北京軍工零（líng）件加工鈦合金深孔槍鑽加工研究

機械零件越來越（yuè）複雜，零件對深（shēn）孔加工的需（xū）求日益增多，這在模（mó）具製（zhì）造業中尤（yóu）為突出(如模具頂出孔（kǒng）和冷卻水道孔的加（jiā）工)。有關資料顯示，孔加（jiā）工約占整個機械加工的30%，而深（shēn）孔加工又占到孔加工的40%以上，其（qí）中有22%是（shì）實心料的加工。在刀具（jù）生產行業（yè），世（shì）界各（gè）國每年生產（chǎn）的用於孔加工的鑽頭占整個刀具行業的60%。在29個製造行業中，至少有50%對（duì）深孔加工及（jí）其設備有直接需求，1/3以上有迫切需求。但是，我（wǒ）國深孔加工技術的（de）發展和普及比歐（ōu）洲等發達******至少落後近30年，90%的深孔加（jiā）工裝備都依賴進口，擁有自（zì）主知（zhī）識產權和核心技術的（de）高（gāo）端產品不（bú）足10%。發展和推廣深孔加工技術直接關係（xì）到我國機械產品的生產（chǎn）效率和（hé）質量。

1  深孔（kǒng）加工常用方法

在機械製造業，孔（kǒng）加工一般按孔（kǒng）的（de）長徑比分為淺孔加工和深孔加工。由於傳統的孔加工普遍（biàn）采用標準麻花鑽，因此根據麻花（huā）鑽的直徑d0、螺旋角β和螺旋槽導程P之間（jiān）的關係，將長徑比＞5的孔稱為深孔。在近現（xiàn）代，隨（suí）著科技發展以及孔加工方式的（de）增加，淺孔與深孔（kǒng）之間已經沒（méi）有明（míng）確的界限。人為地將孔加（jiā）工按孔的長徑比（bǐ）進行劃分，主要是為了便於選擇（zé）刀具和選用工（gōng）藝（yì）。對於淺（qiǎn）孔加工，可（kě）以用麻花鑽（zuàn）鑽削、激光（guāng）加工、電火花加工、線切割加工等多種方式來實現。由於淺孔的長徑（jìng）比小，加工比較容易，因此可選擇的加工方法也（yě）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)的加工，可選（xuǎn）擇的加工（gōng）方法明顯減少。深孔加工刀具可按排屑（xiè）方式分為內排屑和（hé）外排屑兩（liǎng）大（dà）類，外（wài）排（pái）屑刀具包括（kuò）槍（qiāng）鑽、深孔扁鑽、深孔麻花（huā）鑽（zuàn）等；內（nèi）排（pái）屑刀具因所用加工係統（tǒng）不同，分為BTA深孔鑽係統（tǒng）、噴吸鑽係（xì）統和DF深孔（kǒng）鑽係統。

深孔麻花鑽是目前***常用的深孔加工刀具，由於其（qí）應用的廣泛性，大量國內學者對其進行了研究，大（dà）致包含以下四個研究方向：①麻花鑽鑽（zuàn）尖結（jié）構（gòu）的研（yán）究。例如：A.S.Salama和A.H.Elsawy研究了雙平麵鑽尖的動態幾何結構（gòu），分析了進給速度對雙平麵鑽尖切削刃關鍵角度參數的影響。李信能研究了平麵鑽尖（jiān）的加工方（fāng）法，建立（lì）了刃磨單平麵（miàn）和雙平麵鑽尖的（de）數學模型。②麻花鑽（zuàn）螺旋槽結構（gòu）的研究。例（lì）如：Kaldor S.等研究了加工螺（luó）旋槽時的刀具截麵輪廓和砂輪截麵輪廓設計問題，給出了正（zhèng）問（wèn）題和反問題的明確定義，即正（zhèng）問題是給定砂輪軸截麵形狀，求解螺（luó）旋槽橫截麵形狀；反問（wèn）題（tí）則是給定螺（luó）旋槽截麵形狀，求解砂輪軸截麵形狀。劉彬從切屑的卷曲（qǔ）、流出兩個方麵對麻花鑽（zuàn）螺旋槽的優化設計方法進（jìn）行了探討性研究，提出一（yī）種（zhǒng）排屑順暢的麻花鑽刃型設（shè）計方（fāng）案。③麻花鑽（zuàn）橫刃修（xiū）磨的研究。橫刃修磨能顯著減小軸向鑽削力，提高進給量（liàng），其（qí）主要修磨型式有R型修磨、X型修磨、N型修磨、S型修磨（mó）、杯型修磨和無橫刃型修磨等幾種（zhǒng）方式。④深（shēn）孔麻花鑽的（de）結構研究。原江西量具刃具廠曾開發了一種深孔加工拋物線麻花鑽，該鑽頭的（de）螺旋槽型由拋物線和圓弧旋轉而（ér）成，無刃背，容屑槽寬，采用大螺旋角和無錐度的厚（hòu）鑽（zuàn）芯。雖然深孔麻花鑽的發展已經達到成熟階段，但由於加工深度受到製約（yuē），深孔麻花鑽還無（wú）法完成（chéng）小直徑超長深孔的加（jiā）工。

另一種常用的深孔加工（gōng）方式是內排屑加工係統，但由於切屑要（yào）通過刀具內部空腔排（pái）出，因此刀具直徑偏大，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（xiǎo）直徑深孔，槍鑽幾乎是*********有效的（de）加工刀具，而且長徑比越大，槍鑽的優勢越明（míng）顯。如圖1所示，槍（qiāng）鑽可分為單溝槍鑽（zuàn）和（hé）雙溝槍鑽（zuàn）兩（liǎng）種（zhǒng）類型。槍（qiāng）鑽由頭部、鑽杆、鑽柄三部分組成，一般（bān）采（cǎi）用整（zhěng）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（zuàn）頭和鑽杆無縫焊接到（dào）一起。槍鑽的鑽尖形狀複雜，幾（jǐ）何參數也較多（duō），槍鑽內部有冷卻液輸入孔，外部有一條貫穿前後的V形槽。隨著（zhe）機械製造業的發展，對小直徑深孔的加工需求急劇增加，而槍鑽在（zài）小直（zhí）徑深孔加工中有（yǒu）著其它刀（dāo）具無法（fǎ）替（tì）代的優勢，所以槍鑽在機械製造業日益受到重視。

2  鈦合金切削加工性（xìng）能研究（jiū）

鈦合金是以鈦為基礎，加入（rù）其它合金元素構成的一種金屬間化合物（wù）結構（gòu）材料。該材料的特點是：比（bǐ）強度高，熱強性高，抗蝕性好，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，單位麵積切削力大，高溫（wēn）時（shí）表麵易（yì）硬化，粘刀現象嚴重。

早在上世紀中葉（yè），歐美發達（dá）******就圍繞鈦合金加工開展了大量研究，包括刀具磨（mó）損、切（qiē）削機理、切削力、切屑形（xíng）態等。Lockheed公司***早嚐試在6-220m/min速度範圍內進行鈦合金銑削試（shì）驗。Michigan大學對三種鈦合（hé）金進行了銑削試驗，以提高鈦合金的材料去除率，並通（tōng）過試驗（yàn）研究了（le）高（gāo）速銑削的加工振動（dòng）問題。Jawaid等通過試驗研究了鈦合金Ti-6246的刀具磨損。結果（guǒ）表明，細晶粒刀具或經（jīng）過研（yán）磨的刀具耐磨性能（néng）較好。Nouari和Iordanoff用離（lí）散元法分析（xī）了切（qiē）削鈦合金的刀具磨（mó）損。研（yán）究表明（míng），運用離散元法可有（yǒu）效幫助控製刀屑接觸。Komanduri***早對鈦合金的切削機理進行研究，通（tōng）過研究正交（jiāo）切削鈦合金時的切屑變形（xíng），提（tí）出（chū）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了深入研究（jiū），指出WC-Co 基硬質合金刀具和PCD刀（dāo）具（jù）中的碳會與（yǔ）鈦（tài）合金切屑在界麵處發（fā）生反應，生成TiC 界麵層，當擴散速率受到TiC界麵反（fǎn）應層的阻隔後，將減（jiǎn）緩刀具的磨損。他還指出，穩定的 TiC 界麵層將有助（zhù）於減緩（huǎn）這兩種刀具的磨損。

(a)

(b)

圖1  槍鑽結構

我國（guó）對鈦合金（jīn）切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，已經取得了很多研究成果（guǒ）。南京航空航天大學（xué）王瑉首先對銑削加工鈦合金的刀具磨損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，高速銑削（xuē）時主要為擴散磨損。何（hé）寧等基（jī）於綠色切削理念，用硬質合金刀具進行了高速（sù）銑削鈦合金的單因素試驗，得出了徑向切深、軸向切深、每齒進（jìn）給量（liàng）和銑削速度對銑削力的影響規律，並比較分析了幹銑削、氮氣油霧和空氣油霧介質下銑削力的（de）變化特點。西北（běi）工業大學（xué）的史興寬和上海交通大學的（de）陳明等研究了（le）在高速銑削和普（pǔ）通銑（xǐ）削條件下，鈦合金（jīn）TC4材料的加工表麵（miàn）完整性，指（zhǐ）出高速銑削對（duì）提高加工效（xiào）率、改善加工表（biǎo）麵完整性******有益。山（shān）東大（dà）學石磊從化學、物（wù）理和力學性能三個（gè）方麵對刀具材（cái）料與鈦合金的性能匹配進行了（le）研究，並通過（guò）Ti-6Al-4V鈦合金的銑削試驗加以驗證，建（jiàn）立（lì）了鈦合金切削刀具選（xuǎn）擇係統模型。

雖然我國對鈦合金切削性能的研究有了很大進展，但大部分集中在對鈦合金銑（xǐ）削性能的研究，而對鈦合金深孔槍鑽加工性能研（yán）究甚少。鈦（tài）合金深孔槍鑽加工的刀具磨損機理、加工質量狀況、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（zhí）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（zhuǎn）移到民用企業，用於民品生產，槍鑽也從此被人們廣泛知曉和應用。此後，國內外很多高校和科（kē）研院所（suǒ）都圍繞槍（qiāng）鑽加工展開了一係（xì）列研究，包括槍鑽（zuàn）結構研究、槍鑽加工工藝研究、槍鑽振動鑽削研究以（yǐ）及槍鑽加工穩定性研（yán）究，並取得了（le）豐碩的研究成果。

(1)槍鑽結構的研究

槍鑽刀具角度複雜，主要包括內刃鋒角(也稱（chēng）為內刃餘偏角或內角)、外刃鋒角(也稱為（wéi）外刃餘偏角（jiǎo）或外角)、外刃******後角、外刃第二後（hòu）角、內刃後角、刀尖角、導流麵後角等。每一個角度的變化都會（huì）對切削力產生（shēng）影響，進而影響刀具（jù）的（de）壽命和加工質量。所（suǒ）以，從槍鑽的（de）結構出發，研究槍鑽的刀具壽命（mìng）和加工質（zhì）量具有重要意義。

Osman和Chahil通過開放（fàng）的液壓回路係統（tǒng）研究了槍鑽鑽（zuàn）尖與V型槽接觸（chù）麵處的截麵形式對加工質量的影響，提出了單孔（kǒng）、雙孔、腰（yāo）型孔三種截麵形式。並指出，與其他兩種截麵形式相比，雙（shuāng）孔截麵形式的液壓損失***小（xiǎo）。隨後，Astakhov等開發了一種可以（yǐ）測（cè）出孔底部切削液壓力的封閉液壓回路裝（zhuāng）置，並通過試驗，闡釋了孔底幾何（hé）形狀對鑽尖附近的冷卻液壓力有極大影響，而孔底幾何形狀取決於鑽頭的幾何形狀。K.S.Woon等研（yán）究了薄壁深孔加工中槍鑽刀刃（rèn）圓角半徑對孔的直（zhí）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於一（yī）體的機械模型（xíng），建立了研究薄壁深孔槍鑽加工（gōng）的理論基礎。Dirk Biermann等以槍鑽刃形為研究對象，通過對比試驗，揭示了單刃深孔鑽切削刃的形狀對深孔鑽削過程的（de）影響，包括對刀具磨損、刀具負載以及（jí）孔的質量的影響。大連工業大學的李元坤通過槍鑽的磨損試驗和（hé）扭矩試驗，研究得出（chū）了***優的導流麵名義後角參數，並引入了衝（chōng）擊壓力損失的概念，建立了底麵淨隙區內的冷卻液流動模型。首次提出了壓力不平衡度的概念，並將其作為槍鑽設計中必須考慮的影響因素之一。大連工業（yè）大學的張偉等以鈦合金為（wéi）加工對象，改進（jìn）了深孔鑽削工（gōng）藝，調（diào）整了刀具的幾何（hé）參數。為了提高槍鑽的強（qiáng）度，將槍鑽的後角由15°減小到12°，並在刀具其（qí）它參數不變的情況下（xià），通過實驗對比了改進前後（hòu）的刀具壽命，實驗結果顯示，改進後的刀具（jù）壽命顯著增加。湖南大學的張秋麗分析了槍鑽的受力狀態（tài），並結合槍鑽的結構特點，基於切削原理和微刀具理論（lùn），建立了平麵型後（hòu）刀麵槍鑽的鑽削（xuē）力數（shù）學模型，為預測槍鑽的鑽削力提供了理論參考，同（tóng）時也為槍鑽的優化設計提供了新的設計方法（fǎ）。

從國內外目前的研究（jiū）情況來看，對（duì）槍鑽結構的（de）研究並不完善，且大部分研究都是對試驗結果的分析，缺乏相應的理（lǐ）論支（zhī）撐。在對刀具結構進行調整（zhěng）時，很大一部分是在特定的加（jiā）工環境下，依據加工經驗進行判（pàn）斷，導致研究結果不夠******。

(2)槍鑽加工工（gōng）藝的研究

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

Astakhov等研究了（le）在刀具運動（dòng）、工件靜（jìng）止的情況下，槍鑽入鑽（zuàn）喇叭口的（de）形成原理。並從槍鑽鑽入的穩定性入手，分析了從鑽尖接觸（chù）工件到鑽（zuàn）頭完全鑽入工件的過程，剖析了各方麵因素(如支撐（chēng）麵位置、導向套、刀（dāo）具角度等)對鑽入穩定性的影響，並對提高槍鑽鑽入的（de）穩定性提（tí）出了（le）合理化建議。Astakhov和Galitsky等還研究了槍鑽工藝參數(切削（xuē）速度、進給量（liàng）)和幾何參數對（duì）刀具壽命的影響，通過對（duì）實驗數據的分析，得出了***佳（jiā）的工藝參數和刀具（jù）幾何參數，並指出（chū）刀具壽命並非隻（zhī）受單個因素（sù）的（de）影響，而（ér）是所（suǒ）有工藝參數和幾何參（cān）數綜合（hé）作用的結果。大連工業大學的潘宇（yǔ）豪等以不鏽鋼的槍鑽加工為研究對象，通過實驗得出了***優切削（xuē）參數，並對比了標準型槍鑽、雙外刃槍鑽、帶斷屑槽的單外刃槍鑽三種槍鑽在***優切削（xuē）參數下的加工性能。天津大學（xué）的杜雲芝通過有限元（yuán）分析，建立了槍鑽和麻花鑽的三（sān）維模型，用有限元法（fǎ）動態模擬了鑽削（xuē）加工過程（chéng），驗證了鑽削過（guò）程動態有限元模擬的可行性，並對比了不同鑽（zuàn）速下兩種鑽頭加工過程中的應（yīng）力、應變場、溫度分布、材料流動以（yǐ）及切屑成形，進而間接分析了其垂直度的差別（bié）。華（huá）南理工大（dà）學的梁浩文（wén）通過實（shí）驗，研究了槍鑽加工工藝以及轉速對工件質量的影響，包括工件的出入口直徑（jìng）差（chà）、孔徑偏差、圓度、軸線偏差等，指出在進給速度、冷卻液壓力一定的情況下，隨著槍鑽鑽速的增加，刀具的振動變大，出入（rù）口的（de）直徑差增大，而出入口的軸線偏（piān）差和圓度隨鑽速的增加波動較小（xiǎo）。上海工具（jù）廠的胡江林和大連工業大學的（de）張偉針對切削銀銅合金（jīn）時（shí）不易斷屑的問題，對加工參數進行了優化，分（fèn）別采用兩種鑽速、四種進給量進行了試驗，通過研究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（jù）槍鑽在加工過程（chéng）中（zhōng）避硬趨軟的特點，研究了薄壁深孔的加（jiā）工工藝，通過（guò）對加工過程中切削力的（de）分析，提出了四種改善薄壁深（shēn）孔加（jiā）工中（zhōng）孔軸線偏斜問題的加工方（fāng）法。孫慶等對槍鑽的（de）冷卻係統進行了（le）分析，根據（jù）計算公式和經（jīng）驗（yàn）數據，重新優化設計了槍鑽加工冷卻係統（tǒng），為在普通車床上進行槍鑽（zuàn）深孔加工提供（gòng）了更合理的（de）冷卻加工係統。

分析已有（yǒu）的對（duì）槍鑽加工工藝的研究發現，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析相對（duì）較少，且研究的加工工藝大（dà）多是針（zhēn）對（duì）特（tè）定的工件材料，不能適用於所（suǒ）有材料的（de）加工，更（gèng）缺少具有參（cān）考價值的、與材料相匹配的工藝（yì）參數。

(3)槍鑽振動切削（xuē）的研究

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

振動鑽削理論首先由日本宇都（dōu）宮大學的隈部淳一郎提出，他率先對超聲振動鑽削的加工機理進行了研究，他在其著作《精密加工振動切削(基礎與應用)》中（zhōng）提出了鑽頭的靜止化和剛性化理論。此後，美國（guó）學者W.Hansen對低頻振動鑽削（xuē）進行了研（yán）究，提出了低頻振動鑽削的（de）概念與方法，並研製了安裝（zhuāng）在自（zì）動車床上，用凸輪控製的機械式（shì）軸向振動鑽削裝置，實驗研究發現，低頻振動鑽削可（kě）以減少鑽頭（tóu）燒傷，提高鑽頭壽命，加快排屑過程以及提高孔的位置精度。西安（ān）理工大學的薛（xuē）萬夫等通過（guò）理論分析和試驗驗證，給出了斷屑區域圖和鑽頭動態後角計算（suàn）圖，利用該圖可以方便地選擇振動鑽孔的工藝參數和合理的刀具角度，並指（zhǐ）出，隻要恰當地選擇振動參數及其與切削用量的匹配關係，在適（shì）用範圍內無論加工何種材抖，采用何種刀具角度，都能根據需要隨意控製切屑的大（dà）小和形狀，從而實現切屑的自主控製。西安石油大學的劉戰鋒等在DF振動鑽削係統上采用槍鑽對35CrMo材料進行了超細長深（shēn）孔低頻振動鑽削（xuē）與（yǔ）普通鑽削的對比實（shí）驗，比較了兩種（zhǒng）不同加工方式獲得的工件質量，包括工件的擴孔（kǒng）量、粗糙度、直線（xiàn）度和圓度，驗證了隻要匹配的（de）工（gōng）藝參（cān）數合理，采用低（dī）頻振動鑽削得到的各項工（gōng）藝參數均優於普通鑽（zuàn）削。華中理工大學的李偉用偏心機械扭（niǔ）轉振動槍鑽對鋁合金進行了鑽削（xuē）實（shí）驗，證明振動槍鑽可以減小刀具鑽削力，提高工件表麵質（zhì）量。青島大學的苟琪和西安理工大學的李雲芳通過對振動斷屑的理論分析，根據振動波（bō）形幹涉得出了（le）理論斷屑（xiè）條件和理論斷屑區域圖，並指出，振動鑽孔斷屑是由間斷切削過程造成的。他（tā）們還定量分析了間斷切削過程中的空切角度、空切時間對斷屑的影響，並通過試驗驗證了用空切理論分析（xī）斷屑（xiè）的正確性。北京航空航天大學李振東等由理論公式推導繪製出理論上的振（zhèn）動斷屑區域圖，並通過實驗，對振動斷屑區域圖進行了（le）驗證。中北大學的房嘉賡以深孔振動鑽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（jìn）行了研究。運用計（jì）算機數值模擬分析軟件Deform-3D，根據軸向（xiàng）振動鑽削的關鍵技術（shù），建立（lì）了槍鑽軸向振動鑽削硬鋁（lǚ）合金的有限元模（mó）型，實現了對該技術的有限元動態模擬，為振動鑽削技術的研究提供了有限元仿真方法。

雖然振動鑽削理（lǐ）論在上世紀50年代（dài）就已提出，並且迄今已取得了（le）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（yǔ）應（yīng）用卻比較少。在振動鑽削加工中，對（duì）不同的工件材料（liào）和尺（chǐ）寸（cùn）應采用何種（zhǒng）振動方式(自由（yóu）振動（dòng）、自激振動或受（shòu）迫振動)和什麽樣的振動頻（pín）率(低（dī）頻振動或高頻振動)，目前尚無明確（què）的定義。

(4)槍鑽加工穩定（dìng）性的研究

槍鑽加工的穩定性直接影響（xiǎng）工件的加工質量及（jí）刀具的使用壽命。雖然影（yǐng）響加工穩（wěn）定性的（de）因素很多，但追根究底是由（yóu）切削力的變化（huà）造成的。迄今為止，對加工穩（wěn）定性的研究大多集中在對加工過程中產生的（de）顫振進（jìn）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（jià）等)對加工穩定性的影（yǐng）響（xiǎng）。

Alexander M.Gouskov等研究了槍鑽（zuàn）加工過程中的非線性彎曲振動與扭轉（zhuǎn）振動，將（jiāng）槍鑽簡化為受橫向振動和軸向振動的連續梁模（mó）型來進行分析，並結合連續切（qiē）削（xuē）與斷續切（qiē）削理論，提出了新的彎曲扭轉耦合振動鑽削模型，為研究槍（qiāng）鑽的振動鑽削提供了理論依據。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（yǒu）效（xiào）檢測出（chū）加工顫振（zhèn），該係統是根據（jù）軸向力隨時間的變化來判別是否（fǒu）產生顫振。西安工業大學白萬民以槍（qiāng）鑽為研究對（duì）象，根據（jù）機床的回轉精度和進給精度、工件材料、機床的三點一線、鑽杆的剛度等，分析了刀具在加工時的受力狀況（kuàng），並用有限元法推導出中心線偏移量（liàng）的（de）計算公式。中北大學鄭誌群等基於轉子係統動力學、機床顫（chàn）振的非線性理論、深孔加工係統的非線性動（dòng）力（lì）學（xué）等，建立並分析了槍鑽加工小直徑深孔的動力學模型，從而得到槍鑽加工係統的（de）動（dòng）力學方程，並用MATLAB軟件求解方程，為小直徑深孔鑽削的穩定性分析（xī）建立了理論基礎（chǔ）。中北大學的段曉（xiǎo）奎和魏（wèi）旭民（mín）針對深孔鑽削加工中（zhōng）出現的顫振問題，分析了金屬切削加工中顫（chàn）振產生的機理，研究（jiū）了磁流變（biàn）液材料的原理、磁流變效應的（de）機理和磁流變液減振器（qì）的設計原理，提出（chū）利（lì）用磁流變液來抑製顫振的發生（shēng），並給出了基（jī）於BP神經網絡PID控製的深孔加工（gōng）磁流變液減振器控製算（suàn）法。

目前加工（gōng）穩定性的研究主要集中在車削和銑削領域，對鑽削穩定性的研究相對較少。在研究鑽削加工穩定性時，幾乎都是采用麻花鑽或BTA深孔鑽作為研究對象，並且忽略了過程阻尼對切削加工穩定性的影響。因此（cǐ），結合過程阻尼的形成機理及其對加工穩定性的影響，以（yǐ）槍鑽為對象進行鑽削穩定（dìng）性的研究，對提高槍鑽一次加（jiā）工成形質量具有重要意義。

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（zuàn）加工技術有了質的飛躍，但要使槍鑽加工（gōng）技（jì）術在民用製造業得（dé）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（xiē）問題：

(1)與車削和銑削加工相比，目（mù）前對鑽削加工的研究總體上（shàng）還比（bǐ）較少。車削和銑（xǐ）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（shú），且鑽削理（lǐ）論和工藝試驗90％都是以麻花鑽為研究對象（xiàng）。而對深孔加工的研究（jiū），絕（jué）大部分都是采用內排屑深孔（kǒng）鑽，對槍（qiāng）鑽的研究隻占其中很少一部分。因此，加強對深孔槍鑽加工（gōng）的研究，對其發展與應用具有重要意義。

(2)對槍鑽加（jiā）工的研究，無論是（shì）研究刀具壽命，還是研究切削用量或（huò）刀具參（cān）數等，大多是從切削試驗（yàn）出發，根據實際加工狀況、切屑形態、刀具（jù）磨損（sǔn）等進行直觀判斷，缺乏一套完整（zhěng）的理（lǐ）論作為支撐（chēng）。因此，揭示槍鑽（zuàn）加工的內在機理和規律顯得尤（yóu）為重要。

(3)對槍鑽加工切削用量的研究較少，且目（mù）前（qián）對切（qiē）削用量的研究大多是針對特定的加工材（cái）料，對於常用工件材料，尚（shàng）未給出具體的、定量的***優化切削（xuē）參數，或直接（jiē）建立可供加工人員選用的匹配參數（shù）表，這就導致（zhì）深孔槍（qiāng）鑽加（jiā）工推廣困難，在加工新的材料（liào）時，需要花費大量時間來（lái）確定***優切削用量（liàng）。

(4)在斷屑台或斷屑槽（cáo）是否可（kě）應用於槍鑽斷屑的（de）問題，國內外基本上很少研究。槍鑽加工中的可靠斷（duàn）屑一直是（shì）一個加工（gōng）難題，它對刀具壽命和孔的表麵質量（liàng）有直（zhí）接的影響。對這一問題的深入研究，將（jiāng）大幅提高槍鑽一次加工的精度，從而減（jiǎn）少後續加工工序。

(5)由於槍鑽自身的結構特點，在加工大長徑比深孔時（shí），鑽杆的振動不（bú）可避免。但（dàn）是，目（mù）前對鑽杆穩（wěn）定性的研究並不多見，如（rú）何***大限度地減小加工過程中的鑽杆（gǎn）振動是槍鑽研究的又一重點。

(6)槍鑽的刀頭結構參（cān）數（shù）是影響其加工性能***直接（jiē）的要素。目（mù）前的研究表明，改變刀頭結構參（cān）數（shù）或多或少會對加工質量（liàng）產生影響，但影響的程度和規律還需要加以研究和分析。對於特定材料的加工，目前隻能給出刀具（jù）幾何參數（shù）的大概範圍，具體數值仍需用（yòng）戶根（gēn）據實際加工情況來決定，因此，對刀頭結構（gòu）參數進行深入研究，實現工件（jiàn）材料與切削參數的合理匹配對於槍鑽（zuàn）加（jiā）工技術的發展至關重要。

原載《工具技術（shù）》  作者：李亮