仿形铣刀的应用（一）

HEATS

　　可转位铣刀加工工件时总是伴随着振动，在车间里，可以感受到振动带来的熟悉的声音和感觉。当通过增大刀具的切削深度来提高金属切削率时，往往会损坏刀具的刃尖，缩短机床的寿命。

　　除了提高机床性能外，还有一种方法可以改善加工状况，那就是使用仿形铣刀。这种刀具又称做“钮扣刀具”。

( F f% N& x; s' M, ?6 z0 y! t/ W4 b

　　仿形铣刀只是在传统的立铣刀基础上有一个简单的变化，与传统的菱形刀片或方形刀片不同，仿形铣刀使用圆形刀片。这个变化使仿形铣刀具备多种优点，其中大部分益处可以说是当今小切深，大进给，和高速加工发展趋势下的一个补充。本文将分别介绍这些优点：

　　进刀能力强加强螺旋铣和斜面加工能力切削刃强度更高更多的切削刃参与加工低功率下获得高切削率接近精加工的粗加工

+ P& ^0 k* i# ^5 I) ^9 r7 P! B4 y 5 j7 m) [) f3 Q7 \( J( h1 _- Z

　　进刀

　　一些仿形铣刀可以象钻头那样，直接进刀，切入工件。如：端铣刀式仿形铣刀，但仅在制造商在刀具末端留有足够的间隙时才可以沿这个方向切削。套式仿形铣刀也可直接切入工件，但加工时功率消耗很大。

) }- t* ?% O! M# R' g# u1 z

　　仿形铣刀不可能取代钻头，因为钻削时参与加工的面积较大，超过了这种刀具所能承受的切削深度。但仿形铣刀这种可以直接切入工件的能力解决了加工中一个令人头疼的问题：那就是在粗加工之前需要预钻一个起始孔。

: i0 J( z$ f, {( J F4 D1 R8 R

　　因为普通的可转位立铣刀不能沿Z轴直接切入材料，所以需要预先钻一个起始孔。另一种进刀方法是通过一个斜面进入，通常需要应用CAM软件来完成。而使用仿形铣刀，这一步可以省去。可将刀具的进刀操作与型腔加工编为一个完整的程序，无需特别考虑刀具的进刀问题。这种可自由进刀的方式对于复杂型腔的粗加工，以及调用表面粗加工例行程序很有用。

　　螺旋插补

" Q" L) `9 T3 E! w/ y' E5 Y$ D% E 7 l+ O7 m1 d- @) N# ^( t. Y" G

　　综合运用仿形铣刀和螺旋插补可以容易、快速地加工大直径孔。这种技术类似于螺纹铣削，三个轴(X、Y、Z)同时运动。但它又不同于螺旋铣削，因为用仿形铣刀加工不需要起始孔，就可以直接切入材料。此外，由于仿形铣刀有大的后角，螺旋插补过程中的升角可以很大，而且不用担心会摩擦到切削刃的底部。这个简单易行的过程带来很多好处，可以用相同直径的刀具加工不同尺寸的孔，只需将孔尺寸的变化编入程序。

8 a( n8 g( Q0 i' t7 a, V- K / a1 a1 g$ h( y) N9 ?) |

　　一个典型的对比可以说明这种技术有提高效率的潜力。

+ s9 R! M7 C8 J

　　切削刃强度

　　由于没有尖角，在可转位硬质合金刀片中，圆形刀片的切削刃强度最高。因此可用于重切削，或者不稳定条件下的粗加工。当需要使用长型刀具时，圆形刀片能承受更大的刀具偏转和振动，允许加工中提高转速、增大进给，同时减少崩刃的危险。

. w) R9 B( N r/ @& g* m; O) t

　　使用圆形刀片时，切削力可以得到有效的分布。而对于典型的直角铣刀，刀具压力主要为径向力，这导致了刀具变形大，增加了振动和刀具破损的可能。圆形切削刃均匀地分散切削力，将更多的切削力转化为轴向力。这正是使用加长型刀具时所希望的，因为减小径向力也就减小了刀具变形。

　　但使用卧式加工中心时则要小心。轴向力的增加可能使安装在机床角板上的夹具出现挠曲，这是因为该结构不象在立式加工中心上时那样稳固。在卧式加工中心上，挠曲会带来振动，进而会导致刀片出现轻微的崩刃。刀具寿命会因此而缩短，刀具破损的可能性加大。为了减少或避免这种情况，应该使用正轴向前角的刀具，这样可以减小对工件向下推的力。

4 p! Q7 d- e7 j. y

　　切削刃数目

" o' H; M' z% x

　　圆形刀片还有一个优点就是比普通的硬质合金刀片拥有更多可用的切削刃。根据刀片的尺寸以及切削深度，圆形刀片可以有4到8次有效的转位，材料去除量至少是普通菱形和方形刀片的两倍。这种优势可以减少操作者去工具室换新刀片的次数(保证了操作者的有效工作时间)，减少了刀片的存货量(降低库存费用)，降低了每条切削刃的成本。

/ I) c, L! T0 G# J9 v$ A% A . Q$ I# R4 {$ V, ~! H

　　例如，普通的菱形刀片价格大约为8美元一片，有两条可用切削刃，每条切削刃的成本为4美元。方形刀片的成本是10美元，那么平均到每条切削刃就是2.5美元。

6 l9 s7 H+ T' O W$ S

　　将这些刀片的成本与圆形刀片比较，圆形刀片每片的价格会达到11美元(多数情况下还要少些)。

! u5 t U7 F6 Q8 O. ^5 t 2 R' f6 H1 W0 i( j