6種常見(jiàn)深孔加工方式

在特種鋼里鏜出鏡面一樣的深孔不是件容易事，為一根8米長(zhǎng)的鋼管打一個(gè)孔徑只有28毫米的孔更是難上加難。今天和大家聊聊軍工企業(yè)的深孔加工案例。授人以魚(yú)同時(shí)授人以漁，在本文的第二部分中，我們介紹了6種常見(jiàn)深孔加工方式。由案例到理論，本文的講解十分全面，值得一讀。

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書(shū)寫“深孔鏜”制造傳奇

炮管，作為火炮的重要組成部分，它的好壞直接決定了火炮的射擊精度和性能威力。當(dāng)炮彈發(fā)射時(shí)，炮膛內(nèi)的溫度會(huì)瞬間上升到3000多攝氏度，壓強(qiáng)上升到600多兆帕，相當(dāng)于在指甲蓋大小的面積上施加6噸的壓力，所以，用來(lái)制造火炮炮管的特殊鋼材，因其超高的強(qiáng)度，一直被稱為“鋼中之王”。 火炮炮管的制造屬于深孔加工工業(yè)，就是在強(qiáng)度超高的合金鋼上打孔，這道特殊的工藝也被稱作深管鏜孔，在所有的加工技術(shù)當(dāng)中屬于較難掌握的工藝之一，所以，要想給“鋼中之王”打孔，可不是誰(shuí)都能做到的，這樣的加工要求絲毫不差。

中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)首席技師 戎鵬強(qiáng)：因?yàn)槲覀冏鲕姽さ模?a target="_blank">產(chǎn)品不能出一點(diǎn)問(wèn)題，產(chǎn)品牽扯到戰(zhàn)士的生命，牽扯到關(guān)鍵的時(shí)候有可能是一場(chǎng)戰(zhàn)役的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。如果要是打不響、打不準(zhǔn)的話，是要命的，可以說(shuō)是天大的責(zé)任。

檢查、測(cè)量刀具、磨刀，復(fù)雜的準(zhǔn)備工序之后，戎鵬強(qiáng)開(kāi)始了一天的工作。作為中國(guó)兵器首席技師，戎鵬強(qiáng)從入行起，就被分配到了火炮炮管生產(chǎn)線，從此，在特種鋼內(nèi)鏜出像鏡面一樣光滑的深孔，就成了他不變的追求。

中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)首席技師 戎鵬強(qiáng)：這就是我這么多年用的刀，把鏜刀片裝到我們專用的這個(gè)工裝里頭，加工高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)合金鋼，把這個(gè)內(nèi)孔鏜得跟鏡面一樣光溜，無(wú)論是尺寸精度、直線度，都要達(dá)到要求。30多年就主要跟它們打交道。

炮管內(nèi)壁的光滑程度直接影響著火炮的射擊精度，這道工序難就難在整個(gè)加工環(huán)節(jié)都無(wú)法看到，但戎師傅有他自己的獨(dú)門秘籍。

通過(guò)在生產(chǎn)一線幾十年的摸索實(shí)踐，戎鵬強(qiáng)練就了以手當(dāng)“眼”的絕活，由他創(chuàng)新的超長(zhǎng)小口徑管體深孔鉆鏜操作法，公差小于0.01毫米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的十分之一，大大提高了火炮直線發(fā)射精度。

2012年，戎鵬強(qiáng)接到一項(xiàng)艱巨任務(wù)，為一根8米長(zhǎng)的鋼管打一個(gè)孔徑只有28毫米的孔，這個(gè)通孔只有成人大指粗細(xì)，而加工深度卻有三層樓高。由于加工難度極大，精度要求極高，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有廠家能夠生產(chǎn)。

一臺(tái)機(jī)床一個(gè)人，戎鵬強(qiáng)一研究就是一天，幾十種鉆頭、五六種型號(hào)的刀桿，一次次試驗(yàn)，一毫米一毫米地向前推進(jìn)，一年半后，戎鵬強(qiáng)終于攻克了8米難關(guān)這一國(guó)家級(jí)難題，成為了中國(guó)小口徑管體加工技術(shù)第一人。

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六種常用的深孔加工系統(tǒng) 什么是深孔加工？所謂深孔，就是孔的長(zhǎng)度與孔的直徑比大于10的孔。而一般的深孔多數(shù)情況下深徑比L/d≥100。如油缸孔、軸的軸向油孔，空心主軸孔和液壓閥孔等等。這些孔中，有的要求加工精度和表面質(zhì)量較高，而且有的被加工材料的切削加工性較差，經(jīng)常成為生產(chǎn)中一大困難。對(duì)于深孔加工，你能想到哪些方法呢？

1、傳統(tǒng)鉆削深孔加工起源于美國(guó)人發(fā)明的麻花鉆。這種鉆頭的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，切削液導(dǎo)入方便，便于制造出不同直徑和長(zhǎng)度的鉆頭以適用于加工不同尺寸的孔。

2、槍鉆

深孔槍管鉆最初是應(yīng)用于槍管（俗稱深孔管，槍管并非用無(wú)縫精密管制作，精密管制作工藝根本上無(wú)法滿足精度要求）制造業(yè)因此得名槍鉆。隨著科技的不斷發(fā)展和深孔加工系統(tǒng)制造商的不懈努力，深孔加工已經(jīng)成為一種方便高效的加工方式。并被廣泛應(yīng)用于如：汽車工業(yè)、航天工業(yè)、結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)、醫(yī)療器材工業(yè)、模具/刀具/治具工業(yè)及油壓、空壓工業(yè)等領(lǐng)域。 槍鉆是理想的深孔加工解決方案，采用槍鉆可以獲得精密的加工效果，加工出來(lái)的孔位置精確，直線度、同軸度高，并且有很高的表面光潔度和重復(fù)性。能夠方便的加工各種形式的深孔，對(duì)于特殊深孔，比如交叉孔，盲孔及平底盲孔等也能很好的解決。

↑↑槍鉆系統(tǒng)組成↑↑

↑↑槍鉆鉆頭↑↑

3、BTA系統(tǒng)國(guó)際孔加工協(xié)會(huì)發(fā)明的一種內(nèi)排屑深孔鉆，BTA 系統(tǒng)中鉆頭與鉆桿為中空?qǐng)A柱體，提高了刀具剛性和快速拆裝問(wèn)題。其工作原理如圖所示，切削液經(jīng)加壓從入口進(jìn)入授油器后通過(guò)鉆桿與孔壁形成的密封環(huán)狀空間，流向切削部分進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，并將切屑?jí)喝脬@頭上的出屑口，經(jīng)鉆桿內(nèi)腔從出口排出。BTA 系統(tǒng)主要適用于直徑φ》12mm 的深孔加工。

↑↑BAT系統(tǒng)組成↑↑

↑↑BAT鉆頭↑↑ 4、噴吸鉆系統(tǒng)噴吸鉆系統(tǒng)是瑞典Sandvik 公司利用流體力學(xué)的噴吸效應(yīng)原理發(fā)明的雙管內(nèi)排屑深孔鉆削方法。其噴吸鉆系統(tǒng)采用雙層管刀桿，切削液經(jīng)加壓后從入口進(jìn)入，其中2/3的切削液進(jìn)入內(nèi)、外鉆桿間的環(huán)形空間，流向切削部分進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，并將切屑推入鉆桿內(nèi)腔；其余 1/3 的切削液，從內(nèi)鉆桿上月牙狀噴嘴高速噴入內(nèi)鉆桿，在內(nèi)鉆桿內(nèi)腔形成一個(gè)低壓區(qū)，對(duì)攜帶切屑的切削液產(chǎn)生抽吸作用，在噴、吸雙重作用下，促使切屑快速?gòu)某隹谂懦?。噴吸鉆系統(tǒng)主要適用于直徑 φ》18mm 的深孔加工。

↑↑噴吸鉆系統(tǒng)原理↑↑

↑↑噴吸鉆頭↑↑ 5、DF系統(tǒng)DF 系統(tǒng)是日本冶金股份有限公司研制出的雙進(jìn)油單管內(nèi)排屑系統(tǒng)，其切削液分為前后兩支，分別從兩個(gè)入口進(jìn)入。前一支 2/3的切削液經(jīng)過(guò)鉆桿與己加工孔壁形成的環(huán)狀區(qū)域流向切削部分，并將切屑推入鉆頭上的出屑口進(jìn)入鉆桿，流向抽屑器；后一支 1/3 的切削液直接進(jìn)入抽屑器，經(jīng)前、后噴嘴之間喇叭口狀的窄狹錐形間隙后獲得加速，產(chǎn)生負(fù)壓抽吸作用，達(dá)到加速排屑的目的。DF 系統(tǒng)前半部分起“推”作用的結(jié)構(gòu)類似于 BTA 系統(tǒng)，后半部分起“吸”作用的結(jié)構(gòu)類似于噴吸鉆系統(tǒng)，由于 DF 系統(tǒng)采用了雙進(jìn)油裝置，僅用一根鉆桿即完成推壓和抽吸的切屑方法，所以鉆桿直徑可以做得很小小，能夠加工更小的孔，目前，DF 系統(tǒng)的最小加工直徑 φ 可達(dá) 6mm。

↑↑DF系統(tǒng)工作原理↑↑

↑↑DF深孔鉆頭↑↑ 6、SIED系統(tǒng)SIED 系統(tǒng)是一種由中北大學(xué)發(fā)明的單管內(nèi)排屑噴吸鉆系統(tǒng)。該技術(shù)以 BTA、噴吸鉆、DF 系統(tǒng) 3 種內(nèi)排屑鉆削技術(shù)為基礎(chǔ)，增加了分調(diào)式功率增補(bǔ)型抽屑裝置，可實(shí)現(xiàn)冷卻和排屑液流的獨(dú)立控制。其基本原理如圖所示，切削液由液壓泵輸出后，分為兩個(gè)分支：前一支切削液流入輸油器，經(jīng)鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀空間流向切削部分，將切屑推入鉆頭上的出屑口；后一支切削液流入抽屑器，經(jīng)錐形噴嘴副之間的間隙進(jìn)入后噴嘴內(nèi)腔，產(chǎn)生高速射流和負(fù)壓。SIED 系統(tǒng)對(duì)兩支液流各設(shè)獨(dú)立的調(diào)壓閥，可以分別調(diào)整至最佳冷卻、抽屑狀態(tài)。SlED 系統(tǒng)是一種正在逐漸推廣的系統(tǒng)，也是目前較先進(jìn)的系統(tǒng)。目前，SlED 系統(tǒng)可將最小鉆孔直徑縮小 φ5mm 以下。

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