Magaro先生认为，他可以将这些成功经验应用于开发一种适用于淬火粉末冶金模具生产的微加工工艺，以减少对费时的EDM放电加工机床的需求。Magaro先生说：“随着编程员Jim Cecchetti先生与Ball先生的再一次密切合作，建立了一个在淬火状态下对粉末冶金模具组件进行微加工的稳定一致的工艺。”为了使这类材料中铣削微细部分的公差尺寸保持在小至0.0001in的范围之内，加工工艺的各个方面，包括立式加工中心机床、CAM软件包、刀柄和刀具都必须同心协力。这是因为在这么一个小比例工件上铣削加工时，诸如切屑负荷、跳动误差和整体工艺稳定性等问题都会被放大。这里让我们快速地浏览一下Quala-Die公司采用微加工方法加工的一些关键部件。

（1）机床

该车间对粉末冶金模具的微加工工作是在转速高达32000r/min的HC-658型机床以及在另一台Roku-Roku VMC立式加工中心上执行的，后者是一台转速高达30000r/min的VS-652型四轴加工机床，该车间在购买前一台机床的一年半之后购置了这台机床（图2）。这两台机床都具备了硬质材料微加工所需的主轴转速和功率，其各自的静态定位精度和重复精度分别为±0.000060in和±0.000020in。Magaro先生说：“每台机床配有油雾冷却液输送系统，这两台机床都提供有均匀的微加工所需的油雾传送功能和微调功能。

此外，这些机床的Z轴上还带有热膨胀补偿功能，以满足车间内环境温度微小变化的需要。”在这些机床上，采用测量长度和直径的激光来执行刀具的测量，是非常重要的。

（2）刀柄

Quala-Die公司首次将热套刀柄应用于微加工工艺，据说这种方法的跳动误差极小。然而，该车间发现由于反复加热和循环冷却，因此随着时间的推移，这类热套刀柄会逐渐变形。变形的结果会导致微加工工作时的跳动误差过量。现在，这个车间使用来自Rego-Fix公司的powRgrip刀柄系统。该系统由精密套筒式刀柄和用于套筒从夹座插入和拆卸的台式液压机组成（图3）。标准的刀柄经过25000r/min的转速平衡，虽然该车间也经常使用经42000r/min转速平衡的专用刀柄。

除了提供0.00012in的TIR和1100N.m的夹紧力之外，这种刀柄系统还能够实现刀具的快速更换。采用热套系统方式换刀需要花费4min时间，而操作员采用powRgrip系统换刀，只需24s时间（图4）。Magaro先生指出：“这是非常重要的，因为操作员每天必须完成很多次的换刀作业。”现在，这个车间在执行足够量的微加工工作时，每天将消耗高达90把的微型刀具。

（3）刀具

该车间使用的大部分Jabro Mini立铣刀直径在0.004~0.019in。这些实心硬质合金刀具的直径公差在+0/-0.0004in的范围之内，其跳动误差可以忽略不计。这种微晶粒结构的硬质合金刀具带有耐热抗磨的AlTiN涂层和双沟槽设计，以方便排屑和提供足够的幅面强度。方头立铣刀的几何形状是中性的，倾角为0°，螺旋角也为0°，而球头立铣刀的倾角为0°，螺旋角很小。

（4）编程

该车间采用了一套中等价位的CAM软件包，用于“标准尺寸”的工件编程，这种软件在这样的应用领域中执行得很好。然而，情况很快变得十分明朗，微加工需要更强大的功能，因为刀具路径的细微差别，例如坡道角度和参与加工的速率，对最大程度地延长小直径刀具的使用寿命是非常关键的。Quala-Die公司现在使用来自西门子公司的NX CAM软件，Cecchetti先生承认，此种软件对编程具有更大的挑战性，但却具有微加工所需的灵活性和编程选项。该车间拥有这一软件的四个席位，而每个编程员的每个工作站拥有两台计算机。一种手动开关箱可以使编程员设置一台计算机，让其验证一个程序（这项工作可能需要花费长达2h的时间，此时，该计算机基本上无法执行其他任务），然后切换到另一台计算机上工作。

在建立粉末冶金模具的编程参数时，该车间假定每个工件的硬度明显地超过额定硬度值。Ball先生指出：“对那些材料进行微加工期间，切削深度和跨步不要过分，这一点非常重要。”螺旋插补和螺旋倾斜是有效工作的微加工刀具路径策略。Ball先生建议：螺旋斜坡的倾角在粗加工时不应该大于1°，精加工时不应大于0.5°。这可以最大限度地减少刀尖所受的压力，以防止其断裂。

Ball先生说：“高效微加工的关键之一是，使整个切削过程保持一致的切屑负荷。”这就是为什么它很重要的原因，以确定编程进给速度是否与机床能够保持的实际进给速度相匹配。他指出，如果一台立式加工中心机床不能使可编程进给速度，至少保持80%的周期时间，那么该可编程进给速度应该下调到该机床保持的进给速度，以帮助确保一致的切屑负载。例如，如果该程序要求调用40000r/min的转速和100in/min的进给速度，但立式加工中心机床只能保持50in/min的进给速度，那么该主轴速度必须削减一半，以确保其一致的切屑负荷。

 图5  一套视频测量系统可以让机床操作员通过鉴别微型刀具上涂层的磨损状况或平直度来监控微加工工艺