微铣削微切削的概念及其研究意义.docx

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微铣削微切削的概念及其研究意义

一、微铣削微切削的研究意义应用领域

微型化是制造业未来发展面连的挑战和动力。

随着科学技术的发展对零件的加工提出了越来越高的要求，既要满足越来越高的加工效率、加工精度和表面质量，又要满足绿色生产的要求。

微制造加工在这方面有着巨大的发展潜力。

现代生活中，由于人们生存空间和移动方便的需要，各类产品的小型、微型化成为了全球的一个重要发展趋势，这使得微细产品的应用范围迅速扩大，微铣削和微切削作为微型制造加工技术的重要部分，正越来越多的被各国制造业热点研究发展。

众所周知，超精零件制造加工的能力是一个国家机械制造业水平的重要体现，它直接影响一个国家医疗、高科技电子产品及设备、现代军事国防、航空等重要先进领域的发展。

微型制造加工较普通加工能达到更高的精度要求，以微铣削和微切削为代表的超精密微制造加工技术越来越成为一个国家先进制造加工技术水平的衡量标准。

在现代制造技术领域中，微细加工技术占有极为重要的位置。

它不仅是制造高新技术产品的关键技术，而且也是取得国际竞争优势的重要技术之一。

微制造业的发展不仅对我国高新技术水平的提高有着重要战略意义，同时对节约能源，减少污染等方面也意义非凡。

因此，深入的了解和研究微铣削和微切削加工技术是发展制造业是十分重要也是必不可少的。

微小机械无论在国防、航空、航天和民用中国都有很大的市场，例如微小人造卫星、飞机、机床、汽轮发电机组、车辆、枪械等。

又如照相机、摄像机、手机等都是越做越小而功能却不断提高和完善。

而计量检测、生物医学、电子产品与计算机、仪器科学等多个领域也正朝着微型化发展，微型医用机器人、微型计算机、微型精密仪器等都是微型加工的直接应用。

因此，微型加工技术和理论的研究有着明显的广阔前景。

现状及发展趋势

1959年，richardPFeynman就提出了微型机械的设想，之后随着研究工作的进行并取得一定的成果，显示出了微型机械加工在未来的明显的广阔前景。

微型机械在国外比较早的受到了政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。

美国MIT、Berkeley、Stanford\ATamp；的15名科学学在上世纪八十年代末提出小机器大机遇；关于新兴领域微动力学的报告国家建议书，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技的三大重点。

之后美国政府一直大力资助各研究机构从事这一领域得的研究与开发，并制定了研究计划。

1994年美国把MEMS列为关键技术项目。

很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、劳伦兹得莫尔国家研究所等。

日本通产省1991年开始启动一项为期10年，耗资250亿日元的微型大型研究计划，研制两台样机，一台用于医疗，另一台用于工业。

该计划有东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。

欧洲工业发达国家也相继对微机械加工的研究开发进行了重点投资，德国自1988年开始微加工十年计划项目，法国1993年启动的7000万法郎的微系统与技术项目、欧共体组成多功能微系统研究网络NEXUS，联合协调46个研究所的研究，英国政府也制定了纳米科学计划。

一些欧洲公司已组成MEMS开发集团，目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来，如：

尖端直径为5um的微型镊子、微型汽车、微型惯性组合等。

自20世纪末以来，美国、德国、英国和日本等工业发达的国家十分重视微型制造加工技术。

纷纷投入了相当数量的财力和人力，确定发展战略，制订了长远规划，设立专门的研究机构，这都使得微制造技术迅速发展，现已初步形成了具有特色的微加工技术和微型产品制造业。

我国也投入了一定的力量进行开发和研究，我国在科技部、国家自然基金委、教育部和总装备部的资助下，一直在跟踪国外微型机械研究，积极开展MEMS的研究。

现有的微电子设备和同步加速器为微系统的研究提供了基本条件，微细驱动器和微型机器人的开发早已列入国家863高技术计划及攀登计划B中。

已有近40个研究小组并取得了一些研究成果。

如广东工业大学与日本筑波大学合作，开展饿了生物和医用微型机器人的研究，已研制出一维、二维联动压电陶瓷驱动器；长春光学精密机器研究所研制出直径为3mm的压电电机、电磁电机、微测试仪器等；南开大学开展了微型机器人控制技术的研究等。

我国现有很多机构对多种微型机械加工的方法开展了相应的研究，已奠定了一定的加工基础，下面分别从微切削和微铣削两个方面简述现状和发展趋势。

微切削：

微切削技术被誉为21世纪十大关键技术之首。

微切削技术是微小型机械制造系统的重要组成部分，是连接微观与宏观制造领域的桥梁技术，是21世纪的重点发展方向，受到世界各制造业发达国家的高度重视。

国内与国外在这方面的差距主要体现在缺乏系统的基础理论、材料制备工艺、先进的设计理念与方法，微制造工艺、微结构的检测与试验技术以及微小型设备的性能测试与评估技术等。

特别是对微切削技术与机理研究方面，当前还是崭新的课题。

因此，开展高效率实用化微制造系统及其相关技术的研究，是解决制造设备微小型化的关键基础技术和当务之急。

微切削是一种快速且低成本的微小零件机械加工方式，加工尺寸在1mm以下、精度为0.01~0.001mm零件的切削加工。

国际生产工程协会CIRP物理化学科学制造过程会议把加工尺度定义在1~500um。

它既服从一般切削加工的普遍规律，又具有自身的特殊性。

目前的微切削加工技术相对传统常规的切削加工技术而言还不是十分成熟，世界各国都致力于微型加工技术的研究，其中以美国、德国、日本和英国等国家在这项技术上领先。

就微切削方面而言，其发展十分迅速，在CNC加工中心已经可以实现对零件的2D、2.5D简单特征到复杂零件3D的曲面加工。

微切削技术以其良好的适应性及高的生产率广泛应用于微细产品的加工中，目前微切削加工技术可以达到很高的加工精度和极微细的尺寸，已经成为微细加工领域中极为重要的手段。

同时该技术也存在着许多困难，由于微切削与一般切削在加工中去除材料方式的不同，微切削的切削力急剧增大，使得微切削加工技术局限于易加工材料。

另外加工机床、刀具等加工设备的不成熟也对微切削加工技术有着一定的限制。

国外发达国家在微切削单元技术方面已经突破了关键技术，我国也在积极跟踪世界前沿技术，开展了一系列关键技术的攻关工作，取得了可惜的研究成果，但在微制造基础理论基础、系统集成制造技术及加工技术方面还与日美等发达国家存在着一定的差距，尚存在许多问题亟待研究解决，尤其在实用化微型制造系统的设计及相关应用技术方面还需投入大量的技术力量开展研究工作。

对微切削加工机床、刀具、加工机理以及物理特性都有相对深入的研究和成果。

下文会对这几个方面逐一介绍，在这里简单介绍计算机仿真技术在微切削领域中的应用情况。

计算机模拟仿真方法是现在应用普遍的科学研究手段，用计算机仿真技术研究微切削可以成为试验研究的有效补充，目前用于微切削的仿真模型主要有有限元模型、分子动力学模型和多尺度模型三类。

有限元仿真相对应用较广泛，但局限于连续的介质。

分子动力学模型是一项新技术，近些年才被应用到微型加工中，但是分子动力学仿真还存在许多缺点，更适于纳米级别的切削加工过程且加工试验困难的情况。

多尺度模型仿真相当与前两种仿真方法的结合，是当前关注的焦点，代表这未来这方面的发展方向。

由于微型加工尺寸的限制，不便于科研人员观察和研究，所以计算机仿真技术的应用尤显重要和方便。

随着科学技术的发展，微切削加工仿真技术主要向两个方面发展，一是开发NC仿真软件，借以显示刀具运动轨迹，并判断刀具、刀夹与工件以及夹具是否产生干涉。

二是研究解析切削加工过程中的物理现象，借以研究微切削的加工机理。

微铣削

微铣削是微细加工研究领域中由硅微工艺跨入非硅工艺、由电加工跨人非电加工、由二维加工跨入三维加工的一项重要的先进制造技术。

目前，对微铣削的尺度范围还没有明确统一的定义，通常研究的对象是零件尺寸在毫米级、特征尺寸在微米级、铣刀直径在0.5mm以下。

微铣削加工因其加工材料的多样性和可实现三维曲面加工的独特有事而收到国内外的热点关注和研究。

微铣削加工同样不仅具有传统加工的一般特点，如大应变、高应变率以及温度变化显著等，还具有介质尺度加工的一些特征，如尺寸效应、最小切削厚度以及工件材料微观结构效应等。

目前对微铣削的研究主要在三个方面展开，即微铣削加工设备、加工机理以及加工工艺。

研究的重点主要集中于加工表面质量、切削力、刀具磨损和寿命、切屑状态、对微小零件的加工能力等方面。

另外，国外也对微铣削的CAD\CAM技术有着很好的研究和开发。

总的来说，微铣削加工技术并未成熟，存在着许多难点有待突破，各方面也未形成完整的工业和理论体系。

但总体发展迅速，成果可观。

中国在这方面与国外先进水平还有着明显的差距，尤其是加工机理，加工工艺等方面还需投入大量人力物力。

微型机械是当今制造业一个重要的发展方向，应用前景很好，国内外都非常关注这一领域的研究。

微切削和微铣削加工技术是微型机械制造领域最活跃的研究方向之一。

目前微型机械加工工艺与设备研究整体上还处于探索阶段，尚未形成完整成熟的技术体系和规模制造的技术能力。

预计在未来10年左右，微小制造工艺与相关设备技术将得到迅速发展，尤其在微小型武器、微小型医用器械、放生器械、探索器械、航空航天器械等方面得到广泛应用。

在微切削方面未来一段时间的研究方向将主要围绕以下几个方面：

1）微切削应用基础研究。

包括微型零件切削加工装备关键技术的研究。

主要研究高速主轴系统，精密工作台的定位、运动及控制技术，复合微切削加工设备与技术；微切削刀具材料和刀具制作技术的研究；微切削刀具、工件的快速装夹、测试及微切削加工过程的监控技术。

2）微切削理论领域的研究。

主要是对加工机理的研究，分析微切削变形区的尺寸效应、不均匀应变、位错等对剪切变形应力和剪切变形能的影响；9研究最小切削厚度对切削形态、已加工表面形成、切削力、切削温度等的影响及共建材料微观组织结构对表面粗糙度和次表面损伤的影响，建立微切削加工理论和技术体系。

建立一个针对不同工件材料和切削条件的最小切削厚度模型，并研究最小切削极限时各切削因素的综合影响。

此外，微切削的检测与试验技术以及微小型设备的性能测试与评估技术、微切削的仿真技术也是未来的研究方向。

3）微切削工艺的研究。

包括各种新材料如钢铁、钛合金、陶瓷和其它非金属材料及各种复合材料的微切削加工工艺，以及微切削的CAD\CAM技术的开发研究。

4）微切削加工技术的经济性、可靠性研究。

其相应发展趋势主要是向更高精度、更高效率方向；规模化、微型化方向；加工检测一体化方向；机床多功能模块化方向；更高智能化等方向发展。

而在微铣削领域，未来发展主要朝着以下两个重要的方向：

1）关键技术的进一步深入。

主要体现在：

维铣床需要更高的转速，目前用于试验的维铣床转速最高为16000rpm，相对当前高速铣削而言，微铣刀直径大幅度减小，但维铣床的转速并没有大幅度提高，为了维持必要的线速度，这就要求维铣床有足够的转速，这对微电机、微轴承、威机床都是一个挑战。

微铣刀需要更好的耐磨性能。

微铣刀是否具有良好的耐磨性能一方面影响加工质量，另一方面也影响加工的经济性。

目前在这方面还有待深入研究。

2）相关技术的进一步集成。

工艺研究朝多技术合成的趋势发展。

利用多种技术的复合在解决微铣削应用研究中遇到的许多问题能取得良好的效果。

如微铣削和电火花加工的结合等，这些多技术合成的成功应用值得引起关注。

模型研究朝多尺度耦合的趋势发展。

目前微铣削模型研究既没有成熟的理论可以借鉴，又与宏观的切削理论和微观的纳米加工有着密切的联系，以多尺度耦合模型为纽带，建立切削加工宏观领域的微观领域的有机联系，是完善切削加工理论的重要环节。

设备研制朝机床、刀具、检测一体化的趋势发展。

因为微铣削实在一个狭小的空间进行切削，所以无论从方便观察的角度，还是从减少误差的角度，研究人员都希望减少中间环节，使加工、检测一体化，微铣削在机检测的研究已有一些成功的探索，而将刀具的制造也直接纳入微铣削系统，则是当前的一项最新研究成果。

它意味着微机床、微刀具、微检测多项功能一体化的发展趋势。

微切削基本技术现状（技术方法机床刀具机理）

主要从机床、刀具、加工机理、检测技术等方面介绍

微切削微铣削机床部分

零件的尺寸和加工质量（加工精度、表面粗糙度、重复精度）与其加工机床的性能（如精度、动态特性等）密切相关。

机床的性能主要与主轴、工作台和控制系统有关，微切削所用的刀具直径非常小，为了提高加工效率，微切削机床主轴的转速非常快。

为满足扭矩要求，通常采用电主轴和混合角接触轴承，这种轴承由于摩擦生热造成热膨胀，最高转速一般不超过6万r/min。

当转速更高时，应采用空气轴承，但空气轴承提供的扭矩较小，目前空气轴承主轴的最高转速可达20万r/min。

为了获得较高的切削速度，主轴的锥度与告诉切削刀柄的锥度一致。

微切削精密机床的工作台一般是由直线电机驱动的，与普通驱动如滚珠丝杠相比，直线电机驱动系统没有摩擦和电磁耦合产生的累积误差，也没有由于磨损造成的精度损失，不存在间隙，而且能提供较大的加速度，直线电机驱动系统的精度可达土1um。

微切削精密机床的刚度好，振动小，而且大都带有各种传感器和执行器。

但是由于其尺寸较大，对周围环境的控制要求较为严格，使得加工微小零件的成本较高。

微切削加工对所用的加工设备要求很高，其所用的加工设备应满足以下要求：

（1）高精度。

包括高的静态精度和动态精度，其主要的性能指标有几何精度、运动精度（定位精度、重复定位精度）和分辨率等，如主轴的回转精度、导轨运动精度，分度精度。

（2）高刚度。

其中包括静刚度和动刚度，除零部件本身的刚度外，还应该注意接触刚度，同时应考虑由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统的刚度。

微切削机床虽然受到的切削力并不大，但是机床的受力变形将会造成精度上的很大影响。

（3）高稳定性和保持性。

加工设备在经过运输、仓储、安装调试后，在规定的工作环境下，使用过程中应能长时间保持精度、抗干扰、稳定地工作。

因此，加工设备应具有良好的耐磨性、抗振性以及热稳定性。

（4）高度自动化。

为了保证加工质量，减少人为因素的影响，现代精密微切削机床应配置精密数控系统以实现自动控制，或采用计算机控制系统来适应控制、优化等以满足零件的生产加工要求。

目前用于微切削加工的机床主要分为两类，一类是用于微切削的超精密的加工中心和数控车床，它的体积较大；另一类是微型机床，它的体积非常小，长、宽、高一般都在几十毫米到几分米之间。

超精密的加工中心和数控车床具有刚度好、振动小的优点，而且大都带有各种超精密的传感器和运动执行器。

但是由于微小零件的特征尺度小，而超精密的加工中心和数控车床的体积较大，运动载荷大，使得加工时所消耗的能量相对较大、成本较高。

而微型机床的体积非常小，可使用性能较好的材料来制造，另外由于质量小，微型机床的固有频率比较高，这使得微型机床可以稳定地在较宽的高主轴转速范围内使用而不发生颤振，即使发生振动，在同样载荷下微小机床的振幅也比较小。

微小机床的定位精度可达到纳米尺度，加工精度为亚微米。

自上世纪末开始，微小机床的研发就一直是微加工技术领域研究的焦点。

日本通产省工业技术院机械工程实验室于1996年开发了世界上第一台微型化的机床——微型车床。

如下图所示：

第一台微型车床

其规格为：

长32mm、宽25mm、高30.5mm，重量为100g，主轴电机额定功率1.5W，转速10000r/min。

用该机床切削黄铜，沿进给方向的表面粗糙度值为Rz1.5um，加工工件的圆度为2.5um，最小外圆直径为60um。

切削实验中的功率消耗仅为普通机床的1/500。

此后，日本Olympus光学有限公司开发的微型线性编码器检测滑动导轨的运动，通过闭环控制运动分辨率达0.1um，同时装备了袖珍式用户数控装置，提高了加工精度和柔性，成为目前世界上最小的微型数控车床。

加工直径为200um黄铜圆柱体时，其表面粗糙度Ry可达0.5um，圆度误差约为0.4um。

微细切削加工车床并非因机床的尺寸越小，加工出的工件尺度就越小、精度就越高。

微细车床的发展方向一方面是微型化和智能化，另一方面是提高系统的刚度和强度，以便于加工硬度比较大、强度比较高的材料。

图第一台微铣机床日本AIST研制的NC铣床

世界上第一台微铣削机床是由马德里高级工程技术学院设计构建的，（如图）它有2.5个自由度，由一个主轴、三个进给驱动平台、一个运动控制器、一个测力仪和一个工件夹具组成。

最高转速可达120000rpm。

1999年日本国家先进工业科技学会（AIST）研制了一台采用高速主轴的桌面尺寸NC铣床，如图所示最高转速200，000rpm，采用全闭环数字控制，分辨率达到0.1m日本NANO株式会社于2005年研制成功NANOWAVE超小型精密CNC机床，其加工精度达到微米级，目前已达到商品化程度。

美国国家科学基金会支持了介观尺度微细切削方面的实验研究，美国伊利诺斯大学研制了一台微型铣床，高速涡轮驱动空气主轴最高转200000rpm，系统定位精度1m，并在竖直平台上安装了Kistler9018型三向测力仪以测量切削力，实现了三维特征加工;密西根大学研制的微加工单元由启动涡轮机驱动，可进行三维复杂曲面加工，主轴回转精度为1m，定位精度可达0.51m。

随着微小机床的发展引入了一个新的概念即“微型化工厂”。

微型化工厂占地面积非常小，消耗的能源非常少，大大节约了能源的使用。

微型化工厂内有不同的生产单元，如微型车床、微型铣床等。

1999年日本机械技术研究所设计制作了世界上第一台桌面微型工厂样机，由微型车床、铣床、搬运机械手和装配用的两个手指机械手组成。

占地70cm×50cm，能进行加工和装配，并成功地试生产了外径D900um、长3mm的枢轴球轴承。

2000年该研究所又设计制作了便携式微型工厂，由微型车床、铣床、冲压机、搬运机械手、机械手及电路、控制装置等组成，重23Kg，放在380×625×490mm3重11kg的箱子里。

箱子底部装有小轮，可以像旅行箱一样被推着走。

对微切削机床的研究应涉及以下方面：

①结构研究。

为提高机床的动、静刚度，一些超精密机床采用很特殊的结构，如三角棱形立式结构、最短“内连链”空间结构、内部阻尼和抗振的三角锥空间结构等；②机床轴系与驱动技术。

超精密机床轴系包括回转轴系和平动轴系，主轴大多采用空气静压悬浮、液体静压悬浮或磁悬浮方式，其回转精度高于0.05um。

振动对表面粗糙度极其有害，工件与刀具切削刃之间不允许有振动，因此，除了工艺系统有较大的动刚度，还要使电机和外界的振源严格隔离；③超精密加工的检测、误差建模与补偿技术。

通常在达到符合测量条件的情况下进行在位测量可避免多次装夹带来的误差，为下一次加工提供修正信息。

误差建模需要用变分法精度、多体动力学等分析误差建模理论，可将刀具几何参数、加工工艺条件及机床运动误差三大因素对加工工件的精度影响准确的建其数学模型；④条件研究。

例如，机床的装、夹具；超精密刀具、刀具和磨料材料、刀具刃磨技术；超精密加工工艺；超精密加工环境控制（包括恒温、隔振、洁净控制等）。

总之，对微加工机床的研究是永无止境的。

本世纪开始，由于国家的重视，我国微型机床的研究工作进展速度很快。

国内许多大学如哈尔滨工业大学、北京航空精密机械研究所、上海交通大学、大连理工大学等都在进行微机床的研发和微切削加工关键技术的研究并取得了可喜的成果。

哈尔滨工业大学精密工程研究所于2005年研制了一台尺寸为300mm×150mm×165mm的三轴卧式数控微小型铣床，采用日本NSK小型空气涡流主轴，通过控制压缩空气的压力调节转速，最高转速140000rpm，进给行程为25mm×25mm×30mm装备了Kistler三维力传感器和高分辨率的CCD摄像机，进行了直槽圆薄壁和人脸的微铣削加工试验。

南京航空航天大学和北京航空精密机械研究所自主构建了适于微小尺寸零件制造的300mm×400mm×500mm的三轴小型数控铣床，X、Y、Z方向的工作空间尺寸为50mm×50mm×20mm，全闭环驱动系统分辨率0.05um，能实现亚微米级加工精度。

另外，国内的一些研究机构如上海冶金技术研究所、清华大学、长春光学精密机械研究所等单位在微型机械加工方面都取得了一定的成果。

但总体来说我国目前的微型机床的研究还处于实验室阶段，相比国际先进水平还有很大的差距，这需要未来对该领域持续投入大量人力和物力。

微切削微铣削刀具部分

微切削技术发展的另一个关键技术即是微切削刀具的设计。

如何将刀具材料晶粒细化和刀具微小化，以便加工微型工件，一直是微切削加工技术领域里研究的重点。

在微细切削时，由于工件尺寸很小，从强度和刚度上不允许有大的吃刀量，同时为了保证工件尺寸精度要求，最终精加工的表面切除层厚度必须小于其精度值，因此切屑极小，吃刀量可能小于晶粒的大小，这时切削不是晶粒之间的破坏，切削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力，刀刃上所承受的切应力就急速地增加并变得非常大。

同时在切削过程中会产生很大的热量，因此在微切削加工时对刀具的材料及其设计都有较高的要求。

在材料方面，需采用耐磨、耐热、高温硬度高、高温强度好的刀具材料，随着回转最小直径的微小化，要求回转刀具的抗弯强度、刚性与断裂韧性均应较高。

微切削刀具材料以硬质合金（碳化钨）、PCBN和金刚石为主。

微米级以下尺寸的铝合金等有色金属加工主要采用单晶金刚石刀具，单晶金刚石刀具可用来切削加工精度达到纳米级的探头或探针。

为了提高硬质合金的性能（见表1），目前工具厂商正研究使硬质合金晶粒更加微细化，而且已取得可喜的成果，已开发出粒径为90nm的超细晶粒硬质合金并试制出粒径为60nm的高级超细晶粒硬质合金。

表一：

超细晶粒硬质合金的性能

WC粒径（nm）

硬度（HV）

弹性模量（GPa）

300

1902

570

90

2361

600

除了刀具材料外，刀具的几何形状对于实现微切削加工至关重要。

在微切削条件下，精确地切除极薄的材料需要极其锋利的切削刃，也就是极小的刃口半径。

不仅如此，刃口锋利度还关系到切削表面质量、微观组织型貌以及晶格位错等。

精确测量刀具刃口轮廓是保证刀具刃口研磨和进行微细切削过程质量分析的前提。

微钻头或微端铣刀材质硬度高、加工困难，常用的砂轮磨削方法加工效率低，而用聚焦离子束、线电极电火花磨削方法制作硬质合金微钻头或微立铣刀非常方便，容易满足精度要求。

铣削时可采用两齿、梯形、半圆、一字形、方形等形状的立铣刀。

适合微细切削的硬质合金带柄铣刀在工业上已被广泛采用，高精度制作微型铣刀和钻头的技术要求很高，直径越小，制作越困难，最小直径为0.1mm的铣刀和的钻头已能够生产。

目前市场上可见到的硬质合金微型钻头中，经过研磨的麻花钻最小直径为0.03mm，扁钻为0.01mm。

据报道，在实验室里采用电解磨削方式，可制作出0.005ram的极小直径钻头。

在微铣削加工中，微细工具必不可少，其制作技术可谓微细铣削的难点之一。

目前，国内外用于试验研究的微铣刀直径一般在0.5mm以下，微铣刀设计制造的研究主要集中在刀具材料、刀具形状和刀具制造工艺三个方面。

微铣刀的材料主要有三类：

一是高速钢，二足硬质合金，三是以会刚石为主的超硬材料。

高速钢是早期针对铝合金、黄铜、有机玻璃为被加工材料所使用的刀具材料。

硬质合金主要针对金刚石与钢在高温下的化学亲和力对刀具耐磨性的影响，而用于钢铁材料的微铣削。

根据使用要求的不同，硬质合金微铣刀分为涂层铣刀和无涂层铣刀。

硬质合金微铣刀加工钢铁材料，工件表面粗糙度可达0．1um一0.3um，微铣刀直径可达50um。

金刚石用于刀具材料主要是对有色金属和非金属材料的精密加工，在微切削过程中，工件表面粗糙度町达10nm，目前，金刚囱-铣刀的直径可以在100um以下。

微铣刀的形状与普通铣刀相比存在明显的差别，一是铣刀切削刃的变化