北京軍工零件加工鈦合金（jīn）深孔槍鑽加工研究

機械零件越來越複雜，零件對深孔加工的需求日益增多，這（zhè）在模具製造業中尤為突出(如（rú）模具頂出孔和冷卻水道孔的加工)。有（yǒu）關資料顯示，孔加工約占整個機（jī）械加工的30%，而深孔加工又占到孔加工的40%以上，其中有22%是實心料的加工。在刀具生產行業，世界各國每年生產的用於孔加工的鑽頭占整個刀具行業的60%。在29個（gè）製造行業中，至少有（yǒu）50%對深（shēn）孔加工及其（qí）設備有直接需求，1/3以上有迫切需求。但是，我國深孔加工技術的發（fā）展和普（pǔ）及比歐（ōu）洲等發達******至少（shǎo）落後近30年，90%的深孔加（jiā）工裝備（bèi）都（dōu）依賴進口，擁有自主知識產權和（hé）核（hé）心技術的高端產品（pǐn）不足10%。發展和推廣深孔加工技術直接關係到我國機械產品的生產效（xiào）率和質量。

1  深孔加工常用方法

在機械製造業，孔加工一般按孔的長（zhǎng）徑比分為淺孔加工和深孔加工。由於傳統的孔加工普遍采（cǎi）用標準麻花鑽，因此（cǐ）根據麻（má）花鑽的直徑d0、螺旋角β和螺旋（xuán）槽導程P之間的關係，將長徑比＞5的孔稱為深（shēn）孔。在（zài）近（jìn）現代，隨著科技發展以及孔加（jiā）工方式（shì）的增加，淺孔與深孔之間已經（jīng）沒有明確的界限。人為地將孔加工（gōng）按孔的長（zhǎng）徑比進行劃分，主要是為了便於選擇刀（dāo）具和選用工藝。對（duì）於淺孔加工，可以用麻花鑽（zuàn）鑽削、激光加工（gōng）、電火花加工、線切割加工等多種方式來（lái）實現。由於淺孔的長徑比小，加工比（bǐ）較容易，因此可選擇的加工方法也較多。但對於深孔或超長深孔(一般定義（yì）為（wéi）長徑比＞10的孔（kǒng）)的加工，可選擇的加工方法明顯減少。深孔加工刀具可按排屑方式分為內排屑和外排屑兩大類（lèi），外（wài）排屑刀具包括槍鑽、深孔扁鑽、深（shēn）孔麻花（huā）鑽等；內排屑刀具因所用加工係（xì）統不同，分（fèn）為BTA深孔鑽係統、噴吸鑽係統和（hé）DF深（shēn）孔鑽係統。

深孔麻花鑽是目前***常用的深孔加工刀具，由於其應用的廣泛性，大量國內學者（zhě）對其進行了研（yán）究，大致包含以下四個研究方向：①麻花鑽鑽尖結構的研究。例（lì）如：A.S.Salama和A.H.Elsawy研究了雙平麵鑽尖的動態幾何結構，分析了（le）進給速度對雙平麵鑽（zuàn）尖切削刃關鍵角度參數的影響。李信能研究了平麵鑽尖的加工方法，建立了刃（rèn）磨單平麵和雙平麵鑽尖的數學模（mó）型。②麻花鑽螺旋槽結構的研究。例如：Kaldor S.等研究了加工螺旋槽時的刀具截麵輪廓和砂輪截麵輪廓（kuò）設計問題，給出了正問題和反問題的明確定義，即正問題是（shì）給定（dìng）砂（shā）輪軸截麵形（xíng）狀，求解螺旋槽橫截麵形狀；反問題則是給定螺旋（xuán）槽截麵形狀，求解砂輪軸截麵形狀。劉（liú）彬從切屑的卷曲、流出兩個（gè）方麵對麻花鑽螺旋槽的優化設計（jì）方法進行（háng）了探討性研（yán）究，提出一種排屑順暢的麻（má）花鑽刃型設計（jì）方案。③麻花鑽橫刃修磨的研究。橫（héng）刃修磨能顯著減（jiǎn）小軸向鑽削力，提高進給量，其（qí）主要（yào）修磨型式有R型修磨、X型修磨、N型（xíng）修磨、S型修磨、杯型修磨（mó）和無橫刃（rèn）型修磨等幾種方（fāng）式。④深孔麻花鑽的結構（gòu）研究。原江西量具刃具廠曾（céng）開發了一種深孔加工拋（pāo）物（wù）線麻花鑽，該鑽頭（tóu）的螺旋槽型由拋物線和圓弧旋轉而成，無（wú）刃背，容屑槽寬，采用大螺旋角和無錐度的厚鑽芯。雖然深孔麻花鑽的發展已經達到成（chéng）熟階（jiē）段（duàn），但由於加工深度受到製約，深孔麻花鑽還無（wú）法完（wán）成小直徑超（chāo）長深孔的加工。

另一種常用的深孔加（jiā）工（gōng）方式是內排屑（xiè）加工（gōng）係統，但由於切屑要通過刀具內部空腔排出，因此刀具（jù）直徑偏大，一般用於加工Φ18mm以上的孔。因此，對於（yú）長徑（jìng）比＞10，直徑小於20mm的小直徑深孔，槍鑽幾乎是（shì）*********有效的加工刀具，而（ér）且長徑比越大，槍鑽的（de）優勢越明顯。如圖1所示（shì），槍鑽可分為單溝槍鑽和雙溝槍鑽兩種類型。槍（qiāng）鑽由頭部、鑽杆、鑽柄三部分組成，一般采用整體硬質合金結構，或鑽頭采用硬質合金，鑽杆用鋼管軋製而成，然後將鑽頭和鑽杆無縫焊接到一起（qǐ）。槍鑽的鑽尖形狀複雜，幾何參數也較多，槍鑽內（nèi）部（bù）有冷卻液輸入孔，外部有一條貫穿（chuān）前（qián）後的V形槽。隨著機械製造業（yè）的發展，對小直徑深孔的（de）加工需求急劇增加，而（ér）槍鑽在小直徑深孔加（jiā）工中有著其它刀具無（wú）法替代的優勢，所以槍（qiāng）鑽在機械製造業日益受到重視。

2  鈦合金切削加工性能研究

鈦合金是以鈦為（wéi）基礎，加入其它合金元素（sù）構成的一種金屬間（jiān）化合物結構材料。該材料的特點是：比（bǐ）強度高（gāo），熱強性（xìng）高，抗（kàng）蝕性好，化學活性大，導熱性能差，彈性模量小；切削加工時彈性變形大，切削溫度高，單位麵積切削（xuē）力大，高溫（wēn）時（shí）表麵易硬化，粘（zhān）刀現象（xiàng）嚴重（chóng）。

早（zǎo）在上世紀中葉，歐美發達******就（jiù）圍繞（rào）鈦合金加工開展了大量研究，包括刀具磨損、切削機理、切削力、切屑形態等。Lockheed公司***早嚐試在6-220m/min速度範圍內進（jìn）行鈦合金銑削試驗。Michigan大（dà）學對三種鈦合金進行了銑削試驗，以提高鈦合金的材料去除率，並通過試驗研究（jiū）了高速銑削的加工振動問題。Jawaid等通過試驗（yàn）研究了鈦合金Ti-6246的刀具磨損。結果表明，細晶粒（lì）刀具或經過研磨的刀具耐磨性能較好。Nouari和Iordanoff用離散元法（fǎ）分析了切削鈦合（hé）金的刀具磨（mó）損。研（yán）究表明，運用離（lí）散元法可有效幫助控製刀屑接觸（chù）。Komanduri***早（zǎo）對鈦合金的切削機理（lǐ）進行研究，通過研究（jiū）正（zhèng）交切削鈦合金時（shí）的切屑變形，提出了著名的鋸齒狀切屑突變剪切失穩理論。Huriung對鈦合金加工中的刀具磨損機理進行（háng）了深入研究，指出（chū）WC-Co 基硬質合金刀具和PCD刀具中（zhōng）的碳會（huì）與（yǔ）鈦合金切屑在界麵處發生反應，生（shēng）成TiC 界（jiè）麵層，當擴（kuò）散（sàn）速率受到TiC界麵反應層的阻隔後，將減緩刀具的磨損。他還指出，穩定的 TiC 界麵層將有助於減緩這兩種刀具的磨損。

(a)

(b)

圖1  槍鑽結構

我國對鈦合金切（qiē）削性能的研究要晚於西方發達******，但經過國內高校和科研院所的努力，已經取（qǔ）得了很多研究成果。南京航空航（háng）天大學王瑉首先對銑削（xuē）加工鈦合金的刀具磨損（sǔn）機理進行了深入研究，指出低速銑削時以粘結撕裂磨損為主，高（gāo）速銑削時主要為擴散磨損。何寧（níng）等基於綠色切削理念，用硬質合金刀具進行了高速銑削鈦合金的單因素試驗，得出了徑（jìng）向切深、軸向切深、每齒進給量和銑削速度對銑削力的影響規（guī）律，並比較分析了（le）幹銑削、氮氣油霧和空氣（qì）油霧介質下銑（xǐ）削力的變化特點。西北工業大學的史興寬和上（shàng）海交通大學的陳明等研究了在高速銑削和普通銑削條件下，鈦合（hé）金TC4材料的加（jiā）工表麵完（wán）整性（xìng），指出高速銑削對提（tí）高加工效率、改善加工表麵完整性******有益。山東大學石磊從化（huà）學、物理和力學性能三個方麵對刀具材料與鈦合金的性能匹配進行了（le）研究，並通過Ti-6Al-4V鈦（tài）合金的（de）銑削試驗加以驗證，建立（lì）了鈦（tài）合金切削刀具選擇係統模型。

雖然我國對鈦（tài）合金切削性能的（de）研究有了很大進展，但大部分集中在對鈦合金銑削性（xìng）能的研究，而對（duì）鈦合金深孔槍鑽加工性能研究甚少。鈦合金深孔槍鑽加工（gōng）的刀（dāo）具磨損機理、加工質量狀（zhuàng）況（kuàng）、加工效率等都有待進一步深入研究。

3  槍鑽研究現狀

槍鑽加工技術***早出現在軍工行業，直到（dào）20世紀中葉，出於******建設和經濟發展的需求，日、歐、美率先將一批軍用技術轉移到民用企業，用於民品生產，槍鑽也從此被人（rén）們廣泛知曉和應用。此後，國內外很多高校（xiào）和科研院所都圍繞槍鑽加工（gōng）展開了一係列研究，包括槍鑽結構研（yán）究、槍鑽加工工藝（yì）研究、槍鑽振動鑽削研究以及槍鑽加工穩定性研（yán）究（jiū），並取得了豐碩的（de）研究成果。

(1)槍鑽（zuàn）結構的研究

槍鑽刀具角度複雜，主要包括內刃鋒角(也稱為內刃餘（yú）偏角或內角)、外刃鋒角(也稱為外刃餘偏角或（huò）外角)、外刃******後角、外刃第二後角（jiǎo）、內刃後角、刀尖角、導流麵後角（jiǎo）等。每一個角度的變化都會對切削力產生影響，進而影響刀具的壽命和加工質量。所以，從槍鑽的結（jié）構出發，研究（jiū）槍鑽的刀具壽命和加工質量具有重要意義。

Osman和Chahil通過開放的液壓回路係統研究了槍（qiāng）鑽鑽尖與V型（xíng）槽接觸麵處的截麵形式對加工質量的影響，提出了單孔（kǒng）、雙孔、腰型孔三種（zhǒng）截麵（miàn）形（xíng）式。並指（zhǐ）出，與其他兩（liǎng）種（zhǒng）截麵形式相比，雙孔截麵（miàn）形式的液壓損失***小。隨後，Astakhov等開（kāi）發了一種可以測出孔底部切削液壓力的封閉液壓回（huí）路裝置，並通過（guò）試驗，闡釋了孔底幾何形狀對鑽尖附近的冷卻液壓力（lì）有極大影響，而孔底幾何形狀取決於鑽頭（tóu）的幾何形狀。K.S.Woon等研（yán）究了薄壁（bì）深孔加工中槍鑽刀刃圓角半徑對孔的直線度的影響，提出了集切削力、鑽孔偏差、薄壁變形以及過程運動學（xué）於（yú）一體的機械模型，建立了研究薄壁深孔（kǒng）槍鑽（zuàn）加工的理（lǐ）論基礎。Dirk Biermann等（děng）以槍鑽刃形為研究對象，通過對比（bǐ）試驗（yàn），揭示了單刃深孔鑽切削刃的形（xíng）狀對深孔鑽削過程的影響，包括對刀具磨損、刀具負載以及孔的質（zhì）量的影響。大連（lián）工業大學的李元坤通過槍（qiāng）鑽的（de）磨損試驗和扭矩試驗，研究得出了***優的導流麵名義後角參數，並引入了衝擊壓（yā）力損失的（de）概念，建（jiàn）立了底麵淨隙區內的冷卻液流（liú）動模型。首次（cì）提出了壓力不平衡度（dù）的概念，並將其作（zuò）為槍鑽設計中必須考（kǎo）慮的（de）影響因素之一。大連工業大（dà）學（xué）的張偉（wěi）等以鈦合金為加工（gōng）對象，改進了深孔鑽削工藝，調（diào）整了刀具的幾何參數。為了提高槍鑽的強度，將槍鑽（zuàn）的後角由15°減小到（dào）12°，並在刀具其它參數不變的情況下，通過實驗對比了改進前後的刀具（jù）壽命，實驗（yàn）結果顯示，改進後的刀具壽命顯著增（zēng）加（jiā）。湖南大學的張秋麗分析了槍鑽的受力（lì）狀態，並結（jié）合槍鑽的結構特點，基於切削原理和微刀具（jù）理論，建立（lì）了平麵型後刀麵槍鑽（zuàn）的鑽削力數（shù）學模型，為預（yù）測槍鑽的鑽削力提供了理論參考，同（tóng）時也為槍鑽的優（yōu）化設計提供了新的設計方法。

從國（guó）內外目前的研究情況來看，對槍鑽結構的研究並（bìng）不完善，且（qiě）大部分研究都是對試驗結果的分析，缺（quē）乏相應的理（lǐ）論支撐。在對刀具結構進行調整時，很大一部（bù）分是在特定的加工（gōng）環境下，依據（jù）加工經驗進（jìn）行判斷，導致研究結果不夠******。

(2)槍鑽（zuàn）加（jiā）工工藝的研究

目前對槍鑽加工工藝的研究主要集中在切削速度、進給速度等（děng）切削用量以及油壓（yā）對加工質量的影響上，其中對油壓的（de）研究相對較少，對切削參數的研究占絕大多數。

Astakhov等研究了在刀具運動、工件靜止的情況下，槍鑽入鑽喇叭口的形成原理。並從槍鑽鑽入的穩定性入手，分析了從鑽尖（jiān）接（jiē）觸工件到鑽頭完（wán）全鑽入工件（jiàn）的過程，剖析了各方麵因素(如支撐麵位置、導向（xiàng）套、刀具角度等)對鑽入（rù）穩定性的影響，並對提高槍鑽（zuàn）鑽入（rù）的穩定性提出了合（hé）理化建議。Astakhov和Galitsky等還研究了槍鑽工藝參數(切削速度、進給量)和幾何（hé）參數對刀具壽命的影響，通過對實驗數據的分析，得出了***佳的（de）工藝參（cān）數和刀具幾何參數，並指出刀（dāo）具壽命（mìng）並非隻受單（dān）個因素的影（yǐng）響，而是所有工藝參數和幾何參數綜合作用的（de）結果（guǒ）。大連工業大學的潘宇豪等以不鏽鋼的槍鑽加工（gōng）為研究對象，通（tōng）過實驗得出了***優（yōu）切削參數，並對比了標準型槍鑽、雙（shuāng）外刃槍鑽、帶斷屑（xiè）槽的單外刃槍鑽三種槍鑽在***優切削參數下的加工性能（néng）。天津大學的杜雲芝通過有限元分析，建立了槍鑽和麻花鑽的三維模型，用有限元法動態模（mó）擬了鑽削加工過程，驗證（zhèng）了鑽削過程動態有限元模（mó）擬的可行性（xìng），並對比了不同（tóng）鑽速下兩（liǎng）種鑽頭加工過（guò）程中的應（yīng）力、應變場、溫度分布（bù）、材料（liào）流動以（yǐ）及切屑成形，進而（ér）間接分析了其垂直度的（de）差別。華南理工大學（xué）的梁浩文（wén）通過實驗（yàn），研究了槍鑽加工工藝以及轉速對工件質量的影響，包括工件（jiàn）的出入口直徑差、孔徑偏差、圓度、軸線偏差等，指出在進給速度、冷卻液壓力一（yī）定的情況下，隨著槍鑽（zuàn）鑽速的增加，刀具的振動變（biàn）大（dà），出入口的（de）直（zhí）徑差增大，而出入口的軸線偏差和圓度隨鑽速的增加波動較小。上（shàng）海工具廠的胡江林（lín）和大連工業大學的張偉針對切削銀銅合金時不易斷（duàn）屑的問題，對加工參（cān）數進行（háng）了優化，分別（bié）采用兩種鑽速、四種進給量進行了試驗，通過研究（jiū）切屑的形狀和變形係數，得出了合理的切削速度和進給量範圍。張文強等根據槍鑽在加工過程中避硬趨（qū）軟的特點，研（yán）究了薄（báo）壁深孔的加工工藝，通過對加工（gōng）過程中切削力的分析（xī），提出了四種改善薄壁深孔加工中孔軸（zhóu）線偏斜問題的加工方法。孫慶等對（duì）槍鑽的冷卻係（xì）統進行（háng）了分析（xī），根據計算公式和經驗數據，重新優化設計了槍鑽加工冷卻係統（tǒng），為在普通車（chē）床上進行槍鑽深孔加工提供了更合理的冷（lěng）卻加（jiā）工係統。

分析已有（yǒu）的對槍鑽加工工藝的研（yán）究發現，絕大部分研究成果都建立在實驗基礎之上，對內在機理的研究與分（fèn）析相（xiàng）對較（jiào）少，且研（yán）究（jiū）的加工工藝大多（duō）是針對特定的工（gōng）件材料，不能適用於所有材料的（de）加工，更（gèng）缺少具有參考價值的、與材料相匹配的工藝參（cān）數。

(3)槍鑽振動切削的研究

振動鑽削是振動切削的一個分支，它與（yǔ）普通鑽削的區別在於：振動鑽削在鑽頭(或工（gōng）件)正常進給的同時，對鑽頭(或工件（jiàn）)施加某種有規律的振動，使鑽頭在振動中切削，形成（chéng）脈衝式的切削力波形，使切削用量按某種規律變化，以達到改善切削效能的目的。

振動鑽削（xuē）理論首先由日本宇都宮大學的隈（wēi）部淳一郎提出，他率先對超聲振動鑽削的加工機理（lǐ）進行（háng）了研究，他在其著作《精密加工振動切削(基礎與應（yīng）用)》中提出了鑽頭的靜止化和剛性化理論。此後，美國學者（zhě）W.Hansen對（duì）低頻振動鑽削進（jìn）行了研究，提出（chū）了低頻振動鑽削（xuē）的概念與方法，並研製（zhì）了安裝在自動車床上，用凸輪控製的機械式軸（zhóu）向振（zhèn）動（dòng）鑽削（xuē）裝置，實驗研究發現，低頻振動鑽削可以減少（shǎo）鑽頭燒傷，提高鑽頭（tóu）壽命，加快排屑過（guò）程以及提（tí）高孔的位置（zhì）精度。西安（ān）理工大學的薛萬夫等通過理論分析和試驗驗證，給出了斷屑區域圖（tú）和鑽（zuàn）頭（tóu）動（dòng）態後角計算圖（tú），利用該圖可以方便地選擇振動鑽孔的工藝參（cān）數和合理的刀具角度，並指出，隻要恰當地選擇振（zhèn）動參（cān）數及其與切（qiē）削用量的匹配關係，在適（shì）用範圍內無論加工何種材抖，采用何種刀具角度，都能根據（jù）需要隨意控製切屑的大小和形狀，從而實現切屑的自主控製。西安石油大（dà）學的劉（liú）戰鋒等在DF振動鑽削係統上（shàng）采用槍鑽對35CrMo材料進行了超細長深孔低頻振動（dòng）鑽削與普通（tōng）鑽削的（de）對比實驗，比較了兩種不（bú）同加工方式獲得（dé）的工件質量，包括（kuò）工件的擴孔量、粗糙度、直線度和圓度，驗證了隻要匹配的工藝參數合理，采用低（dī）頻振動鑽（zuàn）削得到的（de）各項（xiàng）工藝參數均（jun1）優於普通鑽削。華中理工大學的李偉用偏心機械扭轉振動槍鑽對鋁（lǚ）合金進行了（le）鑽削實（shí）驗，證明振動槍鑽可以減（jiǎn）小刀具鑽（zuàn）削力，提高工件表麵質量。青島大（dà）學的苟琪和西安（ān）理工大學的李雲芳通過對振動斷屑的理論分析（xī），根據振動波形幹涉得出了理論斷（duàn）屑條件和（hé）理（lǐ）論斷屑區域圖，並指出，振動鑽孔斷屑是由間斷切削過（guò）程（chéng）造成的。他們還定量分析了間斷切削過（guò）程中的空（kōng）切角度、空切時間對斷（duàn）屑的影響，並通過（guò）試驗驗證了用空切理（lǐ）論分析斷屑的正確性。北京航空航天大學李（lǐ）振東等由理論公式推導繪製（zhì）出理（lǐ）論上的振動斷屑區域圖，並通過實驗，對振動斷屑區域圖（tú）進行了驗證。中（zhōng）北大學的房嘉賡以深孔（kǒng）振動鑽（zuàn）削技術中的軸向振動鑽削為研究對象，對其加工時產生的軸向力和扭矩預測進行了研究。運用計算（suàn）機數值模擬分析軟件Deform-3D，根據軸向振動（dòng）鑽削的關鍵技術，建立了槍鑽軸向振動鑽削硬鋁合（hé）金的有限元（yuán）模型，實現了對該技術的（de）有限元動（dòng）態模（mó）擬，為振動鑽（zuàn）削技術的研究提供了有限元仿真方法。

雖然振動鑽削（xuē）理論在上世紀50年代就已提出，並且迄今（jīn）已取得了大量研究成果，但有關振動鑽削在槍鑽深孔鑽削中的研究與應用卻比較（jiào）少。在振（zhèn）動鑽削加工中，對不同的工件材料和尺寸（cùn）應采用何種振動方式(自由振動、自（zì）激振動或受迫振動)和（hé）什（shí）麽樣的振動頻率(低頻振動或高頻振動)，目前尚（shàng）無明確的定義。

(4)槍鑽加工穩定性（xìng）的研（yán）究

槍鑽加工的穩定（dìng）性直（zhí）接影響工件的加工質量及刀具的（de）使用壽命。雖然影響加工穩定（dìng）性的因素很多，但追根究（jiū）底是由切（qiē）削力的變化造成的。迄今為止，對加工穩定性的研究大多集中在對加工過程中產生的顫振進行分析，以及研究輔助加工工具(如導向條、導向套、鑽杆支撐架等)對加（jiā）工穩定性的影（yǐng）響。

Alexander M.Gouskov等研究了槍鑽加工過程中的（de）非線性彎曲振動與扭轉振動，將槍鑽（zuàn）簡化為受橫向振動和軸向振動的連續梁模型來進行（háng）分析，並結合連續切削與斷續切削理論，提（tí）出了新的彎曲扭轉耦合振動鑽削模型，為研究槍鑽的振動鑽（zuàn）削提供了理論依據。Tarng和Li基於ART2神經網絡方法開發了一種顫振識別係統，並通過試驗證實該係統可有效檢測出加工顫振，該係統是根據軸（zhóu）向力隨時間的變化來判別是否產（chǎn）生顫（chàn）振。西安工業大學白萬民（mín）以槍鑽為研究對象，根據機床的回轉精度和進（jìn）給精度、工件材（cái）料、機床的三點一線、鑽杆的剛度等，分析了刀具在加（jiā）工時的受力狀況，並用有限元法推導出中心線偏（piān）移（yí）量的計算公式。中北大學（xué）鄭誌群等基於轉子係統動力學（xué）、機床（chuáng）顫（chàn）振的非線性理論、深孔加工係（xì）統的非（fēi）線性動力學等，建立並分析了槍（qiāng）鑽加工小直徑深孔的（de）動力學模型，從而得到槍鑽加工係統的動力（lì）學方程，並用MATLAB軟件求解方程，為小直徑深孔鑽削的穩定性（xìng）分析建（jiàn）立（lì）了（le）理論基（jī）礎。中（zhōng）北大學的段曉奎（kuí）和魏旭民針對深孔鑽削（xuē）加工中出現的顫（chàn）振問題，分析了金屬切削加工（gōng）中顫振（zhèn）產生的機（jī）理，研究了（le）磁流變（biàn）液材（cái）料的原（yuán）理、磁流（liú）變效應的機理和磁流變液減（jiǎn）振器的設計原理，提出利用（yòng）磁流變液來（lái）抑製顫振的發生，並給出了基（jī）於BP神經網絡PID控製的深孔加工磁流變液減振器控製算法。

目前加工穩定性的研（yán）究主要集中（zhōng）在車削和（hé）銑削領域，對（duì）鑽削穩定性的（de）研究相對較少。在研究鑽（zuàn）削加工（gōng）穩定性時，幾乎都是采用麻花鑽或BTA深孔鑽作為研究對象，並且（qiě）忽略了過（guò）程阻尼對切削加工穩定性（xìng）的影響。因此，結合過程阻尼的形成機理及其對加（jiā）工穩定性的影響，以槍鑽（zuàn）為對象進行鑽削穩（wěn）定性的（de）研究，對提高槍鑽（zuàn）一次加工成形質（zhì）量具有重要意義。

小結

盡管隨著製造業的發展，在各國研究人員的共同努力下，槍鑽加工技術有了質的飛躍，但要使槍鑽加工技術在民用製造業（yè）得到普及應用，還有許多工作要做。此外，對槍鑽加工的研究還存在以下一些問題：

(1)與車削（xuē）和銑（xǐ）削加工相比，目前對鑽削（xuē）加工的研究總體上還比較（jiào）少。車削和銑削的研究從切削理論到實際應用都已達到成熟階段，而鑽削的研究還不夠成熟，且鑽削理論和工藝（yì）試驗90％都是以（yǐ）麻花鑽（zuàn）為研究對象。而對深孔加工的研究，絕大部分都是采用內排屑深孔鑽（zuàn），對（duì）槍鑽的研究隻占其中很（hěn）少一部分。因（yīn）此（cǐ），加強對深孔槍鑽加工的研究，對其發展與應用具有重要（yào）意義。

(2)對槍鑽加工的研（yán）究，無論是研（yán）究刀具（jù）壽命，還（hái）是研究切削用量或刀具參數等，大多（duō）是從切（qiē）削（xuē）試驗出（chū）發，根據實際加工狀況（kuàng）、切屑形態（tài）、刀具磨損等進行直觀判斷，缺乏一套完整的理論作為支撐。因此，揭示槍（qiāng）鑽加工的內在機理和規律顯得尤為重要。

(3)對槍鑽加工切削用量的研究較少，且目（mù）前對切削用量的研究大多是針對特定的加工材料，對於常用工件材料，尚（shàng）未給出（chū）具體的、定量的***優化切削參數，或直接建立可供加工（gōng）人員（yuán）選用的匹配參數表，這就（jiù）導致深孔槍鑽加工（gōng）推廣困難，在加工新的材料時，需要（yào）花費大量時間來確定***優切削用量。

(4)在斷（duàn）屑台或（huò）斷屑槽是否可應用於（yú）槍鑽斷屑的問題，國內外基本上很少研究。槍鑽加工中的可靠斷屑一直是一個（gè）加工難題，它對刀具壽命（mìng）和孔的表麵（miàn）質量有直接的影響。對這（zhè）一問題的深入研究，將（jiāng）大幅提高槍鑽一次加工的精度，從而減少後續加工工序。

(5)由於槍鑽（zuàn）自身的結構特點，在加工（gōng）大長徑比（bǐ）深孔（kǒng）時，鑽杆的振動不可避免。但是，目前對鑽杆穩定性的研究（jiū）並不多見，如何***大限度地減小加工過程中的鑽杆振動是槍鑽研究的又（yòu）一重點。

(6)槍鑽（zuàn）的（de）刀頭（tóu）結構（gòu）參數是影響其加工性能***直接的要素。目前的研究表明，改變刀頭結構（gòu）參數或多或（huò）少會對加工質量產生影響，但影響的程度和規律還需要加（jiā）以（yǐ）研究和分析。對於特（tè）定材料的加工（gōng），目前隻（zhī）能給出刀具幾何參數的大概範圍，具體數值仍（réng）需（xū）用戶根據實際（jì）加（jiā）工情況來決定，因此，對（duì）刀頭結構參數進行深入研究，實現工件材料與切削參數的合理匹配對於槍（qiāng）鑽加（jiā）工（gōng）技（jì）術的發展至（zhì）關重要。

原載《工具（jù）技術》  作者：李亮