模具加工中仿形銑刀的選用
/ 2021/6/5 10:40:58
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典型仿形銑削加工
仿形銑刀的特點(diǎn)
仿形銑刀可能全部帶有圓切削刃或部分帶有圓切削刃的銑刀，主要有圓刀片的銑刀和球頭銑刀。仿形銑刀使用圓形刀片，這個(gè)變化使仿形銑刀具備多種優(yōu)點(diǎn)，其中大部分益處可以說(shuō)是小背吃刀量、大進(jìn)給圓刀片的銑刀。球頭型銑刀及刀片見(jiàn)下圖。
裝圓刀片的銑刀
球頭型銑刀及刀片
圓形刀片仿形銑刀具有如下優(yōu)點(diǎn)：
?。?）切削刃強(qiáng)度 圓形刀片沒(méi)有尖角，可承受更大的刀具偏轉(zhuǎn)和振動(dòng)，允許加工中提高轉(zhuǎn)速、增大進(jìn)給，同時(shí)可減少崩刃的危險(xiǎn)。
?。?）切削刃數(shù)目多 擁有更多可用的切削刃，可有4到8次有效的轉(zhuǎn)位。這能夠節(jié)省換刀時(shí)間，提高加工效率，進(jìn)而提高其經(jīng)濟(jì)性。
?。?）切削率高 在不需要很高的機(jī)床功率條件下，圓形刀片可擁有很高的金屬切削率，并且由于刀片強(qiáng)度高可達(dá)到較直角銑刀更大的進(jìn)給率。
?。?）粗加工精度高 利用圓形刀片粗加工后的工件表面比較平整，可以很容易進(jìn)行半精加工，某些時(shí)候，甚至可直接進(jìn)行精加工。
模具加工特別是其主要的型腔部分的加工主要是依靠各種立銑刀。通常小型模具多使用整體立銑刀加工，大型模具考慮其經(jīng)濟(jì)性和加工效率，多采用帶可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾式立銑刀進(jìn)行加工，但精加工還是多用整體立銑刀。而仿形銑刀刀體的選擇可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合工況決定刀體選擇（見(jiàn)表1）。
表1 不同工況刀體選擇
模具加工工序可劃分粗加工、半精加工和精加工,有時(shí)甚至還有超精加工。粗加工、半精加工工序一般選用可轉(zhuǎn)位刀具,精加工序選用整體式刀具。
模具粗加工的主要目標(biāo)是追求單位時(shí)間內(nèi)的材料違禁詞去除率,并為半精加工準(zhǔn)備工件的幾何輪廓。粗加工型腔通常用圓刀片刀具加工，圓形刀片的圓弧半徑大，刀片強(qiáng)度大。模具半精加工的主要目標(biāo)是使工件輪廓形狀平整,保證半精加工后工件表面具有均勻的剩余加工余量。模具的高速精加工工藝取決于刀具與工件的接觸點(diǎn),而刀具與工件的接觸點(diǎn)隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。
在仿形銑削中常用的刀具有圓刀片的銑刀、球頭銑刀、可換銑削頭式球頭銑刀及整體硬質(zhì)合金球頭立銑刀四種。表2在考慮切削加工穩(wěn)定性，成本生產(chǎn)率等幾個(gè)方面對(duì)這四種常用的仿形銑刀進(jìn)行了比較。
表2 不同類(lèi)型銑刀在仿形加工中的選用
可轉(zhuǎn)位柳葉球頭銑刀切削力小，加工效率高，使用簡(jiǎn)便，適用于沖壓模具加工；可轉(zhuǎn)位圓片銑刀最適合于輪廓，型腔，等高線加工，擅長(zhǎng)于
塑料模具，壓鑄模，鍛造和沖壓模；銑削頭可與刀柄組合，使用許多不同的柄部型式與長(zhǎng)度、許多不同的刀頭生產(chǎn)率高；整體硬質(zhì)合金球頭銑刀一般用于小型模具多用整體立銑刀加工，在大型模具精加工也多用整體立銑刀。
球頭銑刀銑削自由曲面時(shí)，球頭刀具的端部切削速度為零，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，球頭銑刀的刀尖比平底銑刀刀尖強(qiáng)度大，切削刃上載荷的分布均勻。所以在相同曲面的精加工條件下，球頭銑刀的使用壽命更長(zhǎng)。
采用球頭銑刀進(jìn)行曲面精加工時(shí)，球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能選得大一些，以增加刀具剛度和散熱性。通常精加工曲面的曲率半徑應(yīng)大于刀具半徑的1.5倍，以避免進(jìn)給方向的突然轉(zhuǎn)變。
高合金鋼模具加工案例舉例
1.54HRC高合金鋼材料等高粗加工。
（1）材料：硬化工具鋼“ORVAR Supreme”54HRC。
?。?）刀具：CoroMill200。
?。?）機(jī)床：Matsura RAIII，3軸機(jī)床，違禁詞主軸轉(zhuǎn)速15000，功率7.5kW。
?。?）加工參數(shù)：齒數(shù)z為4轉(zhuǎn)速n為954rpm；切削速度vc為150m/min；進(jìn)給量fz為0.2mm；進(jìn)給速度vf為763mm/min；背吃刀量與切削寬度比值為ap/ae為1/80%mm。
（5）加工時(shí)間：37分鐘30秒。
高合金鋼模具 山特維克可樂(lè)滿CoroMill 200
2.車(chē)燈模具加工
（1）工件名稱(chēng)：車(chē)燈模具。
（2）工件材料：2738HH；材料硬度：40HRC左右。
?。?）刀柄型號(hào)：MST E50-SLSC8-180（杰浩MM中硬度系列銑削刀具），刀具型號(hào)：SR4×16×60×2F×D8。
（4）加工參數(shù)：n=6800r/min，vf=4000 r/min，ap=0.10mm，ae=0.15mm。
?。?）共加工時(shí)間：8h30min。
車(chē)燈模具加工圖
車(chē)燈模具加工圖
結(jié)語(yǔ)
模具加工制造中,不同部位的型面特征及材料有較大的差別，所使用的模具銑刀也不同。就模具加工中仿形銑削過(guò)程而言，仿形銑刀主要有圓刀片的銑刀和球頭銑刀，仿形銑刀的選用時(shí)需要從工件材料、場(chǎng)合工況、切削加工穩(wěn)定性、成本生產(chǎn)率加工精度等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。只有合理選擇刀具才能提高加工質(zhì)量和加工效率，滿足產(chǎn)品美觀度及功能要求，提高模具加工技術(shù)。
