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車間生產遇到一種深孔加工難題。如圖所示，材質為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）。難點在於 8 個貫穿深孔的加工，鑽孔深度與鑽頭直徑比值達到 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於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、刀杆受孔徑的限制，直徑小，長度大，造成剛性差，強度低，切削時易產生振動、波紋、錐度，而影響深孔的直線度和表面粗糙度；

2、在鑽孔和擴孔時，冷卻潤滑液在沒有採用特殊裝置的情況下，難於輸入到切削區，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(油壓表和電錶)，來判斷切削過程是否正常；

4、切屑排除困難，必須採用可靠的手段進行斷屑及控制切屑的長短與形狀，以利於順利排除，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量，應增加刀具內(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

車間同事結合現有生產條件和加工工件的深孔結構特點，分析後採用的加工方案是: 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鑽。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。

採用的加工方法如下表所示：

刀具採用Φ11mm的中心冷卻鑽頭，轉速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對接，採用一面兩銷定位，利用5工序精鏜出來的2個Φ11mm孔為定位銷孔，複製5工序的加工刀具和切削參數，鑽深95mm至通；

加工調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完美對接。在實際調試過程中，加工10工序與5工序孔對接時，出現鑽頭斷裂損壞的情況，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製造精度進行了檢測及計算，均在設計要求內。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件產品，測試的內容為5序加工後的其餘6個直徑11mm孔相對定位孔的位置度，測量結果如下表所示。

從以上數據可以看出，CV1200B立式加工中心對於位置度的保證精度相對較高，排除了工具機、刀具、夾具的影響因素。

2、毛坯材質及硬度

為了進一步查找問題，用線切割將殼體崩刀孔進行剖解。剖解發現，5工序、10工序對接的部位有明顯台階，具體形態下圖所示：

對孔進行精測後發現，10工序鑽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鑽頭出現了明顯偏移，造成鑽頭偏移的原因肯定是鑽頭在加工時受到了外力。

3、加工工藝參數

對以上可能引起崩刀問題的各因素進行分析排除後，崩刀問題依然發生，因此還要對加工工藝參數和加工過程進行排查。由加工工藝可知，5工序鑽孔時每次鑽深 20mm，10工序同樣每次鑽深 20mm。對接時有鐵屑不均勻地堆積在出口處，影響了鑽頭的受力。

為了改善切削條件，及時把鑽頭附著的鐵屑排除孔外，並將鑽頭每次鑽深由 20 mm 更改為 8 mm。最終通過試加工和批量生產，鑽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，如果採用兩端對鑽方案，對接處鑽頭容易發生偏移。發生偏移的因素往往涉及零件定位、零件裝夾、材質及硬度、工藝方法和工藝參數等。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) 毛坯無疏鬆、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) 加工鑽頭要求中心冷卻。

6) 二次鑽孔時鑽頭轉速和切削速度精準控制。

7) 嚴格控制鑽頭的每次鑽深。

8) 及時將鐵屑排除孔外。

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