車間生產(chǎn)遇到一種深孔加工難題。如圖所示，材質(zhì)為HT250，硬度要求 170~241HB。其結構為薄壁殼體，在殼體垂直壁面上有 8 個 Φ11貫穿深孔（孔深186的通孔）。難點在于 8 個貫穿深孔的加工，鉆孔深度與鉆頭直徑比值達到 17，加工難度較大。

一般來說，加工的孔的長度與孔的直徑比大于5就算深孔加工。一般深孔加工時還有深徑比L/d≥100的情況。

深孔加工的難點：

1、刀桿受孔徑的限制，直徑小，長度大，造成剛性差，強度低，切削時易產(chǎn)生振動、波紋、錐度，而影響深孔的直線度和表面粗糙度；

2、在鉆孔和擴孔時，冷卻潤滑液在沒有采用特殊裝置的情況下，難于輸入到切削區(qū)，使刀具耐用度降低，而且排屑也困難；

3、在深孔的加工過程中，不能直接觀察刀具切削情況，只能憑工作經(jīng)驗聽切削時的聲音、看切屑、手摸振動與工件溫度、觀儀表(油壓表和電表)，來判斷切削過程是否正常；

4、切屑排除困難，必須采用可靠的手段進行斷屑及控制切屑的長短與形狀，以利于順利排除，防止切屑堵塞；

5、為了保證深孔在加工過程中順利進行和達到應要求的加工質(zhì)量，應增加刀具內(nèi)(或外)排屑裝置、刀具引導和支承裝置和高壓冷卻潤滑裝置；

6、刀具散熱條件差，切削溫度升高，使刀具的耐用度降低；

實例分析，加工方案確認

車間同事結合現(xiàn)有生產(chǎn)條件和加工工件的深孔結構特點，分析后采用的加工方案是: 對深孔加工進行有效分解，將深孔加工分成兩道工序，分別從殼體底面和頂面兩端對鉆。這樣避免了加工中剛性差、易引偏的問題，需要解決的重點問題是: 如何保證兩端加工時的同軸度問題，深孔同軸度通過定位夾具和加工中心精度保證。

采用的加工方法如下表所示：

刀具采用Φ11mm的中心冷卻鉆頭，轉(zhuǎn)速1000r/min，切削速度 34.5 r/min，精鏜對角兩個孔作為10工序定位銷孔(見下圖) ；

夾具方面，為保證10工序8個孔能夠準確地與前道工序?qū)?，采用一面兩銷定位，利用5工序精鏜出來的2個Φ11mm孔為定位銷孔，復制5工序的加工刀具和切削參數(shù)，鉆深95mm至通；

加工調(diào)試時崩刀的分析解決

此方案的加工精度主要靠設備及夾具精度來保證，在此基礎上兩次加工，只要中心重合即可實現(xiàn)完美對接。在實際調(diào)試過程中，加工10工序與5工序孔對接時，出現(xiàn)鉆頭斷裂損壞的情況，如下圖所示，分析原因如下：

1、定位問題

首先分析夾具對加工精度的影響。對5工序定位孔的尺寸精度和位置精度以及10工序定位銷的設計及制造精度進行了檢測及計算，均在設計要求內(nèi)。排除了夾具兩次定位不同心的問題。加工中可能有鐵屑或其他雜質(zhì)依附在夾具表面從而使零件裝夾不到位。利用三坐標，測試了6件產(chǎn)品，測試的內(nèi)容為5序加工后的其余6個直徑11mm孔相對定位孔的位置度，測量結果如下表所示。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，CV1200B立式加工中心對于位置度的保證精度相對較高，排除了機床、刀具、夾具的影響因素。

2、毛坯材質(zhì)及硬度

為了進一步查找問題，用線切割將殼體崩刀孔進行剖解。剖解發(fā)現(xiàn)，5工序、10工序?qū)拥牟课挥忻黠@臺階，具體形態(tài)下圖所示：

對孔進行精測后發(fā)現(xiàn)，10工序鉆孔時的定位是精確的。由剖切面的刀具印痕可以看出加工過程中鉆頭出現(xiàn)了明顯偏移，造成鉆頭偏移的原因肯定是鉆頭在加工時受到了外力。

3、加工工藝參數(shù)

對以上可能引起崩刀問題的各因素進行分析排除后，崩刀問題依然發(fā)生，因此還要對加工工藝參數(shù)和加工過程進行排查。由加工工藝可知，5工序鉆孔時每次鉆深 20mm，10工序同樣每次鉆深 20mm。對接時有鐵屑不均勻地堆積在出口處，影響了鉆頭的受力。

為了改善切削條件，及時把鉆頭附著的鐵屑排除孔外，并將鉆頭每次鉆深由 20 mm 更改為 8 mm。最終通過試加工和批量生產(chǎn)，鉆頭崩壞問題才得到解決。

以上分析可知，在加工殼體類零件貫通深孔時，如果采用兩端對鉆方案，對接處鉆頭容易發(fā)生偏移。發(fā)生偏移的因素往往涉及零件定位、零件裝夾、材質(zhì)及硬度、工藝方法和工藝參數(shù)等。因此，深孔加工應注意以下幾點：

1) 工件定位準確。

2) 工裝夾具安裝正確。

3) 毛坯無疏松、氣孔、砂眼、硬點等缺陷。

4) 控制定位銷孔尺寸、位置精度和定位銷精度。

5) 加工鉆頭要求中心冷卻。

6) 二次鉆孔時鉆頭轉(zhuǎn)速和切削速度精準控制。

7) 嚴格控制鉆頭的每次鉆深。

8) 及時將鐵屑排除孔外。