深孔加工技术改进

利用带状切屑解决深孔内腔平底的加工操作方法信连志（北方华安工业集团公司，黑龙江齐齐哈尔 161006）摘要：本文真对深孔内腔平底工序车削中存在的主要问题进行深入分析，结合车削实际的加工过程，阐述了刀具的材料，刀具几何参数、切削参数的选择对切屑及刀具破损的影响，优选了刀具材料、优化了刀具几何角度、刀具结构，给出相应的加工切削用量，解决弹体内腔平底加工难题，提出利用带状切屑解决内腔深孔加工的新方法和思路。

对提高产品质量降低废品率。

深孔干式切削也是一种环保的加工新技术。

关键词：干式车削；刀具角度；内腔深孔加工；带状切屑1 引言本文就深孔内腔平底工序加工中，深孔刀杆直径与排屑之间的矛盾，进行认真研究和分析，结合工艺特点及现有工艺装备条件，在原有刀具的基础上进行改进，利用长条可控带状切屑，有效的解决并提高了弹体内腔平底工序加工质量和生产效率。

2内腔平底工序工艺及破损主要问题分析（1）工艺分析：某产品内腔平底工序加工，长径比大于五，属于深孔切削加工。

为避免热处理变形等因素，内腔平底加工余量（双边）留10MM，内腔平底加工装备结构特点是：图1 固定刀台示意图将CW6163A普通车床小托板和刀台卸下，更换成一体固定刀台安装刀杆（图1），前端方孔安装使用焊接刀。

一体刀台安装稳固，为减少切削时的震动，刀杆前方安装固定套，弹体内腔直径为φ90，刀杆直径φ80。

同时也解决了刀体过长，无法在刀台安装的问题（2）刀具破损分析：原加工过程为水质切屑液冷却车削，使用YT5硬质合金焊接整体刀具，产生弧形切屑，主要以冷却液将切屑冲出。

刀具破损的主要原因是由于刀具前方定位套、刀体与弹体内腔间隙过小。

使切屑无法排出，造成切屑与刀具产生冲击，这种机械冲击造成的应力超过了刀具材料许可的强度引起崩刃、剥落或碎断。

刀具使用中基本无正常磨损，由于弹体加工过程中经常发生非正常磨损，硬质合金与弹体发生镶嵌无法修复。

且须多次走刀加工时间较长，因此影响了产品的批量生产。

学院: 机械工程学院专业班级: 学号: 姓名:高精度深长孔的精密加工一、历史背景枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别出现于20世纪30年代初和40年代初的欧洲兵工厂，这并非历史的偶然。

其主要历史背景是：一次世界大战（1914〜1918年）首次使战争扩大到世界规模。

帝国主义列强为瓜分殖民地而需要大量现代化的枪炮（特别是枪械和小口径火炮的需求量极大）。

而继续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻，已经完全不能满足大量生产新式武器的要求，迫切需要进行根本性的技术更新。

于是高精度深长孔的制造就成为了一个摆在制造者面前的一个首要问题，并且一直延续到了现今。

第一次世界大战中的火炮二、传统加工工艺及存在的问题在现代机械加工中，也经常会遇到一些深孔的加工，例如长径比(L/D)≥10，精度要求高，内孔粗糙度一般为Ra0.4～0.8的典型深孔零件，过去我们采用的传统工艺路线一般是：钻孔(加长标准麻花钻)→扩孔(双刃镗扩孔刀)→铰孔(标准六刃铰刀)→研磨此工艺虽可达到精度要求，但也存在诸多缺点，特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时，切削刃越靠近中心，前脚就越大。

若钻头刚性差，则震动更大，表面形状误差难以控制，加工后孔的直线度误差，钻头易产生不均匀的磨损等现象，生产效率和产品合格率低，而且研磨抛光时，工作环境比较脏，由于钻孔工序的缺点，而带来的影响难以在后面的工序中克服，形状误差不能得以修正，因此加工质量差。

传统深孔的加工流程三、工艺路线与刀具的改进本着提高生产效率提高产品合格率的原则，结合深孔加工的一些特性，对加工工艺及刀具进行了改进，改进后的工艺路线是：钻孔(BTA钻)→扩孔(BTA扩)→铰孔(单刃铰刀)→研磨1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进单管内排屑深孔钻的由来单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。

其历史背景是:枪钻的发明，使小深孔加工中自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决，但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷，而不适用于较大直径深孔的加工。

机械加工中深孔加工技术的研究摘要：在机械工程行业壮大发展的背景下，机械化工艺水平，深加工技术在现实生产活动中得到了广泛应用，该项技术虽然能创造出较好的效益，但是客观上讲技术应用中还滞留着一些问题。

本文简单分析了深孔加工技术应用的重点与难点，包括技术操作难度较高、钻孔操作有应局限性、碎屑外排环节有问题等，简单分析以上状况的成因，以促进深加工技术有效应用为目标，总结技术要点及应用策略，希望能给同行实践过程带来些许帮助。

关键词：机械化加工；深加工；难点分析；技术应用引言机械加工制造是我国的传统行业之一，其直接关系着国民经济的整体发展水平。

机械化加工生产中可供选择的技术方法有很多，深加工就是其一，其在促进我国机械加工水平全面提升方面表现出良好效能。

深孔通常是孔长度和直径比大于5~10的孔。

通常而言，在机械化加工生产中，深孔的实际加工数量在总量内占比约50%。

综合以上数据，能够认识到做好深孔加工工作的必要性。

为了能全面提升深孔加工效率与质量，应积极研发适宜且高效化的深孔加工技术，并结合实际情况持续完善技术应用过程，彰显新技术的优势，促进我国机械行业获得更大的发展进步。

1深孔加工技术的重点和难点1.1技术应用难度较高主要体现在如下几个方面[1]：一是基本上是孔径小，孔深大的条件下进行生产，受限于设备或刀具因素的制约，加工时出口位置容易产生偏差。

二是由于孔深大，切削过程中切屑不能及时有效地排出孔，以致加工时容易发生金属屑堵塞造成孔壁局部的不良状况，甚至刀具断裂的情况。

三是配备的钻头及定位夹具均会对深孔加工技术应用效果产生较大的影响。

长时间进行深孔加工作业会导致定位导向件发生不同程度的磨损问题，以致深孔半径、深度等指标和设计要求之间出现很大的出入，不仅影响加工的精准度，还弱化深孔加工技术的价值。

四是造成钻头及加工夹具发生磨损情况的因素不唯一，而加工部位的冷却效果差、温度较高等被认定是引起磨损问题的两大主因。

1.2深孔钻加工有一定局限性钻孔作业过程中，加工零件的材质可切削性，被加工的孔深与孔径比例也局限于加工条件，钻孔的刀具刚性和排屑效果也会限制深孔的加工质量。

深孔加工常见问题解决方法【德州三嘉机器】在深孔加工过程中，经常出现被加工件尺寸精度、表面质量以及刀具的寿命等问题，如何减少甚至避免这些问题的产生，是我们目前亟待解决的问题。

德州三嘉机器制造有限公司拥有先进的深孔加工技术，拥有一支精益求精、不懈创新的科研团队。

下面德州三嘉为我们介绍一下深孔加工常见问题解决办法~#详情查看#【德州三嘉机器：深孔加工】难切削材料的深孔加工、深孔钻削孔轴线偏斜和深孔加工表面出现螺旋沟都是深孔加工中难以解决的问题，直接影响深孔加工质量和加工效率。

因此，研究难切削材料的深孔加工技术、控制深孔钻削孔轴线偏斜技术和抑制深孔加工表面出现螺旋沟技术，成为深孔加工中最为关注的问题。

【深孔加工常见问题解决方法】1、难切削材料的深孔加工难加工材料一般是指不锈钢类、钛合金类、高温合金类材料，这些材料的共同点是韧性强，断屑困难，导热性差，容易产生加工硬化，应采取相应工艺措施：1.1、选择合适的刀具材料，因为加工材料中有的元素与刀具材料有一定的亲和力，会产生严重的粘刀现象，刀具磨损严重。

1.2、选择合适的切削用量：一般选用V≤20m/min，f=0.01-0.07mm/r。

1.3、选择合适的刀具角度：选择大前角，使切削轻快省力。

1.4、选择合适的排屑方式：由于难加工材料不容易断屑，如果采取低转速，较深断屑台的方式都不能很好断屑的话，最好采用不断屑的相反措施，即减小进给量，适当提高转速，切出薄薄的切屑，使切屑绵长不断并顺利排出，切削十分平稳。

2、深孔钻削孔轴线偏斜深孔钻削孔轴线偏斜问题是目前存在的一个技术难题。

当钻孔长径比大于50时，孔轴线的偏斜一般无法预测和控制。

孔轴线偏斜到一定程度后，就开始急剧变化，此时，孔轴线大大超差，钻头甚至从工件中间穿出，造成工件报废，钻头损坏，损失较大。

针对以上问题可采取以下措施：1、选择最佳切削方式，尽量选择工件旋转+刀具旋转，条件允许的情况下，工件应旋转。

2、合理选择刀具几何参数。

机械加工深孔加工技术研究的论文摘要：随着工业的不断发展，对于深孔加工技术的需求也越来越大。

深孔加工是指在工件中加工出较大长度宽径比的孔。

本文通过分析机械加工深孔加工技术的研究现状和存在的问题，提出了一种改进的深孔加工技术，并进行了实验验证。

实验结果表明，改进的深孔加工技术能够提高加工效率和质量，具有较好的应用前景。

关键词：机械加工；深孔加工；技术；研究1.引言深孔加工技术作为一种重要的加工工艺，在航空航天、汽车制造、兵器制造等领域中有着广泛的应用。

随着工业的快速发展，对于深孔加工技术的需求也越来越大。

然而，由于深孔加工存在加工难度大、加工效率低以及加工质量不稳定等问题，限制了其进一步的应用和发展。

2.研究现状深孔加工技术的研究主要集中在以下几个方面：材料选型、切削力分析、润滑冷却技术、切削参数优化等。

其中，材料选型是深孔加工中一个重要的环节，需要选择适合的刀具和工件材料组合，以提高加工效果和延长刀具寿命。

切削力分析能够帮助工程师更好地理解深孔加工过程中力的变化规律，从而指导实际生产中的操作。

润滑冷却技术是深孔加工中的一个关键技术，可以降低加工温度、减少刀具磨损和延长刀具寿命。

切削参数优化能够通过分析加工条件和材料特性，提高加工效率和质量。

3.存在问题虽然深孔加工技术已经有了一定的研究成果，但仍然存在一些问题。

首先，深孔加工过程中的切削力和切削温度较大，容易导致刀具的磨损和加工质量的下降。

其次，传统的润滑冷却技术对于深孔加工来说效果不佳，需要进一步改进。

最后，深孔加工技术的加工效率较低，需要采取一些措施来提高效率。

4.改进技术针对深孔加工技术存在的问题，本文提出了一种改进的深孔加工技术。

首先，在材料选型方面，选择了适合的刀具和工件材料组合，以提高加工效果和延长刀具寿命。

其次，在切削力和切削温度方面，采用了刀具涂层和冷却剂的方式来降低切削力和切削温度，减少刀具磨损和提高加工质量。

最后，在加工效率方面，通过优化切削参数，提高加工效率和质量。

断屑式深孔加工循环的改进随着机械制品高功能化的发展势头，零件逐步趋向细小化和精密化。

由于数控系统功能的限制，程序编制中有时会因为相应循环功能指令不完备或不符合加工要求而使程序的编制变得烦琐，影响加工效率。

利用宏程序，我们可以编制所需要的程序来弥补数控系统本身的功能不足，改善加工状况，提高产品的加工精度和生产效率。

本文以FANUC Oi系统为例，讨论通过用户宏程序改进断屑式深孔加工循环指令的具体过程。

一、循环路径的规划设计孔是零件上最常见的结构，所以孔的加工也较为普遍。

在孔系加工中，随着孔深度的增加，加工难度也随之加大，FANUC系统提供了两种深孔加工循环指令：G83和G73。

两种循环每次切深都是固定的。

随着孔的深度增加，排屑愈加困难。

如果是固定切深，开始时适合，待到孔底时就不一定适合了，若按孔底设定切深，势必影响效率。

所以，我们采用可变切深，控制每次的钻孔深度按一定的要求逐渐减小，来改善加工条件，使加工的高效率与加工的安全性同时得到满足，从而实现可变切深断屑式深孔加工循环功能。

每次钻孔深度的变化按等比级数实现，即每次减少的比例相等。

为保证加工效率，当钻孔深度减小到设定的最小值时，将不再减小(实际使用可以修改)。

1.概述如图1所示，Qn=Qn-1*#19，直到Qn=#1最小钻孔深度。

2.变量设置D(#7变量)，每次提刀高度;F(#9变量)，切削进给速度;Q(#17变量)，初次钻孔深度;R(# 18变量)，参考平面高度;S(#19变量)，每次递减比例;T(#20变量)，最小钻深比例;Z(#26变量)，孔底深度。

3.宏程序流程图宏程序流程图如图2所示。

4.程序设计O0910;IF [#18EQ#0] GOTO6;深孔未赋值报警IF [#26EQ#0] GOTO6;R点未赋值报警IF [#17EQ#0] GOTO6;初次钻孔深度(Q)未赋值报警IF [#19EQ#0] GOTO6;每次递减比例(S)未赋值报警IF [#20EQ#0] GOTO6;最小钻深比例(T)未赋值报警IF [#4113EN3] GOTO6;主轴未转报警IF [#9NE#0 ] GOTO1;#9=#4109; F点未赋值取前面的F值N1 #30=#5003;保存初始平面(Z)值#31=#4003; 保存03组G代码(G90或G91)G00 Z#18; 快速趋近R点#27=#18-#26; 确定总深IF[#4003EQ91] THEN #27=-#26;#16=#17; 第一次钻孔深度#1=#20*#17; 确定最小钻深#27=#27-#16 第一次钻孔后剩余深度WHILE [#27GT0] DO1; 钻孔循环G91 G01 Z-#16 F#9; 变量钻孔G00 Z#7; 提刀IF [#16LE#1] GOTO2; 修正每次钻孔深度#16=#16*#19;IF [#16GE#1] GOTO 3;N2 #16=#1;N3 #27=#27-#16; 钻孔后剩余深度G01 Z-#7; 向下钻孔(一个提刀量)END1;#16=#16+#27; 恢复剩余量G01 Z-#16; 加工最后一段孔IF[#31EQ91] GOTO 4;G00 G90 Z#18; 绝对值方式返回R平面GOTO 5;N4 G00 Z-#26; 增量值方式返回R平面N5 IF[#4010EQ99] GOTO 7; 判断执行G98还是G99G90 G00 Z#30 返回初始平面GOTO 7;N6 #3000=10(ARGUMENT IS NOT ASSIGNED);NO.510报警，报警信息为自变量未赋值N7 M99;二、程序的固化与调用当程序调试准确无误后，取消系统参数保护，将程序存入O9000以后的程序下，恢复参数保护后固化成功。

深孔加工技术加工深孔时采用穿轴式高压冷却方式将钻屑冲刷到孔外。

该技术代替了周期退刀排屑，减少了潜在的破坏与刀具磨损，并提高了生产率。

采用立式加工中心进行孔加工是最普通的加工方法，但是当进行深孔加工时，则会遇到很大困难。

不过，目前已经有许多有效的方法来解决这个难题。

目标在于精确地加工出这些孔，并达到良好的重复定位精度和表面精度以及良好的经济性。

成功的深孔加工中最重要的因素是对加工原理的理解。

你必须了解当钻孔时在孔的内部所发生的一切，并知道如何应用这些知识来指导你采用最有效的技术方法。

深孔加工的优化编辑解决深孔加工的三个主要问题：排出钻屑且不能损伤工件表面；采用冷却液来保持钻具与工件的冷却效果；以及使加工周期最小化。

其它重要的因素包括加工精度，重复定位精度及表面粗糙度。

通常来说，深孔是由孔的直径与深度的比例来定义的。

习惯上将大于等于5:1的认为是深孔加工。

钻屑必须足够小才能从钻槽中排出。

长的带状钻屑可以破坏表面精度并造成过早的刀具磨损与断裂。

冷却液必须到达刀具的顶端来保持钻具与工件的冷却，以及迫使钻屑从孔内排出。

稳固的设备结构与良好的减震性能以及很小的轴向跳动是获取加工精度，重复定位精度及表面粗糙度所必需的。

当然，合适的钻头几何形状可以使深孔加工更加高效。

控制钻屑的尺寸和形状一些材料形成了细小的钻屑，且能够通过钻槽容易地排出。

有些材料却形成长的带状钻屑。

一种控制钻屑尺寸和形状的方法是采用特殊的加工周期。

深孔加工与退刀相结合可以破碎钻屑，令其小的足以从钻槽排出，并且不会造成表面的损伤，可避免钻具的过早磨损。

一般来说，有两种深孔加工方法。

一种采用均分退刀深度来达到最终的深度。

另一种是不同的退刀深度，每次的深度逐步递减。

当冷却液不能到达深孔的底部时，切屑很可能堵塞了钻槽，使热量聚集而损坏钻具与工件。

大多数加工设备的控制系统提供了深孔加工的钻削加工，控制钻具钻入材料特定的距离后，从孔内完全退出，然后再钻入孔中。

瓣塑姐．15-5PH不锈钢深孔加工的改进侯朋(中国一航导弹院，河南洛阳471009)：一“j+j‘j j”|。

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j’j’一j?’／隋耍]高速钢刀具在15-5PH不锈钢材料进行深孔加工时效率很低，通过工艺改进，选用硬质合金钻头。

优北切Sq参数，加工效率明显j、改善。

同时用硬厦舍金钻头加工孔的K',J-、形往公差和粗糙度迪敷高速钢刀具加工有辛交大改现，可以减少工步垂￡量。

j p搠]15—5pH；硬质合金；切削参数15—5P H不锈钢属于沉淀硬化不锈钢，具有优异的力学性能，时效后抗拉强度1300M Pa。

在485时效后硬度提高到H R C40-47，同时变形非常小，除极少量高精尺寸外，都可在热处理之前加工到最终尺寸。

因此15—5PH不锈钢在我单位的产品中得到了广泛的应用。

某零件材质为15—5P H不锈钢，硬度H R C30-38，，零件上面两个巾5．1孔，深度34m m，长径比L／D约为7(>5属于深孔)，孔径公差为+0．2m m，位置度要求0．1m m，孔壁相糙度Ral．6um。

该两孔加工效率很低，成为制约生产的瓶颈。

1材糊特性分析1)加工硬化严重。

与45挣钢相比，15—5P H不锈钢其相对／J O T 性约为03～050特别是热处理时效后，材料强度和硬度都较高，特别是深孔加工中．由于在切削条件不好，材料加工硬化，硬化层的出现会加剧刀具的磨损。

2)切削温度高。

切削15—5P H不锈钢时，其切削温度比45群钢约高200～30a℃。

主要原因：一是由于材料强度高，切削抗力大，消耗功率多；二是导热率低，只有45样钢的1／3；三是深孔加工时冷却和润滑不好，导致切削热导出较慢使切削区和刀面的温度升高。

刀具温度高，寿命就会变短。

3)容易产粘刀和生成积屑瘤。

因为15—5PH不锈钢的塑性好，粘附性强，容易使刀尖产生积屑瘤和后刀面产生附着物，影响已加工表面质量，难以得到光洁的表面。

深孔加工过程中振刀现象对零件加工的影响与对策摘要：深孔加工是重要的金属加工方法，但在实践过程中，由于振刀现象的出现，会导致零件质量下降，甚至损坏刀具，影响加工效率。

本文分析了振刀现象对深孔加工的影响，并提出了对策，以提高加工质量和效率。

关键词：深孔加工；振刀现象；加工质量；刀具正文：一、深孔加工简介深孔加工指的是钻孔深度大于3倍直径的加工方法。

常用于汽车、航空航天、军工等领域的零件制造。

深孔加工需要使用特殊的刀具和工艺，如钻头、铰刀、内圆刀等。

二、振刀现象的定义和原因振刀现象是深孔加工中经常出现的一种现象，指的是刀具在加工过程中发生的震动和摆动。

振刀现象的出现是由于多种原因引起的，如刀具失衡，刀柄刚性差等。

三、振刀现象对深孔加工的影响振刀现象对深孔加工的影响主要表现在以下几个方面：1.加工质量下降振刀现象会导致加工精度下降，尤其是加工内表面时，会产生明显的划痕和毛刺，影响零件的装配和使用。

2. 刀具寿命短振刀现象会使刀具受到额外的力和压力，导致其寿命缩短，降低工具的经济效益。

3. 加工效率低振刀现象会使加工后表面质量不良，需要进行二次加工或修整，导致加工效率低下。

四、振刀现象的对策为了避免振刀现象对深孔加工带来的不良影响，可以采取以下对策：1. 选择质量好的刀具和机床选用结构更加稳定的刀柄和导杆，提高机床的刚性和稳定性。

2. 刀具动平衡在安装刀具之前进行动平衡，以使刀具更加平衡稳定。

3. 调整切削参数对切削参数进行优化和调整，减少切削压力和摩擦力。

4. 合理的切削液选择合适的切削液和加工液，降低运转温度，减少振动和摩擦力。

五、总结振刀现象是深孔加工过程中常见的问题。

采取上述对策可以有效减少振刀现象的发生，提高零件的加工质量和效率。

因此，在深孔加工中要重视振刀现象，采取措施避免其对加工过程的干扰。

六、深孔加工工艺优化除了对策外，深孔加工的工艺优化也是避免振刀现象的重要手段。

具体优化措施包括：1. 合理选择刀具和加工设备深孔加工的刀具和加工设备的质量对于减少振刀现象和提高加工效率起着至关重要的作用。