摘要：孔軸線偏斜問題是我車（chē）間主軸深孔鑽削存在的一個技術問題，本文首先對深孔鑽削進行了切削狀態（tài）分析，並對鑽削時產生（shēng）孔軸線偏斜的原因進行（háng）了簡單分析，找出了其影響因素，並提（tí）出（chū）了控製孔軸線偏斜應采取的措施（shī）。

      關鍵詞：深（shēn）孔鑽削  偏斜   措施

      一、深（shēn）孔鑽削特點及切（qiē）削狀（zhuàng）態分析

    1、深孔鑽削的工藝特點：

    1）、中心刀片在幾個刀片中，它的切削條件最差，刀片所（suǒ）承受的切削力最大，擠壓最為嚴重，卷屑、斷屑困難，容易崩刃，因此，應減小中（zhōng）心刀片的前角和刃（rèn）傾角（為負值），增強內刃的強度，應縮短中心（xīn）刀片與其它刀片的軸（zhóu）向距離，以便加強切削的穩定性，減輕中心刀片的切削負荷。

    2）、中間刀片的切削速度高於中心刀片而低於外刀片，切（qiē）削條件較中心刀片要好（hǎo），但（dàn）由（yóu）於刀片突出（chū）刀體較多，刃體的左右兩側又磨有側後角，刀片強度較低，容易崩刃（rèn）。

    3）、外刀片的切削速度（dù）和扭矩都是最大的，它是（shì）加工孔壁質量好壞的關鍵（jiàn）刀片，為保護外刀片，必須讓徑向合力壓向導向塊，使之緊貼孔壁，穩定鑽削，加（jiā）強導向作用（yòng）。反之，若徑向合力壓向外刀片，不僅容易打刀，而且容易將孔鑽偏。為加強導向，外（wài）刀（dāo）片（piàn）和導向（xiàng）塊可磨出很小倒（dǎo）錐或不磨倒錐（zhuī），為保（bǎo）證外齒的強度，外刀片的（de）副（fù）切削刃應磨有棱（léng）帶。
從深孔鑽削（xuē）的（de）特點（diǎn）和鑽頭的切（qiē）削狀態來看，深孔鑽削難度高，工作量大，被加工孔的（de）質量（liàng）不易控製，在鑽削過程中容易出現孔軸線偏斜的情況。

    二、深孔（kǒng）鑽削時孔軸線偏斜產（chǎn）生的原因

    先簡要介紹一下我們（men）的深孔加工設備，我們加工主軸深孔的設備是德州機床有限公司生產的T2120型深孔鑽鏜床，它主要用於鑽、鏜削通孔、也可以進行光整滾壓加工。在排屑方式上，鑽削時采用（yòng）內排屑方式，鏜削時采（cǎi）用前排屑方式。

機床的主要（yào）技術規格為：
鑽孔直徑範圍（wéi）         φ40－φ80
鏜孔（kǒng）最大（dà）直徑          φ200
最（zuì）大加工（gōng）深（shēn）度        1000-2000mm
主軸轉速範圍        61-1000r/min
進給速度範圍        5-1000mm/min

    工件的裝夾方式為：

    鑽削時，工（gōng）件的前端采用三爪卡盤裝夾，工件（jiàn）的尾端是通過授油器上的錐盤頂緊並定心，同時起（qǐ）密封作用。
主運動是工件旋轉的（de）加工方式，刀具沿工件軸線做進（jìn）給運動。

    在（zài）主軸深孔的實際鑽削加工中，經過長時間（jiān）的觀察、分析、比較，測量，基本上有如下因素對孔軸線偏斜產生影（yǐng）響：

    1、導向套偏心或間隙過（guò）大對孔（kǒng）軸線偏斜的影響

    深孔刀具大都采用“偏心切削”，即鑽尖不在鑽心，徑向切削力通過導向塊壓（yā）向（xiàng）孔壁，深孔鑽頭在剛開始（shǐ）切削時並且導向塊未進入工件孔之前（qián），刀（dāo）具的徑向平衡完全依靠導向（xiàng）套，而導向孔偏心或間隙過大（dà），勢必在一開始（shǐ）切削是就造成刀具傾斜，如圖2所示，雖（suī）然這種偏斜值可能非常小，但會隨著（zhe）刀（dāo）具在軸線方向上的進給而有規律（lǜ）地延伸。
       

      2、工件端麵傾斜對孔軸線（xiàn）偏斜（xié）的影響

      在深孔鑽削中，傾斜的（de）工（gōng）件端麵對（duì）孔加工（gōng）的精（jīng）度特別是對孔軸線偏斜（xié）的影響（xiǎng）較大，其原因是在入鑽時鑽頭切削傾斜的工件端麵導（dǎo）致切削條件不穩定。在加工如（rú）圖3所示的工件時，在取定鑽頭的外刃餘偏（piān）角β後,隨著傾斜角θ的不同，入鑽時的切削麵積也相應改變。

當傾斜角θ小於鑽頭外（wài）刃餘偏角β時，鑽心最先接觸工件（見圖4-a）
當傾斜角θ等於鑽頭外刃餘偏角β時，鑽頭的外刃幾乎同時切（qiē）削工件（見圖4-b）
當傾斜角θ大於鑽頭外刃餘偏角β時，則隻有外刃（rèn）的外部與工件接觸（見圖4-c）
           
 

       如圖4所示的陰影部分是工件和（hé）刀具相對運動一周（q=1）後切（qiē）去的金（jīn）屬橫截麵，無論哪種情況，入鑽時外刃切削是斷（duàn）續的，切削麵積（jī）是不斷變化的，當θ≠０時，分於鑽尖兩側外刃和內刃上所承受的徑向力、軸向力的設計平衡被（bèi）破壞，加劇“偏心切削”和（hé）軸向力F作用在鑽頭頭部（bù）的偏轉力矩，造成入鑽時刀具的傾斜。

      3、鑽杆的剛度（dù）及鑽杆支承的（de）位置（zhì）對孔（kǒng）軸線偏斜的影響。

     在軸向力F的作用（yòng）下，鑽杆（gǎn）將發生彎曲，造成入鑽傾斜角，該傾斜角值的（de）大小取決於鑽杆的剛度和鑽杆支承的位置。

      4、刀具的幾何參數對鑽孔軸線偏（piān）斜的影響。

      在刀具的幾何參數中，對鑽孔軸線偏斜影響最大的是導向塊與副切削刃的位置角、鑽頭的偏心（xīn）量、內外角以（yǐ）及各錯齒切削負荷承擔量的大小（xiǎo）等，一般（bān）要求切削刃（rèn）的合力必須壓向導向塊，保證鑽頭的穩（wěn）定度。但是當徑向合力壓向外刀片的副切削刃這一邊時，會使副切削刃切入工件，造成刀具（jù）中（zhōng）心偏離回轉（zhuǎn）中心，隨著加工深度的加大，這種側壓力愈來愈大，偏斜（xié）也隨之加大。

      5、深孔鑽頭自身（shēn）導向塊分布和形狀質量的（de）影響。

      由於（yú）深孔的長徑比大，鑽杆細而長（zhǎng），剛性較低，易產生振動，並使鑽孔偏斜，因（yīn）此導向塊形狀和質量（liàng）好壞的影響也不容忽視。對我們的φ52深孔鑽頭而言，它是以兩個導向塊和一個副切（qiē）削（xuē）刃的結構確（què）定其徑向尺寸，這（zhè）樣刀具可以在工件孔（kǒng）內三點定圓，自行（háng）導向。導向塊的分布原則是（shì）要求徑向合力作（zuò）用在兩導向塊（kuài）之（zhī）間，作用在各個導向塊上單位麵積（jī）的壓力應最小，並（bìng）且（qiě）最好兩塊導向塊的壓力相等，以保證穩（wěn）定切（qiē）削和導向塊的磨損（sǔn）均勻。如果導向塊磨損不均勻，甚（shèn）至在鑽削（xuē）過程中損壞，都（dōu）會對孔軸線產生影響（xiǎng）。另外，導向塊不能太短，太短的導向塊起不到導向（xiàng）的作用。

      6、其它影響因素

      深孔鑽（zuàn）削時影響孔軸線（xiàn）偏移的因素除（chú）上述主要因素外，還有許多隨機性（xìng）的影響因素，如：

 工件材料的硬度不均勻，有硬質（zhì）點等
鍛造和熱處理後的不均勻殘餘應力等。
冷卻潤滑壓力（lì）的脈（mò）動，進給量不均勻等使切削厚度發生變化。
斷屑、排屑情況的變化，切屑的短時間堵塞（sāi）。
機床（chuáng）振動和外部振動的幹擾等。
 

      這些隨機因素是通（tōng）過切削（xuē）力的波動而造成加工孔軸線的偏斜，雖然它們單獨偶爾出現的影響極小，但（dàn）當（dāng）多因素大量出現時，卻具有不可忽視的影響。

      三、控製深孔鑽削孔（kǒng）軸線偏斜量的（de）辦法

      如前所述，鑽削過程（chéng）中影響孔軸線（xiàn）偏斜的因素很多，剛（gāng）開始鑽削時由於導向套誤差，鑽頭受（shòu）力（lì）不均而產生孔軸線徑向偏移。隨（suí）著鑽孔深度的增加，在切削力的（de）作用下，由於鑽杆剛度不（bú）足（zú）、鑽頭導向的受力分布及質量好壞（huài）等諸多因素的影（yǐng）響，造成（chéng）孔軸線（xiàn）偏斜（xié）的加劇。因此，需要采（cǎi）取有效的措施來減小或抑製深孔鑽削過程（chéng）中孔軸線的偏斜。

    1、選擇最佳的切削方式

     在實際加工中，工件旋轉的加工方式，無論（lùn）從鑽削的穩定（dìng）性還是孔軸線的（de）偏斜情況都要比刀具旋轉的加（jiā）工方式要好。所以應選擇工件旋轉，刀具（jù）進給（gěi）的加工（gōng）方式。

     2、合理選擇刀具幾何參數

    在選擇導向塊位置角時，首（shǒu）先要考慮鑽頭的穩定度，保證鑽頭穩定度（dù）大於（yú）1；在選擇刀具幾何角度（dù）和各個刀片的切（qiē）除量時，首先要考慮徑向切削力的平衡性，徑向合力要指向導向塊（kuài），盡量減少（shǎo）切削力對鑽頭頭部的力矩，減少刀具（jù）入（rù）鑽傾斜角。

     3、提高被加（jiā）工（gōng）件的（de）幾何質量和物理質量

    幾何質量主要是（shì）指（zhǐ）被加（jiā）工工件表麵的幾何尺（chǐ）寸，要求工件（jiàn）毛坯外圓和（hé）端麵要（yào）粗車，並（bìng）保證端麵和外圓軸線垂直，這樣可以減小工件離心力，保證入鑽時鑽頭與工件端麵的垂直。物理質量主要是指（zhǐ）被加工工（gōng）件材料的質量（liàng）。在深（shēn）孔鑽削前，應先進行調質或時效處理，減小工（gōng）件（jiàn）因硬度不勻和殘餘應力對鑽（zuàn）孔軸線偏斜的影響。

     4、提高導向精度

     導向精度取（qǔ）決於授油（yóu）器中心與機床回轉中心的同軸度及導向套內外麵的同軸度和導向孔與鑽頭的配合精度，導向套材料最好選用高（gāo）強度合金剛，淬火硬度在HRC55以（yǐ）上，增強耐磨性，提高導（dǎo）向套導向精度的保持能力。

     5、提（tí）高鑽杆剛度

    鑽（zuàn）杆的剛度對孔軸線偏斜（xié）量的影響至關重要。如（rú）何提高鑽杆剛度是改善深孔鑽削過程（chéng）中孔軸線偏斜量的一個（gè）重要因（yīn）素，為提高（gāo）深孔鑽削的剛度，除在頭部設有導向套外（wài），在鑽杆中部可（kě）附加安裝1-2個中間支撐架，支（zhī）撐架可沿導軌滑動，直至鑽孔工序完（wán）成（chéng）。試驗證明，應用中間支撐架可使鑽孔（kǒng）偏斜量減小。如圖5所示為對45＃鋼（gāng）主軸鑽孔，其鑽孔直徑d=52mm，切削轉速（sù）n=240r/min，進給量（liàng）f=0.20mm/r帶中間支撐架和不帶中間支撐架時的孔軸線偏斜量的比較曲線。由該（gāi）曲線可知，不用中間支（zhī）撐架時，鑽孔深度400mm處孔軸線（xiàn）偏斜量可達0.5mm，而采用中間支撐架時，在同樣（yàng）條件下孔軸線偏斜量僅為0.2mm.由此可知，用中（zhōng）間（jiān）支撐架對改善深孔鑽削孔軸線偏斜量有（yǒu）一定的（de）作用。
 
                
  

     6、選用合（hé）適的減振方式

    減小切削振動，可以提高刀具耐用度，減少鑽削中孔軸線偏斜。對於內排屑係統減（jiǎn）振效（xiào）果較好，因為切削液通過已加（jiā）工孔壁與鑽杆外圓之間的環形空間均勻流入，對鑽杆形成柔性支撐，可以（yǐ）減振吸振。除（chú）此之外，在鑽杆上附加（jiā）減振裝置，也（yě）可以有效地抑製振動。 （本文來自：沈一車床廠技術部工藝室（shì） ）