槍鉆是一種有效的深孔加工刀具，其加工范圍很廣，從玻璃纖維、特氟龍(Teflon)等塑料到高強(qiáng)度合金(如P20和鉻鎳鐵合金)的深孔加工。在公差和表面粗糙度要求較嚴(yán)的深孔加工中，槍鉆可保證孔的尺寸精度、位置精度和直線度。

要想使槍鉆加工深孔時(shí)能夠達(dá)到滿意的效果，必須熟練掌握槍鉆系統(tǒng)的性能(包括刀具、機(jī)床、夾具、附件、工件、控制單元、冷卻液和操作程序)。操作者的技術(shù)水平也很重要。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)及工件材料的硬度以及深孔加工機(jī)床的工作情況和質(zhì)量要求，選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣取⑦M(jìn)給量、刀具幾何參數(shù)、硬質(zhì)合金牌號(hào)和冷卻液參數(shù)，才能獲得優(yōu)異的加工性能。

槍鉆的幾種截形

槍鉆的頭部形狀示例

在生產(chǎn)中，直槽槍鉆使用得最多。根據(jù)槍鉆的直徑并通過(guò)傳動(dòng)部分、柄部和刀頭的內(nèi)冷卻孔的情況，槍鉆可制成整體式和焊接式兩種類型。其冷卻液從后刀面上的小孔處噴出。槍鉆可有一個(gè)或兩個(gè)圓形的冷卻孔，或單獨(dú)一個(gè)腰形孔標(biāo)準(zhǔn)槍鉆可加工孔徑為1.5mm到76.2mm的孔，鉆削深度可達(dá)直徑的100倍。特殊訂制的槍鉆可加工孔徑為152.4mm，深度為5080mm的深孔。盡管槍鉆的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量較低，但其每分鐘進(jìn)給量卻比麻花鉆大(每分鐘進(jìn)給量等于每轉(zhuǎn)進(jìn)給量乘以刀具或工件轉(zhuǎn)速)。

由于刀頭是用硬質(zhì)合金制造，所以槍鉆的切削速度比高速鋼鉆頭要高得多。這可增加槍鉆每分鐘的進(jìn)給量。另外，當(dāng)使用高壓冷卻液時(shí)，其切屑能從被加工孔中有效排出，無(wú)需在鉆削過(guò)程中定期退 刀來(lái)排出切屑。

關(guān)于槍鉆系統(tǒng)

按照系統(tǒng)工程理論，單獨(dú)考慮鉆孔系統(tǒng)的任何一個(gè)工藝因素都是片面的。然而不同的刀具和設(shè)備制造廠商生產(chǎn)鉆削系統(tǒng)的不同部分，因此沒(méi)有人承擔(dān)系統(tǒng)一致性的責(zé)任。由于槍鉆加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不統(tǒng)一，因此經(jīng)常發(fā)生不可預(yù)測(cè)的槍鉆失效。潛在的失效包括鉆頭破損和刀片過(guò)度磨損。這些失效將導(dǎo)致被加工孔的質(zhì)量惡化，造成差的表面粗糙度、大的跳動(dòng)和軸線偏移。在汽車工業(yè)中，這些失效使深孔加工成為瓶頸工序。

產(chǎn)生上述不良結(jié)果，往往都認(rèn)為是刀具制造廠生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，這是不對(duì)的。當(dāng)用槍鉆加工傾斜孔時(shí)，其操作人員和現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員應(yīng)知道使用專用導(dǎo)套，并保證冷卻液充分，并使鉆套底面和工件表面的距離不超過(guò)0.5mm，鉆套和主軸的同軸度不超過(guò)0.005mm。所采用的鉆套應(yīng)是用硬質(zhì)合金或高合金工具鋼制造的精密槍鉆鉆套，其硬度為63～65HRC，內(nèi)孔表面粗糙度為16～32μm，內(nèi)外徑最大允許不同軸度為0.002mm，前端面最大允許跳動(dòng)為0.005mm。下面是在汽車工業(yè)中不正確使用槍鉆的實(shí)例：

當(dāng)鉆套和鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸線之間的不同軸度過(guò)大時(shí)，槍鉆通常會(huì)失效，如鉆尖的撞擊，這種撞擊會(huì)由于脆弱的硬質(zhì)合金刀尖不能承受由不同心引起的彎由應(yīng)力而造成刀片碎裂。

如果是鉆頭旋轉(zhuǎn)而不是工件旋轉(zhuǎn)，這種情況將變得更差，因?yàn)檫@種壓力將重新作用于刀尖的不同部位。當(dāng)壓力作用于最薄弱的部位(即刀尖轉(zhuǎn)角)時(shí)，刀尖將破裂。

關(guān)于刀具長(zhǎng)度。當(dāng)槍鉆長(zhǎng)度增加時(shí)，刀具的剛性下降。當(dāng)對(duì)中心不好時(shí)，槍鉆的柄部不會(huì)傳遞更大的彎曲力到刀尖，因此刀尖不會(huì)損壞，但會(huì)引起刀桿顫動(dòng)，導(dǎo)致疲勞失效。

鉆套和鉆頭間的間隙過(guò)大會(huì)引起刀具失效。此時(shí)槍鉆的側(cè)刃切除大量的工件材料，因?yàn)樵撉邢魅械暮蠼菫?°，所以過(guò)大的切削力引起側(cè)刃破裂。

冷卻液供應(yīng)不充分也是引起刀具失效的原因。它會(huì)使切屑堆積在排屑槽中，這些受擠壓的切屑形成堵塞，使過(guò)大的扭矩作用于槍鉆，當(dāng)槍鉆的V型槽被堵塞時(shí)，刀頭將與刀桿分離。此時(shí)用戶通常認(rèn)為是槍鉆生產(chǎn)廠商對(duì)槍鉆的刀頭與刀桿焊接不牢而造成刀頭與刀桿分離。但制造商并不能控制安裝和具體的槍鉆系統(tǒng)的操作。如果在加工時(shí)發(fā)生問(wèn)題，應(yīng)派銷售代表去了解情況并填寫失效原因的分析表。

當(dāng)對(duì)直徑小于4.175mm的深孔進(jìn)行加工時(shí)，必須用高壓冷卻液。然而大多數(shù)機(jī)床制造廠商用低壓冷卻液傳輸系統(tǒng)配備機(jī)床。目前已有改進(jìn)型高壓冷卻液系統(tǒng)批量供應(yīng)市場(chǎng)。一些機(jī)床制造廠商已開(kāi)發(fā)出用于加工小深孔的冷卻液增強(qiáng)泵和高壓循環(huán)單元?？烧{(diào)壓力泵最高能以3000帕壓力傳輸冷卻液，其費(fèi)用比高壓冷卻系統(tǒng)低。

在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，由于鉆頭旋轉(zhuǎn)，要求使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)連接器(也稱高壓接頭)來(lái)提供來(lái)自機(jī)床主軸的冷卻液。其標(biāo)準(zhǔn)連接器允許的最大壓力為1000帕，這對(duì)于小孔的深加工來(lái)說(shuō)太低了，這樣的連接器是無(wú)法與高壓冷卻泵一起工作。

當(dāng) 冷卻液流速不能滿足要求時(shí)，排屑就成問(wèn)題，這是刀具結(jié)構(gòu)導(dǎo)致冷卻液壓力損失的結(jié)果。為此，工具制造廠商提出一個(gè)簡(jiǎn)單方案，即采用二段階梯式后刀面設(shè)計(jì)方法。在這種設(shè)計(jì)中，冷卻孔位于刀片的第二后刀面上，遠(yuǎn)低于切削刃。在被加工孔的底部。即使冷卻液內(nèi)部壓力相同，由于冷卻孔相對(duì)增大，因此流量也顯著增加，解決了排屑問(wèn)題。

為克服用槍鉆系統(tǒng)加工出現(xiàn)的問(wèn)題，負(fù)責(zé)槍鉆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選擇、應(yīng)用、操作和維護(hù)人員以及工藝計(jì)劃員或工具和機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)人員均應(yīng)進(jìn)行專門培訓(xùn)，這對(duì)于進(jìn)行大量深孔加工的汽車工業(yè)顯得格外重要。