CNC 钻孔与解决方案：孔和螺纹是怎么做出来的

• 1
  CNC 钻孔与解决方案实际做什么
• 2
  孔径、钻尖与公差链
• 3
  何时该用钻孔，何时不该用
• 4
  材料对孔质量和刀具寿命的影响
• 5
  钻孔、铰孔、镗孔与螺纹铣削的选择

钻头靠尖端旋转的切削刃去除材料。切削刃后方的刃带贴着孔壁，使刀具保持居中。孔的质量既取决于主轴，也取决于钻头，因为刃带磨损的钻头即使在刚性机床上也会钻出超差孔。

攻丝是另一种运动。丝锥按主轴转速的固定比例进给，即主轴转一圈，丝锥轴向移动一个螺距。在同步攻丝循环中，进给与主轴由电子锁定。没有这种锁定，丝锥会自行拉入切削，螺距就会漂移。

两种工艺有一个共同的敌人：留在切削区的热量。钻头以 3,000 rpm 埋在铝里，产生的切屑会带走大部分热量。重复切削这些切屑会使刃口的热负荷翻倍。主轴内冷或啄钻循环能解决大部分问题。

标准 118° 钻尖会在盲孔底部留下锥形。锥深约为直径的 0.3 倍，因此 Ø10 mm 的孔需要多钻约 3 mm 深度才能避开锥尖。忽略这一点，平底丝锥会在螺纹攻满之前就撞上锥面。

钻出的孔很少正好在尺寸上。切削力会把钻头推离轴线，孔入口处往往略大、出口附近略小。对于必须保持 ±0.005 mm 的孔，先钻小，再铰孔或镗孔到最终尺寸。

螺纹强度取决于啮合，而不是孔。铝中的 6H 级螺纹大约需要 1.5 × 直径的完整螺纹。在 316 不锈钢中，啮合低于一个完整直径就有在载荷下滑牙的风险，因此应增加壁厚或改用更粗的螺距，而不是加长螺钉。

钻孔胜在速度。麻花钻每元去除材料的速度快于任何其他制孔工艺，且无需专用刀具即可处理约 5:1 的深径比。对于过孔、螺栓孔和预钻孔，它几乎总是第一道工序。

深孔会改变算法。超过 10:1 的深径比，排屑失效，钻头会偏斜。深孔钻能保证深孔的直线度和表面质量，而带啄钻循环的常规钻孔在约 8:1 以内仍更便宜。

镗孔是紧公差的答案。单刃镗头一次走刀即可修正位置、圆度和尺寸，轻松保持 ±0.005 mm。它速度较慢且需要预钻孔，因此只在图纸要求时使用。

螺纹铣削适合大螺纹或难加工螺纹。螺纹铣刀用一把刀具切出螺旋线，可加工其范围内的任意直径，并能在丝锥会折断的材料上加工出螺纹。批量生产中的小螺纹，丝锥仍然更快。

6061 和 7075 铝切削快，能承受高主轴转速。软牌号会在钻尖刃口上形成积屑瘤，使孔超差且粗糙。增大前角、抛光排屑槽可减少这种倾向，入口处加小倒角能保持刃口干净。

304 和 316L 不锈钢会在切削刃下加工硬化。钝钻头会摩擦而不是切削，每走一刀，表层下方就更硬。保持每转进给足够高，以留在硬化层之下，绝不要让刀具停留。

Ti-6Al-4V 和 Inconel 718 导热差，热量集中在刃口。切削速度大幅下降，切削液必须到达刀尖，换刀更频繁。这类工件上螺纹铣刀胜过丝锥，因为 Inconel 里断丝锥的取出代价很高。

塑料的表现相反。POM 和 PEEK 会咬住钻头，产生缠绕刀具的长条切屑。锋利、抛光的大螺旋角排屑槽，加上快速退刀，能保持孔干净。