微小深孔數控高速鑽（zuàn）削加工工藝
2019-1-24 來源： 西安電子（zǐ）工程研究所 作者：徐向陽 楊芳紅 李鐵民
【摘要（yào）】通過選用合適刀具、設備，摸索（suǒ）出最（zuì）優機械鑽（zuàn）孔工藝參數，提出了微小深孔數控高速鑽削加工（gōng）的新技術，解決了 φ0. 3 深 15mm 的微小深孔加工難題。
關鍵詞: 微小深（shēn）孔 鑽削加工
0 、概述
孔加工分為淺孔加工和深孔加工兩類 . 一般規定孔深與孔徑之比大於 5 的孔（kǒng）稱為深孔。微小深孔通（tōng）常指直徑小於 2mm 的深。某毫米波器（qì）件（jiàn）材料為 H62 銅合金，需要加（jiā）工直徑（jìng）φ0. 3mm 深 15mm 的（de） 微 小 深（shēn） 孔，要 求（qiú） 孔 偏 差 小 於0. 1mm，采用普（pǔ）通機械鑽孔、激光打孔、電火花小孔機打孔等方法都沒成功，成為了該類零件製造的加工瓶頸。
1 、國內外現狀
加工微小孔的工藝方法有很多，如激光束、電（diàn）子（zǐ）束、離子束和電火花加工等，以及（jí）在國內外應（yīng）用（yòng）最廣泛、實用性最強的麻花鑽機械鑽孔。但是對（duì）於φ0. 3mm 深 15mm 的微小深孔，這些方法（fǎ）都難以實現。對銅質母材來講，由於其高的反射特性，采用激光等（děng）高（gāo）能束方法效果不好，需要較高功率，在加工表麵常（cháng）會有一層再鑄層或熱影響產物，孔越深難（nán）度（dù）越大，孔尺寸（cùn）誤（wù）差越大。
電火花小孔（kǒng）機加工（gōng）所用電極為銅電極，加工銅質（zhì）材料電極損耗大，不能完成深孔加工。機（jī）械鑽孔加工微小孔（kǒng）也存在局限性，使用鑽床或數控機床加工 φ0. 5 左右孔深度不超過 3mm ～ 4mm，孔過深將會出現孔加工偏或鑽頭斷裂的情況，導致零件報（bào）廢。
各種加工方（fāng）法加工範（fàn）圍見（jiàn）表 1 所（suǒ）示:2 工藝（yì）技（jì）術攻關選用材（cái）料為（wéi） H62 銅合金的母（mǔ）材作為研（yán）究對象，銅塊厚度 15mm，要求加工 φ0. 3mm 的通孔。根據零件材質和結構因素，確定采用機械鑽（zuàn）孔方案，設備選用 TC － S2Z 高速鑽攻中心。
主要從刀具選擇、刀（dāo）柄和夾具優化、工藝（yì）參數設計等幾方麵開展工藝研究，實現深小孔的加工。
2. 1 刀具選擇
對微（wēi）小深孔（kǒng）的加工，普通材（cái）質鑽頭易斷且有（yǒu）效刃長（zhǎng）不夠，為此特別定製了帶塗（tú）層的硬質合金（jīn）高強度通徑鑽頭，直徑 φ0. 4mm，刃長 20mm，全長 45mm，如圖 1 所示（shì）。
2. 2 刀柄、夾（jiá）套
采（cǎi）用普通鑽夾頭進行深孔加工，由於夾持精（jīng）度不夠，鑽頭擺動較大，鑽頭常常發（fā）生斷裂。為保證夾（jiá）持精度，采用了進口小型鑽頭專用刀柄和鑽夾頭，鑽頭穩定性大大（dà）提高（gāo），如圖（tú） 2 所（suǒ）示。
2. 3 工藝參數
對微小孔加工進行（háng）切削試驗，在 3000r/min，6000r / min，9000r / min 的不同主軸轉速下考察進給（gěi）速度對鑽削軸向力和扭矩的影響。進給速度（dù）為20 ～100mm / min。隨著進給（gěi）速度增加，軸向力和扭矩逐漸減小; 進給速度為 36mm/min 時，軸向力和扭矩（jǔ）最小; 之（zhī）後，隨著進（jìn）給速（sù）度增加，軸（zhóu）向力和扭矩又開始逐漸 增 大。在 主 軸 轉 速 9000r/min，進 給 速 度 為36mm / min 條件下鑽孔，軸向力和扭矩最小。深小孔加工時鑽屑難（nán）以排除，進（jìn）刀到一定深度後極易造成刀具斷裂，必須及時抬刀，將鑽屑（xiè）排（pái）除後再進行鑽削。對每次進刀深度在 0. 2mm、0. 1mm、0. 05mm、0. 02mm 進行試驗，結果表明進刀深度為 0. 05mm 時鑽頭不易斷裂且加工效率最優。
通過對機械鑽（zuàn）孔（kǒng）工（gōng）藝參數試驗（yàn）研究，選用合適刀具、設（shè）備，實現了（le） φ0. 3mm 的微小深孔高速鑽（zuàn）削加工，徑深比達到 1∶ 50，該技術在行業內處於領先水平。圖 3 所示為 TC － S2Z 高速鑽攻中心鑽削深小孔加工情況。
3 、結論
微小深（shēn）孔數控高速鑽削加工技術使用高速鑽攻中心（xīn）機床，選用硬質合金加長（zhǎng）鑽頭，采用合理的主軸轉速、進給速 度和加工 路徑，實現了 φ0. 3mm 深15mm 的微小深孔鑽削加工，解決了徑（jìng）深比較大的（de）有色金屬零件小孔加工難題。
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