所谓深孔是加工孔径比超过7倍径的一种孔加工方式(非标准)。深孔的特征是深度与直径的比率至少高达 7:1。它适用于在不同尺寸中创建所需深度的孔,数控加工材料从铝、钢、钛合金、铸铁等材料,应用领域较为广泛。
深孔钻孔是工业领域广泛使用的技术,但它的起源是需要对直枪进行高精度钻孔,其深度与直径的比率可达 100:1。
后来,该技术不断进步并扩展到其他应用,包括制造汽车零件(如凸轮轴、曲轴、燃油轨和燃油喷射器体)、注塑成型中的低孔、航空航天零件(如起落架)、石油和天然气领域的不同零件、通用工程部件(如液压缸)等。
一、深孔钻削的类型
1.枪钻工艺
这种深孔钻孔方法使用带有薄切削刀具的机器在工件上钻孔,钻孔精度高且更直。枪钻的引入彻底改变了钻孔行业,因为它们比传统钻头的精度更高。
枪钻由直槽切削刃和单个内部冷却液孔组成。因此,可以通过内孔供应加压冷却液,同时通过柄内的单槽枪钻去除切屑。因此,材料去除与钻孔同时发生。
但是,可能能够使用标准CNC枪钻机执行深孔操作,具体取决于孔的深度与直径之比,可以使用特殊工具来实现更高的精度。专门的深孔钻孔系统可以实现更大的直径,约为 400:1。
2.BTA喷吸钻
于20世纪40年代推出了BTA钻孔。该工艺涉及在孔中插入一种特殊的空心工具,在操作过程中将加压冷却液推入钻孔工具外部的孔中。然后,它会通过钻头内的孔排出切屑。
此外,BTA工具或单管系统由一根固定在螺纹可转位刀头上的空心钻管组成,具体尺寸取决于需要钻孔的直径和深度。BTA工具的直径范围为20 – 200 mm,深度可达约 400 毫米。
喷射钻或双管系统通常用于加工中心和传统机床。它提供的钻孔深度约为100 x D。尽管是 BTA 钻井系统的变体,但它没有密封件来防止工件上的切削液流出。因此,这种钻孔技术适用于斜孔或不连续的部件。
此外,必须通过内管和钻杆之间的环形空间输送金属加工液。然后,流体从钻头侧面流出,流过钻头以冷却和润滑钻头。切削液将切屑推过内钻杆的内部空腔,以便有效清除。最好将一些流体引入较细的管环喷嘴中。
3.加长麻花钻
加长麻花钻是一种专门设计用于加工深孔或难以到达的孔的切削工具。相比标准麻花钻,它的钻体显著长于标准麻花钻,通常在5到30倍钻径之间,适用于加工深孔或难以到达的部位。通常采用高性能材料,如高速钢、含钴高速钢等,部分加长麻花钻还会使用涂层技术以提高耐磨性和寿命。
二、深孔钻的主要优点
1.精密度和准确度
由于深孔钻削操作是自动化的,因此可以实现钻孔的深度与直径的精确比。因此,深钻是获得尺寸精确符合航空航天和国防等行业要求的孔的理想选择。
2.改善表面光洁度
深孔钻削工艺提供了更好的 表面光洁度比使用麻花钻的传统方法更省力。深钻需要使用专门的工具和设置来实现高压冷却液流动和有效的排屑,从而确保孔的卓越表面质量。因此,这种出色的表面光洁度可减轻摩擦和磨损,确保运动部件的耐用性和正常性能。
三、深孔钻在现代工业中的重要性
1.航空航天和国防
深孔钻削技术提供了所需的严格公差和高精度加工航空航天部件例如起落架和涡轮叶片。深钻工艺可产生公差精确的孔,以确保这些部件的最佳性能和低重量。
同时,国防工业是另一个广泛采用深孔钻削的主要领域。该领域的制造商使用这种钻孔策略在枪管上钻出具有理想表面光洁度的精确孔。
2.汽车应用
汽车领域的工程师和产品设计师依靠深孔钻来实现加工中的优选公差汽车零部件。例如,汽车发动机中的燃油喷射器需要小而高精度的孔,以便有效地将燃油喷射到燃烧室中。此外,曲轴和气缸体需要精确的深孔才能有效发挥作用。
此外,深孔钻削对于加工工程车辆和其他工业应用的液压缸至关重要。这些液压缸对于推土机、叉车、挖掘机等至关重要。深孔钻削非常适合以所需的精度钻孔,以确保无缝运动。
3.石油和天然气勘探
深孔钻削技术为石油和天然气行业带来诸多好处,因为它有助于为石油和天然气开采钻孔。该工艺可在长工件上提供极高的深度直径比,而不会影响壁厚或圆度精度。深孔钻削非常适合钻孔,深度直径比高达 20:1。
四、其加工要点和注意事项
1.选择合适的钻头类型
根据孔径、深度和工件材料选择合适的深孔钻类型和规格。
2.合理设置切削参数
根据加工条件设定合适的切削速度、进给速度和切削深度,以保证加工精度和表面质量。
3.使用高效的冷却排屑系统
确保切削区的冷却和润滑,及时排除切屑,避免切屑堵塞和刀具损坏。
4.定期检查和维护
定期检查钻头的磨损情况,及时更换或修磨,以保持良好的切削性能和加工质量。
5.夹紧和稳定工件
确保工件在加工过程中的稳定性,防止振动和位移影响加工精度。
深孔钻孔是一种多功能工艺,适用于各种应用,这些应用对加工公差严格的刚性材料有着严格的要求和独特的挑战。了解该工艺的所有信息将有助于我们有效利用其优势来获得高质量的产品。