【編者按】當孔的深度為孔徑的許多倍時，需要采用深孔鉆削方法進行加工。70多年來黄惭，單刃深孔鉆（槍鉆）是加工孔徑小于40mm深孔的常用刀具。但在實際應(yīng)用中蝠题，單刃深孔鉆的加工效率較低影塑，從而導(dǎo)致整體硬質(zhì)合金深孔麻花鉆得到了快速發(fā)展。

　　整體硬質(zhì)合金深孔麻花鉆的開發(fā)是刀具制造精度提高和槽型殷宴、導(dǎo)棱設(shè)計改進的結(jié)果徘繁。可是窜货，這種深孔麻花鉆只能加工深度/直徑比相對較小的孔嘹券，對于更深的孔，還是要用單刃深孔鉆加工末雪。與整體硬質(zhì)合金單刃深孔鉆相比犀村，兩刃對稱的麻花鉆可采用高得多的進給速度，因此有很多這種刀具上市材彪，但其缺點是孔的質(zhì)量較差观挎，只能用于加工要求不高的使用場合《位∴医荨（參閱單刃深孔鉆加工工藝改良途徑探討 ）　

　　與此相反造成，通過對比試驗可以看到，單刃深孔鉆的優(yōu)點是鉆孔質(zhì)量較高雄嚣，缺點是能夠達到的進給速度較小晒屎。在加工調(diào)質(zhì)鋼時，如果提高進給量缓升，則刀具磨損增大鼓鲁，并產(chǎn)生不良的切屑形狀。因此港谊，加工效率低骇吭、刀具壽命短是普通單刃深孔鉆的劣勢》怙保　　

　　輕微的刃口倒圓可延長刀具壽命　　

　　正是由于上述原因爬蜜，促使人們產(chǎn)生了開發(fā)一種高效單刃深孔鉆的想法。在保留單刃深孔鉆鉆孔質(zhì)量高的前提下假凿，通過對刀具進行優(yōu)化披痕，提高其加工效率，而又不降低刀具壽命赫赊。為此诞只，對過去在單刃深孔鉆優(yōu)化方面所做的大量研究工作進行了回顧。例如剧胚，對于不銹鋼的加工包惹，不僅要特別重視刀具的設(shè)計，而且還要對不同涂層材料和涂層結(jié)構(gòu)的使用性能進行研究落六，證實與普通的部分涂層相比箫乳，整體涂層的刀具磨損更小。還有的研究工作指出民氏，在大多數(shù)情況下浊丑，與使用鋒利刃口的單刃深孔鉆相比，對刃口進行輕微倒圓能提高刀具壽命久规。在本文介紹的應(yīng)用HP-單刃深孔鉆的研究項目中湖笨，引入了上述優(yōu)化成果，并對刀具結(jié)構(gòu)和基體材料進一步進行了改進蹦骑〈仁。　　

　　試驗使用普通的未涂層整體硬質(zhì)合金單刃深孔鉆加工低硫調(diào)質(zhì)鋼作為比較基準，來評價單刃深孔鉆的性能眠菇。通過切削試驗边败，普通的整體硬質(zhì)合金單刃深孔鉆的刀具磨損狀況和切屑形狀表明，在進給量f=0.02mm的條件下捎废，鉆削長度達到30m時刀具出現(xiàn)輕微磨損笑窜，由于刀具承受的切削熱和切削力負荷小祟昭，因此僅有輕微的月牙洼磨損和后刀面磨損，所產(chǎn)生的切屑是斜螺旋卷切屑怖侦，容易從孔中排出∶仗荆　　

　　通過提高進給量匾寝，在鉆削長度達到lf=9m后，刀具外圓處的刀尖已顯示出較劇烈的磨損荷腊，使試驗不得不因此中斷黍鸡。此外，提高進給量對切屑形狀也有影響拾拄。在斜螺旋卷切屑上還有一段帶狀切屑秀坤，而扁平的帶狀切屑段會夾在刀具與工件之間，引起刀具破損莺肘』睦粒　　

　　從工業(yè)上的實際使用效果來看，普通的單刃深孔鉆可以可靠地應(yīng)用于深孔加工峭跺。但要提高加工效率装芬，則要受到一定條件的限制，尤其是如果提高進給量新罗，則刀具會過快磨損援栗。因此，研究單刃深孔鉆的第一步训奢，是要弄清楚從切削原理上帘惜，用單刃深孔鉆是否可以實現(xiàn)進給量的提高。當單刃深孔鉆的進給量變化時饼暑，可以看出稳析，測量值隨著進給量的提高而增大，幾乎是呈線性關(guān)系撵孤。當進給量f=0.34mm時迈着，進給力Ff=950N，扭矩Mb=4.3Nm邪码；在f=0.36mm時裕菠，刀具由于扭轉(zhuǎn)載荷過大而發(fā)生破損”兆ǎ　　

　　除了切削力載荷奴潘，切屑形狀對于深孔鉆削過程具有重要意義。使用HP-單刃深孔鉆影钉，在進給量f=0.04mm時画髓，形成了合適長度的斜螺旋切屑掘剪，沒有出現(xiàn)不利的帶狀切屑段。當進給量提高到f=0.1mm時奈虾，出現(xiàn)了單個切屑卷夺谁，這同樣是適合從孔內(nèi)順暢排出的切屑類型和形狀。將進給量進一步提高到f=0.2mm時以息，顯然產(chǎn)生了大量熱載荷固荷，切屑顏色出現(xiàn)了明顯變化，形狀也變得不規(guī)則兴题。當把進給量進一步提高到f=0.3mm時应婴，這種現(xiàn)象變得更為突出，切屑不僅卷曲得特別緊密噩檬，而且出現(xiàn)了扁平切屑林邪，可以看出，這種切屑很厚肾轨〕踅　　

　　根據(jù)上述機械載荷和切屑形狀的試驗結(jié)果，在用單刃深孔鉆和麻花深孔鉆進行刀具壽命試驗研究時群鞭，采用的進給量為f=0.2mm估褐。機械載荷的大小可用于判斷刀具磨損狀況，隨著磨損值的增大刃纽，進給力和扭矩的測量值也隨之增大酝侯。　　

　　按預(yù)定刀具壽命烫止，進給量可提高10倍　　

　　測量結(jié)果顯示蒋荚，在30m的鉆削長度內(nèi)，無論是麻花深孔鉆馆蠕，還是單刃深孔鉆期升，其進給力Ff都沒有明顯提高。這一結(jié)果對于單刃深孔鉆尤其值得注意互躬。因為普通的單刃深孔鉆在進給量f=0.02mm時播赁，也可達到30m的鉆削長度，提高進給量吼渡，則會導(dǎo)致普通單刃深孔鉆磨損加快容为，以至于在達到預(yù)定壽命指標前不得不終止試驗（只達到了9m的孔深）。然而寺酪，HP-單刃深孔鉆在此采用了高出10倍的進給量坎背，即f=0.2mm，仍然達到了預(yù)定的壽命指標寄雀。而且得滤，掃描電鏡分析證明娇建，刀具仍然處于正常磨損狀態(tài)，仍可繼續(xù)使用菊虏±寰伲　　

　　麻花深孔鉆與單刃深孔鉆之間刀具結(jié)構(gòu)的差異，可從進給力的測量值中得到解釋桦材。麻花深孔鉆的進給力平均值Ff≈811N盛己，而單刃深孔鉆的平均進給力Ff≈685N。這是因為质驻，麻花深孔鉆對稱的兩主切削刃中間有一條橫刃，由于在橫刃區(qū)域切削速度低收泥，產(chǎn)生了摩擦和擠壓汁匪，導(dǎo)致進給力升高。單刃深孔鉆沒有橫刃琐店，所以進給力相對較小贩俺。　　

　　鉆孔扭矩值數(shù)據(jù)表明俊势，兩種刀具的磨損都較小洋魂，均未出現(xiàn)扭矩明顯升高的情況。但兩組數(shù)據(jù)卻反映出刀具結(jié)構(gòu)上的差異喜鼓。由于麻花深孔鉆為正前角副砍，所以扭矩較小，平均扭矩值Mb≈1.9Nm庄岖。而HP-單刃深孔鉆為單刃結(jié)構(gòu)豁翎，前角γ=0°，因此導(dǎo)致明顯較高的扭矩Mb≈3.0Nm隅忿⌒陌　

　　除了刀具磨損外，孔的質(zhì)量也是描述深孔鉆削性能的重要指標背桐∮派眨　　

　　在同樣的進給量條件下，單刃深孔鉆的圓度偏差比普通單刃深孔鉆更小链峭。這可能是刀具涂層所起的作用畦娄，使刀具加工出了穩(wěn)定的圓孔。在可比較的進給量條件下熏版，使用麻花深孔鉆加工出的孔圓度相對較差纷责。但所有測量值均處于較好水平∠低ぃ　　

　　對于孔的偏心誤差剿哪，測量值顯示了刀具結(jié)構(gòu)和進給量的影響差赂。對于不同的單刃深孔鉆，其測量值處于可比較的水平主厅。由此說明拨俏，刀具刃磨的改進對孔的偏心誤差沒有產(chǎn)生不利影響。此外咒祠，對單刃深孔鉆來說智复，提高進給量還是增大了孔的偏心誤差。隨著進給量的提高萌琉，進給力和扭矩值增大光樱，從而導(dǎo)致徑向分力增大，使刀具產(chǎn)生偏移咧饭，增大了孔的偏心誤差尿愿。對于兩種不同的單刃深孔鉆，偏心誤差沿孔的長度分散性較小栏渺∏喊穑　　

　　值得注意的是，單刃深孔鉆的偏心誤差處于相對較高的水平磕诊。為了減少偏心誤差填物，對刀具和加工工藝進行了改進。對改進后的刀具進行試驗霎终，結(jié)果顯示滞磺，偏心誤差有所減小。此外莱褒，還減小了鉆孔進給量雁刷。在這樣的進給量下測得的偏心誤差表明，通過對刀具和加工工藝進行改進保礼，使偏心誤差明顯減小沛励。應(yīng)用HP-單刃深孔鉆時，對于較高的進給量炮障，也有可能使偏心誤差獲得類似程度的減小目派，這正是HP-單刃深孔鉆的特點⌒灿　　

　　對單刃深孔鉆的研究結(jié)果顯示咧歪，與普通的單刃深孔鉆和麻花深孔鉆比較，單刃深孔鉆具有很大的潛力欠杀。相對于普通的單刃深孔鉆厦湘，在刀具壽命相當?shù)臈l件下，它能明顯提高生產(chǎn)率。在相同的使用條件下哺里，單刃深孔鉆與普通單刃深孔鉆加工的孔質(zhì)量相當荤勤。　　

　　試驗結(jié)果顯示骄鸽，與麻花深孔鉆相比鹉陪，單刃深孔鉆在生產(chǎn)率、刀具壽命和孔的質(zhì)量方面處于大致相當?shù)乃角Ψ邸Ｍㄟ^對刀具結(jié)構(gòu)和加工工藝的改進戴悔，孔的偏心誤差能達到很不錯的水平⌒钆蹋總之俏汇，在刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、涂層和切削刃口倒圓方面的改進證明是卓有成效的羡微，因此能夠?qū)崿F(xiàn)單刃深孔鉆的高效加工支救。

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