孔加工的质量。

1.3金属屑排出困难

一般来说，金属屑的排出措施有两种，即：①外排金属屑。将冷却液导入空心钻杆当中，以便零件在加工过程中，金属切屑可以从孔或者钻杆中完全排出；②内排金属屑。用冷却液将被加工零件的钻杆与孔浸入，切屑便可从切削区域内部被冷却液带出，最后经由钻杆或孔排出干净。另外，在排出金属屑过程中，鉴于深孔孔壁不会因此而产生过大的摩擦，所以在有效保证加工质量的同时，可以很好地实现保护钻杆刚性的目的。因此，在选择排出金属屑过程中，应该首选内排屑方式来完成排出金属屑的目的。

2深孔加工技术的重点难点

2.1深孔加工的技术难度过大

首先，绝大多数的深孔加工技术都是在比较封闭且窄小的施工环境中进行的，这样的施工环境过于狭窄，非常不利于技术人员进行深孔加工操作，也不利于员工对钻孔平台进行观察和勘验。此外，在深孔加工操作的过程中也很容易出现金属杂物堵住深孔的问题，这是由于深孔半径与孔深之间的比例无法得到有效的确定和控制导致的。除此之外，在钻孔的过程中，钻头与加工刀具也是影响深孔加工技术的重要因素。

2.2钻孔行为本身存在局限性

这是深孔钻探技术本身存在的问题与缺陷，首先，在深孔加工过程中，各种加工零件以及钻头道具等组成部门会与作业岩层进行非常充分的接触，在接触之后会形成很多独特的运行模式。钻头的运行、加工刀具的运行以及具体零部件的运行都是存在明显的差异的。在复杂的机械加工活动中选择哪一种加工技术作为主要加工方式是加工企业需要重点考虑的问题。

2.3深孔加工技术的碎屑排出问题

既然是钻孔技术，那么在钻孔的过程中就会有很多被钻探下来的废料产生，如果这些废料不能被及时地从深孔中清除出去就会严重影响到后续深孔钻探技术的发展，非常不利于深孔加工技术的转型升级与发展进步。当前深孔技术中的废料排放方法主要有２种，分别是外部排放法与内部排放法。这２种排放方法都是采用注入冷却液的方式来进行的，只是注入冷却液的地方存在差异。

3机械加工的深孔加工技术要求及实现方法

3.1加工设备的准备与调试

机械加工生产流程中深孔加工环节所采用的专业设备主要包括切削刀具、钻孔设备、固定机床设备、加工精度控制辅助设备等，有关生产管理人员和技术人员在加工前要做好采购与调试工作。不同设备和车床的功能在实际加工过程中表现不尽相同，因此所采用的调试方法和精度控制标准必然也有所差别。

3.2深孔加工工艺路线的设计

深孔加工工艺的选择是否合理以及工艺路径的设计是否完善都是深孔加工实现度与机械加工流程落实效果的限定条件。在深孔加工工艺路径的构建与完善过程中，要充分利用好所选用的加工设备的结构与性能特性，依据不同加工阶段的具体要求将深孔加工工艺路线划分为与之相对应的不同层次，在此基础上通过应用更为先进的误差分析方法，大幅度减少由于设备运行和刀具加工误差所带来的质量问题。

3.3深孔加工刀具的挑选与操控

挑选深孔加工刀具时，必须结合产品加工的精确要求与尺度规范，明确不同加工流程中各类刀具的使用顺序、操控要点，以及不同刀具之间的转换流程等内容。此外，要根据刀具的日常加工量需求与使用频率，对刀具的养护与加工前的调试方案进行统筹规划和系统性设计。只有这样，才能确保深孔加工生产过程中刀具的磨损率可以得到有效控制，延长加工刀具的使用寿命，保障深孔加工的精确程度。

3.4深孔加工定位的测定

机械加工项目中的深孔加工通常采用的是内锥面定位法来进行钻孔位置的确定。在深孔加工过程中，技术人员需要严格按照深孔加工定位设计方案给定的孔位、尺寸参数，对深孔加工过程进行全面的控制和反复的校对，确保每一项深孔加工环节的实时位置都与设计方案的定位相一致。另外，在测定实际加工过程中深孔的空间定位时，要提前做好直线度的标准划分和余量的预留。

3.5冷却液与润滑液的使用

在深孔加工处于封闭或半封闭式环境下，钻孔的高速摩擦会产生较高的热量，采用冷却液可以起到降温的效果，从而消除局部高温对深孔加工质量和精度所造成的不良影响。润滑液多用于降低深孔加工过程中钻头与加工产品之间所形成的摩擦阻力，从而更有效地提高深孔加工的成型率，确保后续各机械加工环节的顺利进行。

3.6金属碎屑的排除与清理

由于深孔加工过程中钻孔产生的金属碎屑受到封闭或半封闭环境的影响而无法及时排除，会造成运行故障，所以深孔加工技术人员要根据钻孔的环境和空间条件，制定好深孔加工金属碎屑的排除路径设计方案，做好削屑清理工作。此外，在深孔加工排屑设计方案的优化与完善过程中，要科学地处理好冷却、润滑、排屑的顺序安排。可以利用钻杆内排屑的方式，配合润滑液减少切屑对深孔加工过程所产生的摩擦阻碍作用。同时，润滑与排屑的顺利进行更有利于降温，使深孔加工的切削精度控制达到更好的水平。

结束语

深孔加工作为机械加工中专业性强且难度大的加工方式，对深孔加工技术进行研究，通过加工工艺和刀具优化等一系列措施的优化调整，可提升加工精度和表面质量，降低加工成本。为了保证深孔加工质量，降低加工成本，需要根据工件的材料及孔的参数，优化加工工艺，采用适宜的装夹方式，选用适宜的刀具类型。在技术方面要对降温、润滑、排屑等进行深入研究，通过工艺和技术参数的调整，尽量降低空间局限性带来的难题，为促进机械加工深孔加工技术的进一步发展创造有利条件。

参考文献：

[1]徐晓栋,龚玉玲,夏腾飞.深孔加工工艺参数的响应面试验及多目标优化[J].制造业自动化,2022,44(5):1-4,37.

[2]陈俐华,武文革,于大国,等.深孔加工技术工艺分析[J].工具技术,2022,56(8):56-62.