深孔加工（DHM）…
…是一類(lèi)由專(zhuān)為現(xiàn)有應(yīng)用而設(shè)計(jì)的刀具所主導(dǎo)的加工領(lǐng)域。許多不同的行業(yè)都涉及到深孔加工，但應(yīng)用最廣泛的是能源和航空航天業(yè)。起初某些深孔零件特征往往看似無(wú)法形成，但由專(zhuān)家們?cè)O(shè)計(jì)的非標(biāo)刀具解決方案除了解決工序問(wèn)題，也能確保它們?cè)谀撤N程度上以高效率和無(wú)差錯(cuò)為特征予以執(zhí)行。
對(duì)復(fù)雜孔的需求不斷增長(zhǎng)，并且迫切需要縮短加工時(shí)間，這樣就促進(jìn)了現(xiàn)代深孔加工技術(shù)的發(fā)展。數(shù)十年來(lái)，深孔鉆削都是一種采用硬質(zhì)合金刀具的高效加工方法，但孔底鏜削作為瓶頸已開(kāi)始不斷顯現(xiàn)。
現(xiàn)在，該加工領(lǐng)域取得成功通常基于混合使用標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)用刀具元件，這些元件具有設(shè)計(jì)成專(zhuān)用深孔加工刀具的經(jīng)驗(yàn)。這些刀具配有加長(zhǎng)的高精度刀柄，并且具有支撐功能和集成式鉸刀，再結(jié)合最新的切削刃槽形和刀片材質(zhì)以及高效的冷卻液和切屑控制，就能在最高的穿透率和加工安全性下獲得所需的高質(zhì)量結(jié)果。
在深孔鉆削中，….
…. 1mm以下的小直徑孔采用硬質(zhì)合金槍鉆加工而成，但對(duì)于15mm及以上的孔，一般采用焊接刃鉆頭，而對(duì)于25mm及以上的孔，則采用可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭才能進(jìn)行非常高效的鉆削。現(xiàn)代可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)和鉆管系統(tǒng)也為深孔加工提供了專(zhuān)用刀具的新可能性。
孔深超過(guò)10倍孔徑時(shí)，加工出的孔一般認(rèn)為很深?？咨钸_(dá)300倍徑時(shí)就需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，并采用單管或雙管系統(tǒng)才能進(jìn)行鉆削。在漫長(zhǎng)地加工至這些孔底部的過(guò)程中，需要專(zhuān)門(mén)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刀具配置以及正確的切削刃才能完成內(nèi)室、凹槽、螺紋和型腔的加工。支撐板技術(shù)是另一重要領(lǐng)域，在深孔鉆削中也至關(guān)重要，現(xiàn)在它作為深孔加工技術(shù)的一部分也進(jìn)展頗大。其中包括適合此領(lǐng)域可提供更高性能的合格刀具。
工藝機(jī)會(huì)
現(xiàn)在的制造要求需要完全不同于深孔鉆削（隨后為后續(xù)單刃鏜削工序，通常不得不在其他機(jī)床上執(zhí)行）的深孔加工解決方案。即使在多任務(wù)機(jī)床上，單一的裝夾也需要這種方法。比如，加工幾米深的孔，其孔徑約100mm，必須一端有螺紋，并且深入到孔中的內(nèi)室具有較大直徑。通常，當(dāng)鉆削完成時(shí)，在將零件移至車(chē)床上后，隨后通過(guò)鏜削工序?qū)⑦@些特征添加到孔中?，F(xiàn)在深孔加工結(jié)合了一把刀具執(zhí)行后續(xù)工序的能力，并且沒(méi)有機(jī)床調(diào)整限制。這種新刀具技術(shù)反而拓寬了其操作能力，從而能夠在更小的限制范圍內(nèi)更高效地加工這些要求苛刻的特征。
采用深孔加工技術(shù)進(jìn)行高效特征加工的一個(gè)例子是石油勘探零件。此類(lèi)零件約2.5m長(zhǎng)，具有一些復(fù)雜的特征，公差較小。要獲得小公差和優(yōu)良的表面光潔度，刀具解決方案首先涉及鉆削直徑90mm的孔，然后采用浮動(dòng)鉸刀進(jìn)行精加工。接著到達(dá)1.5m的深度，對(duì)直徑115mm的孔進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削。另一分隔大約中途進(jìn)入孔，然后也進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削，并通過(guò)倒角完成加工。最后，進(jìn)行鏜削和擴(kuò)孔形成兩個(gè)有倒角（也鉸削至成品尺寸）的內(nèi)室。
常規(guī)加工時(shí)，在機(jī)床上完成此零件的時(shí)間超過(guò)30個(gè)小時(shí)。而配有專(zhuān)用刀具的深孔加工解決方案能將時(shí)間縮短至7.5個(gè)小時(shí)。
效率提升….
完全不同于多操作裝夾，采用深孔加工技術(shù)在批量較大時(shí)也能獲得生產(chǎn)效率提升。切削時(shí)間縮短80%也不足為奇。一個(gè)可以證明能力的例子是刀具和刀片設(shè)計(jì)方面的專(zhuān)有技術(shù)能夠最大化切削刃負(fù)載安全。在最佳數(shù)量的刀片上進(jìn)行負(fù)載平衡和優(yōu)化切削作用可允許更高的穿透率，從而縮短加工時(shí)間。在精度方面，小公差是深孔加工的專(zhuān)長(zhǎng)，其中70%的孔具有同心內(nèi)徑，典型公差0.2mm，直徑公差20微米。
正確的切屑形狀和大小以及有效的排屑對(duì)于成功的深孔加工（其實(shí)為深孔鉆削）而言至關(guān)重要。因此，符合要求的冷卻液和切屑管理就非常重要。這里的現(xiàn)代概念可以是當(dāng)今可轉(zhuǎn)位刀片鏜削和車(chē)削刀具的一部分，也或是高壓冷卻液技術(shù)的一部分。可靠的切屑控制是刀片槽形發(fā)展不可或缺的一部分，其方向是限制連續(xù)的切屑形成和難加工材料的斷屑。
在許多情況下，難以加工的材料涉及正在制造的零件，不僅要求良好的切屑管理，而且刀具材料也應(yīng)具有合適的加工能力。對(duì)于可預(yù)期的刀具壽命和基準(zhǔn)切削參數(shù)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代刀片材質(zhì)至關(guān)重要，在切削不銹鋼、鈦和高溫合金時(shí)此類(lèi)材質(zhì)具有很出色的性能。
偏離中心線(xiàn)的深孔
孔鉆削時(shí)對(duì)刀具和應(yīng)用專(zhuān)有技術(shù)要求很高的另一個(gè)例子是加工發(fā)電站發(fā)電機(jī)軸中非常深的孔。在這種情況下，發(fā)電業(yè)專(zhuān)家Generpro公司必須以與軸中心線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的方式加工90噸的鍛鋼零件，其中孔接近5.5m長(zhǎng)，直徑剛超過(guò)100mm。此類(lèi)深孔必須偏離一定角度進(jìn)行鉆削，并且退出時(shí)位置公差須在8mm以?xún)?nèi)。
鉆削方向、斷屑和排屑以及預(yù)加工軸絕對(duì)無(wú)廢品對(duì)此應(yīng)用而言至關(guān)重要。該工具解決方案包括一個(gè)專(zhuān)用鉆頭和一個(gè)新型支撐板。在軸上應(yīng)用之前需進(jìn)行鉆削測(cè)試，其結(jié)果證實(shí)更高效可靠 – 并且退出位置在目標(biāo)的2.5mm以?xún)?nèi)。
在許多情況下采用現(xiàn)代孔加工技術(shù)表明加工時(shí)間大大縮短 – 從多個(gè)小時(shí)縮短至不足1小時(shí) – 并且使很多復(fù)雜的特征也具有可加工性。
插圖
圖1
進(jìn)行深孔加工的零件首先需要鉆削非常深的孔，然后往往是各種復(fù)雜的特征加工。深孔加工取得成功通?；诨旌鲜褂脴?biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)用刀具元件，這些元件具有設(shè)計(jì)成非標(biāo)刀具的經(jīng)驗(yàn)。此類(lèi)基于T-Max 424.10型鉆頭的非標(biāo)刀具是單管應(yīng)用的一部分。
圖2
在深孔加工中，1mm以下的小直徑孔采用硬質(zhì)合金槍鉆加工而成，但對(duì)于15mm及以上的孔，一般采用焊接刃鉆頭，而對(duì)于25mm及以上的孔，則采用可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭在單管系統(tǒng)和Ejector雙管系統(tǒng)中才能非常高效地執(zhí)行這些工序。 山特維克可樂(lè)滿(mǎn)深孔加工全球中心可為業(yè)內(nèi)開(kāi)發(fā)零件工藝提供開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和測(cè)試資源。除了小批量應(yīng)用之外，該中心還與諸多行業(yè)緊密合作，這些行業(yè)都需要更高的零件產(chǎn)出，且涉及到大量的高質(zhì)量孔，例如熱交換器和鋼坯生產(chǎn)。
圖 3：
來(lái)自山特維克可樂(lè)滿(mǎn)深孔加工全球中心的專(zhuān)用深孔加工刀具帶來(lái)了適合此能源行業(yè)零件的非標(biāo)解決方案。切削時(shí)間從30多個(gè)小時(shí)縮短至7個(gè)半小時(shí)。此非標(biāo)刀具解決方案在整個(gè)相對(duì)復(fù)雜的孔內(nèi)都可提供所需的小公差和表面光潔度。工藝包括一次深孔鉆削和采用浮動(dòng)鉸刀進(jìn)行精加工。隨后到達(dá)1.5m的深度，對(duì)直徑115mm的孔進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削。接著對(duì)另一個(gè)深入孔中的較短部件進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削，并形成倒角。最后，進(jìn)行鏜削和擴(kuò)孔形成兩個(gè)有倒角（也鉸削至成品尺寸）的內(nèi)室。
圖4
采用山特維克可樂(lè)滿(mǎn)刀具鉆削發(fā)電機(jī)軸中5.5m深的孔。瑞典Generpro公司主要從事發(fā)電業(yè)，典型零件如重達(dá)90噸的鍛鋼工件。此類(lèi)孔必須偏離一定角度進(jìn)行鉆削，并保持小公差退出。
