iPod已經(jīng)變成成功占領(lǐng)市場的最流行的小玩意之一酌沥，為蘋果公司帶來大把利潤的同時也把股票價格推向新高。并非只有iPod正變得更小松招，計算機和電視機也不斷地變得更薄呵扛。醫(yī)療設(shè)備的進(jìn)步使得越來越多的微型器械能安裝到我們的身體內(nèi)；甚至是一個極小的照相機能穿行于身體內(nèi)。

    不僅是東西正變得更小今穿，它們被裝配了更多的零件缤灵，能提供額外的動力和功能。微型零件在航空蓝晒、汽車腮出、生物醫(yī)學(xué)、電子拔创、信息技術(shù)光學(xué)和電信等行業(yè)具有各種廣泛的應(yīng)用利诺。

    所有這些產(chǎn)品的開發(fā)都正在對小型部件和產(chǎn)品提出更高的要求。為了不斷降低成本剩燥，這些小型部件中的大多數(shù)使用模具進(jìn)行生產(chǎn)慢逾。這些趨勢對模具制造商提出形形色色新的挑戰(zhàn)，范圍從使用新的太空時代材料到特殊的模具涂層灭红，用直徑0.1mm的刀具銑削零件并獲得亞微米級的精度侣滩。

    同時，微型零件的內(nèi)在復(fù)雜性也為模具制造商帶來新的機遇变擒。每當(dāng)簡單和中等復(fù)雜的模具制造被轉(zhuǎn)移到勞動力成本低的國家時相询，美國和歐洲的模具制造商能轉(zhuǎn)向諸如微型模具和微型銑削等更先進(jìn)的技術(shù)以維持他們的競爭優(yōu)勢。

    小型部件的加工

    為小型零件加工模具的主要挑戰(zhàn)之一是微型零件的加工蹂甥。模具有效區(qū)域的直接銑削和小型EDM電極的制造都對銑削工藝提出極高的要求褒谒。

    與微型銑削相關(guān)的挑戰(zhàn)包括直徑降為100微米(μm)或更小的微型刀具的使用并運轉(zhuǎn)于達(dá)到150,000r/min的非常高的轉(zhuǎn)速。表面質(zhì)量(Ra)需要達(dá)到0.2μm虚缘。而且既然對于如此小的零件和微小的細(xì)節(jié)奕喻，拋光是不現(xiàn)實的，微型銑削要求是一種無需拋光的加工辐轧。

    微型銑削技術(shù)

    為了在獲得微型銑削要求的質(zhì)量和精度的同時摧篱，滿足經(jīng)濟(jì)性的約束條件，整個制造鏈必須優(yōu)化和同步鬼涂。CNC機床松苹、刀具、刀柄羔仅、夾具和質(zhì)量控制設(shè)備的供應(yīng)商都需要以有競爭力的成本來提供正確的解決方案丘多。

    以下是一個在微型銑削環(huán)境中應(yīng)該提出的主要問題的清單：

    刀具、刀柄和主軸 

    小規(guī)格的刀具是微型銑削的實現(xiàn)者沉桌。根據(jù)工件的大小谢鹊，它們可小至0.1mm，而且在將來可能變得更小蒲牧。在托付一個微型銑削項目時必須考慮刀具的可用性和成本撇贺。 

    在是用小直徑刀具時，高轉(zhuǎn)速的主軸是至關(guān)重要的冰抢。在主軸10,000r/min下使用0.1mm直徑的刀具松嘶，意味著切削速度(Vc)僅為3.3 m/min，這太低了挎扰！

    對于轉(zhuǎn)速級別20,000-150,000的主軸翠订，主軸和熱脹刀柄結(jié)合在一起作完全動平衡、跳動量為零是必須的遵倦。否則尽超，將損害表面質(zhì)量并顯著縮短刀具壽命。

    夾具梧躺、夾緊系統(tǒng)和制造工藝 

    在多數(shù)情況下似谁，微型銑削零件的生產(chǎn)應(yīng)該在一次裝夾中完成。例如遣惊，把EDM和銑削結(jié)合在一起很可能引起不能接受的不重合和接刀痕钓赛。

    機床和車間地面

    不用說機床必須是精度的一致性好并能分辨出四位小數(shù)(尺寸傳感器)。

    微型銑削能很好地利用五軸銑削的功能渠盅。傾斜刀具并遠(yuǎn)離材料的能力使其能使用更短的刀具勃说。但是，既然五軸聯(lián)動銑削目前的精度比三軸銑削差供辰，當(dāng)把五軸聯(lián)動用于微型銑削時痒塞，必須仔細(xì)驗證機床規(guī)格和實際性能。

    機床環(huán)境必須具有可控的溫度(光有軟件補償可能是不夠的)并避免振動梢苍。如果機床沒有正確地隔離洪磕，即使是一輛重型卡車經(jīng)過廠房外，可能產(chǎn)生的振動足以在工件表面上留下痕跡杜凌。

    銑削技術(shù) 

    取決于零件的幾何形狀瘪吭，微型銑削可能需要超越簡單的按比例縮小的特殊加工策略。例如名篷，在很多情況下经芋，逆銑(和非順銑)將是優(yōu)先考慮的銑削策略。

    用于模具制造的高精度微型銑削的CAD/CAM解決方案途茫，有一整套易于使用的3-D刀具碟嘴。

    D/CAM系統(tǒng)的要求

    每個人在直覺上認(rèn)為銑床、刀柄和刀具是難以按比例縮小至微型銑削需要的極小的尺寸和極高的精度囊卜。初看起來娜扇，軟件似乎也許是更容易地匹配。畢竟有人要說栅组，處理象0.0001這樣的數(shù)字對于軟件來說應(yīng)該象處理1.0或10那樣容易雀瓢。

    但是它比呈現(xiàn)在眼前的更復(fù)雜。生成和修改具有正確的精度、平滑度和連續(xù)性的幾何形狀對于小型部件的CAD解決方案僅僅是一個入口點刃麸。為了得到一個適用于微型銑削的功能性解決方案醒叁，CAD系統(tǒng)必須要仔細(xì)調(diào)整和優(yōu)化以支持下述要求：可靠和精確地閱讀零件模型。對于維持詳細(xì)模型的精度泊业，最小化多重數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的需要是至關(guān)重要的把沼。

    當(dāng)生成分型面或為滑塊、推桿和頂出桿創(chuàng)建幾何形狀時吁伺，很緊的0.1-0.01微米的形位公差是起作用的饮睬。為了防止分型面之間的間隙并保持C1和C2的連續(xù)性，這是必需的谷培。處理規(guī)格非常小的多型腔模具卦瘤，包括專門的樣品零件和組件。

    CAM系統(tǒng)也必須為微型銑削進(jìn)行優(yōu)化藤侦。NC軟件必須處理緊公差和超高精度的加工弧蜒。而且既然操作工不能干預(yù)防止刀具的破壞，NC軟件必須精確地考慮貫穿加工過程的切屑載荷啤都。為了充分支持微型銑削砰穗，CAM軟件應(yīng)該能： 精確地使用非常細(xì)化的數(shù)學(xué)模型，從而維持其復(fù)雜程度溃锤。擁有一個集成的CAD/CAM解決方案是理想的渣么，因為它消除了處理中的任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

    在CAD系統(tǒng)內(nèi)包括高精度的灿拗、內(nèi)置的CAD能力蛋鸡，提供在CAM系統(tǒng)內(nèi)的具有合適的精度和相切的造型幫助(例如，型面的封頂侍上、延伸等)弓候。支持偏差低到0.1μm的刀具路徑計算。當(dāng)在大型零件上加工微細(xì)特征時他匪，這尤其有挑戰(zhàn)性菇存。支持考慮實際機床約束時的微型銑削級參數(shù)的計算。例如邦蜜，CAM系統(tǒng)可能要求用一把直徑0.1mm的刀具依鸥、0.005mm的步距和大10倍的0.05mm刀尖圓弧半徑來提供超精的結(jié)果。生成的刀具路徑必須精確到小數(shù)點后五位悼沈。支持針對微型銑削優(yōu)化的加工策略贱迟，如以相同的NC操作來進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工絮供。

    為了降低加工時間的同時保護(hù)精密的刀具免于損壞衣吠，在整個加工過程使用根據(jù)實際加工余量調(diào)整進(jìn)給量以控制實際刀具負(fù)載的知識茶敏。

    總結(jié)：微型系統(tǒng)、微型模具和微型銑削對于微型零件的大量生產(chǎn)都是新穎且令人激動的技術(shù)缚俏。有了用肉眼幾乎看不見的亞微米級的精度和刀尖睡榆，這種新興且快速增長的領(lǐng)域給模具制造商和供應(yīng)商提出了眾多的挑戰(zhàn)。新材料袍榆、新刀具、特殊的模具涂層和創(chuàng)新的CAD/CAM軟件技術(shù)都必須要被研究和掌握笆犀。

    從好的方面看柜步，微型系統(tǒng)和微型銑削為正尋找差異性、得到更多業(yè)務(wù)和比低工資競爭對手處于更有利位置的模具制造商帶來新的機遇锉纹。

    這個領(lǐng)域的有效開發(fā)需要行業(yè)冲或、研究機構(gòu)和政府之間的合作。這種合作在歐洲已經(jīng)在進(jìn)行之中残宽。歐盟的技術(shù)合作研究行動(CRAFT) 項目集合了Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所(IPT)和CAD/CAM腌棒、CNC機床、刀具父吧、夾具的領(lǐng)先供應(yīng)商來開發(fā)針對微型制造的下一代材料隧蜀、機床和軟件工具及工作方法學(xué)。該是北美刀具行業(yè)加入到開發(fā)這個新興的引人注意且有利可圖的細(xì)分市場的時候了秉唇。

    微銑削簡介

    微型系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為全球增長最快的工業(yè)之一素矛，需要制造極小的高精密零件的工業(yè)，例如生物－醫(yī)療裝備漆勉、光學(xué)撒蟀、以及微電子(包括移動通信和電腦組件)等都有大量的需求。
需要微系統(tǒng)加工的零件其精度高達(dá)5mm或更小以及曲面質(zhì)量達(dá)0.2mm 或更小温鸽，其零件硬度也達(dá)到45 HRC 或更高保屯。

    微銑削(Micro-milling)是加工微小零件和高精密零件的一種全新加工技術(shù)。微銑削使用非常小的刀具(直徑小于0.1mm)并能獲得非常小的曲面公差和高質(zhì)量的曲面精度涤垫，通用的NC軟件是不能達(dá)到這個精度的姑尺，所以制造商不得不面對以下巨大的挑戰(zhàn)：零件變形，復(fù)雜程度增加蝠猬，必須以極高的精度加工微小特征的工件股缸，以及使用微米級的特殊刀具。例如直徑為0.1mm的工件吱雏，為了獲得高精度要求的曲面敦姻，達(dá)到以上要求，微銑削技術(shù)需要達(dá)到以下支持：100mm或更小的小直徑刀具歧杏；外形比例(L/D)10或高達(dá)100的高速刀具镰惦；150000 r/min或更高速主軸轉(zhuǎn)速迷守； 0.1mm或更小的加工公差；能夠修正幾何體娩伴。

    微銑削是高速銑削的未來脯纽，精通微精模具的公司將會擁有更大的競爭力。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)靠牙，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享尽架，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議虎疗。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布糜罢、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺榄缸，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)蛹吱。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片涌疲、文字如涉及作品版權(quán)問題晨每，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容九昵，以保證您的權(quán)益所脉！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。