微切削加工中的刀具选择

 
在微切削加工中，零件尺寸可能很小，而采用何种刀具和加工方案可以有多种选择。由于微切削加工面临各种挑战（如很小的尺寸公差、严格的质量要求、难加工材料等），因此选用正确的加工方法至关重要。通过优化微小零件的加工工艺，可以节约零部件材料、缩短加工周期、降低刀具成本、减少机床闲置时间和提高零部件加工质量。随着技术的不断进步，为了帮助提高微小零件的生产效率，拥有一个可靠的、能提供应用支持和技术咨询的刀具合作伙伴十分重要。通常，根据不同的行业和加工类型来确定切削工艺的改进是一个很好的切入点。
 
电子和电讯产品制造业
　　由于对零部件功能的要求不断提高，电子产品越来越多地采用难加工材料（如低碳钢和合金钢）制造，这也成为加工这些零部件的另一个障碍。微型车刀适合加工许多电子产品零部件（如光碟托盘的细微结构），这些加工通常涉及到内圆车削、切槽、切断和螺纹加工。
 
医疗器件制造业
　　许多医疗器件的一个共同特点是其螺纹廓形复杂多变，且对尺寸精度要求很高。加工接骨螺钉遇到的挑战往往在于其大长径比。这种螺钉的长度远远大于其直径，使其加工更为困难，因为在加工过程中螺钉很容易弯曲。此外，现在很多接骨螺钉要求采用更大的螺旋角，用单刃螺纹刀具进行加工难度更大。
　　螺纹旋风铣（一种切削刃位于铣刀的内环而不是外周的铣削工艺）是一种生产率更高的加工方法。该工艺非常适合瑞士式数控车床，因为刀具与导套之间的距离较短，有利于增强支撑和减小振动。
　　用螺纹旋风铣工艺加工医用接骨螺钉。刀片安装在内环的螺纹旋风铣刀环围绕圆柱形工件旋转并加工出螺纹，平滑的切向切削运动可减小切削力，提高金属切除率。
　　为了减小加工颤振（螺纹旋风铣可能出现的最大问题）和延长刀具寿命，制造商应选用刀片不等距安装的螺纹旋风铣刀环。由于是加工高强度材料，铣刀片要承受很大的冲击，因此必须选用高硬度的细晶粒刀片基体并涂覆耐磨涂层，以延长刀具寿命和改善表面光洁度。
 
航空航天制造业
　　在该行业中，夹持系统是否合适可能会极大地影响加工效率，尤其是在加工高强度材料时。由于所加工材料的特性，医疗器件和航空航天制造业的切削加工都需要使用大量刀片。随着时间的推移，更换刀片所消耗的时间成为影响生产率的一个重大因素。此外，在航空航天制造业的微小零件加工中，通常使用的高性能、长切屑材料会造成断屑难题。
　　带有高精密冷却装置的QS刀具夹持系统不仅能缩短装刀和换刀时间，还可以改善断屑和加工性能。其楔形设计使操作者可以在几秒钟内完成刀片更换。精密喷嘴可以提供精确的冷却剂流量，从而提高零部件质量和断屑性能。其好处是可将冷却液压力降低到145磅/平方英寸。
　　在航空航天制造业，应用螺旋铣（斜坡铣）加工技术可以提高生产率。该技术使用铣刀（而不是钻头）在许多航空零部件中常见的弧形和倾斜表面上更高效地加工各种孔和凹腔特征。通过采用较小的切深和较高的切削速度，螺旋铣所需的切削力和机床功率比钻削加工大幅降低。
 
汽车制造业
　　许多汽车零部件是用金属板材通过冲模加工形成车体部件（如车门、引擎盖、挡泥板等）。但也有许多大批量加工的小型汽车零部件（如传动轴和齿轮）。降低每件成本是大批量加工这些零部件的主要目标。实现无缝生产的关键因素包括工艺安全性、加工周期和产品质量。
　　在传动轴和齿轮加工中，钢件车削占据主导地位。但是，仔细选择合适的刀片牌号对于钢件车削至关重要，因为这将为效率更高的硬车削加工铺平道路，如果工件仍需磨削加工，则可以减小磨削余量，最终导致每件加工成本的降低。
 
选择刀具和工艺
　　微切削加工提出了一系列独特的挑战——不仅因为工件尺寸非常小，而且在需要这些微小零件的行业中，工件大都采用难加工材料，并具有复杂的几何形状。伴随这种挑战的是，医疗器件、航空航天和电子工业的竞争日趋激烈，技术要求也越来越高——需要进行大批量加工，并对刀具和刀片进行大量投资。
　　虽然选择合适的刀具和工艺似乎相当困难，但利用现有的宝贵资源，可以帮助制造商完成大多数微小零件的加工。由于竞争日趋激烈，能否选用最先进的刀具和工艺来提高生产率，以保持技术领先地位，可能会决定企业制造业务的成败。而选择合适的刀具合作伙伴，也能保证加工获得成功。
 
加工诀窍
　　虽然不同的微切削加工需要采用不同的切削策略和加工顺序，但仍有一些在许多情况下都适用的技术诀窍和加工指南：
　　（1）在瑞士式车床上加工时，应首先在正主轴上进行钻削和内圆车削加工，由于导套可对棒料起到支撑作用，因此可提高加工稳定性。
　　（2）第二步应在正主轴上车削外圆。如果可能的话，最好一次走刀完成全切深，以缩短切削时间，从而提高加工稳定性。
　　（3）第三步应进行铣削加工。应优先选择端面铣削。由于旋转主轴的稳定性和功率有限，因此切削力越小越好，而端面铣削可以满足这一要求。
　　（4）为了在切断工序之前对工件外径进行最后阶段的加工，通常采用高生产率的反车加工，一次走刀完成加工有助于减小振动。
　　（5）切断是在正主轴上完成的最后一道工序。两个主轴相互离得越近，零件悬伸量就越小，表面光洁度也越好。
　　（6）最后，在副主轴上完成最终精加工。该工序通常为内径加工，但也可以是外径加工。