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高進給刀（dāo）具的加（jiā）工應用

2021-4-8 來源：許昌煙草機械有限責（zé）任公司作者：牛卿豔（yàn），韓旭光

摘要: 通過分析槽類零件加工中遇到的問題，探討了槽類加工中因刀（dāo）具折損引起的成本增高和加工效率（lǜ）較低的關鍵因（yīn）素。對刀具類（lèi）型和加（jiā）工成本進行綜合分析，完善了現有的（de）加工方案，找到（dào）了（le）合適的加工（gōng）刀具（jù）和加工策略，降低了加工成本。

關鍵詞: 槽類加工; 刀具; 加工（gōng）策略; 加工成本; 加工效率; 加工中心

1、引言

槽類零件加工中通常存在排屑不暢的問題。由（yóu）於合金材料粘膩，易引起刀具擠屑和散熱困難，導（dǎo）致夾刀、斷刀的現象，降低了刀具壽命和加工效率，增加（jiā）了加工成本，應結合工況合理選用刀具及加工策略（luè），提高槽類的（de）加工效率，降低加工成本。

本（běn）文選取（qǔ）新型 980ML 高進給刀（dāo）具和經典的整體硬（yìng）質合金刀具，對不同零件（jiàn）的多個槽類進行對比加工，從加（jiā）工時間、加工成本、加（jiā）工效率（lǜ）和金屬去除（chú）率等（děng）方麵進行數據匯總和分析，並對新刀具的加工方案進行驗證，對（duì）槽類零件現有加工方案進行完（wán）善。

1、刀具（jù）特點

( 1) 刀具結構

980ML 高進給銑（xǐ）刀的整體構（gòu）造和加（jiā）工特點見圖 1。刀具的 κ 較小，最（zuì）大約（yuē） 15°，有效地減小了刀具的徑向受力，提高了刀具軸向受力能力，保護了刀具韌帶，提高了刀具的使用壽命。刀（dāo）具采用縮頸設計，刀頸部直徑 D3

小於刀（dāo）具直徑 D，有利於（yú）排屑，減少（shǎo）切屑堆積，便（biàn）於刀具散熱，保護刀刃的韌性。刀具采用縮頸高進給加工，便於大懸伸工況深度方向的加工，擴大了刀具的應用（yòng）範圍。

圖 1 980ML 高進給銑刀的整體構造和加工特點

( 2) 刀具（jù）加工（gōng）特點

980ML 高進給銑（xǐ）刀的適用性較整體硬質合金（jīn）刀具更苛刻。其“小切深，高進給”加工（gōng）策略中的“高進給”加（jiā）工，對機床的高速性能要求較高，因此該刀具僅適用於輕型高速銑削機床。

其加工的優勢如下:

①刀具的縮頸結構（gòu）和（hé）刀（dāo）尖處的大（dà）圓弧設計，使刀具（jù）加工時主要受徑向力作用，便於排屑和散熱。在采用相同進給量時，該刀具比整體硬質合（hé）金刀具提供更長的使用壽命。當采用（yòng）高進給加工時，可顯著提升（shēng）生產率;

②“小切深，高進給”的加工策略，需要提高刀（dāo）刃的鋒（fēng）利（lì）性，使其更適於加工深槽、鋼件和硬度不超過 HＲC62 的淬硬鋼、不鏽鋼、超（chāo）合金以及鈦合金等粘膩材料。

降低了生產成本，並最大限度地減少振動（dòng）和機床磨損。整體硬質合金立銑刀對（duì）加（jiā）工（gōng）工況要（yào）求較低，是較為（wéi）通（tōng）用的加工刀具。但在槽類零件加工（gōng）時（shí），由於其切削刃處的排屑（xiè）槽相（xiàng）對較淺，且不存在縮頸（jǐng）設計，使深槽類零件加工排屑不便，易（yì）導致槽類零件（jiàn）被加工麵光潔（jié）度較差和刀具折斷的現象。

3、刀具加工實（shí）例對比

鑒於 980ML 高進給刀具在加工中心上（shàng）受到的（de）限製，在 MAZAK 車銑複合加工中心上進行高速銑削加工試驗對比。

3.1配氣座圓（yuán）弧槽加工

選取零件配氣座的圓弧槽進行加工試驗。配氣座零（líng）件共 57 件，材料為 3Cr13。整體硬質合（hé）金刀（dāo）具加工方案選用 PM-4Ｒ-D8Ｒ1 具進行分層（céng）銑削，而高進給刀具加工方案選（xuǎn）用 980ML08-MEGA 刀具進（jìn）行分層銑削。配氣座零件及整體硬質合金刀具加工見圖 2，高進給（gěi）刀具加工見圖 3。

圖 2 配氣座圓弧（hú）槽及整體硬質合金刀具（jù）加工（gōng）

圖 3 配氣（qì）座圓弧槽及（jí）高進給刀具加工

由表（biǎo） 1 可知，應（yīng）用 980ML 型高速銑刀後，單件加工效（xiào）率提高了 79． 2% ，刀具成本降低了 45． 3% ，證明了 980ML 新型（xíng）刀具的加工高效性以及對高合（hé）金材料的耐磨性。

表 1 配氣座圓弧槽加工（gōng）試驗結果對比

3.2底座加工

底座材料為 12Cr18Ni9Ti，因（yīn）其含 Ni 和 Ti 等元素，屬於難加工材料，其結構見圖 4。需要加工圖 5中特征一( 寬度 4． 5mm，深（shēn） 14mm) 、特征二( 寬度4. 5mm，深 9mm) 和特征三( 寬度 6． 6mm，深 14m) 。運（yùn）用槽類加（jiā）工思維進行加工，對相同區域加工時，1 把（bǎ）刀具能完成的金屬去除率切削數據對比見表 2。

圖 4 底座零件結構

表 2 底座加工試驗數據對比

由表 2 可知，應用刀（dāo）具（jù）推薦參數對零件狹窄處的特征進行加工，同規格的 980ML 型高速銑刀的金屬去除率較 VSM-4E 型（xíng）刀具分別提高了 3． 16 倍和3． 22 倍，有（yǒu）效提高了零件的加工效率（lǜ）。

4、結語

由實（shí）際加工數（shù）據可知，加工槽類（lèi）零件時，980ML高（gāo）進給刀具能有效地（dì）降低刀具加工成本，提高（gāo）加工效率，這充分肯定了（le）新型 980ML 刀（dāo）具（jù）“小切深，高（gāo）進給”加工方案的可（kě）行性。

圖 5 多種刀具加工策略

當加工中心工況滿（mǎn）足高速銑削要求時，應優先選用 980ML 高進給刀具“小切深，高進給（gěi）”的切削策略。對於（yú）重型力量型加工中（zhōng）心，由於其（qí）進（jìn）給較（jiào）低，則可采用傳（chuán）統（tǒng）的整體（tǐ）立銑（xǐ）刀進行槽類加工。兩種刀具均可配合“擺線銑”“片皮銑削”等（děng）多（duō）種（zhǒng）加工策略( 見圖 5) ，不僅可完善零件外形、溝槽及型腔的加工（gōng）方案，還可解決加工中心由於轉速和機床（chuáng）性能差異帶來刀具受限的問題，為（wéi）不同工（gōng）況環境加工提供（gòng）更多的選擇。

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