出于微米的大量贡献

微端铣刀很小。真的很小。

虽然不存在简单的硬质的定义来描述这些工具的尺寸，但最大直径约为2到3毫米是一个很好的指导。他们经常更小。

在这种小范围内，即使是最轻微的不正确的刀具运动、进给速度输入或切割深度(DOC)选择都可能导致灾难性的结果。零件的表面光洁度或零件特征很容易被破坏，工具过早磨损甚至破损，只要稍有误差，零件就会变成废品。

在这样一个小规模，每个决定都很大。

这种类型的工具通常由医疗，航空航天和电信领域的零件制造商使用，甚至在微米尔覆盖。无论是加工小型功能还是制造小零件，所需的0.00254 mm的精度并不少见。

工具选择

像任何加工操作一样，微铣削的工具选择从工件材料开始。零件的材料，特别是它的硬度，有助于机械师为工作选择正确的工具。

“材料硬度在工具选择中起作用，即使涉及微池，”富兰克林，富兰克林，富兰克林，Tenn的产品管理头部John Kollenbroich。“非常柔软的材料很容易加载笛子。更难的材料不呈现相同的芯片加载问题，因为您通常采用较小的AP [轴向文档]和AE [径向DOC]值，但材料硬度本身是挑战性的。“

一个好的经验法则是，如果材料的硬度是55 HRC及以下，使用硬质合金工具。如果高于55 HRC，使用立方氮化硼(CBN-)刀具。材料的组成，特别是如何剪切，也影响工具的选择。

当表面光洁度要求（RA）至关重要时，这种剪切效果很重要。

“铝应用中的表面光洁度是固体碳化物可能不是最佳选择的区域，”Kollenbroich说。“在尝试维护10 ra以下的完成时，您需要查看专为实现优异表面饰面而设计的钻石尖端铣刀，通常在4-RA和较低范围内。”

工件材料还为选择应使用的切割数据的过程中的因素。有些材料需要更大的芯片负荷来帮助防止工作硬化，而其他材料需要更轻的较轻的AE和由于材料的硬度而使用的AP值。

一旦你选择了你的材料类型，你现在可以集中于应用，它应该指出，侧铣，面铣，和型材铣都需要不同的加工参数。

根据Kollenbroich的说法，一些应用需要一致和恒定的芯片载荷，如仿形铣削。对于其他应用，例如Trochoinal Milling，不经常应用并且仅使用CAM软件。

“使用恒定和一致的芯片负荷使磨损和刀具偏转更加可预测，”Kollenbroich说。“它允许生产更好的饰面，因为您将在整个表面看到类似的结果。公差通常可以更好地保持更好，并且更容易监测刀具寿命。“

保持一致和恒定芯片负载的过程通常由凸轮系统完成。这些系统在粗加工阶段之后剩下的剩余股票并相应地工作。部件可能需要分解成不同的段，采用不同的加工策略应用，以正确的精度和表面光洁度完成。

“当用微型铣刀制造小型件时，严格的纪律严明的切割策略对于工具的寿命非常重要。在完成整理过程之前，需要考虑以前的粗加工或半粗加工过程的股票意识。任何可能超过最终饰面通道削减深度的库存都可能导致工具破损，“丹多瓦尔，产品经理 - 铣削，Emuge公司，西部Boylston，Mass。

切割数据也受到刀具类型和尺寸的影响。较小的工具无法处理更大工具可以的相同AE和AP值。

“每个工具制造商都有自己的已发布的操作范围。这些应该紧密遵循，因为工具最初旨在在这些范围内工作。推荐的阀门下面的跑步可能导致摩擦和减少工具寿命，而超越这些价值可能会导致破损，“Kollenbroich说。

小地点的芯片创造

微米芯片形成至关重要，它也是物质特异性的。每种材料都需要自己的方法正确地形成芯片。这是正确的工具选择至关重要的地方。工具的基板，涂层，几何和冷却能力一切都必须被认为不仅形成适当的芯片，而且还将其从工作区中取出。

“通过微池，芯片的重新安装可能是灾难性的，因为这些小直径工具不能处理该类型的负载，”Kollenbroich说。“在切削刃和工件之间的一个芯片不会削减，而是沿着滑动并偏转工具。在某个点，刀具断裂或芯片被切割，在工具上施加过多的负载。当用微池抽空筹码时需要观察特殊护理。“

刀具直径越小，其芯片形成和疏散越重要。具有安全，高效的芯片疏散有助于创建可靠的切割过程。

Doiron说:“包装芯片，特别是在封闭区域，如在模具型腔或加工棱纹特征，将导致芯片的切割，并将迅速断裂立铣刀的切削刃。”

长笛的数量也在芯片疏散中发挥着重要作用。如果该工具具有太多长笛，它会产生过多的载荷同时在切割中具有太多牙齿。如果长笛太少，循环时间通常会增加。长笛的数量也是特定于应用的。

Kollenbroich说:“如果你在铣削一个侧壁，试图实现良好的光洁度和平整度，那么你会想要一个有很多笛子的工具，甚至是五个或更多。”然而，如果你在开槽，那么太多的笛子可能会成为一个问题，所以你很可能会使用一个两或三槽工具。在仿形铣削中，你的限制通常是基于中心切削，全半径立铣刀，通常是双槽刀具。”

有时有奇数长笛也有益，因为它减少了谐波振动。此问题的另一个答案是使用具有变量螺旋和音高的工具。

“这些测定也变成了物质特异性所以，再次选择适当的工具是重要的，”Kollenbroich说。

耙角也影响芯片形成。根据Kollenbroich的说法，有些材料需要剥离芯片，其中其他材料需要芯片被推开。每个应用程序都不同，并且使用为每个应用程序设计的工具是必要的，特别是在处理微池时。

该工具的耙主要取决于工具设计到机器的材料。专为加工硬化材料而设计的端铣刀通常在较大直径的工具和中性上为负直径和微池。设计用于加工钛或铝的工具具有更积极的耙角，以允许自由切割的应用和适当的芯片生产。

冷却剂在微米中的应用充其量是棘手的命题。现代化的冷却策略通常涉及使用高压冷却剂;然而，它通常不用于小型工具应用，因为单独的冷却剂的压力足以打破工具。在这些操作中，使用空气或空气/油雾。另一种选择是在工具上使用外部冷却液线。

Kollenbroich说:“不管用什么方法，关键是要让这些芯片远离工作区域。”

涂层辩论

涂层有两个主要优点:硬度和润滑性。在大多数操作中，它还可以延长工具的使用寿命。总之，涂层是工具寿命和整体性能的关键。

润滑性和硬度都来自涂覆材料的性质。两者都很重要。普通涂层包括氮化钛（锡），碳氧化钛（TiCN），氮化钛（TiAln），氮化钛（Altin）和氮化铝（Alcrn）。

“涂层类型取决于应用，”Doiron说。“无光滑缺陷涂层始终是重要的。另一个重要的策略是为尖锐切削边缘施加恒定的涂层厚度。涂层可能似乎是添加到工具的颜色，以视觉上吸引力，但涂层对工具的性能至关重要，并且当切割动作开始并且随着切割边缘上的热量开始发生时，将反应。从历史上看，最初没有涂层创造切割工具，但工具演变为包括这种重要保护。“

使用涂层工具的其他好处是：

• 优化热保护。
• 减少冷焊接。
• 改善机加工部件的表面质量。

“具有光滑的表面或更好的表面润滑性，使芯片更自由地滑动并辅助减少热量，”Kollenbroich说。“硬度，另一方面，对于机器运行足够的速度的能力，有点束缚，以使涂层进入氧化阶段。一旦某些涂层足够热，可以在工具和芯片之间形成氧化铝层。该层有助于将热量从工具传输到芯片中。“

然而，在小直径工具上，由于主轴限制，可能无法实现足够高的速度以达到氧化阶段。

未涂层的工具通常磨损更快，可以遭受内置边缘（BUE）。这些磨损方式有时可以通过修改速度，馈送和AE和AP以及通过高级编程策略来克服。

“使用涂层工具通常是最好的选择。即使你不能达到必要的速度，你仍然可以从涂层提供的基础表面硬度获得额外的刀具寿命，”Kollenbroich说。

涂层很难应用于微小的工具。在如此小的直径下，任何涂层所需要的边缘预备都使工具变得太钝。这意味着涂层必须应用在一个非常薄的层，没有边缘准备。

“很少有涂层过程可以实现这一要求，”Kollenbroich说。“想到的是高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）过程。这是一个在许多工具上提供的过程。该涂布过程可以少于没有边缘准备，同时保持非常低的压缩应力。虽然大多数微池没有涂层供应，但是可以将微池作为涂层选择提供，我们确实为直径下降至0.1毫米的工具。“

根据DoIron，Emuge使用物理气相沉积（PVD）工艺在其微内铣刀上涂层。

处理偏转

微机械线偏转的根本原因与不正确的切割参数相关联。AP和AE值不正确会导致偏转，这对于芯片负载太重，芯片负载太低，切割速度太低。

“所有工具偏转到某种程度，但用微池，偏转可以是游戏终止，”Kollenbroich说。

例如，如果一个机械师有1毫米直径。需要200个SFM，这意味着主轴转速接近19,000 RPM。许多机器可以达到这个速度，但有些不能。

“假设8,000 rpm的主轴限制，您可能需要考虑将您的AE减少25％，并将芯片负荷拉回10％至20％，”Kollenbroich说。

但是，这些值只是示例，并且需要单独审查每个应用程序所以从开始时应用正确的参数。

“刀具偏转可能是由许多贡献因素引起的，包括切割力。不正确的饲料和速度可能导致深度切割和径向切割太大，“Doiron说。“偏转甚至可能与试图应用于较大部件的切割策略到较小的部件。它还可以发出机器不准确的可能性，导致工具破损。“

如果使用不当的切割参数，或者如果正在使用不平衡的刀柄，则会弹出振动和颤动。在大规模的情况下，振动和颤动导致表面差，缩短工具寿命。在微型工具上，即使是最小的振动也会导致刀具故障。

“喋喋不休是振动的结果。和振动表明了该过程的不和谐。该结果将对部件的表面质量较低，刀具寿命减少，“Doiron说。

对于工具的组件和高精度，平衡均衡的支架具有良好的工具非常重要。一个良好的刀具连接器连接，均衡均衡将减少跳动。

“持有人在工具性能中发挥关键部分，并且许多制造商通常忽略了一个区域，”Kollenbroich说。“如果您正在运行Microools，即使在芯片载量为0.0001至0.0002。持有人的牙齿，跳动器为0.0001。跳动，只需将您的芯片负载加倍，即将导致偏转，并最终发生偏转，并最终发生过早衰竭更糟糕的是一个破碎的工具。“

值得庆幸的是，存在一些选择来帮助最小化跳动。

一角推动的是其ER夹头系统，来自刀具夹紧供应商Fahrion。

“这些持有者提供出色的跳动和优异的夹紧力，与标准平衡支架相结合。Kollenbroich说，有多种尺寸和预测来满足几乎所有需求。“

另一种选择是收缩式固定。对于直径较小的工具，这是一个很好的选择，但它需要特殊的机器来装夹和拆夹工具。无论使用何种工具夹，都可以实现优于0.0001 in的跳动。是我们的目标。

“跳动迅速降低了工具生活和准确性。部分表面饰面将受到负面影响。切削直径越小，保持适当的跳动越致力。在最坏的情况下，跳动不良会导致刀具破损，“Doiron说。

由于微端铣刀通常以更高的RPM运行，因此DoIron还建议使用Emuge的Micro FPC Slim Line opler。他说，使用收缩契约工具持有者也是一种选择。

根据DoIron，FPC刀架微线保证小于0.003 mm的跳动。该设计提供了100％的保持功率，用于最大刚性，夹头组件有助于吸收最大抑制的振动。

与所有切割工具一样，制造商给出了指定的饲料和速度建议。然而，微端铣刀通常发生的是，这些推荐的饲料和速度超过机器的实际RPM能力。除非提供高速空气主轴附件，否则必须考虑机器的最大主轴速度，以保持每个牙齿的推荐芯片。

创建平滑运动和优化刀具路径的编程策略总是一个好主意，对于微型工具更是如此。机器的动力学也在它的运动中起作用。

“并不是所有的机器都适合运行这些工具，”Kollenbroich说。一些有明显的主轴限制，另一些控制不能跟上刀具运动。

机器控制的最新进展提高了展望前进的能力，这通过帮助它从一个方向从一个方向转换到另一个方向的更好的过渡。

虽然所有机器都有加速/减速值，其控制器内置，较旧的机器往往会更糟糕，甚至跳转，过渡。使用专门为微机器设计的机器创造了更平滑的运动，在组件上产生更好的表面光洁度。

而且，在一天结束时，它不是关于你制作的有多少部分，这是关于你制作的好处。

编辑乔汤普森可以达到jthompson@canadianmetalworking.com.。

emuge corp.，www.emuge.com.

喇叭美国，www.hornusa.com.