一、前言 隨著工業的迅速發展，孔的加工增加了，孔加工約佔機構加工量的三份之一，是一種重要的加工方式。在這一範疇內，由於孔的形狀規格，精度與用途不同，加工方法各異使孔加工用的刀具種類繁多，其中鑽頭消費量 ，約佔孔加工的40%。但鑽頭在加工孔深（L）與孔徑（D）之比超過5時，由於存在排屑、潤滑、工具振動等問題，使孔加工的工藝達不到要求，再深一點，幾乎無法進行加工。因此，較之一般淺孔加工人們早已提出，並對不斷發展的深孔加工技術是很感興趣的。今天，從加工精度、加工效率觀點來看，有三種系統﹕槍鑽、BTA深孔鑽、噴射鑽。但其輔助設備繁多，加工少量深孔很不合算，還不為人們廣泛地采用。這裡介紹是一種特殊的高速鋼鑽頭，它適用於碳鋼、高鉻、高鎳等合金鋼，特別適應於奧氏體不�袗�的鑽削加工。對於孔深與孔徑之比為60以下的深孔均可采用。 二、拋物線槽型深孔鑽的結構 1、大螺旋角﹕ 鑽頭的螺旋角相當於刀具的前角，增大螺旋角可以降低切削阻力、提高排屑能力，切屑變形所需要的能量越小，因而切削溫度也相應地降低，其結果能延長鑽頭壽命。 2、切削刃槽型為拋物線型﹕ 拋物線旋轉成拋物面，在日常生活中常見拋物線的物體有反射燈光通過它們反射成直線出來。所用拋物線型的切削旋轉成拋物面，切削過程使切削的流動方向為直線性，所以切屑排出來時速度很快，而且緊貼鑽芯。 3、刃瓣基本消除﹕ 消除刃瓣即增大了容屑槽，使刃瓣寬度與刃溝槽度比為1﹕5以上，溝寬比擴大之後，容屑槽擴大了，排屑性、切削液，浸透性都可得到提高。 4、鑽尖采用十字修磨﹕ 十字修磨法是修磨鑽尖的 方法，十字刃磨法是這樣進行的﹕用銳邊砂輪磨掉刀刃後面的一部分，並一直磨到兩個刀刃幾乎可在鑽頭中心處相接。采用十字修磨，不僅定心好，整個橫刃幾消除，這不僅減少軸向力40-50%和切削阻力，還可以顯著地減少橫刃處的磨擦，降低熱量，而且使鑽心部分切削速度有所提高，延長鑽頭壽命及提高加工的精度。 5、鑽芯厚並無增量﹕ 提高鑽芯厚，可取直徑的0.4-0.65倍。這樣同樣長度的排屑槽，深孔鑽的扭曲強度就比普通麻花鑽頭要高出20-30%，深孔鑽和普通麻花鑽的橫截面形狀，對於普通麻花鑽頭來說，根面部分產生扭曲應力集中，受力不均。深孔鑽應力分布比較均勻，這有益於扭曲強度的增加，切屑是沿鑽芯底排出，鑽芯無增量，就是切屑排出時無阻力，所以該深孔鑽排屑很通暢。 6、鑽尖角大﹕ 鑽尖角與切削厚度之間有如下關系﹕ t=f/2•sinφ/2 式中φ——鑽尖角 f——進給量（毫米/轉） t——切削厚度。 如鑽尖φ加大，切削厚度就增大，單位長度切削刃的負載量也隨之增大，因而鑽頭壽命就會降低，深孔鑽的鑽尖通常取132°-138°,遠超過麻花鑽118°。 三、拋物線槽型深孔鑽的切削情況 1、深孔鑽的排屑情況﹕ 切削中產生的切削熱有80-90%在切削刃上，所以如何使切屑盡快地脫離刀具是個重要問題。為此，首先要解決鑽頭槽形的設計問題。具有拋物線槽形的深孔鑽，鑽削時產生的切屑沒有卷曲的背曲線，其切屑的流動方向為直線形，切屑稍稍扭曲成緞帶狀，並沿著特別大角度的螺旋槽迅速地排到孔外，此外，該深孔鑽鑽芯無錐度，所以排屑很通暢。 2、深孔鑽的潤滑和冷卻﹕ 深孔鑽的冷卻和普通麻花鑽的冷卻方式一樣。該深孔鑽與孔壁之間空隙比較大，且緞帶形切屑是沿著槽面上升的，在這個槽面的相對背面處有很大的空隙，潤滑冷卻液可以由此進入到相當的深度，因此該深孔鑽鑽尖的潤滑和冷卻非常好，可保證高效率深孔加工。 3、刀具有防振﹕ 鑽孔過程中產生自激振動，會影響到鑽孔質量，如孔的直徑擴漲量，孔的橢園度和表面粗糙度，孔的直徑性，影響鑽頭的耐用度等。該深孔鑽芯為普通麻花鑽芯厚的2-3倍，橫截面積比多10-20%，從而提高鑽頭的剛性。所以，深孔鑽可以加工出比普通麻花鑽度更多，直線性更好，孔變形更小和光潔度更高的孔。 4、提高鑽芯速度﹕ 深孔鑽采用十字修磨法，不僅定心好，減少軸向力，而且使鑽芯部分有所提高。十字刃磨等於一個鑽頭出現四條切削刃，使橫刃得到30-80的前角，作為第二切削刃進行切削，改變了普通麻花鑽芯處副前角現象，提高刀尖強度，使切削流通，積屑瘤減少，加工效率及加工精度得到了飛躍的提高。 5、深孔鑽所加工的孔的質量﹕ （1）孔的直線性相當好，打完後，鑽頭可以很順利通過。 （2）孔的擴漲量﹕一般在擴大0.1mm左右。 （3）傾斜度為﹕1.5/1000以下。 （4）表面粗糙度根據被加工材料而言比普通麻花鑽高一級。 四、拋物線槽型深孔鑽加工中的注意事項 1、刃磨是關鍵，後角和十字修磨鑽尖的形態對稱一致。 2、切削液的浸透性不僅要好，而且要充分。 3、正確選擇切削速度和進給量。 4、在切屑很難排出時，采用分級進給。 5、檢查機床精度，盡量減少鑽頭裝卡時偏斜。 6、在臥打孔深與孔徑之比為60深孔時，先用孔深與孔徑之比為20的深孔鑽打預孔，再用比為40-50的鑽頭打成第二段孔， 使用比為60的鑽頭，這樣可提高孔的質量，又可提高加工速度。 7、使用機慶應有足夠的剛性。 8、深孔鑽的全長（L）和溝長（L）應和工件的深度相適應。 五、拋物線槽型深孔鑽的應用 1、加工鑄鐵﹕ A、鑄鐵﹕HT表示 其中碳全部或大部分呈（自由碳）的形成存在，斷面呈灰色。灰生鐵有良好的鑄造性能，易切削加工，並且有良好的減振性和抗磨性。 灰口生鐵經過溶鑄後稱為鑄鐵（灰口生鐵） （1）其特點﹕ a、硬度低﹕HB143-269（但表皮硬度很高），毛坯邊緣有時可能出現白口鑄鐵）。 b、強度低﹕抗彎強度28-60公斤/毫米2，抗拉強度12-38公斤/毫米2。 c、脆性大，塑變形小，切屑是崩碎的。 d、不利的一面因鑄造缺陷有氣孔、砂眼、冷隔白口等。 B、球墨鑄鐵﹕QT表示 在液體鑄鐵澆注前加入一種能在鑄鐵凝固時成為石墨結晶核心的物質，用以細化石墨而形成均勻分布的細小的石墨片，用這樣的方法所獲得的鑄鐵稱孕有鑄鐵。此時，如果在加入球化劑和墨化劑，將其石墨變成球狀，從而減少了應力集用的作用，提高了鑄鐵的強度，用這種方法獲得的鑄鐵稱為球墨鑄鐵。 其強度抗拉度（45-60公斤/毫米2） 硬度HB170-269和塑性均比鑄鐵高。 C、鑽鑄性和球墨鑄鐵的特點﹕ a、鑽鑄鐵﹕ 鑽鑄鐵孔切削用量表HB20—40 長徑比L/d 切削用量 直 徑（毫米） 5 8 10 12 16 20 25 30 10-15 進給量(f) 0.2 0.24 0.24 0.3 0.32 0.4 0.5 0.5 轉 速(n) 700 600 530 420 335 270 240 200 16-20 進給量(f) 0.18 0.2 0.24 0.24 0.32 0.32 0.4 0.4 轉 速(n) 600 530 420 335 270 240 200 175 開口﹕采用十字修磨。無冷卻液，切削起來相當輕松，排屑好，鑽頭難磨損。 上海創新紡織機械廠在Z535上使用倒排屑鑽，直徑9mm，進給量0.5毫米/轉，轉速600轉/分，材料HB15—30鑄鐵，通孔長300毫米，一次通過。 b、鑽球墨鑄鐵﹕ 鑽球墨鑄鐵切削用量表QT45—0 長徑比L/d 切削用量 直 徑（毫米） 5 8 10 12 16 20 25 30 10-15 進給量(f) 0.18 0.2 0.24 0.27 0.32 0.4 0.4 0.5 轉 速(n) 700 600 530 420 300 270 240 175 16-20 進給量(f) 0.15 0.17 0.2 0.24 0.7 0.32 0.4 0.4 轉 速(n) 600 530 420 300 270 200 175 150 開口﹕采用十字修磨。冷卻﹕乳化液。 切削時有尖叫聲，排屑還好，但鑽頭磨損比較快。 南昌柴油機廠在專機上加工曲軸，孔徑6mm，孔深143mm，進給量0.17毫米/轉，轉速800轉/分，鑽孔一次通，連續加工五件後鑽頭後角才磨損0.1mm。 2、加工奧氏體不�袗�（1Cr18Ni9Ti）﹕ 針對不�袗�塑性大，柔和性強，切屑易與刀具發生粘粘等問題，對深孔麻花鑽進行了表面O-N化處理。這樣不僅提高了表面層硬度（HRC0-10），而且提高了刀具表面的耐磨性。奧氏體不�袗�材料加工後出現硬化層，一般在0.1-0.2毫米左右，只要進給量大於0.2毫米/轉以上，此問題即可解決。韌性，高切屑不易折斷，這對深孔加工更加有利，因為深孔鑽的特點是切屑很快地排出。切屑不易折斷，則纏繞在鑽頭上，鑽頭一轉動，帶動切屑迅速排出，使得槽中不存在切屑。導熱性差，切屑時溫度升高快，但因深孔鑽排屑槽寬大，冷卻液能輸送到鑽尖。所以一直進刀可在奧氏體不�袗�上鑽出鑽深與孔徑比為20的深孔。 南京化學工業公司化工機械廠加工奧氏體不�袗�實例見下表 鑽奧氏體不�袗�切削用量表 深徑比L/d 切削用量 直 徑d(毫米) 10 15 20 10-15 進給量(f)毫米/轉 0.3 0.4 0.5 轉速(n)轉/分 240 200 160 16-20 進給量(f)毫米/轉 0.24 0.32 0.4 轉速(n)轉/分 240 160 150 八五年九月底，南化機劉琪著同誌專程由南京來我公司求援深孔鑽。因該廠為全國重點工程——楊子乙烯製造一台30萬噸乙烯熱交換器管板，由四塊厚度為203mm，每塊孔數——6083個φ16.2深孔加工的實踐經驗，其無論在生產效益，鑽頭耐用度和減輕工人勞動強度都有顯著優點（詳見南化機金工四車間深孔與普通麻花鑽的對比）改變了原來的鑽鉸二道工序，現只要一次鑽成，從而提前十五天完成全部鑽孔的任務，保證了國家重點工程的產品交貨日期，深化鑽並為該廠刨造直接經濟效益48.6萬元。 深孔鑽與普通麻花鑽比較 序號 項目 普通麻花鑽 深孔麻花鑽 1 使用機床型號 Z3080 Z3080 2 工件材質 1Cr18 Ni9Ti 1Cr18 Ni9Ti 3 管板厚度 203mm 203mm 4 鑽孔總數 6083 6083 5 鑽孔直徑 15.6mm 16.2mm 6 轉速 160轉/分 160轉/分 7 進給量 0.32mm/轉 0.32mm/轉 8 鑽頭刃磨方法 手工 手工 9 鑽頭損耗 84支 16支 10 一次刃磨鑽深 1-2 5-6米 11 平均鑽深 15.5米/支 76米/支 12 每孔退刀次數 3~4次 一次通 13 塞規一次通過率 80% 98.5% 14 實用工作日 鑽30天鉸10天 25天 15 冷卻液 5%“308” 5%“908” 南京化學工業公司化工機械廠金四車間 一九八五年十一月三十日 3、對鋼件的加工﹕ a、對普通碳素結構的加工﹕ 對於這種料材的加工人們已習已為常，但這兒講的是東方電機廠在Z3080使用深孔鑽加工孔深為475mm，孔徑為φ14，長徑比高達33倍的實例﹕ 開口采用十字修磨，冷卻液乳化液，機頭轉速400轉/分，進給量0.3轉/mm，使用深孔鑽可用一次進刀將475mm的鋼件打通，在場的該廠總工藝師 個拍手鼓掌。 b、對優質碳素結構鋼的加工﹕ 上海鍋爐上在大搖臂鑽上，開口采用該廠李福祥同誌獨特開口，冷卻液乳化液而且相當充分，機頭轉速250轉/分，進給量0.5轉/mm，鋼材厚度300mm，使用深孔鑽用一次進刀連續打了七個φ16的通孔，打完進行測量，光潔度△3，孔徑擴大0.1-0.2mm，直線度1/1000，每個孔間的誤差 為0.3mm，基本上符合工藝要求。 c、對45號鋼鍛件的加工﹕ 45號鋼鍛件因退火不充分，使組織結構不均勻，切削出來的鐵屑成碎片狀，特別是踫到硬點，很容易使鑽頭折斷，特別是深孔加工。上海新中動力機廠就踫到了此問題，使用深孔鑽後基本上克服了以上的不良現象。該廠在鏜床上加工船用柴油機另件，材料為45號鋼鍛件，孔徑φ16mm孔深660mm原定額2小時，現使用深孔鑽後25分鐘，去年底該廠同誌只要20分鐘。 d、長春一汽發動機分廠在加工CA—141的汽車發動機連桿、缸體、缸蓋加工自動踐上，使用深孔鑽後，其耐用度比過去提高2-3倍，所加工孔的直線度和表面粗糙度有所提高。 4、鑽鋁合金﹕ 用普通麻花鑽加工鋁合金時常遇到料粘，排屑很棘手。但使用深孔鑽加工時不存在以上困難。 鑽鋁合金鑽孔切削用量表 長徑比L/d 切削用量 直 徑d（毫米） 5 8 10 12 16 20 10-15 進給量f(毫米/轉) 0.2 0.24 0.24 0.3 0.32 0.4 轉 速n（轉/分） 800 600 470 400 350 300 16-20 進給量f(毫米/轉) 0.2 0.24 0.3 0.32 0.4 0.4 轉 速n（轉/分） 720 470 400 350 300 250 上海汽輪機廠在汽輪機殼體上加工孔徑φ9深孔200mm的深孔，使用以上參數可用一次進刀達到很理想的效果。 5、對於其它材料的加工 上海汽輪機廠為原子電站加工螺栓徑。鋼號為美國 鋼WR26，在車床上臥打，麻花鑽無法加工，深孔鑽卻能用。打通300mm的孔，原加工時間為50分鐘，而用深孔鑽僅8分鐘。 商業部鄭州糧油機械廠使用深孔鑽為加工小深孔，孔徑（φ2.4~4.8mm）孔深100mm經該廠反映質量，效果都很好，深受工人歡迎，最近一閃訂貨近萬件。 北京 銅管廠使用深孔鑽在加工φ14長600mm銅的深孔，在車床上臥打僅15分鐘即可打完，光潔度在△5以上,線度,同軸度都在0.2mm以內。克服了用普通麻花鑽會“扎刀”現象。 6、介紹十字修磨法及其它加工深孔鑽刃磨的參數。 ***深孔鑽的適用性*** 深孔鑽刃口為拋物線型，刃瓣消除，冷卻液可達鑽尖，可一次進刀鑽削出長徑比為20的深孔。 1、H中型型深孔鑽適用於加工高強合金、奧氏體不�袗�、鈦合金、耐熱合金等. 2、H輕型50型深孔鑽適用於加工輕合金,包括鋁、鋁合金、銅、銅合金、鋅、鋅合金.刃口S型修磨. 3、H強力型深孔鑽適用於加工球墨鑄鐵. 深孔鑽尺寸規格可按用戶要求製造.總長度2000mm. 訂貨注明:名稱、直徑、總長、槽長、柄部要求及被加工材料的名稱.