1．基本概述
深孔鑽削是指孔深和孔徑比大的孔加工，正常鑽削技術所生產的孔，其孔深極少超過5倍直徑，而在深孔鑽削中，此比例可高達150﹕1，並且，任何孔深大於5倍直徑都應稱為深孔。鑽削的基本原則：應用和糾正切削速度與進給的選擇，切削良好的斷屑和排屑性能，同時不損壞刀具和工件。對於孔深孔徑比大於5的深孔，必須保證一鑽到底，不能中途退出，切削液能順利地流進鑽頭的切削刃處，並能保證順利排屑。深孔鑽削加工鑽頭進入工件時，是在半封閉條件下工作，因此受到較多限制：不能直接觀察到刀具切削情況；切削熱不易傳散，必須採用強制有效的冷卻方式；排屑困難；鑽杆需要足夠的剛性。深孔加工注意問題：切屑處理問題，冷卻潤滑，合理導向。
槍鑽（見圖1）的鑽柄是空的，由內外部供應的切削液流經鑽頭內輸送管，並強行流經切削頭內的孔。鑽柄外側有一個沿著長度方向的V形槽，切削液攜帶切屑通過此V形槽，並經過鑽頭外側，最終切屑從孔中排出。槍鑽可應用於普通加工中心，但是需要高壓力的切削液。
圖1 槍鑽系統示意圖
2．任務來源
某殼體零件（見圖2）有兩個直徑4mm、1個直徑5mm且深度都超過700mm的深孔。普通設備無法加工，必需使用專用的深孔加工設備。這就要用到深孔專用加工設備——數控深孔鑽床。數控深孔鑽工具機是專門用於深孔加工的數控設備，加工的孔徑小、深度大，孔徑與孔深比達到1﹕100，一般的數控設備無法完成。
圖2 深孔零件
數控深孔鑽工具機（見圖3）是專門用於深孔加工的數控設備，加工的孔徑小、深度深，徑深比達到近1﹕100，一般的數控加工設備無法完成。數控深孔鑽工作原理是採用不對稱切削加工，不需用傳統的中心鑽來完成定位要求。
圖3 數控深孔鑽
3．解決方案
數控深孔鑽床於2008年5月投入使用後（見圖4），經過反覆試驗，1個深孔加工動作宜採用「三級加工法」：定位鑽削、導向鑽削及正常鑽削，稱為「三級鑽孔技術」。三級鑽孔需要根據不同的鑽孔深度採用不同的切削速度，目前工具機自帶的數控鑽孔指令只能完成1個鑽孔深度和1個切削速度，如何使用常用的鑽孔指令來實現三級鑽孔可分兩種方法：①手動干預：根據不同的鑽孔深度，人為的手動來進行調節切削速度。②重複進給：對同一個孔分別進行編制3個鑽孔程序，指令不同的鑽孔深度和切削速度，進行重複操作。
圖 4
4．改進方法
對於上述兩種方法的弊端，通過查閱工具機說明書，使用「頭腦風暴法」，提出各種解決方案。最終採納開發一個三級階梯鑽削指令方案。分別賦予三級深度與三種不同速度，通過參數化、智能化及人性化設計，省去手動干預的繁瑣與重複進給所浪費的時間。
（1）格式。G65 P9003 U-10 V-30 Z-375 B5 C10 F40 R3 T0（或T1）
X___Y___
……
G67
M30
（2）參數。第一鑽孔深度U，第二鑽孔深度V，最終鑽孔深度Z，一級鑽孔速度B，二級鑽孔速度C，最終鑽孔速度F，鑽孔初始點R，T0鑽不通孔，T1鑽通孔。
（3）使用說明。①程序必須指令Z（最終鑽孔深度）、F（最終鑽孔速度）、R（鑽孔初始點）、T0（鑽不通孔）或 T1（鑽通孔），否則出現提示報警（9001）。②鑽孔初始點＜第一鑽孔深度＜第二鑽孔深度＜最終鑽孔深度，即R＞U＞V＞Z，否則出現提示報警（9004）。③一級鑽孔速度＜二級鑽孔速度＜最終鑽孔速度，否則出現提示報警（9004）。④如不使用第一鑽孔深度U和第二鑽孔深度V時，可直接使用最終鑽孔深度Z來完成鑽孔。⑤當指令第一鑽孔深度U時，必須指令一級鑽孔速度B，否則出現提示報警（9004）。⑥當指令第二鑽孔深度V時，必須指令二級鑽孔速度C，否則出現提示報警（9004）。⑦當只使用兩級深度鑽孔時，只能使用深度U、 Z，否則出現提示報警（9004）。
（4）實施結果。兩種方法對比發現，方法一使操作者的勞動強度增大，操作者要始終關注工具機狀態進行手動調整，操作不夠準確，失去了數控加工自動化的意義；方法二對相同一個孔進行多次加工，多次重複定位，工具機增加了孔位置度誤差和重複加工周期。
5．結語
該項鑽孔技術智能化、調節性強，可根據產品的工藝要求、材料性能進行調節，適應於各類FANUC數控工具機鑽孔，為解決深孔加工提供了較好的方案。
作者：中國電科集團第38研究所鄭傑，何章峰，王昌伍。