復雜深孔的高效加工方法

深孔加工（DHM）是一類由專為現(xiàn)有應用而設計的刀具所主導的加工領域。許多不同的行業(yè)都涉及到深孔加工，但應用最廣泛的是能源和航空航天業(yè)。起初某些深孔零件特征往往看似無法形成，但由專家們設計的非標刀具解決方案除了解決工序問題，也能確保它們在某種程度上以高效率和無差錯為特征予以執(zhí)行。對復雜孔的需求不斷增長，并且迫切需要縮短加工時間，這樣就促進了現(xiàn)代深孔加工技術的發(fā)展。數(shù)十年來，深孔鉆削都是一種采用硬質合金刀具的高效加工方法，但孔底鏜削作為瓶頸已開始不斷顯現(xiàn)。

現(xiàn)在，該加工領域取得成功通常基于混合使用標準和專用刀具元件，這些元件具有設計成專用深孔加工刀具的經驗。這些刀具配有加長的高精度刀柄，并且具有支撐功能和集成式鉸刀，再結合最新的切削刃槽形和刀片材質以及高效的冷卻液和切屑控制，就能在最高的穿透率和加工安全性下獲得所需的高質量結果。

圖1圖1停止深孔加工的零件首先需求鉆削十分深的孔，然后往往是各種復雜的特征加工。深孔加工取得成功通?；诨旌线\用規(guī)范和公用刀具元件，這些元件具有設計成非標刀具的閱歷。此類基于T-Max424.10型鉆頭的非標刀具是單管運用的一局部。

在深孔鉆削中1mm以下的小直徑孔采用硬質合金槍鉆加工而成，但對于15mm及以上的孔，一般采用焊接刃鉆頭，而對于25mm及以上的孔，則采用可轉位刀片鉆頭才能進行非常高效的鉆削?，F(xiàn)代可轉位刀片技術和鉆管系統(tǒng)也為深孔加工提供了專用刀具的新可能性。

孔深超過10倍孔徑時，加工出的孔一般認為很深?？咨钸_300倍徑時就需要專門的技術，并采用單管或雙管系統(tǒng)才能進行鉆削。在漫長地加工至這些孔底部的過程中，需要專門的運動機構、刀具配置以及正確的切削刃才能完成內室、凹槽、螺紋和型腔的加工。支撐板技術是另一重要領域，在深孔鉆削中也至關重要，現(xiàn)在它作為深孔加工技術的一部分也進展頗大。其中包括適合此領域可提供更高性能的合格刀具。

圖2

圖2在深孔加工中，1mm以下的小直徑孔采用硬質合金槍鉆加工而成，但關于15mm及以上的孔，普通采用焊接刃鉆頭，而關于25mm及以上的孔，則采用可轉位刀片鉆頭在單管系統(tǒng)和Ejector雙管系統(tǒng)中才干十分高效地執(zhí)行這些工序。

工藝機會現(xiàn)在的制造要求需要完全不同于深孔鉆削（隨后為后續(xù)單刃鏜削工序，通常不得不在其他機床上執(zhí)行）的深孔加工解決方案。即使在多任務機床上，單一的裝夾也需要這種方法。比如，加工幾米深的孔，其孔徑約100mm，必須一端有螺紋，并且深入到孔中的內室具有較大直徑。通常，當鉆削完成時，在將零件移至車床上后，隨后通過鏜削工序將這些特征添加到孔中。現(xiàn)在深孔加工結合了一把刀具執(zhí)行后續(xù)工序的能力，并且沒有機床調整限制。這種新刀具技術反而拓寬了其操作能力，從而能夠在更小的限制范圍內更高效地加工這些要求苛刻的特征。

采用深孔加工技術進行高效特征加工的一個例子是石油勘探零件。此類零件約2.5m長，具有一些復雜的特征，公差較小。要獲得小公差和優(yōu)良的表面光潔度，刀具解決方案首先涉及鉆削直徑90mm的孔，然后采用浮動鉸刀進行精加工。接著到達1.5m的深度，對直徑115mm的孔進行擴孔和鉸削。另一分隔大約中途進入孔，然后也進行擴孔和鉸削，并通過倒角完成加工。最后，進行鏜削和擴孔形成兩個有倒角（也鉸削至成品尺寸）的內室。

深孔加工全球中心的公用深孔加工刀具帶來了適宜此動力行業(yè)零件的非標處置方案。切削時間從30多個小時延長至7個半小時。此非標刀具處置方案在整個相對復雜的孔內都可提供所需的小公差和外表光亮度。工藝包括一次深孔鉆削和采用浮動鉸刀停止精加工。隨后抵達1.5m的深度，對直徑115mm的孔停止擴孔和鉸削。接著對另一個深進孔中的較短部件停止擴孔和鉸削，并構成倒角。最后，停止鏜削和擴孔構成兩個有倒角（也鉸削至成品尺寸）的內室。

常規(guī)加工時，在機床上完成此零件的時間超過30個小時。而配有專用刀具的深孔加工解決方案能將時間縮短至7.5個小時。

圖3

效率提升完全不同于多操作裝夾，采用深孔加工技術在批量較大時也能獲得生產效率提升。切削時間縮短80%也不足為奇。一個可以證明能力的例子是刀具和刀片設計方面的專有技術能夠最大化切削刃負載安全。在最佳數(shù)量的刀片上進行負載平衡和優(yōu)化切削作用可允許更高的穿透率，從而縮短加工時間。在精度方面，小公差是深孔加工的專長，其中70%的孔具有同心內徑，典型公差0.2mm，直徑公差20微米。偏離中心線的深孔孔鉆削時對刀具和應用專有技術要求很高的另一個例子是加工發(fā)電站發(fā)電機軸中非常深的孔。在這種情況下，發(fā)電業(yè)專家必須以與軸中心線不對稱的方式加工90噸的鍛鋼零件，其中孔接近5.5m長，直徑剛超過100mm。此類深孔必須偏離一定角度進行鉆削，并且退出時位置公差須在8mm以內。

鉆削方向、斷屑和排屑以及預加工軸絕對無廢品對此應用而言至關重要。該工具解決方案包括一個專用鉆頭和一個新型支撐板。在軸上應