鉆孔不不僅僅是鉆孔
如今，?人類最古?老老的制造?方法之?一-打孔-正?面臨著?飛速發(fā)展的挑戰(zhàn)，包括新的和更更硬的材料料，增加的零件復(fù)雜性，越來越?小的零件零件以及對更更短周期時間的需求。現(xiàn)在，這是?一個相當(dāng)常規(guī)的程序，現(xiàn)在需要使?用更更堅固的基材，更更好的涂層（在某些情況下還需要定制涂層）以及改進的?幾何形狀和專?門設(shè)計的
?工具。
在關(guān)鍵應(yīng)?用中對更更堅固，更更輕的組件的需求促使?人們使?用?非傳統(tǒng)材料料。其中包括新型特種鋼，新型合
?金金，陶瓷，復(fù)合材料料和玻璃。它們難以加?工和滲透，經(jīng)常?用于要求極嚴格的公差和良好表?面光潔度的零件中。?人類最古?老老的制造?方法之?一（打孔）現(xiàn)在?面臨著快速發(fā)展的挑戰(zhàn)，包括新材料料和更更硬的材料料，零件復(fù)雜性的增加，更更?小的零件，以及更更短的循環(huán)時間。現(xiàn)在，這是?一個相當(dāng)常規(guī)的程序，現(xiàn)在需要使?用 更更堅固的基材，更更好的涂層（在某些情況下還需要定制涂層）以及改進的?幾何形狀和專?門設(shè)計的?工具。
?山?高520系列列可轉(zhuǎn)位?刀?片鉆。
?田納?西州富蘭克林林的Horn USA Inc.的培訓(xùn)和技術(shù)專家Edwin Tonne定義了了?用鈦和奧?氏體不不銹鋼等材料料在鉆頭上打孔的?一些問題。他說：“問題從?一開始就開始，因為需要更更多的努?力力才能進?入材料料，從?而導(dǎo)致 推?力力更更?高。” “此外，這些材料料經(jīng)常會夾在鉆頭上，并且切割不不?干凈，磨損鉆頭的速度?比平常快。問題來
?自于材料料的韌性，?而不不僅僅是硬度。其他?一些材料料，例例如塑料料，則更更堅硬，并帶來?一系列列問題。”
鉆?比?金金屬
美國得克薩斯州阿靈頓市Iscar metals Inc.的國家產(chǎn)品專家克雷雷格•尤因（Craig Ewing）討論了了復(fù)合材料料和陶瓷固有的困難。“?非傳統(tǒng)材料料的主要挑戰(zhàn)是需要兼顧更更?高性能和更更?長?刀具壽命。通常，這是硬質(zhì)合
?金金等級和刃?口加?工的函數(shù)。陶瓷和復(fù)合材料料?面臨兩個挑戰(zhàn)。它們極具磨蝕性，對?刀具壽命產(chǎn)?生不不利利影 響。如果沒有正確的?幾何形狀，復(fù)合材料料也容易易分層或磨損。”
例例如，Iscar有?十種標準?幾何形狀，但經(jīng)常被要求創(chuàng)建專?門的設(shè)計。Ewing表示：“其他解決?方案使?用?金金 剛?石尖端的?刀?片或類?金金剛?石涂層，它們可以提?高?刀具壽命，并且可以經(jīng)濟?高效地替代涂層碳化物。”
切割硬質(zhì)材料料時，熱量量是?大敵。根據(jù)密歇根州特洛洛伊市Seco Tools LLC孔加?工產(chǎn)品經(jīng)理理Manfred Lenz所說，它不不僅會影響精度，?而且會?大?大縮短?刀具壽命。“對于諸如?高溫合?金金之類的?金金屬，堆積邊緣是個問 題，”他說。 。“因此，能夠承受更更?高溫度并減少或消除堆積的切削刃的鋒利利邊緣和涂層?至關(guān)重要。復(fù)合材料料的主要問題是可能會磨損切削刃并因此產(chǎn)?生撕裂的磨損。這?里里的解決?方案是使?用特殊配制的涂層或PCD尖鉆頭來保持邊緣鋒利利。”
伊利利諾伊州紹姆堡的三菱綜合材料料美國公司的應(yīng)?用專家醫(yī)學(xué)博?士David Maunu指出，較硬的?非傳統(tǒng)材料料帶來了了經(jīng)濟?方?面的考慮。他說：“鑒于世界市場上存在的競爭，?工具制造商?面臨的?一?大挑戰(zhàn)是需要開發(fā)
?一種能夠在多種材料料中運?行行且具有可重復(fù)性和可靠性的標準?工具。” “盡管制造商在任何情況下都需要專
?門的?工具，但經(jīng)濟因素決定了了需要?一種在多種材料料中都能良好運?行行，提供令?人滿意的結(jié)果并達到合理理使
?用壽命的產(chǎn)品。”
他指出，性能標準必須包括正確的?幾何形狀，以進?行行適當(dāng)?shù)那行伎刂啤?ldquo;復(fù)合材料料所需的專?用鉆頭需要特殊配制的基材和多種涂層，因此價格更更?高。通過在可能的情況下結(jié)合標準鉆頭和在必要時的專?門單元，制造商和客戶可以平均成本以實現(xiàn)更更好的經(jīng)濟表現(xiàn)。
Supermini HP多功能?工具結(jié)合了了鉆孔，鏜孔，端?面加?工和為?小型零件制造的?一種解決?方案。
在整個制造過程中，對?小直徑孔的需求激增，范圍從瑞?士式機器?上制造的最?小零件到?飛機發(fā)動機及其他 地?方的?一些最?大零件。除了了避免鉆頭折斷外，公差和精加?工也已成為重點。他指出，解決該問題的?方法遠遠超出了了?工具范圍，還需要對各種因素進?行行優(yōu)化組合。性能標準必須包括正確的?幾何形狀，以進?行行適 當(dāng)?shù)那行伎刂啤?ldquo;復(fù)合材料料所需的專?用鉆頭需要特殊配制的基材和多種涂層，因此價格更更?高。通過在可 能的情況下結(jié)合標準鉆頭和在必要時的專?門單元，制造商和客戶可以平均成本以實現(xiàn)更更好的經(jīng)濟表現(xiàn)。
倫茨注意到了了這些問題。他說：“在2毫?米以下，您需要更更?高的轉(zhuǎn)速-通常在10,000到20,000之間，具體 取決于材料料。” “不不僅僅是主軸轉(zhuǎn)速，機床還必須穩(wěn)定，并且?刀具和?工件都需要嚴格的?工件夾持，以確保沒有跳動或不不穩(wěn)定。顯然，?幾何形狀必須正確，正確的涂層很重要。但是，我認為主要的收獲是，如果 您要進?行行此類?工作，則需要在機器?上使?用正確的選項來增加成功的機會。”
Tonne列列舉了了?幾種在較?小直徑下結(jié)合速度和精度的?方法。他指出，Horn提供了了Fahrion提供的精密夾頭系統(tǒng)，同?心精度低?至2 µm。當(dāng)與冷卻液和射流夾頭結(jié)合使?用時，即使在難加?工的材料料中也可以實現(xiàn)更更
?高的切割速度。
Tonne說：“我們還有DD系列列?高性能鉆頭，可鉆削困難的材料料。” “我們通過更更?高的精度跳動和精細拋光的凹槽來實現(xiàn)這?一?目標。我們新的Supermini HP?工具可以鉆孔，鉆孔，端?面加?工和旋轉(zhuǎn)。這種?方法使最終?用戶可以粗加?工?小孔，然后精加?工孔。這樣可以節(jié)省換?刀時間，減少?工位，同時提供最佳的精 度。”
簡?而?言之，鉆削的性能不不是來?自系統(tǒng)的任何?一個?方?面，?而是來?自每個重要的部分-從主軸到?刀尖。 可轉(zhuǎn)位和插?入預(yù)付款
可轉(zhuǎn)位?工具的經(jīng)濟性，靈活性和便便利利性在?小孔鉆削中也變得?至關(guān)重要。Ewing引?用了了伊斯卡（Iscar）的
SUMOCHAM，這是可換頭的鉆頭產(chǎn)品線，現(xiàn)在直徑可減?小到4.0毫?米。“我們已經(jīng)開發(fā)出三種不不同的標準?幾何形狀，其中?一種?用于切割異種材料料。袋狀設(shè)計將切削?力力轉(zhuǎn)換為夾緊?力力，?而不不會產(chǎn)?生潛在的塑性變 形。隨著鉆頭變得更更?長，?自定?心的?幾何形狀以及對孔進?入的較低切削?力力，提?高了了有關(guān)孔位置和質(zhì)量量的鉆 頭性能。”
三菱公司的Maunu談到了了?小直徑的速度和精度時，基礎(chǔ)知識的重要性。他說：“我們?一直在設(shè)計能夠處理理當(dāng)今?非傳統(tǒng)材料料的新基材，涂層和?幾何形狀。” “取決于直徑，選擇?刀具所固有的復(fù)雜性會隨著客戶使
?用的機器?以及我們可以提供的功能?而改變。?目前，0.019毫?米（0.48毫?米）是能夠輸送冷卻液的最?小直 徑，這對于排屑和熱控制都同樣重要，?而排屑控制是?小孔鉆削中最?大的問題之?一。”
根據(jù)制造商的說法，Iscar的SUMOCHAM具有改進的?刀頭和凹?口設(shè)計，可提供?一致的?刀具壽命和可重復(fù) 的?刀具?長度以及經(jīng)濟的分度。?無需預(yù)設(shè)或?工具觸發(fā)。
制造商發(fā)現(xiàn)，消除后處理理程序（包括去?毛刺刺）具有多種優(yōu)勢，包括節(jié)省時間和?工具，消除了了?手?工?工作并 提?高了了產(chǎn)品質(zhì)量量。孔加?工是其中許多創(chuàng)新的原因，從基于價值的?工程技術(shù)（例例如產(chǎn)?生多個直徑的組合鉆 頭到能夠產(chǎn)?生改善的光潔度的特殊涂層）。
最基本和最常?見的需求是“清潔切割”，該切割可消除?毛刺刺并提?高精度。美國霍恩公司的Tonne提到了了編程的重要性。“在鉆頭離開孔時，避免撕裂的最常?用技術(shù)是減少進給。同樣，在較難加?工的材料料中，減少進料料會減少孔頂部的?毛刺刺。我們還在DD系列列中提供了了特殊的鉆頭，可以對該?工具進?行行內(nèi)置的附加倒
?角，導(dǎo)向和去?毛刺刺加?工。”
Seco Tools的Lenz指出了了倒?角尺?寸的重要性。他說：“通過增加倒?角尺?寸，我們已經(jīng)能夠減少?毛刺刺的產(chǎn)
?生。” “尤其是對于某些更更新，更更具磨蝕性的材料料，這是正確的。倒?角越?大，切削操作越好，也越?干凈。在某些應(yīng)?用中，我們實際上已將半徑增加到近似球形。當(dāng)然，很?大程度上取決于?工具本身及其組成和涂層。例例如，?金金剛?石涂層在復(fù)合材料料上效果最佳。”
伊斯卡的《尤因》也強調(diào)了了倒?角。他說：“我們采?用多種不不同的倒?角技術(shù)，包括將鉆體安裝在倒?角環(huán) 中，以便便在?一次操作中進?行行鉆孔和倒?角。” “我們還設(shè)計了了特殊的?工具，可通過圓形插補在?一側(cè)進?行行鉆孔和倒?角，在背?面進?行行倒?角。汽?車?行行業(yè)特別節(jié)省了了時間和?工具，這尤其受到汽?車業(yè)的?青睞。”
當(dāng)?目標是改善表?面光潔度時，必須結(jié)合許多?工藝要素。根據(jù)Maunu所說，“隨著對改進表?面處理理的需求 不不斷增?長，?工具制造商和制造商都必須考慮各種變量量，包括?工具基板，涂層，?幾何形狀以及速度和進給量量。雖然通常認為涂層是該?工藝的主要貢獻者，但必須適當(dāng)處理理所有輸?入以獲得最佳設(shè)置。在進?行行?二次 加?工時，?一些制造商正在尋找?方法來避開多軸設(shè)備和具有選定?刀具?幾何形狀的?刀具。”
先進的材料料，先進的?工具
制造?方?面的進步（包括材料料，機器?，設(shè)計能?力力和零件配置）促使?工具制造商制定了了相應(yīng)的策略略。在某些情況下，這些是單個公司的?工作，但更更經(jīng)常的是，它們是與外包涂料料，組件和配件的合作。
Maunu引?用了了基本的?工具組成和設(shè)計。他說：“隨著切削?刀具在性能技術(shù)?方?面趕上了了機床，出現(xiàn)了了?幾種新的策略略。” “越來越多地需要使?用稀?土碳基材，根據(jù)操作的不不同，處理理不不同形式的冷卻劑的能?力力也越來越?高。例例如，我們的?一款新型鉆頭具有三?角孔，可實現(xiàn)更更好的切屑控制。在整個開發(fā)階段，我們意識到 需要適當(dāng)?shù)睦鋮s液流量量。現(xiàn)實是，成功的?工具制造商現(xiàn)在必須更更新和擴展其標準產(chǎn)品線，以實現(xiàn)經(jīng)濟競爭。”
三菱綜合材料料最近的鉆頭設(shè)計具有可改善切屑控制的三?角孔。
Ewing同樣強調(diào)了了對鉆頭主體和涂層新材料料的持續(xù)研究需求。他說：“碳化物基體”?一詞已不不再?足夠。“由 于納?米技術(shù)和其他發(fā)展，基板選擇庫?大?大增加了了。?至于涂層，我們越來越多地看到必須根據(jù)類型和數(shù)量量對多層涂層進?行行排序以達到最佳性能。” Maunu引?用了了基本的?刀具組成和設(shè)計。他說：“隨著切削?刀具在性能技術(shù)?方?面趕上了了機床，出現(xiàn)了了?幾種新的策略略。” “越來越多地需要使?用稀?土碳基材，根據(jù)操作的不不同，處理理不不同形式的冷卻劑的能?力力也越來越?高。例例如，我們的?一款新型鉆頭具有三?角孔，可實現(xiàn)更更好的切屑控制。在整個開發(fā)階段，我們意識到需要適當(dāng)?shù)睦鋮s液流量量。現(xiàn)實是，成功的?工具制造商現(xiàn)在必須 更更新和擴展其標準產(chǎn)品線，以實現(xiàn)經(jīng)濟競爭。”
Lenz指出了了開發(fā)“?目標”涂層所需的努?力力和有效性。他說：“?山?高?刀具每年年都在加?大研發(fā)?力力度，尤其是在 解決特定問題?方?面。” “例例如，我們擁有?一種新涂層，?幾乎消除了了積屑瘤，我們將在MS（銑削）和DS（鉆削）牌號上使?用它。性能?非常出?色，由于涂層和?幾何形狀（包括?非常鋒利利的邊緣和前傾?角）， 我們能夠?qū)⒖讛?shù)從500增加到4,000。這需要?大量量的研究，不不僅是在配?方?方?面，?而且還包括應(yīng)?用?方式。”
除了了?工具組件（包括基材和涂層）外，機電設(shè)備和?車載機械功能對于改善孔加?工也越來越重要。Tonne 評論說：“在某些應(yīng)?用中，我們建議使?用?力力傳感器?。雖然我們不不制造它們，但它們可從奇?石樂購買，并 且性能良好。同樣，更更多的機器?具有?車載監(jiān)控器?來感應(yīng)鉆頭阻?力力。最初稱為“?自適應(yīng)控制”的功能變得更更 加敏?感，Makino開發(fā)了了可實際監(jiān)視性能的功能。在幫助我們的客戶選擇合適的鉆頭或其他孔加?工?工具 時，我們必須了了解他們所追求的應(yīng)?用?方?面的設(shè)備功能。”
在過去的?十年年中，制孔技術(shù)的進步很?大程度上歸因于源?自其他制造領(lǐng)域的?方法，材料料和技術(shù)。展望未 來，?工具制造商正在將他們的經(jīng)驗與新產(chǎn)品和參數(shù)結(jié)合在?一起，以“領(lǐng)先?一步”。
?毛努說：“過去?十年年來發(fā)?生了了巨?大的變化。” “能夠?qū)⒗鋮s劑輸送到切削刃的?小型鉆頭的開發(fā)以及新的涂層和?幾何形狀使客戶能夠成功地在難以加?工的材料料上完成多個孔的加?工。隨著我們步?入未來，鉆頭?無疑
將變得更更加精確，并且改進的涂層將發(fā)揮越來越?大的作?用。”
?毛努說，深度/直徑?比將繼續(xù)增加，并且將更更加強調(diào)消除?工藝。他說：“例例如，以前，我們的?一位客戶不不 得不不送出零件進?行行打孔，并在此過程中損失了了多達?八周的時間。” “我們?yōu)樗_發(fā)了了?一種?工具，使他能夠在內(nèi)部完成流程，從?而節(jié)省了了所有時間，并使他能夠承擔(dān)其他?工作。較新的?工具更更昂貴嗎？是的，但是 就增加產(chǎn)量量和節(jié)省時間?而?言，價格是合理理的。”
Lenz預(yù)計，?幾乎在所有制孔領(lǐng)域都將取得進步。他說：“?工具制造商將致?力力于開發(fā)更更有效的標準鉆，這 些鉆在各種材料料和應(yīng)?用中都能表現(xiàn)良好。” “這將有必要將重點放在排屑，涂層和更更?大的排屑槽上。同時，將?無法避免那些需要個?人關(guān)注的特殊應(yīng)?用，包括針對特殊材料料配置的優(yōu)化?幾何形狀，例例如通過納?米 技術(shù)獲得的定制合?金金。”
?金金屬和復(fù)合材料料中增材制造的快速增?長，以及?工藝的不不斷完善，將對制孔操作產(chǎn)?生重?大影響。Tonne認 為，這很可能導(dǎo)致?子集不不同于傳統(tǒng)的鉆井作業(yè)。他說：“制孔將更更多地是?一種精加?工操作，因為孔已經(jīng) 存在于印刷件中。” “與鏜孔和珩磨類似的技術(shù)很可能會?用于在?小公差操作中細化孔徑并提供微?米范圍的精加?工。為了了獲得理理想的結(jié)果，需要結(jié)合主軸技術(shù)，夾具和?工具。”
Ewing?用兩個毫不不妥協(xié)的指令總結(jié)了了制孔的未來：“變?小，變快”。
從歷史上看，最古?老老，最常?見的加?工?工藝之?一已發(fā)展成為越來越多的復(fù)雜設(shè)計，材料料和參數(shù)。為了了滿?足
?日益復(fù)雜的市場不不斷增?長的需求，對于?工具制造商和制造商?而?言，都可能過于選擇細節(jié)。 很?高興記住?一句句古?老老但仍然真實的格?言：“客戶不不愿操練。他想要洞洞。”
?用新的設(shè)計，基材，涂料料應(yīng)對制線挑戰(zhàn)
就像制孔已經(jīng)取得了了許多進步?一樣，螺紋加?工也緊隨其后。30多年年來，威斯康星州Richfield的Carmex Precision Tools LLC專?門從事螺紋銑削?刀具的開發(fā)。各種各樣的螺紋類型和尺?寸意味著必須開發(fā)輔助設(shè)備，包括?用于鉆孔和螺紋銑削的專?用?刀柄和復(fù)合?刀具。
當(dāng)然，新型?高溫材料料?無論是銑削還是攻絲都會給螺紋加?工帶來挑戰(zhàn)，” Carmex美國國家銷售經(jīng)理理Jim White說。他補充說，與新型硬質(zhì)合?金金基底和涂層?一樣重要，設(shè)計也起著?至關(guān)重要的作?用。“我們許多?工具的螺旋輪廓不不僅可以實現(xiàn)更更精確的螺紋輪廓，?而且還可以提供更更好的光潔度。我們還開發(fā)了了?一些改進產(chǎn)品，例例如DMT中?心切削?立銑?刀，該銑?刀始于不不平坦的表?面，使?用常規(guī)?工具可能會形成橢圓孔。”
Carmex鉆，銑和螺紋組合?工具。
與打孔?一樣，較?小直徑的孔也會帶來螺紋問題。從歷史上看，攻絲是?首選的解決?方案。不不幸的是，當(dāng)涉 及到?高附加值的零件時，絲錐損壞可能會?立即報廢。懷特說：“即使在今天，?高溫材料料也會破壞絲錐，
?而現(xiàn)在銑削是?首選的?方法。” “除了了破損，?水?龍頭還會很快磨損，并且需要頻繁的更更換時間。得益于我們新的基材和納?米涂層的使?用，我們的?工具更更堅固，更更耐熱。此外，通過螺紋銑?刀使?用冷卻液可延?長?刀具壽命。在?一些較?小的?工具上，我們結(jié)合了了三個排屑槽，以改善排屑效果。在任何?小孔螺紋中，變形都是 最?大的問題，但我們令?人滿意地將螺紋切?至00-96 UNS。”“當(dāng)然，新的?高溫材料料?無論是銑削還是攻絲都給螺紋加?工帶來了了挑戰(zhàn)，” Carmex美國國家銷售經(jīng)理理Jim White說。他補充說，與新型硬質(zhì)合?金金基底和涂層?一樣重要，設(shè)計也起著?至關(guān)重要的作?用。“我們許多?工具的螺旋輪廓不不僅可以實現(xiàn)更更精確的螺紋輪廓，?而且還可以提供更更好的光潔度。我們還開發(fā)了了?一些改進產(chǎn)品，例例如DMT中?心切削?立銑?刀，該銑?刀始于不不平坦的表?面，使?用常規(guī)?工具可能會形成橢圓孔。” “我們許多?工具的螺旋輪廓不不僅可以實現(xiàn)更更精確的螺紋輪廓，?而且還可以提供更更好的光潔度。我們還開發(fā)了了?一些改進產(chǎn)品，例例如DMT中?心切削?立銑
?刀，該銑?刀始于不不平坦的表?面，使?用常規(guī)?工具可能會形成橢圓孔。” “我們許多?工具的螺旋輪廓不不僅可以實現(xiàn)更更精確的螺紋輪廓，?而且還可以提供更更好的光潔度。我們還開發(fā)了了?一些改進產(chǎn)品，例例如DMT中?心
