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傳統鑽削與螺旋銑孔加工工藝的區別

2018-3-26 作者（zhě）：機床雜誌社

作為一種新型（xíng）孔加工方式，螺旋（xuán）銑孔技術具有（yǒu）切（qiē）削過程平穩、刀具承受切削力（lì）小和一次加工即可滿足精度（dù）要求的優點。該（gāi）技（jì）術已成為國內外材料加工（gōng）研究的熱點和難點之一。那麽，傳統鑽削與（yǔ）螺旋銑孔加工工藝有什麽不同呢？

傳統鑽（zuàn）削工藝

傳（chuán）統的鑽削加工主要有以下特點：

其一，在傳統的（de）鑽孔過程中，主軸中心的線速度為0，即（jí）鑽頭中心不（bú）參與切削，工（gōng）件的中心區域材料要完（wán）全依靠鑽機向下的（de）推力將其擠出來去除，因而鑽頭所承受的Z向力很大，當加工鈦（tài）合金（jīn）等難加工材（cái）料時，刀具的快（kuài）速磨損失效（xiào）也就在所難免了。

其二，傳統（tǒng）鑽孔加工過程是（shì）一（yī）個連續的切（qiē）削過程，刀刃始終與工件相接觸，切削時接觸麵溫度很高，而鈦合金的導熱性差，連續（xù）的切（qiē）削（xuē）過程使溫度不斷累積，這也加速了刀具的磨損失效（xiào），導致加工表麵質量下降。

其三，傳統鑽孔加工的排屑方式也是導致刀具失效的一（yī）個（gè）原（yuán）因。鑽孔過程（chéng）中，切屑從鑽頭狹槽中排出，排屑速（sù）度慢，而切削熱主要是由切屑帶走的，當切削熱不能及時疏散時，大量切削熱留在了工件和刀（dāo）具上，這會加速刀具的磨損失效。

另外，切屑與已加工孔的表麵有（yǒu）直接接（jiē）觸時，加工表麵會被劃傷，顯然這種排（pái）屑方式（shì）又影響（xiǎng）了孔的表麵質量。一般說來，傳統（tǒng）鑽（zuàn）孔加工質量是（shì）無法滿足飛機製造業的精度要求（qiú）的，還必須依（yī）靠其他工序來保證（zhèng）孔的表麵質量，從而降低了工作效率，同時也提高了加工成本（běn）。從技術可（kě）行性和經濟（jì）角度考慮，傳統鑽孔工藝已不再適用於飛機製造業。

螺旋銑孔工藝

與傳統的鑽削（xuē）加工相比，螺旋（xuán）銑孔采用了完全不同的加工方（fāng）式。螺旋銑孔過程由主軸的“自轉”和主軸繞孔中心的“公轉（zhuǎn）”2個運動複合而成，這種特殊的運（yùn）動（dòng）方式決定了螺旋銑孔的優（yōu）勢。

首先（xiān），刀（dāo）具中心的軌跡是（shì）螺旋線而非直線，即刀具中心不再與所加工孔的中心重合，屬偏心加工過程。刀具的（de）直徑與（yǔ）孔的直徑不一樣，這突破（pò）了傳統鑽孔技術中一把刀具加工（gōng）同一直徑孔的限（xiàn）製，實現了單一直徑刀具加工一係列直徑（jìng）孔。這不僅提高了加（jiā）工（gōng）效率，同時也大大減少了存刀（dāo）數量（liàng）和種類，降低了加工成本。

其次，螺旋銑孔過程是斷續（xù）銑削過程，有利於刀具的（de）散熱（rè），從（cóng）而降低了因（yīn）溫度累積而造（zào）成刀（dāo）具磨損失效的風險。更重要的是，與傳統鑽孔相比，螺旋銑孔過程在冷卻液的使用上有了很大的改進，整個（gè）銑孔過程可（kě）以采用微量潤滑甚至空冷方式來實現冷卻，是一個綠色環保的過程。

第三，偏心加工的方式使得切屑有足夠的空間從孔槽排出，排屑方式不（bú）再是影響（xiǎng）孔質量的主要因素。由此可見，該項（xiàng）技術有著廣闊的發展空間和良好的市場前景，但作為新的（de）加工方式，其加工機理有待進一（yī）步研究（jiū）探討。

螺（luó）旋銑孔的優勢

（1）提高加工孔的質量和刀具壽命。

相對於傳統的鑽孔（kǒng）技（jì）術，螺旋銑孔（kǒng）顯著地提高了（le）孔的質量和強度；螺旋銑孔屬於斷續（xù）切削，較低的銑削力使得加工（gōng）的孔無毛刺；刀具直徑比孔小，切屑得（dé）以順利排（pái）出，使得孔表麵的粗糙度值能大（dà）幅降低；在加工複合型材料時，消除了以往傳統打孔由於刀尖鈍化導致（zhì）的脫層、剝離、孔表麵質量低等情況。

傳統鑽（zuàn）孔刀具中心的切削能力低下，且（qiě）易積聚發熱快速磨損，刀具壽命普（pǔ）遍較低；螺旋銑孔則由於較低的（de）銑削力使刀具壽命顯著提高。

（2）縮短研製周期，節約加工成本。

在製造飛機或其他重型機（jī）器時，使用螺旋銑（xǐ）孔（kǒng）技術將會大大縮短研發周期，降低成本。

應用螺旋銑孔技術，可用同一把刀加工不同直徑的孔和（hé）複雜形狀的孔。由（yóu）於（yú）其加工方法（fǎ）的優越性，可以節省傳統的锪錐孔、鉸孔等工（gōng）作。這意味著，今後（hòu）加工孔的刀具種類型號會不斷減（jiǎn）少。從整個研製周期來看，使用螺旋技術可（kě）減少很多工序（如分（fèn）解（jiě）拆（chāi）卸後對不同（tóng）的孔分別進行毛刺去除（chú）處理、鉸（jiǎo）孔、清除冷（lěng）卻液，再進行組裝），大大縮短加工周期。

（3）高度自動化。

實現更高的自動（dòng）化程度，也是降低加工成本（běn）的一種方式。由（yóu）於螺旋銑（xǐ）孔工藝（yì）銑削力低，此項技術才能在（zài）工業機器人裝置上得以應用。由於工業（yè）機器人裝置比較柔弱，而傳統鑽孔軸向力太大，因此傳統鑽孔是無法應用（yòng）在此類裝置上的。

（4）促進新材料的使（shǐ）用。

在飛機的零部件中使（shǐ）用新型材料是明顯的發展趨（qū）勢，鈦合金、複合材料等新型材料已得到廣泛應用。而（ér）新型材料的研製使用需（xū）要適合的加工工藝支撐，在孔加工方麵，研究表明，相對於傳（chuán）統鑽孔技術，螺旋銑孔技術有著顯著（zhe）的優勢。

螺旋銑（xǐ）孔（kǒng）工藝隻需1把刀具就可以加工出不同直徑、高質量的孔，既減少了換刀（dāo）時間，又節省了精加工的工序，大大提高了工作效率。鑒於螺旋銑孔技術的優勢，各大企業，特別是航空、模具行業中的許（xǔ）多企業已開始將它應用到生產實際（jì）中。隨著這種技術的推（tuī）廣和應用，傳統的鑽孔刀具將會（huì）慢慢被淘汰，而新型銑孔裝置將越來越（yuè）多地出現在機械加工車間中。

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