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在CO2減排和節(jié)能潮流中，LED（發(fā)光二極管）的照明應(yīng)用得到迅速推進(jìn)。對(duì)制造LED及LED透鏡過程中使用的模具加工而言，需要進(jìn)行基于切削的微細(xì)加工。在硬盤流體軸承部件的內(nèi)徑切削，以及醫(yī)療領(lǐng)域的微細(xì)液體流路加工等微細(xì)加工作業(yè)中，切削與納米壓印、激光加工及放電加工等占有同等重要的地位。
在技術(shù)上，目前已能夠?qū)崿F(xiàn)nm（納米）級(jí)別的加工精度。這是在高速車銑方面的技術(shù)積累基礎(chǔ)上得到的成果。
可應(yīng)用于微細(xì)加工的高速車銑
超微粒子合金和超超微粒子合金
高精度化和高生產(chǎn)效率等要求能夠以10萬rpm以上的高速旋轉(zhuǎn)小徑立銑刀來進(jìn)行切削。下面來解釋一下其原理。
要想提高加工精度，必須使刀具很淺地切入。如果不增加其他手段的話，就要付出加工時(shí)間隨加工長度延長的代價(jià)。因此，在每刃切入量保持固定的情況下通過高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行高速進(jìn)給，便可使單位時(shí)間的切削容積得到增加。而且，高速切削還有望實(shí)現(xiàn)大幅減薄切屑，降低切削阻力的優(yōu)點(diǎn)。
這樣，加工過程中刀具所產(chǎn)生的彎曲阻力也會(huì)減少，從而使剛性低的小徑刀具也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的加工效果。另外還有望抑制刀具的磨損。從這些情況來看，如何有效實(shí)現(xiàn)基于高速旋轉(zhuǎn)、淺量切入及高速進(jìn)給的高速切削，對(duì)于微加工而言十分重要。
目前已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)證了這一原理。在超高速小型空氣軸承渦輪機(jī)軸（ABSF-1600：NAKANISHI制造）上使用超硬涂層半徑立銑刀，在切入量和切削長度相同的條件下，分別以10萬rpm和14萬rpm進(jìn)行平面加工，嘗試測(cè)定了加工負(fù)荷導(dǎo)致的與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速偏差。然后經(jīng)波形信號(hào)處理，得出了轉(zhuǎn)速降低時(shí)的平均切削阻力和分析結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示，14萬rpm與10萬rpm相比，切削阻力降低了9.6％。也就是說，高速旋轉(zhuǎn)使切削負(fù)荷明顯趨于減輕，在利用小徑刀具的加工中起到了有利作用。
適于微細(xì)加工的高速車銑刀具設(shè)計(jì)
不過，現(xiàn)有的裝置及系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)上述作業(yè)。必須要對(duì)刀具、機(jī)床及控制方式分別進(jìn)行全新設(shè)計(jì)。首先從刀具來看，要想實(shí)現(xiàn)次微米級(jí)別的超精密切削精度，刀具磨損極限就必須控制在數(shù)μm以下（退刀面磨損摩耗寬度）。在這一方面，高速車銑的研究成果提供了有效數(shù)據(jù)。
比如，在對(duì)立銑刀進(jìn)行微小徑設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高刀具剛性，必須要最大限度地確保截面面積。因此，切削刀刃間的溝槽較淺，前角為負(fù)值（切削刀刃的前傾面比直角更向進(jìn)給方向一側(cè)進(jìn)行前傾）的切削刀刃形狀更為有利。負(fù)值的切削刀刃其刀尖角度以鈍角（大于90°）常見，進(jìn)行高速車銑時(shí)具有充分的切削加工能力。
