巧妙處理微孔鉆頭易折斷的方法探討

微孔鉆削是指直徑Ф0.1～Ф0.3L的孔，其加工精度和表面粗糙度的要求比較高，一般孔徑的公差為0.002～0.005L，表面粗糙度為Ra0.2～0.1。特別是當工件上的微孔數較多時，鉆頭折斷直接影響產品質量和工作效率。如我廠生產的YQ系列液壓千斤頂的溢流油孔的加工，孔徑為Ф0.2L，其加工難度較大，微鉆頭極易折斷，造成很大的浪費，影響加工質量。經過我們多次現場分析、研究和對國內許多微孔加工的廠家進行實地考察，對微孔鉆頭的折斷，總結出以下幾點影響因素：
　　一、微鉆頭幾何角度的變化
　　鉆頭幾何角度的變化是造成鉆頭折斷的主要原因，其中影響最大的是鉆刃頂角的變化。標準鉆刃頂角一般為120°±2°。但是鉆頭直徑越小，鉆刃頂角就難控制。曾對55支Ф0.2L鉆刃頂角的軸樣測量，其測量數據見表1。
　　表1
　　從以上測量結果表明，微孔鉆頭刃磨質量較差，鉆刃頂角偏差值可達20°左右，而且有40％以上的鉆刃頂角偏差值大于5°，造成兩主切削刃不對稱，導致鉆削力和扭矩的失衡，迫使鉆頭鉆孔時走偏而使鉆頭折斷。用鉆刃頂角偏差≤2°和刃頂角偏差大于5°的鉆頭進行實驗比較，結果完全證實上述結論。
　　二、鉆頭徑向跳動或偏擺量的變化
　　鉆頭回轉精度主要取決于鉆頭的裝夾、鉆夾頭的制造精度和機床主軸的回轉精度。鉆頭徑向跳動或擺動量過大易使鉆頭折斷。一般微孔臺鉆，無光學放大觀測系統，安裝鉆頭時全憑操作者的經驗加以調整，徑向跳動可達0.01～0.03mm。這一跳動量對微孔鉆削太大了，因此易使鉆頭折斷。
　　三、鉆削軸向力和進給量的變化
　　微孔鉆削，進給量很小，一般每轉只有0.001mm左右，舊式臺鉆無自動進給機構，這種微小的進給量，全靠操作者的手感來控制，因此進給量和軸向力的均勻很難保證，稍有不慎，就會導致軸向力和進給量的急劇變化，而使微鉆頭折斷。
　　四、鉆床轉速的影響
　　目前用于微孔鉆削的鉆床，轉速普遍較低，一般都在n＝10000～20000r/min的微孔鉆床，如Ф0.3L的微孔鉆頭，用n＝10000r/min的轉速，其切削速度僅為v＝9.42m/min。鉆床轉速太低，鉆頭切入較難，使軸向力增大，而導致鉆頭切斷。
　　五、操作者和鉆削材料的影響
　　因微孔鉆削時，操作者精力高度集中，不能持久，極易疲勞，精力分散也是造成鉆頭折斷的原因之一。加工材料的影響也與普通鉆削相同，尤其是在韌性較強的材料上鉆削時（如不銹鋼、紫銅、鋁合金等），排屑困難、易堵塞，也容易使鉆頭折斷。
　　六、解決方法和效果
　　（一）建議微鉆頭生產廠家，提高鉆頭的質量；增強鉆頭的韌性和剛性，對微鉆頭進行合理嚴格的熱處理；提高鉆頭刃磨的質量，保證正確的幾何尺寸和形狀，這對解決微鉆頭的折斷非常重要。
　　（二）使用高精度的高速微孔鉆床，這類鉆床的主軸安裝有空氣靜壓軸承，可使轉速高達40000r/min左右，主軸徑向跳動在0.001mm以內。如配有光學放大鏡和微機進行控制，可方便精確地調整機床，微機進給可有效地控制軸向切削力和扭矩的變化，可實現自動、半自動進給。
　　采用上述方法，可減少微鉆頭的折斷，使微鉆頭的折斷量控制在5％以內。