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枪钻的结构

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枪钻是 20 世纪 30 年代初最早用于枪管制造的具有单切削刃、自动排屑、冷却润滑和自导向功能的深孔加工刀具。由于其良好的自导向功能和良好的加工精度,枪钻技术被广泛用于航空航天( 机舱门轴) 、汽车制造( 燃油注射器) 和生物医疗( 骨钉和骨螺钉) 等行业。

枪钻由钻头、刀杆和刀柄三个部分构成。枪刃头部结构复杂,主要由内刃、外刃和导向条等部分构成。由于枪钻钻头的特殊结构,使得枪钻具有优良的自导向功能和加工表面质量。钻尖部分的几何特征决定了枪钻的切削加工及冷却润滑性能。研究表明,即使非常小的钻尖改动也可能对钻头的切削性能造成重大影响[1],而最优的钻头几何角度由被加工材料决定[2]。典型的双导向条枪钻钻头的主要几何参数如图 1 所示。枪钻钻杆用于传递扭矩和切削液。钻杆上开有 V 型槽,用于排出切屑。钻杆内部为中空结构,用于向钻头输送高压切削液。由于钻杆长径比大而导致其刚性较差,在切削加工中容易产生弯曲和振动,因此在钻削加工过程中钻杆上
博狗 应该增加 2 - 4 个中间支撑以减小钻杆的弯曲和振动。枪钻钻杆一般选用低碳钢或低合金钢材料,并经过热处理使其具有较好的强度和韧性[3]。钻柄用于枪钻与机床的连接,具有刀具定位、传递扭矩和高压切削液的作用。

枪钻具有加工范围广、表面质量好和加工效率高等特点,可用于加工 0. 5 - 40mm 孔径的深孔,深径比可达 200[4],硬质合金枪钻的加工表面精度可达到 H8 级[5]。但是在加工钛合金和沉淀硬化不锈钢等难加工材料时,由于材料的强度大、硬度高、导热性差和弹塑性等特点,存在加工表面质量差、刀具寿命降低等问题。相关研究结果表明,通过刀具几何参数优化、刀具涂层和工艺参数优化可以显著提高枪钻钻孔质量、钻孔精度和刀具寿命。
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