深孔加工常见问题

难加工材料深孔加工中，深孔轴线偏转、加工表面螺旋槽的产生等问题都是深孔加工中难以解决的难题，直接影响深孔加工的质量和效率。因此，研究难加工材料的深孔加工技术，控制深孔轴线偏转、抑制加工表面螺旋槽的产生，已成为深孔加工领域的重点研究方向。多年来，针对这些问题的理论分析和试验研究已取得显著的加工成果。

第一节：难加工材料深孔加工

随着机械工业的快速发展，具有优异物理机械性能、耐腐蚀、抗磁性能、抗高温氧化性能等特种材料在深孔加工中的应用日益广泛。这些材料的加工特性各不相同，但都有一个共同的特点：极难切削。以下分别介绍这些材料的切削特性及相应的工艺措施。一、不锈钢深孔加工

1. 不锈钢的可加工性
根据微观结构，不锈钢可分为奥氏体不锈钢（例如1Cr18Ni9Ti）、奥氏体-铁素体不锈钢（例如1Cr18Ni11Si4AlTi）、铁素体不锈钢（例如1Cr17）、马氏体不锈钢（例如1Cr13）和沉淀硬化不锈钢（例如OCr17Ni4Nb，通常称为PH17-4）。
铁素体不锈钢的可加工性与合金钢相似。马氏体不锈钢淬火后硬度和强度较高，因此难以切削加工。此外，未回火不锈钢在精加工时难以达到较低的表面粗糙度。奥氏体不锈钢的相对可加工性等级（K）为0.15-0.5，表明该材料塑性较高，易于加工硬化。其导热系数仅为45#钢的三分之一，是切削加工难度最高的不锈钢之一。沉淀硬化不锈钢的硬度一般为HRC32~HRC38，强度a≥1100MPa。该材料除了具有较高的力学性能外，还兼具奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，目前广泛应用于测井仪器和化工机械。加工该材料时，刀具磨损较快，切屑韧性较大，切削难度较大。

2. 奥氏体不锈钢加工措施

（1）选择合适的刀具材料：一般选用YW1、YW2或YG8A硬质合金材料。不宜选用YT硬质合金，因为工件与刀具中的Ti元素存在亲和力，会导致严重的卡刀和刀具磨损。
（2）选择合适的切削速度：一般情况下，v≤20m/min，f为0.01~0.07mm/r。 （3）选择合适的刀具前角：选择较大的前角，使切削轻盈省力。（4）选择正确的排屑方式：由于奥氏体不锈钢不易断屑，如果低转速、深断屑槽不能很好地断屑，最好采取与断屑相反的措施，即降低进给量。适当提高转速，使切屑变薄，使切屑长而连续，排出顺畅，切削非常平滑。

2. 钛合金深孔加工
钛合金材料分为三类：TA1~TA8称为α型钛合金；TB1~TB2称为β型钛合金；TC1~TC11称为（α+β）双相钛合金。
1. 钛合金的加工性能

（1）弹性模量低：钛合金的弹性模量约为钢的1/2（即108GPa）。钛合金切削加工时，切削刃与切屑之间会产生强烈的摩擦，这是造成钛合金切削温度高的主要原因之一。
（2）单位切削力大 钛合金密度r=4.51kg/cm3，是一种“比强度”（强度/密度）和“比刚度”（刚度/密度）都很高的材料。切削时，刀刃与切屑的接触长度极短，因此单位切削力相对较大。（3）化学活性高：在高温下，钛与空气中的O2N2、H2、CO、CO₂等气体成分发生强烈反应，特别是与氧、氮形成间隙固溶体，生成硬度较高的硬质层，对刀具有很强的磨损作用。