閔友付

摘 要：在機(jī)器制造過(guò)程當(dāng)中，小孔的鉆削加工較為常見(jiàn)，尤其是一些鐘表的零件、電子零件等產(chǎn)品的小孔加工更為突出。文中將結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)略闡述微型鉆頭在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：微型鉆頭;強(qiáng)度;剛性

中圖分類(lèi)號(hào)：TG937文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.013

我們通常將直徑小于3.175 mm的鉆頭稱為微型鉆頭，簡(jiǎn)稱為微鉆。如果要使微型鉆頭在正常使用過(guò)程中發(fā)揮較高的效率，我們必須考慮較多的因素：例如鉆頭自身的各項(xiàng)參數(shù)、實(shí)際需要加工的孔深、工件安裝的完善性以及工件的結(jié)構(gòu)等。只有明確小孔鉆削過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，才能有針對(duì)性地加以改進(jìn)和創(chuàng)新，保證小孔鉆削的順利進(jìn)行。

1 存在的問(wèn)題

（1）微型鉆頭直徑小、強(qiáng)度不足、螺旋角小、排屑困難，易斷裂。

（2）微鉆在鉆削小孔時(shí)切削速度高，產(chǎn)生的切削熱較高且散熱困難，尤其是工件和鉆頭的接觸位置溫度更高，這就加劇了微鉆的磨損程度。

（3）因?yàn)槲@的剛性比較差，而且容易彎曲損壞，從而會(huì)導(dǎo)致鉆出來(lái)的孔產(chǎn)生傾斜的現(xiàn)象。

以上是目前微型鉆頭在實(shí)際應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，我們可以在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)?shù)淖鞒鲆恍└倪M(jìn)。

2 微鉆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的微鉆一般都是指直徑在1～3 mm之間的鉆頭，微鉆頭的結(jié)構(gòu)形狀和標(biāo)準(zhǔn)的大直徑鉆頭相似，它們都是由螺旋角、鉆芯直徑、頂角等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，然而鉆頭柄部的形式和其他鉆頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)卻有所不同。微鉆頭通常選用W6Mo5Cr4V2高速鋼作為材料。雖然W6Mo5Cr4V2高速鋼有著非常多的好處，但是用它來(lái)做微型鉆頭的材料反而不是特別理想。W6Mo5Cr4V2高速鋼允許有一定范圍的撓度而且能夠承受相應(yīng)的彎曲力。然而，它具有的這種彈性變形的能力和較低的硬度，也容易使它的耐磨性降低，從而降低了微鉆的使用壽命。硬質(zhì)合金材料具有較高的硬度和較好的剛性，硬質(zhì)合金的高耐磨性使其做成微型鉆頭后速度可以達(dá)到高速鋼微鉆的3倍之多，而且它的壽命也能夠有所提高;與此同時(shí)，硬質(zhì)合金較好的剛性也有助于鉆孔時(shí)能夠進(jìn)行正確的定位并保證孔的尺寸。當(dāng)然，硬質(zhì)合金也不是萬(wàn)能的，它的高剛性會(huì)讓其更容易崩裂，但是細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，它的耐磨性和韌性均在一定程度上有所提高，目前已研究出粒徑為0.5 μm以下的WC-Co超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，該種材料的性能比普通的硬質(zhì)合金的性能更加優(yōu)異，因此用它來(lái)作為微鉆頭的材料是最合適不過(guò)的。

對(duì)于微型鉆頭來(lái)說(shuō)，小直徑鉆頭端部的面積可以增加30%左右，彎曲強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度可相應(yīng)增加兩倍左右。此時(shí)，鉆芯不能形成正錐度，否則會(huì)減小切屑槽的截面積，從而阻礙切屑的清除。

當(dāng)微鉆頂角增大的時(shí)候，切削厚度以及單位長(zhǎng)度上切削刃的載荷也會(huì)相應(yīng)地增大。而且在鉆削小頂角的孔時(shí)，鉆頭對(duì)中的精度較高，抖動(dòng)和偏擺較小，可以提高鉆孔的加工精度。此次，微鉆的頂角選擇在90°～105°之間。

3 微型鉆頭的使用方法和注意事項(xiàng)

微型鉆頭在使用時(shí)如果方法不正確，就算設(shè)計(jì)得再好在加工時(shí)也無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

鉆孔前，應(yīng)使用顯微鏡和其他設(shè)備仔細(xì)檢查鉆頭。如果使用低磨削精度的鉆頭，不僅會(huì)降低鉆孔精度，而且在嚴(yán)重的情況下還會(huì)使鉆頭斷裂。

微型鉆頭芯較厚大，切削刃相對(duì)較小，如果按一般的周速計(jì)算進(jìn)行加工，不僅會(huì)失去鉆頭的動(dòng)平衡，降低孔的加工精度，而且還易造成鉆頭折斷。

為了破碎碎屑，防止堵塞，通常采用分步鉆進(jìn)的方法鉆取小直徑的深孔，即周期性地從鉆孔中退出。逐步鉆孔也有助于防止鉆頭繼續(xù)在孔底擠壓，這在冷加工硬化材料的加工中尤為重要。一般認(rèn)為，逐步切削必須完全取出鉆頭，但事實(shí)并非如此。如果使用中斷送料（多次旋轉(zhuǎn)或短時(shí)間），則切屑也可能破碎。

社會(huì)在進(jìn)步，科學(xué)在發(fā)展，對(duì)于微型鉆頭的改進(jìn)和研究還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下去，我們期待著有一天會(huì)研發(fā)出更好的材料，更合理的加工方法，使小直徑孔的加工能達(dá)到令人完全滿意的效果。

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