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微钻:9个问题要在开始前回答

微机械线的应用继续增长。使用小工具的成功加工呼吁在车间拨打不同的流程技能。
#micromachining.

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。”

但是,我们发现一个勇敢的灵魂愿意定义微钻有一个数字。杰克布莱利是销售和工程副总裁大Kaiser.,瑞士微钻制造商的分销商狮身人面像的产品线。Burle先生说Sphinx定义微钻,起始直径为0.05 mm(0.002英寸),范围为2.5毫米(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,这种基准是一种移动目标,随着用于使这些微型工具的生产技术和材料的改进继续推动较小的最小起始直径。

武装定义,我们问Burley先生如何遵守合格的精密加工零件制造商,希望进入微钻作业。他很快指出,根据所定义的,应用这项技术,从商店实施的商店采取了不同的承诺。

“当我访问寻求从更传统的操作过渡到微机器的商店时,特别是钻孔以上直径高出0.10英寸,我有一系列问题,我提出了帮助他们了解微机器的过程考虑因素是如何来自大多数其他金属加工的过程伯利先生说,他们处理的行动。““其中一些是显而易见的,但其他人更加微妙。”

1.你如何定义micro?

微机器不一定等于微型部件。虽然有许多在医疗和电子制造的许多应用与小型化趋势中,但许多相对较大的工件需要超小功能,只能通过微机械化技术来实现。

“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.您的设备是否能干?

微机器需要一种机床,在进料轴上具有高灵敏度和细分辨率。机器还必须具有非常精确的主轴,能够高速旋转,具有低动态跳动。动态跳动是速度测量主轴。它是使用激光或电容电阻技术进行的。

“一类专门的机器专门用于执行微机械化操作,”伯利先生解释道。“对于计划在现有设备上进行微机器的商店,我建议您为专家评估的工作分配的机器,以确保它能够充分良好的饲料,并且具有远低于0.0001英寸TIR的动态跳动。”

图表显示了基于刀具直径和芯片负载的最大跳动

微钻是不宽的跳动。小型工具大小突出了机器主轴,刀柄和夹头中的任何跳动。

3.你将如何掌握微型工具?

基本上,微钻是两种方式中的一种:作为其中柄直径与钻头直径相同的“导线”,以及用A的标准柄部件1/8.- 无论钻头尺寸如何,都是3毫米的柄直径。电线钻具有成本优势,因为它的制造较低;然而,它需要一系列夹头尺寸以适应不同的直径钻头。由于其较小的OD,处理也更难以处理。

电线或标准柄钻的刀柄技术与作为机床一样重要的微钻孔操作。具有小于2mm(0.080英寸)的微型工具的最大跳动量为0.0025毫米(0.0001英寸)TIR,以直径的四倍测量。

“刀架和机器主轴形成一个系统,必须尽可能恰恰将钻头尖端送入工作中,”布利先生说。“我们的测试表明,对AA标准进行的高精度夹材可以提供稳定的跳动并提供易于刀具的变化。对于加工中心上的超小径,夹头通常用手直接夹在主轴中,以消除自动工具刻例的定位误差。“

在刀具变化期间正在清洁的夹头

高精度夹头,采用AA标准,提供稳定的跳动并提供易于刀具的变化。在刀具变化期间清洁夹头有助于维持可重复性。

4.如何机械加工材料?

微钻孔的关键是工具在所有切削刃上产生均匀磨损的工具,以减少抽空碎片所需的力并防止芯片焊接到凹槽。因此,这些钻头上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。“

你有什么宽容?

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。

“钻头的准确性在微钻孔中非常关键,”Burle先生说。“你更好地依赖于规模,因为该操作基本上是”一拍交易“。要覆盖所需的尺寸范围,我们提供0.01毫米(0.0004英寸)增量的微钻,钻头和中心钻。”

“更严格的孔公差导致了整理工具的开发,”布利先生继续。“微镗孔和铰孔工具可用于改善钻孔的典型20-rms表面饰面,并从单独生产的钻头可以产生的尺寸和直线度。一旦微钻的过程基础就位,进给控制,主轴和刀柄跳动;刀具材料和几何;并削减数据微镗孔和铰孔,以保持0.0001英寸的公差 - 变得非常可行。“

镗杆

微钻孔容差正在拧紧一些应用。微镗孔和铰孔工具可用于整理钻孔。这里所示的镗杆是0.025英寸直径,保持器上的1微米调节和7毫米的柄部。

6.需要什么孔深度?

深孔钻孔微工具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.钻头的入学点是什么?

理想地,当垂直于工件馈送时,可以最佳地应用微钻。然而,并非每个洞都有垂直性的奢侈品。有角度。

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。

在一角度上微钻的另一种技术需要具有B轴旋转主轴的机器。首先,主轴垂直于工件的入口点馈送钻点。一旦钻头与工作接触,B轴旋转到角度规格并钻孔。使用此方法,只需要一个工具。

8.有多少洞?

下一个问题Burley先生从预期微钻店开始知道工件中需要多少孔。微钻可以有效地在工件数量和每个部分的孔中有效使用。(请参阅本页底部的“在尺寸上尝试”。)

“钻井所需的孔数可以改变微钻井过程的推荐和规范,”Burle先生说。“如果工作呼叫许多孔,我试图优化最大效率和工具寿命的过程。例如,我会尝试消除中央钻井,以便速度生产。这样做,一个涂层工具可以使用,因为它的刀具磨损减少了。通常,由于几何形状,微工具未涂覆。PVD涂层的厚度可以影响微型工具的标称尺寸。对于批量生产,工具上使用的任何涂层必须超薄(小于0.001毫米),非常平滑。“

9.您的商店有哪些技能水平?

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。

“技能是学习的,”伯利先生说。“我已经看到了割具何时失败或暗淡的微机器人。他们不能告诉你为什么;他们只是知道。这是一个怪异,但宝贵的技能。在我的经验中,店主必须承诺训练除了投资过程硬件之外,还采用微机器所需的特定技能。用小于0.100英寸的工具切割是不同的动物。“

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