机械加工中的深孔加工技术

机械加工中的深孔加工技术

 ,杨超

一重集团（黑龙江）专项装备科技有限公司

摘要：随着机械加工技术的迅猛发展，人们对深孔加工的效率和质量提出了更高要求。因此，需要分析目前深孔加工存在的问题，采取相应的优化措施，有效提升深孔加工的效率与质量，为机械加工可持续发展打下坚实基础。

关键词：机械加工； 深孔加工技术

1 我国机械加工中深孔加工技术的技术特征

1.1 机械加工中深孔加工技术难度高

深孔加工技术难度高主要体现在三个方面，第一，大部分的深孔加工环境比较特殊，处于半封闭状态，甚至是全封闭状态。所以工作人员在实际操作过程中不能够直接查看到一些问题，如，走刀、切削等。第二，一般情况下，机械加工过程中，由于孔深以及深孔的半径比值很高，从而极易出现一些不良状况，例如，金属屑不容易有效的排出，从而导致孔洞被堵住。第三，钻头如果很长的情况下，钻头的刚性就会大大的削弱，从而导致出现一些问题，如，抖动、偏孔等，进而机械加工过程中，深孔加工不能够保证准确度。此外，由于深孔加工是处于封闭或半封闭状态，就会使孔洞温度大幅度提高，热度不容易散去，这种情况就会使钻头出现磨损的情况。

1.2 机械加工中深孔加工工艺具有较高的复杂性

深孔加工属于机械加工中不可缺少的重要环节，对其而言，重点要对深孔加工的质量进行有效的管控。如果不能有效的保证深孔加工的质量，那么生产出产品的质量就不能得到有效保证，并且会对产品的正常使用产生一定影响。因此要增强对加工工艺的质量管控，在刀具进给方法以及刀具的运转方面加强对质量的管控，同时深孔加工工艺也是深孔加工的重点。并且刀具在正常运行状态下，会有很多的金属碎渣，倘若金属碎渣排放的不够快速、干净，必将给机械运行产生威胁。同时需要按照严格的要求选取合适的深孔加工方法，不合理的深孔加工方法会直接影响到深孔加工的质量，因此，深孔加工是一项非常复杂的工作。

1.3 机械加工中深孔加工质量要求比较严格

机械加工过程中，深孔加工占的比例较高，质量控制也较为严格，倘若深孔加工过程中不注重质量方面的管控，质量控制工作没有做严、做实，会对机械加工的整体产生严重的影响，因此，机械加工过程中，要重视各个环节的质量把控，从而使机械加工顺利开展，达到预期的加工效果，特别要重视深孔加工质量的把控工作，深加工难点步骤更要注重质量，从而不断提升机械加工的效率和质量。

2　深孔加工技术的重点和难点

2.1　深孔加工技术难度较大

在机械加工生产活动中，深孔加工技术的难点主要体现在以下 4 个方面。第一，绝大部分操作在较为狭窄的作业环境中实施，由于作业空间狭窄，给工作人员的操作带来了很大难度，同时不利于工作人员观察和勘验钻孔平台。第二，深孔半径与钻孔深度中的比例无法精准确定和控制，导致作业期间极易出现金属杂物堵住深孔的问题。第三，钻头与加工道具对深孔加工技术有一定影响。长期的加工应用会造成钻头与加工道具出现严重磨损，导致其半径与深度等出现误差，对提高深孔加工技术水平有不良影响。第四，导致钻头与加工刀具磨损的因素多，其中作业空间散热效果不明显和空间温度相对较高是造成磨损严重的两个主要因素。

2.2　钻孔行为存在局限性

钻孔期间，一系列加工零件和钻头与作业岩层有效接触，会产生各种运行模式，导致加工刀具、钻头及零部件的运行存在显著差异。

2.3　碎屑排出问题

整个深孔加工期间会产生大量的废料，一旦这些废料没有及时从深孔中排出，会对后续的深孔加工水平造成严重影响，进而影响整个技术的转型和发展。目前，深孔加工技术中废料排出模式包括内部排放法和外部排放法。两者均是将冷却液注入深孔予以实施，但是在注入部位会有明显不同。另外，外部排放法和内部排放法在应用效果方面存在显著差异，前者在实际操作过程中会造成严重摩擦，影响整个操作精确程度，后者却不存在这一问题。因此，内部排放法是诸多深孔加工施工单位的第一选择，在机械加工领域应用较为广泛。

3 机械加工中深孔加工的技术措施

3.1 深孔加工设备的选取和加工前的筹备工作

要想确保深孔加工的质量，必须要重视加工设备的选取工作和加工之前的筹备工作，从而使深孔加工具备较好的加工环境。在实际深孔加工中，机械设备是必需应用到的，要选择专业的、合理的机械设备，特别要注重机床的选取工作，它们对整个深孔加工都起着举足轻重的作用，并且机械设备不同在深孔加工中的功效也不尽相同，使其最大程度的符合深孔加工的要求，不断提升深孔加工效率和质量。

3.2   深孔加工中工艺路线的择取以及工艺路线的设计

具体可以从四个方面着手去做，首先，机械机构过程中，各个环节受到工艺路线的有效指导才能顺利开展，深孔加工也不例外。深孔加工中工艺线路的选择以及设计要充分结合实际的深孔加工方式，并要充分考虑刀具的有效性，在深孔加工工艺流程以及技术的择取方面要充分结合材料特点、零部件特征等。其次，要制定严格的零件加工步骤，将加工工艺环节进行科学、合理的规划，如，光整加工、粗加工等，这样不但可以使深孔加工质量得到保障，而且可以大大提高深孔加工的效率。再有，要充分结合加工设备的特征以及孔洞的结构性质来择取科学合理的深孔加工工艺路线，从而最大程度的规避装夹误差的发生。最近几年，科学技术的不断进步，促进了深孔加工刀具的创新和改革，从而使机械深孔加工技术更加的精准、细致。最后，对于加工余量要严谨的把控。深孔零件的余量和一般的孔洞相比较，有一定程度的增加。此外，随着刀具角度以及种类的差异，深孔零件的余量也会有所差异。

3.2　选择适宜的加工刀具

加工企业只有根据区域范围的实际情况选用合理的加工刀具，才能确保其性能与实际作业有效融合。此外，加工企业需要明确认知相应的加工刀具，包括喷吸钻头、扁钻和麻花钻等。同时，必须进一步加强维护和管理相应刀具，使得加工刀具始终保持良好状态，确保深孔加工技术可持续发展。

3.3　定位选择

深孔机械加工技术和其他成孔机械加工技术均要求定位精确。实践中，外锥面定向是较为普遍的方法，主要应用于小直径孔和回转体，而内锥面定向则主要应用于中小孔径的内排切削工艺。此外，大口径深孔必须通过外圈面给予定位。如果通过内圆定位，那么必须在圆周加工中找角面、装配面以及定位平面，还必须确定 3 个平面中的同心圆。需要注意，非回转体必须使用安装平面作为基础位置。

3.4　冷却润滑保证

在加工过程中，孔内较为封闭，极易导致环境中的温度急剧升高，需要采取降温处理，且需要保证在切削期间具有润滑效果。可以通过润滑液和冷却液起到润滑和冷却的作用。第一，润滑液与冷却液需要合理配备，以保证工件质量，不影响刀具寿命。第二，润滑液与冷却液在加工过程中起到冲刷、消除噪声以及减轻振动等作用。第二，润滑液与冷却剂能够利用电压和流量协助清理切屑。通过冷却液将工作区域中的切屑彻底冲刷到加工区域以外起到清屑的目的，保证成孔期间能够顺利开展相关操作。在机械加工区域和钻杆内外部均伴有油性液体，可以减少在切屑期间产生的振动和摩擦，进一步降低噪声。

3.5　排屑处理

在深孔加工过程中，因为成孔期间的空隙相对封闭，所以无法顺利将切屑排出加工区域，会对深孔加工的进度和质量造成不良影响。因此，最大限度地发挥外冷内排屑的自身导向作用尤为重要。在成孔阶段，由于工件开始时需要转动，钻头通过螺纹与钻杆联接，封油头在刀架带动下成孔。内排屑深孔钻进期间，切屑能够真正实现排屑，不会在孔壁与道具中产生较大摩擦，有利于提高表面的精细程度和质量。内排屑深孔钻进工艺技术采用的钻杆外径通常比内排屑装置大，可以显著增强刚度，增加供给量，提高施工效率。这种类型的排屑方式较为简单，可以起到冷却和润滑作用，提高稳定性。