深孔加工是機(jī)械加工中難度較大、技術(shù)含量較高、專業(yè)性較強(qiáng)、加工成本較高的一種孔加工技術(shù)。在深孔加工中，為了達(dá)到排屑和冷卻、潤(rùn)滑的目的，通常需要使用大量切削液(如專用深孔切削液或機(jī)油)，尤其是使用內(nèi)排屑深孔的中、大直徑深孔加工(D≥30mm)對(duì)切削液的消耗量相當(dāng)大(主要被切屑帶走)，這不僅會(huì)對(duì)加工場(chǎng)所造成較大污染，還威脅到操作人員的身體健康，同時(shí)帶油切屑的處理又會(huì)增加生產(chǎn)成本和造成環(huán)境污染。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在深孔加工中，切削液的相關(guān)費(fèi)用占到加工總成本的15%～20%。因此，實(shí)現(xiàn)不使用切削液的干式加工或使用微量切削液的亞干式加工是深孔加工技術(shù)的重要發(fā)展方向和研究課題。 　　2亞干式深孔加工系統(tǒng) 　

　根據(jù)深孔鉆削加工的特點(diǎn)，采用完全干式切削(即完全不使用切削液)的加工方式在實(shí)際生產(chǎn)中一般很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樯羁足@削加工不同于普通的車削、銑削加工，它是在封閉狀況下進(jìn)行，單位時(shí)間所產(chǎn)生的切削熱量大，排屑通道長(zhǎng)，切屑和切削熱不易及時(shí)排出；此外，刀具在深孔加工中是依靠導(dǎo)向塊完成定心和導(dǎo)向作用，導(dǎo)向塊與孔壁之間會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間接觸擠壓而產(chǎn)生較大摩擦，而切削液(切削油)可以在導(dǎo)向塊與孔壁之間形成一層油膜，起到潤(rùn)滑和減摩作用，如無(wú)油膜，導(dǎo)向塊將很快被磨損和撕裂，從而引起切削振動(dòng)或打刀。因此，選擇采用少量切削液的亞干式切削方式比較適合深孔加工的實(shí)際情況。 　

　采用的亞干式切削加工方案主要是利用壓縮空氣進(jìn)行排屑和冷卻，使用霧化切削液進(jìn)行潤(rùn)滑，其加工系統(tǒng)主要由內(nèi)排屑深孔鉆床、空氣壓縮機(jī)、霧化器、氣液混合噴頭等組成，其工作流程為：空氣壓縮機(jī)提供具有一定壓力(約0.5～0.6MPa)的空氣，在出口處分為兩路，其中一路通過(guò)霧化器帶出一定量的切削液形成汽液混合物，在噴頭處與另一路壓縮空氣相遇，汽液混合物通過(guò)噴頭時(shí)被加速并向進(jìn)氣裝置的空腔中噴出，形成高壓、高速的霧化切削液，最后經(jīng)過(guò)鉆桿外壁與孔壁之間的通道被傳送到鉆頭的切削部位，冷卻、潤(rùn)滑刀具并將切屑從鉆桿內(nèi)部向后吹出。 　

　由于亞干式深孔加工系統(tǒng)采用霧化切削液潤(rùn)滑、冷卻刀具，用壓縮空氣進(jìn)行排屑降溫，既克服了傳統(tǒng)深孔加工中大量循環(huán)使用切削液所帶來(lái)的諸多弊病，大大減少了切削液使用量，又確保了導(dǎo)向塊與內(nèi)孔表面之間、刀具前后刀面與切屑之間的切削液潤(rùn)滑層，同時(shí)切削液在霧化狀態(tài)下吸熱充分、潤(rùn)滑均勻，能更好地發(fā)揮作用；使用連續(xù)的壓縮空氣排屑既可增大排屑空間(相對(duì)于使用高壓油)，又能迅速將切屑從切削區(qū)吹出，縮短了切屑傳熱時(shí)間，并可將部分熱量直接帶出，降低了切削區(qū)溫度。 

　　3亞干式深孔鉆頭的設(shè)計(jì) 　　深孔鉆削刀具的設(shè)計(jì)開發(fā)是成功實(shí)現(xiàn)亞干式深孔加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，直接影響到整個(gè)加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，是深孔加工順利進(jìn)行的重要保證。刀具的幾何參數(shù)對(duì)于刀具的受力、斷屑、耐用度、加工表面質(zhì)量等起著重要作用；而刀具材料對(duì)于刀具的切削效率、工作壽命、刀具與工件的親和性等起著決定性影響。亞干式深孔加工的切削特性與傳統(tǒng)的深孔加工有所區(qū)別，因此對(duì)深孔鉆頭的設(shè)計(jì)要求也有其特殊性。 　

　(1)亞干式深孔加工對(duì)刀具的要求 　　

①由于深孔切削加工是在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，又沒(méi)有循環(huán)切削油冷卻、潤(rùn)滑刀具，進(jìn)行熱量交換，因此切削區(qū)溫度較高，這就要求刀片材料必須具有較高的強(qiáng)度、硬度以及良好的耐熱性、紅硬性和抗沖擊性，同時(shí)刀具與切屑之間的摩擦系數(shù)應(yīng)盡可能小。 　

?、谠谏羁准庸ぶ校毒叩呐判纪ǖ垒^長(zhǎng)，切屑不易順暢排出，對(duì)于采用空氣排屑的亞干式加工而言，這一問(wèn)題更為突出。為了保證排屑順暢和迅速散熱，必須增大排屑出口，減少空氣阻力，加快排屑速度，縮短切屑停留時(shí)間。 　

?、蹃喐墒缴羁准庸げ捎脡嚎s空氣排屑和霧化切削液冷卻，因此切屑形狀不能太寬太長(zhǎng)。為防止切屑堵塞，最好是形成細(xì)小的“C”型切屑；為使切屑更快脫離刀面，刀具與切屑的接觸面不宜過(guò)大，為此可采用分屑刃或強(qiáng)制斷屑措施。 　

　針對(duì)以上幾點(diǎn)要求，我們對(duì)刀具進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其滿足系統(tǒng)的加工要求。 　

　(2)刀具結(jié)構(gòu)的選取及優(yōu)化設(shè)計(jì) 　　深孔加工刀具的型式主要分為外排屑和內(nèi)排屑兩種。外排屑方式用于槍鉆系統(tǒng)，適合加工小直徑(一般φ