深孔加工技術（shù）已在國防工業（yè）、石油采掘、航空（kōng）航（háng）天、機床、汽車等行業獲得相當廣泛的應用（yòng）, 且由於其高效、高精度等優越性（xìng）, 深孔加工技（jì）術也（yě）在（zài）某些零件的淺孔加（jiā）工中得到應用。近年來, 深孔加工技術的發展很（hěn）快, 我國機械製造加工業對深孔加工技術的研究也取得了長足的進步（bù）, 如將深孔鑽削與（yǔ）低頻振動切削結合起來形成的深（shēn）孔振動鑽削技術; 噴吸鑽係統、單（dān）管內排屑噴吸鑽（zuàn）( SED) 係統、槍鑽（zuàn）係統、BT A 鑽（zuàn）削係統、深孔（kǒng）套（tào）料鑽削（xuē）係統等也都有相應（yīng）的（de）研究和創新。我所多年為一直致力於深孔加工技術的研究, 在深孔機床和鑽、鏜削刀具的設計製（zhì）造方麵, 在深孔鑽削技術的改進和排屑係統方麵均作出了較為滿意的成果, 現僅對內排屑小（xiǎo）深孔加工技術的（de）發展和我們所獲得的成果（guǒ）介紹（shào）如下（xià）。

      國內外小深孔加工技術的發展現狀

      據情報檢（jiǎn）索, 目前（qián）世界上利用（yòng）外排屑( 如槍鑽)深孔鑽削（xuē）技術, 可鑽削的孔徑小（xiǎo）到Φ2 mm。而內（nèi）排屑深孔鑽削的孔徑很少（shǎo）有小於Φ16 mm 的, 且（qiě）多數（shù）仍采用傳統的BT A 鑽削（xuē）係統。由於槍鑽結構為不對稱形狀（zhuàng）, 質（zhì）心偏離中軸（zhóu）, 這給製（zhì）造、重磨都帶（dài）來一定的困難, 也使造價增高。

      另外, 其結構剛度（dù）和扭轉強度低( 同直徑的（de）圓形（xíng）鑽杆扭轉剛度是槍鑽的2. 3 倍) , 使其使用的鑽削速（sù）度降低（dī）, 進給量小。采用單管內排屑噴吸鑽( SED) 鑽（zuàn）削係（xì）統, 鑽削小深孔（kǒng）直徑可小到Φ3. 7 mm。我工藝所采（cǎi）用SED 技術, 進行了孔徑( mm)  16、 12、Φ10、Φ8、Φ7. 62、Φ5. 7、Φ3. 7 的小深孔鑽（zuàn）削加工（gōng）, 鑽削過程平穩, 排屑流暢, 孔的尺寸形狀精度和孔壁（bì）表麵粗糙度均能滿意, 在上述孔徑範圍（wéi）內, 完全可以替代槍鑽（zuàn）對小深孔進行鑽削（xuē）加工。由於其剛度好, 可加（jiā）大進給量和鑽削速度, 使生產效率、鑽孔質量和經濟效益均有所提高, 顯示了一定的技術優勢。

      小深（shēn）孔加工技術的（de）難點和對策

      深孔鑽削加工就有相當的難度（dù）, 內排屑小深孔鑽削的難點就更加突出, 主要表現在以下幾個（gè）方（fāng）麵:

      1. 排屑困難

      內排屑小深孔（kǒng）鑽削時的切屑, 要經（jīng）過鑽杆內的排屑通道排出, 孔（kǒng）徑越小, 其排屑就越困難。例如, 要鑽（zuàn）削Φ8 mm 的深孔, 鑽杆外徑（jìng）是Φ5. 2 mm, 鑽杆內徑僅有Φ4～4. 2 mm, 而鑽杆長一般達500～1 500mm。因此, 在（zài）鑽削過（guò）程中, 發生堵屑是經常的。為使排屑流暢, 鑽頭（tóu）切削刃上設計出合理的斷屑和分屑台, 保證可靠斷屑十分重（chóng）要。但小（xiǎo）深孔的進給量很小, 實現C 形斷屑對於（yú）某些韌性材料是不可能（néng）的,鑽屑常常是柔軟的小帶（dài）狀（zhuàng）, 鑽削（xuē）過程中作為冷卻和衝刷切屑的切削液壓力產（chǎn）生（shēng）波動或壓力下降時, 切屑瞬時滯流、折疊而堵塞, 進而導致鑽刃（rèn）損壞和鑽（zuàn）杆扭斷。為徹底解決這一問題（tí）, 可以從斷屑和排屑兩方麵采取措施。最（zuì）有效的斷屑方（fāng）法是采用振動斷屑技術（shù）[ 1] , 能穩定地得到所需要的切削形狀。

      增加切削液對鑽屑的排屑作用力, 是SED 鑽削係統的特點（diǎn）, 如圖（tú）1 所示, 高壓切削液一路進入授油器（qì）, 潤滑冷卻鑽（zuàn）削區和刀具, 並以（yǐ）3 MPa～4. 5 MPa的壓力（lì）迫使切屑進入排屑通道, 並將切屑推出; 另一路切削液進入可調式負壓抽屑（xiè）裝置, 形成負（fù）壓, 對切屑產生吸力, 吸（xī）出切屑。切屑在推和吸的雙重作用下能順利排出。實踐證明, 即使鑽屑呈帶狀, 且從鑽削（xuē）開始（shǐ）到加工結束一直保持連（lián）綿不（bú）斷, 都能保證排屑流暢順利。

      2. 鑽杆剛度不足

      深孔鑽削的鑽（zuàn）杆細而長, 小深孔鑽削的鑽杆更是細長, 其剛度很低, 因此, 在設（shè）計小深孔（kǒng）刀具時, 應當盡可能提高刀具( 包括鑽頭和鑽杆（gǎn）) 整體的剛度。在傳統設計中, 鑽杆與鑽頭采用了方牙螺紋聯接方式( 見圖2) 。這（zhè）要在管壁很薄的鑽杆上（shàng）切出方牙螺紋, 勢必更使細長鑽杆的強度和剛度下降。如鑽削Φ5. 7mm 深（shēn）孔, 鑽杆外（wài）徑隻能取（qǔ）Φ4mm, 在壁厚不足1mm 上再挖去一個方牙螺紋的深度0. 25 mm, 螺紋聯接（jiē）處的強度（dù）和剛度大大下降, 在鑽（zuàn）削中, 鑽杆常在螺紋聯接處扭斷。即使用小進給量以降低鑽削扭矩, 也不能防止扭斷事故。為解決這一問題, 對於鑽削孔徑Φ12mm 以（yǐ）下孔的鑽杆和鑽頭的聯接, 可采用圖3 所示的3 種方法（fǎ）。

      圖3a 是將鑽頭和鑽杆做成90°鈄（tǒu）口, 用低溫銀焊( 有時也用銅（tóng）焊) 或粘接將（jiāng）鑽（zuàn）頭和鑽杆聯接。圖3b 是將鑽頭的鑽柄直徑車（chē）小（xiǎo）, 鑽杆聯接處的孔徑鏜（táng）大（dà）與鑽柄（bǐng）裝配（pèi）成一（yī）體, 再（zài）在接縫處用低溫（wēn）焊接或用粘接固定。圖3c則將硬質合金刀片做成了“T ”型端麵, 而在鑽杆上相應銑出“T ”型溝槽（cáo）,將刀（dāo）片插入粘接固定。這3 種方法經多（duō）次試驗（yàn）, 均比方牙螺（luó）紋聯接的強度和剛度要（yào）好, 可適當加大小深孔鑽削時的進給量, 生（shēng）產效率也得到相應的提高。

      3. 製造困難

      鑽杆和鑽頭若采用傳統的螺紋聯接, 要在鑽削小深孔的刀具鑽杆孔內車製方牙內螺（luó）紋, 螺紋車刀要比鑽杆內（nèi）徑還要小, 並且（qiě）要刃磨出有嚴格（gé）尺寸的刀刃; 方牙螺紋的螺距大, 車製時又不能直觀加工狀況, 操作很困難。鑽頭部的製造更（gèng）為困難, 除在（zài）柄部車削出（chū）方牙螺紋（wén）外, 還要在直徑不大的刀頭上銑削（xuē）出供裝焊硬質合金導條和刀片（piàn）的凹槽和一個排屑通道（dào）。之後（hòu）, 硬（yìng）質合（hé）金導條、刀片與刀頭體的高溫焊接還會引起過熱、變（biàn）形。因此, 製造出合格的小深孔鑽削刀具在工藝、操作上是有相當技術（shù）難度的。采（cǎi）用圖3 所（suǒ）示的措（cuò）施後, 使製造工藝相對簡單多了。鑽頭部的製造全部改用（yòng）粉末冶金硬質合金（jīn）小鑽頭, 隻要一次性（xìng）投資, 製作出一（yī）個粉末冶金小鑽頭的（de）模具, 就可得到鑽削（xuē）小深孔的硬質合（hé）金鑽（zuàn）頭的刀坯, 工藝簡單, 且刀具的重磨（mó）性好, 正常使用（yòng）能（néng）重磨3～4 次, 在總體上（shàng）使刀具成本下降。我們把（bǎ）這種全新結構的小深孔刀具稱為單管內排屑噴（pēn）吸鑽（zuàn）。

      4. 小深（shēn）孔鑽削時的切（qiē）削（xuē）速度和（hé）機（jī）床

使用硬質（zhì）合金（jīn）加工刀具切削（xuē）一（yī）般合（hé）金鋼材的切削速度最低在70m/ min, 而我國過去生產（chǎn）的小深孔加工機床, 一般最高轉速為2 500r / min, 且不能進行無級變速（sù）和無級進給, 顯然不（bú）能適應（yīng）小深孔（kǒng）鑽削的工藝技術要求。1992 年我所自己設計並組織生產了ZK2116 ×2 型數控雙軸深孔鑽床( 內、外排屑) 和ZK2112 型數控深孔鑽床, 最高轉速達到6 000～10000 r/ min。尤其是ZK 2112 型數控鑽床（chuáng）, 具有深孔鑽削加（jiā）工的3 種運動方式: 1) 工件轉動, 刀具進給; 2) 工件轉動（dòng）, 刀具轉動並進給; 3) 工件不動, 刀具轉動並進給。這種機床還帶有負壓（yā）抽吸裝置。這種新型機床（chuáng）的開發, 拓寬了深孔加工的範圍, 也可把深孔加工技術提高到一個新的水平（píng）。

      GT 、CAD 技術在深孔加工中的應用

　　利用當代計算機工具發展起來（lái）的成組技術（shù） ( GT ) 和計算機輔助設計( CAD) , 大大（dà）推動了機（jī）械加工技術的進步。在（zài）推進小（xiǎo）深孔加工技術的進步（bù）和（hé）發展方麵, 成功地采用GT 、CAD 的報導也（yě）很多（duō）。如對深孔刀具及其輔具利用GT 技術建立分類（lèi）編碼係統, 並在此基礎上開展相應的CAD 係統軟件的研製開發, 為深孔刀具的係列化、標準化奠（diàn）定基（jī）礎。同時, CAD 軟件的研製和應（yīng）用, 使深孔（kǒng）鑽的設計過程通過（guò）計算（suàn）機實（shí）現（xiàn）, 不僅大大提高了設計速度, 還避免和（hé）減少了設（shè）計中的錯誤。我院（yuàn）工藝研究所在利用GT 和CAD 技術方麵也取得了很好的成果, 成功地開發出了設計深孔刀具的CAD 係統, 能利用CAD係統對槍鑽、單管內排屑噴吸鑽、機夾深孔鏜刀等（děng）等深孔加工刀具進行設計和選型。