深孔加工是機械加工中的一道難題，尤其是細長孔的加工，難點在于刀具細長，剛度差，強度低，易引起刀具偏斜，且散熱困難，排屑不易，經常會產生直徑變大，出現錐形等現象，從而達不到加工質量的要求。因此，在沒有深孔加工的專用設備下，用普通設備加工深孔、細長孔，刀具和夾具的設計非常重要。通過對車工單件小批量日常生產中，偶爾會遇到的一些精度要求較高的深孔、細長孔的加工，分析了其加工的技術難點，并設計了行之有效的簡易浮動絞刀，從而使缺乏深孔、細長孔加工專業設備的小型加工企業和個體加工戶對深孔、細長孔的加工問題得以完滿解決，對小型加工企業和個體加工戶有較高的推廣意義。
1 深孔、細長孔加工方法：
打中心孔—鉆孔—擴孔—鉸孔深孔加工是指孔深與直徑之比L/d≥5 的孔?，F代對深孔的加工，主要采用專用的設備和特制輔助工裝來加工。其特點是效率高、質量好、勞動強度低。但對于一些中小型的加工企業及個體加工戶來說，一般都不具備上述設備，因此只能因地制宜，因陋而簡，在普通機床上，采用簡易的工裝對深細長孔進行加工。如圖1 所示，加工一尺寸精度為φ12H7，圓柱度長度為115 mm 的細長孔，因孔壁較薄，直接用φ11.8 mm 或φ11.9 mm 的鉆頭鉆孔，一次切削產生的熱量大，沒有足夠的時間消除熱變形帶來的加工誤差及鉆削后留在孔壁表層上殘余應力產生的加工誤差，一次鉆削加工出來的孔壁粗糙度也較大，不宜直接用來進行精鉸孔加工。因此，為了減少熱變形和殘余應力對精加工的影響，應采取多次擴孔加充分澆注冷卻液的方法減少粗加工留下的加工誤差，以提高后續加工精度。加工工序如表1 所示。
2 鉆頭的刃磨要求
對圖1 齒輪定位套的加工，由于尺寸精度要求較高，所以鉆頭的刃磨非常重要，尤其是最后一次擴孔鉆頭的刃磨，鉆頭磨得好不好直接影響著最后鉸孔的尺寸精度和表面粗糙度，因此，對這支擴孔鉆頭的刃磨要作特殊的處理，即改進鉆頭的幾何參數。一是在兩主切削刃上修磨出第二鋒角，一般不超過75°，并在外緣刀尖角處研磨出兩邊R0.2～0.5 的圓弧過度刃，粗糙度達Ra0.4 以下，且兩個過度刃相互對稱，高度一致，以增大刀尖外緣處的強度和耐磨度，改善散熱條件，減少孔壁的殘留面積高度。二是將前端棱邊磨窄，只保留0.1～0.2 mm 的寬度，修磨長度為4～5 mm，以減少棱邊與孔壁的摩擦。三是修磨副切削刃、前刀面和后刀面，要求用320# 以上油石研磨，最好400# 以上，研磨各部位光潔度達到Ra0.4～Ra0.2μm。各支鉆頭的幾何參數如圖2 所示。
3 鉸孔及注意事項
3.1 浮動鉸刀的設計
實踐證明，擴孔有糾正位置精度的能力，而鉸刀鉸孔只能保證尺寸、形狀精度和減少孔的表面粗糙度，但不能糾正孔的位置精度，有時，由于機床的振動，甚至鉸出的孔會變橢圓。當孔的尺寸精度、形狀精度要求比較高，表面粗糙度要求又比較小時，往往還要再安排一次手鉸加工。圖1 中，定位孔的圓柱度要求很高，為避免常規機用鉸孔容易鉸出橢圓孔的現象，可預先設計具有自動定心功能的浮動鉸刀，如圖3 所示。選用φ12H7 的直柄機用鉸刀，為讓鉸刀起到浮動的作用，再設計一輔助夾具，輔助夾具的安裝孔要比鉸刀的夾持柄部大2～3 mm，然后將鉸刀套在輔助夾具的安裝孔上，用4～5 mm 鉆頭將安裝孔連鉸刀柄一起鉆出一個定位孔，然后用圓柱銷將鉸刀安裝的輔助夾具上即可得到簡易的浮動鉸刀。為提高鉸刀鉸削時的剛性和夾緊力，浮動鉸刀的輔助裝置最好采用莫氏5 的鉆夾頭裝夾。
3.2 鉸刀的選用和保護
鉸孔的精度主要取決于鉸刀的尺寸，因此，鉸刀最好選擇被加工孔公差帶中間1/3 左右的尺寸。如圖1 零件要鉸φ12H75-3-鉸刀。選用時，鉸刀刃口必須鋒利，沒有崩刃和毛刺。不用時，工作（刃口）部分用塑料套和軟麻布保護，不允許碰毛。一般選用標準的高速鋼機用鉸刀，若采用硬質合金鉸刀，因硬質合金刀頭的切削刃沒有高速鋼的鋒利，容易使鉸出的孔變大，故一般要事先對鉸刀進行試鉸，再根據鉸出孔的實際尺寸對鉸刀進行研磨，修正鉸刀的直徑，直至鉸出合適的孔。
3.3 調整尾座軸線
鉸孔前，必須先調整尾座套筒軸線，使之與主軸軸線重合，同軸度最好找正在0.02 mm 之內，以提高鉸孔時孔的位置精度。
3.4 選擇合理的鉸削用量
用鉸刀時，為了得到較小的表面粗糙度值，避免產生刀瘤，減少切削熱及變形，宜采用較小的切削速度，一般最好小于5 m/mm；進給量取0.2～1 mm/r。對圖1 鉸削φ12H7!+0.0210 mm 的孔，因尺寸精度要求較高，故鉸削時車床轉數要選得較低一些，取n=30～50 r/min，最好不超過100 r/min。
3.5 選擇合理的切削液
鉸孔時，切削液對孔的擴脹量和孔的表面粗糙度有一定的關系。實踐證明，在干切削和非水溶性切削液的鉸削情況下，鉸出的孔徑比鉸刀的實際直徑稍微大一些，干切削最大。而用水溶性切削液（如乳化液），鉸出的孔稍微小一些。因此，當使用新鉸刀鉸削鋼料時，可選用10%～20%的乳化液作切削液，這樣鉸出的孔不容易擴大；當鉸孔要求較高時，宜采用30%的菜油加70%的肥皂水；當鉸孔要求更高時，可以采用柴油加機油。對圖1 鉸削φ12H75-4-的孔，尺寸要求較高，實驗證明，用97%柴油加3%的機油作切削液，鉸出的孔尺寸精度及表面粗糙度更好些。
4 采用浮動鉸刀加工細長孔優點
（1）夾具設計工藝簡單，制作容易，成本低。（2）加工質量好，鉸孔的精度可達IT6～IT8，表面粗糙度一般達Ra0.8～Ra1.6，甚至更小，達到圖樣精度要求。（3）加工的適用范圍較廣，對孔徑加工要求較高的中小孔（φ5～φ20）都可以通過制作不同的輔助夾套來裝夾相應的鉸刀，從而起到浮動鉸削的作用。
深細孔的加工是機械加工中的一個難題， 利用簡單的工藝裝備，在普通車床實現細長孔的加工方法，經濟實用，效果良好，對廣大中小型工廠企業、個體加工業者有著較高的實用價值。本試驗研究表明，采用適當的工裝夾具，選擇合理的加工工藝，對加工精度要求較高的深孔加工是可行的，也是有效的，對缺乏專用加工設備或單件小批量生產有著十分好的經濟效益。
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