直徑小于3.175mm的鉆頭肤频，通常稱為微鉆。要使微鉆在使用中發(fā)揮高效率，必須考慮一系列因素：如鉆頭本身的各項要素须涕、加工參數(shù)、孔深潦春、安裝的完善性及工件的結(jié)構(gòu)等肚让。要把這些相互影響又對鉆削過程十分敏感的因素處理好，需要有科學的創(chuàng)新精神材哺。

　　Guhring(美國)公司的市場部經(jīng)理Mark Megal說：“在很多場合级嘀，使用微鉆你得邊琢磨邊干『弈Γ”

　　盡管目前工具制造商已經(jīng)在微鉆的材料和幾何參數(shù)方面完成了很多開發(fā)胖讶，不需要每件事都從頭試驗，但是要把鉆削過程中諸多因素都加以很好控制屋嘉，仍然不是一項簡單的工作斯娃。

　　微鉆的長徑比顯著加大

　　眾所周知，鉆頭的長度和直徑之比越大院塞，其彎曲傾向增加遮晚。減小長徑比，可以減小撓曲力拦止，從而避免鉆頭折斷和孔徑誤差加大县遣。較深的孔要求鉆頭有較大的長徑比。通承谧澹孔深超過3倍直徑就是“深孔”萧求，而微鉆的孔深一般都要超過這個限度。

　　如直徑為3.175mm的鉆頭加工孔深31.75mm的孔顶瞒，長徑比達10:1饭聚；而直徑為0.508mm的鉆頭加工孔深25.4mm的孔，其長徑比達到50：1搁拙。所以秒梳，隨著鉆頭直徑減小和脆性的增加，撓曲便成為產(chǎn)生很多問題的根源箕速。而控制鉆頭的脆性酪碘，就要在刀具基體的硬度和韌性之間加以權(quán)衡熏萎。
一般說來，高速鋼鉆頭容許有一定的撓度并能承受相應的彎曲力解夜，但是吃会，高速鋼具有的這種彈性變形能力和較低的硬度，也使其耐磨性降低李狼，從而限制了刀具的壽命炊办。

　　而硬質(zhì)合金則具有高剛性和高硬度，所以能使刀具壽命較長榆模、加工精度較高何哎。

　　M.A.Ford制造公司的鉆削生產(chǎn)部經(jīng)理Joe Kueter指出，硬質(zhì)合金的高耐磨性使其制成微鉆后速度達到高速鋼的3倍积辞，且壽命也能提高拳笨；同時，硬質(zhì)合金的高剛性有助于正確定位和保持孔的尺寸菠卖。

　　然而咏肠，硬質(zhì)合金也不是萬能的，剛性高會使其容易崩裂相种。

　　Guhring公司的現(xiàn)場銷售工程師Peter Jones指出威恼，用M35鈷高速鋼做微型鉆頭，可以在硬質(zhì)合金和普通高速鋼(M2寝并、M7)之間取得較好的折衷箫措。他說：“切削時在孔中產(chǎn)生熱，加上刀具的輾壓食茎，使切削刃變鈍蒂破，并劃出溝道馏谨，最終導致工具損壞别渔。而較高的含鈷量，使M35的抗熱性增加惧互，并能較長時間保持刀刃鋒利哎媚。”

　　此外喊儡，硬質(zhì)合金鉆頭需要仔細地安裝和使用拨与，精確的同心度特別重要，因為不同心造成的側(cè)向負荷會導致鉆頭崩裂艾猜。

　　三菱金屬材料(美國)公司的銑削和鉆削部高級生產(chǎn)經(jīng)理Larry Brenner建議：應盡量在鉆頭旋轉(zhuǎn)的機床(如加工中心)上使用微鉆买喧，他指出，加工中心的主軸能給予鉆頭正確的中心線定位首冒，而車床上工件的偏心會導致鉆頭撓曲榔屈。因此斑宴，假如在車床上使用微鉆，則必須把每個影響同心度的因素事先調(diào)整好亏铭，特別對硬質(zhì)合金鉆頭更要注意窒埃，因其不能適應彎曲變形。

　　假如在車床上使用微鉆闰纪，最好把刀具轉(zhuǎn)塔的安裝孔重新鏜一刀宽考，并且使用可調(diào)式鏜孔刀夾，以便把鉆頭和工件的同心度調(diào)至最佳狀態(tài)畴瓜。
Brenner進一步指出啃碗，要把刀夾的跳動降至最小限度。為此愕匪，應首選熱縮性刀夾盐儿，其次是液壓刀夾。要求刀夾套筒端面處的最大跳動值在0.005～0.0076mm范圍內(nèi)涮较。

　　消除初始定心誤差

　　任何鉆頭工作時稠鼻，開始幾轉(zhuǎn)至關(guān)重要。因為開始切削時狂票，鉆頭承受偏心力候齿。此外，工件表面的不規(guī)則形狀會引起橫向滑步闺属，導致刀具彎曲慌盯、折斷，或者至少是增大孔的偏差掂器。

　　對于直徑3mm以下的鉆頭亚皂，三菱公司建議先用剛性好的定心鉆打一個深度為1～2倍直徑的初始孔。定心鉆的鉆尖頂角應等于或大于最終鉆孔的微鉆頂角国瓮。若定心鉆的頂角較小灭必，則隨后微鉆切入時，兩切削刃比頂尖先接觸工件乃摹，容易引起崩刃禁漓。

　　如果不用定心鉆，則可采用這樣的方法：使微鉆開始切入時的進給量遠低于隨后的正常進給量踪觉。例如鉆頭直徑1.613mm泳寥，孔深12.7mm，正常進給量規(guī)定為0.0508mm/r撕第，開始用0.0127mm/r的進給量推進0.254mm疹神，也可推進到刃帶開始接觸工件，然后再轉(zhuǎn)為正常進給抓深。這種辦法同樣可防止鉆頭滑步掀尊。

　　Brenner指出捏表，微鉆使用中的另一挑戰(zhàn)是要盡量提高轉(zhuǎn)速，以發(fā)揮生產(chǎn)潛力降井，但就最大轉(zhuǎn)速規(guī)范而言镊迟，鉆頭往往走在機床的前面。有的機床在其最高轉(zhuǎn)速下運行隘吆，仍未達到微鉆的最佳切削速度箭溜。例如直徑為1mm的鉆頭，切削速度達到91.44m/min晕石，要求機床主軸轉(zhuǎn)速達到28000r/min桦陨。
被加工材料的硬度，對于確定微鉆切削速度和進給量的初始推薦值有很大影響据途。例如绞愚，M.A.Ford公司推薦：用直徑為1.32mm的整體硬質(zhì)合金鉆頭加工1018低碳鋼(20HRC)時，其切削速度選用91.44m/min颖医，進給量選用0.038mm/r位衩。但是該鉆頭加工塑料和合成材料時，切削速度可達198.12m/min熔萧，進給量達0.127mm/r糖驴。加工難加工材料(如鎳基合金、鈦合金)時佛致，切削速度僅為15.24～18.29m/min贮缕，進給量僅為0.0305mm/r。

　　分步鉆孔序列

　　通常俺榆，鉆削微型深孔采用分步鉆孔序列感昼，即周期性退出鉆頭，以便折斷切屑罐脊，防止堵塞定嗓。分步鉆孔也有助于防止在孔底持續(xù)擠壓，這一點在加工冷作硬化材料時尤為重要状萤。

　　Brenner指出玷仗，一般認為分步切削就得把鉆頭完全退出來洽灿，其實不然撒肉。若采用中斷進給(幾轉(zhuǎn)或短時)，同樣可以斷屑盆述。另外实腹，完全退出鉆頭還易產(chǎn)生喇叭口以及將部分切屑留在孔內(nèi)，所以不得不對其再切削霜铸。這些情況都是不希望出現(xiàn)的滥诀。

　　許多問題往往發(fā)生在鉆孔深度的最后20%這一段內(nèi)沐亏。Brenner指出，這是因為隨著孔的逐漸加深婴可、切屑排出十分困難的原因所致耸挟。具體的解決辦法因工件及材料的狀況而異。應用工程師應按具體情況確定分步切削方案蠕祟。

　　談到加工線路板的微鉆卿捎，雖然從鉆頭材質(zhì)和直徑大小來看，同設(shè)計用于加工韌性材料的微鉆十分相似径密，但是午阵，兩者的切削幾何參數(shù)卻有很大差異。

　　M.A.Ford公司的Kueter指出享扔，雖然經(jīng)過仔細安裝調(diào)試底桂，線路板鉆頭也可用于加工較硬的材料，但Ford公司一般不這么做惧眠，寧肯精心制備適用于韌性工件材料的專門鉆頭籽懦。一個重要的方向是盡量縮短槽長，以提高鉆頭的強度氛魁。Kueter還特別說明猫十，用戶要求鉆削25.4mm的深孔，但我們提供的鉆頭槽長不一定要達到25.4mm呆盖，一般提供槽長為9.525mm或12.7mm的鉆頭即可拖云。

　　Kueter指出，有些線路板鉆頭制成所謂“階梯式柄部应又≈嫦睿”例如，一支直徑為0.1524mm的鉆頭鲜映，鉆削孔深為1.524mm定岳，槽全長也制成1.524mm，但鉆頭工作部分直徑不直接從槽尾連接到直徑3.175mm的柄部袭仲，而是通過一個0.762mm中間直徑加以過渡池膜。對此Kueter認為，鉆削韌性材料時箭基，鉆頭伸出長度應盡量短盘称，所以加一段過渡直徑的結(jié)構(gòu)是不可取的。

　　Kueter還指出芭甚，從幾何參數(shù)的角度來看兔阿，線路板鉆頭通常采用較大的螺旋角，溝槽截面尺寸也較其它微鉆薄少煮。而對于加工不銹鋼和其它難加工材料的微鉆蜕逾，則采用較小的螺旋角和較厚的溝槽截面尺寸碘展。他還指出，為了減小微鉆上的應力挑庶，制成倒錐——直徑向柄部方向減小——是十分必要的言秸。倒錐量一般為0.005～0.127mm。因為鉆頭槽長常小于25.4mm迎捺，所以每25.4mm長度上的倒錐通常為0.0127～0.0254mm井仰。Kueter強調(diào)，只要鉆孔有深度破加，就需要倒錐度俱恶。特別是對鈦合金等加工中出現(xiàn)“回縮”的材料，若沒有適當?shù)牡瑰F度范舀，鉆頭將被膠結(jié)在孔里合是。

　　Kueter介紹了一家用戶為克服鈦合金加工時“回縮”現(xiàn)象的獨特方法：要求工具廠供應的鉆頭鉆尖處徑向跳動處于公差上限，這樣在鉆孔時擴張量較大锭环，工件“回縮”也不至于抱住鉆頭聪全。

　　內(nèi)冷卻效果好

　　實踐證明，采用內(nèi)冷卻鉆頭對提高深孔加工的生產(chǎn)率十分有效辅辩。它的優(yōu)點不僅在于把切削液直接送到鉆尖處难礼，起冷卻作用，而且還能發(fā)揮強制排屑和幫助斷屑的作用墩倔。在孔深大于3倍直徑時涂颠，采用內(nèi)冷卻鉆頭加工時其效果更為明顯，但迄今為止摇皿，內(nèi)冷卻鉆頭往往限于直徑3mm以上的鉆頭俗齿。

　　CooL Jet系統(tǒng)公司的全國銷售經(jīng)理Colin ELdon說，正確使用HPC(高壓冷卻)系統(tǒng)泳嵌，能極大地提高生產(chǎn)率圆滓。他回顧一家用戶的實際例子：鉆頭直徑1.397mm，孔深13.335mm膊抄，工件材料為302不銹鋼存站。以往采用常規(guī)冷卻(壓力為4個大氣壓)，采用鈷高速鋼鉆頭膛逞，轉(zhuǎn)速為1600r/min滚曾，單件工時42秒，鉆頭壽命175件竖习。后來采用雙鉆頭加工新工藝：首先帆摊，采用三菱公司的MZE型整體硬質(zhì)合金定心鉆碱茁，無冷卻裸卫，轉(zhuǎn)速為6000r/min仿贬，進給量0.0254mm/r，定心孔深2.54mm墓贿。第二步茧泪，采用三菱公司MZS型內(nèi)冷卻微鉆，轉(zhuǎn)速9000rpm聋袋，進給量0.0203mm/r队伟，分步切削步長1.397mm，冷卻液壓力達102個大氣壓幽勒。兩支鉆頭的單件加工工時合計為16.5秒(節(jié)省工時60%)嗜侮，刀具壽命增加到875件。獲得如此巨大的好處啥容，代價僅為每個零件刀具費用提高3.3%锈颗。

　　三菱公司的Brenner介紹，該公司生產(chǎn)直徑1mm至3mm的微鉆咪惠，冷卻壓力至少達到68個大氣壓击吱，隨鉆頭上的兩個微小冷卻孔尺寸而變。冷卻孔最小直徑為0.1524mm馁胁，用于直徑最小的鉆頭帖与。為了確保充分的冷卻液流量，必須保證有足夠的壓力六主。對于大尺寸鉆頭架看，內(nèi)冷卻孔直徑達到1.524mm，在68個大氣壓下篱掌，其冷卻液流量達16.4升/分允由，而在同樣壓力下，用微鉆鉆削時的冷卻液流量僅為1.89升/分影虫。

　　三菱公司還建議：冷卻系統(tǒng)應能濾掉尺寸小至5微米的質(zhì)點谒只；使用的精密過濾套，不論采用內(nèi)密封還是外密封跛农，應能在68個大氣壓保持密封橡吗。并建議采用水溶性冷卻液，帶EP類添加劑沼币，如硫胶见、氯等。由于油的粘度為水的8～10倍呛谜，所以不宜采用在跳。

　　M.A.Ford公司最新生產(chǎn)的內(nèi)冷卻微鉆系列(最小直徑1mm)，增加了鉆芯增量，這有助于保證鉆頭強度猫妙。內(nèi)冷卻螺旋孔貫穿鉆體瓷翻，位置可貼近槽的前部或背部。

　　該公司專注于開發(fā)小螺旋角內(nèi)冷卻鉆頭割坠，因為它有助于切屑排出孔外齐帚。Kueter指出，內(nèi)冷卻鉆頭應能大大減少分步切削次數(shù)彼哼，在加工冷作硬化型材料如304或316號不銹鋼時尤其重要对妄。

　　小孔帶來大挑戰(zhàn)

　　Starro精密產(chǎn)品公司是一家從事瑞士式螺紋加工和其它加工服務的公司。在內(nèi)冷卻微鉆的應用方面和M.A.Ford公司有密切合作敢朱。該公司的銷售和制造副總裁Lee Dwyer指出：“必須懂得剪菱，你所選用的冷卻液和刀具幾何角度能帶來什么效果∷┣”

　　Starro公司與眾不同之處就是在某些生產(chǎn)工序上公差保持在±0.005mm陈谜。Dwyer指出，現(xiàn)有的鉆削數(shù)據(jù)喇暴，通常都用于鉆頭旋轉(zhuǎn)的場合牍系，所以Starro公司不得不自行開發(fā)許多適用于螺旋機床和加工中心的微鉆應用程序。Dwyer指出：定心是決竅倍熄，必須使機床處于良好狀態(tài)户寺，主軸徑向跳動要小于0.0025mm；內(nèi)冷卻微鉆的主要優(yōu)點是可提高刀具壽命和切削速度混检。與不用冷卻液的硬質(zhì)合金鉆頭相比抢督，內(nèi)冷卻鉆頭的刀具壽命提高到3倍，切削速度提高30%写并，具體隨工件材料而異喧雹。

　　對于長期應用微鉆的場合，對整個切削系統(tǒng)的每一個要素加以優(yōu)化則顯得格外重要于嚼。

　　Kyocera Tycom公司的工業(yè)用微型刀具分公司全國銷售經(jīng)理Tom Krueger指出：對于小批量生產(chǎn)越名，可使用價格低廉的標準工具。但對于特定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)处监，生產(chǎn)車間應對整個工序流程進行分析和優(yōu)化渺蒿。

　　對于某種特定的工件材料，采用專用的鉆頭彪薛、鉆尖幾何參數(shù)茂装、槽長、螺旋角以及柄部的直徑和長度善延，可以獲得最佳的使用效果少态。若再對使用鉆頭的機床進行認真分析城侧，將會使生產(chǎn)率進一步提高。

　　Krueger列舉一個實例：在一臺特殊機床上彼妻，用一直徑為0.0381mm的鉆頭加工一種不銹鋼醫(yī)用零件嫌佑，工件和刀具的轉(zhuǎn)速均為5000rpm，反向旋轉(zhuǎn)澳骤。由于接受Kyocera Tycom公司建議歧强，對加工過程進行改進澜薄，如調(diào)整機床的同心度为肮，結(jié)果生產(chǎn)率成倍提高。

　　實踐證明肤京，要想提高生產(chǎn)率果喊，就得花時間、金錢腿逞，加上積極工作实朗。例如Starro公司就在設(shè)備和生產(chǎn)工藝過程方面進行了投入，并開展一系列微鉆應用的研究工作汤钻。該公司的銷售副總裁Dwyer指出垮撇，不花費力氣，不會有收獲荡唾。

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