汽车零件加工
在设计机床、切削刀具和夹具的过程中，高效地铣削微型模型和微型零件的各个部位时所面临的应战，令人害怕。为一把刀具找到最佳的刀具途径，能够说也同样令人感到艰难，由于机床操作者或许基本看不到或听不到它在停止切削。与普通的铣削操作不同，操作者没方法说出在切削中刀具的表现如何，以便做出所需的改动，把这道工序最佳化。此外，可能合适于 “ 典型 ” 铣削工件刀具途径战略，并不能总是能够精致地、按比例减少以便用于微量铣削。
另外，医疗、电子和光学零件的小零件加工有更高的请求。鉴于这个趋向，位于德国 Aachen 市的 Frauhofer 消费技术研讨所 (IPT) 最近发起了一个微量铣削研讨项目，与机床设备制造商和模具制造商结合，目的是开发出高效微型模具制造的战略和加工办法。在开发微量铣削 NC 软件方面，他们已能高效地计算出公差为 0.1 微米的刀具运动。位于美国密执安州 Novi 市的 Cimatron 公司是一家软件公司，它也参与了 IPT 项目。参与的结果是经过参加微量铣削工作的各种功用，进步了 Cimatron E NC 软件的性能。
Uri Shakked 是 Cimatron 的一位产品经理，擅善于微量铣削。他提供了生成微量铣削刀具途径时所要思索的以下 5 个问题：
1) 开发合适于微量铣削的加工战略。高速加工与微量铣削之间的确存在类似之处，例如防止锋利的刀具运动。当趋近角落时，刀具的途径应该是圆形的，圆度的大小取决于机床和进给率。当停止微量铣削时，在低于某一个值的状况下，弄成圆形实践上没有用。例如， 0.2 毫米的圆角就太大了，由于典型微量加工的跨度都特别小（接近 0.01 毫米）。在这个例子中，圆度值是跨距值的 20 倍，这意味着继续的工序之间会产生宽沟，构成明显的凹凸纹路和很差的外表质量。
Cimatron 开发的零重迭旋轮线法提供了肃清这种切纹的办法。该办法用旋轮线的方式加工一切相关的区域，但为了避免双重加工，刀具回程运动时从工件外表在 Z 轴方向提升。然后，在后续的正向运动中，刀具会以与刀具途径相切的方向进入。
高速加工运用高的进给量，允许切屑排掉由切削招致的热量；高的主轴速度产生高的切削进给量；高进给率减少了加工时间，允许用小的步距值停止切削。固然进给率遭到刀具切削刃最大切屑尺寸的限制。但由于微量铣削刀具直径很小，主轴速度通常太慢，不能产生高的切削进给，从而限制了可得到的最大进给率。例如，为了使 10mm 的刀具到达 100 米 / 分的切削进给率，主轴速度应该大约为 3200 转 / 分。关于 0.1mm 的刀具，主轴转速必需为 320 000 转 / 分。这样高的主轴转速目前是没有的。0.1mm 的刀具最大可能的进给率大约为 15 米 / 分，距公认的高速切削相差很远。
用 0.1mm 直径的切削刀具铣刺，如这图所示的状况，在设备和编程软件方面都有很大的艰难。
2 ）逆铣通常比顺铣效率更高。关于微量铣削，决议用逆铣还是顺铣主要取决于被加工零件的特性。思索到微型模具和微型零件上通常具备的精细特性，通常选择逆铣办法。
当刀具较长或工件壁很薄时，微量铣削最合适用逆铣。当切削刃切入资料时，产生切削力，切削刃倾向于拉入工件，这就提供了一个稳定的切削条件，很合适于软资料和精致的零件。
但是，逆铣会对刀具的切削刃形成潜在的损坏。当切削刃完成切削时，它会被切削件退出。当转回进入下一次切削时，它会钻挖进被切削件。这就招致切削刃上的力疾速改动方向，从而缩短刀具寿命。
在顺铣中，刀具以最大的切屑尺寸咬合被切削件，刀具和零件倾向于相互推开。机床、工件和切削刀具必需有足够的刚性以防止振动。否则，刀具寿命会缩短，外表质量较差。
3 ）可能需求分离粗 / 精铣工序。粗精铣工序通常是分别停止的，采用不同的主轴速度、进给率和切深。但在微量铣削时，可能无法完成，特别是当加工小型零件上高的、薄的壁或轮毂、轴套时。粗铣后的壁厚将缺乏以支持精铣操作，形成精铣的振动或可能断裂，至少壁外表的光亮度很差。
当微量铣削时，薄壁铣削、粗、精铣削应合成一个工序。在壁的两侧，在 Z 轴方向一层一层地切下。刀具应该倾斜，分开被加工的壁，以保证刀具与壁之间有一个接触点。
铣削精细区域时留下的纹，能用零重迭旋轮线加以肃清。用这办法，刀具反向运动在 Z 轴方向从工件提升起来，然后刀具在切于相继正向运动刀具途径的方向切入，产生较好的外表光亮度。
4) 应坚持恒定的刀具载荷。在普通的模具制造应用中，机床操作者常常手动调整进给率，如需求时换刀或手动编辑刀具途径，以使效率更高。由于在微量铣削中零件和运用的刀具微小，在加工过程中，操作者没有实践办法看到或听到发作什么状况。这就是为什么微量铣削软件在整个切削过程中必需能准确坚持恒定切屑载荷的缘故。
Cimatron 软件能辨认在整个过程中实践余留的裕量，并用这个数据来停止取决于刀具载荷的调整。这就能加快加工时间，同时维护精致的微量铣削刀具不会断裂。在主要改动工件几何外形的粗切过程中，该软件仿真每层后遗留的裕量。这样能使刀具进入以前各层肃清过的位置，从而能运用较短的刀具切入较深的区域。
在肃清工序中，该系统能检测出过多的资料，并自动加上再粗铣工序。再粗铣运动能够避免刀具断裂、坚持恒定的刀具载荷和进步外表质量。该软件可依据要切除几资料，自动改动进给率或把刀具途径分红若干下游工步。
5 ）留神 CAD/CAM 数据转换问题。在单独的 CAD 和 CAM 软件包之间的数据转换误差，对加工精度有负面影响。当微量铣削时，这些不准确性会愈加严重。集成的 CAD/CAM 软件包消弭了这样的数据转换问题。例如，在一个相当大的零件上的两外表之间 0.005mm 的凹陷的转换误差可能不成问题，由于零件能够抛光。但在微型模具或微型零件上抛光常常是不可能的，因此微型铣削的零件外表上，能够分明看到同样尺寸的凹陷。
简直任何 CAM 编程工作都需求一些几何修补过程，这意味着 CAM 软件应该包括内部 CAD 才能。当制造模型时，冷却和排出孔通常都盖住，以避免切削刀具加工到这些部位。另外，外表必需扩展到在另一调整中将要加工的维护区。能不能产生或修正零件的几何外形，影响刀具途径的编程办法。
由于激光具有方向性好，高能量和单色性好等一系列优点，自六十年代问世以来，就遭到科研范畴的高度注重，推进了诸多范畴的迅猛开展，特别是激光在加工范畴中的应用。传统的激光加工机在工业产品中，已得到了普遍应用，近年来在激光微加工方面也遭到普遍注重。
激光微加工对消费具有小孔或细小沟槽构造复杂的电子器件、医疗和汽车制品有严重意义。由于这类产品孔的直径和沟槽尺寸越来越小，而这些尺寸的公差越来越严厉。只要激光才干满足对微加工零件提出的从1μm到1mm的一切请求。激光加工热作用区域小，能够精确地控制加工范围和深度，保证高的反复性，良好边缘和普遍的通用性[1]。
在微系统制造中，人们普遍采用硅各向异性刻蚀和LIGA(利嗄)技术加工各种微型构造。前者合适加工硅的二维构造和小深宽比的三维构造；后者可以加工精细的三维构造，不只适用于硅而且也适用于加工金属、塑料和陶瓷。但是这种技术请求的条件比拟苛刻，它需求同步辐射X射线源，而且模的制造也很复杂，因而很难提高。还有一点也必需指出，LIGA工艺与IC不兼容，这在一定水平上限制了它的运用。
90年代初开展起来的激光微加工工艺既能加工出较为复杂的微型构造，且所请求的条件又不那么苛刻，在实验室和工厂较容易完成[2]。
激光微加工所触及的应用范畴较宽，本文着重引见激光束在UV（紫外）波段或532nm和1.06μm段激光微加工的应用,工作状态为脉冲状态,加工应用的范围为微电子和微机械（MEMS）。激光束的其它应用不在本文赘述。
