零余量加工（ZSM）（也稱近凈成形或負余量加工）是指模具在加工時無需留出額外的余量。當ZSM被有效的應用時，可以使模具制造商得到很大的利益，費時的EDM加工、手工操作、拋光、裝配、校準和修整等都可以被省略，組裝和整體制模的時間也可以大幅縮短。實現ZSM加工需要的幾個要素（機床、編程和刀具），所有這些協調運用即可達到預期的效果。
　　合適的機床能夠提供高精度、高主軸轉速（18000+r/min）、高進給速度（500 +ipm），以及良好的穩定性和剛性。高效的編程軟件將提供更準確的高度優化的刀具路徑，縮短了加工時間。在5軸加工中，編程軟件將刀具定位在工件的最佳加工角度上，如果其中某個要素選擇或使用不當，加工將毫無效率。
　　立銑刀的作用
　　高效模具制造方法的一個要素就是立銑刀。通常情況下，刀具的重要性會被低估或忽略，但是當刀具從機床、編程和成品零件中被提出來單獨考慮時，它的重要程度就變得十分清晰。
　　需要特別指出的是ZSM不是銑削技術，相反它是將已經確定的銑削技術（HSC和硬銑削）與整體模具制造方法結合應用。ZSM的建立來自于一種突破傳統的方法，這需要如同改變思維一樣來改變技術，這種變化來源于對刀具重要性的認識。這里我們所要討論的內容包括冷卻/潤滑和涂層技術，這些是影響刀具性能必不可少的因素。
　　有效的高速切削
　　從刀具的角度來看，高速切削是ZSM的基礎。HSC是金屬材料被高速切削的加工方法（比傳統的機械加工速度快5~10倍），并且是具有高加速度和高精確的快速運動。HSC利用主軸轉速，在加速進給時采用相對較淺的切削深度能有效地去除金屬材料。也可以這樣定義：在切削加工時采用足以產生一定摩擦（釋放熱量）的高速度，使切削下來的金屬碎屑熔化。
　　碳化物的耐熱性結合最優化的排屑槽幾何尺寸，便于微小碎屑快速排出，并使切削區周圍迅速冷卻。
　　由于高轉速主軸要實現高速切削(HSC)，刀具本身必須具有良好的平衡性。 如刀具應采用直柄，在進行精加工操作時，刀具應該有偶數的排屑槽，這樣可以使切削加工更加流暢和均勻。最重要的是立銑刀的刀柄和切削直徑要達到微米級的公差，以便減少振動，從而延長刀具壽命。
　　成功的硬銑削
　　當使用硬質模具鋼的做法變得更加普遍時，去除材料的有效方法要仔細審核。在硬度超過52HRC時，采用傳統的高速鋼銑刀就無法進行有效地金屬材料硬銑削加工。
　　實現有效的硬銑削需要用使更堅硬的材料制造的刀具，如硬質合金、金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN）等材料。硬質合金由于具有更佳的耐久性和成本效益成為首選材料。
　　以下是一些成功實現硬銑削和HSC加工所采用的刀具的重要特點：刀具由微米級顆粒或亞微米級顆粒構成的硬質合金材料組成；高性能的TiAIN涂層可以為刀具提供最佳的性能，并延長刀具的使用壽命；尤其是在特殊幾何形狀加工時的應用。通常情況下，工件越堅硬則負傾角越大（0~3），而螺旋角則越小（30~0）。
　　1.干式加工
　　干式加工更適合于淬火鋼的加工。更為節省，節省的不僅是冷卻液的成本，而且還包括冷卻液的處理成本（處理成本通常大于冷卻液自身的成本）。從生態學角度來看，這是一個更好的選擇，它將有利于生態環境的保護，由于冷卻液會危害人體的健康，引起過敏反應、呼吸道炎癥和中毒等反應。
　　從技術角度來看，干式加工消除了熱輻射的危險，這種熱輻射是由于冷流體接觸到熱刀具而產生的。這種劇烈的溫度變化會導致刀具龜裂或在刀具的刃口上產生細小的裂紋，從而直接導致刀具過早的損壞。干式加工可以加速冷氣流的擴散，從而使切割區域降溫，并有助于加速排屑。
　　2.硬質合金
　　硬質合金刀具是由相對較軟的粘接劑、鈷（CO）和碳化物（WC、TiC、TaC、Nbc）等用來提供硬度的復合材料構成的。通過燒結處理鈷材料融化，而碳化物以更高的熔點在極高溫的情況下依然呈現為固態。一旦冷卻，其結果是鈷粘接劑和脆性的碳化物粒子所形成一個堅實的混合物。
　　在ZSM加工時，立銑刀的構成是一個重要的考慮因素。碳化物可以在各種顆粒結構下應用，包括納米、亞微米、微米，細、中、粗和特別粗糙的顆粒。現代加工首選的刀具是由微米或亞微米碳化物顆粒構成的。
　　各種成分形成的鈷和碳化物的混合物，其中碳化物由不同尺寸的顆粒組成，可以得到一個具有多種硬度和韌性的刀具。因為隨著硬度的增加，碳化物的脆性也會增加。如果在硬度和脆性之間取得適當的平衡，一定可以得到合適的硬質合金刀具。在硬銑削加工時，使用更堅硬的硬質合金刀具是一個非常明智的選擇。低碳鋼在HSC加工中應用時，如果不是非常堅硬的情況，有較強彈性的碳化物將能提供最佳的刀具壽命。
　　3.涂層
　　PVD（物理氣相沉積）涂層技術被推薦應用于硬削銑、HSC，以及ZSM加工時所使用的刀具。在一個典型的物理氣相沉積過程中，鈦和鋁以電極的形式被引入到真空腔中。使用電流撞擊這些電極或ARC操作，這樣電極蒸發并釋放成為電子狀態。氮氣隨后注入真空腔，在高溫下各種形式的等離子氣體的電子被吸引，并沉積到碳化物上形成堅硬的薄膜，如TiAlN。這些涂層可以是單層、多層，或使用不同的交替涂層，如TiAlN和TiN。
　　涂料對于生產率和刀具壽命有著重要的作用，并最終會對模具制造的成本效益產生影響。一般情況下，由于增加了抗摩擦及耐熱性能，涂層使得刀具減少了的磨損。涂層潤滑（摩擦系數作為衡量指標）有助于防止冷焊和減少切削力。反之，由于刀具壽命的延長，使切割速度得到提高，工件表面質量進一步改善，生產成本大幅降低。
　　而在某些情況下，涂層則被證明是有害的，如一個相對比較厚的涂層可能對切削刃的鋒利程度和表面質量產生負面影響。另外，多涂層可以減少摩擦熱或熱沖擊所造成的裂紋的延伸。在物理氣相沉積（PVD）過程中，電子結合在一起時可能會在涂層上形成液滴，這些液滴增加了涂層的表面粗糙度，對切屑流產生負面影響。
　　為了解決這種問題，制造商將對優質立銑刀的排屑槽進行表面處理，類似于拋光工藝，這將大大改善涂層表面的粗糙度。
　　這樣也有利于對刀刃以前形成的涂層進行預處理。切削刃的研磨，可以減少或消除制造加工時遺留的細微磨線。由此產生的平滑表面為提高涂層附著力，減少冷焊，以及為材料積聚在刀刃上提供了一個更好的基礎。
　　模具制造商在使用ZSM方法時需要認真地對刀具進行評估，因為刀具是機床和編程的要素。但最重要的是需要評估不同的刀具（通常可以通過抽樣測試）來確定最佳的刀具選擇。
　　單純憑價格是不能有效評估立銑刀的。隨著刀具技術的發展，更多的功能和特征不斷出現，如坡口加工、精密幾何尺寸工件的加工、現代化的涂料和獨特的碳化物技術等都將增加切割刀具的成本，但是這些成本都可以很容易地被增加的刀具壽命和性能價值所補償。
　　
　　信息來源：中國塑料產業鏈網