傳統(tǒng)立銑刀和微型立銑刀的主要切削差異

跳動

數(shù)控機床操作過程中的跳動對微型刀具的影響要大得多，因為即使很小的跳動量也會對刀具嚙合和切削力產(chǎn)生很大的影響。跳動導(dǎo)致切削力的增加，由于不均勻的槽嚙合，促使一些槽磨損速度比其他在傳統(tǒng)的工具，并在微型刀具破損。刀具振動也會影響刀具壽命，因為間歇性沖擊會導(dǎo)致刀具切屑，或者在微型刀具的情況下，會導(dǎo)致刀具斷裂。在開始操作之前，檢查設(shè)置的跳動是非常重要的。下面的示例演示了直徑為.500”的刀具和直徑為.031”的刀具之間.001”跳動的差異。

切屑厚度

對于微型刀具，切屑厚度與刃口半徑（刃口準備）之間的比值要小得多。這種現(xiàn)象有時被稱為“尺寸效應(yīng)”，往往導(dǎo)致錯誤的預(yù)測切削力。當切屑厚度與刃徑之比較小時，刀具將或多或少地犁削材料而不是剪切材料。這種犁削效應(yīng)本質(zhì)上是由于切削小厚度切屑時刃口半徑產(chǎn)生的負前角。

如果該厚度小于某個值（該值取決于所使用的工具），則材料將擠壓到工具下方。一旦刀具通過并且沒有切屑形成，部分犁削材料就會彈性恢復(fù)。由于刀具和工件之間的接觸面積增加，這種彈性恢復(fù)導(dǎo)致切削力和摩擦力增加。這兩個因素最終會導(dǎo)致更大的刀具磨損和表面粗糙度。

傳統(tǒng)與微加工應(yīng)用中的刀具偏轉(zhuǎn)

在數(shù)控機床微加工中，與常規(guī)加工相比，刀具偏轉(zhuǎn)對切屑的形成和加工精度的影響要大得多。集中在刀具側(cè)面的切削力使其在與進給方向相反的方向上彎曲。這種偏轉(zhuǎn)的大小取決于刀具的剛度及其從主軸延伸的距離。與大直徑刀具相比，小直徑刀具固有的硬度更低，因為在操作過程中，將其固定在適當位置的材料要少得多。理論上，將支架伸出的長度加倍將導(dǎo)致8倍的撓度。將立銑刀直徑加倍，可減少16倍的撓度。如果一個微型刀具在第一次通過時斷裂，很可能是由于偏轉(zhuǎn)力克服了硬質(zhì)合金的強度。以下是一些可以最小化刀具偏轉(zhuǎn)的方法。

工件同質(zhì)

隨著刀具直徑的減小，工件均勻性成為一個值得懷疑的因素。這意味著由于許多因素，例如容器表面、不溶性雜質(zhì)、晶界和位錯，一種材料可能在非常小的范圍內(nèi)沒有均勻的性能。這一假設(shè)通常適用于刀具直徑低于.020”的刀具，因為為了使材料微觀結(jié)構(gòu)的均勻性受到質(zhì)疑，切削系統(tǒng)需要非常小。

表面光潔度

與傳統(tǒng)數(shù)控機床加工相比，微加工可能導(dǎo)致毛刺和表面粗糙度增加。在銑削加工中，毛刺隨著進給量的增加而增加，隨著速度的增加而減少。在加工過程中，切屑是通過沿主剪切區(qū)壓縮和剪切工件材料而產(chǎn)生的。該剪切帶如下圖2所示。如前所述，在微型應(yīng)用中，切屑厚度與邊緣半徑之比要高得多。因此，在切割過程中產(chǎn)生塑性和彈性變形區(qū)，并位于主剪切區(qū)附近。因此，當切削刃接近工件的邊界時，彈性區(qū)也到達該邊界。隨著切削刃的前進，塑性變形擴展到該區(qū)域，并且由于連接的彈性變形區(qū)，在邊界處形成更多的塑性變形。當塑性變形區(qū)連接時，開始形成永久性毛刺，當切屑沿滑移線開裂時，永久性毛刺擴展。當切屑最終從工件邊緣脫落時，會留下一個毛刺