解决小零件加工的挑战行业资讯

随着技术规模的缩小，制造商必须生产具有更小、更复杂零件的工具。

在本文中，Sandvik Coromant解释了其新型 CoroDrill 系列微型钻头如何帮助制造商在应用越来越小的时代提高生产率和刀具寿命。

“如果你不能把小事做好，”退休的美国海军上将和作家威廉·H·雷文写道，“你永远不会把大事做好。”这种说法当然适用于小零件加工，小型电子元件的优势使医疗、汽车、电子和航空航天等一系列行业受益。但是制造商是否可以更好地生产更高效、更经济的零件?

技术专家经常预测摩尔定律的终结，这是工程师和英特尔公司创始人戈登摩尔的著名预测，即集成电路上可以制造的晶体管数量每两年左右翻一番。

1965 年，摩尔预测到1975 年，集成电路上的电路数量将翻一番，达到令人难以置信的 65,000 个。当这一预测被证实时，摩尔定律成立，并被麻省理工学院 (MIT) 描述为“过去半个世纪最伟大的技术预测”。

摩尔定律已成为计算机行业的一条黄金法则，因为英特尔和三星等最大的电子设备制造商继续在医疗、汽车、电子和航空航天等应用的每平方微米中挤入越来越多的功能。

越小越好

小型现代设备的优势在电子产品中最为明显。更小的数字电路可以在更短的时间内完成更多的处理，更小的晶体管可以在相同的体积中包含更多的存储空间，而屏幕显示器中更小、更多的像素可以实现更高的分辨率。以微创手术的上升趋势为例，这需要更复杂的手术工具和医疗设备，以最大限度地减少外科医生的切口大小和程度。

但是摩尔定律的终结呢?电气和电子工程师协会 (IEEE) 的一项路线图计划预测，摩尔定律将在 2025 年左右结束，因为工程师已经到了无法开发具有更小和更多晶体管的芯片的地步。

其他分析人士认为，摩尔定律的终结不会是进步的终结，而是会为新的创新打开大门。这包括来自 IBM、谷歌和英特尔等公司的新量子计算设计或石墨烯晶体管，根据美国大学的研究，其工作速度比传统硅晶体管快 1000 倍。

有一件事是确定的，随着技术规模的缩小和复杂程度的提高，制造商必须生产具有更小、更复杂零件的工具。这就产生了对生产直径小于 3 毫米的孔的日益增长的需求——也称为微钻孔。

在困难的材料中走向微观

微型部件制造商可以在多个行业中应用微型钻孔——它们包括医疗、通用工程、电子、制表、汽车、石油和天然气以及航空航天。该技术用于生产各种组件，从液压阀、表壳和医疗设备到手术器械、电气连接器、电子设备、执行器、传感器、导航系统等。

为应对这些多重挑战，Sandvik Coromant于 2021 年底在其产品系列中推出了两个新的微型钻系列：采用 -XM 槽型的 CoroDrill 462 和采用 -GM 槽型的 CoroDrill 862。新的几何形状提供了广泛的切削直径和长度，每种刀具的设计都是处理小零件行业的精密加工的理想选择。

电子元件制造商不仅面临日益小型化的挑战，而且这些元件通常由难以加工的材料制成，例如铬镍铁合金、不锈钢和钛，这些材料必须保持最高的元件质量——光纤连接器的完美表面光洁度。

为应对这些挑战，采用 -XM 槽型的 CoroDrill 462 和采用 -GM 槽型的 CoroDrill 862 旨在为具有挑战性的材料(包括 ISO P、M、K、N、S、O 和 H)提供出色的性能。钻头具有卓越的耐磨性属性还有助于制造商应对不断上升的压力以降低制造成本。

除了 CoroDrill 862 微型钻头的生命周期优势之外，客户还可以选择购买带有多晶金刚石 (PCD) 脉形切削刃的微型钻头。Sandvik Coromant基于对铂金微型零件 PCD 钻头的成功测试发现，PCD 的耐磨性比整体硬质合金高出 100 倍，此外，与整体硬质合金刀具相比，PCD 精度更高，公差更小。

Sandvik的工程师建议寻求在钛、铝、玻璃和陶瓷等众所周知的难加工材料上钻孔的客户，应考虑在这些苛刻应用中延长刀具寿命的 PCD。

还有冷却剂的重要性。与宏观应用一样，在使用微型刀具进行深孔钻削时，提供优质的冷却液以有效排出切屑至关重要。 CoroDrill 462 能够使用外部冷却液钻孔高达 6 x D，而 CoroDrill 862 在使用外部冷却液时可以轻松钻孔高达 9 x D。对于 1 毫米及以上的钻孔直径和高达 16 x D 的孔深度，还可以使用全冷却液选项。冷却液的直接效果是延长刀具寿命并降低卡屑风险。

三局两胜

CoroDrill 862 在性能测试中与其他两种钻头进行了基准测试。一个是Sandvik Coromant的上一代 CoroDrill R862 钻头，另一个是主要微型钻头竞争对手的工具。

每把刀具都可用于 DMG Mori Multitap 700 铣削中心，用于在 ISO M 316L 不锈钢工件上钻盲孔——这是一种在生产率和刀具寿命方面都面临挑战的坚韧材料。在所有三种情况下，切削直径 (Dc) 为 2.5mm，速度 (vc) 为 40m/min，进给速度 (fn) 为 0.04mm。

结果显示，与其他两种钻头相比，新一代 CoroDrill 862 微型钻头的刀具寿命和钻孔数量大幅提高。上一代 CoroDrill 862 钻了 840 个孔，而竞争对手的微型钻头只钻了 630 个孔就出现了磨损迹象，而新的 CoroDrill 862 钻了 1260 个孔——与上一代相比，刀具寿命提高了 50%，大幅提高了 100%刀具寿命，超过竞争对手的微型钻头。

CoroDrill 462 和 862 微型钻头均可作为定制的刀具解决方案提供。定制工具的优势在于，可以对其进行定制，以发挥与特定特征或加工操作相关的最大能力。

作为刀具系列的一部分，Sandvik Coromant可以根据直径、可用长度、阶梯直径长度和刀柄直径来配置刀具，供需要定制微钻孔方法的制造商使用。提供大量标准库存品种，交货时间短，可帮助客户最大限度地减少库存。

展望未来，这两款微型钻头都可以支持微型钻孔的新时代，并帮助面临不断创新的一系列领域的微型零部件制造商确保他们始终把小事做好。