近幾年來，構(gòu)件的微型化已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。在許多技術(shù)領(lǐng)域（如航空、汽車、電子、移動(dòng)通訊、醫(yī)療、光學(xué)和機(jī)械制造等技術(shù)領(lǐng)域）愈來愈多地應(yīng)用微型機(jī)械產(chǎn)品。構(gòu)件的這種微型化發(fā)展，對(duì)加工技術(shù)提出了更高的要求，生產(chǎn)這些尺寸很小、精度較高的零件和模具使機(jī)械加工行業(yè)面臨著新的加工問題。因?yàn)檫@種采用極小刀具進(jìn)行的微細(xì)加工與采用大規(guī)格刀具的加工存在著本質(zhì)的區(qū)別。

為降低制造成本，大批量的微型構(gòu)件是采用模具來制造的。目前，這種小型模具的加工則是一個(gè)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的領(lǐng)域。由于模具對(duì)精度和表面質(zhì)量的要求極高，而模具的制造又是單件或是小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。要柔性而又經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)，這就使得微細(xì)銑削工藝被置于一個(gè)特別重要的地位。微細(xì)銑削同電火花加工和激光加工工藝相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)：

1、能加工淬硬的工具鋼；
2、柔性制造復(fù)雜的幾何表面；
3、可利用現(xiàn)有的CAD/CAM系統(tǒng)；
4、可獲得很好的表面質(zhì)量；
5、比較低的設(shè)備投資。

因此，在微型模具的制造中，采用微細(xì)銑削工藝可以利用NC-5軸（或3軸）高速加工中心或微細(xì)銑削機(jī)床柔性和精密地來制造各種各樣的模芯。

很小直徑的銑刀

微細(xì)銑削加工，采用的銑刀直徑通常在0.1mm和2mm之間，銑刀設(shè)有兩個(gè)銑削刀刃。考慮到銑刀直徑小和剛性差的情況，刀具材料普遍采用超細(xì)顆粒（0.2祄～0.5祄）硬質(zhì)合金，這種合金由WC-Co和粘結(jié)材料組成，在燒結(jié)時(shí)能獲得均勻的組織，具有硬度高、韌性好、抗疲勞強(qiáng)度高和耐沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)，故適合于制成特小直徑的銑刀，并應(yīng)用于硬銑加工。

為減小銑刀刀刃和工件之間的摩擦，提高銑刀的耐磨性和熱穩(wěn)定性，在銑刀上涂有1祄～3祄厚的硬涂層，例如，可采用PVD涂層工藝的TiAlN，TiCN等硬材料涂層或采用CVD涂層工藝的金剛石涂層。為增強(qiáng)微型銑刀的剛性，銑刀采用錐形結(jié)構(gòu)和圓柱刀柄。

由于微型銑刀直徑很小，剛性較差，平面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨銑刀直徑而成立方下降。因此，微細(xì)銑削加工時(shí)，銑刀只能承受很小的切削力和轉(zhuǎn)距，所以在銑削加工時(shí)應(yīng)采用很小的每齒進(jìn)給量，視銑刀直徑和工件材料的硬度，其值大致為銑刀直徑的0.5/100至3/100，過大的進(jìn)給量會(huì)導(dǎo)致刀具的折斷。

在這里應(yīng)提及的是，對(duì)于三軸加工或在銑刀軸沒有傾斜的情況下，球頭銑刀進(jìn)行銑削時(shí)，由于背吃刀量很小，在銑刀工作直徑上的實(shí)際切削速度要大大小于銑刀名義直徑上的速度。為使微細(xì)銑刀加工能達(dá)到較佳的切削過程，選擇切削速度時(shí)，應(yīng)考慮到銑刀實(shí)際的工作直徑。例如：0.5mm的球頭銑刀，選擇的切削速度為160m/min，（相應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速為102000r/min）背吃刀量0.05mm。經(jīng)計(jì)算得知該銑刀的工作直徑僅為0.3mm，其相應(yīng)的切削速度也只達(dá)到96m/min。如果按160m/min的切削速度來切削，則主軸的轉(zhuǎn)速相應(yīng)要提高到170000r/min。

圖1很小的刀具：整體硬質(zhì)合金微型銑刀（來源：phom公司）

圖2微細(xì)加工模芯：采用微細(xì)銑削加工制造可轉(zhuǎn)位刀片
（S224和S229型號(hào)）的成形沖模。（來源phom公司）

圖3沖壓模的微細(xì)限削

很高的主軸轉(zhuǎn)速

采用很小直徑的刀具進(jìn)行微細(xì)銑削，要達(dá)到由工件材料所決定的切削速度就需要很高的主軸轉(zhuǎn)速。例如，采用直徑0.5mm的銑刀銑削鋼件，當(dāng)選用180m/min的切削速度，則需要115000r/min的主軸轉(zhuǎn)速。刀具直徑愈小，則需要的主軸轉(zhuǎn)速愈高。

目前，在模具制造中普遍采用的普通加工中心，其主軸轉(zhuǎn)速大多在18000～42000(r/min)，適合于采用2mm～12mm直徑的立銑刀進(jìn)行加工。而微細(xì)銑削加工所采用的刀具直徑更小（0.1mm～2mm），由于切削速度取決于要加工的工件材料，要是在這樣常規(guī)的機(jī)床上進(jìn)行微細(xì)加工，顯然不能獲得較佳的切削過程。

為適應(yīng)微細(xì)銑削加工的快速發(fā)展，研制新的更高轉(zhuǎn)速的電主軸具有特別重要的意義。幾年前，一些電主軸制造廠已生產(chǎn)出160000r/min轉(zhuǎn)速的主軸部件。一個(gè)由多家主軸