
哪些方法可以加工出具有更大深度/直径比的深孔?
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常规钻削加工是最常用的金属切削工艺。根据不同的加工对象,以及制造商可利用的加工设备,某些替代性的孔加工方法有可能是一种更好的选择。例如,与使用整体硬质合金钻头或可转位刀片式钻头的钻孔加工以及使用立铣刀的圆形插补铣孔加工相比,套料孔加工对机床功率的要求更低,加工时会产生一个可用于制造其他零件的孔芯,并能加工出具有更大深度/直径比的深孔。如果人们希望加工大直径孔,而他们的摇臂钻床并不具备能驱动整体硬质合金钻头进行加工的足够功率,那么,套料钻头就是一种不错的替代刀具。另一种可供选择的加工方式是加热钻孔。套料钻削深孔:与孔加工本身类似,深孔钻削也存在多种方法,如使用空心的旋转或非旋转刀具在工件上切孔的套料加工。主要的限制在于所用的机床,而不一定是刀具。最终用户既可以在标准型机床(如采用外径排屑的车床)上使用套料刀具,也可以将其用于为BTA钻削(用“镗削和套料加工协会”的首字母命名)而设计的专用深孔钻床上,这种钻床将冷却液引入套料刀具周围,并通过刀具中央和驱动刀具的管型钻排屑。钻头有两种型式:一种用于在孔的周围形成套管;另一种与一把刀具组合,用于在工件表面加工孔口平面。激光打孔:与机械套料钻孔类似,用激光进行套料打孔时也会产生一个孔芯。激光打孔的优势是,与机械钻孔相比,加工成本更低,通常可以降低成本10%-50%(取决于工件材料的种类和厚度)。虽然激光加工硬件设备的初始购置成本较高,但由于维护成本较低,以及可以省略后续加工,因此具有很大的节省成本潜力。激光打孔还可以缩短维护停机时间,而且工件不会产生任何翘曲变形或冲压效应。这是因为与在工件上施加压力,并可能对其材料形态产生负面影响的常规钻削不同,激光打孔是一种采用聚焦热源的非接触式加工。有多种类型的激光器可用于在金属材料上打孔,包括密闭CO2和光纤激光器。通常,CO2激光器非常适合金属加工,具有最佳功能性。一次性打孔是一种速度最快的加工方式,它加工出的孔径大致等于所用激光束的直径。采用振镜激光系统进行套料加工时,获得的孔具有最好的圆度和最小的锥度。电子束打孔:激光打孔的一种替代加工方法是电子束打孔,它能够实现深度/直径比高达25∶1的深孔加工。电子束打孔适用于许多行业,包括纸浆和造纸、航空航天、食品和饮料等,可以加工用于挤出、过滤和气体流动等各种零件。据称,该工艺非常适合加工孔隙面积很大(可高达45%)的筛子。因此,一般来说,采用电子束加工少量的孔在经济上很不划算。此外,该工艺也不适合加工熔融温度很低的工件材料(如许多塑料)。但是,与常规钻孔相比,电子束打孔能够快速加工出大量的孔。“任何其他工艺都很难在一个零件上加工出600万个孔。”电火花孔加工:电火花工艺可以加工出尺寸精确、几乎无毛刺、长径比高达100∶1的孔,而机械钻孔通常只能达到15∶1的有效长径比。他说,“电火花孔加工,加上激光加工的可能性,是一种比机械钻孔更具优势的解决方案。许多用户认为,电火花孔加工属于快速放电打孔(HolePopper)加工的范畴,但对于高精密孔而言,通常事实并非如此。快速放电打孔加工采用比电火花成形加工机床更高的输入电压,并用水作为电介质。这两种因素相结合,可以获得很高的加工速度,但同时也降低了被加工孔的形位精度(直线度、圆度)和表面光洁度。对于尺寸精度要求更严格的孔,采用超精磨线切割机床比用电火花成形小孔加工机床效果更好。此外,线切割机床对孔的长径比没有限制,由于管理电极磨损不会造成问题,因此,孔径尺寸的一致性只受到线切割机床本身机械和电气性能的限制。