長(cháng)期以來(lái)，單刃深孔鉆(槍鉆)由于剛性較低和刃磨缺陷，使其加工效率受到限制。創(chuàng )新的高效單刃深孔鉆可使加工效率明顯提高。


當孔的深度為孔徑的20倍以上時(shí)，必須采用深孔鉆削方法進(jìn)行加工。多年來(lái)，單刃深孔鉆(槍鉆)是加工孔徑小于40mm深孔的常用刀具。通過(guò)試驗可以看到，單刃深孔鉆的優(yōu)點(diǎn)是鉆孔質(zhì)量較高，缺點(diǎn)是能夠達到的進(jìn)給速度較小。在加工調質(zhì)鋼時(shí)，如果提高進(jìn)給量，則刀具磨損增大，并產(chǎn)生不良的切屑形狀。因此，加工效率低、刀具壽命短是普通單刃深孔鉆的劣勢。
 
　　輕微的刃口倒圓和整體涂層可延長(cháng)刀具壽命，且不影響加工精度。
 
　　在保留單刃深孔鉆鉆孔質(zhì)量高的前提下，通過(guò)對刀具進(jìn)行優(yōu)化，提高其加工效率，而又不降低刀具壽命。例如，對于不銹鋼的加工，不僅要特別重視刀具的設計，而且還要對不同涂層材料和涂層結構的使用性能進(jìn)行研究，大量實(shí)踐證實(shí)與普通的部分涂層相比，整體涂層的刀具磨損更小。在大多數情況下，與使用鋒利刃口的單刃深孔鉆相比，對刃口進(jìn)行輕微倒圓能提高刀具壽命。
 
　　試驗使用普通的未涂層整體硬質(zhì)合金單刃深孔鉆加工低硫調質(zhì)鋼作為比較基準，來(lái)評價(jià)單刃深孔鉆的性能。通過(guò)切削試驗，普通的整體硬質(zhì)合金單刃深孔鉆的刀具磨損狀況和切屑形狀表明，在進(jìn)給量f=0.02mm的條件下，鉆削長(cháng)度達到30m時(shí)刀具出現輕微磨損，由于刀具承受的切削熱和切削力負荷小，因此僅有輕微的月牙洼磨損和后刀面磨損，所產(chǎn)生的切屑是斜螺旋卷切屑，容易從孔中排出。通過(guò)提高進(jìn)給量，在鉆削長(cháng)度達到lf=9m后，刀具外圓處的刀尖已顯示出較劇烈的磨損，使試驗不得不因此中斷。此外，提高進(jìn)給量對切屑形狀也有影響。在斜螺旋卷切屑上還有一段帶狀切屑，而扁平的帶狀切屑段會(huì )夾在刀具與工件之間，引起刀具破損。
 
　　從工業(yè)上的實(shí)際使用效果來(lái)看，普通的單刃深孔鉆可以可靠地應用于深孔加工。但要提高加工效率，則要受到一定條件的限制，尤其是如果提高進(jìn)給量，則刀具會(huì )過(guò)快磨損。當單刃深孔鉆的進(jìn)給量變化時(shí)，可以看出，測量值隨著(zhù)進(jìn)給量的提高而增大，幾乎是呈線(xiàn)性關(guān)系。當進(jìn)給量f=0.34mm時(shí)，進(jìn)給力Ff=950N，扭矩Mb=4.3Nm；在f=0.36mm時(shí)，刀具由于扭轉載荷過(guò)大而發(fā)生破損。
 
　　除了切削力載荷，切屑形狀對于深孔鉆削過(guò)程具有重要意義。使用單刃深孔鉆，在進(jìn)給量f=0.04mm時(shí)，形成了合適長(cháng)度的斜螺旋切屑，沒(méi)有出現不利的帶狀切屑段。當進(jìn)給量提高到f=0.1mm時(shí)，出現了單個(gè)切屑卷，這同樣是適合從孔內順暢排出的切屑類(lèi)型和形狀。將進(jìn)給量進(jìn)一步提高到f=0.2mm時(shí)，顯然產(chǎn)生了大量熱載荷，切屑顏色出現了明顯變化，形狀也變得不規則。當把進(jìn)給量進(jìn)一步提高到f=0.3mm時(shí)，這種現象變得更為突出，切屑不僅卷曲得特別緊密，而且出現了扁平切屑，可以看出，這種切屑很厚。機械載荷的大小可用于判斷刀具磨損狀況，隨著(zhù)磨損值的增大，進(jìn)給力和扭矩的測量值也隨之增大。
 
　　按預定刀具壽命，進(jìn)給量可提高10倍。測量結果顯示，在30m的鉆削長(cháng)度內，因為普通的單刃深孔鉆在進(jìn)給量f=0.02mm時(shí)，也可達到30m的鉆削長(cháng)度，提高進(jìn)給量，則會(huì )導致普通單刃深孔鉆磨損加快，單刃深孔鉆在此采用了高出10倍的進(jìn)給量，即f=0.2mm，仍然達到了預定的壽命指標。掃描電鏡分析證明，刀具仍然處于正常磨損狀態(tài)，仍可繼續使用。
 
　　除了刀具磨損外，孔的質(zhì)量也是描述深孔鉆削性能的重要指標。對于孔的偏心誤差，測量值顯示了刀具結構和進(jìn)給量的影響。對于不同的單刃深孔鉆，其測量值處于可比較的水平。由此說(shuō)明，刀具刃磨的改進(jìn)對孔的偏心誤差沒(méi)有產(chǎn)生不利影響。此外，對單刃深孔鉆來(lái)說(shuō)，提高進(jìn)給量還是增大了孔的偏心誤差。隨著(zhù)進(jìn)給量的提高，進(jìn)給力和扭矩值增大，從而導致徑向分力增大，使刀具產(chǎn)生偏移，增大了孔的偏心誤差。
 
　　通過(guò)對刀具結構和加工工藝的改進(jìn)，孔的偏心誤差能達到很不錯的水平?？傊?，在刀具的結構設計、涂層和切削刃口倒圓方面的改進(jìn)證明是卓有成效的，因此能夠實(shí)現單刃深孔鉆的高效加工。