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車床上（shàng）鑽鏜深孔和小孔（kǒng）經驗技巧（qiǎo）

2020-4-18 來源：中車北京南（nán）口機械有限公司作者：鄭文虎張明傑

摘要：在車床上鑽鏜深（shēn）孔是十分困難的工（gōng）作，刀（dāo）杆直徑小和剛（gāng）度差，容易產生振動，而（ér）且因（yīn）孔直徑小排屑和冷卻潤滑不好，鑽頭易折斷在孔中不易取出（chū），往往成為生產中（zhōng）的難題。但隻要掌握其要（yào）領（lǐng）或改善工（gōng）裝，就一（yī）定能順利完成此類工件的加工。

所謂深孔，就是長徑比大於5 的孔。但在實際工作中，經常遇到長徑比大（dà）於（yú）100的超深（shēn）孔。下麵介紹幾條鑽鏜深孔和小孔的經驗，這是從幾十年為解（jiě）決這類生產（chǎn）技術難題後的總結。從這些技（jì）術經驗中，可以看出“事在人為”和“辦法（fǎ）總比困難多（duō）”的精辟論（lùn）斷，用此經（jīng）驗已經無數次成功解（jiě）決此（cǐ）類工件的加工。

1. 掌握技術要領可（kě）順利鑽好超深小（xiǎo）直徑孔

圖1 機（jī）床主軸坯件

圖1所示的工件為機床主軸毛坯，需鑽削長徑比大於120的ϕ6mm油孔。鑽削它的難度是孔徑小、長徑（jìng）比大、鑽杆剛度極差。而且在鑽孔過程中，稍為不慎易將鑽頭折（shé）斷在（zài）孔（kǒng）中（zhōng），不能取出，有時（shí）因導向不好把孔鑽偏。

（1）刃磨（mó）鑽頭和（hé）焊接（jiē）加長鑽（zuàn）杆。刃（rèn）磨鑽頭時，為了減小鑽削時的軸向切削力，應把鑽頭的橫刃寬度b修磨小，一般使b=（0.04～0.06）d0，d0為鑽（zuàn）頭直（zhí）徑。在焊接加長鑽杆時，為了使鑽頭焊接固，除（chú）在焊口橫斷麵進（jìn）行（háng）焊接外，還（hái）應在鑽頭插入（rù）鑽杆的部位進行（磨一缺口）焊接。鑽杆長度大於孔深100mm，以便於裝夾在（zài）車床方刀台上。鑽杆直徑比鑽頭直徑小0.15～0.2mm，但不能太小，以免導（dǎo）向不好把孔鑽偏。

（2）鑽孔。把工件用卡盤（pán）和中心架（jià）安裝在車床上，先用（yòng）車床尾座和中心鑽在工（gōng）件端麵（miàn）上鑽一個直徑略大於鑽孔直徑的孔使（shǐ）鑽頭定位孔，再用（yòng）標準ϕ6mm鑽頭鑽一個盡（jìn）可能（néng）深的導向孔，然後把加長鑽頭用V形鐵和刀墊安裝在車床方刀台（tái）上，鑽頭伸出（chū）長度（dù）的1/2孔深，以增加鑽杆剛度。采用大拖板走刀鑽孔（kǒng），並（bìng）在床（chuáng）鞍前麵的大導軌上放置一塊控製每次進刀深度的方鐵塊，每次進刀深度約等（děng）於鑽（zuàn）頭直徑（注意寧小勿大），這時必須果斷退出鑽頭排屑（xiè）與潤滑。千萬（wàn）不要（yào）僥幸疏忽鑽深，以免因（yīn）鑽頭容（róng）屑槽中切屑過（guò）多，造成摩擦力增大而扭斷（duàn）鑽頭。每（měi）次（cì）快速進刀（dāo）快到切削表麵前（即床鞍碰到方鐵前2mm左右（yòu）），改為手動，以免使鑽頭撞在切（qiē）削表麵上，使鑽頭折斷。當鑽到約（yuē）1/2孔深後，把鑽杆（gǎn）伸出孔的全長，繼續把孔鑽完。鑽削時，一般工件材料的切削速度vc=15m/m i n左右，若是經過熱處理調質的材料，vc應低一些。進給量（liàng）f=0.05～0.08mm/r左右（yòu）。

2. 鑽好大深孔的（de）關鍵

在車床上鑽大直徑的深孔，這類工件（jiàn）大多數是空心（xīn）活塞杆、空心細長軸、機床主軸等。它們的孔徑為ϕ30～ϕ60mm，孔深達（dá） 1 000～2 500mm。使用麻花鑽（zuàn）頭鑽這些孔的風險是鑽頭易研傷、折斷、退刀脫落在孔中不易取出。還因排屑困難和多次退出排屑，不易冷卻潤（rùn）滑。由於鑽頭直徑大、軸向切削力大，不利於用車床床鞍自（zì）動走（zǒu）刀進給。所以，一般沒有掌握操作技術的人員都望而卻步。但是隻要按下（xià）麵的操（cāo）作技術（shù）要領去做，就能順利地把大深孔鑽出。

（1）鑽頭。采用標準麻花鑽頭，應把鑽頭（tóu）的橫刃磨（mó）窄，寬度b=（0.04～0.06）d0，d0為鑽頭直徑。這樣會增大鑽心處前角（jiǎo）和（hé）減小軸向（xiàng）切削力。但在刃磨鑽頭時，最好把（bǎ）鑽型（xíng）磨成三（sān）尖七刃群（qún）鑽型，它的好處是鑽頭定心好、能分屑、切削力和軸向切削力小與散熱好，但（dàn）擴孔鑽（zuàn）頭還是采用原來的鑽型。在鑽孔時，為了防鑽頭無（wú）容屑槽（即錐柄左麵的圓（yuán）柱部分）的那段圓（yuán）柱，因此部（bù）分未淬火而同時也是45鋼，易與（yǔ）孔壁摩擦（cā）、研傷和把鑽頭研掉在孔中，不（bú）易取出。所以在鑽頭使用前，應把此段外圓磨小0.5～1.5m m。這樣就算有時在退刀排屑時把鑽頭掉在孔中（zhōng），也很容易取出。

（2）鑽杆。鑽孔的深度為1000mm以上（shàng）時，應製作兩根鑽杆。一根長度（dù）約為1/2孔深，另一（yī）根為（wéi）孔的全長加上在車床方刀台裝夾的長度，並將此部分（fèn）銑扁而便於裝夾。鑽杆的直徑應比鑽頭的直徑小0.3～0.6mm。為了減小切（qiē）屑碎末對鑽杆外圓表麵的拉傷，應對鑽杆外（wài）圓表（biǎo）麵進（jìn）行滾壓加工，以提（tí）高其表麵硬度和光滑程度。

（3）鑽（zuàn）孔。把工件安裝在卡盤和中心架中，先用車床尾（wěi）座和大直徑中心鑽鑽一（yī）個大的定位孔，再用相同直徑的標準鑽頭鑽一個（gè）盡（jìn）可能深的導向孔。然後把短的加（jiā）長（zhǎng）鑽杆安裝在車床方刀台（tái）上（shàng），並使鑽（zuàn）杆軸心與工件軸線同軸，在鑽杆錐孔內裝緊已磨好的鑽頭後（hòu）即可鑽孔。鑽孔時，在床鞍前麵的大導軌上（shàng）放一方鐵塊，以確定鑽孔深度鑽頭的位（wèi）置

切削（xuē）速度（dù）vc根據工件材（cái）料的性能來選擇（zé），一般鋼材vc=15～20m/min，要是合金調質鋼，vc就應低一些。進給量f=0.2～0.35m m/r。每次自動（dòng）進給長度約等於（yú）或（huò）小於鑽頭直徑後，就必須退出鑽（zuàn）頭進行排屑與潤滑（huá）（包括鑽杆外圓）。第二次快速進給（gěi）移動大拖板到鐵塊（kuài）前2m m左右，停止快速後改為自動進刀鑽削。重（chóng）複上述操作鑽到終點。如孔還很深，換上長鑽杆（gǎn），重新設置定位鐵塊位置，還按上麵的（de）操作方（fāng）法，把孔鑽至要（yào）求。

（4）擴孔。對孔徑為（wéi）ϕ40m m以下的深孔，可以一次走（zǒu）刀鑽出而不必擴孔。對孔（kǒng）徑為ϕ45m m以上的深孔，最好先鑽一個ϕ30～ϕ35mm的孔，再用要（yào）求孔徑的鑽頭再擴孔一次，這樣可使車床床鞍走刀輕鬆。擴孔時，還（hái）用原來的鑽杆，鑽頭采用普通鑽頭（tóu）的鑽型，每次走刀長度約為鑽頭直徑的1.5～2倍，進給量f=0.3～0.4mm/r。還是在床鞍前麵的大導軌上放一鐵塊，以（yǐ）防止鑽頭撞到切削表麵（miàn）上而損壞鑽頭。同樣及時（shí）退出鑽頭排屑與潤滑。

（5）注（zhù）意的問題。每次走刀鑽孔的（de）深度一定要嚴格控製（zhì），切不（bú）可疏忽大意；每（měi）次進刀時，切記不（bú）要使（shǐ）鑽頭撞到切（qiē）削（xuē）表麵上（shàng），以防鑽頭折斷；退刀排屑後，一定要把鑽杆上的碎屑清理幹淨，並塗上潤滑油，以防研傷鑽杆；如（rú）果在（zài）退刀時（shí）鑽頭掉（diào）在孔中，這時把車床主軸掛（guà）在空（kōng）檔位置上，用手搬轉卡（kǎ）盤和同時向前搖動大拖板手（shǒu）輪，使鑽柄的扁頭對正鑽杆的扁槽中，向前撞緊鑽頭，再開車退出。

（6）用扁鑽鑽純（chún）銅小孔（kǒng）可防（fáng）止鑽頭折斷。純銅也即人們常說的紫（zǐ）銅，由於它的硬（yìng）度很低（ 3 5 H B W ）、塑性很高（δ=50%），切（qiē）削時塑性變形大，其（qí）切削加工性也（yě）很（hěn）差。鑽如（rú）圖2所示（shì）的ϕ0.5mm噴嘴（zuǐ）小孔時，由（yóu）於（yú）變形大的切屑堵塞在麻花鑽（zuàn）頭容（róng）屑槽中，不易排出，極易（yì）造成鑽頭折斷在（zài）孔（kǒng）中，很難將孔（kǒng）鑽成。

圖（tú）2 純銅噴嘴

為了防（fáng）止鑽頭折斷在（zài）孔中，可自製如圖3所示的扁鑽。由於它（tā）的韌性很（hěn）好，因此鑽頭（tóu）不會折斷，就能放心地把孔鑽出。

圖3 小扁鑽頭

此ϕ0.5mm扁鑽，是用ϕ0.4～0.45mm的鋼絲做成。現將一段長（zhǎng）約40mm的鋼絲，用手錘把前部砸扁，刃磨出120°的鋒角，後角α0=6°～8°，副後角α′0≈4°左右。在這之前磨出（chū）對稱的前刀麵，並使前薄後厚，以（yǐ）增強剛度和強度。鑽ϕ0.5m m小孔時，先用中心鑽在工件端麵鑽一個定位坑，把扁鑽夾在鑽夾頭中，用 n ＞ 1200r/min的轉速鑽孔，每次進刀鑽深0.5mm左右，就退刀排屑與潤滑，就可在很短的時間把孔鑽透，不（bú）必擔心鑽頭（tóu）折斷的問題。

3. 用刀杆支承套在車床上（shàng）鏜削台階（jiē）深孔

在車床上車削長徑比大於（yú）5的深孔，由（yóu）於懸臂刀杆剛度差，車削時振動嚴重，已加工表麵振紋大，切削（xuē）時切削用量小，加工效率低，成（chéng）為（wéi）車（chē）削的一（yī）大難題。為此就（jiù）采用（yòng）了如圖4所示的工裝，增大了刀杆的剛度，就可一次（cì）走刀車好工件（jiàn）中間的（de）長台階孔，車削了（le）幾百件，質量均符（fú）合圖樣Ra=3.2μm的要求，加工效率是懸臂刀杆車削的幾（jǐ）十倍。

圖4 車削台階深孔

1.前支承套 2.工（gōng）件 3.壓刀螺釘（dìng） 4.後支承套 5.方刀台壓刀螺釘 6.刀頭 7.刀杆

此工件為較大鑄造殼體（tǐ），材料為1C r18N i9，兩端為圓盤形法蘭，中間一側為長（zhǎng）槽開口。車削時，先用三爪自定心卡盤撐夾住工件（jiàn）左端和用孔堵及中心孔支承工件右端，車好兩端法蘭盤（pán）外圓（yuán）。

然後用三爪自定心（xīn）卡盤夾住工件左（zuǒ）端法蘭外圓，工件右端用（yòng）中心架支承，分別車好兩頭端麵和兩端短內孔。這樣一批工件車好後，專門安排一工序用專用刀杆（gǎn）和支承套車削中間長台階孔。在車削中間長台（tái）階孔前，先（xiān）在兩端短孔中各配作（zuò）一個鑄鐵套，內孔與刀杆外圓（yuán）滑動配合，製作一根左端直徑d=55mm，右部直徑（jìng）為60mm的長（zhǎng）刀杆，在右（yòu）端頭部銑扁，便於安裝在車床方刀台（tái）上（shàng），中間鑽橫（héng）孔（kǒng）安裝刀頭和（hé）壓刀螺釘。

車（chē）削中間長孔時，先將工（gōng）件左端（duān）支承套裝（zhuāng）入工件孔中，再將工件安裝在車床卡盤和中心架中，在（zài）刀杆右部套裝上右支撐套（tào），並調整刀頭伸出長度h=（D－d ）/2。然（rán）後將刀杆（gǎn）連同右支承套（tào）插入工件孔和（hé）左支（zhī）承套中，用刀墊調整刀杆高（gāo）低並固（gù）定在方刀台上，使刀杆在（zài）兩支承（chéng）套中自如滑動（dòng），即可開動車（chē）床使工件旋轉，開始自動走刀車削，直到工件孔深度為止。最後用床鞍向右移動，從工（gōng）件孔中退出刀杆（gǎn）和（hé）右支承套，卸下工件和左支承套，完成整個工件的車削（xuē）。

車削第（dì）二件時，隻需在工件孔（kǒng）中裝上左支承套，安裝工件，插入（rù）刀杆（gǎn）和（hé）右支承套（tào）後，即可開始走刀車削。此方法的特點是，由於刀（dāo）杆兩端用套支承（chéng），大大提高（gāo）了刀杆的剛度，切削深度最大時達到13mm，刀杆在切削時也無振動，不僅保證（zhèng）了工件表麵粗（cū）糙度值（zhí），同時也使孔的（de）相互位置提高，其車削效率比傳統方法提高了幾十倍。

4. 結語

上述（shù）幾例都是典型（xíng）深孔的加工經驗，各有其（qí）技術特（tè）點。隻要充分認識（shí）和掌握操作相關技術，就會使難而不難，完成（chéng）各自的順利加（jiā）工。

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