外排屑深孔加工技术教学课件PPT.ppt

第一章 外排屑深孔加工技术,现代深孔钻削技术包含三项内容： a、实体深孔钻削技术；b、套料钻削技术 c、深孔扩钻技术。其中，实体钻削占有主要地位，也是深孔加工技术的核心。 外排屑深孔钻是20世纪30年代初最早用于枪管制造的具有单切削刃、自动排屑及冷却润滑、具有自导向功能的现代深孔刀具，通称“枪钻”。在枪钻的基础上，随后又衍生出几种双刃外排屑深孔钻。 本章重点介绍枪钻技术,1.1 枪钻的由来,扁钻：书中图1.1，最古老的实体钻孔刀具，用于木材、青铜器、铁器上短小孔的加工，工效低，易走偏，钻出的深孔弯曲而粗糙。由于其没有好的自导向，跑偏是其致命的弱点。为了改善上述的弱点，18世纪末出现了一种用于炮管钻孔的单边切削刃钻头炮钻。,炮钻：图1.2，亦称半圆钻，单边切削刃钻头，自导向功能和良好的刚度；但由于不能连续自动排屑，只能靠频繁的退出钻头来实现排屑和切削刃的冷却润滑，因此工效很低。可由于炮钻的单刃切削和自导向功能的实现，成为实体钻孔刀具的一大发明，所以说，炮钻可当之无愧地被列为第一代深孔钻头。 枪钻：20世纪30年代诞生，能自动供油排屑，单边刃切削，能自动导向。,1.2 枪钻的构造及设计 1.2.1、枪钻的构造,组成：钻头、钻杆和钻柄,枪钻由钻头、钻杆和钻柄三个部分构成，见图1.3。 枪钻的外部有一条贯通前后的v形槽，供排出切屑之用；位于v形槽对侧，设有油孔，供通入切削液之用。 刀具材料：高速钢、硬质合金、涂层、超硬 8mm以下的钻头，由硬质合金烧结成整体式钻头坯，在经焊、磨而成，见图1.3（a) 直径大的钻头可改用三片硬质合金镶在钢质钻头体上，见图1.3（b).,枪钻继承了炮钻单边刃切削的构思，只用一侧半径上的单边切削刃加工，但对炮钻作了以下几项重大改进： （1）将炮钻的平刃改为由外刃和内刃组成的单边刃结构； （2）炮钻的前刀面略高于中线，而枪钻的前刀面不得高于中线，但允许略低于中线； （3）为了使钻头在钻孔时不被卡死，枪钻的外圆圆周角大于炮钻（这同时有助于增大钻头和钻杆的扭转刚度和弯曲刚度）； （4）为了使钻头的切削性能更好，在外刃的周边磨出后角（边刃后角）。,为保证钻头与钻杆准确对接，并能承受较大的转矩，将二者的接口部加工成互相吻合的60尖角形，或90平底形（图1. 4），然后钎焊为一个整体。,枪钻的这种不可拆卸结构，带来了一些本质性的缺陷，如重磨时拆卸、安装不便，钻头报废时钻杆不能重复使用，因而也增大了刀具成本等等。钻头直径越大，钻杆越长，上述弊端就越显得突出。这是枪钻不适用于35mm以上深孔加工的一个主要原因。历史上，曾经有不少人多次尝试过采用可拆卸的连接方案（如埋头孔销钉结合、埋头孔柄舌结合、螺纹夹紧v形槽结合、凸轮面结合等），但都因缺乏实用价值而以失败告终。,枪钻油孔形式,钻头头部有出油孔，出油孔的形状和大小主要根据切削液流动特性和流动要求来确定。常用的形状有单圆孔形、半月形、八字形及双圆孔形4种，如图1.3所示。其中八字形及双圆孔形出油孔面积为最大，常用于大直径枪钻或双刃枪钻。小直径枪钻或单刃枪钻常用单圆孔形及半月形截面形状。,a、钻头头部,为了保证加工孔的精度，枪钻头部有两个导向块，与副切削刃带形成三点定圆，自身导向。导向块的形式随枪钻头部结构和直径而异，如下图所示。镶焊结构头部，镶焊两个条块状导向块；整体结构头部，直径大的直接制成；直径小些的可在圆柱面上磨出平面，自然形成两个导向块。,图 导向块的形式,b、钻杆 枪钻钻杆一般用高强度合金钢管压制成。根据钻孔的深浅和钻头的结构，可选用不同形式的钻杆，如图下所示。,图1.a 枪钻钻杆的类型 (a)d形；(b)u形；(c)v形；(d)中心槽形；(e)圆形；(f)麻花形,钻柄的作用：1）与机床实现对接、承受夹持力、传递转矩及进给力；2）在密封条件下向钻头传输高压切削液。其外径必须与钻杆严格同轴，并且有足够大的直径以便于固紧。历史上曾出现过多种型式的钻柄设计，图1.1-5为其中最常见的型式。,c、钻柄,20世纪初还曾出现过由枪钻派生的几种不同结构的外排屑深孔钻：,相当于图1-3的基本型枪钻被掏去一个直径不大的中心孔，因此切削刃达不到中心，在钻孔时会像套料钻那样留下一根很细的芯棒。空心枪钻的优点在于避开了中心部切削速度为零（或接近于零）的切削刃，在一定程度上对降低切削力和刃磨前刀面有利。不利之处是增大了枪钻的制造难度。这种枪钻适用于长径比不大的深孔和精密浅孔，特别是某些带芯油阀零件。,有两个分设于直径对侧但刃宽不相等的切削刃（每侧的切削刃又分为内刃和外刃），中央的通油孔是偏心孔。因此，加工时两侧的切削刃都达不到中心，从而留下一根直径不大的芯棒。由于有双刃参加切削，可以适当加大进给量。另外，其中央芯柱对钻头也能起到一定的定心作用，使钻头的走偏降低。其缺点在于刀杆的制造难度较高，而且排屑槽较窄，不适于加工韧性大的材料。,图18为一种针对粘性材料设计的双油孔单边刃枪钻。位于切削刃上方但位置靠后的第二出油孔，直接将高压切削液冲击正在形成的切屑使之加工折断，同时改善前刀面的润滑条件。这种钻头的主要缺点是前刀面重磨有一定难度，用户较难掌握。,由于其双刃完全对称，所以不具备枪钻的单边刃自导向特征，原则上属于油孔麻花钻的变种，但刀具刚度稍逊于麻花钻。由于不具备自导向作用且刚度较低，虽然进给量稍大于枪钻，但钻头易走偏，加工粗糙度也较大。,图1.9为一种断面类似于麻花钻的双刃外排屑深孔钻，其结构相当于带直槽的油孔麻花钻。,1.2.2、枪钻几何参数,枪钻切削部分要素如下图所示。有两条主切削刃和一条副切削刃，靠近钻心的一条主切削刃称为内刃，另一条主切削刃称为外刃，其交点被称为钻尖。,图1.9-1 枪钻切削部分要素,一、切削角度 1） 前角和后角,前角00，便于制造和重磨；外刃后角1 = 815(切削钢料为812，硬度高时取小值；钻削铝、镁及其合金时为15。内刃后角a2= 1015, 接近钻心取上限。 副切削刃后角0= 1230 ，并留有刃带宽度b，ba=0.250.5mm，过窄易划破油膜，过宽将增大摩擦力，引起卡钻。,2）偏角及钻尖位置,枪钻内，外刃的主偏角对切削刃的受力状态、刀尖强度、断屑和排屑情况都有很大的影响。标注时，习惯上不标注主偏角，而是标注余偏角。外、内刃余偏角分别为r和rr。枪钻内、外刃的余偏角亦分别被称为内角和外角。钻尖至钻头轴线的距离称为钻尖偏心量e。内、外角和钻尖偏心量直接影响着切削刃的受力状态，如图1.9-2所示。,图1.9-2枪钻不同刃形的受力状态,外刃径向力过大，如图1.9-2(a）所示，将使作用于导向块的挤压力增大，摩擦增大，已加工表面恶化，热量增加. 内刃径向力过大，如图1.9-2(b)所示，将使合力作用于内刀刃上，引起较大的直线度误差，使孔径尺寸超差、表面粗糙度增加、切削刀刃带过早磨损等。,最好的情况是内、外刃径向力相等或者外刃径向力稍大于内刃径向力，如图1.9-2（c）所示，使合力作用于导向块上，防止钻头走偏。在理论上，外、内刃径向力平衡时，r、rr和e有如下关系：,通常取e= d0/4。考虑内刃切削速度较低，钻心部分切削情况比较复杂，要保证外刃径向力等于或稍大于内刃径向力，必须使rrr。加工一般材料时，取e= d0/4, r为3040，rr为2025，软材料取小值。用枪钻加工重叠钢板时，为防止卡钻，要求内刃产生的锥体很小，这时，一般取r为3045，rr为210，e=d0/6。,3）槽形角,槽形角是指枪钻排屑v形槽的角度，如图1.9-1所示。槽形角为110130较为合适。槽形角过小，钢管轧制时钻杆易产生裂纹，并且排屑空间小，不利于排屑；若槽形角过大，则钻杆刚性减弱过多。计算和实验表明，当= 110时，钻杆的扭转刚度为轧制前圆形钢管的35。,二、其他几何参数 1）零位芯柱,图1.9-3 枪钻零位芯柱,枪钻的主切削刃要通过钻头中心或略低于钻头中心，不得高于钻头中心，避免崩刃。由于内刃低于中心h值，形成了柱形芯棒（零位芯柱），如图1.9-3所示。芯棒的形成一方面可以减少轴向力，另一方面减少了孔轴线的偏移，给枪钻以附加的导向，对钻削是有利的。芯棒直径不宜过大，以便于自动折断同切屑一起排出。通常取零位芯柱半径h（0.015一0.025）d0，一般不要大于0.4 mm。为了避免芯棒与钻头体之间的摩擦，内刃一般少量超过钻头中心，超过的值用bc表示，bc的值必须大于芯棒半径，一般取bc(23)h。,2）切削部分倒锥值,倒锥的主要作用是： (1)减少钻头与工件孔壁间的摩擦，减少切削热。 (2)保证有冷却润滑膜产生，防止钻头导向块和切削刃表面的损坏。 倒锥值的大小直接影响枪钻的耐用度和使用寿命。倒锥值越大，沿长度方面的磨损量越小，沿径向的磨损量越大。因此，倒锥值的确定原则是：既要考虑被加工另件的精度要求，又要尽量延长枪钻的使用寿命。,枪钻切削部分长度与孔精度和倒锥斜角之间关系为： ls(dmax-dmin）/2tan 式中 ls枪钻切削部分长度mm； dmax最大孔径，mm； dmin最小孔径，mm； 一倒锥斜角，（）。 为适应多种切削加工的要求，标准枪钻一般按每100 mm的长度上直径的减少量来标注，这个减少量k可以按下式计算，即 k = 0.02d0,3）导向块滞后量,为了防止导向块前端先于刀刃参加切削，要求导向块前端必须滞后外刃尖一定距离，该值即称为导向块滞后量如书中图1-28所示，p49。滞后量不能过大，否则将引起入口处切削不稳定。通常滞后量取为0.51.2mm，或取为(24)f(f为进给量）。 但对于加工硬化剧烈的材料，考虑到导条的磨损，滞后量可取大些，像不锈钢，可取1.5-2.5mm。,三、过油通道和钻型 1）过油通道,为了增加切削液的流动空间，需要在钻头内刃的延长线上磨出过油通道，如图1.9-4所示。,图1.9-4枪钻的过油通道,为避免切屑堆积，使切削液易于流向v型槽，还要在轴肩上磨出与径向成1530,宽度为0.2mm的倒角。 过油通道有以下3种形式： (1)斜坡型：如图1.9-4(a)所示，刃磨方便，应用较多。但这种过油通道的过流截面积较小，并且难以增大。理由是该过流截面积取决于内角rr，而内角rr受到钻头切削性能的限制，不宜过大。如果过大，则导向块滞后量过大，易引起入口处切削不平稳和切削液溢漏过多，并可能使内刃径向力大于外刃径向力，造成钻头走偏。标准枪钻一般取rr=20。,(2)斜坡斜台型和斜坡平台型：如图 1.9-4(b)、（c）所示，这两种形式均是斜坡型的改进型，是针对上述问题采取的措施。台阶磨法可以获得较大的过流截面积，并相应增加了内刃内角的变化范围，为非标准型枪钻的刃磨和使用提供了可能性。,若想再增加过流截面积，只有采用下述的两种形式。,2）枪钻钻型,枪钻有3种基本钻型，如图1.9-5所示。斜刃型（图1.9-5(a) ）亦称为标准型，是最常用的基本钻型，适用于加工一般结构钢；阶梯型，图1.9-5（b），亦称增大油腔型。此钻型使进油通道加大，而且导向也较好；图1.9-5（c）为平顶型，主要用于钻层叠板料、韧性材料。如用斜刃型，在钻透每一层板后，内刃处切屑形成一个锥形垫圈，并随工件同步旋转，妨碍对下块板的继续切削，只有采用平顶型能避免卡屑现象。,除基本钻型外，还有一些变革钻型，如图1.9-6所示。图1.9-6(a)为外刃倒角型，此钻型可使刃口强度增加，延长刀具寿命，并能起到一定的分屑作用。 图1.9-6(b）为外刃分屑型，主要用于直径较大的枪钻。标准枪钻一般通过钻尖来分屑，并且很不可靠。因长时间的切削，钻尖变钝，切削作用必然减弱。特别是当枪钻直径较大时，切屑厚而宽，不易排出，必须采用此钻型进行分屑。,图1.9-5 枪钻钻形 图1.9-6枪钻变革钻形,1.3 枪钻加工系统及其配置,1.3.1 深孔加工系统 深孔加工系统五项要素：工件、刀具、专用辅具、 机床和控制系统等 其中，专用辅具取决于所采取的切削液供入方式、排屑方式和工件与刀具之间的相对运动方式。换句话说，专用辅具的配置取决于特定的深孔刀具和加工技术要求，而机床则是其他四要素的载体。枪钻加工系统是深孔加工系统中的一种。它与bta钻加工系统一样，都由五个要素组成，但二者的区别在于刀具和辅具。,1.3.2 枪钻加工系统的各要素,1、工件 分两类： （1）回转体工件（轴类），要求钻出与外圆基准 同轴的深孔。见图1.10（a）-(c)p27。 （2）非回转体工件不属于第（1）类的其他各种工 件。见图1.10（b）-(l)p27。 深孔零件（包括适于用深孔加工技术进行浅孔 加工的零件）的结构特征，是决定采用何种加工方式 和辅具配置的最主要因素。由于深孔的功能不断得到 发掘，深孔零件和装备也不断推陈出新，进而对深孔 加工技术和装备提出更新更高的要求，推动着深孔加 工技术向更高层次发展。,2、刀具 目前世界上应用最多的外排屑实体深孔钻就是枪钻。瑞典、德、日、美、以色列等国都有专业化的枪钻制造厂，但不少国家的军工企业由于自身需求量大但尺寸规格有限，一般由企业自产自用。商品枪钻的直径尺寸范围一般为135mm，枪钻全长一般按长度尺寸分为若干区段，用户可以根据实际需要选定。 在枪钻机床上，可以与枪钻配套使用的另一种不常使用的外排屑刀具是一种由枪钻衍生而来的枪铰刀，如下图1.11。,图1.11 枪铰刀,人们常常顾名思义地把枪铰刀当做为进一步提高枪钻加工精度而必须使用的深孔精加工刀具，就象浅孔加工刀具中的多齿铰刀与麻花钻的组合，其实并不全然。只要指出以下几点事实，便不难有一个清楚的理解： （1）与外排屑深孔刀具相比，枪钻是一种低刚度深孔刀具。枪钻的扭转刚度约为同直径内排屑深孔钻的1/3，且质心偏离中轴，惯性矩呈各向异性，弯曲刚度也较差，且不同截面的弯曲刚度是不一致的。因此，除了用于浅孔的修整性精加工外，采用截面与枪钻相同的枪铰刀作为深孔精加工刀具，是不适宜的。,在实践中，枪铰刀仅限于以下几种特定用途，而不作为深通孔的精加工刀具使用： a、用于盲深孔的二次加工； b、将盲深孔的底部加工成平底、圆弧形或其他指定形状。 （2）枪钻用于工件旋转的加工方式时，能加工出精度很高且十分光洁的深孔。在多数情况下，钻孔后不必再进行后续加工。但对于如枪管这样的精密管件，一次钻孔仍然是不够的，还必须继续进行精加工。但用于小深孔精密加工的刀具并非带v形槽和月牙形内部通油孔的枪铰刀，而是带圆柱形刀杆（实心或圆柱空管。其刚性都比枪钻刀杆的刚度大得多）的自导向单刃铰刀或多刃铰刀。,尽管有些刀具生产厂家把自导向单刃铰刀称为枪铰刀，但无论从结构形态和排屑方式上均与枪钻无共同之处，而不应列为枪钻类刀具。本书将其列为“单刃深孔铰刀”在第二篇有详细论述。附带说明，单刃深孔铰刀因不具v形槽，所以也不能在枪钻机床上使用。 （3）图1.11（a）的枪铰刀，在浅孔或长径比不大于10的深孔精加工中有广泛应用。其特点是刀杆短，可将预钻孔加工成尺寸、位置精度、表面粗糙度都很理想的精孔，兼用于卧、立轴机床。在多数情况下，必须采用刀具导向套。 由以上分析可知，在多数情况下，枪钻是枪钻机床上唯一使用的刀具。,3、机床,机床是刀具和加工方法的载体。机床的设计配置，主要取决于所用刀具、加工方法和所采用的加工方式。 枪钻机床按三种不同加工方式设计、配置。 图1.12为生产中应用最多的工件旋转、刀具进给式卧式枪钻机床。这种枪钻机床主要用于在图1.10中（a）、（b）、（c）等回转体零件上钻出同轴深孔。,工件2以其左端安装在主轴1末端的夹紧定位装置（三爪卡盘、四爪卡盘或其他专用定心夹具）中。工件的右端装在中心架上，或以工件右端的预制顶尖孔定位于排屑器前端的60空心顶尖上。空心顶尖兼有钻头导向套功能，是钻深孔时必不可少的专用配件。它的作用是在钻头进入工件前正确确定钻头的位置，并保持钻头切入工件过程中不会抖动。枪钻的柄部夹持在进给座8左端的定位孔中。输油器9将液压泵、油管输送过来的高压切削液送入8、5，直至切削区。切屑由枪钻外部排屑槽向后逸出，至排屑器4中的空腔，由机床后部溅入集屑盘，切削液返回油箱，经严格过滤后重新进入油泵，循环使用。,二战时期，由于枪支的需求量极大，美国及原苏联等国曾在军工生产中采用过812轴的立轴式枪钻机床。它们的共同特点是：工件在上，刀具位于下方。位于上方的主轴带动工件旋转并同时向下进给。每一主轴均设有过载自动停车和退刀的保险机构，以防因切削故障而折断钻杆。美国的8轴枪钻机床为半自动式，其主运动和辅助运动都由工件完成，但采用液压自动进给。操作者只按工位顺序取下已钻孔完毕的工件并更换新的毛坯，其余工作由机床自动完成。,此类机床于20世纪70年代以来广泛应用于各种非管类工件和管类工件上的不同轴孔，特别是板类工件上的坐标深孔系，见图1.1-10（d）（l）。工件2预先在工作台12上定位并夹紧后，将排屑器3的前端靠紧工件并形成密封，然后将3锁紧在导轨上。动力头进给座带动钻头旋转并完成进给运动。工作台上可配置各种不同的夹具（如滑座、数控工作台、旋转分度夹具等），以适应特定工件的加工需要。,图1.1-13为钻头旋转进给、工件固定方式的枪钻机床。,由于采用刀具旋转进给方式的深孔零件种类十分繁多，这类枪钻机床已成为发展的重点。图1.1-14为一种加工轻型板料工件上坐标孔系的通用型枪钻机床。其工作台1可以在水平（靠丝杠和手柄调节）、垂直（靠垂直丝杠和手柄调节）两个坐标上移动。,当工件较长时，可以将排屑器2右移适当距离。机床采用主轴无级变频调速及伺服电机7以实现进给量的无级调速，或进一步配置成数控枪钻机床。,图1.1-15为另一种有代表性的刀具旋转进给式枪钻机床。其主要加工对象是造纸用吸气辊。工件为直径2000mm，壁厚50mm，长6000mm的空心圆筒，需要在辊子外圆表面均匀地钻出310mm（每一工件,钻孔的直径相同）小深孔数十万个。因此，工作台采用数控转位机构；机床采用了12个动力头，每头各带动20支枪钻，一次可同时钻出2012=240个孔的多轴组合结构。机床具有对钻头磨损情况进行自动监视的功能。上述刀具旋转进给式的枪钻机床，也可以设计成图1.1-16的单立柱台式机床。,其外观造型酷似普通的卧式镗床。此类机床在日本已经有规范化的系列产品，其工作台有平移式（用于加工板件）和垂直回转式（用于圆桶式工件）两种规格，适应于各种工件的加工。钻孔直径为330mm，,最大加工深度分1000mm和1500mm两个等级，其主运动和各向进给均为无级变速。采用多台组合式枪钻机床，可同时完成箱体工件（如发动机）上的相互垂直的深孔。,图1.1-17为工件与刀具相对旋转方式的枪钻机床。它与图1.1-12所示的工件旋转刀具 进给方式的枪钻机床差别在于刀具与工件反方向旋转。它主要用于下列加工场合：,（1）当工件由于特定原因（如外径过大、刚性不足、产生振摆等）而必须降低转速时，为了保持必要的加工效率，对工件采用低速旋转，用钻头的高转速加以补充； （2）工件与钻头相对旋转，可以使钻头的走偏倾向降至最低程度，因而可获得同轴度和直线度更高的深孔； （3）当其他条件相同时，钻头直径越小，所需的转速就越高。将主轴与钻杆动力头的转速递加，可以获得很高的转速，因而为采用更小直径的钻头加工创造了条件。,4、辅具,辅具是深孔加工系统中的关键要素，它们的作用是为深孔加工的供油、排屑、工件的定位夹紧、刀具导向和液压密封提供可靠的技术保证。 枪钻加工用辅具共分为三类： （1）输油器 用于将高压切削液导入枪钻的进油通道。枪钻的输油器总是与刀具进给座合成一个部件。在枪钻不旋转的情况下，只要使进给座具备供钻柄定位、夹紧和传送转矩、保证密封的功能即可，其结构比较简单。但在钻头旋转的条件下，就必须增加一个驱动钻柄旋转的动力头和旋转输油器。图1.1-18为这种动力头输油器的一例。,动力头电机（图中未显示）将扭 矩传给带轮4或5（4为低速，5为高速），普通平键6将转矩传至主轴4和钻夹头1。输油器7是固定不转动的，其左端与主轴末端形成密封的滚动配合。切削液进入输油器空腔后，通过主轴孔输入钻柄和钻杆的通油孔，到达切削刃部。,液压系统（电机、油泵、阀、液压管路、油箱和切屑过滤装置）是深孔加工机床特别是深孔钻床必备的重要配套系统。枪钻所需的油压远高于内排屑深孔钻（当钻头直径2mm时，油压高达812mpa），因而对液压系统和机床密封有更高的要求。 （2）排屑器 排屑器位于工件的邻接位置（图1.12和图1.17中的4，图1.13和图1.16中的3，图1.14中的2），其左方有可以自由转动的钻头导向套（简称钻套）。当工件定位夹紧后，必须将排屑器顶紧工件端部并密封，以防止切屑和切削液溅出。如果将导向套做成左端有600锥的空心顶尖，并相应地在工件右端加工出600的预制顶尖孔，则工件就可以像车床一样靠尾顶尖进行轴件的定位，兼有密封作用。,在有些情况下（图1.1-15），当需要在工件上钻出大量的小深孔时，也可以不用排屑器。每次钻孔前，只需将钻套移近工件表面但保持一定的间隙。切屑和切削液由已钻孔中排出后，从上述间隙溅落在下面的切屑传送带上，切削液经回收装置回流入油箱，经自动过滤后重新进入切削液循环系统。,（3）工件和钻杆支承装置 当采取工件旋转方式对细长比很大的棒料钻深孔时，中心架是必不可少的支承装置。 中心架的作用有二： a. 对回转体工件定位 对于设有预制孔的棒料工件，中心架是不可缺少的定位夹具。但当工件外圆已经过车削并有预钻中心孔时，也可以不用中心架。 b. 增加工件刚度，避免工件跳动。,细长比很大的棒料，无论其外圆是否进行过预车，或是否有预制中心孔，最好使用中心架以增强工件刚度，避免因高速旋转引起跳动而干扰钻头的正常加工。 钻杆支承架是深孔钻床上必须配置的辅具。它兼有对钻杆定心和提高刚度的作用。支承架中的衬套一般用黄铜、尼龙等材料制作成上下两半，其尺寸和形廓应与钻杆吻合。对于刀具旋转方式的加工，衬套的外部应设滚动轴承。 钻床主轴、排屑器（钻套）、钻杆支架和走刀箱（钻杆夹头）的中轴应位于一条直线上，各辅具应有尽可能精确的同轴度。这是深孔钻床必须具备的一项基本要求。,5、控制系统 现代制造装备的特点是，以电动机、伺服电动机、液压马达等为动力，通过机械传动、液压传动或气动来实现各部件的有序的协调运动，并根据不同的工件材质和特定的技术要求，采用最佳的加工参数匹配，以最高的效率、最低的成本和安全可靠的过程控制，加工出符合预期要求的产品对象。从20世纪切削机床和其他加工设备的发展历程来看，制造装备的发展和完善，不仅取决于材料、工艺技术、设计理论和手段的不断进步，同样重要的因素还在于控制理论、控制元件和控制方法的进步。,对于切削加工设备来说，“控制”一词包含有以下几方面的意涵： （1）对切削加工设备的主运动、各坐标方向的进给运动的启动、停止、变速、换向； （2）对主运动、各坐标方向进给运动、冷却润滑系统启动与停止的先后次序、运动轨迹与距离的保证，换刀、测量的穿插，夹具的夹持和松开，自动线上各种运动的匹配； （3）对刀具工作状态（切削刃磨损状态、切削力、转矩、功率大小）的实时监测、发生信号和自动处置；对切削用量的自适应控制和调整。,而深孔机床与一般切削机床在操作控制上的很大不同之处在于，深孔加工是在操作者不能凭视觉直接察知的隐蔽条件下进行的。深孔钻头的断屑、排屑、切削刃的磨损、切屑形态、被加工表面状况以至钻头走向是否正确等，都是决定加工成败、质量和效率、成本的重大影响因素，但这些都无法用肉眼直接觉察。传统的方法是操作者通过触摸刀杆和油温、听切削声音、看已排出的切屑形态和油压表指针（摸、听、看）等间接手段，来判断加工过程是否正常，甚至可以判断出表面粗糙度的水平，但对于钻头走偏仍无法准确地预知。因此，深孔加工特别是实体深孔钻削技术，其操作和控制的难度，远超过一般的切削加工。,20世纪电子技术、计算机技术、数控、程序控制技术的发展，使现代制造装备由人工控制转向计算机数字控制。至20世纪末，几乎所有的机床控制技术都已被采用于深孔加工装备。顺序控制（其特点是一系列工作运动的启、停和转换都要按照预设的顺序，通过行程开关和挡铁来实现，而不是由数字或数据来决定）、数控、数显等技术都已采用于不断更新的深孔机床，在欧洲甚至出现了深孔钻加工中心。20世纪末信息技术的飞速进步，可望在加工过程遥感遥控、信息传输和反馈等方面，为制造装备控制技术的进一步完善化提供新的动力。而在深孔加工机床方面，对刀具磨损、转矩的监控、预警，对切削用量的实时调整，对深孔的质量检测，应作为控制技术更加优先的课题加以研究和解决。,1.4 枪钻加工的排屑故障及处理对策,1.4.1 切屑的形成和排出 1.4.2 导致排屑故障的常见因素及处理对策,1.4.1 切屑的形成和排出,枪钻通常不设断屑台，前角为0，有刀尖和内外刃，有比较宽敞的v形排屑槽。对于轻合金及铸铁材料，所产生的切屑一般呈短卷、针卷或碎块状，可以很顺利地由切削液冲出。 外刃产生的切屑：右旋连续螺卷，其生成速度远高 于内刃。 内刃产生的切屑：左旋。 二者在孔壁的约束和切屑液的冲击下相互干涉，生成速度慢的内刃切屑被断成扇片状，并使相扭在一起的切屑流形成断口，在高压切削液的冲击下被拉断成一定的长度，沿v形槽向外排出（见图1.22）。,但由于多种因素的影响，加工钢材时并不总是能实现通畅无阻碍地排屑。有时会周期性地发生切屑的堵塞。但在堵屑的瞬间，油压随之升高，切屑被挤成团状推出；而有时则会堵死排屑通道，导致钻杆被扭断，或在排屑箱中缠绕在枪杆上，造成钻头折断。,1.4.2 导致排屑故障的常见因素及处理对策,四种形式： 1、连续生成螺旋状切屑经久不断； 2、切屑卷中有宽窄不等的多股切屑互相夹杂，成为缠绕性切屑； 3、切屑为刚性螺卷，连续不断； 4、棒形切屑，因其截面积小而易沉积在v形槽中不易冲出。 实质上是: 1、工件材料、进给量大小、钻头几何参数等因素的匹配不得当； 2、切削刃崩裂、磨钝、油压流速不足而造成，必须具体分析并采取针对性措施予以处理。,以下分别对不同的工件材料加以说明。 1、钢材 对于钢材，进给量越大，内外刃的切屑干涉能力越强，越容易产生短切屑。低碳钢的切屑易于伸展，可通过适当加大外角和减小外刃宽度以缩短切屑长度。 2、铝合金 加工铝合金时，不论进给量大小，切屑都容易排出，所以最好采用大进给量。但加工含硅量0.13%以下的纯铝时，如进给量较大（0.05mm/r以上），易产生刚性大的长螺卷切屑，不利于排出，宜适当降低进给量。另外，加工纯铝时，钻头内外角不宜太小。,3、铸铁 进给量大小，钻头几何参数的变化，对铸铁的切屑形态影响都不大，不会构成排屑障碍。 4、不锈钢 对奥氏体不锈钢0cr19ni9的实验表明，进给量对切屑长度的影响