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槍鑽技術在普通鏜（táng）床深孔加工中（zhōng）的應用

2021-9-15 來（lái）源（yuán）：中車四方（fāng）車輛（liàng）研究所（suǒ）有限公司作（zuò）者：牟信虎李（lǐ）毳

摘要：本文針對槍（qiāng）鑽技術工作原理、基礎結構、加工（gōng）優勢等內容（róng）展開分析，結合槍鑽設備的選擇、鑽尖參數的控製、引導孔（kǒng）的加工、切削參數控製、槍鑽係統安裝、係統試切削等技術應用要點，通過研究做好（hǎo）機床找正工作、加強失效模式處（chù）理、設備的日常養護管理（lǐ）等技術應用階段（duàn）的（de）注意事項，其目（mù）的在於提（tí）升普通（tōng）鏜床深孔加工質量，加快加工過程的（de）施工速度。

關鍵詞（cí）：槍鑽技術；基礎結（jié）構；普（pǔ）通鏜床；加工優勢

從目前市麵中的流通（tōng）情況來看，小直徑深孔類型的產品數量也（yě）在增加，這對於（yú）車床的加工精度要求也在提升。槍鑽技術在應用初期主要是在兵（bīng）器加工中（zhōng）使用，現在也在（zài）不斷推廣於其他領域。通（tōng）過將槍鑽技（jì）術應用到普通鏜床深孔加工（gōng）當中，不僅可以加

快結構加工速度，而且對（duì）於加工精度的提升也有著積極地意義。

1、槍鑽（zuàn）技術基（jī）礎內（nèi）容論述

1.1 工作原理

槍鑽技術在（zài）應用過程中，主要的工作原理如下（xià）：槍鑽（zuàn）設備（bèi）的柄部會直接夾持在機床的主軸位（wèi）置處（chù），而鑽頭則會在（zài）導引孔和導套的引（yǐn）導下，直接輸入（rù）到工件結（jié）構的表麵以下，在（zài）進入到結（jié）構表麵下方之後，鑽（zuàn）刃結構具備較強的獨特性，其在繼續鑽進的過程中可以起到（dào）自（zì）導向的作用，這也在很大程度上提（tí）高了結構（gòu）的（de）切削精度。而（ér）切削過程中的冷卻液也（yě）會通（tōng）過鑽頭中間的通道（dào）到達指定的切削位置，所產生的切（qiē）屑則會從排屑（xiè）槽內順利（lì）帶出工件內部，而且在此過（guò）程中也可以對背部支撐結（jié）構（gòu）進行潤滑，借此（cǐ）來獲取到良好的加（jiā）工表麵，提升應用結構的加工質量。

1.2 基礎結構

圖 1 槍鑽（zuàn）結構（gòu）示意圖

如圖 1 所示，槍鑽係統在使（shǐ）用過程中，主要由以下幾部分（fèn）應用結構組成：第一，鑽刃結構，該結構（gòu）是槍鑽係統（tǒng）中的（de）核心部分，在對結構進行切削時能夠對結構整體起到相應的（de）導向作用，經過一次（cì）貫穿處（chù）理（lǐ）後可以得到精度很高的深孔結構。在具體應（yīng）用中，鑽刃具備兩個基本度，可以結合切削工（gōng）件的實際情況（kuàng）進行選擇，從而提（tí）高選擇結果的可靠性和使用價值。第二，刀身（shēn）結構，該結構（gòu）使（shǐ）用航天工業專用鋼材進行製作（zuò），同時刀身中有 165°V 型槽，可以將鑽孔產（chǎn）生的切（qiē）屑帶出工件內部，以此來提高整個結構應用過程的可靠性和實用性。第三，驅動柄，該結構同樣使（shǐ）用航天工業材料進行製作，結構驅動柄一般以圓柱形為主，側麵則具備了兩個應用平麵，輔助結構順利進行（háng）應用作業。

1.3 加工優（yōu）勢

總（zǒng）結以往的應用經驗，槍鑽係統（tǒng）在使（shǐ）用過程中，具備了以下加工優勢：（1）適應範圍廣泛，適用於各類金屬構件的加工，而且鑽孔（kǒng）圓度可控（kòng）製在 0.005mm 以內，成孔精準度非常高。（2）鑽進過程中，高（gāo）壓切削液能夠將產生的熱量快速帶出結構外，起到了良好的冷（lěng）卻作用，而且深孔內產生（shēng）的切屑，也（yě）可以通過通道順利排放到外界，減小（xiǎo）了鑽頭鑽（zuàn）進時的摩擦力，提升了深加工過程（chéng）的（de）順暢性。（3）該技術在應用中（zhōng）具（jù）備了較強的（de）生產效率，在具體的鑽進（jìn）過程中，其進給量會控製在 30mm/min 到 120mm/min 之間，並（bìng）且可以保持持續工作的狀態，可縮減 30%的鑽進時（shí）間。

2 、槍鑽技術在普通鏜床深孔加工中的應用要點

2.1 槍鑽（zuàn）設備的選擇

圖 2 出（chū）入口直（zhí）徑和切削速度之間的關係（xì）

在槍（qiāng）鑽技術（shù）應用過程中，做（zuò）好槍鑽（zuàn）設備的選擇屬於基礎工（gōng）作（zuò）內容。在具體的（de）工作過程中（zhōng），需注意以下幾點：（1）對於加工產品的基礎（chǔ）參（cān）數進行了解，如圓孔深度、圓孔直徑、原材料硬度等，明確相互間的關聯性，如圖 2 所（suǒ）示，基於基礎（chǔ）資料來選擇相匹配的加工設備，確定槍（qiāng）鑽設備的基（jī）礎參數。（2）在普通鏜床的選擇中，可以優選臥式鏜床，此類機床主要（yào）用於產品的成孔加工，其加（jiā）工精度可以達到 IT7，搭配所選槍鑽設備（bèi）有（yǒu）著很好的應用效果。（3）設（shè）備正式使用前需要做好設備參數的調整工作，使其處於良好的工作狀態（tài），以滿足係統運行（háng）的基礎要求。

2.2 鑽尖參數的控製

如圖 3 所示，在深孔加工中會應用到普通（tōng）鏜床，結合其應用特征，在對鑽（zuàn）尖參數進行應用控製（zhì）時，應注意以下幾方麵應用內容：第一，在槍鑽切削過程中需要控製好（hǎo）外刃和（hé）內刃和鑽尖之間的偏心距（jù）和鑽尖角，使鑽頭（tóu）在鑽進過程中，其切削合力能夠作用在鑽（zuàn）頭的（de）支撐區域（yù）處，借此（cǐ）來起到（dào）擠光孔表麵的作用，為切削鑽孔工作的順利進行奠定基礎。第二，做好槍鑽受力平衡的分析工作，理論狀態下，切刃結構中的外刃切削力數值需要和內刃切削力數（shù）值保（bǎo）持相等，但是從實際應（yīng）用情況來看，存在著（zhe）切削力不對（duì）等的情況（kuàng），此時則需要確保外刃切削力大於內刃切削力，以此來確（què）保（bǎo）其合力處（chù）於待（dài）加工構件表麵，穩定鑽進過程。

圖 3 普通鏜床結構示意圖

2.3 引導孔的加工

在（zài）該環節的操作過程中，需要著重（chóng）關注以下（xià）幾點：第一（yī），先在工件上做好直徑為 10mm，深度（dù）為 5mm 的引導孔，控製好製作過程中的具體精度，提升所製作引導孔的應用效果（guǒ）。第二，根據上述參數分別（bié）加（jiā）工 φ10×1150mm×（300、600、900、1200）mm 四個等級的引導（dǎo）孔，可以根據實際（jì）需求來選擇具體應用（yòng）結構，提升引導孔應用結果的實用性。第三（sān），對於引導孔的（de）位置偏差進行（háng）處（chù）理，使其可以滿足（zú）相應（yīng）的製作需求，同時做好記錄工作，待滿足要求後進入到下一操作環節。

2.4 切削參（cān）數控製

在切削參數控製環節中，需（xū）注意以下幾點應用內容：第一，對於切削速度進行控製，在切削速度的分析中，主軸轉轉速 n 和切削速度 V 之間的關係存在以下關係：V=ndπ/1000，d 表示主軸直徑。在鑽頭進入到鑽孔當中之前，其旋轉速度應控製在 30m/min左（zuǒ）右，等待鑽頭鑽入到工件內之後，其（qí）旋轉速度可以提升到45m/min 左右，確保（bǎo）切削工作的順利進行。第二，進行切削分級，為了提升鑽（zuàn）孔（kǒng）孔徑（jìng）的精準度（dù），需要對鑽杆支撐（chēng）距離（lí）和鑽杆直徑比例控製在合理範圍內，一般情況下，該數值需控製在 45 以內，隨後將 30 倍切削直徑作為（wéi）一級，對於每一級的調整時（shí）間控製在1-3min，每一級（jí）的（de）切削時間控製在 6-10min。

2.5 槍鑽係統安裝

在槍鑽係統安裝過程中，應注意以（yǐ）下（xià）幾點（diǎn）內容（róng）：（1）對於係統安裝圖紙進行梳理，明確係統（tǒng）在安（ān）裝過程（chéng）中需要注意的相關內容，擬（nǐ）定合理的安裝（zhuāng）計劃，按照既定工序內容完成該係統的安裝工作。（2）做好各（gè）環節質量（liàng）驗收工作，對於質量不達標的作業部（bù）位，需要（yào）及時擬定合理（lǐ）措施來對其進行處理，並且等待其驗收合格之後再進行下一（yī）環節的作業，避免問（wèn）題積累的情況（kuàng）[1]。（3）建立信息監督管理係統，對於係統應用過程的具體狀態進行監督，並且設置相應的預警（jǐng）值，在數據達到預警值（zhí）之（zhī）後，係統（tǒng）也（yě）會（huì）直接作出預警，提醒相關人員及時作出處理，從而提升（shēng）處（chù）理結（jié）果的可靠性。

2.6 係統試（shì）切削

完成上述應用內容後，進入（rù）到係統應用調試階段，在此過程（chéng）中，需要做好係統試切削的相關工作，在（zài）具體的應用過程中，第（dì）一（yī），做好操作順序的梳（shū）理工作，一般情況下，係統試切削（xuē）的順序應遵循“將鑽頭引入導（dǎo）孔→啟動主軸（zhóu）開始旋轉→進給指令（lìng）的操作和停（tíng）止→停止繼續旋轉→退出係統鑽頭”的順序，采集相應（yīng）的操作數據。第二，借助三維技術建立預期（qī）模型和實際數據模型，比對模型（xíng）中的數據信息，查看鑽屑排（pái）查（chá）情（qíng）況、分級鑽進情況等，以（yǐ）此來確定已（yǐ）安裝係統的應用情況[2]。第三，根據反饋數據（jù）來完成參數調整，重新進行實驗檢測，從而提高係統切削結（jié）果的可靠性。

3 、槍（qiāng）鑽技術應用過程的注意事項

3.1 做好機床找正工作

做好機床找正（zhèng）工作（zuò），可以提升成品工（gōng）件的精準度，提高成品的製作質量。根據工件外圓、內孔同軸度的不同要求，一般采用（yòng）兩種找正方法:①使用對刀儀測量刀具相關（guān）數據，試切調整刀具位置；②在加工中心百分表找正：在簡易（yì） T 型基座孔中裝入一基準軸。將百分表座吸附於車床卡盤上，調整百分表指（zhǐ）針位於（yú）基準軸表麵，用手緩慢撥（bō）動卡盤觀察指針變化情況，並通過墊（diàn）片（piàn）手工調整 Y 軸方（fāng）向位移值，X 方向找校準棒兩側偏（piān）差值 Di，中托板手柄調整值為│(Di－D）│/2，D 為校準棒直徑。對同軸度無要求的工件孔，可直（zhí）接（jiē）在機床主軸插入一校準棒（與 T 型（xíng）基座孔基準尺寸一致的校準棒），通過校準棒與 T 型基（jī）座孔的匹配（pèi）關係找正調整。對於同軸（zhóu）度要求較高的工件，建議采用（yòng）第二種找正方法[3]。

3.2 加（jiā）強失效模式處理（lǐ）

通過加強時效模（mó）式處理（lǐ），能（néng）夠延長槍鑽係統的使用壽命，提升其工作狀（zhuàng）態的穩定性。當（dāng）槍鑽與工件回轉中心偏距過大（dà）時，鑽尖易發生衝擊，引（yǐn）起刀杆顫（chàn）動，導致疲勞失效，嚴（yán）重情況造成刀尖（jiān）碎裂（liè）的問題。為提高槍鑽使用（yòng）壽命和消除人為失效現象，應做好以下幾點:①提高刀具安裝的找正精度，保證（zhèng）槍鑽與工件具有良好的同軸度;②控製引導孔（或導向套）同軸度、尺寸公差和（hé）表麵粗糙度；③確保槍鑽處於高壓冷卻環境（jìng），推薦在車床加工中配合使用油霧（wù）脈衝發生器（qì）；④根據（jù）工件材料選用合適的機床轉速、進（jìn）給量等切削參數（shù）[4]。

3.3 設備的日常養護管理

做（zuò）好設備的日（rì）常養護管理（lǐ），可（kě）以提升（shēng）運行故障問題發現的及（jí）時性，降低潛在問題的發生幾率（lǜ）。在具體實踐中需（xū）要提前擬定好設備管（guǎn）理計（jì）劃，對於槍鑽係統、鏜床（chuáng）係統中設備維護周期、維護要點等內容做好備注，並且（qiě）按照（zhào）要求來（lái）完成相應的檢修工（gōng）作，做好相應的（de）檢修記錄（lù），不（bú）定期對於檢修計劃進行調整，以確（què）保養護（hù）計劃內（nèi）容的合理性[5]。

結束語

綜（zōng）上所述，做好（hǎo）機床找正工作，可以提升成品工件（jiàn）的精準度，加強時效模（mó）式處理，能夠延長槍（qiāng）鑽係統的使用壽命，做好設備的日產養護管理，可以提升運行故（gù）障問題（tí）發現的及時性。通過將槍鑽技術（shù）應用到普（pǔ）通鏜床（chuáng）深孔加工當中，同時做好相應的管理工作，對於提升結構作業速度有著積極地意義（yì）。

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