日立工具2007年12月5日推出了微细孔加工用钻头“Epoch Micro Step Borer”(图1)。可以用来加工L/D(深度/加工径)最高达到100的微孔。主要用于汽车发动机中的喷嘴、模具的气孔以及电子部件等。
该钻头的一大特点是刃部长度(沟槽长度)仅为工具径的约5倍。这是以步进式加工为前提设计的。另一个特点是通过增长非刃部(颈部),提高了刚性。
但是,如果缩短沟槽长度,切屑就会流到颈部,并熔敷在颈部。与大多钻头一样,该产品的颈部也比工具径细。因此在沟槽部和颈部之间采用了名为“切屑阻止器”的构造(图2)。阻止器的直径与工具径几乎相同。也就是说,刀刃的外径由尖端向颈部逐渐变细,在颈部前面恢复到原来的粗细程度。
图2:可防止切屑流到颈部的“切屑阻止器”。切屑沿“→”方向流动 该阻止器的作用是,防止切屑朝颈部方向流动,而将切屑存留在尖端部分的槽内。在步进式加工过程中,将钻头上提后,切屑就会从孔中排出。储存在钻头沟槽中的切屑,可以用冷却剂除去。
在铝合金A5052上开50个直径0.08mm、深度4mm(L/D=50)的孔时,每个孔的加工时间仅需5分钟(图3)。另外,在不锈钢SUS316上开直径0.5mm、深度15mm(L/D=30)的孔时,每个孔只需要2分钟(图4)。可以连续钻300~500个孔。日立工具表示,利用放电加工时同样的工件,每个孔需要8分钟,最多可以加工5个孔左右。使用新产品所花费的加工费可比放电加工减少约70%。
图4:加工SUS316时 加工深孔而且希望获得高真直度时,需要钻高精度的引导孔。因此该公司还将上市Epoch Micro Step Borer用的定位钻头“Epoch Micro Starter”。可以用来钻深度为孔径0.6~0.7倍的引导孔。原来的引导钻的尖端比较尖,而该产品是类似与球头铣刀的R形状(图5)。可以开真圆度较高的引导孔。
图5:“Epoch Micro Starter”的尖端形状 使用这种引导钻,在上述加工SUS316时,可以获得0.1mm的真直度。在铜C1100上加工直径0.3mm、深度13mm(L/D=43)的孔时,真直度为0.009mm,孔内面的粗糙度(Rz)为0.84μm。另外,关于工具径为50μm的Epoch Micro Step Borer,由于Starter自身的加工比较困难,尚未准备可以支持的Starter。不过,由于对深孔的要求比较少,利用原来的引导钻就可以实现。
Epoch Micro Step Borer支持的工具径为0.05~1mm、支持的L/D为5~100。颈部长度因用途而异,采用基于订单的“轻松定制方式”(日立工具)。可以在接到订单后1~2周内供货。涂层除TiSiN类的“TH层”外,面向非铁及陶瓷,还将选用不含氢的DLC (Diamond Like Carbon)涂层“s-DLC”。价格为几千~10万日元左右。由于在步进式加工中,加工L/D为50以下的孔时,需要调整上提位置,比如将钻头退回到比工件的端面略高的位置。因此销售时,日立工具还将向用户说明使用方法。(记者:松田 千穗)
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