微钻:开始前要回答的9个问题

首先，让我们试着定义微钻孔。如此多的金属加工词汇，艰难和快速的定义往往是难以捉摸的。我们的行业是一项相对论的堡垒，几乎所有旨在将金属加工细节钉在一起的讨论开始或以“取决于申请。”

然而，我们找到了一个愿意定义的勇敢的灵魂micro-drilling和一个数字。杰克·伯利是公司销售和工程副总裁大皇帝该公司是瑞士微型钻机制造商的分销商斯芬克斯的产品线。Burley先生说，Sphinx对微钻的定义是起始直径0.05 mm(0.002英寸)，范围为2.5 mm(0.10英寸)。出于本文的目的，让我们同意这个定义。他还补充说，随着生产技术和材料的改进，这些小工具的最小起始直径不断缩小，这个基准是一个不断变化的目标。

有了这个定义后，我们问Burley先生，他是如何对一家希望进入微钻业务的精密加工零件制造商进行资格认证的。他很快指出，按照定义，应用这种技术需要企业做出承诺，这与企业实施的大多数其他操作不同。

“当我参观一家希望从传统操作过渡到微加工的商店时，特别是直径大于0.10英寸的钻孔，我提出了一系列问题，帮助他们了解微加工的工艺考虑与他们处理过的大多数其他金属加工操作有多么不同，”Burley先生说。“其中一些是显而易见的，但其他的则更加微妙。”

1.你如何定义micro？

微加工并不一定等同于微型部件。虽然在医疗和电子制造领域的许多应用都与小型化趋势有关，但许多相对较大的工件需要超小的特征，而这些特征只能通过微加工技术来实现。

“我已经看到了0.25英寸直径是常态的商店，试图通过简单地交换工具来实现0.060英寸的刀具，并在操作不表现时划伤他们的头部，”Burle先生说。“问题是，当你突破直径0.10英寸的阈值时，加工的物理学更精确。相应地，加工的方法也必须拧紧。这不是一个简单的替代，但纪律的商店可以让它变得良好。“

2.你的设备能胜任吗?

微加工要求机床在进给轴上具有高灵敏度和高分辨率。机器还必须有非常精确的主轴，能够高速旋转和低动态跳动。动态跳动是对主轴转速的测量。它是用激光或电容电阻技术实现的。

Burley先生解释说:“已经开发了一类专门用于执行微加工操作的专用机器。”“对于计划在现有设备上使用微型机器的商店，我建议将机器分配给一名专家进行评估，以确保它有足够的精细进料能力，动态跳动远低于0.0001英寸TIR。”

3.你将如何握住微型工具?

基本上，微钻头有两种制作方法:作为“丝”，其柄直径与钻头直径相同;作为标准柄工具，其使用¹/_8.-英寸或3毫米柄直径，而不考虑钻头的尖端尺寸。钢丝钻具有成本优势，因为它的制造成本更低;然而，它需要一系列的夹头尺寸，以适应不同直径的钻头。由于外径较小，操作起来也更加困难。

对微钻操作来说，丝钻或标准柄钻的夹具技术与机床一样重要。钻头直径小于2毫米(0.080英寸)的微型工具的最大跳动是四倍直径下的0.0025毫米(0.0001英寸)TIR测量的。

“刀柄和机床主轴形成一个系统，必须尽可能精确地将钻头送入工作中，”Burley先生说。“我们的测试表明，高精度夹套，符合AA级标准，可以提供稳定的跳动，并易于更换工具。对于加工中心的超小直径，夹头通常是直接用手夹紧到主轴上，以消除自动换刀器的定位误差。”

4.什么材料将被加工?

微钻的关键是该工具在所有切削刃上产生均匀磨损的能力，以减少排出切屑所需的力，并防止切屑自己焊接到凹槽上。因此，这些钻头的表面光洁度必须是超细的。

匹配材料待钻到切削工具类似于传统的钻孔操作，除了在微钻孔中，切削刃必须非常尖锐并且在中心死亡。在这些微小的工具中根本没有到“公牛”穿过工件的结构完整性。

“微型工具制造商可以通过改变钻头的几何形状和制造工具的材料来影响不同材料的工具的性能，”Burle先生说。“操纵钻孔点的幅材厚度允许我们基于工件材料添加或删除点强度。虽然HSS是最原谅的材料，但纳米粒碳化物含量最长。我建议商店与工具供应商合作，建立基于作业的数据和工具规范的起点，因为每个供应商都会有点不同地制作工具。“

5.你的容忍度是多少?

对于许多微钻应用，切割这种小孔的能力就足够了。然而，随着微钻孔操作的增殖，需要增加这些微小孔，以使这些微小的尺寸和表面饰面的相似公差作为非微孔。

Burley先生说:“在微钻中，钻头的精度非常关键。“你最好按规模行事，因为这基本上是‘一次性交易’。’为了满足需要的尺寸范围，我们提供0.01毫米(0.0004英寸)增量的微钻头、钻头和中心钻头。”

Burley先生继续说道:“更小的孔容导致了精加工工具的发展。“微镗孔和扩孔工具可以改善典型的20 rms的表面光洁度，并改善尺寸和直线度，远远超过单钻头的效果。一旦微钻的工艺基础就位，进给控制，主轴和刀柄跳动;刀具材料和几何形状;而切削数据——微镗和扩孔以保持0.0001英寸的公差——变得非常可行。”

6.需要什么样的井深?

用微型工具钻深孔随着工具和技术的改善，正在改善。具有反向直径公差的中心钻（即+0.004 mm，-0）而不是相反（负）方向的标准公差为深钻作用提供了一个导孔孔。该操作允许长而结构较弱的钻头进入略微超大的孔以防止绑定和破损。

“我们成功地用10到1且多达15到1长到1个直径比率的微钻孔，”Burle先生说。“除了使用中心孔引导钻头外，我们建议啄食常规。对于直径两倍的孔深，我呼唤凹凸，凹凸，凹凸，缩回例程。每次额外两倍直径，我都会增加额外的凹凸和完整的刀具回缩。具有精细伺服控制的机床在此操作中至关重要。

“因为微型工具产生小芯片，所以从切割的较少的热量转移到芯片上。该常规是清除芯片并冷却钻头所必需的。我们建议使用雾气/空气进行芯片疏散和冷却，“他补充道。

7.钻子的入口是什么?

理想情况下，当微钻能够垂直于工件时，它是最好的应用。然而，并不是每个洞都有垂直的优势。有角。

根据Burley先生的说法，如果计划钻头的部分的入口点小于10度，则仔细进给钻头可以在没有钻孔穿过角表面的情况下实现操作。超过10度，微型钻头需要帮助在工件上购买。通过在进入角度铣削一个小凹口，可以通过铣削小凹口来解决这个问题，有效地为钻头产生了中心钻头的垂直起点。

另一种在角度上进行微钻的技术需要一台带b轴旋转主轴的机器。首先，主轴将垂直于工件入口点的钻头送入。一旦钻头接触到工作，B轴旋转到角度规格和钻孔。使用这种方法，只需要一个工具。

8.多少孔?

Burley先生想知道的下一个问题是，在一个有前景的微钻孔车间，工件上需要多少孔。微钻可有效地用于批量生产，无论是工件数量还是每个零件的孔数。(请参阅本页底部的“试穿尺寸”。)

Burley先生说:“需要钻的孔的数量可以改变微钻工艺的推荐和规格。”“如果作业需要很多孔，我会尝试优化工艺，使效率和工具寿命最大化。例如，如果可能的话，我会尽量减少中心钻，以加快生产。要做到这一点，a涂层工具可以使用，因为它减少了刀具磨损。一般来说，由于几何形状的原因，微型工具不进行涂层处理。PVD涂层的厚度会影响微工具的公称尺寸。对于批量生产，工具上使用的任何涂层都必须非常薄(小于0.001 mm)且非常光滑。”

9.你的商店有什么技能水平?

可能与所有这些问题一样重要的是您的人民是否转向微机器。处理小于人性头发的切割工具不仅需要新的加工过程考虑，而且需要了解对这些脆弱刀具的温和处理的需要。

“这些技能是可以学习的，”伯利说。“我见过微型机械师，他们知道什么时候刀具会坏，什么时候刀具会变钝。他们不能告诉你原因;他们只是知道。这是一项令人毛骨悚然但很有价值的技能。根据我的经验，店主必须承诺培训除了在加工硬件上投资外，操作员还需要掌握微加工所需的特定技能。而使用小于0.100英寸的工具进行切割则是另一回事。”