小孔加工方法介绍

文章出处：本站　　责任编辑：Editor　　人气：4018　　发表时间：2013-11-5 11:36:03　　【大中小】

产品现已广泛的配套和应用于航天、军工、医疗、生活、生物工程等各个领域，人们不仅对于提高小孔加工质量精度、加工效率以及降低成本都有着迫切需求，在航空、航天制造业中，频繁应用到众多带有小孔的零件，而且对小孔的精度要求也是越来越高，被加工零件所采用的绝大多数材料是难加工材料，其中包括硬质合金、 font-weight: normal;">能加工任何导电材料的各种不同截面形状的小孔,小孔径或槽宽可达5μ，尺寸精度可达2μm，表面粗糙度达Ra0.32μm，电火花小孔磨削可达Ra0.08μm，加工微小孔时电极与工件间无任何的机械力作用，所以可加工薄壁、弹性件等低刚度零件，也可在斜面上加工，还可加工一些弯孔。但是，电火花加工的速度极低，加工的成本比较高，用于加工小孔的电极铜工的电子束功率密度高，可加工高硬度、高强度、高韧性、高脆性、高熔点的金属材料和非金属材料，加工使用的功率密度大约为109W/cm2，能量可集聚成φ1μm以下的光斑，故可加工数微米的孔，孔的加工效率很高，这主要取决于被加工件的移动速度。能实现通过磁场或电场对电子束的强度、位置进行直接控制，便于实行自动化加工，主要用于园孔加工，也可用于加工异形孔、锥孔、窄缝等。该种工艺方法属于非接触加工，因此工件本身不受机械力作用，不产生宏观应力和变形。在真空状态下进行，特别适合于加工易氧化的材料或纯度要求高的单晶体、半导体等材料。该种工艺方法需要一套专用设备和真空系统′宋体′; font-weight: normal;">目前电子束加工的小孔为中1μm?，较适合的加工范围为φ0.04~1.20mm深径比一般为5~10，由于孔的加工效率高，加工材料的范围广，因而获得广泛的应用。如在0.1mm厚的BT20板料上加工φ0.2mm的孔，其加工速度高达3000个/秒。新型航空发动机上万个大小不等的冷却孔也采用数字控制的电子束打孔设备加工，效率很高。在欧盟还出现了在高分子复合材料上用电子束加工微孔的专用设备，将电子枪发射的云状电子束分成数百道小电子束同时对材料进行孔的加工，速度高达5万孔/秒，孔的尺寸为中30~120μm.间，且可随时调整。利用电子束在磁场中发生偏转的原理，使电子束在工件内部偏转，控制电子速度和磁场强度，还可加工出各种曲率的定向弯 font-family: ′宋体′; font-weight: normal;">??机械加工小孔的方法是通过刀具或钻头来完成，是一种历史悠久的传统加工方法，在目前的加工领域应用广泛，在小孔加工领域，常用的机械加工方法是钻削，钻削具有生产效率高，表面质量和加工精度较高，是一种精度、经济和效率都优越的加工方法，但是在小孔加工方面尤其是密集型小孔加工方面任然存在着缺陷，主要原因是钻头直径小，制造钻头都已经相当的困难，又因为钻头直径小，其刚性和强度都明显降低，在机床加工过程中因为摇晃会不断折断。激光加工小孔主要是靠高温烧蚀和光化学烧蚀，与机械加工小孔相比，激光加工小孔的分辨率较高，与材料的硬度无关，几乎能在所有的材料上打孔，不存在工具损耗的问题，但是其缺点是所加工的小孔粗糙度大，孔的真圆度不好，容易变成喇叭孔，孔的口边会有烧焦的毛边，而且孔精度不会很高。其缺点是加工密集型的小孔效率极低，不宜批量生产小孔产品。化学蚀刻工艺是一种新型的金属加工方式，化学蚀刻可以加工世界上绝大部分金属材料，几乎所有的金属材料都可以用化学蚀刻的工艺来加工，无非就是药水的成分和配比的调整问题了，其原理是采用化学药水和金属材料的分子架构进行分解，形成镂空和成型的效果family: ′宋体′; font-weight: normal;">，材料整体的平整度好，当这种密集或不密集的小孔产品需要大批量生产时，蚀刻工艺也可以积极应对。化学蚀刻工艺加工小孔产品时，是不能少的环节需要受到材料厚度的限制。一般情况下，小孔的孔径需要大于材料的厚度，理想的比例是孔径需要是材料厚度的1.5倍，低需要是材料厚度的1.2倍，如果材料厚度大于孔径的时候，就不适用蚀刻工艺来加工小孔了。因为，此时由于化学蚀刻的药剂的扩张性无法满足蚀刻量。

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