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【正文】 ，因為油具有較高的潤滑效果。但是如果車間更加青睞于使用水基冷卻液，液體中應該包括 EP（極壓）添加劑，增加潤滑和減少發(fā)泡?！叭绻a(chǎn)生很多泡沫，”戴維斯說，“切屑就不會按著預定的方式排出?！? 他還補充到，另一種提高潤滑并且提高刀具壽命方法是刀具涂層，例如氮鋁化鈦（ TiAlN）。 TiAlN具有很高的硬度，當鉆削像不銹鋼這樣的難加工金屬材料時，帶有 TiAlN涂層的刀具能有效地減少熱量沖擊。 威斯康星州簡斯維爾微型刀具公司的總經(jīng)理大衛(wèi)伯頓，對微加工刀具的小批量涂層有不同的看法，他說：“對直徑小于 英寸的刀具涂層，會對從刀具的加工質(zhì)量到刀具的壽命等每一加工方面都產(chǎn)生消極影響”。因為小刀具的涂層不能夠做得足夠薄，這樣涂層就會改變刀具的前角和后角，從而不利于加工。 不過，更薄涂層的開發(fā)正在繼續(xù)，伯頓表示，現(xiàn)在微型刀具公司除了生產(chǎn)銷售微型銑刀、刨刀和微型鉆頭外，還在和其他公司合作致力于開發(fā)一種亞細微涂層。伯頓說：“我們計劃這種圖層刀具會在六個月到一年的時間內(nèi)上市。” 微型鉆公司的產(chǎn)品主要是用于 電路板加工的鉆頭，但也可用于有效的切削金屬。所有的刀具都沒帶有內(nèi)冷能力?！拔矣幸粋€客戶想要在不銹鋼上面鉆一個 英寸的孔，他當時非常驚訝這能用一把加工電路板的鉆頭完成?！辈D還補充說，“采用啄式進給并選擇高的主軸速度可以提高鉆頭的效率?！? 微加工刀具要使用多高的轉(zhuǎn)速，這主要依賴于車間所使用的數(shù)控機床和刀具的直徑，所需的轉(zhuǎn)速隨刀具直徑的增加而加快（注：切削速度公式為 sfm=刀具直徑 主軸轉(zhuǎn)速）。 雖然相對較低，但伯頓的客戶也成功地應用過每分鐘 5000 轉(zhuǎn)的加工速度。伯頓說：“我們建議我們的用戶找到一個震動最小的最高轉(zhuǎn)速 —— 最佳加工速度?！? 為了減少震動，在用小的切削力通過刀具的前傾面去除適當?shù)慕饘贂r，應使?jié)B入到工件中的切削載荷連續(xù)而充足，如果鉆頭承受的切削載荷太輕，刀具前傾面的磨損速度就會加快，刀具變鈍，從而影響刀具的使用壽命。這在加工細孔時應更加注意。 “ 用戶們常常使用較輕的切削載荷來延長刀具的使用壽命， ” 伯頓說， “這恰恰會加快切削刃的磨損，并在刀刃寬出切屑的位置形成圓弧，刀具會變得像磨削工具一樣把材料強行除掉，只能成為報廢刀。 ” 伯頓認為，直徑大于 英寸的刀具切削抗力小于 ″時，切削力抗力就已經(jīng)太小了，即使刀具不會斷裂，過早的摩擦也會導致刀具壽命縮短。 太多的跳動也可能是破壞性的，但是影響有多少還值得商榷。伯頓指出，公司打算設(shè)計一臺具有 英寸偏差的機器，用以建立室內(nèi)最壞情況下的銑削場景，還將能夠加工 英寸寬的槽，“這遲早會實現(xiàn)的”。 他還補充：“你還可以試想一下 英寸的跳動和只有正常水平三分之一的切削載荷，也就是說 ″到 ，刀具將會立即破壞，因為刀具的一個排屑槽會承（論文）外文翻譯 9 受所有的載荷，然后 排屑槽的后面就會破壞?！? 他還指出，在鉆孔時，小于 英寸的偏差是可接受的，因為當鉆頭深入孔內(nèi)時，鉆頭末端的切削刃在外圓柱非加工表面的引導下會繼續(xù)切削。偏差的最小值隨著深度和直徑比值的增加而迅速減少，這是因為當鉆頭越深入工件，排屑槽的吸震能力越差。最后強烈的跳動導致刀柄繞著刀具的軸線轉(zhuǎn)動，而刀尖還仍然保持穩(wěn)定，從而產(chǎn)生使刀具最終斷裂的集中應力。 插銑 雖然通常沒有直徑小于 英寸的標準微型鉆頭，但可以用微型端銑刀來“沖”孔?！懊慨斎藗兿爰庸ひ粋€小于 英寸的孔時，他們可以選用端銑刀，效果也不錯?！辈D說到。但是這樣加工的孔不能太深，因為刀具體不長，沒有大的深度直徑比率。因此一把直徑為 英寸的端銑刀只能加工最深 英寸的孔，而同樣直徑的鉆頭可以加工得更深，因為鉆頭的設(shè)計使載荷全部作用在刀尖上，進而傳到刀柄上被吸收。 市面上能提供最小 5微米（ 英寸）的端銑刀，但是并沒有大量銷售?！爱斎藗兿胭I這樣的刀具時，我非常嚴肅的試著說服他們不要買，因為我們不喜歡制作這樣的刀具?！辈D說到。這種刀具的主要問題是，不但這種刀具的硬質(zhì)合金齒處于亞細微尺寸，而且當一把刀有多個齒時，每個齒的尺寸還要保持一致。伯頓道：“一把直徑 5 微米的端銑刀在其基體上就夾持大約 10 個刀齒?！? 他還補充說，他曾經(jīng)看到過帶有 微米齒的粉末冶金硬質(zhì)合金刀具，這是商業(yè)上能提供齒的尺寸的一半，但它還包括 和 微米的小齒?！叭绻X的尺寸不統(tǒng)一，小齒是發(fā)揮不出作用的”。 墜電火花 加工 應用墜電火花的電火花加工是另一種微孔加工方式。這不同于將放電導線穿過工件的電火花加工方式，應用墜電火花加工的微孔更加精密和精確，但同時花費也會很高。 墜電火花加工深細孔時，要用一個導電管作為電極。 加工小而淺的孔時，需要用到一根導線或棒，“我們盡量用導管做電極， ”位于密歇根州的牧野公司總 經(jīng)理 Jeff Kiszonas 說道，導管的排渣孔能使加工的孔有大的深度直徑比，并能夠在加工中將孔底的熔渣排除孔外 。他又補充道 “但是另一方面，沒人能制出小于一定直徑的導管?！币恍┕棠芴峁┲睆叫∮? 英寸的導管可以加工出 英寸的孔。 現(xiàn)在 Makino 公司生產(chǎn)的雙邊墜電火花加工設(shè)備能夠加工出 英寸（ 11微米）的微孔，這種設(shè)備主要用于孔的精加工。 最近， 在日本這種機床的開發(fā)人員用兩分鐘加工了八個這樣的孔，并用四十秒穿透了 英寸厚的碳化鎢板。加工電極為一個銀鎢合金棒，由于電火花加工中在電極和工件間存在放電間隙，所以，所加工孔的直徑會比電極直徑大 英寸。 當加工上述尺寸的孔時，旋轉(zhuǎn)的導棒上包裹著通電的放電導線。精加工時需要一個W 軸附件，用來夾持電極導向的模具，另外還需要一個中間導向件 ，當電極旋轉(zhuǎn)時用來（論文）外文翻譯 10 來防止其 彎曲和擺 動。應用這種加工方式的 機床適合于加工直徑小于 英寸的孔。 另一種墜電電火花加工微型孔機床是三菱 VA10 機床，它用精加 工孔的鉆模附件來裝卡和引導精制導線來腐蝕金屬。伊利諾伊州的 MC 機械系統(tǒng)公司產(chǎn)品加工經(jīng)理丹尼斯德利說：“這是一種標準的電火花加工，但是借助于安裝在機器上的附件，我們同樣可以加工細孔?！彼€補充說在電火花加工中用 2020 轉(zhuǎn) /分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的導線可以加工小于 英寸的孔。 鎢電極電火花加工 電火花加工是一種典型的慢加工，加工微孔時這表現(xiàn)得也很明顯?！半娀鸹庸し浅Ｂ⑶译S著加工精度的增加而減慢” Midvale 公司 （ Midvale 公司 是一個 位于猶他州，主要生產(chǎn) 24 伏低壓電火花加工設(shè)備和基于精密電火花加工 的公司） 的總裁迪恩約根森說。 鎢電極的生產(chǎn)是應用反極性接法，經(jīng)機械加工、研磨加工使之直徑達到 10 微米、粗糙度為 英寸。應用 10微米的電極能加工 到 11 微米的孔，并能加工盲孔。用于加工最小孔的最大工件厚度為 英寸，加工 50微米直徑的孔時工件的厚度能達到 英寸。 在 激光加工 之后用 電火花加工 是生產(chǎn)高精度孔的一種比較不錯的方法，約根森已經(jīng)決定重新研發(fā)最好的加工設(shè)備?！拔覀冃枰匦卵邪l(fā)所有電子控件、程序軟件和機械。”約根森說重新研發(fā)這些軟件和 機械需要花費 180， 000 到 200， 000 美元。 車間里的多數(shù)精細加工為 100 美元 /時，包括特殊金屬的電火花加工，如： X射線加工金和鉑、光加工不銹鋼、陰極射線加工鉭和鎢。約根森說道，電火花加工還適合加工半導體材料，如聚晶金剛石。 光加工 除了硬質(zhì)合金和鎢電極外，光也是一個不錯的微孔加工的“刀具”材料。雖然大多數(shù)用來鉆孔的激光都是處于紅外光譜范圍，但是據(jù)賓尼法尼亞州的 Ex One Co., Irwin,公司的激光技術(shù)主管蘭迪吉爾摩介紹，他們采用是綠色光柱的超脈沖技術(shù)。不像其他種類的微加工光束，超脈沖是一種納秒級激光，它綠色光束的波長為 532 納米。這種技術(shù)產(chǎn)生的激光一對脈沖時間為 4 到 5 納秒，每對脈沖的間隔為 50 到 100 納秒。這種技術(shù)的加工方式成倍的提高了加工效率。“與其他激光加工相比，這種技術(shù)大大的提高了金屬去除率”吉爾摩說：“由于這種激光脈沖短，所以很大程度上減少了對工件材料的熱損傷” 超脈沖激光加工空的最小直徑為 45 微米，不過這種加工最常用在 H 系列鋼材料的柴油機噴油嘴 90 微米到 110 微米孔的加工 。吉爾摩提到，根據(jù)排放標準的要求這種孔的直徑要縮小到 50微米到 70微米，因為越小的孔越能使燃料充分燃燒。 另外，這種技術(shù)加工的孔還帶有一個負的錐度，就是入口直徑小于出口直徑，這有利于燃料的流動。 （論文）外文翻譯 11 這種技術(shù)的另一種常用的應用是在航空渦輪葉片上打冷卻孔。雖然葉輪的只有 到 2mm 厚，但吉爾摩解釋說，這種孔要帶有 25176。的入口傾角，以使冷空氣貼著孔壁流動，更好的起到冷卻作用，這就是說鉆孔的長度會達到 5mm。他說：“溫度是航空發(fā)動機的主宰，葉輪運行的環(huán)境溫度越高，燃料的利用率越高，得到的推理推力越大。 為了加強這技術(shù)的競爭力， Ex One 公司研發(fā)了一種專利材料，將這種材料注入中空的部件體內(nèi)，可以防止光柱對所加工孔以下壁體的燒傷。光加工之后，可以將這種材料完全清理掉。 “光加工的一種缺點是，光柱在遇到另一個實體之前就會一直傳播”吉爾摩說：“加工柴油機噴油嘴時，這會損壞相對壁的內(nèi)表面”。 超脈沖加工設(shè)備的價格為 650， 000 到 800， 000 美元，雖然這要高于電火花加工設(shè)備，但是光加工不會用到電極。“激光加工用光作刀具”吉爾摩說：“它節(jié)省了電極的開支”。 根據(jù)其應用的不同，機械鉆削加工、 插銑、電火花加工和光加工在微孔加工中都占有一席之地。牧野公司的 Kiszonas 說“用戶也比較向往有更多的微孔加工方法供其選擇 ”。