當前中國機械工廠中的孔加工,仍普遍采用通用機床加專用工藝裝備的生產模式。即仍采用一人、一機、一刀或一套鏜模的方式來完成一道工序,而使用的機床設備又存在著嚴重的四多四少現象,即:低檔的多,中高檔高柔性的數控機床(NC)和加工中心(MC)少;低精度的多,高精度的少;手動的多,自動化的少;單工序的多,復合加工的機床少。所以,中國孔加工的工藝水平和工效低,加工精度差,并且缺乏柔性結構。近十幾年來,隨著中國工廠技術改造的深入和引進技術,以及數控機床和加工中心等高效設備應用的增多,在少數大型國有企業中,一些精密機床的加工精度已達到或接近水平,但從全面來看,工藝水平仍然較低。與工業發達國家相比,中國現有的孔加工精度與表面粗糙度要相差1~2級,孔系的相互位置精度相差2~3倍。隨著新材料、新產品的不斷出現,擺在我們面前的任務是要解決硬、脆、韌、黏等難加工材料的加工,解決精密、深孔、大孔、小孔、微孔和重型零件的孔加工。所以,今后孔加工技術應向著可靠性、長壽命和高效率方向去發展。因而,首先要將新一代高性能、高效率、長壽命的刀具材料(如細晶粒硬質合金、涂層硬質合金、粉末冶金高速鋼、陶瓷、聚晶金剛石PCD、聚晶立方氮化硼PCBN等)設法用于各類孔加工刀具上。例如,日本不二越公司開發的AQUA麻花鉆,用細晶粒硬質合金制造,并涂覆耐熱、耐摩擦的潤滑涂層,在高速濕式加工結構鋼和合金鋼(SCM)時,切削速度200m/min,進給速度為1600mm/min,加工效率提高2.5倍,刀具壽命提高2倍;干式鉆孔時,切削速度150m/min,進給速度1200mm/min。日本黛杰開發出一種用聚晶金剛石(PCD)與硬質合金整體燒結而成的“比夢”鉆(見圖2),用其對機翼零件CFRP(碳纖維強化聚合物基復合材料,厚2.5mm)和鋁合金(A7075,厚2.5mm)的疊板加工時,其切削速度可達126m/min,轉速10,000r/min,進給量為500mm/min 。與金剛石涂層鉆頭相比,“比夢”鉆可進行重磨,故它可大幅度延長刀具使用壽命,降低加工成本。寧波鏡博士科技研發的鏡面滾壓刀在孔加工(特別是高表面要求的孔加工)具有的特色。
同時,應加速建立金屬切削數據庫,使切削用量實現優化,充分發揮機床和刀具的效能。還應把微電子技術盡快運用到孔加工技術中來,并逐步向FMS(柔性制造系統)及設計制造一體化CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)方向發展。目前國內不少工廠已把微處理機用于生產中。此外,也要重視開展基礎理論的研究,加強對大孔、小孔、微孔、精密孔和難加工材料孔加工技術的研究工作,采用新的測試手段,探索規律,不斷創新。尤其是要加速對特微孔和超精密孔加工的研究工作,以適應近年來科技進步和生產發展的需要。當前,為了進一步提高孔加工的經濟效益,還應組織并大力推廣一批生產上行之有效的刀具(如機夾硬質合金可轉位刀具、硬質合金單刃鏜鉸刀、精密金剛石或立方氮化硼鉸刀、單管噴吸鉆、CoroDrill880鉆頭、滾壓刀等)和新工藝,如用鉆-鏜鉸-金剛石或立方氮化硼鉸刀替代傳統的鉆-鏜(或擴)-鉸(或磨)-研磨(或珩磨或鏡面滾壓)加工精密閥孔的新工藝。近幾年來,工具行業為汽車和摩托車、高速列車、航空航天、風能和模具等行業開發的各種新型孔加工刀具,如鏡博士滾扎頭,具有高效和創新工藝的特點,對推動這些行業孔加工技術的進步起到重要作用。如Guhring公司推出的加工鋁合金缸蓋用的成套孔加工刀具(包括導管孔閥門座復合鏜刀、階梯孔鏜刀、整體硬質合金直槽鉆、階梯鉆、锪鉆等);MAPAL公司開發的Mega高速鉆頭,可在不降低刀具使用壽命和鉆削質量的情況下,將鋼件切削速度提高到200m/min,進給率提高約25%,鉆削作業時間可縮短60% ~70%;德國沃好特公司推出的一款粗精復合鏜刀,它采用了模塊化結構,可完成ф3~ф2000 mm孔的粗精加工,適于各種孔形狀的加工要求,這款鏜刀的鏜頭由于使用了輕鋁結構,相比鋼制件其重量減輕了60%,能滿足風能設備外殼各種孔徑尺寸的加工要求,加工出的孔尺寸精度可達H7~H5級。必須指出,工業發達國家在孔加工技術方面發展十分迅速,孔加工方式亦從單一的機械加工轉向電加工、物理加工(激光、超聲)、化學加工及復合加工,加工精度的位級日益提高,表面粗糙度值日益減小,并正向著高度自動化方向去發展。鑒于我們之間的差距。建議成立跨行業的孔加工協會,交流行業信息;同時積極引進國外的新技術,加強孔加工機床、孔加工刀具與刃磨機床等生產基地的建設,積極采用數顯、數控設備,提高制造方法與手段的柔性;還應強化技工培訓和在職職工教育以及技術人員的知識更新,使我國的孔加工技術盡快趕上水平。
引用注明:鏡博士科技滾扎頭,滾壓刀,數控光機