在設(shè)計(jì)機(jī)床、切削刀具和夾具的過(guò)程中，高效地銑削微型模型和微型零件的各個(gè)部位時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)，令人膽怯。為一把刀具找到最佳的刀具路徑，可以說(shuō)也同樣令人感到困難，因?yàn)闄C(jī)床操作者或許根本看不到或聽(tīng)不到它在進(jìn)行切削。與一般的銑削操作不同，操作者沒(méi)辦法說(shuō)出在切削中刀具的表現(xiàn)如何，以便做出所需的改變，把這道工序最佳化。此外，可能適合于 “ 典型 ” 銑削工件刀具路徑策略，并不能總是可以精致地、按比例縮小以便用于微量銑削。
另外，醫(yī)療、電子和光學(xué)零件的小零件加工有更高的要求。鑒于這個(gè)趨勢(shì)，位于德國(guó) Aachen 市的 Frauhofer 生產(chǎn)技術(shù)研究所 (IPT) 最近發(fā)起了一個(gè)微量銑削研究項(xiàng)目，與機(jī)床設(shè)備制造商和模具制造商聯(lián)合，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出高效微型模具制造的策略和加工方法。在開(kāi)發(fā)微量銑削 NC 軟件方面，他們已能高效地計(jì)算出公差為 0.1 微米的刀具運(yùn)動(dòng)。位于美國(guó)密執(zhí)安州 Novi 市的 Cimatron 公司是一家軟件公司，它也參加了 IPT 項(xiàng)目。參與的結(jié)果是通過(guò)加入微量銑削工作的各種功能，提高了 Cimatron E NC 軟件的性能。
Uri Shakked 是 Cimatron 的一位產(chǎn)品經(jīng)理，擅長(zhǎng)于微量銑削。他提供了生成微量銑削刀具路徑時(shí)所要考慮的以下 5 個(gè)問(wèn)題：
1) 開(kāi)發(fā)適合于微量銑削的加工策略。高速加工與微量銑削之間確實(shí)存在相似之處，例如避免尖銳的刀具運(yùn)動(dòng)。當(dāng)趨近角落時(shí)，刀具的路徑應(yīng)該是圓形的，圓度的大小取決于機(jī)床和進(jìn)給率。當(dāng)進(jìn)行微量銑削時(shí)，在低于某一個(gè)值的情況下，弄成圓形實(shí)際上沒(méi)有用。例如， 0.2 毫米的圓角就太大了，因?yàn)榈湫臀⒘考庸さ目缍榷继貏e?。ń咏?0.01 毫米）。在這個(gè)例子中，圓度值是跨距值的 20 倍，這意味著接續(xù)的工序之間會(huì)產(chǎn)生寬溝，形成明顯的凹凸紋路和很差的表面質(zhì)量。
Cimatron 開(kāi)發(fā)的零重迭旋輪線法提供了清除這種切紋的方法。該方法用旋輪線的形式加工所有相關(guān)的區(qū)域，但為了防止雙重加工，刀具回程運(yùn)動(dòng)時(shí)從工件表面在 Z 軸方向提升。然后，在后續(xù)的正向運(yùn)動(dòng)中，刀具會(huì)以與刀具路徑相切的方向進(jìn)入。
高速加工使用高的進(jìn)給量，允許切屑排掉由切削導(dǎo)致的熱量；高的主軸速度產(chǎn)生高的切削進(jìn)給量；高進(jìn)給率減少了加工時(shí)間，允許用小的步距值進(jìn)行切削。雖然進(jìn)給率受到刀具切削刃最大切屑尺寸的限制。但因?yàn)槲⒘裤娤鞯毒咧睆胶苄?，主軸速度通常太慢，不能產(chǎn)生高的切削進(jìn)給，從而限制了可得到的最大進(jìn)給率。例如，為了使 10mm 的刀具達(dá)到 100 米 / 分的切削進(jìn)給率，主軸速度應(yīng)該大約為 3200 轉(zhuǎn) / 分。對(duì)于 0.1mm 的刀具，主軸轉(zhuǎn)速必須為 320 000 轉(zhuǎn) / 分。這樣高的主軸轉(zhuǎn)速目前是沒(méi)有的。 0.1mm 的刀具最大可能的進(jìn)給率大約為 15 米 / 分，距公認(rèn)的高速切削相差很遠(yuǎn)。
用 0.1mm 直徑的切削刀具銑刺，如這圖所示的情況，在設(shè)備和編程軟件方面都有很大的困難。
2 ）逆銑通常比順銑效率更高。對(duì)于微量銑削，決定用逆銑還是順銑主要取決于被加工零件的特性?？紤]到微型模具和微型零件上通常具備的精密特性，通常選擇逆銑方法。
當(dāng)?shù)毒咻^長(zhǎng)或工件壁很薄時(shí)，微量銑削最適合用逆銑。當(dāng)切削刃切入材料時(shí)，產(chǎn)生切削力，切削刃傾向于拉入工件，這就提供了一個(gè)穩(wěn)定的切削條件，很適合于軟材料和精致的零件。
然而，逆銑會(huì)對(duì)刀具的切削刃造成潛在的損壞。當(dāng)切削刃完成切削時(shí)，它會(huì)被切削件退出。當(dāng)轉(zhuǎn)回進(jìn)入下一次切削時(shí)，它會(huì)鉆挖進(jìn)被切削件。這就導(dǎo)致切削刃上的力迅速改變方向，從而縮短刀具壽命。
在順銑中，刀具以最大的切屑尺寸咬合被切削件，刀具和零件傾向于互相推開(kāi)。機(jī)床、工件和切削刀具必須有足夠的剛性以避免振動(dòng)。否則，刀具壽命會(huì)縮短，表面質(zhì)量較差。
3 ）可能需要結(jié)合粗 / 精銑工序。粗精銑工序通常是分別進(jìn)行的，采用不同的主軸速度、進(jìn)給率和切深。但在微量銑削時(shí)，可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，特別是當(dāng)加工小型零件上高的、薄的壁或輪轂、軸套時(shí)。粗銑后的壁厚將不足以支持精銑操作，造成精銑的振動(dòng)或可能斷裂，至少壁表面的光潔度很差。
當(dāng)微量銑削時(shí)，薄壁銑削、粗、精銑削應(yīng)合成一個(gè)工序。在壁的兩側(cè)，在 Z 軸方向一層一層地切下。刀具應(yīng)該傾斜，離開(kāi)被加工的壁，以保證刀具與壁之間有一個(gè)接觸點(diǎn)。