利用小洞来吸引额外的工作

激烈的竞争使得一些合同机械工厂开始寻找难以捉摸的、有利可图的制造业利基。国家航空公司(National Jet, LaVale, Maryland)则有不同的追求。

这家商店67年前就找到了自己的定位。它的成名之处是它的微孔小到0.001英寸(相当于头发丝直径的三分之一)。这家工厂能够生产带有数千个微孔的金属零件，这为纺织和医疗行业赢得了大量工作，因为其他工厂根本做不到这一点。

然而，交付给国家航空公司的大部分工作是由其他供应商预先加工的。国家航空公司成为了一家专门增加微孔的商店。

这与该公司“自己动手”的生产方式发生了冲突。这家店自己动手磨硬质合金微钻头。它使用自己生产和销售的微型钻床。它加工自己的电火花电极模具，以匹配各种独特的孔形状。因此，该公司应共同努力，追求整个机加工工作，而不仅仅是孔加工工作。

国家航空公司引进了额外的数控加工设备，包括一个瑞士型车床与空气主轴和垂直加工中心与通过主轴冷却液，以加强其通用加工和微钻的能力。

微钻专业仍然吸引着人们的注意，但现在该公司经常通过销售单源加工的好处赢得整个部分生产工作——更快的交付，减少部件处理步骤和更低的成本。

国家航空公司的销售经理查克·康多尔(Chuck Condor)和总经理詹姆斯·奥多姆(James Odom)分享了公司制造微孔的方法，以及如何利用这些人才为客户提供额外的工作。

到底有多小?

国家航空公司于1937年由约翰·库普勒(John Cupler)创立，他是微钻井技术的创新者。几年前，一位外国钻工送给他最小的钻机，问他是否能做那么小的钻机。库普勒先生的回答是，在那家公司的钻头上钻一个洞，然后把它还给他们。

对于国家航空公司来说，0.001- 0.005英寸的孔很小，但每天都要钻。该公司主要使用自己的铲式微钻头，其直径公差为+0.0000至-0.0001英寸。为了演示和让客户有规模感，该公司将表演在一根头发上钻孔的“小壮举”。

在液体或气体必须精确流动的部件中经常发现微孔。国家航空公司的很大一部分业务是为纺织工业加工喷丝头或挤压模具。由硬化的17-4不锈钢制成，这些圆形或矩形模具可能有一个或数千个微孔。

虽然只有在显微镜下才能看到这么小的孔，但许多微钻井决策因素与标准尺寸的钻井作业相似。在审查一个新工作时，国家航空公司首先必须确定最有效的方法来打洞。这在很大程度上取决于零件的类型、孔的形状和深度、孔的数量和批量大小。

配备显微镜的手动机器通常用于研发项目、一次性产品、小型生产或只需要几个微孔的部件。该公司的一些专用微钻孔机是完全手动的，可以追溯到20世纪30年代。另外一些则采用了数控工作台，但仍保留了手工钻进。手动给这种小直径钻头喂食需要熟练的操作，国家航空公司有许多经验丰富的微钻头工作人员。Condor先生说:“当微钻变钝时，我们的作业者实际上能够‘感觉到’。”

几乎每一次微钻作业都要进行啄钻程序，以确保高质量的表面光洁度和最大限度地延长钻头寿命。冷却剂或轻质油用于清除钻尖上的材料。Condor表示，National Jet生产的大多数铲形微钻的长/深比为7比1，而10比1通常被认为是最大的比率，仍然能够提供较紧的公差。

在曲面上钻微孔需要一个盲导孔，以防止钻头在工件上弯曲或“行走”。导孔微钻往往非常短，最大长/深比为2比1。该公司有一种专有工艺，可以在非常锋利的边缘上制造小的先导孔。

对于高产量或带有许多微孔的零件，National Jet将使用其CNC加工中心或车床。在交付给数控机床之前，手动机床通常用来测试新钻的工作。这样做的主要原因是为了确定在零件生产过程中更换微钻的频率。

该公司的新型2215 VMC来自Fadal加工中心(Chatsworth, California)，使用过轴冷却剂可以钻2.5 mm小的孔。这样就不需要钻削了，因为切屑会从切割区冲出来。没有冷却剂通道的小直径钻头也可以在机器上使用。零件定位使用传统的边缘探测器或特殊的接地指针。

从Marubeni Citizen-Cincom (Allendale, New Jersey)购买的L32瑞士式车床，允许在一个设置中完成圆零件的加工，包括微孔的钻孔。车床有两个3万转/分的空气主轴，为微钻提供动力。空气主轴更多地用于小直径的钻孔精度，而不是非常高的速度能力。车床还配备了棒材送料器，以允许长时间无人看管的零件运行。

Condor先生承认，许多人对微孔能够以相对较低的速度钻出感到惊讶。Condor先生说:“0.005英寸孔的转速从500转到3000转已经取得了巨大的成功。”“通过使用保守的进料，你不必旋转数万rpm来钻微孔。”

如何去毛刺，甚至是否去毛刺，也是决定钻孔方式的一个重要因素。每次钻井作业都需要去毛刺，以清理井眼出口一侧。美国国家航空公司(National Jet)通常通过研磨零件表面，然后使用微拉刀将毛刺戳出来手工去除毛刺。

美国国家航空公司使用其小直径线材或冲压电火花加工设备来处理难以去毛刺的部件，如小直径管材和非圆孔。奥多姆先生说:“我们通常不会在深孔中使用电火花加工，因为当电极燃烧殆尽时，可能会在孔的底部形成锥度。”

国家航空公司的电火花加工机器可以产生直径为0.001英寸的孔。除了钻孔，微细电火花机床也用于从零件上拆卸坏钻。由于钻头直径很小，破损是可以理解的。

该公司的一些电火花机床已经安装了直线电机，用于快速XY工作台移动，还具有托盘夹具系统，允许离线设置和快速的工作转换。电火花加工机器经常在夜间和周末无人看管的情况下运行。最新的电火花机床具有基于pc的控制，这允许最初为数控加工中心编写的CAM程序被快速修改以用于电火花机床。

洞的验证

虽然国家航空公司并没有测量每个部件上的每个孔，但它确实对尼康视觉系统上的每个孔进行了视觉检查。视觉系统允许精确的微孔测量，以及孔的光洁度的详细视图，可以通过电子邮件发送给客户进行验证。
一些喷丝板具有无法目测的临界直径变化的微孔。为了检查这些内部轮廓，国家喷气机将两部分橡胶化合物注入孔中。橡胶套好后，将其从孔中取出，以显示准确的孔廓。这些橡胶模具可以在测量显微镜上进行检查。

单一加工

国家航空公司的微钻井能力帮助公司度过了最近的制造业低迷期。然而，该公司意识到，为了发展业务，它必须向其他行业拓展。Condor先生说:“我们的微钻井能力让我们进入了电信和航空航天等目标行业，并帮助我们获得了许多研发项目。”“我们还将重点放在不断增长的微加工市场。”

最近的经济衰退也重申了该公司追求整个机械加工工作的决定。“我们常常是角色的最后一站;奥多姆先生说。现在，国航正努力向客户推销单源加工的优势。为了支持这一战略，我们购买了新的CNC加工中心。

对于一个小众制造商来说，要有足够的灵活性，提供比特殊加工工艺更多的产品，这通常是有帮助的。以下是国家航空公司为其客户提供的一些单来源加工优势。

• 更快的交付——由一个供应商完成部分意味着更少的运输和处理，这转化为更快的交付。国家航空公司能够完全在公司内部完成的首批工作之一是一个小型圆柱形化油器部件，它需要一般的车削和穿线操作，以及一个关键的0.005英寸通孔。该公司此前只是在预加工部件上添加了微孔。国家航空公司向客户证明，通过完全用瑞士型号的车床加工零件，可以缩短一半的交货时间，公司最终赢得了这项工作。
• 适应设计变更——新产品设计的快速周转也是至关重要的。为此，国家航空公司现在为其主要纺织客户储备喷丝板坯料。由于地毯制造商不可能等上几个月才能生产出新的喷丝器，该公司预先对坯料进行了加工，以便能迅速添加微孔和任何其他特殊功能，以便在几天内交付新的设计。
• 更好的准确性-处理一个单一的机加工车间，消除了供应商指责游戏时，零件没有加工到规格。
• 此外，需要制作整体形状的供应商可能不会考虑微钻等特殊二次作业中的重要问题，如切割深度。
• 专业experience-National喷气呼吁micro-drilling技术提出设计变更使生产过程更容易和/或更便宜。Condor先生说:“如果客户想要一个特别深的难以钻的微孔，我们可能会建议钻一个更大的直径，以逐渐减小最终孔的尺寸，并将微孔的钻深最小化。”

有一个利基是好的，但专卖店可能会发现，保持多功能性以满足各种客户需求是有帮助的。能够提供给客户比它认为它需要的更多的东西，或者比它认为它可以从机械商店得到的更多的东西，可能是终极专长。