在特種鋼里鏜出鏡面一樣的深孔不是件容易事，為一根8米長的鋼管打一個孔徑只有28毫米的孔更是難上加難。今天和大家聊聊軍工企業的深孔加工案(an)例(li)。授人以(yi)魚同時授人以(yi)漁，在本文(wen)的第二(er)部分(fen)中，我們介紹了6種常(chang)見(jian)深(shen)孔加(jia)工方式。由案(an)例(li)到(dao)理論，本文(wen)的講(jiang)解(jie)十分(fen)全面，值(zhi)得一讀。

一、書寫“深孔鏜”制造傳奇

炮管，作(zuo)為火炮的重要組成部分，它的好壞(huai)直(zhi)接決定(ding)了火炮的射擊精(jing)度(du)和(he)性能(neng)威力。當(dang)(dang)炮彈發射時，炮膛內(nei)的溫度(du)會瞬間上(shang)升(sheng)到3000多攝氏度(du)，壓強(qiang)上(shang)升(sheng)到600多兆帕(pa)，相當(dang)(dang)于(yu)在指甲蓋大小的面積上(shang)施加(jia)6噸(dun)的壓力，所(suo)以(yi)，用來制造火炮炮管的特殊鋼(gang)材，因其超(chao)高的強(qiang)度(du)，一直(zhi)被稱為“鋼(gang)中之王”。

火炮(pao)炮(pao)管的(de)制造(zao)屬(shu)于深孔(kong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)業，就是在(zai)強度超(chao)高(gao)的(de)合金鋼上打孔(kong)，這(zhe)道特(te)殊的(de)工(gong)(gong)藝也被稱作深管鏜孔(kong)，在(zai)所有(you)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)技術(shu)當中屬(shu)于較(jiao)難掌握的(de)工(gong)(gong)藝之一，所以，要(yao)想給“鋼中之王(wang)”打孔(kong)，可不是誰都能(neng)做(zuo)到的(de)，這(zhe)樣(yang)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)要(yao)求絲毫不差。

中國兵器工業(ye)集團首席技師 戎鵬強(qiang)：因為我們(men)做軍工的(de)(de)，產品不能(neng)出一點問題，產品牽扯(che)到戰士(shi)的(de)(de)生命，牽扯(che)到關鍵的(de)(de)時候(hou)有可能(neng)是(shi)(shi)一場戰役的(de)(de)轉折點。如果要是(shi)(shi)打(da)不響(xiang)、打(da)不準的(de)(de)話，是(shi)(shi)要命的(de)(de)，可以說是(shi)(shi)天大(da)的(de)(de)責任。

檢查、測量刀(dao)具、磨(mo)刀(dao)，復雜的(de)準(zhun)備工(gong)序之后，戎鵬強開始(shi)了一天的(de)工(gong)作。作為中國(guo)兵器(qi)首席技(ji)師，戎鵬強從(cong)(cong)入(ru)行(xing)起，就被分配到了火炮炮管生產線(xian)，從(cong)(cong)此，在特種鋼內(nei)鏜出像鏡面一樣光滑的(de)深孔(kong)，就成了他不變的(de)追求。

中國兵器(qi)工業(ye)集團首席(xi)技師(shi) 戎鵬(peng)強：這(zhe)就(jiu)是(shi)我(wo)這(zhe)么多(duo)年用的(de)刀，把鏜刀片裝到(dao)我(wo)們專用的(de)這(zhe)個(ge)工裝里頭，加工高強度(du)優質合金鋼，把這(zhe)個(ge)內孔鏜得跟(gen)鏡面(mian)一樣光(guang)溜，無論是(shi)尺寸精度(du)、直線度(du)，都(dou)要(yao)(yao)達到(dao)要(yao)(yao)求。30多(duo)年就(jiu)主要(yao)(yao)跟(gen)它們打交(jiao)道。

炮管內(nei)壁的(de)光滑程(cheng)度(du)(du)直接影響(xiang)著(zhu)火炮的(de)射(she)擊精度(du)(du)，這道工序(xu)難就(jiu)難在整個加工環節都無法看到，但戎師(shi)傅(fu)有他自己的(de)獨(du)門秘籍。

通(tong)過在生產一線幾十年(nian)的(de)(de)摸索實踐，戎鵬強練就了以手(shou)當“眼”的(de)(de)絕(jue)活，由他(ta)創新的(de)(de)超長小口徑管(guan)體深孔鉆(zhan)鏜操(cao)作法，公差小于0.01毫米，相當于一根(gen)頭發絲的(de)(de)十分之(zhi)一，大大提高了火炮直線發射精度。

2012年，戎(rong)鵬強接到(dao)一項艱巨任(ren)務，為一根(gen)8米長的鋼(gang)管打一個(ge)孔徑只(zhi)有(you)28毫米的孔，這(zhe)個(ge)通孔只(zhi)有(you)成人大指粗(cu)細，而(er)加工深度卻有(you)三層樓高(gao)。由于(yu)加工難度極(ji)大，精(jing)度要求極(ji)高(gao)，國內還沒有(you)廠家能夠生產。

一(yi)(yi)臺機床(chuang)一(yi)(yi)個人，戎(rong)鵬強一(yi)(yi)研(yan)究就是一(yi)(yi)天，幾十種鉆頭、五六種型號的刀桿，一(yi)(yi)次次試驗，一(yi)(yi)毫米(mi)一(yi)(yi)毫米(mi)地向前推進，一(yi)(yi)年半后(hou)，戎(rong)鵬強終于攻克了(le)(le)8米(mi)難(nan)關這一(yi)(yi)國家級難(nan)題，成為了(le)(le)中(zhong)國小口(kou)徑(jing)管體加工(gong)技術第一(yi)(yi)人。

二、六(liu)種(zhong)常用的(de)深孔加工系(xi)統(tong)

什么是深孔加工？

所謂深孔(kong)(kong)，就是孔(kong)(kong)的(de)(de)長度與孔(kong)(kong)的(de)(de)直徑比大于(yu)10的(de)(de)孔(kong)(kong)。而(er)一般的(de)(de)深孔(kong)(kong)多數(shu)情況(kuang)下深徑比L/d≥100。如油缸孔(kong)(kong)、軸的(de)(de)軸向油孔(kong)(kong)，空心主軸孔(kong)(kong)和液壓(ya)閥孔(kong)(kong)等等。這(zhe)些(xie)孔(kong)(kong)中，有的(de)(de)要(yao)求加工精度和表面質(zhi)量較(jiao)高，而(er)且有的(de)(de)被(bei)加工材料的(de)(de)切(qie)削加工性(xing)較(jiao)差，經常成(cheng)為生產中一大困(kun)難。對(dui)于(yu)深孔(kong)(kong)加工，你能(neng)想到(dao)哪些(xie)方法呢？

1、傳統鉆削

深(shen)孔加工(gong)起源(yuan)于(yu)美(mei)國人發明的麻(ma)花鉆(zhan)。這種鉆(zhan)頭的結構相對簡單，切削(xue)液導(dao)入方便(bian)，便(bian)于(yu)制造(zao)出不同直徑(jing)和長度的鉆(zhan)頭以適用于(yu)加工(gong)不同尺寸的孔。

2、槍鉆

深(shen)孔(kong)槍管(guan)鉆最初(chu)是(shi)應用于槍管(guan)（俗稱深(shen)孔(kong)管(guan)，槍管(guan)并(bing)非用無(wu)縫精(jing)(jing)密管(guan)制(zhi)作，精(jing)(jing)密管(guan)制(zhi)作工藝根本上(shang)無(wu)法滿足精(jing)(jing)度要(yao)求）制(zhi)造業(ye)因此得(de)名槍鉆。隨著科技的不(bu)(bu)斷發(fa)展和(he)深(shen)孔(kong)加工系統制(zhi)造商的不(bu)(bu)懈努力，深(shen)孔(kong)加工已(yi)經成(cheng)為一種(zhong)方(fang)便高效的加工方(fang)式。并(bing)被廣泛應用于如(ru)：汽車(che)工業(ye)、航天工業(ye)、結構建筑工業(ye)、醫療器(qi)材工業(ye)、模具/刀具/治具工業(ye)及油壓(ya)、空(kong)壓(ya)工業(ye)等(deng)領域。

槍鉆(zhan)是理想的(de)(de)(de)深孔加工(gong)解決方案(an)，采用槍鉆(zhan)可以獲(huo)得精密的(de)(de)(de)加工(gong)效果，加工(gong)出來的(de)(de)(de)孔位置(zhi)精確，直線度、同軸度高，并(bing)且有很(hen)高的(de)(de)(de)表(biao)面光(guang)潔(jie)度和重復性(xing)。能夠方便的(de)(de)(de)加工(gong)各種形(xing)式的(de)(de)(de)深孔，對于特殊深孔，比如(ru)交叉孔，盲(mang)(mang)孔及平底盲(mang)(mang)孔等也能很(hen)好的(de)(de)(de)解決。

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3、BTA系統

國際孔加工(gong)協會發明(ming)的(de)一種內(nei)排(pai)屑深(shen)孔鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)，BTA 系(xi)統(tong)中鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)頭與鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)為(wei)中空圓柱體，提高(gao)了刀(dao)具剛(gang)性和快速拆裝問(wen)題。其工(gong)作原理如圖所(suo)示，切削液經加壓(ya)從(cong)入(ru)(ru)(ru)口進入(ru)(ru)(ru)授油(you)器后通過鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)與孔壁(bi)形成的(de)密封環狀空間，流向切削部(bu)分進行冷卻潤滑，并將(jiang)切屑壓(ya)入(ru)(ru)(ru)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)頭上的(de)出(chu)屑口，經鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)內(nei)腔從(cong)出(chu)口排(pai)出(chu)。BTA 系(xi)統(tong)主(zhu)要適用于直徑φ>12mm 的(de)深(shen)孔加工(gong)。

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↑↑BAT鉆頭↑↑

4、噴吸鉆系統

噴(pen)(pen)吸(xi)(xi)鉆系統(tong)是瑞典Sandvik 公(gong)司利(li)用流(liu)體力學的(de)噴(pen)(pen)吸(xi)(xi)效應原(yuan)理發明(ming)的(de)雙(shuang)管內(nei)排屑深孔(kong)鉆削(xue)(xue)方法。其(qi)噴(pen)(pen)吸(xi)(xi)鉆系統(tong)采(cai)用雙(shuang)層管刀桿(gan)，切(qie)削(xue)(xue)液經(jing)加壓(ya)后從入(ru)(ru)口進入(ru)(ru)，其(qi)中2/3的(de)切(qie)削(xue)(xue)液進入(ru)(ru)內(nei)、外鉆桿(gan)間(jian)(jian)的(de)環形空(kong)間(jian)(jian)，流(liu)向切(qie)削(xue)(xue)部分(fen)進行(xing)冷(leng)卻(que)和潤滑(hua)，并(bing)將切(qie)屑推入(ru)(ru)鉆桿(gan)內(nei)腔(qiang)；其(qi)余 1/3 的(de)切(qie)削(xue)(xue)液，從內(nei)鉆桿(gan)上月(yue)牙(ya)狀噴(pen)(pen)嘴高(gao)速(su)噴(pen)(pen)入(ru)(ru)內(nei)鉆桿(gan)，在內(nei)鉆桿(gan)內(nei)腔(qiang)形成一個(ge)低壓(ya)區(qu)，對攜帶切(qie)屑的(de)切(qie)削(xue)(xue)液產生抽吸(xi)(xi)作用，在噴(pen)(pen)、吸(xi)(xi)雙(shuang)重(zhong)作用下，促使(shi)切(qie)屑快速(su)從出(chu)口排出(chu)。噴(pen)(pen)吸(xi)(xi)鉆系統(tong)主要(yao)適用于直徑 φ>18mm 的(de)深孔(kong)加工。

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5、DF系統

DF 系(xi)統(tong)(tong)(tong)是日本冶金股份有限(xian)公司(si)研制出的(de)(de)雙進(jin)(jin)油單管內(nei)排屑(xie)系(xi)統(tong)(tong)(tong)，其切(qie)(qie)(qie)削液分(fen)(fen)為前后兩支，分(fen)(fen)別從兩個(ge)入(ru)(ru)(ru)口進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)。前一支 2/3的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削液經(jing)過(guo)鉆桿(gan)(gan)與己加(jia)工(gong)孔(kong)壁形成(cheng)的(de)(de)環狀區域流向切(qie)(qie)(qie)削部(bu)分(fen)(fen)，并將切(qie)(qie)(qie)屑(xie)推(tui)(tui)入(ru)(ru)(ru)鉆頭上的(de)(de)出屑(xie)口進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)鉆桿(gan)(gan)，流向抽(chou)(chou)(chou)屑(xie)器；后一支 1/3 的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削液直接進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)抽(chou)(chou)(chou)屑(xie)器，經(jing)前、后噴嘴之間喇叭口狀的(de)(de)窄狹(xia)錐形間隙后獲得加(jia)速，產生(sheng)負(fu)壓(ya)抽(chou)(chou)(chou)吸(xi)作用(yong)(yong)，達到(dao)加(jia)速排屑(xie)的(de)(de)目的(de)(de)。DF 系(xi)統(tong)(tong)(tong)前半部(bu)分(fen)(fen)起“推(tui)(tui)”作用(yong)(yong)的(de)(de)結構(gou)類似于(yu) BTA 系(xi)統(tong)(tong)(tong)，后半部(bu)分(fen)(fen)起“吸(xi)”作用(yong)(yong)的(de)(de)結構(gou)類似于(yu)噴吸(xi)鉆系(xi)統(tong)(tong)(tong)，由于(yu) DF 系(xi)統(tong)(tong)(tong)采(cai)用(yong)(yong)了(le)雙進(jin)(jin)油裝置(zhi)，僅用(yong)(yong)一根鉆桿(gan)(gan)即完成(cheng)推(tui)(tui)壓(ya)和抽(chou)(chou)(chou)吸(xi)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)屑(xie)方法，所以鉆桿(gan)(gan)直徑可以做得很小(xiao)小(xiao)，能夠加(jia)工(gong)更小(xiao)的(de)(de)孔(kong)，目前，DF 系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)最小(xiao)加(jia)工(gong)直徑 φ 可達 6mm。

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↑↑DF深(shen)孔鉆頭↑↑

6、SIED系統

SIED 系(xi)統(tong)是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)由中北大學發明的(de)(de)單管內(nei)排屑(xie)(xie)噴(pen)吸(xi)鉆系(xi)統(tong)。該技(ji)術(shu)以(yi) BTA、噴(pen)吸(xi)鉆、DF 系(xi)統(tong) 3 種(zhong)內(nei)排屑(xie)(xie)鉆削(xue)(xue)技(ji)術(shu)為(wei)基(ji)礎，增加了分(fen)調式(shi)功率增補型抽(chou)屑(xie)(xie)裝(zhuang)置，可(ke)實現冷卻和排屑(xie)(xie)液流(liu)的(de)(de)獨(du)立控制。其基(ji)本原理如圖所示，切(qie)(qie)削(xue)(xue)液由液壓泵輸(shu)出后(hou)(hou)，分(fen)為(wei)兩(liang)個分(fen)支：前(qian)一(yi)(yi)(yi)支切(qie)(qie)削(xue)(xue)液流(liu)入(ru)輸(shu)油器，經鉆桿與孔壁之(zhi)(zhi)間的(de)(de)環狀空間流(liu)向切(qie)(qie)削(xue)(xue)部分(fen)，將(jiang)切(qie)(qie)屑(xie)(xie)推(tui)入(ru)鉆頭上的(de)(de)出屑(xie)(xie)口(kou)；后(hou)(hou)一(yi)(yi)(yi)支切(qie)(qie)削(xue)(xue)液流(liu)入(ru)抽(chou)屑(xie)(xie)器，經錐形(xing)噴(pen)嘴副之(zhi)(zhi)間的(de)(de)間隙(xi)進入(ru)后(hou)(hou)噴(pen)嘴內(nei)腔(qiang)，產生高速射(she)流(liu)和負壓。SIED 系(xi)統(tong)對(dui)兩(liang)支液流(liu)各設獨(du)立的(de)(de)調壓閥(fa)，可(ke)以(yi)分(fen)別(bie)調整(zheng)至最佳冷卻、抽(chou)屑(xie)(xie)狀態。SlED 系(xi)統(tong)是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)正在逐(zhu)漸(jian)推(tui)廣(guang)的(de)(de)系(xi)統(tong)，也是目(mu)前(qian)較先進的(de)(de)系(xi)統(tong)。目(mu)前(qian)，SlED 系(xi)統(tong)可(ke)將(jiang)最小(xiao)鉆孔直徑縮小(xiao) φ5mm 以(yi)下。