2021年孔加工技术最新发展方向

零件加工方面，孔加工所占比例仍然较高，关于高效率、高精度孔加工的技术开发意图也一直受到我们的关注。近年来，由于孔加工技术和产品的快速开启，使得涂层硬质合金钻头、铰刀等孔加工刀具运量大幅波动增加。涂覆硬质合金钻头的切削刀口形状已进行了优化，以达到其加工功能。如对钻头的顶角、横刃的修磨、直柄的选择(与立铣刀同一一贯径)等都有很好的考虑。选择铰刀对孔进行精加工，选择螺纹立铣刀对螺纹孔进行精加工，同样朝着推进加工速度和精度的方向展开，使刀具产品和加工方法多样化。

这篇文章介绍了孔加工技术的最新开发意图。在过去的高速、高精度钻削加工中，钻孔加工首先选择了高速钢钻头，钻削加工技术也一直没有太大的改变。然而，随着涂层硬质合金钻头的不断增加使用，出现了钻削加工速度快、精度高的趋势，并结合环保要求，引进了干切，半干切等工艺。新开的孔加工首先表现在：

1/涂覆硬质合金钻头可在60m/min范围内进行切削加工，一孔高速钻完，平均只需几秒钟；

2/研制了用于钻削高硬度钢的钻头，使钻削加工出约60HRC高硬度钢成为实用技术；

3/干、半干钻削加工深孔直径约为钻头直径20倍的深孔已有加工利用；

4/钻头外侧切削刃的R型布置可以有效地防止钻孔出口和入口处产生毛刺，并能改善孔内壁表面粗糙度。

在切削刃的形状上增加了一个平面的第三个后刀面，使得切削刃部分比较薄，减少了钻孔时的轴向力。虽然降低切削刃部切削力的目标是相同的，但是不同的出产厂家的钻头切削刃形各有特点，呈现出多样化的趋势。而对于类似模具零件这种钻削加工较少的情况，所寻求的是一种合理的钻削加工方法，除了选择钻头等钻削专用刀具外，还选择了立铣刀，采用螺旋走刀或环形走刀的方法，从而减少了加工不同标准孔所需的刀具数量。在电子(包括数字家电、数码相机等相关领域)、医学等领域，对许多将在国际计划中开启的产品进行纤细孔切削加工的技能，要求在其微型结构上进行纤细孔加工时，必须达到高精度和高效率。近年来，出现了可对细小孔进行高速、高精加工的小型高速加工中心，使钻头的微型化趋势不断加强。而细小孔的加工技巧已经涉及到切削、放电、激光、电子束、冲压等领域，因此选择合适的加工方法是必要的。其中，能很好地适应产品数量、孔加工方式、加工精度等变化的加工方法仍是切削加工方法，目前其应用也最广。在进行细孔钻削时，所能达到的最小孔径是根据钻头直径来确定的。根据一些公司的报告，微型钻头的直径现在可以达10~20μm。在钻削细长径孔时，钻头材料不同，其切削参数也不同。

由于基体材料的弹性模量(杨氏模量)较高，且钻头在高速旋转时，由于离心力的作用，钻头刀刃前端的振动较小，因此可以选择该刀具材料在标准切削速度下的高转数进行钻削。烧成金刚石钻头可按最大切削条件钻进，具有优良的抗粘结性能，可完成高精度长寿命钻孔加工。一个产品上钻削数百甚至数千个细小孔的情况可能很多，此时需要考虑产生孔径扩展、弯曲和孔距精度要求等因素。

作适当的反向进给，可保证排屑，有效防止钻削不良。而用于细长孔加工的加工中心，在高速反转时，具有较小的振荡，能够结束高精度平稳定位，且动态特性突出等特点。近几年来，利用微钻加工的工件材料从高硬度钢、不锈钢、铜合金、钛合金到陶瓷，触角很广，设定的最佳切削条件也随之改变。需要使用冷却剂的钻头切割。如在不锈钢钻削时，需要为切削刃提供润滑功能高的切削液；而像陶瓷一类的材料会产生粉状切屑，只有利用水溶性切削液才能有效地清除切屑。因此，应根据不同加工材料选用相应的切削液。为了使纤细直径钻头能以最佳的切削速度钻进，加工中心的主轴应该具有高速旋转功能，每分钟最大主轴转数大约为3~5万转。对微钻刀刃形状及柄部振摆进行控制，对走孔加工精度进行精确控制，对延长刀具使用寿命进行有效控制，因此高精度的钻头刃磨必不可少，即必须有一台能结束1μm进料组织、具有高精度砂轮主轴的高精度东西磨床，以及一套高精度的刀具磨削技术和高精度的检验系统。与三爪钻夹头相比，适用范围更广的钻夹东西系统是具有高刚性和高精度摆动精度的绷簧夹头系统，适用范围更广，适用范围更广。带刺进式弹簧夹头系统具有夹持钻头直径规划宽，夹持刚性好，夹持精度高的优良功用。

近几年来，人们对热装夹紧系统的研究越来越多，其夹紧速度和夹紧精度要求都很高，特别适合用于高转速、高精度的细径钻头夹紧。高速、高精度孔的精加工和螺孔切削中应用最多的孔的精加工刀具仍为铰刀、镗刀等，但也可采用立铣刀按螺旋线或环形走刀的方法进行精铣孔加工。可以选择涂覆硬质合金、CBN等材料，制作具有可调切削刃功能的标准镗刀，实现进刀速度和刀具寿命的最大化。在螺孔的加工方面，由于选择了螺纹立铣刀和螺纹插补加工技术，使得螺纹的高速、高精度加工成为可能。目前，M3左右小径螺纹加工用立铣刀已经面市，更多小径螺纹加工技巧的研讨也在进行中。对于高速钻孔，在同一加工中心进行高速、高精度孔的加工，要求钻头完成高速切削，同时缩短钻头移动的时间，对于几百个以上的孔的加工是无法回避的问题。

上述简要介绍了近几年开孔加工技术的普及，虽然仍采用传统的切削方法，但是已经在刀具、装夹系统、机床、使用技术等加工系统的各个环节得到了实际的发展。为改造制造业，在提高产品附加值方面，孔加工是不可缺少的工艺技术，对产品的质量、成本等都有很大影响。近几年来，伴随着产品的小型化和高效化，对细小形状，细小直径加工技能的需求也在增加。

另外，可以选择使用微径钻头来加工微孔的小型数控加工中心，使用诸如涂层硬质合金和高刚度高速钻头来加工高功用刀具材料，这就意味着我们现在进入了一个真正意义上的微孔加工时代。然而，在技能迅速打开的今天，进一步发展和完善包括加工中心、刀具、装夹系统、加工条件等数据库、CAM系统生成NC程序、东西管理等为最终完成稳定可靠的孔加工而构建的整个加工系统，是生产技术人员面临的重要课题。