如何提高排孔的加工效率

纪传军

摘 要：随着现代化数控设备的进步科学技术的不断发展，对多孔工件的加工越来越不局限于普通方式的加工，而是更多的追求效率。在下面的论文中将会提出一些方法来探讨这些问题。

关键词：排孔加工；切削效率；加工效率；多轴钻床

1 合理选用机床，提高加工效率

1、加工孔零件常采用一般的数控钻床用普通数控钻床需要依次找出孔的位置，对于多孔的加工就显得效率低了。还无法保证孔与孔之间的精度

2、主轴竖直布置且中心位置固定的钻床，简称立钻。而有多个钻轴的立钻，叫做多轴钻床。

多轴钻床分为两种类型：可调式和固定式。a.可调式：适合加工多样不定性孔件，适用范围较广。适合单件加工量不大加工产品更换频繁的企业。b.固定式：是提高生产效率的最快钻床设备，固定式多轴钻床准确耐用，加工的精度较好。

使用多轴钻床可以多孔一次性加工完成，全程自动化操作，降低了操作工的劳动强度，极大的提高了加工效率和产品质量，减少了企业成本。

2 刀具对钻孔效率的影响

钻头是一种旋转而头端有切削能力的工具，一般分为高速工具钢钻头和硬质合金钢。根据工件材料的不同和孔类型的不同选择合适的钻头才能提高钻孔的效率。

下面就一般孔的加工我们进行比较

1）一般钻孔所用的钻头（如下图）

a.麻花钻的直径受孔径的限制，螺旋槽使钻芯更细，钻头刚度低；仅有两条棱带导向，孔的轴线容易偏斜；横刃使定心困难，轴向抗力增大，钻头容易摆动。因此，钻出孔的形位误差较大。

b. 麻花钻的前刀面和后刀面都是曲面，沿主切削刃各点的前角、后角各不相同，横刃的前角达-55°。切削条件很差；切削速度沿切削刃的分配不合理，强度最低的刀尖切削速度最大，所以磨损严重。因此，加工的孔精度低。

c. 钻头主切削刃全刃参加切削，刃上各点的切削速度又不相等，容易形成螺旋形切屑，排屑困难。因此切屑与孔壁挤压摩擦，常常划伤孔壁，加工后的表面粗糙度很低

2）四棱带钻头

与传统的双棱带的钻头相比，四棱带钻头可以明显提高加工效率和精度。

Giga-Drill钻头就是具有四条棱带和四个切削刃，其中的两个切削刃及其棱带各为一组，分别做粗加工和扩孔加工。通过对两组切削刃的配置和相应的磨削，使钻头具有较高的钻孔效率和精度（可达IT9），可实现高效加工。在实芯铝材上钻孔时，切削速度高达200m/min，进给量达1.5mm/r，并可以得到较高的钻孔质量。

3）空心钻头

在加工较大孔径的排孔空心钻的加工效率将比一般钻头快上许多。钻孔效率是普通钻头的 8～10 倍。当加工一个孔的效率提高了那么将会大大提高整个排孔加工的效率。

3 选择合适的切削液

切削液分为油基切削液和水基切削液两大类

1）油基切削液又分切削油和极压切削油两种。

a.油基切削液主要是矿物油，少量采用动、植物油或混合油所以易变质。它的冷却性能差，但是润滑效果好。

b.极压切削油是通过在矿物油中添加氯、磷、硫等极压添加剂和防锈剂得到。在高温高压下润滑膜不会破坏，润滑效果比较好，防锈性能得到提高。

油基切削液的主要作用减少钻头的磨损，提高使用寿命和表面粗糙度

2）水基切削液分为水溶液、乳化液和合成切削液三种。

a.水溶液主要是软水加适量的防霉剂和防锈剂。冷却效果比较好，适合粗加工及普通磨削加工。

b.乳化液由水和乳化油混合后搅拌形成的一种呈乳白色的液体。

c.低浓度乳化液，适用于粗加工和普通磨削中，主要起冷却的作用。高浓度乳化液，它适用于精加工以及复杂刀具的加工中，主要起润滑的作用。

合成切削液是一种高性能切削液，它是由水、各种表面活性剂以及化学添加剂组成的，具有较好的冷却、清洗、润滑、防锈性能，良好的热稳定性，而且使用周期长。

根据使用钻头材质的不同选用适合的切削液，当钻头为高速钢在低速和中速加工时，最好选用油基切削液或乳化液。在高速加工时，应选用水基切削液。当钻头为硬质合金时，因为硬质合金的硬度超过高速钢，且具有较好的耐磨性能，在选用切削液时，应尽量使刀具受热均匀。一般选用油基切削液为好。

选择合适的切削液可以减少刀具磨损，提高刀具寿命，减少了刀具的装夹，从而缩短了生产时间，提高了排孔加工效率。

4 减少钻头崩断事故的发生

钻孔事故，是提高钻孔效率和节约成本的最大障碍。因此必须防止，让事故的发生率降到最低程度。在事故发生后，能及时进行正确的处理。经验证明，钻孔事故的发生，虽有客观原因，但只要主观上重视，在工作中贯彻执行各项操作规程，熟练掌握技术，认真进行操作，随时采取有效的预防措施，事故是可以减少和避免的。

5 正确维护机床，增加无故障时间

数控机床是机械、电气、液压、气动、计算机技术、控制技术、检测与测量技术、电力拖动技术、PLC等集于一身技术密集型产品。使用者对数控机床平时的正确维护保养，及时排除故障和及时修理，可延长各种元器件、数控系统和各种装置的使用寿命，预防意外事故的发生，是充分发挥机床性能和长时间稳定工作的基本保证。因此，应建立完善的日常维护保养制度，尽量少开或不开数控柜及其他各电气控制柜门，保持散热通风系统正常工作。而且，在使用过程中出现的各种报警应该及时排除，只有这样，才能延长数控加工中心的无故障时间，提排孔加工的使用效率。

6 结束语

综合上述，只要合理选择机床和冷却方式进行冷却，合理选择刀具材料和切削用量，就能在很大的程度提高加工精度和工件尺寸精度，降低其加工成本和节约加工时间，提高加工效率。

参考文献：

[1]《刀片品种和切削液优选专家系统的研究》林勇主编 哈尔滨理工大学出版社