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英文原文 in n is to be to in so of it is to a in as In 1on is 1. of is in to of or in or to or on of be a of in mm in a be on to be of is to In in of to of is is as of 1 it of on of of is a 2 of In It up of to of on is an to of on 3 4, In it of on in of is in mm in of on is 2. wo . . of of C 165 210 of cm/C 9105 05 1 124 % 40 23 9 157 03 118 , is in is an is in in 00 0 mm .8 3. he is is an A at of 2,500 of is by a of a on A of is a at of in A to of to is 250 2,500 mm/s. in in of is to is a of a In a 0.3 no A of on so m. of in Of of of of of on of on of by 4. of on by a of is by An of of is at of x,y) of 8 on on 8 of of to is is a in is of is as x2+x+=0 (1) to of q. (1) xi,in is vi is (2) , B, C q. (1) as of of vi of by In N=18. (3) x0,of of rm as to An is 1, 1 12,500 mm/s. is by 5. of of is by of is ri at xi,is of x0,(4) 5) as (7) is by rm in is of q. (6). ri=ri (8) of on is by i. (9) ri i is 2 as a in as 1 on is in it is of in mm is to by 5. of is of is 0 m. 2 is in at at as it is 0.8 mm as of or 3, 4, 5 6. of in in is is At a to of 6 is is As to in is of of of is at As a it is of is is m 2,500 mm/s. of is 00 m is 1250 is mm/s). is 6 to is in to a on In it is to a in so as to a An of of OM EI is 7. It is in in EI is to is a of is OM in as . to EI be OM 7 be 6. in OM EI a mm in be on by be is is is is it is of is in is it is be in in 1 of in of 4 (2002), 23172336. 2 M. . a 4 (1995), 4060. 3 in of 7 (1997), 1097110. 4 E. on in 48 (2004), 186195. 5 M. Y. . On of of 7 (1961), 816823. 6 on of on of 9 (1957), 191231. 中文译文 小孔钻在工程塑料片材方面及其精度估算 摘要 在最近的制造 流程中 ，小直径钻孔由于其良好的特性 经常被使用 。钻 孔工艺能够轻易的适用于大部分尺寸 ，加工精度，加工点孔，等等。许多 有小直径孔的 机械零件， 是 使用优质金属 材料 和机器特性制造出来的 。然而，在最近的加工技术 中， 钻一个直径小于 1 毫米的孔 也 是不容易的。在这份报告中，直径为 1 毫米的孔在两个工程塑料板材的钻孔和钻孔的精度进行了讨论 。 关键词 ： 小直径孔；钻 孔 ；工程塑料； 加工精度 在各种材料中都存在 小直径孔的加工， 根据数据 趋势 或从电 子设备 中反映 零件 部分 的 高精度，医疗器械、纺织机械。许多技术投入实际使用，包括钻 孔 ， 超声加工 ，电火花加工，电解加工，激光束加工，电子束加工，液体或磨料喷射加工，化学消隐。根据工件材料，加工精度，和 尺寸 的大小， 可以选择小直径钻孔的最佳工艺 。在这些不同的加工工艺 中 ，钻 孔工艺 可以很容易地处理 大部分的加工情况 。 但是 ，钻孔直径小于 1 毫米 时有 一些困难的问题。例如，一个大的负载不能放在小钻头 上 ，由于其较低的强度和刚 度。因此，每单位钻 孔 旋转进给速度必须设置小。 由于其小的钻孔区域， 钻屑的去除是 一个困难的问题 。 在许多情况下，与碳钢相比工程塑料 被使用 用于制造各种机械零件（即，拉伸强度与密度的比值） 是 因为他们轻和具有较高的强度。同时，工程塑料材料成本 拥有 竞争 性 ，其加工性 能较好。 以这些 问题为背景，研究了工程塑料的正交切削 1 和建议在工程塑料的 弹性 性质 切削力的大小和加工表面的表面粗糙度的影响。 有一份关于工程塑料加工的审查报告 2。在这篇综述 报告中 ，钻 孔过程也被关注 。指出 出对于工程塑料钻孔由于钻孔过程中的切 屑的累计而导致的材料过热 。最近，一些实验已经尝试在 钻孔中使用 玻璃纤维 来 增强塑料片材 3 ，钻 孔 过程中的轴向力和扭矩进行了测量。在这些论文中，当孔直径约 5 毫米，分层现象 会 减少钻孔的完整性。 但是 ，在工程塑料小钻孔精度调查 尚未解 决。 在这个报告中， 1 毫米的小直径孔在两个典型的工程塑料板材的钻孔，主轴转速和进给速度对精度的影响（半径误差）估计。 在两个典型的工程塑料聚甲醛（ 聚醚酰亚胺（ 材料特性列于表 1。 表 1 工程塑料加工件的材料特性 性能 单位 重 率 % 点 C 165 210 线性热膨胀 cm/ C 9 105 105 拉伸强度 1 124 聚甲醛是一种明确的工程塑料材料。主要原料是缩醛共 聚物和均聚物。聚甲醛具有良好的疲劳性能和加工性能。许多凸轮，导板和线路是聚甲醛制成的。非常高的精度是在这些加工零件所需要的。 具有优良的热特性的无定形工程塑料。特殊的电气部件，例如，绝缘子，连接器，是由 成的，它在较好的机械强度而机械加工性能不如 越。 工件尺寸为：长 100 毫米，宽 50 毫米，厚 米 。 钻孔机用于小直径的孔，并配有自动送料机构。位于主轴的最高位置，驱动主轴高频感应电动机。最大主轴转速为 12500 通过转速表测量钻孔时主轴的钻速 ，计算数量的激光束反射胶带粘贴在三爪卡盘。 伺服电机通过钻头进给驱动主轴进给运动。进给是无级的，百分表安装在主轴头上计算在主轴轴线方向的运动长度。秒表是用来测量这个长度所需的时间。长时间的移动率是每单位时间的实质性的进料速率。 主轴转速变化在 1250 和 12500 转之间 。而且每单位时间的进料速率变化 秒。 主轴转速保持在每单位时间的进料速率之间变化。因此，每单位钻旋转进给率变小，在钻主轴速度增加。 钻床主轴一端连接到三爪卡盘。这里使用的钻机是由高速钢制成的直 径为 1 毫米常规麻花钻。在一些额外的实验中， 米直径的钻头也会被使用。这类钻孔没有表面处理。在旋转中用百分表估计在三爪卡盘钻偏转精度。特别注意使钻挠度小于 5 M。 同样的钻五孔的主轴转速和进给速度相同的切削条件下。另一个钻用于钻一个切削条件下。当然，这些演习的尺寸精度存在于上述尺寸的散射。任何证据表明钻头的磨损和切屑在五孔钻后无法辨认。 以前提到工程塑料工件通过夹紧螺栓的安装在钻机底座的。没有切削液。 1 毫米直径的钻孔工程塑料片由上述过程不是几何真界，但有 一个小的径向偏差。钻出的孔的形状精度是通过以下过程估计。 光学显微镜配备数字测量装置测量钻孔的形状。显微镜的十字线设置在孔的圆周上。然后，孔的坐标（ x， y）在圆周上读。把圆周分成 18 等份，然后重复相同的测量是在每个点在圆周上。用这 18 组实测的坐标，圆周的方程，紧密地配合到钻孔的计算中。这就是所谓的最小二乘圆，并在计算中，应用最小二乘法。 最小二乘圆方程如下： x2+x+=0 (1) 拉伸（屈服点） % 40 23 弯曲强度 9 157 弯曲弹性模量 压强度 03 118 丝兰冲击值 J/m 74 42 罗克韦尔硬度 M 19 127 由于孔的形状误差，方程的右手边（ 1）不为零时，由上述测量坐标（ 代。在这种情况下，剩余的 程如下： (2) 在这里，系数 A， B， C 在式（ 1）确定为的平方值的总和为最小值 些系数的值是通过求解线性方程组得到。在计算中， n = 18。 (3) 此外，坐标（ 最小二乘圆，圆心和半径 下： 对应于上述过程，介绍了最小二乘圆。一个例子是图 1 所示，在工件材料 头直径： 1 毫米，主轴转速： 12500 转速，进给速度： 米 /秒最小二乘圆是由虚线表示。 图 1 最小平方圆示例 钻出的孔的加工精度是由半径误差的最小二乘圆法估计得到的。在这里得到半径误差的计算过程。 在每个测量点的半径 从最小二乘圆心坐标（ 到的。（ 4）和（ 5）如下： (7) 然后，半径误差由下列公式计算。方程中的参数的 出了方程组的最小二乘圆的半径（ 6）。 ri=ri (8) 同时，圆周上测量点的位置是通过以下的角度 i 代替的 (9) i 之间的关系从上面的方法得到如图 2 所示为一个半径误差曲线。图中的钻孔条件如图 1 三个凹陷和凸起在圆周上公认的同一。然后，所钻的孔的形状近似三角形。在其他钻孔条件的其他工件材料得到了相似的结果。此 外，可以看出，钻出的孔的圆周在附近存在 米的最小二乘圆。该孔的形状相似，通过所谓的钻机行走产生的现象 5 。最小二乘圆半径略大于所述钻。它们之间的区别是约 10 m。 图 2 的结果是在钻头进入工件在测量得到的。小钻头形成小毛刺和精度测量是不能进行的。然后，毛刺被强行去除并测量精度。确定了几乎相同的精度，由于工件较薄（ 米厚）。 图 2 加工误差曲线示例 图 3 半径误差的进给速度效果图 (聚甲醛 ) 这些半径误差被重新排列为主轴转速或每个工件材料的进给速率函 数。结果如图 3，图4，图 5 和图 6。误差线表示实验数据的分布范围。半径误差变小双曲与进料速率的增加而变大，随主轴转速。小直径钻头试验和抗弯刚度低。旋转切削速度几乎为零的点附近凿。在这一点上，钻有只有一个小的轴向速度对应于钻头的进给运动。因此，当进给速率小时穿透速率也相当小。正如上面提到的，行走现象造成了钻孔尺寸小的误差。这种现象是由小的穿透率的影响时，小的进给速度和主轴转速进行大。因此，该钻头对工件的定位精度在小的进给率和大的主轴速度不是很好 图 4 半径误差的进给速度效果图 (聚醚酰亚胺 ) 图 5 半径误差的主轴转速效果图 (聚甲醛 ) 因此，它应该是半径误差变大。例如，穿透率，即每单位钻头旋转进给速度，大约是 2 时钻头转速为 12500 转速和进给速度是 秒。当钻头主轴转速是最小的（ 1250 进给速度是最大的（ 米 /秒）时 穿透率约为 100 时 图 6 半径误差的主轴转速效果图 (聚醚酰亚胺 ) 旋转速度变得很高时造成半径误差更大的一个原因是，颤振 6 与钻头动态特性可能有关。然而，小 的钻孔尺寸误差和单位钻头的旋转对应的主轴转速，进给量的增加相对下降对半径误差影响较大。总之，钻一个小洞的钻孔情况下保持每单位钻头旋转足够高的进给率是重要的。 在图 7 中给出对于 结果叠加的例子。正是在这图中，在 钻孔半径精度稍差于 一种超级工程塑料。 于 拉伸强度，压缩强度，弯曲强度，弯曲弹性和罗克韦尔硬度，如表 1 所示。鉴于此， 切削加工性可能比 糟糕，结果从图 7 的半径误差得到。 图 7 半径误差的主轴转速效果图 (聚甲醛和聚醚酰亚胺 ,进给速度 s) 小洞钻在两个工程塑料板材的 用 1 毫米直径钻头。对此工件材料能够钻孔。 采用光学测微器读取所钻孔的形状，并计算最小二乘圆，钻孔的精度（半径误差）可以估计。当钻头进给速度小和主轴转速大时半径误差变大。当主轴转速大时单位时间钻头进给速率是比较小的。因此，它应该是钻孔相对于工件的定位精度是不好的，而钻孔条件下，钻头旋转进给率的单位小，半径误差变大。从这一事实，在进给率不低的小的直径的钻孔条件中，这是可取的。 参考文献 1 ，在聚合物加工流变的作用，国际机械科学学报 44（ 2002），页 2317 2336。 2 M. El 新闻学硕士哈什米，塑料及其加工：审查，材料研究学报54（ 1995），页 40 60。 3 碳纤维增强塑料钻一些实验性的调查（ 合材料层压板，国际机床与制造杂志 37（ 1997），页 1097 110。 4 E. 阻尼和工件钻薄的复合材料层合板的分层损伤的影响，材料研 究学报 148（ 2004），页 186 195。 5 M. Y. H. 钻走的现象，机械交易的 27（ 1961），页 816 823。 6 各种因素对钻头性能的影响实验，美国机械工程师协会 79交易（ 1957），页 191 231。
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