national jet公司于1937年由微型鉆孔技術(shù)的*john cupler建立。多年前，一個外國鉆頭制造商把自己所生產(chǎn)的zui微型鉆頭送給cupler，并問他是否能生產(chǎn)出如此小的鉆頭。而cupler回答他們的方式是在這個鉆頭上鉆了個孔并將它送了回去。
這些微型小孔只有在高倍顯微鏡下才能看到，許多微小型鉆孔的決定因素也類似于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鉆削加工。每當(dāng)對一項新任務(wù)進(jìn)行評估時，national jet公司首先必須確定zui為有效的孔加工方法。這很大程度上還得根據(jù)加工零件種類、內(nèi)孔直徑、幾何形狀、尺寸精度要求和深度、加工零件的批量大小，以及原來采用的加工方法等。
裝有顯微鏡的手控機(jī)床經(jīng)常被用于科研項目、小批量生產(chǎn)或只需要極少數(shù)的微小孔加工。一些致力于微小孔加工機(jī)床開發(fā)的制造商，大多提供是手控式機(jī)床，這一加工方法要追溯到上世紀(jì)的三十年代。其它的盡管已經(jīng)用cnc工作臺加以改造，但仍然保持著用手工控制鉆頭的進(jìn)給，手動進(jìn)給這樣的微小直徑鉆頭，需要熟練的工人進(jìn)行手工感覺。national jet公司已經(jīng)總結(jié)的許多微小孔鉆削的經(jīng)驗。“我們的熟練的工人操作者事實上都能由‘感覺’確認(rèn)微小型鉆頭是否已被磨鈍。”condor說。
圖1 微小孔加工成了national jet公司的技術(shù)專長。
圖示是一根0.003英寸直徑的人的頭發(fā)，被一個
0.001英寸的微小鉆頭鉆穿通過的圖示。
啄鉆的加工程序在幾乎每一個微型鉆孔操作中都被用到，以保證順利排屑，保證微小孔的質(zhì)量，表面粗糙度和*化鉆頭使用壽命。
冷卻液或輕質(zhì)油用以冷卻和從鉆尖排除切屑。根據(jù)condor介紹，national jet公司生產(chǎn)的大多數(shù)扁平型微小鉆頭所具有的長徑比（l/d）為7:1，而10:1通常被認(rèn)為是仍能保證提供緊密公差的zui大比率。
在一個曲面上鉆一微小孔，需要在零件上預(yù)鉆一微小盲孔進(jìn)行導(dǎo)向，以防止孔的彎曲或“偏斜”。進(jìn)行預(yù)鉆的導(dǎo)向微小鉆頭一般需設(shè)計得很短，具有的zui大長徑比（l/d）為２:1。公司擁有一種的加工方法，可以在很尖銳的工件邊緣上加工微小型導(dǎo)向孔。
對于高生產(chǎn)率加工或?qū)τ谟性S多微小孔需要加工的零件，national jet公司將使用他們的cnc加工中心或車床。手動機(jī)床經(jīng)常用來在將任務(wù)交付新的cnc機(jī)床之前，對加工的工件進(jìn)行試鉆。這樣主要是為了確定在加工的過程中需要更換微鉆刀具的頻率。
該公司新購置的2215 vmc由fadal machining center公司（加利福尼亞州的 hatsworth）生產(chǎn)，經(jīng)主軸孔注入冷卻液，可鉆小于2.5 mm的小孔。這種加工方式，取消了啄鉆方法，因為切屑可通過冷卻液從切削區(qū)順利排除。更小的直徑鉆頭即使沒有冷卻液通道，也可以在這一機(jī)床上使用。零件的定位狀態(tài)可利用傳統(tǒng)的刃口尺或?qū)ｉT設(shè)計的直線度測試儀進(jìn)行檢查和對零件進(jìn)行定位調(diào)試。
l32型瑞士車床由marubeni citizen-cincom公司（新澤西州的 allendale）生產(chǎn)，能提供圓柱體零件的完整加工，包括在一次裝夾中，實行微小孔鉆削。該車床具有兩個zui高轉(zhuǎn)速達(dá)30000r/min的氣動主軸，驅(qū)動微小鉆頭加工。氣動主軸實際上被更多地用來進(jìn)行精密加工小直徑鉆孔而不是超高速加工。該車床還裝備有一個棒料進(jìn)給器，提供較長久的無人化零件加工。
圖2 使用一臺裝備有氣動主軸的瑞士車床
進(jìn)行一般車削、銑削操作和微小孔鉆削。
condor承認(rèn)許多人對微小孔能夠在相對較低的速度下被加工完成感到驚訝，“我們對于直徑為0.005英寸的微小孔，選擇在500～3000r/min的主軸轉(zhuǎn)速下加工獲得了巨大成功,”condor說，“在進(jìn)給量很小的情況下，沒有必要用數(shù)千轉(zhuǎn)每分的主軸轉(zhuǎn)速來加工微小孔。”
鉆好微小孔后的去除孔口毛剌，也是完成好孔加工的一個重要因素。每次鉆孔都有需要清除孔出口處的毛刺。national jet公司通常都采用拋光內(nèi)孔表面和使用一微小鉆頭捅出孔口毛刺至外的手工去毛刺方法。
national jet公司對于難以去除的毛刺，例如小直徑通油孔和非圓形的小孔都運(yùn)用小直徑的鋼絲或通過edm設(shè)備進(jìn)行去除。“但對于小深孔加工，我們一般不使用edm，因為電極容易燒傷小孔底部和產(chǎn)生錐度。”odom說。
圖3 微型 edm 用于管材或其它的去毛
刺和鉆孔都比較困難或無法加工的場合。
national jet公司的edm機(jī)床能夠加工小至0.001英寸直徑的微小孔。除了進(jìn)行微小孔加工，微型的edm機(jī)床還能夠從零件中清除已折斷在小孔內(nèi)的小鉆頭。鉆頭的直徑非常微小，因而折斷是可以理解的。
一些公司的edm機(jī)床都有配備直線電機(jī)，用于x和y軸的工作臺快速運(yùn)動。同時還配備了托盤夾具系統(tǒng)，提供機(jī)外的零件快速裝夾和更換。edm機(jī)床經(jīng)常整夜和周末都在進(jìn)行無人化作業(yè)。的edm機(jī)床具有一套基于pc的機(jī)床控制系統(tǒng)，使原來供cnc加工中心上使用的cam匯編程序，現(xiàn)在能迅速地變更到edm機(jī)床上加工。
微小孔的檢測
national jet公司不是對每個零件上的每個微小孔都進(jìn)行檢測，它實際上是通過nikon視覺系統(tǒng)對每個微小孔進(jìn)行檢測的。該視覺系統(tǒng)能對精密微小孔的尺寸精度和粗糙度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果通過傳遞給用戶。
但對于一些上設(shè)計有微小孔的零件，例如噴絲頭中有幾個幾何形狀精度要求很高的微小孔，用nikon視覺系統(tǒng)是不能檢測的，為此，公司設(shè)計了一個能檢測小孔幾何形狀的新方法。為了檢查微小孔幾何形狀和微小孔的形狀輪廓，national jet公司向孔中注入一個分成兩部分的橡膠泥，當(dāng)橡膠泥成型后，會被從孔中取出，微小孔輪廓和幾何形狀等有關(guān)信息能通過在測量顯微鏡下觀察橡膠模而得到。
圖4 經(jīng)預(yù)加工的噴絲頭零件，能提供很快的零件交付
圖5 用橡膠泥檢驗復(fù)雜微小孔幾何形狀。
以前對于微小孔的幾何形狀精度是無法檢查的。
在一次裝夾中加工
national jet公司所具有的很強(qiáng)微小型鉆孔能力已幫助公司走出zui近的制造業(yè)不景氣的低谷。然而，公司認(rèn)為它必須將這一能力擴(kuò)展范圍到其它的工業(yè)領(lǐng)域，以創(chuàng)造出更好的商機(jī)。“我們的微小孔鉆削能力已在開始目標(biāo)外的工業(yè)領(lǐng)域獲得成功，例如無線電通訊和航空和航天工業(yè)，它能支持我們完成許多其他的r & d項目。”condor 說。“我們的重點(diǎn)仍是不斷增長著的微小型零件的加工市場。”
zui近的經(jīng)濟(jì)衰退也重新堅定了在進(jìn)入微小孔加工市場后繼續(xù)前進(jìn)的決心。我們的微小孔加工，經(jīng)常是整個零件的zui終加工?；蛘甙才旁诹慵慕咏鼁ui終加工工序。”odom 說。national jet公司zui近作了不少努力，向用戶宣傳在一次裝夾中，完成整個零件加工（也稱一次性加工）的優(yōu)點(diǎn)。并購置新的cnc加工中心，將其計劃付諸于生產(chǎn)實際。
這對一個已在制造業(yè)占有一席之地的制造商，跨過以往的專業(yè)界限進(jìn)一步走向柔性化，總是有幫助的。以下是national jet公司總結(jié)出的一次性加工將給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)效益：
◆使產(chǎn)品迅速交付。由一家公司在一次裝夾中，完成整個零件加工，意味著只需很少運(yùn)輸和搬運(yùn)，加工時間集中，使加工產(chǎn)品能迅速交付。national jet公司采用一次性加工方式的*個零件是一個需要車螺紋加工和有一個關(guān)鍵的直徑為0.005英寸通孔的小體積汽化器。公司是在*行完所有要加工的工步后，zui后在零件上鉆出微小孔的。national jet公司為用戶證明了，它只用了原來加工時間的一半，就能在瑞士車床上加工好整個零件，zui終為公司贏得這項生產(chǎn)任務(wù)。
◆快速適應(yīng)新產(chǎn)品設(shè)計變化，這一點(diǎn)也很重要?？焖龠m應(yīng)新產(chǎn)品設(shè)計變化，national jet公司為它的主要的紡織業(yè)用戶，庫存了大量的噴絲頭等零件的粗制品。因為毛毯制造商不能為新的噴絲頭等待一個月的時間。公司采取了預(yù)先下料和粗加工毛坯，一旦接到訂單，能夠迅速地在粗制品上增加微小孔和零件所需的其它幾何特征。
◆一次性加工帶來高的加工精度，極大地減少了多次裝夾造成的安裝誤差，穩(wěn)定地保證了零件的加工精度。避免了以往因零件滿足不了規(guī)格而遭用戶的指責(zé)。
另外，那些進(jìn)行整體零件生產(chǎn)的用戶車間可能不會考慮到那些在二級工序中重要的問題，比如微鉆的深度。
◆特殊經(jīng)驗。national jet公司在其微小孔鉆削方面，積累了許多寶貴經(jīng)驗，它建議，有時通過設(shè)計結(jié)構(gòu)的改造，能使加工變得容易并使生產(chǎn)成本下降。“如果一用戶需要在零件上鉆出一個很難達(dá)到設(shè)計要求的微小孔，建議將圖紙設(shè)計成由一個大孔錐度過渡到微小孔的結(jié)構(gòu)形狀，將會使加工變得容易并不會影響產(chǎn)品性能。”condor說。
一個公司在制造業(yè)占有一個固定的專業(yè)位置固然重要。但是專業(yè)性很強(qiáng)的車間會很快發(fā)現(xiàn)，根據(jù)用戶的市場需要，研究開發(fā)新技術(shù)新工藝，靈活地為用戶提供多種技術(shù)服務(wù)，將對企業(yè)的發(fā)展有很重要的作用。這一多種技術(shù)服務(wù)的繼續(xù)發(fā)展，將會極大地提升企業(yè)在市場的競爭力。