隨著零件品種的不斷增加，同時(shí)尺寸變得越來越小，零件的小型化要求制造業(yè)改變加工策略。為了實(shí)現(xiàn)更高效率的加工，需對以往的加工過程進(jìn)行重新思考。傳統(tǒng)的加工方法是在低切削速度下，使用大直徑刀具加工。但大直徑刀具是不能對形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行加工的。這樣，使用小型刀具加工則變成自然的選擇。但是使用小型刀具需要很高的主軸轉(zhuǎn)速，這是普通機(jī)床所不能達(dá)到的。即使有的機(jī)床能夠達(dá)到很高的主軸轉(zhuǎn)速，例如在普通機(jī)床上使用直徑小于0.5'小型刀具，在10000r／min的主軸轉(zhuǎn)速下，對形狀復(fù)雜零件進(jìn)行加工，也往往會(huì)使主軸溫度升高。所以只能選擇低的進(jìn)給速度加工，而且還會(huì)使刀具容易磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使刀具破損。
當(dāng)然，在切削過程中，切屑不能及時(shí)排除，也是引起刀具破損的主要原因，它遠(yuǎn)比錯(cuò)誤選擇切削用量的影響大得多。為防止刀具破損，必須設(shè)法保證切屑及時(shí)順利地從切削區(qū)排除。對于使用小刀具加工，須在提高切削速度的同時(shí)，注意設(shè)法以最快的速度將切屑從切削區(qū)排除。
對于小犁刀具高速加工的定義，是指選擇小于0.250直徑的刀具，在高主軸轉(zhuǎn)速的機(jī)床上，對形狀復(fù)雜零件進(jìn)行的精細(xì)加工。高速加工雖然沒有固定的定義和絕對正確的切削用量，但一般要求機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速選擇在25000r／min左右。

小型刀具高速加工策略

使用小型刀具，在機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)25000r／min左右進(jìn)行高速加工，必須掌握以下三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)：(1)小型刀具的智慧設(shè)計(jì)制造和使用；(2)低粘度冷卻劑的選擇和合理使用，(3)充分發(fā)揮高速加工技術(shù)的作用。

小型刀具的智慧設(shè)計(jì)制造和使用

將大直徑刀具幾何形狀縮小到小型刀具上會(huì)產(chǎn)生不可接受的進(jìn)給速度和不滿意的零件表面粗糙度。所以需要設(shè)計(jì)制造出能在高速切削中充分發(fā)揮作用的小型刀具，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的刀具幾何形狀與高轉(zhuǎn)速主軸和最佳狀態(tài)下的冷卻等幾方面相結(jié)合，不僅能提高生產(chǎn)效率，還能省去去毛刺等后續(xù)工序DOT。在使用小型刀具進(jìn)行高切削速度加工時(shí)，還都需對使用的小型刀具進(jìn)行平衡處理。同時(shí)注意增加刀具的容屑空間，以利于切屑的順利排除，防止切屑被堵塞或被燒糊在刀具內(nèi)。

低粘度冷卻劑的選擇和合理使用

使用小型刀具進(jìn)行高速加工將產(chǎn)生大量熱量，所以必須積極采取措施，使零件在加工中能迅速冷卻。當(dāng)然在高速切削中可以快速將切屑從切削區(qū)排除，但光靠這 點(diǎn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要選擇合適的冷卻潤滑液，設(shè)計(jì)一個(gè)有效的冷卻系統(tǒng)。 冷卻液除有降低切削溫度作用之外，還具有良好的潤滑作用，所以能使刀具迅速通過切削零件表面。如同使用一把切刀很難快速將黃油切開，而若選擇將切刀加熱后再切，則能很快將黃油切開。這是因?yàn)榍械侗患訜幔鼘⑹骨锌谔廃S油迅速熔化，熔化的黃油還對切刀有較好的潤滑作用，使切刀容易移動(dòng)，因此能有效將黃油切開。同樣原理適用于高速切削，小型刀具在切削中需要低粘性冷卻潤滑液給以冷卻潤滑。這是因?yàn)榈驼承岳鋮s潤滑液的滲透能力強(qiáng)，容易將冷卻液加注至刀頭切削刃。常用的乳化液作冷卻液遠(yuǎn)比水溶液的粘性大，所以不適用于小刀具的高速切削。
可供使用的微量冷卻液噴射系統(tǒng)在使用小型刀具進(jìn)行高速加工中建議選擇使用乙醇(俗稱酒精)作冷卻液，它是將食糖發(fā)酵形成的一種酒精，最適宜在非有色金屬和一些塑料材料的高速加工中使用。然而，黑色金屬還要求使用油基冷卻液。這是因?yàn)樵阼F基金屬表面切削，容易產(chǎn)生電火花，發(fā)生火災(zāi)。
通常使用的冷卻液是油基冷卻液，它需要服務(wù)人員進(jìn)行適當(dāng)處理，增加附加費(fèi)用。乙醇因?yàn)槟茏詣?dòng)揮發(fā)而不需要進(jìn)行過濾和廢屑等費(fèi)時(shí)處理，節(jié)省生產(chǎn)開支。雖然乙醇易燃，但低的溶點(diǎn)使乙醇具有較強(qiáng)的冷卻和潤滑效果。由于它是自然化學(xué)品，沒有負(fù)面的環(huán)境影響、沒有污染、沒有浪費(fèi)和額外的附加費(fèi)用。此外，乙醇作為一種冷卻液，還具有不會(huì)殘留在加工好的零件表面的優(yōu)點(diǎn)，所以無須增加以往昂貴的零件除油和清洗工序。

充分發(fā)揮高速加工技術(shù)的作用

使用小型刀具進(jìn)行高速加工，必須使用先進(jìn)的加工機(jī)床，只用一個(gè)高速主軸改裝的普通機(jī)床不能滿足高效率加工的高標(biāo)準(zhǔn)要求。只能使用專門為高速加工設(shè)計(jì)制造的先進(jìn)機(jī)床。使用小型刀具在先進(jìn)機(jī)床上進(jìn)行銑削，鉆孔和雕刻時(shí)，都需選擇6000～60000r／min的最高主軸轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)槭褂眯⌒偷毒咴谌绱烁叩闹鬏S轉(zhuǎn)速下實(shí)行高速加工，具有能使切削力減小、很少出現(xiàn)刀具破損，沒有高的切削溫度、能獲得較好的零件加工精度和表面粗糙度，消除去毛刺、除油工序和很小的刀具振動(dòng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
除選擇高主軸轉(zhuǎn)速和小切削深度之外，在使用小刀具進(jìn)行高速切削中，同時(shí)需選擇高的進(jìn)給速度。在高切削速度和高進(jìn)給速度條件下切削，使切削中產(chǎn)生的大量熱量來不及傳遞至零件，就已被切屑帶走。
經(jīng)切削試驗(yàn)證明，在金屬切削中，產(chǎn)生的大量熱量有40％由刀具與零件間的摩擦產(chǎn)生，20％熱量由切屑形成中發(fā)生的彎曲變形時(shí)產(chǎn)生。因此，可以說大約60％的熱量保留在切屑中。在高速切削中能通過快速切屑排除，將大量的熱量排除，極好地降低切削溫度，避免零件因受熱產(chǎn)生的尺寸增大等弊病。當(dāng)然，更好的保證零件加工質(zhì)量，還需要采取有效的冷卻刀具，降低切削力和防止振動(dòng)產(chǎn)生等持術(shù)措施。 使用小刀具在高主軸轉(zhuǎn)速下加工，還可以將chiP Ioad(刀具每齒進(jìn)給量)減少到小于0.005'。如此低的chip load能極大地減小切削力。切削力的減小，將產(chǎn)生很低的切削溫度，減小刀具變形，所以可進(jìn)行薄壁零件加工，獲得好的零件表面相糙度，提高零件加工精度。
使用小刀具進(jìn)行高速加工必須掌握以上三個(gè)主要技術(shù)環(huán)節(jié)，這三個(gè)主要技術(shù)環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，都很重要。不能忽視和看輕某一方面，這樣才能保證高可靠性加工狀態(tài)，保證在獲得產(chǎn)品高質(zhì)量的前提下，盡量提高切削速度，從而提高生產(chǎn)效率。

加工實(shí)例

以下介紹在Datron銑床使用小型刀具進(jìn)行高速加工的兩個(gè)生產(chǎn)實(shí)例。
一是使用l/4'單刃刀具在6061鋁合金零件上銑出深為l/8'的槽型。機(jī)床選擇主軸轉(zhuǎn)速為45000r/mSEl250i/m進(jìn)給速度的工作條件，使用乙醇冷卻液。
另一個(gè)是使用直徑為1/8'小螺旋角雙刃銑刀，在寬l/8'的6061鋁合金板料上，選擇50000r/m主軸轉(zhuǎn)速，200i/m進(jìn)給速度和使用乙醇冷卻條件下進(jìn)行高速平面銑削。
在兩種加工實(shí)例中，由于遵循了以下加工規(guī)則，所以都取得了極好的加工效果：
(1)保證加工中不使主軸溫度升高，否則引起刀具迅速磨損、減少刀具使用壽命；
(2)選擇高切削速度、高進(jìn)給速度和小切削深度加工；
(3)都能將加工出切屑迅速從切削區(qū)排除。