深孔鉆床特點

它們代表著先進、高效的孔加工技術，通過一次走刀就可以獲得精密的加工效果，加工出來的孔位置準確，尺寸精度好；直線度、同軸度高，并且有很高的表面光潔度和重復性。能夠方便的加工各種形式的深孔，對于各種特殊形式的深孔，比如交叉孔、斜孔、盲孔及平底盲孔等也能很好的解決。其不但可用來加工大長徑比的深孔（最大可達300倍），也可用來加工精密淺孔，其最小的鉆削孔徑可達0.7mm。

深孔鉆削加工（孔深和孔徑的比值>10）在機械加工領域中占有非常重要的地位，約占孔加工量的40%以上。隨著科學技術的進步，新型高強度、高硬度和高價值難加工深孔零件的不斷出現(xiàn)，加工工件在加工深度、加工精度以及加工效率上要求的不斷提高，使得深孔加工成為機械加工的關鍵工序和加工難點。傳統(tǒng)的加工方法由于工藝系統(tǒng)剛度，切削排出及冷卻潤滑的問題。越來越難以滿足甚至根本達不到現(xiàn)在的深孔加工在精度、效率、材料上的要求。所以這時的深孔加工需要一種特定的鉆削技術的支持。隨著我國機械制造業(yè)的迅速發(fā)展，使得原本局限于軍事工業(yè)、航空航天等特定領域的深孔加工技術及裝備在我國各行業(yè)也得到了廣泛的應用。如圖《GSM硬質合金槍鉆與BTA鉆頭》所示是最常用的二種深孔鉆削加工刀具：槍鉆和BTA單管鉆。

世界上第一臺深孔鉆床于 1908 年在美國問世， 30 年代后深孔鉆床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關鍵設備之一?，F(xiàn)代制造工程從各個角度對深孔鉆床提出了愈來愈高的要求，而深孔鉆床也在不斷吸取新技術成果而完善和發(fā)展 。

深孔鉆床國內深孔鉆床現(xiàn)狀

我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、深孔鉆床行業(yè)企業(yè)適時調整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，深孔鉆床行業(yè)企業(yè)僅深孔鉆床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產量已達1000余臺，產值達3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外深孔鉆床行業(yè)增加值、產品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經濟指標均有不同程度的增長，新產品、新技術較2004年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。

（1）行業(yè)企業(yè)產品結構的變化：深孔鉆床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內燃機、農機、工程機械、化工

機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設備，隨著我國加入WTO后與世界機床進一步接軌，深孔鉆床行業(yè)企業(yè)產品開始向數(shù)控化、柔性化轉變。從近兩年是企業(yè)生產情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑深孔鉆床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經濟指標報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產情況看，2003年生產數(shù)控機床890臺，產值16187萬元，生產加工中心148臺，產值5770萬元；2004年生產數(shù)控機床985臺，產值25838萬元，生產加工中心159臺，產值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機床、加工中心、產值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術和成套工藝裝備方面發(fā)展。

（2）行業(yè)企業(yè)的快速轉變：“九五”后期，在深孔鉆床行業(yè)企業(yè)的50多家深孔鉆床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉制已勢不可檔，“民營經濟在經歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機?！鄙羁足@床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。

（3）深孔鉆床技術裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：深孔鉆床及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的深孔鉆床及深孔鉆床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的深孔鉆床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。深孔鉆床的分類繁多，有大型深孔鉆床和小型深孔鉆床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉臺深孔鉆床等；隨著技術的不斷是進步，一種新型的深孔鉆床——柔性深孔鉆床越來越受人們是親昧，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅動系統(tǒng)，并能靈活適應多種加工的可調可變的深孔鉆床。另外，近年來深孔鉆床加工中心、數(shù)控深孔鉆床、機床輔機等在深孔鉆床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于深孔鉆床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產品，是根據(jù)用戶特殊要求而設計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術。我國深孔鉆床及其深孔鉆床自動線總體技術水平比發(fā)達國家相對落后，國內所需的一些高水平深孔鉆床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產品生產成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝、研制新產品，由過去的“剛性”機床結構，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛柔兼?zhèn)涞淖詣踊b備。

深孔鉆床國外深孔鉆床現(xiàn)狀

80年代以來，國外深孔鉆床技術在滿足精度和效率要求的基礎上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。深孔鉆床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。深孔鉆床技術的發(fā)展趨勢是：

（1）廣泛應用數(shù)控技術：國外主要的深孔鉆床生產廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控深孔鉆床通用部件，在深孔鉆床上不僅一般動力部件應用數(shù)控技術，而且夾具的轉位或轉角、換箱裝置的自動分度與定位也都應用數(shù)控技術，從而進一步提高了深孔鉆床的工作可靠性和加工精度。廣州標致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產線，就是由三臺自動換箱深孔鉆床組成的，其全部動作均為數(shù)控，包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動，其節(jié)拍時間為58秒。

（2）發(fā)展柔性技術：80年代以來，國外對中大批量生產，多品種加工裝備采取了一系列的可調、可變、可換措施，使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉塔動力頭、可換主軸箱等組成的深孔鉆床；同時根據(jù)加工中心的發(fā)展，開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元，并以此為基礎組成了柔性加工自動線（FTL）。這種結構的變化，既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調整變化快速靈敏，又可以使機床配置更加靈活多樣。

（3）發(fā)展綜合自動化技術：汽車工業(yè)的大發(fā)展，對自動化制造技術提出了許多新的需求，大批量生產的高效率，要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序，而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序，以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產線，就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成，三班制工作，每條線日產2000件，節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面深孔鉆床、18臺三坐標加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成，可實現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產廠家，進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。

（4）進一步提高工序集中程度：國外為了減少機床數(shù)量，節(jié)省占地面積，對深孔鉆床這種工序集中程度高的產品，繼續(xù)采取各種措施，進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設置刀庫，通過換刀加工實現(xiàn)工序集中，從而可最大限度地發(fā)揮設備的效能，獲取更好的經濟效益 。

深孔鉆床是一種高精度、高效率、高自動化的深孔加工專用機床，依靠先進的孔加工技術（槍鉆、BTA鉆、噴吸鉆等），通過一次連續(xù)的鉆削即可達到一般需鉆、擴、鉸工序才能達到的加工精度和表面粗糙度。加工孔孔徑尺寸精度：IT7～IT11；加工孔偏斜度：≤0.5～1/1000（加工孔深）；加工孔表面光潔度：Ra0.2～6.3um

深孔鉆床多為水平臥式和三坐標式結構。機床有獨立完善的切削油高壓、冷卻及過濾系統(tǒng)，以保證充足、潔凈、溫度適中的切削油供應。

按主軸布置情況可分為臥式深孔鉆床、立式深孔鉆床和三坐標式深孔鉆床；

按常用的深孔鉆削加工系統(tǒng)分類主要有槍鉆機床、BTA單管鉆機床、噴系鉆機床；

按運動形式分類：工件旋轉，刀具作進給運動、工件不動，刀具旋轉又作進給運動；工件旋轉，刀具作反向旋轉又作進給運動 。具體采用何種方式則依據(jù)工件特征及所加工孔的情況而定。

按排屑方法分類：切削液通過中空的鉆桿內部，到達鉆頭頭部進行冷卻潤滑，并將切屑從鉆頭及鉆桿外部的V型槽排出的外排屑方式，如槍鉆。切削液從鉆桿外壁與工件已加工表面之間進入，到達刀具頭部進行冷卻潤滑，并將切屑由鉆桿內部推出的內排屑方式，如BTA鉆。

深孔鉆床槍鉆系統(tǒng)

主要用于小直徑（一般小于35mm）深孔的鉆削加工，所需切削液壓力高。是最常見的深孔鉆削加工方式。其屬于內冷外排屑方式，切削液通過中空的鉆桿內部，到達鉆頭頭部進行冷卻潤滑，并將切屑從鉆頭及鉆桿外部的V型槽排出。適宜于中小批量的金石QYZ深孔鉆系統(tǒng)同樣屬于槍鉆加工系統(tǒng)，可方便的配置在車床、鏜床、加工中心等普通機床上，其刀具使用槍鉆，高壓力的氣霧為其提供冷卻和排屑的動力。

深孔鉆床BTA單管鉆系統(tǒng)

屬于外冷內排屑方式，切削液通過授油器從鉆桿外壁與工件已加工表面之間進入，到達刀具頭部進行冷卻潤滑，并將切屑由鉆桿內部推出。授油器除了具有導向功用之外，還提供了向切削區(qū)輸油的通道。該系統(tǒng)使用廣泛，但受鉆桿內孔排屑空間的限制，主要用于直徑￠﹥12mm的深孔鉆削加工。與噴吸鉆相比，高的切削液壓力使得單管鉆系統(tǒng)更加可靠，當鉆削難以斷屑的材料（如低碳鋼和不銹鋼等）時尤為如此。相較噴吸鉆來說，BTA單管鉆系統(tǒng)是大批量、高負荷連續(xù)加工的首選。

深孔鉆床噴吸鉆系統(tǒng)

系內排屑深孔鉆削加工。切削液由聯(lián)結器上輸油口進入，其中大部分的切削液向前進入內外鉆桿之間的環(huán)形空間，到達刀具頭部進行冷卻潤滑，并將切屑推入內鉆桿內腔向后排出；另外小部分的切削液，利用了流體力學的噴射效應，由內鉆桿上月牙狀噴嘴高速噴入內鉆桿后部，在內鉆桿內腔形成一個低壓區(qū)，，對切削區(qū)排出的切削液和切屑產生向后的抽吸，在推吸雙重作用下，促使切屑迅速向外排出。這種相對獨立的系統(tǒng)較BTA系統(tǒng)而言所需的切削液壓力更低，同時還降低了鉆削系統(tǒng)的密封要求。由于有內管，噴吸鉆加工最小直徑范圍受到限制，一般不能小于￠18mm。

深孔加工是處于封閉或半封閉的狀態(tài)下，故不能直接觀察到刀具的切削情況。只能憑經驗，通過聽聲音、看切削、觀察機床負荷及壓力表、觸摸震動等外觀現(xiàn)象來判斷切削過程是否正常。

切削熱不易傳散。一般切削過程中有80%的切削熱被切屑帶走，而深孔鉆削只有40%,刀具占切削熱的比例較大，擴散遲、易過熱，刀口溫度可達600度，必須采取強制有效的冷卻方式。

切屑不易排出。由于孔深，切屑經過的路線長，容易發(fā)生堵塞，造成鉆頭崩刀。因此，切屑的長短和形狀要加以控制，并要進行強制性排屑。

工藝系統(tǒng)剛性差。因受孔徑尺寸限制，孔的長徑比較大，鉆桿細而長，剛性差，易產生震動，鉆孔易走偏，因而支撐導向極為重要。這點在槍鉆機床中更為突出。

鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉動（主運動）。鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動 。

鉆床主要用鉆頭在工件上加工孔（如鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、锪孔等）的機床。機械制造和各種修配工廠必不可少的設備。根據(jù)用途和結構主要分為以下幾類：

立式：工作臺和主軸箱可以在立柱上垂直移動，用于加工中小型工件。

臺式：簡稱臺鉆。一種小型立式鉆床，最大鉆孔直徑為12～15毫米，安裝在鉗工臺上使用，多為手動進鉆，常用來加工小型工件的小孔等。

搖臂式：主軸箱能在搖臂上移動，搖臂能回轉和升降，工件固定不動，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應用于機械制造中。

深孔鉆床：用深孔鉆鉆削深度比直徑大得多的孔（如槍管、炮筒和機床主軸等零件的深孔）的專門化機床，為便于除切屑及避免機床過于高大，一般為臥式布局，常備有冷卻液。

立式鉆床：輸送裝置（由刀具內部輸入冷卻液至切削部位）及周期退刀排屑裝置等。

鉆床：用鉆頭在實體材料上加工孔的工藝過程稱為鉆削，鉆削用的專門裝置稱為鉆床。

深孔鉆床：深孔鉆床是刀具工作部分大都處于已加工表面的包圍之中，因此，存在刀具的剛度、排屑、導向及冷卻潤滑等問題。深孔鉆床的鉆頭的剛性差、鉆孔時極易“引偏”，這是因為鉆頭直徑受到加工孔的限制，且鉆頭一般較長，同時，又要求在鉆頭上有盡可能大的容屑槽以利排屑，使得鉆芯變細，因而剛性較差。由于鉆頭的剛性及導向性（鉆孔時，鉆頭僅有兩條很窄的棱邊與孔壁接觸）均較差，兩個主切削刃又很難磨得對稱，徑向力不能互相抵消，而且鉆孔時首先與加工表面接觸的是鉆頭具有很大的負前角的橫刃，使鉆頭進入切削很困難，因此，鉆孔時鉆頭極易發(fā)生“引偏”，致使所鉆孔的軸線歪斜或孔徑擴大、不圓等 。