钻孔
钻削通常在制造过程的后期进行，之前的工序已经提高了初始零件的价值。钻削应用看似简单，实际上却是一种复杂的工序，在此过程中，刀具一旦发生故障或超出其能力范围，就可能造成严重后果。
钻孔的初始考虑因素
1. 孔
钻孔的3项基本要素是：
- 孔径
- 孔深
- 孔质量
孔型和精度要求会影响刀具选择。钻削可能受到不规则或斜进刀/退刀面以及交叉孔的影响。
孔型
通孔
盲孔
倒角孔
阶梯孔
入口孔
出口孔
交叉孔
- 带螺栓间隙的孔
- 带丝杠螺纹的孔
- 沉头孔
- 配合良好的孔
- 用于管件的孔 (热交换器)
- 形成通道的孔
- 去重平衡孔
- 深孔/冷却液孔
2. 零件
对所需的孔进行分析后，查看工件材料、零件形状和数量。
工件材料
- 材料是否具有良好的断屑性能？长切屑还是短切屑材料？
- 切削加工性？
- 材料硬度？
- 合金元素？
零件形状
- 零件是否相对孔对称旋转 (或者说孔是否能使用固定钻头加工)？
- 零件是否稳定？或是否存在可能导致振动的薄壁部分？
- 零件能否安全固定？需要考虑哪些稳定性问题？
- 是否需要加长刀具？是否需要使用长刀具悬伸？
数量
批量大小会影响使用哪种钻头。
- 大生产批量 - 使用优化钻头、定制钻头
- 小生产批量 - 使用优化了通用性的钻头
3. 机床
知道如何在机床中执行安全的高生产率钻削工序非常重要。机床影响下列选择：
- 工序类型
- 要使用的刀柄和/或夹套类型
务必考虑以下几点：
- 机床的整体稳定性，特别是主轴
- 对于小直径孔加工，主轴转速 (rpm) 是否足够？
- 冷却液供应。冷却液流量对于大直径钻头是否足够？
- 冷却液压力对于小直径钻头是否足够？
- 工件夹紧情况。是否足够稳定？
- 卧式还是立式主轴？卧式主轴能够实现更好的排屑
- 功率和扭矩。功率对于大直径钻孔加工是否足够？如果不够，能否使用套料钻？或能否替代使用铣刀进行螺旋插补铣？
- 刀库内的空间是否有限？此时，台阶与倒角钻可能是一种合适的解决方案
刀柄
生产率的影响因素不仅包括材质和槽型，还有刀柄及其牢固、精确的夹紧能力。一定要使用尽可能最短的钻头和悬伸。
考虑使用为所有金属切削工序 (包括所有孔加工方法) 设计的模块化工具系统。通过这类系统，可在不同的应用和机床中使用相同的切削刀具和接杆。这使得对于整个机床车间可以通过一个刀具系统实现标准化。
刀具跳动量
最小刀具跳动量是成功钻孔的必要条件。跳动量应不超过20 μm。对准的同时必须确保：
- 较紧的孔公差和直线度
- 良好的表面质量
- 持久稳定的刀具寿命
方法选择
扩孔 - 策略
所有方案一把刀具解决
- 阶梯钻削/扩孔
- 钻头类型4/5
优势
+ 定制刀具
+ 最快的方法
劣势
- 不太灵活
双刀具解决方案
优势
+ 标准刀具
+ 相对灵活
劣势
- 两把刀具
- 需要两个刀位
- 更长的生产周期
阶梯和倒角钻 - 单钻头策略
钻头类型1
标准
钻头类型2
双直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分和倒角。非钻体直径切削
钻头类型4
双直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分、倒角和钻体直径切削
钻头类型5
三直径钻头 (导向部分 + 阶梯 + 钻体直径)
带导向部分、阶梯和倒角。非钻体直径切削
钻头类型6
三直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分、阶梯和倒角以及钻体直径切削
钻削工序
选择正确的刀具可以让你单孔成本达到最低且满足孔质量要求。孔的类型不同，需要考虑刀具的因素也不尽相同：
- 小到中等直径的孔
- 大直径孔
- 深孔
- 微型孔
小到中等直径孔钻削
钻削小到中等直径孔时，有3种不同的钻削解决方案可供选择：整体硬质合金钻头、可换头钻头和可转位刀片钻头。孔公差、长度和孔径是在选择钻头类型时需要考虑的3个重要参数。每种解决方案都具有其在不同应用中的优势。
大孔钻削
以有限的机床功率进行大孔钻削有3种方案可供选择：
- 使用套料钻
- 使用镗削刀具扩孔
- 使用铣刀进行螺旋插补铣
进行大孔钻削时，零件和机床的稳定性都很重要。机床功率和扭矩也是限制因素。从生产率的角度来看，钻削刀具是最佳选择 - 速度比通过螺旋插补铣孔快5倍。然而，套料钻只能用于通孔应用。到目前为止，铣削刀具对机床功率和扭矩的要求最低。
深孔钻削
导向孔钻削
导向钻设计用于与深孔钻一起使用，以实现最高钻头定位精度和最小孔跳动量。
速度和进给
与深孔钻一起使用时的推荐速度和进给的计算值可确保同时实现理想的刀具寿命和最高生产率。推荐的速度和进给量可提供良好的试切起点；每种应用都可能需要对速度和进给量进行调整，以获得最佳结果。
微孔钻削
速度和进给
进行微型钻孔时，使用推荐速度和进给，可确保同时实现理想的刀具寿命和最高生产率。推荐的速度和进给量可提供良好的试切起点；每种应用都可能需要对速度和进给量进行调整，以获得最佳结果。
冷却液
冷却液压力是微孔钻削中的一项关键因素。冷却液压力或冷却液流量不足可能导致刀具过早发生故障。强烈推荐使用较高的冷却液压力。推荐的典型冷却压力值应介于40-70 bar之间。
