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摘 要：深孔加工技术是机械加工中非常重要的一种加工技术，经历了漫长的发展，根据其加工过程中的排屑，冷却，导向，钻杆的强度和刚度，所加工出孔的质量以及加工效率，深孔钻削大概经历了四个阶段，即：枪钻、Beisner内排屑深孔钻、喷吸式深孔钻及DF单管喷吸钻，随着不断的发展，深孔加工技术将越来越广泛的应用到现代加工技术当中。
关键词：深孔加工；发展；现代加工
引言
深孔加工是机械加工中技术含量高、加工难度大，加工成本高，专业性强的一种加工技术，同时深孔加工技术的工艺理论也是机械加工研究领域中的重要课题[1]。二十世纪六十年代以前，深孔加工技术主要应用于国防军工生产中，用于制造枪管和炮管。自二十世纪八十年代以来，随着科学技术的不断进步以及加工制造业的不断发展，深孔加工技术的应用越来越广泛，几乎遍及了所有的加工制造业，如航空航天工业、船舶制造工业、核工业、发电设备、石油化工机械等[2-3]。
1 深孔加工技术
20世纪30年代之前，深孔加工技术指的是用切削或者是磨料工具的加工方法加工深孔的技术，如扁钻、麻花钻、半圆形炮钻、带供油孔的麻花钻，甚至内圆车刀都曾用于深孔加工。而自20世纪30年代以后，随着枪钻、BTA钻、喷吸钻、DF钻的出现，深孔加工技术的概念发生了很大的改变，通常将加工过程中能够自动的排屑、冷却及润滑且刀具具有良好的自导性的加工方法才称为深孔加工技术[4]。
2.深孔加工技术的特点
深孔加工与普通孔加工的差异性，主要表现在以下的三个方面
a.切削状态方面
（1）深孔加工是在封闭或半封闭的环境下进行的，无法直接观察到刀具的切削状况。
（2）加工中产生的切屑在深孔内，较难排出。
（3）切削过程中产生的热量不易散发
（4）由于被加工孔的长度与直径之比较大，所以钻杆细长，杆的刚性较差，加工过程中钻杆容易产生偏斜和振动，使得被加工孔的精度难以保证。
（5）钻头附近的封闭区域中的热量容易积累，引起钻头磨损严重。
b.深孔加工运动方式
（1）工件转动，刀具做反向转动加进给运动。
（2）工件转动，刀具只做进给运动。
（3）工件固定，刀具做转动加进给运动。
c.深孔加工排屑方式
（1）外排屑方式：切削液由钻杆的中心进入切削区，带着切屑从刀杆与被加工孔的间隙间排出。
（2）内排屑方式：切削液从刀杆与被加工孔的间隙间进入切削区，带着切屑从钻头与刀杆的中心孔排出
就两种排屑方式来看，内排屑方式优于外排屑方式，因为内排屑方式中切屑排出的过程中不会划伤已加工表面，且不受导向块的阻碍排屑顺畅，钻杆的刚性也较高。
3 深孔钻削发展历程
在机械加工过程中，深孔通常指的是长度和直径之比大于5以上的孔，根据深孔加工过程中的排屑，冷卻，导向，钻杆的强度和刚度，所加工出孔的质量以及加工效率，深孔钻削大概经历了如下几个阶段：
第一个阶段，深孔加工技术最先产生于18世纪后期，为了制造具有高精度的枪管和炮管，由早期制造枪炮的技术人员发展起来。起初人们运用扁钻进行加工，一直到19世纪60年代，麻花钻在美国的出现，麻花钻的诞生可以说是钻削领域中极其重要的一步。但是麻花钻仍然存在着许多缺点如：排屑不连续、冷却和润滑较差、钻头的的自导性差、使得钻出孔偏斜严重，工件报废率高，生产效率低。直到十九世纪末二十世纪初，产生了枪钻（如图1所示），枪钻的加工原理是：将高压切削液通过钻杆内部送到钻头部分来带走切屑和切削热，并且为了保证所加工孔的方向性在钻头的外径上加上导向套。可以说枪钻的出现是深孔加工技术上的一次重要的飞跃。
第二个阶段，1942年，德国的Beisner发明了内排屑深孔钻加工方式。二战以后由德国、英国、法国、瑞典为主要参与国成立了国际钻镗协会（Boring and Trepanning Association）推出了具有内排屑孔、单边刃和自导向功能的深孔钻，将之称为BTA钻或Beisner内排屑深孔钻（如图2所示），它属于外进油内排屑方式。BTA钻头在枪钻基础上增强了钻杆的刚性，改善了排屑过程，提高了孔的表面质量。
第三个阶段，由于BTA钻削系统的密封装置制造比较复杂，1963年瑞典的Sandvik公司发明了喷吸钻系统。喷吸式深孔钻（Double-bube Ejector Drills）是在BTA钻的基础上发展起来的，是一种新型的实心深孔加工方法。根据液体的喷吸效应的原理，当高压油经过喷嘴喷射时，在喷射流的附近形成一个低压区，就可以将碰嘴附近的液体及切屑吸走，起到排屑和冷却的作用。他的钻削系统密封装置制造简单，并且只要机床具有足够的功率、切削速度且结构稳定就可以使用。喷吸钻削原理如图3所示
第四个阶段，由于双管喷吸钻的结构复杂，二十世纪七十年代，日本冶金株式会社发明了DF（DoubleFeeder）单管喷吸钻，它去掉了双管喷吸钻的衬管，恢复了BTA钻原有的简单结构，借用了双管喷吸钻的负压抽吸的原理，将产生负压作用的喷嘴装在钻杆末端输油器的空腔中。DF钻在双管喷吸钻的基础上，系统钻杆的强度和刚度得到了提升，加工效率也得到了提高，并且有利于排屑，尤其是在加工小直径孔时其特点得到更充分的发挥，是目前比较高效的深孔加工方法。
结语
纵观20世纪深孔加工技术的发展历程，深孔技术都处于新兴的发展阶段，作为技工技术中不可替代的分支，它的影响力将会遍及所有的装备行业。
参考文献
[1]熊良山，师汉民，陈永洁.钻头与钻削研究的历史、现状与发展趋势[J].工具术，2005，（8）：2-15.
[2]都启军.浅谈深孔加工技术[J].装备制造技术，2013，（3）：78-80.
[3]何定健，李建勋，王勇.深孔加工关键技术及发展[J].航空制造技术，2008（21）：80-83.
[4]王峻.现代深孔加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.
作者简介
师毓华（1987—），女，陕西榆林人，助教。研究方向：制造过程建模仿真与状态监测。
（作者单位：武警工程大学装备管理与保障学院）
关键词：深孔加工；发展；现代加工
引言
深孔加工是机械加工中技术含量高、加工难度大，加工成本高，专业性强的一种加工技术，同时深孔加工技术的工艺理论也是机械加工研究领域中的重要课题[1]。二十世纪六十年代以前，深孔加工技术主要应用于国防军工生产中，用于制造枪管和炮管。自二十世纪八十年代以来，随着科学技术的不断进步以及加工制造业的不断发展，深孔加工技术的应用越来越广泛，几乎遍及了所有的加工制造业，如航空航天工业、船舶制造工业、核工业、发电设备、石油化工机械等[2-3]。
1 深孔加工技术
20世纪30年代之前，深孔加工技术指的是用切削或者是磨料工具的加工方法加工深孔的技术，如扁钻、麻花钻、半圆形炮钻、带供油孔的麻花钻，甚至内圆车刀都曾用于深孔加工。而自20世纪30年代以后，随着枪钻、BTA钻、喷吸钻、DF钻的出现，深孔加工技术的概念发生了很大的改变，通常将加工过程中能够自动的排屑、冷却及润滑且刀具具有良好的自导性的加工方法才称为深孔加工技术[4]。
2.深孔加工技术的特点
深孔加工与普通孔加工的差异性，主要表现在以下的三个方面
a.切削状态方面
（1）深孔加工是在封闭或半封闭的环境下进行的，无法直接观察到刀具的切削状况。
（2）加工中产生的切屑在深孔内，较难排出。
（3）切削过程中产生的热量不易散发
（4）由于被加工孔的长度与直径之比较大，所以钻杆细长，杆的刚性较差，加工过程中钻杆容易产生偏斜和振动，使得被加工孔的精度难以保证。
（5）钻头附近的封闭区域中的热量容易积累，引起钻头磨损严重。
b.深孔加工运动方式
（1）工件转动，刀具做反向转动加进给运动。
（2）工件转动，刀具只做进给运动。
（3）工件固定，刀具做转动加进给运动。
c.深孔加工排屑方式
（1）外排屑方式：切削液由钻杆的中心进入切削区，带着切屑从刀杆与被加工孔的间隙间排出。
（2）内排屑方式：切削液从刀杆与被加工孔的间隙间进入切削区，带着切屑从钻头与刀杆的中心孔排出
就两种排屑方式来看，内排屑方式优于外排屑方式，因为内排屑方式中切屑排出的过程中不会划伤已加工表面，且不受导向块的阻碍排屑顺畅，钻杆的刚性也较高。
3 深孔钻削发展历程
在机械加工过程中，深孔通常指的是长度和直径之比大于5以上的孔，根据深孔加工过程中的排屑，冷卻，导向，钻杆的强度和刚度，所加工出孔的质量以及加工效率，深孔钻削大概经历了如下几个阶段：
第一个阶段，深孔加工技术最先产生于18世纪后期，为了制造具有高精度的枪管和炮管，由早期制造枪炮的技术人员发展起来。起初人们运用扁钻进行加工，一直到19世纪60年代，麻花钻在美国的出现，麻花钻的诞生可以说是钻削领域中极其重要的一步。但是麻花钻仍然存在着许多缺点如：排屑不连续、冷却和润滑较差、钻头的的自导性差、使得钻出孔偏斜严重，工件报废率高，生产效率低。直到十九世纪末二十世纪初，产生了枪钻（如图1所示），枪钻的加工原理是：将高压切削液通过钻杆内部送到钻头部分来带走切屑和切削热，并且为了保证所加工孔的方向性在钻头的外径上加上导向套。可以说枪钻的出现是深孔加工技术上的一次重要的飞跃。
第二个阶段，1942年，德国的Beisner发明了内排屑深孔钻加工方式。二战以后由德国、英国、法国、瑞典为主要参与国成立了国际钻镗协会（Boring and Trepanning Association）推出了具有内排屑孔、单边刃和自导向功能的深孔钻，将之称为BTA钻或Beisner内排屑深孔钻（如图2所示），它属于外进油内排屑方式。BTA钻头在枪钻基础上增强了钻杆的刚性，改善了排屑过程，提高了孔的表面质量。
第三个阶段，由于BTA钻削系统的密封装置制造比较复杂，1963年瑞典的Sandvik公司发明了喷吸钻系统。喷吸式深孔钻（Double-bube Ejector Drills）是在BTA钻的基础上发展起来的，是一种新型的实心深孔加工方法。根据液体的喷吸效应的原理，当高压油经过喷嘴喷射时，在喷射流的附近形成一个低压区，就可以将碰嘴附近的液体及切屑吸走，起到排屑和冷却的作用。他的钻削系统密封装置制造简单，并且只要机床具有足够的功率、切削速度且结构稳定就可以使用。喷吸钻削原理如图3所示
第四个阶段，由于双管喷吸钻的结构复杂，二十世纪七十年代，日本冶金株式会社发明了DF（DoubleFeeder）单管喷吸钻，它去掉了双管喷吸钻的衬管，恢复了BTA钻原有的简单结构，借用了双管喷吸钻的负压抽吸的原理，将产生负压作用的喷嘴装在钻杆末端输油器的空腔中。DF钻在双管喷吸钻的基础上，系统钻杆的强度和刚度得到了提升，加工效率也得到了提高，并且有利于排屑，尤其是在加工小直径孔时其特点得到更充分的发挥，是目前比较高效的深孔加工方法。
结语
纵观20世纪深孔加工技术的发展历程，深孔技术都处于新兴的发展阶段，作为技工技术中不可替代的分支，它的影响力将会遍及所有的装备行业。
参考文献
[1]熊良山，师汉民，陈永洁.钻头与钻削研究的历史、现状与发展趋势[J].工具术，2005，（8）：2-15.
[2]都启军.浅谈深孔加工技术[J].装备制造技术，2013，（3）：78-80.
[3]何定健，李建勋，王勇.深孔加工关键技术及发展[J].航空制造技术，2008（21）：80-83.
[4]王峻.现代深孔加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.
作者简介
师毓华（1987—），女，陕西榆林人，助教。研究方向：制造过程建模仿真与状态监测。
（作者单位：武警工程大学装备管理与保障学院）