微型零件通常是用模具加工的责某，而這種模具 必須進行微細(xì)銑削加工方可實現(xiàn)所要求 的精度砍没。（照片由Cimatron提供）

        如今零件不僅變得越來越小懒竖，同時它們包括的部件越來越多，以提供更多機能鸥司。制作小而復(fù)雜的零件需要采用微型刀具進行加工舅洋，這種刀具為非標(biāo)刀具，同時極易變形和破損培愁。用于微細(xì)加工的刀具不會與大尺寸刀具一樣對切削環(huán)境做出反應(yīng)著摔。有大量影響該過程基本機制的微細(xì)加工問題，這些問題與采用大規(guī)格刀具加工時存在的問題有著本質(zhì)區(qū)別定续。這些問題包括梨撞，切屑形成過程中發(fā)生的變化、切削力變化香罐、過程中的異常振動和非穩(wěn)定性以及加工表面的形成和特征等。
        微型零件在航空时肿、汽車庇茫、生物醫(yī)學(xué)、電子螃成、信息技術(shù)旦签、光學(xué)及電信行業(yè)等領(lǐng)域具有大量應(yīng)用。為了降低成本寸宏，大部分微型零件都是用模具制造的宁炫。模具制造廠家面臨著各種挑戰(zhàn)偿曙，包括采用稀有材料直至專用模具涂層，用直徑為0.002英寸（50μm）直徑的刀具銑削零件羔巢，用0.00078英寸（20 μm）的電極絲進行電火花加工附直，以及實現(xiàn)“潛水艇”級精度等。如今許多零件設(shè)計帶有尺寸不到100μm的特征——僅僅比人的頭發(fā)絲略大一點霹早。
        對于這么小的零件和特征尺寸矢锯，精度就有了新的含義。例如秋贤，±0.0002英寸（±5 μm）的公差跛猛，對于尺寸為0.2英寸的零件，與相對于尺寸為0.002英寸的零件而言爬喝，肯定是有很大差異的儡绩。
        位于以色列Givat Shmuel的Cimatron有限公司((暫不可見))是一個CAD/CAM軟件供應(yīng)廠家，其工程主管Hari Sridharan說：“為了實現(xiàn)微細(xì)加工中所要求的質(zhì)量和精度程鸵，在滿足經(jīng)濟和商業(yè)方面限制的同時鹿磁，還必須對整個制造鏈實現(xiàn)優(yōu)化和同步化〉薜溃”隨著簡單和中等復(fù)雜度的模具生產(chǎn)被轉(zhuǎn)移到勞動力價格低廉的國家屈淫，美國與歐洲的模具制造廠家轉(zhuǎn)而采用越來越先進的技術(shù)，諸如微型模具及微細(xì)銑削享甸，以保持自己的競爭勢頭截碴。
        

CimatronE軟件帶有內(nèi)置式針對微細(xì)銑削表面而 優(yōu)化的高速切削策略及其他專用加工功能。

        小零件蛉威，大挑戰(zhàn)
        在這方面存在的主要挑戰(zhàn)包括：對由微型部件組成的模具進行直接銑削以及制造EDM微型電極日丹。與微細(xì)銑削相關(guān)的挑戰(zhàn)包括采用直徑小至100μm甚至更小的微細(xì)刀具，主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)150,000 rpm蚯嫌，表面粗糙度達(dá)0.2 μm（0.0000078英寸）哲虾。同時，由于對具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的精細(xì)零件進行拋光往往是不現(xiàn)實的择示，因此束凑，微細(xì)銑削需要進行無拋光加工。
        微型刀具為什么會變形和破損與常規(guī)銑削相比栅盲，在進行微細(xì)銑削加工時汪诉，刀具更容易變形和破損。新加坡Suwa精密工程有限公司((暫不可見))的主管Ken Yap認(rèn)為谈秫，微型加工刀具更易破損有三個主要原因扒寄。
        第一，在加工過程中去除金屬時私免，隨著切屑厚度降低木冈，所需要的比能大大提高半摔。這一點意味著，對于微細(xì)加工演易，采用小切深脏偏、隨著切屑變薄，微細(xì)刀具刀尖受到的阻力要比常規(guī)加工中的大爱茫。這就好像在微細(xì)加工中工件材料變得越來越硬册灾。這種阻力足夠大，從而甚至在刀具產(chǎn)生任何明顯磨損前就超出了刀尖的彎曲強度極限慰沸，并且可能導(dǎo)致刀尖產(chǎn)生破損拷拗。防止這種現(xiàn)象的一種方式是確保切屑厚度小于刀尖刃部半徑。
        第二磷像，在微細(xì)銑削過程中因切屑堵塞而引起的切削力和應(yīng)力劇烈上升也可能引起刀尖破損涩霞。在大部分采用帶兩個切削刃的微型刀尖的微細(xì)銑削操作中，每個切削刃都是在轉(zhuǎn)半圈時就從切削區(qū)去除切屑邦匆。但是睦绍，如果發(fā)生切屑堵塞現(xiàn)象，則在若干次刀具旋轉(zhuǎn)過程中涉波，切削力和應(yīng)力上升到超出刀尖彎曲強度極限英上，那么刀具就會破損。為此啤覆，某些用戶更喜歡采用高速鋼刀具苍日，因為與硬質(zhì)合金刀具相比，它們更軟窗声，可以更好地容忍切屑堵塞的存在相恃。
        第三個原因是，刀尖因切削刃變厚而損失了自己的刃口笨觅，無法高效加工拦耐。隨著工件開始沖擊刀尖頂部，刀尖發(fā)生輕微變形见剩。刀具變形的增加以及因每轉(zhuǎn)銑削而產(chǎn)生的應(yīng)力最終引起刀尖破損杀糯。該過程也被稱作徹底破損。
        由于這些現(xiàn)象的存在苍苞，大部分用于微細(xì)銑削的機床都配備傳感器（用于測量作用在刀尖上力的大泄毯病）以及高級CAM軟件（在整個微細(xì)加工過程中預(yù)測切屑負(fù)荷）。
        

Titex精密刀具（(暫不可見)）推出的Alpha 2 Plus 微型鉆茸汇，采用外部冷卻，帶有優(yōu)化的切屑槽及 刀尖幾何結(jié)構(gòu)荒鳖。新的產(chǎn)品系列直徑有80種規(guī)格居饵，范圍為 0.5mm（0.019685英寸）～2.9mm（0.1141732英寸）蛔交。

        CAD/CAM要求
        為了實現(xiàn)微觀尺寸以及微細(xì)加工所需要的極端精度，不能通過簡單地縮小銑床减严、刀夾及刀具尺寸來達(dá)到此目的镐访。同樣，軟件必須針對微細(xì)過程而諧調(diào)和優(yōu)化肮碗。采用正確的精度限榆、平整度及連續(xù)性形成并修改幾何形狀僅僅是微型零件CAD解決方案的入門點。CAM系統(tǒng)必須可以處理嚴(yán)密的公差及超精加工始踪。由于操作員無法干預(yù)而預(yù)防刀具破損笆唧，軟件在整個加工過程中必須精確考慮切屑負(fù)載。
        Cimatron已經(jīng)推出了一款用于微細(xì)銑削加工的NC軟件解決方案——隨CimatronE 7.0產(chǎn)品包提供洁糟。在該解決方案于2005年發(fā)行時岸裙，公司稱，該軟件是微細(xì)銑削的第一款商用解決方案速缆。該軟件是Cimatron參與一個微細(xì)銑削研究項目——由歐共體贊助降允，德國亞琛的Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所（IPT）主持——的產(chǎn)物。
        由于手動拋光不是微細(xì)銑削的一個選項艺糜，Cimatron軟件支持無拋光加工式高速銑削剧董。為了避免刀具破損的風(fēng)險，減少空切動作破停，維持刀具負(fù)荷和延長刀具壽命翅楼，該軟件會不斷自動記錄剩余毛坯的詳細(xì)情況，甚至在微型部件水平上也如此辱挥。該軟件支持5軸傾斜操作犁嗅，從而可以用錐度刀具加工較深的區(qū)域。借助將刀具從材料上傾斜開去的本領(lǐng)晤碘，可以采用較短的刀具進行加工褂微。但是，由于連續(xù)5軸銑削當(dāng)前沒有3軸銑削那么精密园爷，因此在采用連續(xù)5軸加工進行微細(xì)銑削時宠蚂，必須仔細(xì)驗證機床規(guī)格及實際性能。該軟件的其他特征包括一種經(jīng)過優(yōu)化的銑削策略以及帶有精確（0.001 μm）表面生成和修改工具的內(nèi)置式CAD卷芜。
        Not only are the parts getting smaller, they are packed with more components to provide added power and functionality. Manufacturing small, complex parts requires machining with microtools that are delicate and can be easily deflected and broken. Cutters for micromachining do not respond to their cutting environment as their larger-size cousins do. There are a number of micromachining issues that influence the underlying mechanisms of the process, and are fundamentally different than when machining with large tools. These include changes in the chip-formation process, changed cutting forces, unusual vibrations and instability in the process and the generation and character of the resulting machined surface.

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