微小孔加工技術現狀及存在的問題

目前，製造業中微小孔加工鑽頭的直徑一般為φ00～φ300μm，刀（dāo）具材料為超細晶粒硬質（zhì）合金，WC粒徑大（dà）致在90～000nm左右。過去由於硬質合金韌性不足，鑽頭加工可靠性較差，現在這些缺陷已基本消除，工具的抗折斷性能、剛性和耐磨性等均遠比高（gāo）速鋼鑽（zuàn）頭優越。微（wēi）型鑽頭主（zhǔ）要（yào）用於印刷電路板、燃料噴嘴(內燃機（jī）)、化纖細絲噴嘴等的微小孔加工。被加工材料為GFRP、合金（jīn）鋼、不鏽鋼、特殊陶瓷等。
趨勢
隨著（zhe）移動電話功能的增多，印刷電（diàn）路板線路分（fèn）布日益向密集方向發展，電路板的微孔直（zhí）徑也（yě）更加細小（xiǎo），加工難（nán）度進一步（bù）增大。內燃機燃料噴嘴的（de）發展趨勢也（yě）大致如此。化纖絲噴嘴（zuǐ）的噴出孔小直徑約0μm，噴嘴材料為不鏽鋼（gāng），要求在不鏽鋼上加工出數百（bǎi）至數千個噴出孔，加工難度極大（dà）。
高精度製作微型鑽頭的技（jì）術要求很高，直徑越小，製作越困難。目前，市場上可（kě）見到的硬質合金微型鑽頭中，經過研磨的（de）麻花鑽小直徑為φ30μm，扁鑽為φ0μm。據報道，在研究室裏采用電解磨削（xuē）方式，可製作出φ5μm的極小（xiǎo）直徑（jìng）鑽頭。
工具材料
隨著（zhe）鑽（zuàn）頭小直徑的微細化，要求工具的抗彎強度、剛性、刃尖鋒利度、硬度（dù）及斷裂韌性均應較高，因此，工具廠商不斷研究如何使硬質合（hé）金晶粒更加（jiā）微細化，而且已取得可喜的成果（guǒ）。
存在的問題
目前（qián）市場上銷售的φ00μm以下的微型鑽頭中，尺（chǐ）寸、形狀的偏差極不均勻。例如，對市場上φ20μm的3支鑽頭進行測試的（de）結（jié）果，直徑的平（píng）均值為20.μm，標準偏差（chà）.5μm；芯厚平均值為6.3μm，標準偏差為.7μm，偏差值明顯偏大。當然製造出這樣的鑽頭已經很不（bú）容易，但進一步縮小偏差值，仍是微孔加工需要解（jiě）決的問（wèn）題。
超細晶粒硬（yìng）質合金（jīn）的（de）機械（xiè）性能
WC粒徑：300nm；硬度：902Hv；縱彈性模量（liàng）E：570GPa WC粒徑：90nm；硬度：236Hv；縱彈性模量E：600GPa
另外，在加工孔出口處的毛刺方麵，目前（qián）還沒有非常理（lǐ）想的方法，特別是內燃機燃料噴嘴，要除去微孔出（chū）口處（chù）的毛刺極其困難，製造商（shāng）隻能在鑽孔加工後，采用電解磨削方式，將孔出口處周（zhōu）圍的毛刺去掉，否則將嚴重影響效果。

今（jīn）後發（fā）展方向
()進一步細化WC晶粒（lì），以提高微（wēi）型鑽頭的剛性、硬度和韌性。
(2)采用（yòng）ELID磨削等新技術，使鑽頭表麵（miàn）達（dá）到鏡麵水平，從而使切削刃更加鋒利，切削（xuē）阻力進一步減小，工具壽命大幅度延長。
(3)采用超聲波振動（dòng）切削，提高加工效（xiào）率。小孔加工，尤其是微孔（kǒng）加工，對鑽頭（tóu）施以超聲波振（zhèn）動，可減小切削力，實現高（gāo）速回轉，提高切削效率，並可（kě）取得排屑流暢和（hé）提高鑽入處（chù）孔精度的良好（hǎo）效果。目前的超聲波振動技術，尚不（bú）能很好滿足微孔加工要求，今後（hòu）應開發新型聲波振動技術，並使之（zhī）在微孔加工（gōng）中（zhōng）得到廣泛應用。
(4)毛刺的產生。孔出口處的毛刺和交叉孔加工的（de）毛刺均（jun1）極難去除，必須對鑽頭形狀加以更大改進和調整加工孔出口處的切削條件，才能有效毛刺的產生。
(5)開發減小鑽頭振動的夾持係統。鑽頭安裝在機床主軸夾具上，應保證振（zhèn）擺精度在μm以內。鑽頭直徑越小，剛性越低，振擺失控將大幅度縮短工具（jù）壽命。因此，必須開發減振性能良好的夾具，將其與微型鑽（zuàn）頭相配合，以提高微小孔加工的精度和延長工具（jù）壽命。 

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