摘要：紫铜因其优良的导电性、导热性和耐腐蚀性等，在电子、机械等众多领域有着广泛应用。由于紫铜自身的材料特性，在深孔钻削过程中存在诸多难题，如切屑不易断裂、易粘刀、排屑困难等。文章深入阐释了紫铜在深孔钻削时的加工特性和切削用量，以实际应用中遇到的一个紫铜零件为例，分析了影响紫铜深孔钻削加工质量和效率的因素，并提出了相应的改进措施，旨在为提高紫铜深孔钻削工艺水平提供理论依据和实践参考。

　　关键词：紫铜；深孔钻削；工艺研究；加工质量

　　紫铜具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，在航空航天、电子通信、机械制造等行业中有着重要的应用。深孔钻削是一种加工深径比大于5的孔的加工工艺，由于其加工难度大、技术要求高，一直是机械加工领域的研究热点。在紫铜深孔钻削过程中，由于紫铜的塑性高、粘性大，容易导致钻头磨损、切屑缠绕、排屑不畅等问题，严重影响了加工质量和效率。因此，深入研究紫铜深孔钻削工艺，对于提高紫铜零件的加工质量和生产效率具有重要的意义。

　　1紫铜在深孔钻削时的加工特性

　　1.1良好的延展性导致的加工难点

　　1.1.1不易断屑

　　紫铜的塑性好，在深孔钻削过程中，切屑容易产生较大的变形且不易断裂，容易缠绕在钻头或钻杆上，影响加工的顺利进行，甚至可能导致钻头折断或钻削过程中断咱1暂。

　　1.1.2孔壁质量易受影响

　　紫铜的延展性使得钻头在钻削时，孔壁容易受到钻头的挤压而产生变形，导致孔壁的粗糙度增加、孔径尺寸精度下降，影响深孔的加工质量。

　　1.2较高的导热性带来的影响

　　1.2.1排屑方面

　　热量易被传导散失，使得切屑难以因高温软化，不利于断屑，长而不断的切屑在深孔中更难排出，容易造成堵塞，影响加工的正常进行。

　　1.2.2刀具寿命方面

　　虽然导热性好能带走部分热量，但深孔钻削热量产生集中且不易完全散出，刀具依然会因局部高温影响其切削刃性能，再加上紫铜软且黏，易黏附在刀具上，综合导致刀具磨损加剧，缩短刀具寿命。

　　1.2.3加工精度方面

　　热量传导快会造成工件整体温度分布变化复杂，使得深孔加工时更易出现孔径尺寸偏差、直线度等形位公差超标的情况，影响加工精度。

　　1.3相对较低的硬度造成的问题

　　孔的直线度和位置精度难以保证。由于紫铜较软，在深孔钻削过程中，钻头容易受到不均匀的切削力，导致孔的直线度和位置精度难以保证。

　　1.4粘性导致的粘刀现象

　　1.4.1高温粘附

　　在高速切削紫铜时，摩擦会产生高温，使刀具与工件接触部位的金属原子间作用力增强，容易造成金属的粘附。这种粘附会在刀具表面形成一层铜膜，降低刀具的切削性能。

　　1.4.2塑性变形粘附

　　紫铜的塑性较好，切削时容易发生塑性变形，产生的金属流变会使铜材料紧紧包裹在刀具表面形成粘附。

　　2紫铜深孔钻削切削用量分析

       2.1切削速度分析

　　由于紫铜的以上特性，在深孔钻削时，切削速度的把控极为关键。如果切削速度过高，由于紫铜材料的特性，切屑与刀具前刀面之间的摩擦会急剧增大，容易产生大量的切削热。这些热量会促使积屑瘤快速形成，积屑瘤附着在刀具刃口处，不仅会改变刀具的实际切削角度，导致切削力分布不均匀，而且会严重影响加工表面的粗糙度，使加工表面质量下降，无法达到预期的精度要求咱2暂。同时，过高的切削速度还会加快刀具的磨损，缩短刀具的使用寿命，增加加工成本。

　　然而，切削速度也不能过低。过低的切削速度会使加工效率大打折扣，导致单位时间内钻出的孔深有限，无法满足生产的高效需求。通常，在紫铜深孔钻削中，根据钻头的材质、直径以及机床的性能等综合考量，切削速度一般控制在40耀100m/min区间。例如，对于小直径的钻头和精度要求较高的加工情况，切削速度可以适当偏向40m/min选取，甚至可以低于此数值；而对于较大直径钻头且对效率有一定要求时，可适当提高，但不宜超过100m/min。

　　2.2进给量分析

　　进给量是影响紫铜深孔钻削的又一重要因素。当进给量过大时，紫铜产生的切屑往往呈现出连绵不断的带状，因其质地软，很容易堵塞排屑通道。一旦排屑不畅，切屑会在孔内堆积，增大切削力，可能造成钻头折断，或者使钻出的孔径出现超差现象，严重破坏加工精度咱3暂。并且，过大的进给量还可能引起振动，进一步影响加工表面质量。

　　若进给量过小，虽然在一定程度上能保证加工精度，减少切削力对刀具和工件的不良影响，但会导致加工效率过低，增加加工时长，降低整体的生产效益。综合来看，紫铜深孔钻削的进给量取值多在0.07~0.3mm/r。在实际操作中，要结合钻头的螺旋角、刃磨情况以及所加工孔的直径等条件来灵活调整，例如，对于螺旋角较大、排屑性能好的钻头，进给量可以适当取大值。

　　紫铜深孔钻削的切削用量是一个相互关联、需要综合权衡的要素集合。在实际生产中，要充分考虑紫铜的材料特性、所用刀具的性能、机床的加工能力，以及具体的加工精度和效率要求等，通过反复试验与优化，才能确定出最为合适的切削用量，实现高质量、高效率的紫铜深孔钻削加工咱4暂。具体参数，如表1所示咱5暂。

　　3实际案例分析

　　3.1零件图样分析

　　如图1所示，该零件为玻纤拉丝中的电极，零件的总体尺寸为120mm伊60mm伊15mm，材质为牌号T2的紫铜，零件需要加工3个椎8的孔，其中两个孔深度为114mm，深径比大于14。属于深孔，结合材质特性，加工难度较大。该零件六个面、三个孔均需加工，除两个深孔外，其余加工部位的加工难度不大，并且与文章讨论问题关系较小，故不做分析。

　　3.2常用深孔加工方法及特点分析

　　3.2.1枪钻法

　　原理及特点：属于外排屑深孔钻削方式，切削液通过钻杆内部的孔道送到切削部位，高压切削液将切屑从钻杆与孔壁的间隙中排出。它能较好地保证孔的直线度，加工精度较高，适用于小直径深孔加工，常用于加工直径3耀20mm的深孔。但枪钻价格较贵，且需要机床具有内冷系统，这就导致成本高，应用场景受限，多应用在加工深度200mm以上的孔。

　　3.2.2 BTA深孔钻削法

　　原理及特点：该方法是内排屑深孔钻削方法，切削液通过授油器从钻杆与孔壁的间隙进入切削区，裹挟着切屑从钻杆内部排出。可有效冷却润滑，加工精度也不错，常用于直径大于6mm的深孔加工，同样适用于8mm深孔，且加工效率相对较高。但同样面临枪钻的问题，另外此种方法多用于大孔加工。

　　3.2.3喷吸钻法

　　原理及特点：巧妙利用了喷吸效应，切削液从进液口进入钻杆和孔壁的环形空间，一部分冷却液通过钻杆上的月牙形槽进入内孔，在内外压力差作用下产生喷吸作用，促使切屑排出。它排屑顺畅、加工精度良好，尤其适合中等直径深孔，可用于8mm深孔加工，不过设备结构相对复杂，加工成本高。

　　3.2.4电火花加工法

　　原理及特点：利用电极与工件之间脉冲性火花放电时产生的局部高温来蚀除金属，加工时不受材料硬度限制，适用于硬度高、韧性大，且用常规方法难加工的材料上的8mm深孔，但加工速度较慢，加工表面会有变质层，后续可能需要处理。

　　3.2.5麻花钻

　　麻花钻是应用最广泛的孔加工刀具，适用范围广，对于不同直径、深度的紫铜深孔加工，只要选择合适的规格和参数，均可进行钻削。并且加工效率较高，刀具成本低，麻花钻可多次刃磨，使用寿命相对较长，进一步降低了加工成本。但因麻花钻本身的排屑空间有限，容易导致切屑堵塞，影响加工的正常进行。同时随着孔深的增加，麻花钻的长径比增大，刚性变差，易发生弯曲变形和振动，导致钻出的孔出现孔径扩大、直线度差、表面粗糙度高等问题，降低加工质量。

　　该零件中孔的作用是过水冷却，因此对孔的精度要求不高，综合以上深孔加工方法，确定选择最常用、成本最低的麻花钻加工。

　　3.3三种麻花钻的对比应用

　　3.3.1普通麻花钻

　　首先选用普通麻花钻加工，机床选用加工中心，根据上表标准切削速度为60m/min，此切削速度对于加工深孔太高.依据前文分析，选取切削速度为40m/min，根据公式n=1v以算得，n抑1592，选取转速为1600r，进给根据表1的为400mm/min。但考虑到深孔排屑问题，进给速度选取120mm/min，采用G73指令加工，观察机床负载率，在加工深度为0耀40mm时，机床负载率为6%耀8%，但深度超过40mm后，机床负载率迅速升高，60耀70mm处，机床负载率升高到40%，并出现异响，再往深处加工到80耀90mm处，钻头折断；采用更利于排屑的G83指令加工，情况有所改善，第一个孔能够勉强加工，但到孔底时负载率还会升高到45%左右，第二个孔钻到80mm处钻头折断。显然此种加工方式不适合紫铜的深孔加工。

　　3.3.2全磨制含钴麻花钻

　　此种麻花钻与普通麻花钻相比，由于钴元素的加入使得钻头的硬度更高，耐热和耐磨性更好；整个钻头经过精细磨削，精度更高，刃口更锋利，更加适合紫铜的加工。采用与普通麻花钻相同的切削参数，用G73加工可加工20个左右的孔，用G83可加工60个左右的孔，加工效果显著提高，但还是不够理想。

　　3.3.3群钻加工

　　群钻因为横刃长度缩短、定心作用好、轴向力减小、钻削更轻快、省力；并且有合适的分屑、断屑结构，能让切屑顺利排出，避免切屑堵塞影响钻孔；优化的切削刃形状，使得钻头磨损相对缓慢，有更长的使用寿命。将全磨制钻头磨削成群钻，再进行深孔加工。按图2结构进行磨削咱5暂。

　　群钻加工紫铜钻削非常顺利，采用G73指令加工，可加工200个孔左右，且钻到孔底机床负载率不会超过10%，G83加工也是200个孔左右。

　　4结语

　　综上所述，通过对紫铜深孔钻削工艺的研究与分析，明确了紫铜材料特性对钻削的影响。钻削参数对钻削质量和效率有着关键影响。在实际紫铜深孔钻削中，需要根据具体的加工要求和设备条件，合理选择钻削参数，优化钻削工艺，以提高钻削质量和效率，减少刀具磨损和加工成本。通过实验，采用群钻加工紫铜深孔是最简便，成本最低的一种方式。但也存在群钻磨削困难和孔精度难以保证的问题。随着制造业的不断发展紫铜的深孔钻削工艺方法也更加多样，未来可进一步研究新型刀具结构或辅助排屑装置在紫铜深孔钻削中的应用。

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