钻孔不不仅仅是钻孔
如今，?人类最古?老老的制造?方法之?一-打孔-正?面临着?飞速发展的挑战，包括新的和更更硬的材料料，增加的零件复杂性，越来越?小的零件零件以及对更更短周期时间的需求。现在，这是?一个相当常规的程序，现在需要使?用更更坚固的基材，更更好的涂层（在某些情况下还需要定制涂层）以及改进的?几何形状和专?门设计的
?工具。
在关键应?用中对更更坚固，更更轻的组件的需求促使?人们使?用?非传统材料料。其中包括新型特种钢，新型合
?金金，陶瓷，复合材料料和玻璃。它们难以加?工和渗透，经常?用于要求极严格的公差和良好表?面光洁度的零件中。?人类最古?老老的制造?方法之?一（打孔）现在?面临着快速发展的挑战，包括新材料料和更更硬的材料料，零件复杂性的增加，更更?小的零件，以及更更短的循环时间。现在，这是?一个相当常规的程序，现在需要使?用 更更坚固的基材，更更好的涂层（在某些情况下还需要定制涂层）以及改进的?几何形状和专?门设计的?工具。
?山?高520系列列可转位?刀?片钻。
?田纳?西州富兰克林林的Horn USA Inc.的培训和技术专家Edwin Tonne定义了了?用钛和奥?氏体不不锈钢等材料料在钻头上打孔的?一些问题。他说：“问题从?一开始就开始，因为需要更更多的努?力力才能进?入材料料，从?而导致 推?力力更更?高。” “此外，这些材料料经常会夹在钻头上，并且切割不不?干净，磨损钻头的速度?比平常快。问题来
?自于材料料的韧性，?而不不仅仅是硬度。其他?一些材料料，例例如塑料料，则更更坚硬，并带来?一系列列问题。”
钻?比?金金属
美国得克萨斯州阿灵顿市Iscar metals Inc.的国家产品专家克雷雷格•尤因（Craig Ewing）讨论了了复合材料料和陶瓷固有的困难。“?非传统材料料的主要挑战是需要兼顾更更?高性能和更更?长?刀具寿命。通常，这是硬质合
?金金等级和刃?口加?工的函数。陶瓷和复合材料料?面临两个挑战。它们极具磨蚀性，对?刀具寿命产?生不不利利影 响。如果没有正确的?几何形状，复合材料料也容易易分层或磨损。”
例例如，Iscar有?十种标准?几何形状，但经常被要求创建专?门的设计。Ewing表示：“其他解决?方案使?用?金金 刚?石尖端的?刀?片或类?金金刚?石涂层，它们可以提?高?刀具寿命，并且可以经济?高效地替代涂层碳化物。”
切割硬质材料料时，热量量是?大敌。根据密歇根州特洛洛伊市Seco Tools LLC孔加?工产品经理理Manfred Lenz所说，它不不仅会影响精度，?而且会?大?大缩短?刀具寿命。“对于诸如?高温合?金金之类的?金金属，堆积边缘是个问 题，”他说。 。“因此，能够承受更更?高温度并减少或消除堆积的切削刃的锋利利边缘和涂层?至关重要。复合材料料的主要问题是可能会磨损切削刃并因此产?生撕裂的磨损。这?里里的解决?方案是使?用特殊配制的涂层或PCD尖钻头来保持边缘锋利利。”
伊利利诺伊州绍姆堡的三菱综合材料料美国公司的应?用专家医学博?士David Maunu指出，较硬的?非传统材料料带来了了经济?方?面的考虑。他说：“鉴于世界市场上存在的竞争，?工具制造商?面临的?一?大挑战是需要开发
?一种能够在多种材料料中运?行行且具有可重复性和可靠性的标准?工具。” “尽管制造商在任何情况下都需要专
?门的?工具，但经济因素决定了了需要?一种在多种材料料中都能良好运?行行，提供令?人满意的结果并达到合理理使
?用寿命的产品。”
他指出，性能标准必须包括正确的?几何形状，以进?行行适当的切屑控制。“复合材料料所需的专?用钻头需要特殊配制的基材和多种涂层，因此价格更更?高。通过在可能的情况下结合标准钻头和在必要时的专?门单元，制造商和客户可以平均成本以实现更更好的经济表现。
Supermini HP多功能?工具结合了了钻孔，镗孔，端?面加?工和为?小型零件制造的?一种解决?方案。
在整个制造过程中，对?小直径孔的需求激增，范围从瑞?士式机器?上制造的最?小零件到?飞机发动机及其他 地?方的?一些最?大零件。除了了避免钻头折断外，公差和精加?工也已成为重点。他指出，解决该问题的?方法远远超出了了?工具范围，还需要对各种因素进?行行优化组合。性能标准必须包括正确的?几何形状，以进?行行适 当的切屑控制。“复合材料料所需的专?用钻头需要特殊配制的基材和多种涂层，因此价格更更?高。通过在可 能的情况下结合标准钻头和在必要时的专?门单元，制造商和客户可以平均成本以实现更更好的经济表现。
伦茨注意到了了这些问题。他说：“在2毫?米以下，您需要更更?高的转速-通常在10,000到20,000之间，具体 取决于材料料。” “不不仅仅是主轴转速，机床还必须稳定，并且?刀具和?工件都需要严格的?工件夹持，以确保没有跳动或不不稳定。显然，?几何形状必须正确，正确的涂层很重要。但是，我认为主要的收获是，如果 您要进?行行此类?工作，则需要在机器?上使?用正确的选项来增加成功的机会。”
Tonne列列举了了?几种在较?小直径下结合速度和精度的?方法。他指出，Horn提供了了Fahrion提供的精密夹头系统，同?心精度低?至2 µm。当与冷却液和射流夹头结合使?用时，即使在难加?工的材料料中也可以实现更更
?高的切割速度。
Tonne说：“我们还有DD系列列?高性能钻头，可钻削困难的材料料。” “我们通过更更?高的精度跳动和精细抛光的凹槽来实现这?一?目标。我们新的Supermini HP?工具可以钻孔，钻孔，端?面加?工和旋转。这种?方法使最终?用户可以粗加?工?小孔，然后精加?工孔。这样可以节省换?刀时间，减少?工位，同时提供最佳的精 度。”
简?而?言之，钻削的性能不不是来?自系统的任何?一个?方?面，?而是来?自每个重要的部分-从主轴到?刀尖。 可转位和插?入预付款
可转位?工具的经济性，灵活性和便便利利性在?小孔钻削中也变得?至关重要。Ewing引?用了了伊斯卡（Iscar）的
SUMOCHAM，这是可换头的钻头产品线，现在直径可减?小到4.0毫?米。“我们已经开发出三种不不同的标准?几何形状，其中?一种?用于切割异种材料料。袋状设计将切削?力力转换为夹紧?力力，?而不不会产?生潜在的塑性变 形。随着钻头变得更更?长，?自定?心的?几何形状以及对孔进?入的较低切削?力力，提?高了了有关孔位置和质量量的钻 头性能。”
三菱公司的Maunu谈到了了?小直径的速度和精度时，基础知识的重要性。他说：“我们?一直在设计能够处理理当今?非传统材料料的新基材，涂层和?几何形状。” “取决于直径，选择?刀具所固有的复杂性会随着客户使
?用的机器?以及我们可以提供的功能?而改变。?目前，0.019毫?米（0.48毫?米）是能够输送冷却液的最?小直 径，这对于排屑和热控制都同样重要，?而排屑控制是?小孔钻削中最?大的问题之?一。”
根据制造商的说法，Iscar的SUMOCHAM具有改进的?刀头和凹?口设计，可提供?一致的?刀具寿命和可重复 的?刀具?长度以及经济的分度。?无需预设或?工具触发。
制造商发现，消除后处理理程序（包括去?毛刺刺）具有多种优势，包括节省时间和?工具，消除了了?手?工?工作并 提?高了了产品质量量。孔加?工是其中许多创新的原因，从基于价值的?工程技术（例例如产?生多个直径的组合钻 头到能够产?生改善的光洁度的特殊涂层）。
最基本和最常?见的需求是“清洁切割”，该切割可消除?毛刺刺并提?高精度。美国霍恩公司的Tonne提到了了编程的重要性。“在钻头离开孔时，避免撕裂的最常?用技术是减少进给。同样，在较难加?工的材料料中，减少进料料会减少孔顶部的?毛刺刺。我们还在DD系列列中提供了了特殊的钻头，可以对该?工具进?行行内置的附加倒
?角，导向和去?毛刺刺加?工。”
Seco Tools的Lenz指出了了倒?角尺?寸的重要性。他说：“通过增加倒?角尺?寸，我们已经能够减少?毛刺刺的产
?生。” “尤其是对于某些更更新，更更具磨蚀性的材料料，这是正确的。倒?角越?大，切削操作越好，也越?干净。在某些应?用中，我们实际上已将半径增加到近似球形。当然，很?大程度上取决于?工具本身及其组成和涂层。例例如，?金金刚?石涂层在复合材料料上效果最佳。”
伊斯卡的《尤因》也强调了了倒?角。他说：“我们采?用多种不不同的倒?角技术，包括将钻体安装在倒?角环 中，以便便在?一次操作中进?行行钻孔和倒?角。” “我们还设计了了特殊的?工具，可通过圆形插补在?一侧进?行行钻孔和倒?角，在背?面进?行行倒?角。汽?车?行行业特别节省了了时间和?工具，这尤其受到汽?车业的?青睐。”
当?目标是改善表?面光洁度时，必须结合许多?工艺要素。根据Maunu所说，“随着对改进表?面处理理的需求 不不断增?长，?工具制造商和制造商都必须考虑各种变量量，包括?工具基板，涂层，?几何形状以及速度和进给量量。虽然通常认为涂层是该?工艺的主要贡献者，但必须适当处理理所有输?入以获得最佳设置。在进?行行?二次 加?工时，?一些制造商正在寻找?方法来避开多轴设备和具有选定?刀具?几何形状的?刀具。”
先进的材料料，先进的?工具
制造?方?面的进步（包括材料料，机器?，设计能?力力和零件配置）促使?工具制造商制定了了相应的策略略。在某些情况下，这些是单个公司的?工作，但更更经常的是，它们是与外包涂料料，组件和配件的合作。
Maunu引?用了了基本的?工具组成和设计。他说：“随着切削?刀具在性能技术?方?面赶上了了机床，出现了了?几种新的策略略。” “越来越多地需要使?用稀?土碳基材，根据操作的不不同，处理理不不同形式的冷却剂的能?力力也越来越?高。例例如，我们的?一款新型钻头具有三?角孔，可实现更更好的切屑控制。在整个开发阶段，我们意识到 需要适当的冷却液流量量。现实是，成功的?工具制造商现在必须更更新和扩展其标准产品线，以实现经济竞争。”
三菱综合材料料最近的钻头设计具有可改善切屑控制的三?角孔。
Ewing同样强调了了对钻头主体和涂层新材料料的持续研究需求。他说：“碳化物基体”?一词已不不再?足够。“由 于纳?米技术和其他发展，基板选择库?大?大增加了了。?至于涂层，我们越来越多地看到必须根据类型和数量量对多层涂层进?行行排序以达到最佳性能。” Maunu引?用了了基本的?刀具组成和设计。他说：“随着切削?刀具在性能技术?方?面赶上了了机床，出现了了?几种新的策略略。” “越来越多地需要使?用稀?土碳基材，根据操作的不不同，处理理不不同形式的冷却剂的能?力力也越来越?高。例例如，我们的?一款新型钻头具有三?角孔，可实现更更好的切屑控制。在整个开发阶段，我们意识到需要适当的冷却液流量量。现实是，成功的?工具制造商现在必须 更更新和扩展其标准产品线，以实现经济竞争。”
Lenz指出了了开发“?目标”涂层所需的努?力力和有效性。他说：“?山?高?刀具每年年都在加?大研发?力力度，尤其是在 解决特定问题?方?面。” “例例如，我们拥有?一种新涂层，?几乎消除了了积屑瘤，我们将在MS（铣削）和DS（钻削）牌号上使?用它。性能?非常出?色，由于涂层和?几何形状（包括?非常锋利利的边缘和前倾?角）， 我们能够将孔数从500增加到4,000。这需要?大量量的研究，不不仅是在配?方?方?面，?而且还包括应?用?方式。”
除了了?工具组件（包括基材和涂层）外，机电设备和?车载机械功能对于改善孔加?工也越来越重要。Tonne 评论说：“在某些应?用中，我们建议使?用?力力传感器?。虽然我们不不制造它们，但它们可从奇?石乐购买，并 且性能良好。同样，更更多的机器?具有?车载监控器?来感应钻头阻?力力。最初称为“?自适应控制”的功能变得更更 加敏?感，Makino开发了了可实际监视性能的功能。在帮助我们的客户选择合适的钻头或其他孔加?工?工具 时，我们必须了了解他们所追求的应?用?方?面的设备功能。”
在过去的?十年年中，制孔技术的进步很?大程度上归因于源?自其他制造领域的?方法，材料料和技术。展望未 来，?工具制造商正在将他们的经验与新产品和参数结合在?一起，以“领先?一步”。
?毛努说：“过去?十年年来发?生了了巨?大的变化。” “能够将冷却剂输送到切削刃的?小型钻头的开发以及新的涂层和?几何形状使客户能够成功地在难以加?工的材料料上完成多个孔的加?工。随着我们步?入未来，钻头?无疑
将变得更更加精确，并且改进的涂层将发挥越来越?大的作?用。”
?毛努说，深度/直径?比将继续增加，并且将更更加强调消除?工艺。他说：“例例如，以前，我们的?一位客户不不 得不不送出零件进?行行打孔，并在此过程中损失了了多达?八周的时间。” “我们为他开发了了?一种?工具，使他能够在内部完成流程，从?而节省了了所有时间，并使他能够承担其他?工作。较新的?工具更更昂贵吗？是的，但是 就增加产量量和节省时间?而?言，价格是合理理的。”
Lenz预计，?几乎在所有制孔领域都将取得进步。他说：“?工具制造商将致?力力于开发更更有效的标准钻，这 些钻在各种材料料和应?用中都能表现良好。” “这将有必要将重点放在排屑，涂层和更更?大的排屑槽上。同时，将?无法避免那些需要个?人关注的特殊应?用，包括针对特殊材料料配置的优化?几何形状，例例如通过纳?米 技术获得的定制合?金金。”
?金金属和复合材料料中增材制造的快速增?长，以及?工艺的不不断完善，将对制孔操作产?生重?大影响。Tonne认 为，这很可能导致?子集不不同于传统的钻井作业。他说：“制孔将更更多地是?一种精加?工操作，因为孔已经 存在于印刷件中。” “与镗孔和珩磨类似的技术很可能会?用于在?小公差操作中细化孔径并提供微?米范围的精加?工。为了了获得理理想的结果，需要结合主轴技术，夹具和?工具。”
Ewing?用两个毫不不妥协的指令总结了了制孔的未来：“变?小，变快”。
从历史上看，最古?老老，最常?见的加?工?工艺之?一已发展成为越来越多的复杂设计，材料料和参数。为了了满?足
?日益复杂的市场不不断增?长的需求，对于?工具制造商和制造商?而?言，都可能过于选择细节。 很?高兴记住?一句句古?老老但仍然真实的格?言：“客户不不愿操练。他想要洞洞。”
?用新的设计，基材，涂料料应对制线挑战
就像制孔已经取得了了许多进步?一样，螺纹加?工也紧随其后。30多年年来，威斯康星州Richfield的Carmex Precision Tools LLC专?门从事螺纹铣削?刀具的开发。各种各样的螺纹类型和尺?寸意味着必须开发辅助设备，包括?用于钻孔和螺纹铣削的专?用?刀柄和复合?刀具。
当然，新型?高温材料料?无论是铣削还是攻丝都会给螺纹加?工带来挑战，” Carmex美国国家销售经理理Jim White说。他补充说，与新型硬质合?金金基底和涂层?一样重要，设计也起着?至关重要的作?用。“我们许多?工具的螺旋轮廓不不仅可以实现更更精确的螺纹轮廓，?而且还可以提供更更好的光洁度。我们还开发了了?一些改进产品，例例如DMT中?心切削?立铣?刀，该铣?刀始于不不平坦的表?面，使?用常规?工具可能会形成椭圆孔。”
Carmex钻，铣和螺纹组合?工具。
与打孔?一样，较?小直径的孔也会带来螺纹问题。从历史上看，攻丝是?首选的解决?方案。不不幸的是，当涉 及到?高附加值的零件时，丝锥损坏可能会?立即报废。怀特说：“即使在今天，?高温材料料也会破坏丝锥，
?而现在铣削是?首选的?方法。” “除了了破损，?水?龙头还会很快磨损，并且需要频繁的更更换时间。得益于我们新的基材和纳?米涂层的使?用，我们的?工具更更坚固，更更耐热。此外，通过螺纹铣?刀使?用冷却液可延?长?刀具寿命。在?一些较?小的?工具上，我们结合了了三个排屑槽，以改善排屑效果。在任何?小孔螺纹中，变形都是 最?大的问题，但我们令?人满意地将螺纹切?至00-96 UNS。”“当然，新的?高温材料料?无论是铣削还是攻丝都给螺纹加?工带来了了挑战，” Carmex美国国家销售经理理Jim White说。他补充说，与新型硬质合?金金基底和涂层?一样重要，设计也起着?至关重要的作?用。“我们许多?工具的螺旋轮廓不不仅可以实现更更精确的螺纹轮廓，?而且还可以提供更更好的光洁度。我们还开发了了?一些改进产品，例例如DMT中?心切削?立铣?刀，该铣?刀始于不不平坦的表?面，使?用常规?工具可能会形成椭圆孔。” “我们许多?工具的螺旋轮廓不不仅可以实现更更精确的螺纹轮廓，?而且还可以提供更更好的光洁度。我们还开发了了?一些改进产品，例例如DMT中?心切削?立铣
?刀，该铣?刀始于不不平坦的表?面，使?用常规?工具可能会形成椭圆孔。” “我们许多?工具的螺旋轮廓不不仅可以实现更更精确的螺纹轮廓，?而且还可以提供更更好的光洁度。我们还开发了了?一些改进产品，例例如DMT中?心
