快速切除大量金屬的銑削加工(尤其是粗銑加工)策略與發(fā)展最好的上世紀(jì)90年代中期相比嚼锄，已經(jīng)發(fā)生了巨大變化婚廷。這一階段讓人深受鼓舞的新進(jìn)展是：刀具制造商設(shè)計(jì)出了能在裝備有輕型主軸椎裕、具有先進(jìn)的“前瞻”控制等功能的機(jī)床上使用的大進(jìn)給量銑削刀具罕识。

　　大進(jìn)給量銑削策略顯示出了以下潛在技術(shù)優(yōu)勢：

　　在具有更好經(jīng)濟(jì)性的輕型機(jī)床上進(jìn)行粗銑加工時(shí)桩眼，可獲得很高的金屬切除率。

　　使用一致性好舒脐、可預(yù)測使用壽命的刀具袄碱，能實(shí)現(xiàn)高可靠性加工。

　　經(jīng)過粗銑加工的零件可獲得更接近最終形狀的加工精度要求侨识。

　　過去存学，模具制造廠為了提高金屬切除率，一般是在大功率機(jī)床上使用大直徑銑刀凄跑，選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速和大切深進(jìn)行加工优生。當(dāng)然，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平炭刺，即使能獲得較高的金屬切除率泪确，但會(huì)在加工的模具型腔側(cè)壁上留下很高的臺(tái)階和很深的刀痕，需要在后續(xù)工序中予以清除煮落。

　　雖然大進(jìn)給量銑削是與可轉(zhuǎn)位刀具一起開始發(fā)展的敞峭，但中小型模具型腔的大進(jìn)給量銑削首先是使用整體硬質(zhì)合金球頭立銑刀進(jìn)行小切深加工。通過運(yùn)用切屑減薄原理蝉仇，使用圓形切削刃刀具進(jìn)行加工旋讹，使刀具每齒進(jìn)給量大大增加，相應(yīng)地也使機(jī)床的進(jìn)給率提高到8m/min以上轿衔。當(dāng)然沉迹，使提高金屬切除率成為可能的必要條件是機(jī)床上配置轉(zhuǎn)速達(dá)8000rpm的主軸和具有“前瞻”功能、能連續(xù)監(jiān)測刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的CNC系統(tǒng)等害驹。

　　幾年前鞭呕，一些刀具制造商(如OSG公司)為中小型模具型腔和型芯的高效加工開發(fā)了幾種新的整體硬質(zhì)合金大進(jìn)給量銑刀，其主要特點(diǎn)是：與球頭立銑刀相比宛官，切削寬度增大葫松；與常規(guī)銑刀相比，排屑槽縮短以提高刀具剛性底洗，克服了常規(guī)立銑刀因排屑槽較長(1－1.5倍直徑)而削弱刀具剛性的弊端腋么，因而可將進(jìn)給量提高至12－20m/min咕娄。采用小切深量進(jìn)行粗加工后，即可獲得接近最終形狀的工件贺跟，從而能直接進(jìn)行半精加工甚至精加工易祖，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了加工時(shí)間沫杜。

　　復(fù)合型大進(jìn)給量銑刀的設(shè)計(jì)開發(fā)主要沿著兩個(gè)方向：一是采用大半徑圓弧切削刃(可看作是大半徑球頭銑刀的一部分)悍写；二是采用小傾角的直線切削刃。這兩種刀具的共同特點(diǎn)是具有小的切入角垛岛，能在加工中形成切屑減薄效應(yīng)暴艘，實(shí)現(xiàn)大進(jìn)給切削。在刀具結(jié)構(gòu)上限剩，采用了可轉(zhuǎn)位刀片和可換刀頭結(jié)構(gòu)柬沾，以降低刀具制造成本。

　　Sandvik公司新開發(fā)的CoroMill 210大進(jìn)給量銑刀采用了直線切削刃和10°的切入角魂麦，刀具的每齒進(jìn)給量提高6倍以上住秉，達(dá)到1－1.5mm/齒。在這樣的進(jìn)給量條件下钧失，產(chǎn)生的切屑厚度為0.18－0.25mm睹傻。由于CoroMill 210優(yōu)化了切削性能，只要不超過最大切深量哼转，直線切削刃就能持續(xù)實(shí)現(xiàn)切屑減薄效應(yīng)明未。

　　CoroMill 210銑刀的刀體、刀片座和刀片結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了優(yōu)化壹蔓，將兩種不同的加工方式——大進(jìn)給量銑削和插銑集成在了同一把刀具上趟妥。當(dāng)具有10°切入角的銑刀沿切線方向進(jìn)給時(shí)，可采用小的軸向切深實(shí)現(xiàn)大進(jìn)給量銑削佣蓉；而在軸向進(jìn)給時(shí)披摄，采用大的徑向切深進(jìn)行插銑，也能實(shí)現(xiàn)很高的金屬切除率勇凭。

　　CoroMill 210銑刀具有的插銑和大進(jìn)給銑削功能可用于航空制造業(yè)中從整塊毛坯上切除材料(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片或結(jié)構(gòu)件的粗銑加工)疚膊，也可用于汽車制造業(yè)或普通機(jī)加工中從鑄鐵到鈦合金、不銹鋼或合金鋼零件的高效加工套像。

　　Iscar公司新開發(fā)了兩種大進(jìn)給銑刀：一種是Multimaster FeedMill可換刀頭式小直徑銑刀(可用于加工尺寸為10mm酿联、12mm和16mm的模具型腔)终息；另一種是FeedMill可轉(zhuǎn)位刀片式銑刀(包括直徑范圍25.4－152.4mm的立銑刀和套式銑刀)夺巩。對于FeedMill銑刀，Iscar公司采用先進(jìn)的刀片壓制技術(shù)艺滑，在刀片上壓制出一個(gè)可與刀座上的凹窩相互嵌合的凸臺(tái)右木，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使刀片和刀具可以吸收切削力砰染，減輕作用于刀片緊固螺釘(通常是可轉(zhuǎn)位刀具最薄弱的部位)上的應(yīng)力。

　　Emuge公司開發(fā)的Time-S可轉(zhuǎn)位刀片式立銑刀具有以下特點(diǎn)：①刀片切削刃采用雙圓弧結(jié)構(gòu)塌卜，可使切削力沿切削刃全長均勻分布标增；②刀具幾何形狀具有減薄切屑功能，可減小功率消耗启脉、加工振動(dòng)和刀具磨損杠卜；③主要用于加工鑄鐵和硬度至HRC44的淬硬鋼，使用直徑80mm的刀具加工時(shí)综澄，金屬去除率可達(dá)2458cm3/min以上坠屹。

　　由于大進(jìn)給銑削技術(shù)在現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備及加工程序下比較容易實(shí)現(xiàn)(有時(shí)只需改變進(jìn)給率即可)，因此該技術(shù)在模具加工車間正變得日益流行神卢。Seco公司設(shè)計(jì)開發(fā)的大進(jìn)給銑刀采用了可產(chǎn)生較小切入角的圓弧刃刀片兵扭，其主要設(shè)計(jì)理念是構(gòu)成較小的安裝角，以獲得合適的切屑厚度袒碍。刀具幾何形狀的設(shè)計(jì)可使大部分切削力傳入主軸脾鸠，可以減小刀具變形和振動(dòng)，從而允許采用較大的切削參數(shù)舆床。Seco公司的大進(jìn)給銑刀不僅可用于端面銑削棋蚌，也能進(jìn)行圓弧插補(bǔ)或螺旋插補(bǔ)加工、通孔螺紋加工和3D輪廓加工挨队。為了提高模架的加工效率附鸽，模具車間采用淬硬的工件毛坯，用大進(jìn)給銑刀進(jìn)行等高分層銑削瞒瘸，達(dá)到半精加工所能達(dá)到的精度坷备，最后利用放電加工(EDM)進(jìn)行精加工。

　　采用紐扣刀具加工模具型腔對復(fù)合型大進(jìn)給銑刀的開發(fā)起到了促進(jìn)作用情臭。最初用紐扣刀具加工模具型腔時(shí)曾遇到許多問題(如因大切深產(chǎn)生的大量切削熱傳入切削刃省撑，造成硬質(zhì)合金材料提前失效，以及加工結(jié)果的分散性)俯在。為了替代紐扣刀具竟秫，具有獨(dú)特刀片形狀的復(fù)合型大進(jìn)給銑刀應(yīng)運(yùn)而生，利用減薄切屑效應(yīng)和小切入角跷乐，實(shí)現(xiàn)了很高的金屬切除率肥败。

　　Ingersoll公司除了采用傳統(tǒng)的以小切入角實(shí)現(xiàn)大進(jìn)給切削的方法外，還不斷開發(fā)以高密度(多切削齒)和大刀尖圓弧半徑實(shí)現(xiàn)大進(jìn)給銑削策略的新型銑刀泊宴。Ingersoll的大進(jìn)給銑刀分別采用2個(gè)屑淌、3個(gè)、6個(gè)(雙面钱图，每面各3個(gè))和10個(gè)切削刃荞狠，直徑范圍為9.5－152.4mm寿伊。最新開發(fā)的Hi FeedDEKA銑刀系列每個(gè)刀片上都有10個(gè)切削刃(雙面，每面各5個(gè))告锅，刀具可以1.5mm的切深量和0.51mm的刮削量實(shí)現(xiàn)半精加工揽此。

　　在歐洲，大進(jìn)給銑削策略的應(yīng)用比在美國要快一些守迫，因?yàn)闅W洲的機(jī)床更適合這種加工方式艘赂。采用復(fù)合型銑刀的大進(jìn)給銑削策略很好地克服了紐扣刀具的缺點(diǎn)，除了能實(shí)現(xiàn)能很高的金屬切除率外公悟，還可以提高加工過程穩(wěn)定性和可靠性盲趟，易于實(shí)現(xiàn)一人看管多臺(tái)機(jī)床的加工和無人化自動(dòng)加工。

　　ATI Stellram公司推出了7792VXD大進(jìn)給銑刀系列慎陵。該刀具可以在小切深(最大切深2.5mm)眼虱、高進(jìn)給率條件下進(jìn)行加工，與傳統(tǒng)的平面銑削席纽、型腔銑削捏悬、銑槽和插銑加工相比，金屬切除率可以提高90%润梯。該系列刀具為套式銑刀或采用莫氏錐柄过牙，刀片尺寸為9mm和12mm，共有4個(gè)切削刃纺铭。

　　ATI Stellram公司正在將該刀具系列擴(kuò)展到包括采用圓柱刀柄和模塊式刀頭(采用6mm刀片寇钉，每個(gè)刀片4個(gè)切削刃)的小直徑銑刀。它可使切削力沿軸向傳入主軸舶赔，從而可減小主軸磨損扫倡，提高加工穩(wěn)定性。X400刀片是該刀具系列的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)竟纳，是加工淬硬鋼的首選刀具撵溃。ATI Stellram公司還為用戶配備了切削軟件，可以針對各種不同工件材料的加工推薦切削用量以及計(jì)算機(jī)床功率锥累、扭矩和切削力等數(shù)據(jù)挡医。

　　為了提高金屬切除率，Walter美國公司設(shè)計(jì)了F2330大進(jìn)給高效銑刀炸笋，其主要特點(diǎn)是：①選用經(jīng)CVD或PVD涂層處理训癌、有3個(gè)切削刃的多邊形刀片，可用于銑削鋼和鑄鐵地毁；②刀尖圓弧半徑分別為0.8mm娶匠、1.2mm和2mm；③可提供直徑為1.9－76.2mm的內(nèi)冷卻銑刀，能有效降低切削溫度豆出；④最大切深為2mm囊嘲，安裝角為0－15°情键；⑤具有強(qiáng)大的插銑功能吵淌，非常適合用于高效模具加工，銑刀長徑比可達(dá)8倍钢墩。

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