一般把孔的深度和直徑之比＞5的孔稱為深孔。在深孔切削過程中，因為刀具在工件內(nèi)部切削，刀具和切削情況均無法觀察到，且刀具細長，剛度差，冷卻困難，排屑不暢，所以深孔切削加工是一種難度較大的加工技術。深孔加工的關鍵技術是刀具參數(shù)的選取和加工余量的控制。

航空液壓產(chǎn)品中的殼體類零件的主閥套孔的孔徑為18～40 mm,長徑比約為8～15。該類零件材料主要是高強度鋁合金，內(nèi)孔加工屬于比較典型的深孔加工，其尺寸公差、幾何公差等要求嚴格，表面粗糙度要求低，對加工刀具的結(jié)構有較多限制，這給零件的精加工帶來很大的困難。

液壓殼體零件結(jié)構圖如圖1所示，其內(nèi)部閥套孔的內(nèi)孔表面粗糙度要求為Ra0.4μm，圓柱度允差為0.008mm。該零件材料為鍛鋁合金。

該零件在臥式加工中心（機床型號DIXI-200）上加工，操作系統(tǒng)為FANUC15系統(tǒng)（該方法中宏程序部分在FANUC-0i系統(tǒng)上通用）。經(jīng)過鏜削、研磨和珩磨等各種加工方式的多次試驗，最終選擇用鉸削加工來保證零件各內(nèi)孔的幾何公差要求。零件在本工序加工前狀態(tài)為所有需加工內(nèi)孔直徑方向預留2mm余量。

以圖1中mm孔為例，加工工藝路線如下：1）兩端分別銑削加工mm深20mm引導孔；2）用φ28 mm平底加長擴孔銑刀從兩端分別加工內(nèi)孔至φ28 mm；3）從兩端分別鏜削至φ28.8 mm；4）從兩端分別鏜削至φ28.92 mm；5）在一端鏜削加工mm深50mm引導孔；6）從mm深50 mm引導孔處一次鉸削至圖樣要求。其中，第5步是關鍵，對解決孔口喇叭狀及孔的直線度有益。大長徑比內(nèi)孔鉸削時，鉸刀刀桿必然較細，剛性差，應選擇較低的切削速度。經(jīng)多次試驗，取主軸轉(zhuǎn)速為60r/min，進給量為30mm/min(約每轉(zhuǎn)每齒進給0.05mm)。

3.1 鉸刀幾何參數(shù)的選擇

鉸刀一般選擇6～8個切削刃（見圖2），柄部為莫氏4#錐帶拉釘結(jié)構。當孔深與直徑的長徑比＞10時，應增大鉸刀倒錐參數(shù)，具體數(shù)值為直徑方向約50mm處0.04mm倒錐。

以圖1中mm孔加工為例。在臥式加工中，當鉸刀快出頭時，冷卻液已無法進入加工的內(nèi)孔，鉸刀排屑槽內(nèi)切屑也達到了最多的狀態(tài)，鉸刀因冷卻效果差與孔壁摩擦加劇，鉸刀發(fā)熱膨脹。當鉸刀刀柄剛度不足時，會出現(xiàn)機床主軸勻速轉(zhuǎn)動而鉸刀刀刃間斷轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，反映在零件上是內(nèi)孔出口端孔口呈現(xiàn)規(guī)則的花瓣型。鉸刀與孔壁摩擦力的大小也與鉸刀刃帶的寬窄及鋒利程度有關。刃帶的寬窄應取0.15～0.2 mm，并在刀具圖樣上明確要求。

3.2 鉸刀直徑的修研

分體式鉸刀研磨器是由2個研磨塊組合后放入殼體內(nèi)（見圖3）。修研時，將鉸刀插入，當鉸刀轉(zhuǎn)動時從兩端施加壓力并沿鉸刀軸線往復移動，可方便地控制鉸刀直徑。

鉸刀直徑的修研也可采用開口研磨套。開口研磨套開口方向為：1）直開口適用于左旋和右旋鉸刀；2）右旋開口適用于左旋和直齒鉸刀；3）左旋開口適用于右旋和直齒鉸刀。

鉸刀直徑的修研是深孔加工中關鍵的一步，鉸刀直徑按所加工零件內(nèi)孔直徑上偏差制作。經(jīng)過修研的鉸刀鉸孔后，零件表面粗糙度值可達Ra0.1～Ra0.2μm。鉸刀倒錐也應進行手工修整。當鉸刀出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象（縮孔現(xiàn)象指的是鉸孔完成后，孔的直徑小于鉸刀直徑）時，微量的縮孔對加工表面質(zhì)量是有好處的，但會增大刀具扭矩，當縮孔＞0.015mm時，應更換鉸刀。

由于加工所用機床為臥式四軸加工中心，故圖1所示加工內(nèi)孔很容易在一次裝夾中通過機床轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)全部完成，而此類零件的加工往往需要3個工作坐標系。假設1個為角向基準設為G56，另2個分別為兩端加工的坐標系G54和G55。

這3個工作坐標系之間的關系為：G54、G55本身相差180°，G54、G55又分別與G56相差±90°，G54、G55的Y坐標相同，而X坐標數(shù)值相同、正負號相反。

利用宏程序系統(tǒng)變量更改工作坐標系。當探頭校正G56角向基準及G54X基準后，運行如下宏程序段：

#5241=-#5221  G55坐標系的X值等于G54坐標系的-X值

#5224=#5264-90  G54坐標系的角度值等于G56角度基準-90°

#5244=#5264+90  G55坐標系的角度值等于G56角度基準+90°

由上述程序段可知，工件加工所需的各個工作坐標系可全部利用宏程序完成輸入，不需要任何人為輸入，完全避免了人為出錯的可能。

大長徑比的深孔加工，一直是機械加工的一個難題，特別是本文中各個臺階孔有同軸度、圓柱度等幾何公差要求時。對于加工程序編制，不能僅考慮程序正確與否，還應盡可能降低操作者難度及人為出錯的概率。當深孔加工時，僅靠刀具參數(shù)或加工程序等某一項改進很難達到理想效果。合理的加工方法應綜合考慮加工步驟、刀具幾何參數(shù)、刀具切削參數(shù)和加工程序的優(yōu)化等。

經(jīng)過鏜削、研磨和珩磨等各種加工方式的多次試驗，最終選擇用鉸削加工，來保證了零件各內(nèi)孔的尺寸要求，解決了十余種軍工重點型號大尺寸液壓殼體零件的加工瓶頸。

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