深孔加工的王者，枪钻！

Part1

1.定义

孔加工一般分为浅加工和深加工两类，这个定义没有标准的界定范围。按照行业专业角度去评测是否属于深孔加工，一般我们定义深度与直径之比L/D＞5，在长径比L/D=5-10时候仍可用一般深孔麻花钻，当L/D≥20的时候就必须用专用深孔刀具。但是，深度与直径的比越大，深孔加工的难度也就越大，铁屑排出和冷却液流量的选择等一系列问题也会随之产生。

某品牌枪钻

2.特点

枪钻的特点是一次加工就具备良好的精度和表面粗糙度低。枪钻比较适合小直径孔的加工，通常情况下，直径小于10mm的孔，用于枪钻加工时比较妥当的。最有利的是，它可使铁屑顺利排出。

总结如下：

1. 孔深与直径比较大，钻杆细长，刚性差，工作时候容易产生偏斜和振动。孔精度和表面质量也难控制。

2. 切屑多而排屑通道长，排屑不佳，容易产生堵塞从而折断。

3. 钻头是在近似密封闭状态下工作，而且时间长，热量又不易散出，钻头极易磨损。

专机实际应用

Part2

3.结构

枪钻是由枪头，枪杆和钻柄构成。枪头常用的是硬质合金材料，枪杆是有高强度的合金管压制而成，枪柄是将钻头和机床连接起来的部分。枪钻有两条主切削刃和一跳副切削刃，靠近钻心的叫内刃，另一条称之为外刃，其交点称之为钻尖。

专业名称

4.角度

钻尖几何参数的选择。枪钻钻削主要取决于外刃角φ外，内刃角φ内及钻尖的偏心距。钻尖角2φ[2φ=180°-（φ外+φ内）]，一般来说较硬的材料需要用较小的钻尖角，较软的材料则需要交大的钻尖角，无论钻尖角度如何，外刃角和内刃角的选用必须保证钻头在切削时的径向分离和主切削力能合理的作用在钻头的支撑区上，以便起到挤光孔表面的作用。切削刃的交点位置距离钻头中心一般为1/4直径。根据硬质合金枪钻受力平衡分析，要求外刃径向切削力等于内刃径向切削力，但实际加工过程中很难保证。为了避免钻孔偏心，只有外刃径向切削力大于内刃径向切削力，才能使径向合力始终作用于待加工表面。于是，一般用于加工铸铁和普通钢材时取外刃角φ外=30，φ内=20。

PS:

由于枪钻结构为不对称形状，质心偏离中轴，这给制造，重磨和重磨后的质量检测都带来一定的困难，也使造价增高。另外，其结构刚度和扭转强度低（同直径的圆形钻杆扭转刚度是枪钻的2.3倍），使其使用的钻削速度降低，进给量较小，但排屑较为流畅，其总体加工效率较低。

Part3

5.分类

硬质合金单刃枪钻

硬质合金枪钻的钻头和刀杆是由硬质合金制成，是一个整体，它的稳定性和效率优于焊接式枪钻，径向跳动较小，寿命会高于焊接枪钻。

焊接式单刃枪钻

钻杆和钻柄由钢材经过热处理等工序制成。钻头、钻杆和钻柄三部分通过焊接成为一个整体。

机夹式单刃枪钻

使用方便无需磨刀，无需调节刀长。刀具寿命长皆因刀片和导条是整体涂层。

单刃阶梯枪钻

这种刀具在一次加工中可以加工出几种不同的孔径，这样可以满足阶梯孔的同轴度要求。

6.应用

钻套方面

• 由于钻心偏离中心，所以枪钻不具备自定心功能，因此切入加工时需使用钻套或引导孔。在使用钻套时，必须选择合适尺寸，钻套与枪钻头部的间隙保持在0.003mm-0.008mm之间。

• 所采用的钻套必须耐磨，硬度高；一般用硬质合金或高合金工具钢制造，其硬度为63-65HRC；枪钻套制造精度必须高，一般内孔表面粗糙度为Ra1.6-3.2，内外径同轴度为0.002mm，端面跳动为0.005mm。

• 加工时候一般钻套底面和工件表面的距离不超过0.5mm或钻套紧贴工件表面。

冷却液方面

• 当切屑堆积在排屑槽中，不能及时排除时，过大的扭矩将使枪钻断裂。所以对切削液流量，流速，压力应该严格要求。

• 流量应满足0.2-0.65升/秒，且流量应随孔深的增大而增大，以保证切削油有更大的流速，达到通畅排屑的目的。

• 流速一般不应小于切削速度的5-8倍，约480-720m/min

• 压力应在3.5-10Mpa，加工孔越小需要压力越高。加工小直径深孔时可采用高压力，小流量；加工大直径深孔时可采用低压力，大流量。

• 含有硫和氯的纯钻削油最好，硫有助于减少积屑瘤，氯有助于排屑，都会延长枪钻寿命。

• 化合冷却液，由5%-50%矿物油，水和化合物匹配；是钻削油的代替品；乳化液也是不包含矿物油的化学溶液。冷却剂需保持8%-10%的浓度，10%最佳。

• 从纯油到乳化液，枪钻使用寿命降低30%-50%。

• 冷却温度应保持在华氏120°以下。

切削参数方面

• 使用时应正确选取切削用量，一般情况下，切削速度：V=1.1-1.65m/s，进给量：s=0.015-0.03mm/r，且进给量应两头小中间大。根据工件材料合理选用切削用量，以控制切屑卷曲程度，获得有利于切屑的C形切屑。

• 加工高强度材质工件时，应适当降低切削速度V。进给量的大小对切屑的形成影响很大，在保证断屑的前提下，可采用较小进给量。

Q&A

Q:枪钻几种失效形式。