加工模具用锯齿形切削刃立铣刀
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伊斯卡日本公司开发的具有锯齿形切削刃、带分屑槽断屑的立铣刀系列产品在模具加工中表现出了优异的切削性能。

图1 带分屑槽断屑的圆刀片机夹立铣刀

图2 带分屑槽断屑的立铣刀系列产品

图4 刀具悬伸长度和切深
Vc=80m/min(OH=265mm)
图5 带分屑槽断屑圆刀片

图6 带分屑槽断屑圆刀片机夹立铣刀加工的工件

图7 粗、精切削刃交替配置立铣刀的切削刃形状

图8 粗、精切削刃交替配置立铣刀的加工面
伊斯卡日本公司开发的具有锯齿形切削刃、带分屑槽断屑的立铣刀系列产品(图1)包括可转位ISO刀片、螺旋刃铣刀片(独立开发)、整体立铣刀、球头立铣刀、圆刀片机夹式立铣刀等。其中,带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀(图2)和交替配置粗、精切削刃的精铣立铣刀(图3)在模具加工中表现出了优异的切削性能。

图3 交替配置粗、精切削刃的精铣立铣刀

1 带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀

模具的粗加工大多采用圆刀片机夹式立铣刀,其特征是刀片为圆形,强度高;小切深时可减薄切屑,加大进给量。但是,在加工模具时,如刀具悬伸量较大,则会产生切削抗力大、易发生高频振动等问题。带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀是率先采用锯齿形切削刃圆刀片的立铣刀,较好克服了上述缺陷。

1.铣刀特点

  1. 采用锯齿形切削刃:采用锯齿形切削刃能将切屑分断为细屑;使切削力方向分散,抑制高频振动的发生;锯齿形切削刃与工件的接触长度比普通圆刀片机夹式立铣刀更长,可使切屑变薄,从而提高每齿进给量。这种刀具能适用于悬伸量较长的模具铣削加工(63mm立铣刀的悬伸长度可达400mm),推荐采用中低速(80~120m/min)加工。图4为加工碳钢和合金钢模具市可达到的刀具悬伸长度和切深。带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀推荐用于悬伸长度150mm以上的模具加工。
  2. 刀槽的构造:刀片的定位是由安装刀垫的四边形刀槽与刀片底面两侧相组合来确定的;作用于刀尖上的切削力是由刀片底面两侧和刀垫定位面来承受的,因此能实现稳定的切削加工。
  3. 切削刃的相位:带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀的切削刃由12个凸起的刀刃组成,每两个切削刃之间对应的夹角为30°。对于Ø63mm的5齿立铣刀,从一个刀片到下一个刀片之间切削刃的相位错位角度为30°/5=6°。因此,在分断切屑的同时使切削力方向分散,从而对因刀具悬伸长度大而引起的高频振动起到抑制效果。
  4. 可使用普通圆刀片:带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀的结构也适合安装普通圆切片,即在一种铣刀上可使用两种圆刀片。

2.使用注意事项

  1. 切削宽度:在刀具悬伸长度较大的加工条件下,将切削宽度设定为常用切削宽度的60%以上,能够实现稳定的加工。如铣刀直径为Ø63mm,可选择38mm以上的切削宽度;若将切削宽度减小到50%以下,则会产生高频振动。当刀具悬伸长度较大时,刀柄挠度增大,选择60%以上的切削宽度时,挠曲的方向能使切削抗力作用在与切削力相反的方向,与进给力平衡而达到稳定。如切削宽度减小到50%以下,压力角成为负角,切削抗力与进给方向不一致,就会引起振动。由图5所示切削宽度影响试验结果可知,切削宽度较大时可以加大切深量。
  2. 加工深模腔:在立式加工中心上加工深模腔时,如果排屑不畅,将产生切屑相互缠绕的现象。此时,应利用强力压缩空气吹出切屑,还是使用切削液使切屑不发生缠绕?这些问题应引起足够重视。

3.与普通圆刀片机夹式立铣刀的对比

表1为带分屑槽断屑圆刀片机夹式立铣刀与普通圆刀片机夹式立铣刀的对比切削实验加工条件。图6为带分屑槽断屑圆刀片机夹式立铣刀加工的条件。对比结果表明,新型刀具的寿命提高了6倍(从20分钟延长到120分钟),加工一个工件所需刀具从12把减少到2把,从而减少了换刀次数,提高了加工效率。由于能将切屑分断为细屑,使排屑更为流畅。
表1 对比切削试验1
 带分屑槽圆刀片立铣刀普通圆刀片立铣刀
刀片型号FRWD064A080-06-25.4-16
RCMT 1607-FW-720
D80铣刀<
本文作者:赵柄桢(编译)
原载:《工具展望》2008年第1期
上载于:2009-7-31 10:14:02

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