數(shù)控深孔鉆三級鉆孔技術應用

　　1、基本概述

　　深孔鉆削是指孔深和孔徑比大的孔加工，正常鉆削技術所生產(chǎn)的孔，其孔深極少超過5倍直徑，而在深孔鉆削中，此比例可高達150∶1，并且，任何孔深大于5倍直徑的孔都應稱為深孔。鉆削的基本原則：應用和糾正切削速度與進給的選擇，切削良好的斷屑和排屑性能，同時不損壞刀具和工件。對于孔深孔徑比大于5 的深孔，必須保證一鉆到底，不能中途退出，切削液能順利地流進鉆頭的切削刃處，并能保證順利排屑。深孔鉆削加工鉆頭進入工件時，是在半封閉條件下工作，因此受到較多限：不能直接觀察到刀具切削情況;切削熱不易傳散，必須采用強制有效的冷卻方式;排屑困難;鉆桿需要足夠的剛性。深孔加工注意問題：切屑處理問題，冷卻潤滑，合理導向。

　　槍鉆(見圖1)的鉆柄是空的，由內(nèi)外部供應的切削液流經(jīng)鉆頭內(nèi)輸送管，并強行流經(jīng)切削頭內(nèi)的孔。鉆柄外側(cè)有一個沿著長度方向的V形槽，切削液攜帶切屑通過此V形槽，并經(jīng)過鉆頭外側(cè)，最終切屑從孔中排出。槍鉆可應用于普通加工中心，但是需要高壓力的切削液。

　　2、任務來源

　　某殼體零件(見圖2)有兩個直徑4mm、1個直徑5mm且深度都超過700mm的深孔。普通設備無法加工，必需使用專用的深孔加工設備。這就要用到深孔專用加工設備——數(shù)控深孔鉆床。數(shù)控深孔鉆機床是專門用于深孔加工的數(shù)控設備，加工的孔徑小、深度大，孔徑與孔深比達到1∶100，一般的數(shù)控設備無法完成。

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　　數(shù)控深孔鉆機床(見圖3)是專門用于深孔加工的數(shù)控設備，加工的孔徑小、深度深，徑深比達到近1∶100，一般的數(shù)控加工設備無法完成。數(shù)控深孔鉆工作原理是采用不對稱切削加工，不需用傳統(tǒng)的中心鉆來完成定位要求。

　　3、 解決方案

　　數(shù)控深孔鉆床于2008年5月投入使用后(見圖4)，經(jīng)過反復試驗，1個深孔加工動作宜采用“三級加工法”：定位鉆削、導向鉆削及正常鉆削，稱為“三級鉆孔技術”。三級鉆孔需要根據(jù)不同的鉆孔深度采用不同的切削速度，目前機床自帶的數(shù)控鉆孔指令只能完成1個鉆孔深度和1個切削速度，如何使用常用的鉆孔指令來實現(xiàn)三級鉆孔，可分兩種方法：①手動干預：根據(jù)不同的鉆孔深度，人為的手動來進行調(diào)節(jié)切削速度。②重復進給：對同一個孔分別進行編制3個鉆孔程序，指令不同的鉆孔深度和切削速度，進行重復操作。

　　4、改進方法

　　對于上述兩種方法的弊端，通過查閱機床說明書，使用“頭腦風暴法”，提出各種解決方案。最終采納開發(fā)一個三級階梯鉆削指令方案。分別賦予三級深度與三種不同速度，通過參數(shù)化、智能化及人性化設計，省去手動干預的繁瑣與重復進給所浪費的時間。

　　(1)格式。G65 P9003 U-10 V-30 Z-375 B5 C10 F40 R3 T0(或T1)

　　X___Y___

　　…

　　G67

　　M30

　　(2)參數(shù)。第一鉆孔深度U，第二鉆孔深度V，最終鉆孔深度Z，一級鉆孔速度B，二級鉆孔速度C，最終鉆孔速度F，鉆孔初始點R，T0鉆不通孔，T1鉆通孔

　　(3)使用說明。①程序必須指令Z(最終鉆孔深度)、F(最終鉆孔速度)、R(鉆孔初始點)、T0(鉆不通孔)或T1(鉆通孔)，否則出現(xiàn)提示報警(9001)。②鉆孔初始點<第一鉆孔深度<第二鉆孔深度<最終鉆孔深度，即R>U>V>Z，否

　　則出現(xiàn)提示報警(9004)。③一級鉆孔速度<二級鉆孔速度<最終鉆孔速度，否則出現(xiàn)提示報警(9004)。④如不使用第一鉆孔深度U和第二鉆孔深度V時，可直接使用最終鉆孔深度Z來完成鉆孔。⑤當指令第一鉆孔深度U時，必須指令一級鉆孔速度B，否則出現(xiàn)提示報警(9004)。⑥當指令第二鉆孔深度V時，必須指令二級鉆孔速度C，否則出現(xiàn)提示報警(9004)。⑦當只使用兩級深度鉆孔時，只能使用深度U、Z，否則出現(xiàn)提示報警(9004)。

　　(4)實施結(jié)果。兩種方法對比發(fā)現(xiàn)，方法一使操作者的勞動強度增大，操作者要始終關注機床狀態(tài)進行手動調(diào)整，操作不夠準確，失去了數(shù)控加工自動化的意義;方法二對相同一個孔進行多次加工，多次重復定位，機床增加了孔位置度誤差和重復加工周期。

　　5、結(jié)語

　　該項鉆孔技術智能化、調(diào)節(jié)性強，可根據(jù)產(chǎn)品的工藝要求、材料性能進行調(diào)節(jié)，適應于各類FANUC數(shù)控機床鉆孔，為解決深孔加工提供了較好的方案。